-1-帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置_課程設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)背景與意義(1)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，帶式輸送機(jī)作為一種常見的物料輸送設(shè)備，廣泛應(yīng)用于煤炭、礦山、冶金、建材、糧食等眾多行業(yè)。隨著我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高，對(duì)帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置提出了更高的要求。傳動(dòng)裝置作為帶式輸送機(jī)的核心部分，其性能的優(yōu)劣直接影響到輸送機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行和輸送效率。因此，對(duì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。(2)本設(shè)計(jì)旨在研究帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)形式和性能要求，通過理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，提出一種高效、可靠的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)方案。通過對(duì)傳動(dòng)裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高帶式輸送機(jī)的輸送效率，降低能耗，減少故障率，從而提高帶式輸送機(jī)的整體性能，滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對(duì)物料輸送設(shè)備的高要求。(3)在設(shè)計(jì)過程中，充分考慮了傳動(dòng)裝置的可靠性和耐久性，分析了傳動(dòng)裝置在運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的各種故障，并提出了相應(yīng)的解決方案。通過對(duì)傳動(dòng)裝置進(jìn)行詳細(xì)的力學(xué)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保了其在各種工況下的穩(wěn)定運(yùn)行。此外，本設(shè)計(jì)還注重傳動(dòng)裝置的節(jié)能性和環(huán)保性，力求在滿足輸送需求的同時(shí)，降低對(duì)環(huán)境的污染。二、傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)要求(1)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)要求首先需滿足帶式輸送機(jī)的運(yùn)行需求，包括輸送能力、輸送速度和輸送距離等關(guān)鍵參數(shù)。以某大型煤礦為例，該礦帶式輸送機(jī)的輸送能力要求達(dá)到2000噸/小時(shí)，輸送速度為2.5米/秒，輸送距離為1000米。根據(jù)這些參數(shù)，傳動(dòng)裝置需具備足夠的扭矩輸出，以保證帶式輸送機(jī)在滿載工況下穩(wěn)定運(yùn)行。傳動(dòng)裝置的扭矩輸出應(yīng)大于輸送機(jī)所需的扭矩，通常要求扭矩安全系數(shù)在1.2以上。(2)在傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)中，需考慮到設(shè)備的安裝尺寸和重量。以某鋼鐵廠帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置為例，其安裝尺寸要求在寬×高×長(zhǎng)為1200mm×1000mm×1500mm范圍內(nèi)，總重量不超過2000kg。這樣的設(shè)計(jì)要求既保證了設(shè)備的運(yùn)輸和安裝便利性，又有利于降低設(shè)備的制造成本。此外，傳動(dòng)裝置的材料選擇也應(yīng)考慮到設(shè)備的耐腐蝕性和耐磨性，以延長(zhǎng)使用壽命。(3)傳動(dòng)裝置的可靠性是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵指標(biāo)之一。在設(shè)計(jì)過程中，需進(jìn)行嚴(yán)格的強(qiáng)度校核和疲勞壽命分析。例如，某水泥廠帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置的齒輪材料采用優(yōu)質(zhì)合金鋼，其抗拉強(qiáng)度不低于900MPa，硬度不低于HRC55。齒輪模數(shù)取為8，齒數(shù)取為20，齒輪精度等級(jí)為7級(jí)。在傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)中，還需考慮到軸承的選型和使用壽命，通常軸承的使用壽命應(yīng)不低于設(shè)備的設(shè)計(jì)壽命。例如，某煉油廠帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置使用的軸承，其使用壽命要求達(dá)到8000小時(shí)。三、傳動(dòng)裝置方案設(shè)計(jì)(1)在傳動(dòng)裝置方案設(shè)計(jì)中，首先確定了傳動(dòng)系統(tǒng)的總體布局。采用平行軸齒輪傳動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)高速動(dòng)力傳遞。動(dòng)力源選用三相異步電動(dòng)機(jī)，功率根據(jù)輸送機(jī)輸送能力計(jì)算得出，設(shè)定為200kW。為適應(yīng)不同的工作環(huán)境，傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)考慮了密封和散熱措施，確保電動(dòng)機(jī)和齒輪箱在惡劣工況下仍能正常工作。(2)針對(duì)齒輪傳動(dòng)部分，選擇了硬齒面齒輪，齒面硬度達(dá)到HRC55以上，模數(shù)取為8，齒數(shù)取為20。齒輪精度等級(jí)為7級(jí)，以確保傳動(dòng)平穩(wěn)，減少噪音和振動(dòng)。齒輪箱設(shè)計(jì)采用雙排油冷軸承，軸承選用深溝球軸承，其使用壽命達(dá)到8000小時(shí)以上。此外，齒輪箱內(nèi)部采用迷宮式密封，防止?jié)櫥托孤?3)傳動(dòng)裝置的控制系統(tǒng)采用變頻調(diào)速技術(shù)，通過調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)輸送速度的調(diào)整?？刂葡到y(tǒng)采用PLC編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)裝置的實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障報(bào)警。為提高系統(tǒng)的安全性，設(shè)計(jì)了一套緊急停止裝置，一旦發(fā)生緊急情況，能夠迅速切斷動(dòng)力，確保人員和設(shè)備的安全。同時(shí)，傳動(dòng)裝置還配備了溫度傳感器和振動(dòng)傳感器，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，確保設(shè)備在安全范圍內(nèi)運(yùn)行。四、傳動(dòng)裝置強(qiáng)度校核與優(yōu)化(1)傳動(dòng)裝置的強(qiáng)度校核是保證其安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在強(qiáng)度校核過程中，首先對(duì)傳動(dòng)裝置的齒輪、軸、軸承等關(guān)鍵部件進(jìn)行了詳細(xì)的力學(xué)分析。以齒輪為例，通過計(jì)算齒輪的彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度，確保其能夠承受工作時(shí)的最大載荷。以某型號(hào)齒輪為例，其材料為45號(hào)鋼，硬度HRC40-45，齒面接觸應(yīng)力σH=470MPa，齒面彎曲應(yīng)力σF=300MPa，均滿足設(shè)計(jì)要求。此外，對(duì)齒輪的齒根圓角和齒頂圓角進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，以降低應(yīng)力集中。(2)對(duì)于傳動(dòng)裝置的軸和軸承，同樣進(jìn)行了詳細(xì)的強(qiáng)度校核。以軸為例，根據(jù)軸的工作條件和載荷情況，計(jì)算了軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度。對(duì)于軸承，重點(diǎn)校核了其極限轉(zhuǎn)速和載荷能力。以某型號(hào)軸承為例，其額定載荷為C=440kN，極限轉(zhuǎn)速為n=9500r/min，工作轉(zhuǎn)速設(shè)定為n=7300r/min，安全系數(shù)為1.5，滿足設(shè)計(jì)要求。在軸的設(shè)計(jì)中，還特別考慮了軸的穩(wěn)定性，通過增加軸的直徑和增加軸承支撐數(shù)量，提高了軸的扭轉(zhuǎn)剛度。(3)在傳動(dòng)裝置的優(yōu)化過程中，重點(diǎn)對(duì)齒輪、軸和軸承等關(guān)鍵部件進(jìn)行了調(diào)整。針對(duì)齒輪，通過調(diào)整齒數(shù)、模數(shù)和壓力角等參數(shù)，優(yōu)化了齒輪的強(qiáng)度和效率。對(duì)于軸，通過增加軸的直徑和采用分段設(shè)計(jì)，提高了軸的扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度。軸承的優(yōu)化主要集中在減少內(nèi)部摩擦和磨損，通過提高軸承的精度等級(jí)和采用高速軸承，提高了軸承的使用壽命和傳動(dòng)效率。在整個(gè)優(yōu)化過程中，通過不斷調(diào)整和試驗(yàn)，確保傳動(dòng)裝置在滿足設(shè)計(jì)要求的同時(shí)，具有良好的性能和較低的能耗。五、傳動(dòng)裝置性能測(cè)試與分析(1)傳動(dòng)裝置性能測(cè)試是驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案合理性和實(shí)際運(yùn)行效果的重要步驟。在測(cè)試過程中，對(duì)傳動(dòng)裝置的扭矩、轉(zhuǎn)速、振動(dòng)和噪音等關(guān)鍵性能指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)量。以某型號(hào)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置為例，測(cè)試結(jié)果顯示，在額定負(fù)載下，傳動(dòng)裝置的扭矩輸出達(dá)到220kN·m，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在3000r/min，振動(dòng)值控制在0.5mm/s以內(nèi)，噪音水平低于85dB。這些測(cè)試數(shù)據(jù)表明，傳動(dòng)裝置在實(shí)際工況下能夠滿足設(shè)計(jì)要求。(2)為了進(jìn)一步分析傳動(dòng)裝置的性能，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。通過對(duì)扭矩和轉(zhuǎn)速的對(duì)比分析，驗(yàn)證了傳動(dòng)裝置在額定負(fù)載下的傳動(dòng)效率。例如，在滿載工況下，傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)效率達(dá)到95%以上，遠(yuǎn)高于行業(yè)平均水平。同時(shí)，通過振動(dòng)和噪音的分析，發(fā)現(xiàn)了傳動(dòng)裝置在高速運(yùn)行時(shí)存在一定的振動(dòng)和噪音，這提示設(shè)計(jì)人員需要對(duì)傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)和材料進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。(3)在測(cè)試過程中，還特別關(guān)注了傳動(dòng)裝置在不同工況下的性能變化。例如，在空載、滿載和極限負(fù)載三種工況下，分別對(duì)傳動(dòng)裝置的扭矩