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1、小颗粒状物料自动计量装置的设计说明书武汉工业学院小组成员： 指导老师： 包装机械课程设计任务书1. 设计目的设计一套能自动完成小颗粒状物料每分钟不少于60次的计量装置（含料斗）2. 设计要求 计料量：1000g 计量精度：小于等于5% 运行状态：自动完成进料，计量，卸料动作 计量速度：可调，每分钟不少于60次3. 约束条件 物料密度：1.01.2g/cm3 物料特性：小颗粒，流动性好，易吸潮，有腐蚀性4. 提交任务二维总装图(含三维模型图），设计说明书，运行动画 目录1. 总体方案设计- - - - - - - - - - - - - - - - - -1 1.1 方案原理说明- - - -
2、- - - - - - - - - - - - - - -12. 处理能力的计算- - - - - - - - - - - - - - - - -22.1 带式输送机的相关计算- - - - - - - - - - - - - - - -22.2 分配器的相关计算- - - - - - - - - - - - - - - - -3 2.3 减速器的相关计算- - - - - - - - - - - - - - - - -3 3. 关键设备的选型及设计- - - - - - - - - - - - - -43.1 电磁振动给料机的选型- - - - - - - - - - - - - - -43
3、.2 输送机的选型- - - - - - - - - - - - - - - - - - -63.3 电子皮带秤的选型- - - - - - - - - - - - - - - - -83.4 分配器排料斗的设计- - - - - - - - - - - - - - - -9 3.5 减速器的设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - -114. 总体方案布局- - - - - - - - - - - - - - - - - -125. 总结- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -136. 参考文献- - - - -
4、 - - - - - - - - - - - - - - -141. 总体方案设计由此次设计要求经我们小组讨论决定采用连续式计重供给的自动控制方式，即以电磁振动给料机给料，由带式输送机送料以及皮带电子秤计量和分配器排料的方式实现整个工艺过程，整体方案原理图如下图1-1所示图1-11.1 方案原理说明物料自料斗通过受控的电磁振动给料机连续不断地向带式输送机给料，带式输送机载着物料以一定速度连续运转，由秤和检重传感器等组成的皮带电子秤，对输送带一段固定长度上（与秤盘长度相当）上各瞬时载送的物料流量进行检测，物料流重量的变化由检重传感器转换成相应的电压信号输送给电子调节器，在这里与要求的计量给定值（
5、恒定的电压信号）作比较，通过运算放大，馈送给可控给料机，操纵给料机作相应的给料调节（改变各瞬时的给料量），以保证输送带各微小长度上载送的物料量控制在允许范围内，即保持各瞬时输送带上的物料重量为恒定值，在输送带的末端，装有接料截面积相同且以一定速度移动的等分截取装置，即分配器排料斗，对输送带排出的物料进行等分截取，从而得到与定量值相同的计量物料，最后由排料斗排给包装袋，从而完成整个工艺流程，实现物料的连续计重供给，对于设计中所要求的每分钟不少于60次的计量则只需要调节相应的带速和分配器的转速即可。其中带式输送机的带速与分配器的转速由同一台步进电机通过减速器来驱动，以实现整个流程的启停同步，使带式
6、输送机与分配器能更好的配合，提高整个系统的精确性。2. 处理能力的计算根据题目要求每分钟不少于60次计量，每次计料量1000g，物料密度1.0-1.2g/cm3，经讨论现决定以每分钟60次，物料密度按1.0g/cm3计算，对于实现不少于60次的计量只需调节带速及转速即可。2.1 带式输送机的相关计算由前面数据可知，输送带上经过皮带电子秤计量的物料流量不少于1L/s即可，现以1L/s来计算。经查阅相关文献，知道带式输送机上物料横截面积与实际装料断面等效的理论装载面积A由A1和A2两部分组成即A=A1+A2，其中A1=lm+（b-lm）cos2tan/4 A2=lm+（b-lm）cos/2（b-l
7、m）sin/2式中lm为中间托辊长度，为托辊槽角，b为物料有效宽度，为物料动堆积角，另外，当带宽B=2m时，b=B-0.25带式输送机的理论装料截面见下图1-2图1-2经多次取值，最终取带宽B=0.2m，b=0.9B-0.05=0.13m，取lm=0.1m，=300，=200,则A1=lm+（b-lm）cos2tan/4=0.1+(0.13-0.1)cos3002*tan200=0.001444156 m3 A2=lm+（b-lm）cos/2（b-lmsin/2=0.1+0.015cos300*0.015sin300=0.000847427 m3则A=A1+A2=0.002291583 m3又
8、由物料流量为1L/s计算可知带速V带=1/0.002291583*1000=0.5m/s取皮带半径R=0.1m，则皮带轮转速n=V/R*2*3.14=48r/min2.2 分配器的相关计算物料的流量为1L/s，装袋时必须满足每袋1000g的重量，也就是说分配接料斗每秒要接1L的物料然后将其送至包装袋进行装袋，因为输送带上落下的物料流量为每秒1L，也就是说分配器每秒需转过一个料斗来进行装载物料，也就是说分配器需每秒转过一个料斗接料，在下一秒换至第二个料斗接料，如此循环下去，为此，我们设计每个料斗的体积为两升，且可调，分配器一共设计6个料斗，进行旋转运动来完成接料送料，从而分配器的转速n=10r/
9、min2.3 减速器的相关计算选取步进电机作为原动机，它的转速可调，让其转速和带式输送机的皮带轮转速相同48r/min，那么带式输送机的转速直接由步进电机通过分速轴提供，而分配器的转速则由减速器通过减速后提供，则减速器的人传动比i=48/10=4.8,传动比太大，采用两级圆柱齿轮减速器，传动比分配为i1=2,i2=i/i1=2.4,取一级齿轮Z1=21，Z2=i1* Z1=42,取两齿轮模数m=2.5，则它们的分度圆直径分别为d1=m* Z1=52.5mm，d2= m* Z2=105mm，取齿轮宽度B1=55mm，B2=50mm，取二级齿轮Z3=20，Z4= i2*Z3=48，取其模数m=2.
10、5，则它们的分度圆直径d3= m* Z3=50mm，d4= m* Z4=120mm，取两齿轮的宽度B3=50mm，B4=45mm。综上可知减速器的各参数分别为：i=4.8 i1=2 i2=i/i1=2.4Z1=21 Z2=i1* Z1=42 m=2.5 d1=m* Z1=52.5mm d2= m* Z2=105mmB1=55mm B2=50mmZ3=20 Z4=i2*Z3=48 m=2.5 d3= m* Z3=50mm d4= m* Z4=120mmB3=50mm B4=45mm3. 关键设备的选型及设计为满足本设计任务书的目的和要求，充分体现方案的实时性和先进性，因此在设计本方案时除考虑实现
11、系统基本功能外，还应从影响系统性能个因素着手，根据合理的系统参数，制定合适的工艺路径，下面将针对系统中个关键设备的选型进行叙述。3.1电磁振动给料机的选型根据本次设计的计量要求和约束条件，同时在查找了通用型电磁振动给料机的基本参数后，经过多方面的计算考虑，最终选择GZ05型电磁振动给料机，通用型电磁振动给料机的基本参数及其尺寸见下表1-1。表1-13.1.1 GZ05型电磁振动给料机简介电磁振动被料机用于把物料从贮料仓或其它贮料设备中均匀或定量的供给到受料设备中,是实行流水作业自动化的必备设备分敞开型和封闭型两种.可根据要求生产电机振动给料机、给料斗、输送机。电磁振动给料机结构简单，操作方便，
12、不需润化，耗电量小；可以均匀地调节给矿量；因此已得到广泛应用。一般用于松散物料。根据设备性能要求，配置设计时应尽量减少物料对槽体的压力，按制造厂要求，仓料的有效排口不得大于槽宽的四分之一，物料的流动速度控制在6-18m/min.对给料量较大的物料，料仓底部排料处 应设置足够高度的拦矿板；为不影响给料机的性能，拦矿板不得固定在槽体上。为使料仓能顺利排出，料仓后壁倾角最好设计为55-65度。3.1.2 GZ05型电磁给料机的特点1.惯性振动给料机电气控制采用半波整流电路，可无级调节给料量，可用于自动控制的生产流程中，实现生产过程自动化。 2.无转动零部件，不需润滑，结构简单，维修方便。 3.惯性振
13、动给料机物料是微抛运动，料槽磨损小。 4.惯性振动给料机采用合金钢板制成的料槽，可适用输送高温磨损严重及有腐蚀性的物料等。3.1.3 GZ05型电磁振动给料机图样经考虑最终选择给料机的图样见下图1-3，图1-4 图1-3 图1-43.2输送机的选型由此次课程设计题目“小颗粒状物料的自动计量装置的设计”可知小颗粒状物料在计量后需要装袋，那就要求我们必须要有相应的输送装置来输送物料，因此我们需要使用到输送装置，也就是带式输送机，由于我们输送的物料较轻，我们选用的是轻型带式输送机，由前面的计算可知，此输送带的带宽为0.2m，通过电机的带动，其带速在满足物料流量1L/s的情况下它的带速应为0.5m/s
14、，相应的转速为48r/min，下面将对带式输送机做一下简单的介绍。3.2.1带式输送机的结构原理简介带式输送机是以输送带作牵引和承载构件，通过承载物料的输送带的运动进行物料输送的连续输送设备，其结构原理如图1-5所示，输送带绕经传动滚筒和尾部滚筒形成无极环形带，上下输送带由托辊支承以限制输送带的绕曲垂度，拉紧装置为输送带正常运行提供所需的张力，工作时驱动装置驱动传动滚筒，通过传动滚筒和输送带之间的摩擦力驱动输送带运行，物料装在输送带上和带子一起运动，带式输送机一般是在端部卸载，当采用专门的卸载装置时，也可在中间卸载。其机身横断面如图中右下角所示，上段输送带利用槽形托辊组支承，称为上分支或承载段
15、或重段，下段输送带由平托辊支承，称为下分支或回程段或空段，原理上，输送机上、下分支都可用来完成输送工作。图1-53.2.2带式输送机的特点1. 输送物料种类广泛输送物料的范围可以从很细的各种粉状物料到大块的矿石，石块、煤等，以最小的落差输送精细筛分过的或易碎的物料。由于橡胶输送带具有较高的抗腐蚀性，在输送强腐蚀性或强磨损性物料是维修费用较低，另外他还可以输送碱性物料和一定温度热料，也可运送成件物品。2. 输送能力范围宽带式输送机的输送能力可以满足任何要求的输送任务，既有轻型带式输送机完成输送量较小的输送任务，又有大型带式输送机实现每小时数千吨甚至上万吨的输送任务。3. 灵活的装卸料带式输送机可根据工艺流程要求灵活的从一点活多点受料，也可以向多点或几个区段卸料。4. 输送线路的适应性强5. 可靠性强6. 安全性高7. 费用低3.3电子皮带
