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1、1.绪论1.1 引言带式给料机在矿山、码头、电厂、水泥厂等生产企业中，常常需要将各种破碎物料通过料斗、煤仓等转运输送到干线输送机或者货运设施上。带式给料机则是通过底部小型的带式输送机的连续运行来输送物料，达到给料目的。带式给料机运行中，系统主要负荷均由滚动轴承支撑，运行阻力小，设备所需驱动功率小，系统各零部件工作寿命长。带式给料机的优点: 运行功率小，能量消耗少，运行经济性好；给料量大、稳定，且调整方便；运行平稳，噪音小，保护环境；磨损小，维修量小，使用寿命长；零部件通用性强，安装、维修简便；可替换现用的其它类型的给料机。给料机可现场分体安装，也可整体安装。分体安装时，先将连接段安装在煤仓口，
2、再安装导料槽，然后安装托架等其它部件。整体安装时，先将连接段安装在煤仓口，再将其它部件全部组装好后，整体吊装与连接段用螺栓连接。带式给料机在输送物料中起着重要的作用，它只会在此基础上向更好的方向发展。1.2给料机国外研究应用现状与发展趋势1.2.1 给料机国外研究应用现状现有的带式给料机克服了振动给料机和往复式给料机的缺点，变间断给料方式为连续给料方式。给料量动态连续可变，给料系统更加稳定、高效、节能、环保，已广泛应用于煤矿、冶金、建材等行业。但现有的带式给料机主要存在胶带易跑偏、检修时防止物料从料斗中落下的闸门难以关闭与导料槽易磨损等几方面问题。由于制造与安装误差，沿着带宽，胶带各处周长不等
3、，滚筒之间、滚筒和托辊之间不平行，使胶带跑偏，跑偏的胶带如不与时得到调整，很容易损坏，一些生产效率，增加维护费用。目前防胶带跑偏有采用有的使用挡板挡住胶带的措施，但挡板会使胶带褶皱或翻边，甚至撕裂或拉断，有的采用在中间带有一条凸台的胶带与带有凹槽的滚筒和托辊配合防跑偏，但凸台往往会从凹槽里跑出，一旦这种情况产生，凸台就很难再进去，胶带很快就报废，还有的采用在胶带边缘处设带槽的防跑偏轮的措施，由于皮带边缘始终卡在防跑偏轮的槽中运动，造成皮带边缘磨损严重，需要用边缘加强的胶带，这样胶带的成本大大增加，这些措施都不太理想；给料机工作时，闸门位于料仓以外的轨道上，没有闸门的那一部分轨道在料仓下，会被从
4、料仓里落下的物料填满，很难清理，需将闸门卸掉才好清理。目前给料机工作时，一般都是将闸门卸掉，需要检修时，清理完轨道，才将闸门装上，这样既费力，又费时；由于运送物料时，导料槽会受到物料的强力挤压和大块物料的冲击，所以极易磨损。现有给料机采用在导料槽的钢板上加装用耐磨材料Mn13制成的衬板来解决这一问题。而Mn13须经水韧处理，再经过冲击后才具有好的耐磨性，所以用这种方法来改善导料槽的耐磨性，效果并不理想。为了克服现有技术的上述不足和缺陷，需设计一种带式给料机，托辊在带式输送机系统中占有相当重要的地位 ,其旋转阻力、使用寿命直接影响到输送机的性能和驱动功率的选取。而托辊的性能又取决于托辊密封结构
5、,良好的密封结构对托辊乃至整个输送机系统的性能起着至关重要的作用。 1.2.2 给料机的发展趋势高速、精密、复合、智能和绿色是数控给料机技术发展的总趋势，近几年来，在实用化和产业化等方面取得可喜成绩。主要表现在：a.给料机复合技术进一步扩展随着数控给料机技术进步，复合加工技术日趋成熟，包括铣-车复合、车铣复合、车-镗-钻-齿轮加工等复合，车磨复合，成形复合加工、特种复合加工等，复合加工的精度和效率大大提高。“一台给料机就是一个加工厂”、“一次装卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，复合加工给料机发展正呈现多样化的态势烘干机。b.智能化技术有新突破数控的智能化技术有新的突破，在数控系统的性能上得
6、到了较多体现。如：自动调整干涉防碰撞功能、断电后工件自动退出安全区断电保护功能、加工零件检测和自动补偿学习功能、高精度加工零件智能化参数选用功能、加工过程自动消除给料机震动等功能进入了实用化阶段，智能化提升了给料机的功能和品质制砂机。c.机器人使柔性化组合效率更高机器人与主机的柔性化组合得到广泛应用，使得柔性线更加灵活、功能进一步扩展、柔性线进一步缩短、效率更高。机器人与加工中心、车铣复合给料机、磨床、齿轮加工给料机、工具磨床、电加工给料机、锯床、冲压给料机、水切割给料机等组成多种形式的柔性单元和柔性生产线已经开始应用磁选机。d.精密加工技术有了新进展数控金切给料机的加工精度已从原来的丝级（0
7、.01mm）提升到目前的微米级（0.001mm），有些品种已达到0.05m左右。超精密数控给料机的微细切削和磨削加工，精度可稳定达到0.05m左右，形状精度可达0.01m左右烘干设备。采用光、电、化学等能源的特种加工精度可达到纳米级（0.001m）。通过给料机结构设计优化、给料机零部件的超精加工和精密装配、采用高精度的全闭环控制与温度、振动等动态误差补偿技术，提高给料机加工的几何精度，降低形位误差、表面粗糙度等，从而进入亚微米、纳米级超精加工时代球磨机生产厂家。2. 给料机系统简图根据设计任务要求，设计给料机系统如下图：3.给料机机械装置的总体设计3.1给料机总体设计为实现给料机的功能，给料机
8、必须包括：实现给料机与其他装置连接的连接装置；实现物料定向输送、物料密封的导料装置，实现物料连续运输的输送装置。在三大装置中，分别由各类小机构组成，甲带给料机的总体设计布局如下图：1、连接装置 2、导料装置 3、输送装置3.2各装置的设计3.2.1给料机与料仓连接装置的设计给料机的连接装置主要起到给料输送装置与料仓间的连接，连接装置设计简图如下：1、连接角钢 2、连接料斗件1连接角钢分别与料仓、件2连接料斗通过螺栓连接，料斗尺寸可通过现场实际安装要求进行重新设计。3.2.2导料装置的设计给料机的导料装置起到引导物料前进，紧驱动链条，密封物料不泄露的作用，导料装置主要由闸门机构、导料槽装置、压轮
9、装置等机构构成，整体导料装置设计简图如下：1、闸门机构 2、导料槽装置 3、压轮装置导料装置主要采用钢板与各类型钢焊接而成，保证焊接焊缝要求，导料装置与连接装置通过螺栓连接。件1闸门装置可通过顺、逆时针的旋转控制闸门的进出，形成料仓底部的密封。件3压轮装置通过弹簧可自行补偿驱动链条形成的紧伸长量，满足驱动链条的紧要求。3.2.3输送装置的设计输送装置是整个给料机系统中最重要的部分，它是给料机实现连续给料的主要装置，输送装置由驱动装置、底座、托辊架、紧装置、托辊、清扫装置、滚筒等组成，各装置的紧密配合实现给料机稳定的工作状态，其设计简图如下：4、给料机钢结构给料机各表面的毛刺和锐边应铲平、磨光，
10、铁屑、焊渣等应清除干净；所有的钢结构、加工件（机架、支柱等所有金属件）都对其表面进行喷丸除锈，电弧喷锌防腐预处理，达到Sa2-1/2级；钢结构采用焊接结构的结构件均满足国家有关焊接标准，结构符合国家最新标准；钢结构表面涂两道底漆，两道面漆，面漆颜色根据用户要求喷涂。5.输送机的设计与计算5.1设计参数1) 运输量 Q=4400 t/h2) 速度 V=1.5 ms3) 甲带输送带带宽 B=1.3 m4) 上托辊间距 Ltz=0.3 m5) 下托辊间距 Ltk=1.2 m6) 物料容重=1000 kg/m37) 胶带带强 ST6308) 托辊直径1591400,6205轴承9) 输送长度 L=2.
11、6 m查询计算部分参数一览表：托辊旋转部分质量G 25.82胶带每米长度质量qo19kg/每米物料重量qg222.22模拟摩擦系数f0.025重力加速度g9.8m/s25.2功率与力计算1） 加料段运行阻力：a） 在加料段和加速度段输送物料和输送带间的惯性阻力和摩擦阻力FNb） 加速段被输送物料与导料栏板间的摩擦阻力F2=N物料与导料栏板间的摩擦系数（0.30.5），选择0.4输送能力（m3/s）=加速段长度（m）根据材料矿山机械第38卷2010年第23期物料自重而引起的物料层与甲带上表面之间的摩擦力B排料口宽度h为物料输送高度L为物料在输送方向上的长度为物料密度g为重力加速度为物料摩擦系数取
12、0.6料仓侧壁与物料层之间的摩擦力为FF=为侧压系数为物料摩擦角为物料与料仓之间的摩擦系数取0.6甲带上的物料随甲带一起向前运动，则有=其中 f1为物料摩擦系数，f1=0.6为侧压系数为0.32 B 为导料槽的宽度 f2为物料与导栏板之间的摩擦系数0.6考虑直筒煤仓仓压对给料机功率的影响，给料机装料部分设计成斜坡段（如图3），以使煤仓仓压作用于斜坡段上而不是直接作用于给煤机的输送带上。为使物料在斜坡段上能自由滚落至输送机上，斜坡段倾角必须满足物料与斜坡挡板间的摩擦系数（0.50.7），选取0.6本设计中斜坡段倾角为35度。根据所选用系数，在给料槽口垂直向下的情况下，输送机所能拖出的物料层厚度为
13、由物料安息角与斜坡段倾角进行结构设计后可知，给料机出料口截面高度H远大于，因此物料在加料口处不会出现死区现象。2） 运行阻力a） 主要阻力F主模拟摩擦系数，=0.025 L给料机长度，一般为2.6-3m，选取L=2.6 m物料在输送带上的线质量，-钢丝绳芯输送带的线质量和甲带的线质量，取ST630,-托辊组的线质量，选取普通托辊1591400，旋转质量=25.46 kg= kg=b)加速段外物料与导料栏板间的运行阻力= N加速段外导料栏板长度，根据几何尺寸为在整个给料机的运行过程中，还存在着清扫器的摩擦阻力、胶带绕过滚筒的阻力、滚筒轴承运行阻力，但是由于这些阻力都较小，因此为简便计算，可在总阻
14、力乘以一个附加阻力系数c以代替上述阻力之和。综上所述，圆周力F：附加阻力系数，选取1.053） 功率计算功率备用系数，1.11.2,选取1.1传动装置效率，选取0.95选取防爆电机为15 kw，型号为160L-44） 胶带运输机的传动条件动载荷系数，1.11.2,选取1.2传动系数，本系数可查表取0.839，计算公式如下：传动滚筒与胶带的摩擦系数，取0.25滚筒围包角，取5） 垂度条件a) 承载分支垂度条件回空分支垂度条件 N由垂度条件推出传动滚筒奔离点处胶带力为：上分支运行阻力=比较垂度条件与传动条件可知由传动条件决定胶带机力。胶带给料机胶带最大力点处力为传动滚筒奔入点力5.3校核胶带安全系数1） 胶带计算安全系数m胶带额定拉断力2） 胶带需用安全系数附加玩去伸长折算系数，查询取1.8胶带接头效率，查询取0.85胶带基本安全系数，查询取3.2比较a、b项，因此，选取胶带符合要求。6.传动滚子链的设计与计算本给料机采用单排滚子链传动形式，由于采用大减速比减速器，因此选用大小链轮传动比i=1的传动形式。6.1参数1) 传递功率：P=15 kw2) 大小链轮转速：n=72 r/min3) 载荷性质：轻微冲击、重载6.2链条选择与受力计算1） 各计算结果见下表：计算项目单位公式结果说明传动比ii=11小链轮齿数
