底卸式分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書

1、PAGE 中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 PAGE 90目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc263407204 第1章 緒 論 PAGEREF _Toc263407204 h 2 HYPERLINK l _Toc263407205 第1.1節(jié) 物流的基本任務(wù)和成件物品分揀系統(tǒng)的組成 PAGEREF _Toc263407205 h 2 HYPERLINK l _Toc263407207 第1.2節(jié) 現(xiàn)代分揀系統(tǒng)概述及分揀機(jī)的分類 PAGEREF _Toc263407207 h 4 HYPERLINK l _Toc263407208 第1.3節(jié) 自動識別技術(shù)與設(shè)備在

2、現(xiàn)代物流中的應(yīng)用 PAGEREF _Toc263407208 h 5 HYPERLINK l _Toc263407209 第1.4節(jié) 成件物品分揀系統(tǒng)的控制與管理 PAGEREF _Toc263407209 h 6 HYPERLINK l _Toc263407212 第2章 方案確定 PAGEREF _Toc263407212 h 8 HYPERLINK l _Toc263407213 第2.1節(jié) 設(shè)計(jì)要求 PAGEREF _Toc263407213 h 8 HYPERLINK l _Toc263407214 第2.2節(jié) 方案確定 PAGEREF _Toc263407214 h 8 HYPER

3、LINK l _Toc263407215 第3章底卸式分揀機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc263407215 h 11 HYPERLINK l _Toc263407217 第3.1節(jié) 驅(qū)動滾筒的設(shè)計(jì)及其軸的校核 PAGEREF _Toc263407217 h 11 HYPERLINK l _Toc263407218 第3.2節(jié) 改向滾筒的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 PAGEREF _Toc263407218 h 24 HYPERLINK l _Toc263407219 第3.3節(jié) 中間架及托板的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc263407219 h 29 HYPERLINK l _Toc263407

4、220 第3.4節(jié) 帶式輸送機(jī)底架及電動機(jī)支架的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc263407220 h 31 HYPERLINK l _Toc263407221 第3.5節(jié) 輸送帶的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc263407221 h 34 HYPERLINK l _Toc263407222 第3.6節(jié) 氣壓缸的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc263407222 h 39 HYPERLINK l _Toc263407223 第3.7節(jié) 氣壓回路的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc263407223 h 50 HYPERLINK l _Toc263407224 第3.8節(jié) 底卸式物流分揀實(shí)驗(yàn)裝置的總體裝

5、配順序 PAGEREF _Toc263407224 h 55 HYPERLINK l _Toc263407225 第4章 分揀信號自動識別和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc263407225 h 56 HYPERLINK l _Toc263407226 第4.1節(jié) 自動識別系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 PAGEREF _Toc263407226 h 56 HYPERLINK l _Toc263407227 第4.2節(jié) 傳感器原理簡介及信號處理電路 PAGEREF _Toc263407227 h 57 HYPERLINK l _Toc263407228 第4.3節(jié) A/D轉(zhuǎn)換器的選擇 PAGEREF

6、_Toc263407228 h 60 HYPERLINK l _Toc263407229 第4.4節(jié) 控制電路的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc263407229 h 62 HYPERLINK l _Toc263407230 第4.5節(jié) 程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc263407230 h 66 HYPERLINK l _Toc263407232 參考文獻(xiàn)74 HYPERLINK l _Toc263407233 附 錄75 HYPERLINK l _Toc263407246 致 謝88第1章 緒 論第1.1節(jié) 物流的基本任務(wù)和成件物品分揀系統(tǒng)的組成11.1 物流的基本任務(wù) 物流的基本任務(wù)是完

7、成物資實(shí)體(物資及其載體)的物理流動過程,既是完成物資實(shí)體(包括原材料燃料動力、工具、半成品、零配件、成品)等的儲存和運(yùn)輸。圍繞這一基本任務(wù)，物流還包括物資的計(jì)劃、管理，即檢驗(yàn)、包裝、裝卸等。最終要根據(jù)物資的種類、數(shù)量和質(zhì)量，在最合適的時候，以最低的成本，將其送到正確的地點(diǎn)。同時，即使完成物料信息的傳輸和修改，以及輸送工具（載體）回收的全過程。1.1.2成件物品分揀系統(tǒng)的組成成件物品分揀系統(tǒng)主要由前處理設(shè)備、分揀機(jī)械、后處理設(shè)備、控制裝置及計(jì)算機(jī)管理等四部分組成。1. 前處理設(shè)備在分揀機(jī)之前向分揀機(jī)輸送分揀物的進(jìn)給臺及其他輔助性運(yùn)輸機(jī)和作業(yè)臺等，進(jìn)給臺的主要功能有兩個：一個是操作人員利用輸入裝

8、置將各個分揀物的目的地址送入分揀系統(tǒng)，作為該物品的分揀作業(yè)命令；另一個是控制分揀物進(jìn)入分揀機(jī)的時間和速度，保證分揀機(jī)準(zhǔn)確地進(jìn)行分揀。其他輔助性輸送機(jī)則是向進(jìn)給臺輸送分揀物，可根據(jù)分揀系統(tǒng)現(xiàn)場的要求和條件進(jìn)行。2. 分揀機(jī)分揀機(jī)是分揀系統(tǒng)的核心設(shè)備，只要用來將分揀物分發(fā)到規(guī)定場地的分流處理。由于不同行業(yè)、不同部門的分揀對象在尺寸、質(zhì)量和外形等方面都有很大差別，對分揀方式、分揀速度、分揀口的多少等要求也不相同，因此分揀機(jī)的種類也很繁雜。采用不同的分揀機(jī)，配置不同需要的前處理設(shè)備和后處理設(shè)備，可以組成適合各種不同需要的分揀系統(tǒng)。3. 后處理設(shè)備設(shè)置在分揀機(jī)后面的分揀溜槽及其他輔助設(shè)備。通常在分揀機(jī)的

9、每一個出口設(shè)置一個分揀溜槽，每一個溜槽存儲同一個分揀目的地的分揀物。分揀溜槽越多，可以同時進(jìn)行分揀的目的地也越多，分揀系統(tǒng)服務(wù)的范圍就越大。通常采用鋼板或塑料制成的光滑溜槽，也有采用帶輥?zhàn)拥牧锊?，還有的采用分岔溜槽來增加分揀口的數(shù)量。分揀物通常是從溜槽出口由人工收集和裝車發(fā)運(yùn)，也有的利用伸縮帶式輸送機(jī)或其他輸送機(jī)組成后處理系統(tǒng)，以提高分揀效率。4. 控制裝置及計(jì)算機(jī)管理物料分揀系統(tǒng)控制裝置的主要功能是：（1）接受分揀目的地地址，通常由操作人員利用數(shù)字鍵盤或按鈕輸入。（2）控制進(jìn)給臺，使分揀物按分揀機(jī)的要求迅速準(zhǔn)確地進(jìn)入分揀機(jī)。（3）控制分揀機(jī)的分揀動作，使分揀物在預(yù)定的分揀口迅速準(zhǔn)確地揀出。（

10、4）完成分揀系統(tǒng)各種信號的檢測監(jiān)控及安全保護(hù)。分揀系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)管理主要是對分揀系統(tǒng)中各設(shè)備運(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、監(jiān)測和統(tǒng)計(jì)，用于分揀作業(yè)的管理及對分揀作業(yè)和設(shè)備的綜合性評價與分析。第1.2節(jié) 現(xiàn)代分揀系統(tǒng)概述及分揀機(jī)的分類1. 2. 1現(xiàn)代分揀系統(tǒng)概述一、現(xiàn)代分揀系統(tǒng)的基本構(gòu)成包括混雜一起的物品的輸入、分揀運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)和分揀后物品的輸出三大部分。二、對成件物品分揀系統(tǒng)的基本要求是：（1）能夠迅速準(zhǔn)確的分揀物品，且分揀差錯率低，現(xiàn)代大型分揀系統(tǒng)的分揀速度每小時可達(dá)幾萬件。（2）分揀能力要強(qiáng)，現(xiàn)代大型分揀系統(tǒng)分揀口數(shù)目可達(dá)數(shù)百個。（3）分揀系統(tǒng)對分揀物品的大小、形狀、質(zhì)量、包裝形式及材質(zhì)等因素的適應(yīng)范

11、圍要寬。（4）工作時對分揀物品的沖擊和振動要小，安全保護(hù)措施齊全，對被分揀物不能造成損壞。（5）分揀作業(yè)中操作人員輸入分揀命令簡單方便，人工輔助動作簡單、省力。（6）自動控制和計(jì)算機(jī)管理的功能完善，性能安全可靠。1. 2. 2分揀機(jī)的分類分揀系統(tǒng)中，分揀機(jī)是最主要的設(shè)備，由于分揀機(jī)使用在各行各業(yè)，分揀對象不論在尺寸重量上還是在外形上都有很大差別，小的可以分揀照片口袋，的的可以分揀長度達(dá)1500mm的大型物品，因此分揀機(jī)的種類十分的繁多。主要有以下幾種：（一）、鏈?zhǔn)椒謷C(jī)這類分揀機(jī)又包括：翼盤式分揀機(jī)、翻盤式分揀機(jī)、翻板式分揀機(jī)、三維底卸式翻盤分揀機(jī)。（二）、鋼帶式分揀機(jī) 鋼帶分揀機(jī)是在鋼帶運(yùn)輸

12、機(jī)上裝有若干個橫向推出裝置，對應(yīng)每個推出裝置處設(shè)一個溜槽。當(dāng)分揀物到達(dá)預(yù)定分揀口時，橫向推出裝置撥動分揀物，使其從鋼帶運(yùn)輸機(jī)的側(cè)面滑出落入對應(yīng)的溜槽中。（三）、膠帶分揀機(jī)由于膠帶輸送機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，采用一膠帶輸送機(jī)為主機(jī)的分揀機(jī)已發(fā)展了較多的品種。這種分揀機(jī)主要包括：橫向推出式膠帶分揀機(jī)、斜行膠帶式分揀機(jī)=斜置輥輪式膠帶分揀機(jī)、轉(zhuǎn)臺式膠帶分揀機(jī)、底卸式膠帶分揀機(jī)（即本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求的類型）。（四）、輥道分揀機(jī)這類分揀機(jī)是一輥道輸送機(jī)為主體。它包括：橫向膠帶式輥道分揀機(jī)、橫向推出式分揀機(jī)。第1.3節(jié) 自動識別技術(shù)與設(shè)備在現(xiàn)代物流中的應(yīng)用“物流”概念的形成于二次大戰(zhàn)后，2

13、0世紀(jì)60年代得以逐步完善。現(xiàn)代物流已不僅僅是實(shí)物的流動，而是一個實(shí)物流、信息流統(tǒng)一的綜合服務(wù)領(lǐng)域。眾所周知，信息在計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)中“流動”最有效、最快捷、最安全，但實(shí)物往往要通過裝卸、配送、運(yùn)輸、倉儲等許多物理環(huán)節(jié)才能從源頭“流”向終點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)信息流、實(shí)物流“互連”，就需要依靠自動識別技術(shù)。自動識別技術(shù)在物流過程中，具有信息獲取和信息錄入功能，是指通過自動（非人工手段）獲取項(xiàng)目表示信息并且不使用鍵盤即可將數(shù)據(jù)實(shí)時輸入計(jì)算機(jī)、程序邏輯控制器或其他微處理器控制設(shè)備的技術(shù)。 一般說，自動識別系統(tǒng)由標(biāo)簽、標(biāo)簽生成設(shè)備、識讀器及計(jì)算機(jī)等設(shè)備組成。其中，標(biāo)簽是信息的載體，識讀器地獲取標(biāo)簽裝載似的信息，并自

14、動轉(zhuǎn)換為與計(jì)算機(jī)兼容的數(shù)據(jù)格式傳入計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)信息的自動識別以及信息系統(tǒng)的自動數(shù)據(jù)采集。物流過程中，標(biāo)簽裝載著物流信息，并附著于物流單元上，保證標(biāo)識信息與實(shí)物同步，濕度器則成為物流單元與信息系統(tǒng)的紐帶。自動識別技術(shù)在物流中的作用顯而易見。例如：配送中心的交接運(yùn)輸過程是這樣的：貨物進(jìn)入配送中心的入口端時，工作人員需要一面卸貨，一面根據(jù)訂貨單要求對貨物進(jìn)行調(diào)整，并確定貨物的出貨模式及目的地，最終從配送中心的出貨端將貨物運(yùn)出。如果不使用自動識別技術(shù)，“物”與信息完全分離，貨物卸貨后，工作人員只能坐等貨物信息和貨物處理指示信息，因?yàn)闆]有這些信息，人們無法得知哪個箱子與哪個訂貨單對應(yīng)，各箱子是要通過常規(guī)

15、渠道運(yùn)輸，還是要盡心其他處理，因素的目的地是哪里。如果使用自動識別技術(shù)，工作人員收到貨物的同時，利用識讀器可獲取隨貨物同時到達(dá)的物流信息，并傳入信息系統(tǒng)，從而獲得貨物處理指示，按照要求卸貨，貨物順利“流”向下一環(huán)節(jié)。減少倉庫存儲空間占用，也減少了出貨調(diào)配用的單句數(shù)量，消除了人工處理產(chǎn)生的費(fèi)時和人為錯誤問題，還能動態(tài)了解物品運(yùn)行全過程情況。自動識別技術(shù)家族有一批基于不同原理的自動識別技術(shù)，包括：條碼技術(shù)、射頻識別技術(shù)、磁識別技術(shù)、聲音識別技術(shù)、圖形識別技術(shù)、光字符識別技術(shù)和生物識別技術(shù)等。各種自動識別技術(shù)間沒有優(yōu)劣之分，只能根據(jù)具體應(yīng)用確定最適合的自動識別技術(shù)。目前，在物流應(yīng)用中常用的自動識別是

16、條碼技術(shù)和射頻識別技術(shù)。第1.4節(jié) 成件物品分揀系統(tǒng)的控制與管理成件物品分揀系統(tǒng)的控制與管理主要應(yīng)具有下面幾個功能。1.4.1 分揀物的識別及分揀作業(yè)命令的輸入在通用分揀機(jī)中，分揀物在體積、質(zhì)量、外形、包裝形式等各方面往往有很大差別，要進(jìn)行自動識別比較困難。因此，在多數(shù)分揀系統(tǒng)中仍是由操作人員用肉眼識別分揀物，然后在輸入鍵盤上鍵入作為分揀作業(yè)命令的分揀口號碼。這種方法的設(shè)備簡單，但要求操作人員精神集中認(rèn)真負(fù)責(zé)，盡量避免按鍵錯誤，以降低分揀差錯率。由于分揀物上的標(biāo)簽、發(fā)貨單或標(biāo)明分揀標(biāo)記的位置不盡相同，操作人員要經(jīng)常用手搬動或翻動分揀物，同時還要用手敲鍵盤，使用手的動作較多，影響分揀速度。語音輸

17、入裝置可以克服這個缺點(diǎn)，操作人員用嘴報(bào)出分揀口地址，語音輸入裝置接收后即可輸入分揀系統(tǒng)，從而提高了識別分揀物和輸入作業(yè)命令的效率。采用自動識別輸入方式如條形碼輸入方式和光電數(shù)字讀入方式，操作人員可以少介入或不介入，輸入速度快，分揀差錯率低，但技術(shù)要求和軟硬件成本都較高。1.4.2 分揀機(jī)的控制每臺分揀機(jī)都可以看成是一個具有一個（或幾個）入口和多個出口的輸送機(jī)系統(tǒng)，對分揀機(jī)的控制就是對這個輸送機(jī)系統(tǒng)多個出口的分流控制。由于在分揀機(jī)上可能有幾個、幾十個、甚至上百個分揀物同時進(jìn)行輸送，而每個分揀物分流的時間和位置都可能不相同，因此對分揀機(jī)的分流控制必須采用跟蹤控制方式。在鋼帶分揀機(jī)上，鋼帶托輥軸裝有

18、脈沖發(fā)生器而將分揀起點(diǎn)到分揀溜槽的距離換算成脈沖數(shù)。在鋼帶運(yùn)行時，脈沖發(fā)生器進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)值與換算值相一致時，說明分揀物已到達(dá)分揀口，這時，橫向推出裝置動作即可將分揀物分揀出去。在翻盤式分揀機(jī)上，則直接對通過的托盤個數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)即可完成跟蹤控制。早期的分揀機(jī)采用凸輪轉(zhuǎn)鼓式的機(jī)電控制器進(jìn)行控制，現(xiàn)代分揀系統(tǒng)則大都采用微型計(jì)算機(jī)組成的專用控制器或通用的可編程序控制器進(jìn)行控制。第2章 方案確定第2.1節(jié) 設(shè)計(jì)要求本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個底卸式物流分揀實(shí)驗(yàn)裝置及分揀信號自動識別實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。分析、論證本設(shè)計(jì)采用的方法、原理幾可行性，記性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動學(xué)計(jì)算和強(qiáng)度校核。這種底卸式物流分揀實(shí)驗(yàn)裝置是由多段獨(dú)立

19、驅(qū)動的短帶式輸送機(jī)聯(lián)成一線組成。分揀時，短帶式輸送機(jī)向上升起一定高度，使帶式輸送機(jī)在分揀口處形成一個缺口，分揀物即從缺口出滑落到下面對應(yīng)的溜槽。整個分揀裝置要求小型化。自動分揀識別系統(tǒng)要通過對物體標(biāo)識進(jìn)行識別，再通過單片機(jī)對信號進(jìn)行處理，再通過輸出信號對機(jī)械部分進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)動作，將不同種類的物品分開。繪制底卸式物流分揀實(shí)驗(yàn)裝置及分揀信號自動識別實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的總裝圖及主要的零件圖及控制系統(tǒng)原理圖。第2.2節(jié) 方案確定底卸式物流分揀實(shí)驗(yàn)裝置及分揀信號自動識別實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是由多段獨(dú)立驅(qū)動的短帶式輸送機(jī)聯(lián)成一線組成。分揀時，短帶式輸送機(jī)向上升起一定高度，使帶式輸送機(jī)在分揀口處形成一個缺口，分揀物即從缺口出滑

20、落到下面對應(yīng)的溜槽。自動分揀識別系統(tǒng)要通過對物體標(biāo)識進(jìn)行識別，再通過單片機(jī)對信號進(jìn)行處理，再通過輸出信號對機(jī)械部分進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)動作，將不同種類的物品分開。設(shè)計(jì)方案要突出以下特點(diǎn)：（1）、分揀時對分揀物品的沖擊和振動要??；（2）、整個裝置要小型化，突出其實(shí)驗(yàn)裝置的特點(diǎn)，并適用與實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行演示；（3）、能夠快速準(zhǔn)確的分揀物品，且分揀差錯率低；（4）、結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，而且成本較低。整個設(shè)計(jì)過程包括機(jī)械部分和單片機(jī)控制兩部分。機(jī)械部分設(shè)計(jì)思想為：帶式輸送機(jī)采用單滾筒驅(qū)動，驅(qū)動滾筒采用外裝式，改向滾筒改變帶式的運(yùn)動方向的同時要起到拉緊的作用；整個帶式輸送機(jī)由底架支撐；帶式輸送機(jī)向上升起一定高度的動

21、作由氣壓系統(tǒng)對改向滾筒的軸作用來實(shí)現(xiàn)。帶式輸送機(jī)的帶寬取為100mm，長度約400mm，輸送機(jī)距地面高度約300mm，其設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置如2-1圖：圖2-1 設(shè)計(jì)裝置圖單片機(jī)控制部分設(shè)計(jì)思想為：色敏傳感器對物體進(jìn)行識別，將信號輸入A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，再輸入單片機(jī)與已輸入的顏色值進(jìn)行比較，然后輸出控制信號對驅(qū)動電路進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的動作。機(jī)械部分的設(shè)計(jì)包括以下幾個設(shè)計(jì)部分：（1）、驅(qū)動滾筒的設(shè)計(jì)；（2）、改向滾筒的設(shè)計(jì)；（3）、中間架及托板的設(shè)計(jì)；（4）、氣壓缸的設(shè)計(jì)；（5）、氣壓回路的設(shè)計(jì)。單片機(jī)控制部分包括以下幾個部分：（1）、傳感器的選擇及其應(yīng)用電路；（2）、A/D轉(zhuǎn)換器的選用；（3

22、）、控制電路的設(shè)計(jì)；（4）、驅(qū)動電路（5）、程序設(shè)計(jì)。在整個設(shè)計(jì)中要特別注意各個部分的相互關(guān)系，以及機(jī)械部分的輸送機(jī)的長度、底架的高度和氣壓缸之間的相互影響。第3章 底卸式膠帶分揀實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第3.1節(jié) 驅(qū)動滾筒的設(shè)計(jì)及其軸的校核本設(shè)計(jì)要求的是設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)裝置，所有零部件要求小型化，所以驅(qū)動滾筒的直徑必須很小，在次處取驅(qū)動滾筒的直徑為30mm。由于驅(qū)動滾筒的直徑很小，所以電動機(jī)采用外裝式。進(jìn)行驅(qū)動滾筒的設(shè)計(jì)首先要進(jìn)行電動機(jī)的選型及聯(lián)軸器的選型。3. 1. 1電動機(jī)的選型估計(jì)工作阻力：Fw=50N，（工作阻力是上下分支的運(yùn)行阻力，包括物料、輸送帶及其與托板的摩擦預(yù)設(shè)帶速：v=0.16m/s，

23、滾筒直徑：D=30mm帶式輸送機(jī)的效率為：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可得=0.940.96，在此取w=0.94則電動機(jī)的功率為 W電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 r/min 查實(shí)用微電機(jī)手冊選擇70TDY1151型電動機(jī)。其主要參數(shù)如下：額定電壓：220V額定頻率：50Hz相數(shù)：1同步轉(zhuǎn)速：115r/min 最大同步轉(zhuǎn)矩：550mN.m最大輸入功率：24W最大輸入電流：0.12A啟動轉(zhuǎn)矩：300mN.m外形尺寸：總長：110毫米外徑：70毫米軸徑：8毫米生產(chǎn)廠家是蘇州電訊電機(jī)廠因?yàn)樵谒o的主要參數(shù)中沒有給出額定轉(zhuǎn)速，需要自己根據(jù)所學(xué)電工知識自己計(jì)算。根據(jù)電工學(xué)可查得，通常異步電動機(jī)在額定負(fù)載時的轉(zhuǎn)差率為s=1%9%，即電動

24、機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為n=1151-（1%9%）=104.70113.85r/min在此取電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為n=105r/min則電動機(jī)帶動驅(qū)動滾筒的線速度為 m/s3. 1. 2聯(lián)軸器的選型根據(jù)電動機(jī)的輸出軸的直徑選擇合適的聯(lián)軸器，通過查找機(jī)械設(shè)計(jì)手冊和網(wǎng)上的相關(guān)資料，查到DB32020-87撓性鼓形聯(lián)軸器（彈性內(nèi)齒型）中的內(nèi)齒形彈性聯(lián)軸器（NL型）。內(nèi)齒形彈性聯(lián)軸是目前國內(nèi)的最新產(chǎn)品，在國外已經(jīng)廣泛地被采用，該產(chǎn)品由機(jī)械委濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所設(shè)計(jì)，適用與軸間及的撓性傳動。允許較大的軸向徑向位移和角位移，且具有結(jié)構(gòu)簡單維修方便、拆裝容易、噪聲低、傳動功效損失小、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，倍受用戶歡迎。軸孔

25、形式有圓柱形（Y），圓錐形（Z）和短圓柱形（J）。軸孔和鍵槽按國家標(biāo)準(zhǔn)GB385283聯(lián)軸器軸孔和鍵槽形式及尺寸的規(guī)定加工。工作溫度為-20-+70 半聯(lián)軸器采用精密鑄造，鑄造HT20-40，鑄鋼ZB35軸孔和鍵槽采用拉制成型，內(nèi)齒形聯(lián)軸器彈性體外套可根據(jù)用戶使用要求選用各種硬度合成橡膠脂橡膠，增強(qiáng)鑄型尼龍彈性體等材料。選擇內(nèi)齒形彈性聯(lián)軸器的NL1型號，其結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。圖3-1 聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)其主要參數(shù)為 公稱扭矩：50N.m 許用轉(zhuǎn)速：6000r/min慣性扭矩：0.25kg.主要尺寸：軸孔直徑d1，d2：6-14mm軸孔長度L1，L2：16-32mm，D：40mmD1，D2：26mmE

26、：4mmL4：34m3. 1. 3驅(qū)動滾筒軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算估算軸的最小直徑，然后進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)心圓軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算公式為校合計(jì)算公式：設(shè)計(jì)計(jì)算公式： mm式中 扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，N/T軸傳遞的扭矩，N.mm軸的抗扭截面系數(shù)，參看機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)表4-2幾種常用軸用材料的及A值軸的材料Q235-A，20354540Cr，35SiMn，42SiMn38SiMnMo，20CrMnTi，2Cr13N/1220203030404052A16013513511811810710798表4-2本設(shè)計(jì)中軸的材料為45號鋼，所以選擇A =1183. 1. 3. 1軸的彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算：（1）軸上的輸出轉(zhuǎn)矩T N.mm

27、其中為聯(lián)軸器的效率，取值為0.99查帶式輸送機(jī)的工作情況系數(shù)為： K=1.251.5Ta=K.Ta=1.5718.95=1078.425N.mm根據(jù)電動機(jī)的輸出軸的直徑和聯(lián)軸器，確定軸的最小直徑。（2）軸的最小直徑最小直徑為 mm此軸與電動機(jī)通過聯(lián)軸器相聯(lián)，其中軸段最粗的地方作為滾筒。設(shè)計(jì)軸時必須考慮電動機(jī)輸出軸的直徑和鍵槽。電動機(jī)的輸出直徑是8mm，所以選擇的聯(lián)軸器的直徑也為8mm，則驅(qū)動滾筒最細(xì)處的直徑可以取為8mm。所以軸的最小直徑為3. 1. 3. 2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按軸向定位的要求和實(shí)際工況，確定各軸段的直徑和長度。驅(qū)動滾筒軸的最粗段要安裝帶式，帶式的寬度取為100mm，最粗段要比帶式寬

28、2mm，總長為102mm。驅(qū)動滾筒軸的兩端要安裝軸承。軸承的功用一是支承軸及軸上零件并保持軸的旋轉(zhuǎn)精度，二是減少轉(zhuǎn)軸與支承之間的磨擦和磨損。軸承是用于支承軸及軸上零件實(shí)現(xiàn)正常工作的一種部件。軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì)，是選擇軸承類型的主要依據(jù)。根據(jù)載荷的大小選擇軸承的類型時，由于滾子軸承中的主要元件間是線接觸，宜用于承受較大的載荷，承載后的變形也較小。而球軸承中主要為點(diǎn)接觸，宜用于承受較輕的或中等的載荷，故在載荷較小時，應(yīng)優(yōu)先選用球軸承。軸承的轉(zhuǎn)速，在一般轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)速的高低對 選擇不發(fā)生什么影響，只有在裝素較高是日，才會有比較顯著的影響。在本設(shè)計(jì)中，由于軸承所受載荷較小，而且主要是徑向載荷

29、，沖擊載荷幾乎為零，所以選用的是深溝球軸承。深溝球軸承主要承受徑向負(fù)荷，也可同時承受少量的雙向軸向負(fù)荷，工作時內(nèi)外圈軸線允許偏斜 816。摩擦阻力小，極限轉(zhuǎn)速高，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，應(yīng)用最廣泛。但承受沖擊字和能力 較差。在本設(shè)計(jì)中，根據(jù)軸的直徑選擇軸承的內(nèi)徑為12毫米，所以在此選擇的是代號為61901的深溝球軸承。其內(nèi)徑12mm，外徑24mm，寬6mm。根據(jù)深溝球軸承的安裝尺寸要求，驅(qū)動滾筒軸的最粗段和安裝軸承段之間的過度段取為直徑14.4mm，它起到了軸肩定位作用。軸的末端與聯(lián)軸器相連的地方取長度20mm，其上安裝鍵22。驅(qū)動滾筒固定在帶式輸送機(jī)低架的頭架的上部，其上部有直徑為24mm的圓孔

30、，驅(qū)動滾筒兩端的軸承就置與其中，軸承內(nèi)部有軸肩定位，外部由端蓋定位。驅(qū)動滾筒的詳細(xì)設(shè)計(jì)如圖3-2所示： 圖3-2 驅(qū)動滾筒結(jié)構(gòu)3. 1. 3. 3軸的強(qiáng)度及疲勞強(qiáng)度校核（1）軸的強(qiáng)度校核驅(qū)動滾筒軸的尺寸及力的作用點(diǎn)的位置示意如圖3-3：圖3-3 驅(qū)動滾筒軸尺寸位置1）求軸的載荷， 如圖3-4所示： 圖3-4 軸的載荷受力圖水平面 =25N =25N垂直面受力為0=2558=1450N.mm合成彎矩2）校合軸的強(qiáng)度軸的材料45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，由機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)查表4-1得，=0.090.1，即=5865N/在此取=60N/軸的計(jì)算應(yīng)力為根據(jù)計(jì)算結(jié)果得知，該軸的強(qiáng)度滿足要求。（2）確校核軸的疲勞強(qiáng)度

31、對于重要的軸，必須按安全系數(shù)精確校核軸的疲勞強(qiáng)度。一般用途的軸，該步工作可以省略。1）判斷危險截面危險截面應(yīng)該是應(yīng)力較大，同時應(yīng)力集中較嚴(yán)重的截面。從受載截面情況觀察，截面B上的應(yīng)力集中最嚴(yán)重。2）計(jì)算危險截面應(yīng)力截面右端彎矩M為截面上的扭矩T為 T=718.965N.mm抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面上的扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力 截面上的彎曲應(yīng)力 彎曲應(yīng)力幅 彎曲均應(yīng)力 扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力幅與平均應(yīng)力相等，確定影響系數(shù)軸的材料為45號鋼，調(diào)治處理。由機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)表4-1查得，。軸肩處的有效應(yīng)力集中系數(shù)。根據(jù)r/d=0，D/d=1.8，由機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)中表4-5查得尺寸系數(shù)，根據(jù)軸的截面為圓截面查機(jī)械設(shè)

32、計(jì)工程學(xué)中圖4-18得。表面質(zhì)量系數(shù)，根據(jù)和表面加工方法為精車，查機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)圖4-19，得。材料彎曲、扭轉(zhuǎn)的特性系數(shù)，取由上面的結(jié)果可得查機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)表4-4 疲勞強(qiáng)度敘用安全系數(shù)載荷和材料情況載荷確定精確，材質(zhì)性能可靠時載荷確定不夠精確材質(zhì)性能不夠均勻載荷確定不精確，材質(zhì)性能無把握或軸的直徑大于200mmS1.31.51.51.81.82.5表4-4疲勞強(qiáng)度敘用安全系數(shù)該軸的載荷不夠精確，所以選取S=1.8，由此可知該軸安全。3.1.4軸承的校核 驅(qū)動滾筒要正常轉(zhuǎn)動必須選擇合適的軸承，根據(jù)驅(qū)動滾筒軸承受徑向載荷，軸向載荷微小，所以在本設(shè)計(jì)中選用代號為61901的深溝球軸承，其主要性能參

33、數(shù)為：額定載荷。計(jì)算軸承支反力該軸承只受純徑向載荷Fr=50N。水平支反力 垂直支反力為0合成支反力 R=軸承的當(dāng)量動載荷 Pr=R=35.36N軸承的壽命n軸承的內(nèi)外圈的相對轉(zhuǎn)速，r/minP當(dāng)量動載荷，N軸承的額定壽命，h壽命指數(shù)，對球軸承，=3溫度系數(shù) 載荷系數(shù)溫度系數(shù)軸承工作溫度/120125150175200225250300溫度系數(shù)1.000.950.900.850.800.750.700.60載荷系數(shù)載荷性質(zhì)無沖擊或輕微沖擊中等沖擊強(qiáng)烈沖擊載荷系數(shù)1.01.21.21.81.83.0軸承的壽命為查機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)表5-11，軸承預(yù)期壽命參考值使用場合/h不經(jīng)常使用的儀器和設(shè)備500

34、3000短時間或間斷使用，中斷時不至于引起嚴(yán)重后果40008000間斷使用，中斷會引起嚴(yán)重后果80001200024小時連續(xù)工作的機(jī)械1200060000表5-11 軸承預(yù)期壽命參考值由于本設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)裝置，屬于不經(jīng)常使用的儀器和設(shè)備，所以由計(jì)算結(jié)果和參考值相比較，可知該軸承的壽命合乎要求。第3.2節(jié) 改向滾筒的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核3. 2. 1改向滾筒的設(shè)計(jì)改向滾筒的作用是改變帶式的運(yùn)動方向，使帶式繞過 滾筒后與原來的運(yùn)動方向成180度，即與原來的運(yùn)動方向相反。在本設(shè)計(jì)中，帶式輸送實(shí)驗(yàn)裝置是單滾筒驅(qū)動，只有驅(qū)動滾筒和改向滾筒，所以改向滾筒還要起到拉緊的作用。這就需要在改向滾筒的兩端加上拉緊裝置。具體

35、設(shè)計(jì)如下：圖3-5 改向滾筒的拉緊裝置螺栓用來頂住改向滾筒的軸（軸的兩端作成平面），使其不能隨著帶式的力而產(chǎn)生移動。當(dāng)螺栓出現(xiàn)松動時，要及時給于欲緊。因此這種拉緊裝置是受動拉緊裝置。改向滾筒的軸因?yàn)楸焕o裝置固定，所以它是不能動的。但是帶式與滾筒相接觸的地方又必須是活動部件，所以改向滾筒是由軸和滾筒兩部分組成。滾筒用壁厚為4.5mm、外徑為30mm的45號無縫鋼管，軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。兩部分之間用伸溝球軸承。軸承的定位是通過滾筒和軸套來實(shí)現(xiàn)的。改向滾筒的具體設(shè)計(jì)方案如下圖3-6所示：圖3-6 該向滾筒的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 改向滾筒軸中段的直徑是根據(jù)軸承的安裝尺寸而定的。軸的兩端有一個小圓孔

36、，當(dāng)氣壓缸活塞頭部的圓環(huán)與軸相套在一起時，用一根鐵絲穿過小孔，來使活塞頭部的圓環(huán)定位，使其不會向外移動。3. 2. 2改向滾筒的軸的校核改向滾筒靜止時的強(qiáng)度校核受力分析如下：改向滾筒所受的力和驅(qū)動滾筒所受的力的大小是相同的，都是50N，只是作用的方向相反。因?yàn)楦南驖L筒的軸是固定的，其兩端的擋板就對它有一個支反力，設(shè)為5N。支反力水平面 垂直面 彎矩和水平面 垂直面 合成彎矩M（2）校核軸的強(qiáng)度軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。由機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)表4-1查得，則，取，拉緊滾筒最細(xì)的地方寬8mm，取d=8mm軸的計(jì)算應(yīng)力為根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，該軸滿足強(qiáng)度要求。軸在整個機(jī)構(gòu)抬起時的剪切強(qiáng)度校核（1）軸的受力

37、分析圖如下3-7 圖3-7 軸的受力分析 為氣缸的理論輸出力，即只有一個剪切面，即m=1軸為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，剪切疲勞極限為，則剪切應(yīng)力 ，取從計(jì)算結(jié)果可得，該軸滿足剪切強(qiáng)度要求。改向滾筒所用的軸承與驅(qū)動滾筒的相同，且受力與其也近似，所以在此不再校核軸承的強(qiáng)度。第3.3節(jié) 中間架及托板的設(shè)計(jì)中間架是薄壁鋼結(jié)構(gòu)，它是帶式輸送機(jī)兩邊的擋板。它的一個附加作用是防止帶式過于跑偏。中間架采用2mm厚的熱軋鋼板，可以減輕整個帶式輸送機(jī)的質(zhì)量，以便減輕氣壓缸舉起不分的總質(zhì)量，減輕其負(fù)荷。整個輸送機(jī)抬起的部分是改向滾筒、帶式、物料、中間架和托板，中間架是運(yùn)動部件，所以與驅(qū)動滾筒兩邊的機(jī)架不能固定。在中間架的

38、前部另外焊接一個圓弧狀槽形薄鋼板，用來搭在輸送機(jī)底架的頭架上。其具體搭放形式在驅(qū)動滾筒的設(shè)計(jì)圖中已經(jīng)表示出來了。中間架的后端是與改向滾筒的拉緊裝置的擋板通過螺栓相連接。托板用來支撐物料和帶，不要產(chǎn)生下垂現(xiàn)象。托板的一邊折90度，用來和中間板用螺栓聯(lián)接。托板也是要抬起的部件，所以它的質(zhì)量必須小，在次選用和中間架一樣的材料，都是2mm厚的熱軋鋼板。中間架和托板的結(jié)構(gòu)和連接如圖3-8所示：托板與中間架的連接，一邊用螺栓，一邊是用螺栓上套一個8mm厚的硬質(zhì)橡膠，其與托板接觸的地方是平面，可以起到支撐的作用，選用硬質(zhì)橡膠，可以保證不變形，保證托板水平。做成這個樣子，有兩個原因：一、一端用螺栓和中間架連接

39、，可以保證整個輸送機(jī)構(gòu)在被抬起的時候，托板不會向前滑落；二、另一端用橡膠支撐可以保證安裝的順利，因?yàn)楫?dāng)要安裝這半邊的中間架時，帶式已經(jīng)安裝上去了，不可能伸入手到另一邊一樣再上螺母和墊片了。以上就是中間架和托板的設(shè)計(jì)，它們即滿足了輸送機(jī)的要求，又滿足了實(shí)驗(yàn)裝置小型化的要求。 圖3-8 中間架和托板的結(jié)構(gòu)和連接第3.4節(jié) 帶式輸送機(jī)底架及電動機(jī)支架的設(shè)計(jì)3. 4. 1帶式輸送機(jī)底架的設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)必須有一個支架來支撐，而且輸送機(jī)整個要被抬起來，所以輸送機(jī)不能和底架相連接在一起。帶式輸送機(jī)的底架應(yīng)包括與驅(qū)動滾筒相連的頭架、支撐改向滾筒的尾架，還有滑落物品的溜槽。輸送機(jī)底架如圖3-9、圖3-10所示。

40、帶式輸送帶的底架由頭架和尾架組成。頭架的材料為型鋼，厚10mm，寬20mm，上端的圓形由機(jī)械加工而成，小孔上用螺栓將端蓋固定在上面，四個孔均布。它們的具體尺寸都是根據(jù)驅(qū)動滾筒部分的尺寸決定。驅(qū)動滾筒的軸承放在頭架的孔內(nèi)，因?yàn)檩S承寬6mm，所以型鋼取為10mm厚。中間架的前部搭放在頭架上。尾架用來支撐改向滾筒，它與拉緊擋板的后端相接觸。當(dāng)氣缸不動作時，拉緊滾筒及部分帶式和物料的重量由尾架和氣缸共同承擔(dān)，其中尾架是主要的承栽部件。在尾架的上端有兩毫米厚的橡膠墊，當(dāng)氣缸放下輸送機(jī)時可以起到緩沖的作用。尾架的材料與頭架相同，都是代號為GB/T704-1988的型鋼，寬度20mm，厚度10mm。溜槽是實(shí)

41、驗(yàn)物品滑落的軌道，它和地面成48度的角。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)物品的質(zhì)量很小，輸送帶的速度也不高，所以物品對溜槽的沖擊不大，可以將溜槽的材料選擇為塑料類。具體材料為代號GB/T4454-1996，聚氯乙烯。溜槽的底部做成圓弧狀，可以減小物體到達(dá)地面時受到的沖擊，避免損壞。圖3-9 輸送機(jī)的底架結(jié)構(gòu) 圖3-10輸送機(jī)的底架結(jié)構(gòu) 1、螺栓M8 2、頭架 3、橫梁 4、溜槽 5、螺栓M6 6、尾架7、底板 8、橡膠緩沖墊 9、彈簧墊8 10、螺母M8 11、彈簧墊片M6 12、螺母M6在頭架與尾架、頭架與頭架、尾架與尾架之間的橫梁，保證了它們之間的距離，增強(qiáng)了底架的穩(wěn)定性。最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)是三角形，在受到大的載荷時也

42、不會變形。而本設(shè)計(jì)中的裝置是用來實(shí)驗(yàn)演示，工作不頻繁，而且底架承擔(dān)的載荷也較小，所以矩形設(shè)計(jì)也可以滿足強(qiáng)度要求。底架的底板是5mm厚的熱軋鋼板直接加工而成，可以減少成本，不需鑄造。底板上的孔用來通過螺栓和工作臺相連接。作用是當(dāng)帶式輸送機(jī)工作時的振動不會使整個機(jī)構(gòu)的位置發(fā)生偏移。第3.5節(jié) 輸送帶的設(shè)計(jì)輸送帶是輸送機(jī)的重要組成部分，占輸送機(jī)成本的大部分。輸送帶的設(shè)計(jì)要考慮到帶芯、覆蓋膠、輸送帶的壽命、輸送帶的強(qiáng)度以及輸送帶的連接法。3. 5. 1輸送帶的基本要求普通輸送帶具有表面光滑、平坦的特點(diǎn)，從結(jié)構(gòu)上可分為：帶芯層。它是輸送帶的骨架，承受載荷的主題，根據(jù)帶強(qiáng)選擇棉帆布、尼龍布、聚脂布、芳綸布

43、、鋼絲繩芯，帶芯可制成單層或多層。覆蓋層。分為上膠層和下膠層，分面粘在帶芯層外邊，由使用條件決定是否要用耐磨、耐油、耐寒、耐燃、耐熱和耐臭氧的橡膠配方。隔離層。用于粘接帶芯，視帶芯的不同而配方不同。輸送帶的壽命由輸送的物料和使用條件決定，對輸送帶的要求是：具有足夠的抗張強(qiáng)度和模量，伸長率低；強(qiáng)度和寬度要滿足各行業(yè)的需要；要有柔性，但伸長率有一定的限制；承載帶的覆蓋膠能滿足沖擊負(fù)荷的沖擊和耐磨性好，耐疲勞性高。由此可知，選擇輸送帶的骨架層成為帶式輸送機(jī)最關(guān)鍵的一步，對帶式輸送機(jī)的功能起著決定性的作用。3. 5. 2覆蓋膠的選擇覆蓋膠的選擇遵循以下原則；通耐磨帶選天然橡膠聚氨酯橡膠或摻入了丁苯膠混

44、練而成。耐較高溫度（高于130度）時，選氯丁基和三元乙丙膠，最高在200攝氏度以下使用。耐燃帶使用氯丁 二烯、苯橡膠和天然橡膠混練而成，還要加上阻燃劑。耐油帶使用氯丁 二烯和丁苯橡膠，如果和聚乙烯并用，能抗氧老化。耐酸堿帶使用氯丁膠。在本設(shè)計(jì)中的設(shè)備作為實(shí)驗(yàn)裝置用，所以選用普通的耐磨橡膠帶就可以了。3. 5. 3帶芯的選擇 由于橡膠的彈性大，彈性模量較低、帶芯易在外力作用下產(chǎn)生變形，因此要紡織材料或金屬材料做骨架。要求其材料強(qiáng)度高、伸長率適當(dāng)、耐曲撓、耐疲勞、耐熱好、收濕性小和同橡膠結(jié)合性好。在設(shè)計(jì)中，因?yàn)槭菍?shí)驗(yàn)裝置，對皮帶的要求不是很嚴(yán)格，承受的載荷和沖擊也很小，所以皮帶的厚度設(shè)計(jì)為2mm，

45、根據(jù)運(yùn)輸機(jī)械手冊表1-6，帆布芯輸送帶規(guī)格及技術(shù)參數(shù)得，滌綸帆布符合要求。其主要的參數(shù)為：輸送帶的型號為PP-90，扯斷強(qiáng)度90N/（mm.層），每層厚度1.00mm，每層重量1.40，參考力伸長率為4%，帶寬范圍3002000mm層數(shù)范圍14，覆蓋膠厚度：上（0，0.5，1，1.5，2，2.5，3）mm，下（0，0.5，1）mm每毫米厚膠料重量1.35，由此可一將帶設(shè)計(jì)為：一層帶芯，一層上膠，上膠厚1mm。帶總的后厚度為2mm，帶寬100mm。因?yàn)闇炀]帆布帶芯的皮帶沒有100mm寬的規(guī)格，可以從用300mm規(guī)格的帶上裁下100mm的寬度，以適應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置的要求。3. 5. 4輸送帶圓周力的計(jì)算

46、及張力的計(jì)算圖3-11 輸送帶上的受力分析本設(shè)計(jì)中輸送機(jī)才用單滾筒驅(qū)動，拉緊裝置是采用固定拉緊且拉緊力不可調(diào)，設(shè)計(jì)時必須滿足以下不打滑條件；式中 驅(qū)動滾筒緊邊拉力，N 驅(qū)動滾筒松邊拉力，NA啟動、制動系數(shù)，A=1.41.5輸送帶與滾筒表面間的摩擦系數(shù)輸送帶傳動滾筒的包角此處輸送帶的包角=210，根據(jù)皮帶機(jī)構(gòu)的工作環(huán)境和皮帶自身的條件，查運(yùn)輸機(jī)械手冊上冊表6-11可得=0.4 運(yùn)行是總的工作阻力就為總的圓周力，本設(shè)計(jì)中總的阻力F=50N，單傳動滾筒運(yùn)行時，驅(qū)動滾筒趨入點(diǎn)的張力最大，驅(qū)動滾筒奔離點(diǎn)的張力最小。則 最大張力應(yīng)小于輸送帶的許用最大張力。本設(shè)計(jì)中選用的輸送帶的扯斷強(qiáng)度為90N/mm.層，

47、=0.090.1=8.19N/mm.層。N/mm.層=0.090.1=8.19N/mm.層式中 B帶寬 m帶芯層數(shù)根據(jù)計(jì)算結(jié)果可得，帶的強(qiáng)度符合要求。3. 5. 5輸送帶的連接法輸送帶的連接有三種方法，分別是機(jī)械連接法、硫化連接法和冷粘接頭法。在本設(shè)計(jì)中的皮帶適合于硫化連接法和冷粘連接法。硫化連接法。將輸送帶分層剝離，打磨干凈，刷上橡膠液，待不粘手的時候，再涂刷一遍。再涼到不粘手時，將兩輸送帶剝離層合攏、敲平。再蓋上電加熱板，上好壓板。通電1.5小時，輸送帶中心溫度達(dá)到150攝氏度時停止。不可過于硫化，如果硫化時間不足，或過頭均達(dá)不到預(yù)期效果。對于多層帶芯可用斜割法，對于單層芯輸送帶，如阻燃帶

48、。只能用切成三角形對接連接。冷粘連接法。把輸送帶接頭的兩端切割玻璃成階梯形狀，每層帶芯形成一個臺階。剝開的每層都先用丙酮除去釉質(zhì)，晾干再涂上一層粘接劑。等晾干不粘手時，將兩端輸送帶對齊合攏壓實(shí)，用木錘木錘均勻錘實(shí)。最好用重物壓平。固化時間23小時。視可應(yīng)粘接劑而定。切割方式采用斜割法。一般與輸送帶中心成4560，接頭以全搭接為好，即接頭重疊一部分，接頭強(qiáng)度保持率在90%以上。全搭界接頭的總長度按下式計(jì)算：式中 L全搭接頭長度，mm 帶芯的抗拉強(qiáng)度，N/（mm。層） Z帶芯層數(shù) 0.75冷粘固化2小時，輸送帶粘接面的剪切強(qiáng)度，N/mm2粘接的好壞與剝離層打磨是否均勻有關(guān)，用電動鋼絲砂輪打磨最好。

49、第3.6節(jié) 氣壓缸的設(shè)計(jì)3. 6. 1氣壓傳動及其應(yīng)用氣壓傳動簡稱氣動,是指以壓縮空氣為工作介質(zhì)來傳遞動力和控制信號。控制和驅(qū)動各種機(jī)械和設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化，自動化的一門技術(shù)。它是流體傳動及控制學(xué)科的一個重要的分支。因?yàn)橐詨嚎s空氣為工作介質(zhì)，具有防火、防暴、防電磁干擾，抗振動、沖擊、輻射，無污染，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠等特點(diǎn)，所以氣動技術(shù)與液壓、機(jī)械、電氣和電子技術(shù)一起，互相補(bǔ)充，已發(fā)展成為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的一個重要手段，在機(jī)械工業(yè)、冶金工業(yè)、輕紡食品工業(yè)、化工、交通運(yùn)輸、航空航天、國防建設(shè)等各個部門已得到廣泛的應(yīng)用。3. 6. 1. 1氣壓傳動的優(yōu)缺點(diǎn)氣壓傳動的優(yōu)點(diǎn)空氣隨處可取，取之不

50、盡，節(jié)省了購買、儲存、運(yùn)輸介質(zhì)的費(fèi)用和麻煩；用后的空氣直接排入大氣，對環(huán)境無污染，處理方便，不必設(shè)備回收管路，因而也不存在介質(zhì)變質(zhì)、補(bǔ)充和更換等問題。因空氣粘度?。s為液壓油的萬分之一），在管內(nèi)流動阻力小，壓力損失小，便于集中供氣和遠(yuǎn)距離輸送。即使有泄漏，也不會像液壓油一樣污染環(huán)境。與液壓相比，氣動反應(yīng)快，動作迅速，維護(hù)簡單，管路不易堵塞。氣動元件結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，食欲標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化。氣動系統(tǒng)對工作環(huán)境適應(yīng)性好，特別在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射、振動等惡劣工作環(huán)境中工作時，安全可靠性由于液壓、電子和電氣系統(tǒng)。空氣具有可壓縮性，使啟動系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)過載自動保護(hù)，也便于儲氣罐儲存能量，

51、以備急需。排氣時氣體因膨脹而溫度降低，因而氣動設(shè)備可以自動降溫，長期運(yùn)行也不會發(fā)生過熱現(xiàn)象。氣壓傳動的缺點(diǎn)空氣具有可壓縮性，當(dāng)載荷變化時，氣動系統(tǒng)的動作穩(wěn)定性差，但可以采用氣液聯(lián)動裝置解決問題。工作壓力較抵（一般為0.40.8Ma），又因結(jié)構(gòu)尺寸不宜過大，因而輸出功率較小。氣信號傳遞的速度比光、電子速度慢，故不宜用于要求高傳遞速度的復(fù)雜回路中，但對一般機(jī)械設(shè)備，氣動信號的傳遞速度是能夠滿足要求的。排氣噪聲大，需加消聲器。3. 6. 1. 2氣動與液壓傳動控制方式的性能比較。 液壓傳動控制方式操作力 最大，動作較慢，不怕振動，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，負(fù)載變化影響較小，適于短距離操縱，無級調(diào)速性能良好，工作壽命

52、一般，維護(hù)要求高，但價格稍貴。氣壓傳動控制方式操作力中等，動作較快，環(huán)境適應(yīng)性好，構(gòu)造簡單，負(fù)載影響較大，適應(yīng)于中距離操縱，無級調(diào)速性能較好，工作壽命長，維護(hù)要求不高，購買價格便宜。在本設(shè)計(jì)中，工作壓力小，結(jié)構(gòu)尺寸和輸出功率也小，負(fù)載變化小，而且要求動作速度快，所以，綜合以上氣壓和液壓傳動的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇氣壓傳動是比較合適的，無污染，價格便宜，維護(hù)方便。3. 6. 1. 3氣壓傳動系統(tǒng)的組成典型的氣壓傳動系統(tǒng)有氣壓發(fā)生裝置、執(zhí)行元件、控制元件和輔助元件四個部件組成。1. 氣壓發(fā)生裝置氣壓發(fā)生裝置簡稱氣源裝置，是獲得壓縮空氣的能源裝置，其主體部分是空氣壓縮機(jī)，另外還有氣源凈化設(shè)備?？諝鈮嚎s機(jī)將原動

53、機(jī)供給的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為空氣的壓力能；而氣源凈化設(shè)備用以降低壓縮空氣的溫度，除去壓縮空氣中的水分、油分以及污染雜質(zhì)等。使用氣動設(shè)備較多的廠礦常將氣源裝置集中在壓氣站內(nèi)，由壓氣站再 統(tǒng)一向各用氣點(diǎn)分配供應(yīng)壓縮空氣。 執(zhí)行元件執(zhí)行元件是以壓縮空氣為工作介質(zhì)，并將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。包括直線往復(fù)運(yùn)動的氣缸，作連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動的氣馬達(dá)和作不連續(xù)回轉(zhuǎn)的擺動馬達(dá)等。 控制元件控制元件又稱操縱、運(yùn)算、檢測元件，是用來控制壓縮空氣流的壓力、流量和流動方向等，以便使執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成預(yù)定運(yùn)動規(guī)律的元件。包括各種壓力閥、方向閥、射流元件、行程閥、轉(zhuǎn)換器和傳感器等。 輔助元件輔助元件是使壓縮空氣凈化、潤滑

54、、消聲以及元件間連接所需要的一些裝置。包括分水濾氣器、油霧器以及各種管路附件等。3. 6. 2氣缸的設(shè)計(jì)選擇氣缸時應(yīng)注意以下幾個方面：選擇氣缸的類型；根據(jù)使用場合和負(fù)載特點(diǎn)選擇不同類型的氣缸。選擇安裝形式：有氣缸的安裝位置、社用目的等因素來決定。其原則四：負(fù)載作用力方向應(yīng)始終與氣缸軸線方向一致，以防活塞桿手彎曲力的作用。確定氣缸作用力的:大?。焊鶕?jù)工作機(jī)構(gòu)所需要的作用力 的大小類確定，并要留有一定裕度。確定旗桿:高興成與使用場合和機(jī)構(gòu)所需要的形成比有關(guān)，也手加工和機(jī)構(gòu)的限制。有些場合，應(yīng)按所需要行程增加1020mm的行程余量。確定以內(nèi)的速度：普通氣缸的運(yùn)動速度為0.51m/s，應(yīng)根據(jù)需要在系統(tǒng)

55、中設(shè)備調(diào)速元件，如節(jié)流閥等，且多采用排氣節(jié)流調(diào)速，以增加系統(tǒng)剛性，防止爬行。注意潤滑：除無油潤滑氣缸外，均應(yīng)注意氣缸的合理潤滑，在氣源入口處設(shè)備油霧器，并根據(jù)需要調(diào)節(jié)供油量。氣缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算啟動系統(tǒng)中應(yīng)用最廣的是普通雙作用單活塞桿式氣缸，在本設(shè)計(jì)中用到的也是此類氣缸。確定氣缸活塞桿的推力F1）、確定負(fù)載的大小。物料的質(zhì)量m1：1 kg拉緊滾筒的質(zhì)量m2：1 kg中間架、皮帶及托板的質(zhì)量m3：2 kg電動機(jī)的質(zhì)量m4： 1.6kg（以上部件質(zhì)量的確定已經(jīng)加入一定的余量）2）確定氣缸活塞桿的推力式中 g=10 N/kg由于設(shè)計(jì)中是由五個氣壓缸共同作用使皮帶和電機(jī)一起抬起來，所以是每個氣缸只承受五分

56、之一半的力。 取F=7 N氣缸內(nèi)徑D的計(jì)算推力作功時，（m）式中，p氣缸工作壓力， 負(fù)載率負(fù)載率與氣缸工作壓力p有關(guān)，且綜合反映活塞的快速作用和氣缸的效率。下表列出了傳輸氣缸與p的關(guān)系。的最佳值為0.30.5，氣缸高速運(yùn)動或垂直安裝時取=0.3，低速運(yùn)動是取=0.5。對與作夾具用的夾緊氣缸，取=0.80.9。負(fù)載率與氣缸工作力p發(fā)關(guān)系如下表所示：0.0160.200.240.30100.300.150.400.200.500.250.600.400.500.600.7010.300.650.350.700.400.750.450.75在此選擇 =0.3 p=0.3 則氣缸的內(nèi)徑為 計(jì)算出的氣缸

57、內(nèi)徑需要按照GB/T23481993（液壓氣動系統(tǒng)及元件-缸內(nèi)徑及活塞桿外徑）進(jìn)行圓整。由此可得氣缸的內(nèi)徑為 D=16mm活塞桿直徑的計(jì)算與計(jì)算氣缸的內(nèi)徑D相同。一般取d/D=0.20.3，必要時也可取 d/D=0.160.4。當(dāng)活塞桿受壓時，且其行程L10d時，還要校核其穩(wěn)定性。d=(0.160.4)D=2.566.4mm 在此取活塞桿的直徑d=6mm。（計(jì)算出的活塞桿的直徑需按照GB/T23481993液壓3氣動系統(tǒng)及元件-缸內(nèi)徑及活塞桿的外徑進(jìn)行圓整。缸筒壁厚的計(jì)算一般氣缸筒壁厚與缸徑D之比小于1 / 10。氣缸缸筒承受壓縮空氣的壓力，其壁厚可按簿壁筒公式計(jì)算： 式中 D缸筒內(nèi)徑，mm實(shí)

58、驗(yàn)壓力，為工作壓力p的1.5倍缸筒材料的許用應(yīng)力，缸筒材料的抗拉強(qiáng)度，n安全系數(shù)，一般取n=68按公式計(jì)算出的壁厚通常都很薄，加工比較困難，實(shí)際設(shè)計(jì)過程中一般都需要按照加工工藝要求，適當(dāng)增加壁厚，盡量選用標(biāo)準(zhǔn)鋼管或鋁合金管。缸筒材料常采用20號無縫鋼管、鋁合金2A12、鑄鐵HT150和HT200等。本設(shè)計(jì)中采用20號冷拔無縫鋼管，考慮到加工工藝，選用壁厚尺寸為=3mm。確定氣缸活塞桿的行程活塞桿的行程S=153.87mm計(jì)算出的活塞桿行程需要按照GB23491980（液壓氣動系統(tǒng)及元件-缸活塞行程系列）進(jìn)行圓整。查得 S=160則活塞桿的計(jì)算長度為L=425mm多數(shù)場合下活塞桿承受的是推力負(fù)載

59、，細(xì)長桿件受壓易產(chǎn)生彎曲和變形，必須考慮壓桿的穩(wěn)定性。當(dāng)活塞桿計(jì)算長徑比L/d10時，當(dāng)氣缸承受的軸向負(fù)載達(dá)到極限值后，極為微小的干擾力都會使活塞桿產(chǎn)生彎曲變形，出現(xiàn)不桅頂現(xiàn)象，導(dǎo)致氣缸不能正常工作。活塞桿的穩(wěn)定性條件是氣缸的壓桿穩(wěn)定極限力與氣缸的安裝形式、活塞桿直徑及行程有關(guān)。當(dāng)細(xì)長桿比時，式中 氣缸承受的軸向負(fù)載，即氣缸的理論輸出力，N 氣缸的壓桿穩(wěn)定性安全系數(shù)，一般取=26。L活塞桿的計(jì)算長度，m，K活塞桿橫截面回轉(zhuǎn)半徑，m，對于實(shí)心桿J活塞桿橫截面慣性矩， 對于實(shí)心桿m由安裝連接條件決定的系數(shù)。根據(jù)本設(shè)計(jì)中的實(shí)際情況可得m=1。E活塞桿材料彈性模量，鋼材取L=425K= 6 / 4=1

60、.5m = 1所以活塞桿是穩(wěn)定的，符合要求。耗氣量的計(jì)算 氣缸的耗氣量與氣缸的缸徑、行程、工作頻率和從換向閥到氣缸的連接管路容積（死容積）有關(guān)，氣缸每分鐘消耗的壓縮空氣流量Q為：式中 s活塞行程，mn氣缸活塞每分鐘往復(fù)次數(shù)，50次/min此公式未考慮氣缸內(nèi)的死容積，因此計(jì)算的值比實(shí)際的值偏小，設(shè)計(jì)時要根據(jù)具體情況加以修正。氣缸進(jìn)排氣口的計(jì)算。氣缸的進(jìn)排氣口當(dāng)量直徑的大小與氣缸的耗氣量有關(guān)，除特殊情況為外，一般氣缸的進(jìn)氣口、排氣口尺寸相同。氣缸進(jìn)排氣口當(dāng)量直徑用下面的公式計(jì)算：式中 v空氣流經(jīng)排氣口的速度，一般取v=1015m/s，在次取v=15m/s則 把計(jì)算出的氣缸進(jìn)排氣口當(dāng)量直徑進(jìn)行圓整，