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山東大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
第一章 緒 論
1.1 課題的來源
目前很多沖壓生產(chǎn)線的模下廢料均由人工清掃，機(jī)箱裝載。手工生產(chǎn)線需停機(jī)清掃。自動(dòng)生產(chǎn)線雖不停機(jī)，但清掃時(shí)極不安全。同時(shí)手工清掃廢料及目前廢料收集方式使整個(gè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)顯得零亂。廢料滿地散落，場(chǎng)地不清潔，人工清除廢料勢(shì)必停機(jī)作業(yè)，影響生產(chǎn)效率。
隨著產(chǎn)品更新替換速度的加快，產(chǎn)品的規(guī)格變化多端，多種少量之生產(chǎn)方式已非常之普遍。各種模具墊腳，墊腳間距幾何位置不一，并隨快速換模的導(dǎo)入，夾模器的干涉，規(guī)格品的輸送裝置已無(wú)法適應(yīng)。如何從模下自動(dòng)清除廢料，并適應(yīng)其種種之變化，成為同行業(yè)界的一個(gè)難點(diǎn)。為滿足生產(chǎn)的需求，提高工作效率，一種獨(dú)特的輸送裝置可自行清除模下廢料。該裝置由安裝架、工織皮帶輸送帶、廢料輸送機(jī)等部件組成。該輸送裝置設(shè)計(jì)的獨(dú)特之處在于：使用一臺(tái)馬達(dá)同時(shí)驅(qū)動(dòng)多條輸送帶，解決了一臺(tái)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)一條輸送帶所帶來的橫向空間不夠的問題；輸送帶橫向位置可任意調(diào)整，已適應(yīng)不同的墊腳位置；一種輸送帶寬度可適應(yīng)一定范圍的墊腳間距，輸送帶可任意組合，已適應(yīng)不同寬度；換模時(shí)可方便地移動(dòng)輸送帶，且各皮帶整體及單個(gè)皮帶伸入模具下的深度可調(diào)，適應(yīng)不同的模具尺寸；換線時(shí)，可方便地更換輸送帶；超薄皮帶可越過夾模器或壓板的阻擋，更好地利用空間。
沖壓廢料自動(dòng)輸送裝置是一種適應(yīng)性強(qiáng)，效率高，安全可靠，靈活多變的組合式廢料輸送設(shè)備，配以鏈板式輸送機(jī)，對(duì)每一條生產(chǎn)線的廢料進(jìn)行集中收集，或配以電磁送料機(jī)，廢料箱進(jìn)行單臺(tái)沖床廢料收集，從而可進(jìn)一步提高沖壓生產(chǎn)的自動(dòng)化程度，實(shí)現(xiàn)沖壓作業(yè)區(qū)的無(wú)人化，極大地提高生產(chǎn)效率。
這個(gè)設(shè)計(jì)基本能滿足上述要求，并從經(jīng)濟(jì)性，并從經(jīng)濟(jì)性，實(shí)用性出發(fā)，盡量與一般工廠的實(shí)際情況相吻合，故能夠達(dá)到預(yù)期效果。
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
在沖壓作業(yè)中，沖壓機(jī)械設(shè)備、模具、作業(yè)方式對(duì)安全影響很大。實(shí)現(xiàn)沖壓機(jī)械化和廢料收集自動(dòng)化，能大幅度提高沖壓設(shè)備的利用率和勞動(dòng)生產(chǎn)率并保證人身安全。但是，沖壓作業(yè)的動(dòng)作頻率高，又多數(shù)是薄板加工，所以保證沖壓機(jī)械化和廢料收集自動(dòng)化的可靠性在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)的難度較大。沖壓廢料的收集常常需要停機(jī)工作，既影響生產(chǎn)，又極不安全。目前，國(guó)內(nèi)、外研究的輸送裝置往往只針對(duì)一種沖壓產(chǎn)品，當(dāng)遇到模具墊腳高度、間距及位置不一，夾模器的干涉等問題時(shí)，從模下自動(dòng)清除廢料非常困難，本課題著重解決以上問題，設(shè)計(jì)制造完成以后，將在國(guó)內(nèi)得到廣泛地應(yīng)用。
1.3 課題研究的目的和意義
對(duì)于一些自動(dòng)化生產(chǎn)的廠家，實(shí)行全封閉式的沖壓作業(yè)，人工清除勢(shì)必停機(jī)作業(yè)，影響生產(chǎn)效率。對(duì)此，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種自動(dòng)的模下廢料輸送裝置，配以鏈板式輸送機(jī)或電磁送料機(jī)，或鐵箱對(duì)不同的生產(chǎn)線調(diào)料進(jìn)行集中收集。如將此設(shè)備用于自動(dòng)及手工線上，它將極大地提高生產(chǎn)效率，提高操作安全性。
沖壓廢料自動(dòng)輸送裝置，可改變傳統(tǒng)作業(yè)方式，提高生產(chǎn)率，創(chuàng)造高的經(jīng)濟(jì)效益，設(shè)備投資回收期短，是一項(xiàng)低投資，高產(chǎn)出的技術(shù)，值得大力推廣應(yīng)用。它將極大地提高生產(chǎn)效率，提高操作安全性。
1.4 研究?jī)?nèi)容及預(yù)期結(jié)果
本次課題研究的是沖壓廢料自動(dòng)輸送裝置的設(shè)計(jì)，包括：電動(dòng)機(jī)的選擇；帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)及輸送帶的選擇；鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)；聯(lián)軸器、鍵的選擇與校核；皮帶運(yùn)輸機(jī)的電氣原理；繪制裝備圖和主要的零部件圖，編寫設(shè)計(jì)說明書。
設(shè)計(jì)出的沖壓廢料自動(dòng)輸送裝置由一臺(tái)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)多條輸送帶解決橫向空間不夠的問題；輸送帶橫向位置可任意調(diào)整，已適應(yīng)不同的墊腳位置；一種輸送帶寬度可適應(yīng)一定范圍的墊腳間距，輸送帶可任意組合，已適應(yīng)不同寬度；換模時(shí)可方便地移動(dòng)輸送帶，且各皮帶整體及單個(gè)皮帶伸入模具下的深度可調(diào)，適應(yīng)不同的模具尺寸；換線時(shí)，可方便地更換輸送帶；超薄皮帶可越過夾模器或壓板的阻擋，更好地利用空間。沖壓廢料自動(dòng)輸送裝置，可改變傳統(tǒng)作業(yè)方式，提高生產(chǎn)率，創(chuàng)造高的經(jīng)濟(jì)效益，設(shè)備投資回收期短，是一項(xiàng)低投資，高產(chǎn)出的技術(shù)，值得大力推廣應(yīng)用。
第二章 自動(dòng)輸送裝置傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)
2.1 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)
2.1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
輸送機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2.1:
圖2.1 運(yùn)輸機(jī)結(jié)構(gòu)圖
2.1.2 機(jī)械總功率[1]～[6]
帶式輸送機(jī)的原動(dòng)機(jī)選用電動(dòng)機(jī)。因?yàn)闈L筒的轉(zhuǎn)速為：（D為滾筒直徑），初步選取滾筒直徑為，滾筒長(zhǎng)度，輸送帶速度，滾筒間的間距為
，故。
為了使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減為，故選用JTC系列小型齒輪減速異步電動(dòng)機(jī)。為使?jié)L筒同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，各滾筒由平帶帶動(dòng)。
⑴ 初定各級(jí)傳動(dòng)比為：取鏈輪傳動(dòng)比。
⑵ 初步計(jì)算機(jī)械的總功率：
滾筒運(yùn)輸機(jī)的總功率為[1]：
（2.1）
式中數(shù)據(jù)：
：物品分布在平帶上所受的線性載荷；
：平帶在滾筒上所愛的線性載荷；
：滾筒及其軸的重量；
：物品在滾筒表面的滾動(dòng)摩擦系數(shù)；
：滾筒軸襯中的滑動(dòng)系數(shù)；
：滾筒的軸徑；
：滾筒直徑；
：滾筒表面與物品的滑動(dòng)摩擦系數(shù)；
：機(jī)械傳動(dòng)的總功率；
① 首選滾動(dòng)軸襯效率（共15個(gè)）；
平帶效率；
鏈傳動(dòng)效率；
（2.2）
② ； ； [2]。
③ 滾筒選用熱軋無(wú)縫鋼管，其理論重量為：（取壁厚7.5mm），滾筒重量為；
④ 沖壓廢料由材質(zhì)、物料大小、沖床等因素來確定。本次設(shè)計(jì)的沖壓廢料為，因此帶式輸送機(jī)的質(zhì)量生產(chǎn)率為。
物料線性載荷為：
（2.3）
式中數(shù)據(jù)：
V------工作速度[m/s]
本次設(shè)計(jì)中；
輸送帶的單位質(zhì)量：初選輸送帶襯墊層數(shù)，輸送帶動(dòng)橡膠覆面的厚度，輸送帶下橡膠覆面的厚度。
根據(jù)公式：
（2.4）
所以每個(gè)滾筒的最大所受的載荷為；
把（1.2）、（1.3）、（1.4）、代入（1.1）計(jì)算得：
2.1.3 電動(dòng)機(jī)的選擇
⑴ 常用電動(dòng)機(jī)分類
常用電動(dòng)機(jī)分類為：一般異步電動(dòng)機(jī)、變速異步電動(dòng)機(jī)、起重及冶金用異步電動(dòng)機(jī)、防爆異步電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)微型異步電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)等。
變速異步電動(dòng)機(jī)中JTC系列小型齒輪減速電動(dòng)機(jī)適用于電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的低速傳動(dòng)裝置上，如礦山、冶金、制糖、造紙、化工、橡膠等工廠及基建工地驅(qū)動(dòng)一般機(jī)械或運(yùn)輸機(jī)械。在低速傳動(dòng)時(shí)，可直接傳動(dòng)不再另帶減速裝置?？傮w積小，力矩大，使用靈活方便。
⑵ 選擇電動(dòng)機(jī)
電動(dòng)機(jī)的選擇應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：
(1)考慮電機(jī)的主要性能、額定功率大小、額定轉(zhuǎn)速、及結(jié)構(gòu)形式等方面要滿足要求。
(2)帶式輸送機(jī)所選電機(jī)的工作制多為連續(xù)工作制，即以恒定負(fù)載運(yùn)行至熱穩(wěn)定狀態(tài)。通常采用Y系列異步電動(dòng)機(jī)，安裝方式選擇臥式。
(3)根據(jù)帶式輸送機(jī)的工作性質(zhì)，應(yīng)優(yōu)先選用交流繞線轉(zhuǎn)子電機(jī)且多為中小型，供電電壓多為380 V或220V。
(4)帶式輸送機(jī)一般應(yīng)選用適當(dāng)偏低轉(zhuǎn)速電機(jī)，再經(jīng)減速裝置傳動(dòng)，盡可能不選高速電機(jī)，以減少減速器的能量損耗。
① 選擇電動(dòng)機(jī)類型
按工作要求和條件選取變速異步電動(dòng)機(jī)JTC系列小型齒輪減速異步電動(dòng)機(jī)。
② 選擇電動(dòng)機(jī)容量
工作機(jī)所需的功率：
（2.5）
電動(dòng)機(jī)輸出功率：
； （2.6）
其中為電動(dòng)機(jī)至滾筒主動(dòng)軸傳動(dòng)裝置的總效率包括：滾子鏈傳動(dòng)、平帶傳動(dòng)等。
值計(jì)算如下：
（2.7）
滾子鏈傳動(dòng)效率；平帶效率；
把數(shù)據(jù)代入（1.5）得：
因此 ，
所以
選擇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，計(jì)算工作裝置主軸的轉(zhuǎn)速也就是滾筒的轉(zhuǎn)速：
（2.8）
因?yàn)榭倐鲃?dòng)比；
所以在這里選擇JTC系列型齒輪減速電動(dòng)機(jī)。JTC501A額定功率1.1KW。
電動(dòng)機(jī)外形安裝尺寸如下表：
表2.1 電動(dòng)機(jī)型號(hào)尺寸
型號(hào)
尺 寸 （mm）
H
A
B
C
D
E
G
K
b
h
JTC501A
250
310
250
22
35
80
37.8
19
376
380
…
460
577
2.2 鏈傳動(dòng)的幾何計(jì)算
機(jī)械傳動(dòng)方式有：摩擦輪傳動(dòng)，帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)，蝸桿傳動(dòng)，螺旋傳動(dòng)等，其中鏈傳動(dòng)在高溫、油、酸等惡劣條件下能可靠工作，軸和軸承上的作用力小，傳動(dòng)效率高。
正確進(jìn)行鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算是保證鏈傳動(dòng)具有良好性能的重要條件之一。傳動(dòng)鏈主要有套筒鏈、套筒滾子鏈（簡(jiǎn)稱滾子鏈）、齒形鏈，本次設(shè)計(jì)采用滾子鏈傳動(dòng)。鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算可分為兩部分，即鏈傳動(dòng)工作能力的計(jì)算和鏈傳動(dòng)的幾何計(jì)算。通過傳動(dòng)參數(shù)的合理選用和設(shè)計(jì)而把這兩部分相互聯(lián)系起來。
鏈傳動(dòng)的幾何計(jì)算主要是指鏈條長(zhǎng)度L、中心距a以及松邊垂度f(wàn)的計(jì)算。
根據(jù)鏈輪幾何尺寸的計(jì)算選定選擇鏈條型號(hào)為06B[2]。
⑴ 確定鏈節(jié)數(shù)，計(jì)算中心距：
① 選擇鏈齒數(shù)
因?yàn)椋x取。
② 確定鏈節(jié)數(shù)
（2.9）
假定中心距，則鏈節(jié)數(shù)為
取節(jié)。
③ 確定鏈條節(jié)距P
單要鏈傳遞功率
（2.10）
單排鏈 [1]。
代入數(shù)據(jù)到（1.10）得：
根據(jù)小鏈輪及，查手冊(cè)得鏈節(jié)距。
④ 確定中心距
（2.11）
⑵ 垂度的計(jì)算
鏈條在實(shí)際使用時(shí)必須保持松邊有適宜的垂度。過大的垂度會(huì)使鏈條與鏈輪的嚙合變壞，使鏈邊振跳，易導(dǎo)致爬高和跳齒；過小的垂度則使鏈邊的張力過大，導(dǎo)致鏈條鉸鏈的磨損加快和軸、軸承的負(fù)荷加重。所以為了保持適宜的垂度，也為了鏈條安裝的方便，應(yīng)將計(jì)算所得的理論中心距a減小某個(gè)數(shù)量。
① 條伸長(zhǎng)量與垂度f(wàn)的關(guān)系
當(dāng)傳動(dòng)比時(shí)， （2.12）
② 中民距減小量與垂度f(wàn)的關(guān)系
當(dāng)傳動(dòng)比時(shí)，可近認(rèn)為：
鏈長(zhǎng)縮短一個(gè)相當(dāng)于中心距縮短，
因此 （2.13）
為保持一個(gè)合適的初垂度，理論中心距a的減小量可近似地由上式確定。通常取初垂 （2.14）
將式二代入式三，則得理論中心距a的減小量為
2.3 鏈傳動(dòng)工作能力的計(jì)算
在鏈傳動(dòng)中，由于設(shè)計(jì)、制造、使用等方面的差異，鏈條與鏈輪等零件的失效形式是多種多樣的。不過總的來說，可以分為兩種情況：一種是正常的失效，另一種是非正常的失效。正常的失效分為：鏈板的疲勞破壞、滾子套筒的沖擊疲勞破壞、銷軸與套筒的膠合、鏈條的磨損、鏈條的靜強(qiáng)度破斷、鏈傳動(dòng)的非正常失效。
⑴ 鏈板的疲勞和由它所限制的鏈條工作能力
鏈條所受到的載荷為從緊邊拉力到松I邊拉力來回反復(fù)循環(huán)一次。由于鏈板的材質(zhì)為調(diào)質(zhì)鋼，因此，鏈板疲勞曲線在循環(huán)之間有一個(gè)拐點(diǎn)，通常取，如果用小時(shí)數(shù)來表示使用壽命，則相當(dāng)于拐點(diǎn)的使用壽命小時(shí)數(shù)。
小時(shí) （2.15）
式中：
-----鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)，92節(jié)；
------小鏈輪齒數(shù)，12
------小鏈輪轉(zhuǎn)數(shù)，64r/min
⑵ 滾子套筒的沖擊疲勞和由它所限定的鏈條工作能力
當(dāng)鏈條鉸鏈向輪齒嚙入時(shí)會(huì)發(fā)生嚙入沖擊。多次作用的結(jié)果就會(huì)使?jié)L子和套筒發(fā)生沖擊疲勞破壞。引起此種破壞的因素不僅與速度有關(guān)，而且還和鏈邊的有效拉力載荷F以及鏈輪的齒數(shù)有關(guān)。若一掛鏈條上一個(gè)鏈節(jié)沿鏈長(zhǎng)繞行一周為循環(huán)一次，則相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)條件壽命為15000小時(shí)的沖擊循環(huán)次數(shù)便為：
次 （2.16）
⑶ 銷軸與套筒的膠合
當(dāng)滾子鏈處于高速或膠合范圍內(nèi)使用時(shí)，應(yīng)注意：潤(rùn)滑充分；安裝時(shí)各鏈節(jié)要保證能靈活回轉(zhuǎn)。銷軸與套筒的間隙不適合，或內(nèi)節(jié)與外節(jié)之間過緊，都易于發(fā)生膠合；潤(rùn)滑油應(yīng)予以充分冷卻。
① 額定功率：
確定計(jì)算功率：
（2.17）
式中：-----傳遞的功率，為0.24kw；
-----工作情況系數(shù)，為1.0[7]；
------排數(shù)系數(shù)，為1[7]；
-----鏈輪齒數(shù)系數(shù)，為0.609[7]
② 滾子鏈的磨損
磨損壽命的計(jì)算，由公式：
（小時(shí)） （2.18）
式中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)：
鏈長(zhǎng) 節(jié)；
鏈輪輪齒數(shù) ；
傳動(dòng)比 ；
許用伸長(zhǎng)率 ；
鏈速 ；
工作情況系數(shù)
有效圓周力 N；
離心力引起的拉力 N；
懸垂拉力 N；
單排鏈鉸鏈投影面積 ；
至此，可求得工作比壓力：
（2.19）
磨損系數(shù)
節(jié)距系數(shù)
齒數(shù)速度系數(shù)
將上式數(shù)據(jù)代入公式可得磨損壽命為
⑷ 鏈條的靜強(qiáng)度計(jì)算
鏈條的靜強(qiáng)度就是從鏈條的極限拉伸載荷Q出發(fā)，選用適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)來限定鏈條的工作能力。規(guī)定不同的許用安全系數(shù)[n]可以表示不同的含義：它可以是考慮靜強(qiáng)度的，也可以是條件性地考慮鉸鏈磨損或鏈條元件疲勞地。鏈條靜強(qiáng)度地安全系數(shù)計(jì)算實(shí)質(zhì)，是鏈條緊張拉力與鏈條極限拉伸載荷的比較，計(jì)算式：
（2.20）
式中：----安全系數(shù)
---鏈條極限拉伸載荷，4510N[7]
---工作情況系數(shù)，1.0[7]
---有效圓周力，2150N
---離心力引起的拉力，0.073N；
---懸垂拉力，0.06N
則：
[7]
可見安全系數(shù)足夠，磨損壽命也是足夠的，設(shè)計(jì)的鏈條符合本次設(shè)計(jì)的要求。
2.4 鏈輪的設(shè)計(jì)[7]
設(shè)計(jì)鏈輪時(shí)鏈輪輪齒的齒形應(yīng)保證鏈節(jié)能自由的進(jìn)入或退出嚙合，在嚙合時(shí)應(yīng)保證良好的接觸，同時(shí)形狀應(yīng)盡可能地簡(jiǎn)單，便于加工。
一個(gè)設(shè)計(jì)完善的鏈輪形主要應(yīng)滿足三方面的要求，即嚙合要求，使用要求，工藝要求與精度要求。本次設(shè)計(jì)的鏈輪用于低速鏈傳動(dòng)，沖擊小。鏈傳動(dòng)比i=1，因此選定齒數(shù)為12。
鏈輪的結(jié)構(gòu)：因?yàn)殒溳喌闹睆捷^小，所以制成整體式鏈輪。
鏈輪材料：因需合格證輪齒具有足夠的耐磨性和強(qiáng)度，應(yīng)采用經(jīng)淬火HRC45處理的[1]。
鏈輪節(jié)距：節(jié)距的選定應(yīng)考慮傳動(dòng)功率大小，鏈輪轉(zhuǎn)速高低，傳動(dòng)空間尺寸限制及經(jīng)濟(jì)性，綜合本設(shè)計(jì)的各個(gè)數(shù)據(jù)，選定節(jié)距
鏈輪的齒形參數(shù)見表2.2:
表2.2 鏈輪的齒形參數(shù)
名稱
符號(hào)
計(jì)算
分度圓直徑
齒根圓直徑
齒頂圓直徑
齒溝半角
齒溝圓心到工作段圓心距離
齒溝圓弧半徑
工作段圓弧中心坐標(biāo)
工作段圓弧半徑
工作段圓弧中心角
工作段圓弧弦長(zhǎng)
齒溝圓心到齒頂圓弧中心距
齒頂圓弧中心坐標(biāo)
齒形半角
工作段直線部分長(zhǎng)度
滾切節(jié)圓上的節(jié)距
鏈輪結(jié)構(gòu)如圖2.2：
圖2.2 鏈 輪
2.5 本章小結(jié)
本章主要介紹了沖壓廢料自動(dòng)輸送裝置傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)方案，首先介紹了傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)的結(jié)果設(shè)計(jì)及輸送裝置電動(dòng)機(jī)的選擇方法和機(jī)械總功率的計(jì)算；傳動(dòng)中鏈傳動(dòng)的幾何計(jì)算及鏈傳動(dòng)的工作能力計(jì)算和鏈輪的設(shè)計(jì)方案等等。通過對(duì)這些內(nèi)容的設(shè)計(jì)選擇與計(jì)算，使其不但達(dá)到生產(chǎn)能力和工作制的要求，而且要為下面的設(shè)計(jì)做好充分的準(zhǔn)備工作。
第三章 輸送機(jī)的設(shè)計(jì)
3.1 輸送機(jī)簡(jiǎn)介[9]～[10]
輸送機(jī)是在一定的線路上連續(xù)輸送物料的物料搬運(yùn)機(jī)械，又稱連續(xù)輸送機(jī)。
輸送機(jī)可進(jìn)行水平、傾斜和垂直的輸送，也可組成空間輸送線路，輸送線路一般是固定的。輸送機(jī)輸送能力大，運(yùn)距長(zhǎng)，還可在輸送過程中同時(shí)完成若干工藝操作，所以應(yīng)用十分廣泛。
輸送機(jī)一般按有無(wú)牽引件來進(jìn)行分類，既有牽引力輸送機(jī)和無(wú)牽引力輸送機(jī)，前者主要有帶式輸送機(jī)、自動(dòng)扶梯、埋刮板輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、懸掛輸送機(jī)和架空索道等；后者一般有輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)、螺旋輸送機(jī)、振動(dòng)輸送機(jī)等。
未來輸送機(jī)的將向著大型化發(fā)展、擴(kuò)大使用范圍、物料自動(dòng)分揀、降低能量消耗、減少污染等方面發(fā)展。
本次設(shè)計(jì)中廢料輸送機(jī)主要采用帶式輸送機(jī)。帶式輸送機(jī)主要可分為：普通帶式輸送機(jī)、鋼繩芯帶式輸送機(jī)和鋼繩牽引輸送機(jī)等。
帶式輸送機(jī)主要組成部件輸送帶、滾筒、托輥裝置、傳動(dòng)裝置等。
輸送帶是輸送機(jī)的牽引構(gòu)件，同時(shí)又是承載構(gòu)件。整個(gè)輸送帶都支承在滾動(dòng)的滾筒上，并且，繞過傳動(dòng)滾筒和張緊滾筒，傳動(dòng)滾筒和輸送帶之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳動(dòng)是依靠磨擦進(jìn)行傳動(dòng)的。
帶式輸送機(jī)有優(yōu)良的性能，在連續(xù)裝載的條件下它能連續(xù)輸送，所以生產(chǎn)率較高，它可以運(yùn)輸?shù)V石、煤、粉末狀的物料和包裝好的成件物品。工作過程中噪音羅小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。因此，帶式輸送機(jī)在各個(gè)企業(yè)得到了廣泛地應(yīng)用。
普通帶式輸送機(jī)的輸送帶有較高的強(qiáng)度，主要實(shí)用于短距離輸送；鋼繩芯帶式輸送機(jī)輸送帶有很高的強(qiáng)度，主要實(shí)用于長(zhǎng)距離輸送；鋼繩牽引式輸送機(jī)氫承載構(gòu)件和牽引構(gòu)件分開，應(yīng)用具耳槽、植物芯、橫鋼條、上下覆蓋膠的牿輸送帶作為承載構(gòu)件，應(yīng)用鋼繩作為牽引構(gòu)件。
通過以上分析，本次設(shè)計(jì)采用普通帶式輸送機(jī)來進(jìn)行沖模的廢料輸送。
帶式輸送機(jī)可用于水平和傾斜運(yùn)輸。本設(shè)計(jì)主要采用水平輸送機(jī)。布置型式如圖3.1所示：
圖3.1 輸送機(jī)工作示意圖
3.2 帶式輸送機(jī)
3.2.1 帶式輸送機(jī)的組成
通用帶式輸送機(jī)已有系列產(chǎn)品。它的設(shè)計(jì)是根據(jù)輸送生產(chǎn)率及輸送距離來決定輸送帶的最大張緊力、牽引力、電動(dòng)機(jī)功率、輸送帶的層數(shù)和帶寬，并根據(jù)上述參數(shù)選擇驅(qū)動(dòng)裝置，其它部件均可根據(jù)帶寬選擇即可。帶式輸送機(jī)的組成有：
⑴ 輸送帶
帶式輸送機(jī)的輸送帶是輸送機(jī)的重要部件，它既是承載構(gòu)件又是牽引構(gòu)件，用來承運(yùn)物料和傳遞牽引力。在輸送機(jī)中輸送帶的成本占整個(gè)設(shè)備成本的30%~50%。在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，輸送帶所受的載荷是極其復(fù)雜的，它除受縱向的拉伸應(yīng)力外，還受到經(jīng)過滾筒和托輥的彎曲應(yīng)力。大多數(shù)輸送帶的損壞表現(xiàn)為工作面層和邊緣磨損，受大塊和尖銳的物料的沖擊引起、擊穿、撕裂和剝離。合理選擇輸送帶，對(duì)輸送機(jī)的設(shè)計(jì)十分重要。
輸送帶的選用是根據(jù)輸送機(jī)的線路布置、輸送的材料和使用條件來進(jìn)行的。合理的選用輸送帶不僅對(duì)完成輸送機(jī)的輸送任務(wù)至關(guān)重要，還影響輸送機(jī)滾筒、托輥和驅(qū)動(dòng)裝置等機(jī)械部件的設(shè)計(jì)。
對(duì)輸送帶的要求是：
(1)要有足夠的拉伸強(qiáng)度和彈性模量，以達(dá)到在所要求的距離內(nèi)輸送材料所需要的傳輸功率以及在負(fù)荷狀態(tài)下允許最低裝載所產(chǎn)生的運(yùn)轉(zhuǎn)伸長(zhǎng)率。
(2)要有良好的負(fù)荷支撐和足夠的寬度，以滿足運(yùn)輸物料時(shí)所需要的類型和體積。
(3)要有柔性，目的在于在長(zhǎng)度方向上能圍繞滾筒彎曲，如果需要的話，希望在橫向形成槽形。
(4)要有尺寸穩(wěn)定性，使輸送帶運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)平穩(wěn)。
(5)承載面的覆蓋膠要經(jīng)受的起載物體的負(fù)荷沖擊，并且能幫助恢復(fù)彈性，傳動(dòng)時(shí)覆蓋膠能與滾筒有足夠的摩擦力。
(6)各組分之間有良好的粘合力，避免脫層。
(7)耐撕烈性能好，耐損傷。
通用帶式輸送機(jī)所用的輸送帶有橡膠和塑料帶兩種，適用于工作環(huán)境溫度在-10 之間，物料溫度不超過50
輸送帶結(jié)構(gòu)如圖（3.2）所示：
圖3.2 輸送帶結(jié)構(gòu)示意圖
普通型橡膠的織物帶芯強(qiáng)度為560牛/厘米.層。多層芯塑料的織物芯強(qiáng)度為560牛/厘米.層。整芯厚為4mm。塑料織物芯強(qiáng)度為2240牛/厘米.層。通用帶式輸送機(jī)常用的寬有六種規(guī)格：500，650，800，1000，1200和1400。此次設(shè)計(jì)采用的帶寬B、織物層數(shù)I和偏差T見表3.1，運(yùn)輸帶規(guī)格為GB523-74。
表3.1 運(yùn)輸帶參數(shù)
B
100
200
300
400
500
I
±2
±4
±6
T
3-4
4-5
4-6
6-8
5-10
輸送帶的覆蓋膠（覆蓋膠工作面和覆蓋膠非工作面）的厚度根據(jù)被物料的性質(zhì)和塊度可選擇：
通過以上分析，以及本次設(shè)計(jì)的需求，因此采用帶式輸送機(jī)的帶寬是：B=300mm。
⑵ 驅(qū)動(dòng)裝置
驅(qū)動(dòng)裝置是帶式輸送機(jī)的動(dòng)力來源。電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器、減速器帶動(dòng)傳動(dòng)滾筒傳動(dòng)，依靠滾筒和輸送帶之間的摩擦力使輸送帶運(yùn)動(dòng)。一般來說，使用最少數(shù)量設(shè)備的最簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)裝置是最好的驅(qū)動(dòng)裝置。然而，驅(qū)動(dòng)裝置有時(shí)還可能配置一些特殊用途的設(shè)備，用來改善輸送機(jī)的起動(dòng)和制動(dòng)性能。在需要的情況下，在驅(qū)動(dòng)裝置上還設(shè)有制動(dòng)器、逆止器。帶式輸送機(jī)系統(tǒng)對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的基本要求如下：
(1)驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)具有良好的起動(dòng)性能，具有大的起動(dòng)力矩以使輸送機(jī)能夠有載起動(dòng)。
(2)驅(qū)動(dòng)過程中要有足夠小、合理的加速度以減小各承載部件的動(dòng)載荷，避免由于過大的慣性力引起物料在輸送帶上的滑移和卸料、輸送帶和滾筒打滑以及拉緊裝置的過大行程。理論上要求在不同的載貨情況下都應(yīng)保持恒定的起動(dòng)過程。
(3)提供低速運(yùn)行方式。為了驗(yàn)帶或是防止凍結(jié)，有時(shí)要求輸送機(jī)必須在低速下持續(xù)運(yùn)動(dòng)，一般是設(shè)計(jì)速度的10%~20%。
(4)驅(qū)動(dòng)裝置必須防止輸送到輸送機(jī)的功率和力矩超過安全限度，以保證過載的輸送機(jī)自動(dòng)停機(jī)，避免發(fā)生災(zāi)難性的事故。
(5)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊小，最好能使電動(dòng)機(jī)無(wú)載起動(dòng)。
(6)驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)該具有較高的傳動(dòng)效率以及較低的能耗。
(7)驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)該具有良好的可控性，控制起動(dòng)、停機(jī)時(shí)的速度、加減速度。
(8)盡量使電動(dòng)機(jī)空載起動(dòng)，錯(cuò)開起動(dòng)時(shí)各電機(jī)的起動(dòng)時(shí)間，減少電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)次數(shù)，有可能時(shí)，可在輸送機(jī)停止時(shí)不必停電動(dòng)機(jī)。
本次設(shè)計(jì)采用的帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置為一個(gè)傳動(dòng)滾筒和一個(gè)鏈傳動(dòng)組成。采用180 轉(zhuǎn)向的驅(qū)動(dòng)裝置。
傳動(dòng)滾筒是傳遞動(dòng)力的主要部件，為了傳遞必要的牽引力，輸送帶與滾筒間必需有足夠的摩擦力（如圖3.3）
圖3.3 驅(qū)動(dòng)原理圖
根據(jù)尤拉公式： （3.1）
可得牽引力公式： （3.2）
由上式可知要提高牽引力可增大繞出分支張力，摩擦系 和包角。當(dāng)增加繞出分支張力時(shí)，輸送帶強(qiáng)度勢(shì)必要提高，這樣增加了輸送帶的造價(jià)。因此，本次設(shè)計(jì)采用了膠面滾筒來增加摩擦系數(shù) 的方法來保證獲得必要的牽引力。
從造價(jià)上來分析，采用較小的滾筒直徑，然而選用小的直徑D由輸送帶的允許彎曲度決定。
通過以上分析，本次設(shè)計(jì)采用。
⑶ 托輥
托輥是帶式輸送機(jī)的主要部件之一，托輥的作用是支撐作用帶，減小運(yùn)行阻力，并使輸送帶的垂度不超過一定的限度，以保證輸送帶平穩(wěn)運(yùn)行。托輥的總重約占整機(jī)的重量的30%~40%。托輥質(zhì)量的好壞直接影響輸送機(jī)的正常運(yùn)行和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。
托輥用于支承輸送帶和輸送帶上所承載的物料，使輸送帶穩(wěn)定地運(yùn)行。一臺(tái)輸送機(jī)的托輥數(shù)量很多，托輥質(zhì)量的好壞直接影響輸送機(jī)的運(yùn)行，而且托輥的維修費(fèi)用成為帶式輸送機(jī)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用的重要組成部分。所以要求它能經(jīng)久耐用，周圍的灰塵不進(jìn)入軸承，密封裝置必需可靠，軸承能得到很好的潤(rùn)滑。這樣，可使輸送機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)阻力小，節(jié)省能源。
本次設(shè)計(jì)無(wú)縫鋼管制成。托輥直徑根據(jù)輸送帶寬度的增加而增加。本次設(shè)計(jì)采用平行托輥。
⑷ 張緊裝置
帶式輸送機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)必須使輸送帶具有一定的張緊力，提供張緊力的設(shè)備就是拉緊裝置。所謂“拉緊”,具有吸收輸送帶伸長(zhǎng)和為輸送帶提供張緊力兩層含義。
對(duì)于長(zhǎng)距離、高張力的輸送機(jī)需要考慮在不同的工作狀態(tài)下提供不同的張緊力，以提高輸送帶的使用壽命。在輸送機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)時(shí)為保證起動(dòng)、制動(dòng)力的傳遞所需要的張緊力不同。輸送帶的張力分布也不相同，需要考慮在這兩種情況下滿足輸送帶的垂度條件所需要的張緊力也相應(yīng)增大。所以，要求在起動(dòng)、制動(dòng)過程中要有大于正常運(yùn)行時(shí)的張緊力。這就要求張緊裝置在不同的工況下能夠提供相應(yīng)的張緊力。
張緊裝置的作用是保證輸入帶具有足夠的張力，以使輸送帶和驅(qū)動(dòng)滾筒之間產(chǎn)生必需的摩擦力并限制輸送在各支承間的垂度，使輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。本次設(shè)計(jì)帶輸送機(jī)所用的張緊裝置采用螺桿式張緊裝置。由于螺桿式張緊裝置能自動(dòng)保持恒張力，因此螺桿式張緊裝置符合本次設(shè)計(jì)要求。本次設(shè)計(jì)的張緊裝置中預(yù)緊力。張緊裝置如圖3.4：
圖3.4 張緊裝置示意圖
⑸ 制動(dòng)裝置
因本次設(shè)計(jì)中采用電氣控制，可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)，因此不需要制動(dòng)裝置。電氣控制圖如圖3.5所示：
圖3.5 電氣控制圖
⑹ 清掃裝置
因?yàn)檩斔蛶л斔偷脑S多物料是粘性的，部分物料會(huì)粘在輸送帶工作面上，卸料是不能一起卸掉。物料被帶回到空段上，可能會(huì)引起輸送帶強(qiáng)烈的磨損，在下托輥上形成積垢，使輸送帶跑偏，并迫使輸送帶靠在支承結(jié)構(gòu)的某些部分上而遭到損壞。因此安裝清掃是必要的。輸送帶清掃器的型式有：
① 單刮板或多刮板清掃器
單刮板清掃器是由一塊橫跨輸送帶整個(gè)寬度的刮板構(gòu)成的。多刮板清掃器是由兩塊或兩塊以上的相互平行的刮板構(gòu)成的。刮板板清掃器的刮板有三種形式：
（a）、橫跨輸送帶的直刮板當(dāng)其用來與凸面滾筒上的輸送帶接觸時(shí)，刮板按照滾筒和輸送帶的形狀磨損。為了達(dá)到最有效的清掃作用，刮板通常是做成可調(diào)整的。
（b）、分段刮板是分段刮板的一種形式。刮板按照滾筒的凸面做成兩段。這種形式的刮板不需要一個(gè)跑合階段來磨損刮板，以使其與凸面滾筒上的輸送帶的形狀相適應(yīng)。這種刮板從安裝時(shí)起能有效地清掃輸送帶。
（c）、鉸接刮板這種結(jié)構(gòu)系有一組裝在繞樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)臂上的短刮板組成。刮板依靠彈簧力來保持其與輸送帶工作面接觸。這些刮板是相互重疊的形式布置的。因此輸送帶整個(gè)寬度均能得到清掃。這種形式的輸送帶清掃器必須經(jīng)常進(jìn)行檢查和調(diào)整，使刮板繞樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)與輸送帶保持良好的接觸。
② 旋轉(zhuǎn)式輸送帶清掃器
旋轉(zhuǎn)式輸送帶清掃器由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的主軸或管子及裝在它上面的硬毛刷或刮板組成的。旋轉(zhuǎn)刷具有彈力作用其硬毛常常排成螺旋形或平排行。旋轉(zhuǎn)刷有兩種型式：低速旋轉(zhuǎn)刷；高速旋轉(zhuǎn)刷。低速旋轉(zhuǎn)刷清掃干的粒狀物料效率最高。國(guó)為轉(zhuǎn)速較低，刷子磨損較小，故壽命較長(zhǎng)。高速旋轉(zhuǎn)刷清掃濕的物料效率最高。高速使物料產(chǎn)生離心力，從硬毛刷甩出。
旋轉(zhuǎn)式刮板輸送帶清掃的橡皮刮板與軸平行布置或螺旋狀布置軸上。這些橡皮刮板具有拭清或刮擦的作用。這種旋轉(zhuǎn)式刮板清掃器有兩種形式：低速旋轉(zhuǎn)刮板清掃器；高速旋轉(zhuǎn)刮板清掃器。低速刮板清掃器可用來清掃干的也可以用來清掃濕的物料。因轉(zhuǎn)速較低，橡皮刮板的壽命較長(zhǎng)。高速旋轉(zhuǎn)刮板清掃器可以用來清掃濕的物料。因轉(zhuǎn)速較低，橡皮刮板的壽命較長(zhǎng)。高速旋轉(zhuǎn)刮板清掃器適合于清掃輸送濕而粘的物料的輸送帶。這種物料可能會(huì)粘結(jié)并積聚在硬毛刷上。
旋轉(zhuǎn)刷子和旋轉(zhuǎn)刮板清掃器的運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)使刷子或刮板的周邊的運(yùn)動(dòng)方向與輸送帶運(yùn)動(dòng)方向相反。旋轉(zhuǎn)刷和平行的或螺旋形的旋轉(zhuǎn)刮板清掃器可由附近的頭部滾筒傳動(dòng)軸通過鏈條來驅(qū)動(dòng)，或者用單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)裝置來驅(qū)動(dòng)。
③ 噴水器和刮水器
噴水器和刮水器雖然可以用來清掃一些清掃有困難的地方，但是必須采取措施來處理沖洗水，而且在嚴(yán)寒的天氣使整個(gè)系統(tǒng)不能工作。
通過以上分析，本次設(shè)計(jì)是干物料，故可選用旋轉(zhuǎn)式輸送帶清掃器中的低速旋轉(zhuǎn)式毛刷清掃器裝置，裝于尾部滾筒前，用以清掃輸送帶運(yùn)轉(zhuǎn)面上的物料。
3.2.2 驅(qū)動(dòng)原理及張力計(jì)算
沖壓廢料由材質(zhì)、物料大小、沖床等因素來確定。已知本次設(shè)計(jì)的沖壓廢料為，因此帶式輸送機(jī)的質(zhì)量生產(chǎn)率為。
物料線性載荷為： （3.3）
式中數(shù)據(jù)：
V------工作速度[m/s]
本次設(shè)計(jì)中；
輸送帶的單位質(zhì)量：初選輸送帶襯墊層數(shù)，輸送帶動(dòng)橡膠覆面的厚度，輸送帶下橡膠覆面的厚度。
根據(jù)公式： （3.4）
3.2.3 阻力計(jì)算
連續(xù)運(yùn)輸機(jī)的撓性牽引構(gòu)件中的張力包括由張緊裝置所形成的初張力，克服各種阻力所需要的張力以及由動(dòng)力載荷所形成的張力。前者我們稱之為靜張力。后者稱為動(dòng)張力 撓性牽引構(gòu)件的阻力分為三類：直線區(qū)運(yùn)動(dòng)阻力；曲線區(qū)的運(yùn)動(dòng)阻力；裝卸等其他附和阻力。
1 直線區(qū)運(yùn)動(dòng)阻力
本次設(shè)計(jì)采用的支承裝置滾動(dòng)的滾筒。當(dāng)牽引構(gòu)件沿支承裝置運(yùn)動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生阻力，這一阻力F可以認(rèn)為與正壓力成正比其值為：
（3.5）
--------摩擦系數(shù)
--------直線區(qū)段上的線載[N/m]
-------區(qū)間上長(zhǎng)度[m]
牽引構(gòu)件沿運(yùn)動(dòng)方向內(nèi)任一點(diǎn)的張力等于后一點(diǎn)引力與該兩點(diǎn)間的區(qū)段上的阻力之和。因此，a,b兩端張力之差，就表示該區(qū)段的運(yùn)動(dòng)阻力,即
已知， ;[10]
所以
⑵ 曲線區(qū)的運(yùn)動(dòng)阻力計(jì)算
在改向滾筒上的阻力:
這種阻力由軸承摩擦力以及牽引構(gòu)件繞入繞出滾筒時(shí)的僵性阻力組成。
① 軸承摩擦阻力
克服支承面上的摩折算到滾筒圓周上力為
（3.6）
式中：-------摩擦系數(shù)滾動(dòng)支承??；
-------正壓力。
在不計(jì)輪的重量時(shí) 及的幾何和。一般可取進(jìn)行計(jì)算：
于是
② 僵性引力
在牽引構(gòu)件繞入及繞出滾輪時(shí)產(chǎn)生的僵性阻力為：
（3.7）
式中：------恒性系數(shù)，其值按不同的牽引構(gòu)件確定。
皮帶的僵性系數(shù)，按近似公式計(jì)算
（3.8）
式中：-------橡膠帶厚度[cm]
-------滾筒直徑[cm]
[cm]
于是，克服以上兩種阻力需要的圓周力為
（3.9）
式中：--------曲線區(qū)段的阻力系數(shù)
由以上分析可知：當(dāng)牽引構(gòu)件繞過曲線區(qū)段時(shí)由于各種原因，將產(chǎn)生阻力。為克服這些阻力牽引構(gòu)件的繞出端引力相應(yīng)有所增大。
（3.10）
將公式（3.9）代入式（3.10）得：
式中：表示曲線段張大增大系數(shù)。
所以：
⑶ 運(yùn)動(dòng)阻力系數(shù)的確定
當(dāng)裝在牽引物件上的滾輪沿導(dǎo)軌滾動(dòng)時(shí)應(yīng)克服這些阻力。
① 滾輪軸頸處的摩擦力：
② 滾輪與導(dǎo)軌之間的摩擦阻力
考慮這兩阻力之間的阻力系數(shù)為：
（3.11）
式中：D--------滾輪的直徑
d--------滾輪軸的直徑
k--------滾輪在導(dǎo)軌上的滾動(dòng)摩擦力臂，可取為
u--------滾輪軸頸處的滑動(dòng)摩擦系數(shù)
---------除上述阻力外的附加阻力對(duì)于滾動(dòng)軸承
將數(shù)據(jù)代入（3.11）得：
3.2.4 用逐點(diǎn)法計(jì)算牽引力
將輸送機(jī)線路計(jì)算簡(jiǎn)圖分為直線區(qū)段和曲線區(qū)段，確定典型的點(diǎn)1至18點(diǎn)
圖3.6 牽引力示意圖
滾動(dòng)表面摩擦系數(shù)式
輸送帶在傳動(dòng)滾筒得繞出點(diǎn)得張力：
按照輸送機(jī)所列的直線區(qū)段和曲線區(qū)段公式和各點(diǎn)張力
2點(diǎn)張力為：
3點(diǎn)張力為：前面已求得，，
4點(diǎn)張力為：
5點(diǎn)張力為：
同理可得：
17點(diǎn)張力為：
18點(diǎn)張力為：
由尤拉公式可得：傳動(dòng)滾筒PU包覆得摩擦系數(shù)為
（3.12）
電動(dòng)機(jī)所需功率為：
計(jì)算牽引力：
電動(dòng)機(jī)所需功率為：
(3.13)
選用功率備用系數(shù)
[10]
傳動(dòng)功率為：
；
；
3.3 本章小結(jié)
本章主要介紹了自動(dòng)輸送裝置中輸送機(jī)。由于本次設(shè)計(jì)采用帶式輸送機(jī)所以對(duì)帶式輸送機(jī)的組成進(jìn)行介紹。驅(qū)動(dòng)輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理及張力和阻力計(jì)算，和用逐點(diǎn)法計(jì)算牽引力的方法等。通過對(duì)這些參數(shù)的介紹對(duì)輸送機(jī)有了初步的了解，為下一章的主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和參數(shù)的計(jì)算提供基礎(chǔ)。
第四章 輸送機(jī)各機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
4.1 傳動(dòng)滾筒及其零部件的設(shè)計(jì)
已知：軸上輸入的功率為，皮帶作用在軸上的牽引力為
4.1.1 選擇軸的材料，確定應(yīng)力
選用45鋼（熱扎圓鋼）[3]毛坯直徑為，橫截面面積為，理論重量為6.31㎏/m。經(jīng)加工成直徑。
[3]
[1]
4.1.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，初估傳動(dòng)滾筒的最小直徑
[1]
（4.1）
傳動(dòng)滾筒安裝鏈輪，考慮到鏈輪的固定選用平鍵聯(lián)起來實(shí)現(xiàn)周向的固定。由n和轉(zhuǎn)矩。
4.1.3 確定軸承的潤(rùn)滑
因?yàn)闈L筒的線速度V=6mm/min（前面已經(jīng)算出）
所以軸承采用脂潤(rùn)滑[4]。
4.1.4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)軸向定位和周向定位的要求確定軸的各段直徑及長(zhǎng)度，畫出其結(jié)構(gòu)草圖4.1如下:
圖4.1 傳動(dòng)滾筒軸
為了滿足傳動(dòng)滾筒的軸向定值，左端用定位視套來定位，故取L9段的直徑為，L7軸段右端為一臺(tái)階來自定位。定位視套的防松螺母為M4*25。鏈輪與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為16mm。
? 徑向尺寸確定
從軸段開始，逐段選取相鄰軸段的直徑：如圖（4.1）所示：為滾筒直徑，安裝鏈輪的軸段。軸肩[1]。
? 軸向尺寸確定
它們分別由定位視套和軸承尺寸構(gòu)成：。為沒有橡膠包覆的一部分滾筒，；為有橡膠包覆的一部分滾筒，；為軸與軸承相配合，；為滾筒的左端長(zhǎng)度=25mm；為軸承軸肩長(zhǎng)度。
4.1.5 選擇滾動(dòng)軸承
因軸承只受徑向力，故選用圓柱滾子軸承。參照工作需要求并據(jù)L3=60mm，由軸承產(chǎn)品目錄中選取10000900圓柱滾子軸承，極限轉(zhuǎn)速： ，其尺寸為。
4.1.6 軸上零件的定位
⑴ 軸上零件的周向定位
鏈輪的周向定位采用平鍵聯(lián)結(jié)。L10選用平鍵為b*h=4*4(GB1096-79) [4]，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為16mm[4]。其與軸的配合為H7/r6.滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是過盈配合來保證，此處選軸的尺寸公差為m6。
⑵ 軸上零件的軸向定位
鏈輪的軸向定位：右端采用軸肩套，左端與軸承之間采用套筒；軸上左邊軸承的軸向定位：右端與鏈輪之間采用套筒，左端采用軸肩定位；軸上右邊軸承的軸向定位：右端采用軸肩定位，右端采用定位視套。（右端采用定位視套能夠保證結(jié)構(gòu)的完美）
4.1.7 確定軸上圓角和倒角尺寸
取軸上所有倒角（軸端）為[5]；各軸肩處圓角半徑為R1.5。
4.1.8 計(jì)算軸上的扭矩T
（4.2)
圖4.2 傳動(dòng)滾筒軸
4.1.9 求作用在鏈輪軸上的力
皮帶牽引力 (4.3)
齒溝半角
分度圓直徑 (4.4)
有效圓周力 (4.5)
離心力引起的拉力 (4.6)
懸垂拉力 (4.7)
鏈輪軸向力 (4.8)
4.1.10 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
① 求軸上載荷
首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（圖4.2），做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（圖4.3）
圖4.3 軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖
在確定軸承的支點(diǎn)位置后，此軸即可作為簡(jiǎn)支梁，其支承跨距為319mm。鏈輪重心點(diǎn)到支承點(diǎn)距離。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖3.3，從軸的結(jié)構(gòu)上看，截面b處的計(jì)算轉(zhuǎn)矩大，是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面b處的的值于下表4.1
載荷
水平面
垂直面
支承反力R
彎矩M
總彎矩
扭矩T
計(jì)算彎矩Mca
表4.1 軸所受力各項(xiàng)數(shù)據(jù)
② 按彎矩合成應(yīng)力校核軸上承受最大計(jì)算彎矩的截面（即危險(xiǎn)截面b）的強(qiáng)度，得 [2]
前面已選定軸的材料為45鋼（熱扎圓鋼），[5]。因此，，故安全。
4.1.11 軸的結(jié)構(gòu)圖
圖4.3 軸的結(jié)構(gòu)圖
4.2 滾筒、滾筒軸及其配件設(shè)計(jì)
4.2.1 滾筒的設(shè)計(jì)
由前面已選定的數(shù)據(jù)有：滾筒直徑；滾筒的長(zhǎng)度
⑴ 選擇滾筒的材料[4]
滾筒的材料選用熱軋無(wú)縫鋼管。其外徑，厚度為5.5㎜，理論重量為3.59㎏/m。
滾筒軸的材料先用碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235棒材。其外徑。經(jīng)加工成外徑聯(lián)結(jié)滾筒材料選擇熱軋鋼板[6]。其長(zhǎng)度為，寬度為，厚度為11㎜。
⑵ 滾筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
選用滾筒表面較平整的結(jié)構(gòu)[10]，根據(jù)裝配要求繪出滾筒的工作圖，見圖4.4。
圖4.4 滾筒工作圖
4.2.2 滾筒軸的設(shè)計(jì)
⑴ 計(jì)算軸的最小直徑[2]
根據(jù)公式計(jì)算和計(jì)算方法，算得軸的最小直徑為12mm，考慮到裝配原因，在其兩端各加工一個(gè)M6的螺孔，顯然這是用來裝配張緊裝置。
⑵ 確定軸上零件的裝配方案
① 選用軸承
由于只要承受徑向力。選用單列向心球軸承。根據(jù)，型號(hào)為1000901，極限轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)/分（脂潤(rùn)滑）、轉(zhuǎn)/分（油潤(rùn)滑），尺寸為d×D×B=9×20×6[3]，采用內(nèi)外圈定位[4]，校核同前，此略。
② 滾筒軸配合處孔長(zhǎng)為22mm，總長(zhǎng)為300mm。
③ 滾筒軸與滾筒軸承之間用軸用彈性擋圈定位。擋圈的基本尺寸d=11，基本尺寸極限偏差為＋0.01～0.36，厚度S=1，厚度極限偏差為＋0.05～-0.13[4]。
軸用彈性擋圈為標(biāo)準(zhǔn)件可以購(gòu)買。
4.3 托輥裝置的設(shè)計(jì)
4.3.1 托輥裝置的設(shè)計(jì)
由前面已選定的數(shù)據(jù)有：滾筒直徑；滾筒的長(zhǎng)度
⑴ 選擇滾筒的材料[4]。
滾筒的材料選用熱軋無(wú)縫鋼管。其外徑，厚度為5.5㎜，理論重量為3.59㎏/m。（滾筒結(jié)構(gòu)見零件圖4.4）
滾筒軸的材料先用碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235棒材。其外徑。經(jīng)加工成外徑。
聯(lián)結(jié)滾筒材料選擇熱軋鋼板[6]。其長(zhǎng)度為，寬度為，厚度為11㎜。（經(jīng)加工后見圖4.4）
⑵ 滾筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[10]
選用滾筒表面較平整的結(jié)構(gòu)。（根據(jù)裝配要求繪出滾筒的工作圖，見圖4.4）。
4.3.2 滾筒軸的設(shè)計(jì)
⑴ 計(jì)算軸的最小直徑[2]
根據(jù)公式計(jì)算和計(jì)算方法，算得軸的最小直徑為12mm，考慮到裝配原因，在其兩端各加工一個(gè)M6的螺孔，顯然這是用來裝配張緊裝置。
⑵ 確定軸上零件的裝配方案
① 選用軸承
由于只要承受徑向力。選用單列向心球軸承。根據(jù)，型號(hào)為1000901，極限轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)/分（脂潤(rùn)滑）、轉(zhuǎn)/分（油潤(rùn)滑），尺寸為d×D×B=12×24×6[3]，采用內(nèi)外圈定位[4]，校核同前，此略。
② 滾筒軸配合處孔長(zhǎng)為22mm，總長(zhǎng)為262mm。
③ 滾筒軸與滾筒軸承之間用軸用彈性擋圈定位。擋圈的基本尺寸d=11，基本尺寸極限偏差為＋0.01～0.36，厚度S=1，厚度極限偏差為＋0.05～-0.13[4]。
軸用彈性擋圈為標(biāo)準(zhǔn)件可以購(gòu)買。
4.3.3 托輥的設(shè)計(jì)
⑴ 選擇滾筒的材料[5]。
采用鋼板焊接。
⑵ 托輥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（見圖4.5）
圖4.5 托輥結(jié)構(gòu)
4.4 滾筒和托輥滾動(dòng)軸承的選擇與校核
4.4.1 常用滾動(dòng)軸承
軸承是支承軸頸的部件。根據(jù)設(shè)計(jì)所需，選用滾動(dòng)軸承。常用滾動(dòng)軸承有深溝球軸承、圓柱滾子軸承、調(diào)心球軸承、調(diào)心滾子軸承、滾針軸承、角接觸球軸承、圓錐滾子軸承、推力球軸承。選定滾動(dòng)軸承時(shí)要根據(jù)承載狀況和工況條件，正確選擇軸承的類型和尺寸，還要進(jìn)行必要的工作能力計(jì)算，合理進(jìn)行軸承的組合設(shè)計(jì)。
4.4.2 滾動(dòng)軸承的選擇
已知：滾筒和托輥所受的圓周力，徑向力，滾筒和托輥轉(zhuǎn)速，軸承預(yù)期計(jì)算壽命（約3.5年，每年工作300天，每天工作15小時(shí)），作用在帶輪上的作用力。
⑴ 由表3.1計(jì)算可得：；
；
；
；
因軸向力為0，考慮到R2較大，故初選用圓柱滾子軸承。
⑵ 初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 [2]
⑶ 軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值[2]
(4．9)
⑷ 初步選擇的100091軸承[5]
⑸ 驗(yàn)算100091軸承的壽命[2]
(4．10)
即不高于預(yù)期計(jì)算壽命,故選用100091圓柱滾子軸承合適（GB276-64），極限轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)/分（脂潤(rùn)滑）、轉(zhuǎn)/分（油潤(rùn)滑），尺寸為d×D×B=12×24×6。
4.5 本章小結(jié)
本章主要是對(duì)本設(shè)計(jì)過程中所用到的帶式輸送機(jī)的主要部分進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算。帶式輸送機(jī)具有諸如生產(chǎn)率高、運(yùn)行平穩(wěn)可靠、輸送連續(xù)均勻、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能量消耗小等諸多優(yōu)點(diǎn)，它的這些優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本部件在整部機(jī)器當(dāng)中所起到的作用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過對(duì)該帶式輸送機(jī)在各個(gè)零部件的選用與計(jì)算以及整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其不僅滿足了生產(chǎn)能力的要求，而且使其充分實(shí)現(xiàn)自動(dòng)輸送的作用。
第五章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
三相異步電動(dòng)機(jī)分為全壓直接起動(dòng)和減壓起動(dòng)兩種。一般采用減壓起動(dòng)方式來降低起動(dòng)電流。電動(dòng)機(jī)容量在5KW以下者，一般采用全電壓直接起動(dòng)方式來起動(dòng)。普通機(jī)床上的冷卻泵、小型臺(tái)鉆和砂輪機(jī)等小容量的電動(dòng)機(jī)可直接用開關(guān)起動(dòng)。本次設(shè)計(jì)中采用JTC501A型齒輪減速電動(dòng)機(jī)，功率為1.1KW，因?yàn)楣β瘦^小，所以采用直接起動(dòng)方式。
控制電路由起動(dòng)按鈕SB2、停止按SB1、按觸器KM的線圈通電，其主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)運(yùn)行。同時(shí)與SB2并聯(lián)的輔助觸點(diǎn)KM閉合，將“SB2”短接，其作用是當(dāng)放開起動(dòng)按鈕“SB2”后，仍可使KM線圈通電，電動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)行。這種依靠接觸器自身的輔助觸點(diǎn)來使其線圈保持通電的現(xiàn)象稱為自鎖。帶有自鎖功能控制線路具有失壓保護(hù)作用。起自鎖作用的輔助觸點(diǎn)稱為自鎖觸點(diǎn)。
按停止按鈕SB1，接觸器KM的線圈斷電，其常工主觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)KM的自鎖觸點(diǎn)斷開，故松手后SB1雖仍閉合，但KM的線圈不能繼續(xù)得電。[11]
5.1 控制方式的選擇
由于本次設(shè)計(jì)中未采用制動(dòng)裝置，因此采用點(diǎn)動(dòng)控制。根據(jù)機(jī)身的長(zhǎng)度，為了方便操作者操作，采用多點(diǎn)控制。
5.1.1 點(diǎn)動(dòng)控制
所謂點(diǎn)動(dòng)，即按下按鈕時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)工作，手松開按鈕時(shí)電動(dòng)機(jī)停止工作。點(diǎn)動(dòng)控制多用于機(jī)床刀架、橫梁、立柱等快速移動(dòng)和機(jī)床對(duì)刀等場(chǎng)合。
圖5.2a為用按鈕實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)的控制線路；圖5.2b用天關(guān)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)的控制線路；圖5.2c用中間繼電器實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)的控制線路。
圖5.2 點(diǎn)動(dòng)控制線路
5.1.2 多點(diǎn)控制
大型機(jī)床為了操作方便，常常要求在兩個(gè)或兩個(gè)以上的地點(diǎn)都能進(jìn)行操作。實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)控制的控制線路如圖5.3所示，即在各操作地點(diǎn)各安裝一套按鈕，其接線原則是各按鈕的常開觸點(diǎn)并聯(lián)連接，常閉觸點(diǎn)串聯(lián)連接。
圖5.3 多點(diǎn)控制線路
5.2 電氣控制圖的設(shè)計(jì)
根據(jù)控制方式選擇的點(diǎn)動(dòng)控制和多點(diǎn)控制，設(shè)計(jì)出電氣控制圖見圖5.4。
圖5.4 電氣原理圖
5.3 本章小結(jié)
本章主要介紹了自動(dòng)輸送裝置的電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。對(duì)控制方式的選擇及電器控制圖進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。使裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
總 結(jié)
本次設(shè)計(jì)是要求解決實(shí)際的工程問題，不僅要求掌握具有相當(dāng)?shù)膶I(yè)知識(shí)，還可以鍛煉獨(dú)立解決問題的能力，提高查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)的能力，熟悉相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，更加熟練操作繪圖軟件繪制工程圖。最重要的是能讓我們學(xué)到的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，提高實(shí)踐能力。使我們的設(shè)計(jì)更具實(shí)用性，能為社會(huì)發(fā)展貢獻(xiàn)自己的一份微薄之力。本次設(shè)計(jì)還能讓我們更多的接觸社會(huì)，了解社會(huì)的發(fā)展態(tài)勢(shì)和國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀，為自己以后的發(fā)展明確方向。
本次課題研究的是沖壓廢料自動(dòng)輸送裝置的設(shè)計(jì)，包括：電動(dòng)機(jī)的選擇；帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)及輸送帶的選擇；鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)；聯(lián)軸器、鍵的選擇與校核；皮帶運(yùn)輸機(jī)的電氣原理；繪制裝備圖和主要的零部件圖，編寫設(shè)計(jì)說明書。
設(shè)計(jì)出的沖壓廢料自動(dòng)輸送裝置由一臺(tái)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)多條輸送帶解決橫向空間不夠的問題；輸送帶橫向位置可任意調(diào)整，已適應(yīng)不同的墊腳位置；一種輸送帶寬度可適應(yīng)一定范圍的墊腳間距，輸送帶可任意組合，已適應(yīng)不同寬度；換模時(shí)可方便地移動(dòng)輸送帶，且各皮帶整體及單個(gè)皮帶伸入模具下的深度可調(diào)，適應(yīng)不同的模具尺寸；換線時(shí)，可