公路銑刨機瀝青輸送部分裝置的設計[三維UG]【含圖紙】

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編 號 無錫太湖學院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 題目：公路銑刨機瀝青輸送部分裝置的設 計 信 機 系 機 械 工 程 及 自 動 化 專 業(yè) 學 號： 0923097 學生姓名： 黃俊胤 指導教師： 何雪明 （職稱：副教授 ） （職稱： ） II 2013 年 5 月 25 日 無錫太湖學院本科畢業(yè)設計（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文） 公路銑刨機 瀝青輸送部分裝置的設計 是本人在導師的指導下獨立進行研 究所取得的成果，其內容除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以 標注引用，表示致謝的內容外，本畢業(yè)設計（論文）不包含任 何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 機械 92 學 號： 0923097 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 無 錫 太 湖 學 院 信 機 系 機 械 工 程 及 自 動 化 專 業(yè) 畢 業(yè) 設 計 論 文 任 務 書 一、題目及專題： 1、題目 公路銑刨機瀝青輸送部分裝置的設計 2、專題 二、課題來源及選題依據 課題來源于工廠。 選題依據：公路銑刨機是一個高效瀝青路面維修養(yǎng)護的設備， 它的原理是采用滾動銑削的方式把瀝青或者混凝土局部或整體破壞。 銑削下來的瀝青然后經再生處理，就可以直接用于公路路面表層的 重新鋪建。其主要用于公路、城市道路、機場、停車場等地方瀝青 混凝土面層開挖和翻新；瀝青公路路面油浪、擁包、車轍網紋的清 理；水泥路面的拉毛，面層錯臺銑平。隨著公路建設突飛猛進，大 規(guī)模的機械養(yǎng)護時代就隨之到來了。瀝青輸送機構作為銑刨機最重 要的一部分，它主要作用是將銑刨的碎料傳遞出去，其結構的設計 直接影響著銑刨機的性能。 三、本設計（論文或其他）應達到的要求： 熟練使用 UG 等三維設計軟件，能夠使用 UG 進行機械結構的設 計及出工程圖； II 掌握機械設計的基本思想和方法，通過這些方法來進行銑刨機的 結構的設計； 掌握銑刨機輸送機構裝置的結構以及工作原理； 熟練使用所學的知識，進行輸送機構裝置的設計； 四、接受任務學生： 機械 92 班 姓名 黃俊胤 五、開始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設計（論文）指導（或顧問）： 指導教師簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學科組組長研究所 所長簽名 系主任 簽名 年 月 日 III 摘 要 隨著公路建設的突飛猛進，大規(guī)模的機械養(yǎng)護時代就隨之到來了。公路銑刨機是路 面養(yǎng)護和再生設備的機種之一，現在正越來越引起道路養(yǎng)護專家,施工單位的關注。 銑刨機現在被廣泛應用于公路,城市道路的養(yǎng)護，公路銑刨機是一種高效的瀝青或混 凝土路面維修養(yǎng)護機械。銑刨機的原理是利用滾動銑削的方法把路面局部全部破壞。為 了減輕疲銑刨機的勞強度，機器設有回收裝置，是銑削的物料直接輸送到運載卡車上。 皮帶傳動機構作為銑刨機最總要的一部分，它的主要作用是將銑刨的碎料傳遞出去，其 結構的設計直接影響著銑刨機的性能。 為了提高銑刨機的使用性能和工作可靠性,保證銑刨機具有較高的生產率和作業(yè)質量,使 銑刨機具備良好的經濟效益,推動銑刨機性能的全面提升。本文對 4.3 米銑刨機的輸送機 構進行了分析研究與設計。 本說明書與圖紙配套使用。 關鍵詞：銑刨機; 輸料裝置; 瀝青 IV Abstract With the rapid construction of high-grade highways and municipal roads, large-scale mechanized conservation era has arrived. As a conservation and renewable road equipment, one of the major aircraft machine is the milling work of asphalt road plane milling machine conservation experts and construction units concerned. Milling machines are widely used in highway and urban road maintenance，and it is one kind of highly effective asphalt coagulation earthen road pavement service machine.It iprinciple is broken the road surface partially or completely with the trundle milling the method,In order to reduce the Iabor intensity ,The machine has the recycling installment.Causes the milling to transport directly from the millng rotor to delicers on the truck.It is a major function to transmit debirs of milling by the belt drive mechanism which is most important part of miling machines. In order to increase the operation Performance and reliability of milling machine , ensure the milling machine with higher productivity , operation quality and economic benefit ,increase the Performance of milling machine , the moving system of 2- meter milling machine have been discussed and designed in this paper. Supporting the use of these instructions with drawings. Keywords: milling planer; transporting machine; belt V 目 錄 摘 要 ...........................................................................................................................................III ABSTRACT ..................................................................................................................................IV 1 緒論 .............................................................................................................................................1 1.1 路面銑刨機及其發(fā)展概況 ...................................................................................................1 1.1.1 路面銑刨機的分類 ........................................................................................................1 1.1.2 路面銑刨機的應用特點 ................................................................................................2 1.1.3 路面銑刨機的主要結構及工作原理 ............................................................................3 1.1.4 國內外路面銑刨機發(fā)展概況 ........................................................................................3 1.2 路面銑刨機設計的指導思想 ...............................................................................................4 1.3 路面銑刨機設計的設計原則 ...............................................................................................4 2 瀝青輸送裝置的總體設計 .........................................................................................................4 2.1 輸送機構的功能 ...................................................................................................................4 2.2 輸送機構總體設計的設計標準 ...........................................................................................4 2.3 輸送機構的工作原理 ...........................................................................................................4 2.4 輸送機構總體設計主要需完成一下幾項工作 ...................................................................4 3 輸送機構的組成及功能分析 .....................................................................................................4 3.1 輸料系統(tǒng)的主要功能部件 ...................................................................................................4 3.1.1 輸送帶 ............................................................................................................................4 3.1.2 支撐托輥 ........................................................................................................................4 3.1.3 張緊裝置 ........................................................................................................................4 3.1.4 驅動裝置 ......................................................................................................................4 3.1.5 集料系統(tǒng)的設計 ............................................................................................................4 3.1.6 改向裝置 ........................................................................................................................4 3.1.7 裝料裝置 ........................................................................................................................4 3.1.8 卸料裝置 ........................................................................................................................4 3.1.9 清掃裝置 ........................................................................................................................4 3.1.10 防跑偏裝置 ..................................................................................................................4 3.1.11 機架結構 ......................................................................................................................4 3.1.12 工字鋼鋼架的皮帶傳動機構有限元結果 ..................................................................4 3.2 帶式輸送機的設計流程 .......................................................................................................4 3.2.1 原始數據及工作條件的確定 ........................................................................................4 VI 3.2.2 帶式輸送機的設計計算 ................................................................................................4 3.2.3 部件選型 ........................................................................................................................4 3.2.4 撰寫工程數據表 ............................................................................................................4 4 帶式輸送機的設計計算理論和方法 .........................................................................................4 4.1 帶式輸送機的基本功能參數 ...............................................................................................4 4.1.1 輸送帶最大的物料橫截面積 ........................................................................................4 4.1.2 最大輸送能力 Q（t/h）的計算 ....................................................................................4 4.1.3 輸送帶寬度校核 ............................................................................................................4 4.2 圓周驅動力與驅動圓周驅動力計算 ...................................................................................4 4.2.1 主要阻力 ...................................................................................................................4HF 4.2.2 C 的取值 ..........................................................................................................................4 4.2.3 主要特種阻力 ...........................................................................................................41s 4.2.4 傾斜阻力 ...................................................................................................................4t 4.3 驅動功率的計算 ...................................................................................................................4 4.4 輸送帶張力 ...........................................................................................................................4 4.4.1 帶式輸送機的布置形式 ................................................................................................4 4.4.2 輸送帶張緊力計算的一般流程 ....................................................................................4 5 輸送機構的選型方法與分析 .....................................................................................................4 5.1 托輥的選型 ...........................................................................................................................4 5.1.1 托輥的選型方法 ............................................................................................................4 5.2 輸送帶的選型計算 ...............................................................................................................4 5.3 滾筒的選型 ...........................................................................................................................4 5.4 拉緊裝置的選型 ...................................................................................................................4 5.5 支架類裝置的選型 ...............................................................................................................4 6 結論與展望 .................................................................................................................................4 6.1 結論 ........................................................................................................................................4 6.2 不足之處及未來展望 ............................................................................................................4 致謝 .................................................................................................................................................4 參考文獻 .........................................................................................................................................4 附錄 主要符號及意義 ...................................................................................................................4 公路銑刨機瀝青輸送部分裝置的設計 1 1 緒論 1.1 路面銑刨機及其發(fā)展概況 公路刨機是一種效率很高的瀝青路面維修養(yǎng)護的設備，它的原理是利用滾動銑削的 方法把瀝青混凝土路面局部或全部破壞。銑削下來的瀝青碎料經再生處理后，可直接用 于路面表層重新鋪建。它主要用于城市道路、公路、停車貨場的瀝青混凝土砼面層挖掘 和翻修公路油浪、網紋、車轍等的清理；公路路面面層錯臺銑平。隨著公路建設的突飛 猛進，大規(guī)模的機械化養(yǎng)護時代就之到來了。路面銑刨機是面養(yǎng)護和再生設備的主要機 種之一，他現在起道路養(yǎng)護專家和施工單位的關注。我國基礎部門對路面銑刨機成套設 備的需求將會越來越迫切，需求量在未來來越多的。 1.1.1 路面銑刨機的分類 按照銑刨機的銑刨寬度可分為大,中,小三種類型的銑刨機，0.41.2 米的是小型； 1.12.0 米的是中型， 2 米以上的是大型銑刨機。對于銑刨寬度小于等于 1 米的小型銑刨 機是以機械傳動為主，機械式工作比較可靠、維修起來、傳動效率比較高、制造成本相 對低，但其結構復雜、操作不是很輕便、作業(yè)效率比較低、牽引力比較小，適用于小面 積路面維修、銑刨小型的溝槽等，銑刨機一般不帶瀝青回收裝置。銑刨寬度在 1 米 2 以 上的中大型銑刨機一般采用液壓傳動，液壓式結構比較緊湊、操作比較輕便、機動比較 靈活、牽引力比較較大，但制造成本比較高、維修比較難，適用于切削較深的中大規(guī)模 路面的養(yǎng)護。中國現在還停留在生產小型公路銑刨機，且以 0.5 米和 1.0 米兩種規(guī)格比較 多，大中型銑刨機現在還是寥寥無幾的。 按銑刨型式不同，可分為熱銑和冷銑。熱銑由于增加了加熱裝置而使結構比較復雜， 一般用于路面的再生作業(yè)。冷銑由于適用范圍比較廣，目前占據主導地位。冷銑式配置 功率比較大，刀具磨損比較快，切削料粒度比較均勻，可設置灑水裝置噴水，它使用廣 泛，產品已成系列；按銑刨機按行走方式不同，可分為輪式和履帶式。輪式機動性比較 好、轉場比較方便，特別適合于中小型路面的作業(yè)。履帶式多為銑削寬度 2000mm 以上 的大型銑刨機，有舊材料回收的裝置，適用于大面積路面的再生工程；按銑刨鼓旋轉方 向與行走方向不同，可分為逆銑和順銑；按有無廢料回收輸送機，可分為輸送式和無輸 送式銑刨機；按銑刨鼓安裝方式不同，可分為固定式和移動式銑刨機。 圖 1.1 長沙湘江一橋施工 無錫太湖學院學士學位論文 2 圖 1.2 2m 履帶式銑刨機 圖 1.3 銑刨機的結構 1.1.2 路面銑刨機的應用特點 1.采用銑刨機來處理公路，可以很速度的處理公路路面病害，使公路的路面平整； 2. 道路翻修采用銑削的方法可以與原路面的水平相對一致。銑削可以將壞的路面處 理了，由新瀝青填補修補的空間，經壓實后可以和原路面一樣高，這可以防止立交橋路 面的載荷對橋體產生沖擊載荷。 3. 保證新舊公路路面瀝青的很好結合，提高壽命。采用銑削方法可以使邊側及底部 整齊、深度比較均勻，從而使翻修后新公路路面的使用壽命有很大的提高； 4. 有利于舊路面瀝青的再生與利用。由于他可以控制切削深度，銑削的瀝青不僅干 凈且規(guī)則，可以不用破壞加工就可以再生利用，大大降低了施工成本，也是很環(huán)保的 公路銑刨機瀝青輸送部分裝置的設計 3 1.1.3 路面銑刨機的主要結構及工作原理 一般銑刨機由發(fā)動機及行星減速器、行走機構、銑刨部分、輸料裝置等組成。 圖 1.4 銑刨機的總體結構 1.動力系統(tǒng) 2.升降系統(tǒng) 3.傳動系統(tǒng) 4.灑水系統(tǒng) 5.行走系統(tǒng) 6.液壓系統(tǒng) 7.銑刨系統(tǒng) 8.轉向系統(tǒng) 9.集料系統(tǒng) 10.車架系統(tǒng) 11.覆蓋件系統(tǒng) 12.電氣系統(tǒng) 1.1.4 國內外路面銑刨機發(fā)展概況 1) 路面銑刨機的發(fā)展水平和趨勢 作為實現公路路面銑刨的設備,國外的銑刨機經歷了由熱銑到冷銑,由無集料到現在 的有自動集裝置的發(fā)展過程。首臺銑刨機出現在1971年的德國,這機器是由維特根(wirtgen)公 司開發(fā)的裝有紅外預加熱系統(tǒng)的小型銑刨機,銑刨機的出現開創(chuàng)了道路養(yǎng)護施工的新紀元.一 直到20世紀70年代期,整個歐洲己有一百多臺這樣的銑刨機在服役.十年后維特根公司又 開發(fā)了帶直接收集舊料裝置的小型冷銑刨機。 國外路面銑刨機在發(fā)展和工程應用上早已有一段歷史,以維特根公司為代表，oadTech 公司、卡特彼勒公司產品也很好。刨機工作原理，使用工藝基本相同,裝機功率相當。國 外的路面銑刨機技術已達到較高的技術水平,歸納起來有以下幾個特點; (1) 底盤結構先進合理 銑刨機底盤是全剛性車架，液壓行走結構,驅動，轉向大都是液壓的。 (2) 銑削功率得到充分發(fā)揮 液壓功率調節(jié)器，可以根據材料的硬度和要銑削的深度來控制銑削輪的速度,自動調 節(jié)轉速和行走速度,使其處于最大功率的狀態(tài),但是不會超負荷。 (3) 裝載功率大 新型銑刨機功率越來越大,生產效率提高。 (4)銑削深度較大 新型銑刨機銑削深度都超過300毫米。 (5)銑刨輪性能良好 冷銑刨機將銑刀固定在半圓形瓦片上。 (6)銑削物裝載簡單 無錫太湖學院學士學位論文 4 后部掛裝的瀝青輸送裝置,快速收料,并將銑削下來的瀝青裝入汽車上,通過液壓來調整 卸料高度,并可使傳送帶左右擺動40毫米到100毫米。 (7)技術先進 全輪驅動,機電液一體化,智能化故障診斷,精確自動找平衡系統(tǒng)。 (8) 容器大 水箱,柴油箱,燃油,水加注間隔比較長。 (9) 模塊化 液壓泵,液壓閥,冷卻系統(tǒng)都裝置底架上,這樣易于調整,檢測和維修。 2)國內路面銑刨機的發(fā)展水平和趨勢 我國對路面銑刨機的研究從20世紀80年代開始,有較大的競爭優(yōu)勢,但是在品種規(guī)格、 技術水平及配套件上仍存在比較大的差距。 到目前為止,中國己經有徐州徐工集團,北方交通和西筑等企業(yè)可以生產制造銑刨寬 度為2米,最大銑刨深度為300毫米,并且達到了國際先進水平。 1.2 路面銑刨機設計的指導思想 高速公路隨著路面齡期增加，由于行車載荷和自然環(huán)境因素，路面會漸漸出現一些 病害，嚴重影響行車速度和安全。由于路面銑刨機工作效率比較高、施工工比較藝簡單、 銑削深度比較易于控制、操作方便比較活、機動性能比較好、銑削的舊料能直接回收利 用。顯然，處理病害快速有效的方法就是使用路面銑刨機銑刨路面，來使路面保持平整。 用銑刨機械銑刨損壞的舊鋪層，再鋪設新面層是最經濟的現代化養(yǎng)護方法。 結合國內外路面銑刨機的發(fā)展概況，設計思想有以下幾點： 1. 要向大型化方向發(fā)展； 2.考慮 實用性與先進性兼顧； 3. 充分利用發(fā)動機功率； 4. 簡化操作，實現自動化控制，設備可靠； 5. 簡化設備保養(yǎng)，合理潤滑，充分防腐； 1.3 路面銑刨機設計的設計原則 根據以上的設計指導思想，可以確定以下的設計原則 1. 簡化設計結構，選用標準件和成熟機構，盡可能結合現有設備，降低制造成 本，并保證性能和質量； 2. 配套件必須可靠，確保作業(yè)要求； 3. 操作簡單，維修方便； 公路銑刨機瀝青輸送部分裝置的設計 5 2 瀝青輸送裝置的總體設計 瀝青輸送裝置的設計，就是根據其主要用途、作業(yè)條件、使用場合及生產情況等， 合理的選擇，確定機型和各總成的結構型式、性能參數及整機尺寸，并能進行合理的 布置。這些組成和部件相互依賴又相互制約，因此，輸送機構的性能不僅取決與每個 部件的好壞，而更重要的是取決于各總成性能之間的相互協(xié)調。各總成性能的相互協(xié) 調如何，主要取決于各總體參數及各總成部件的匹配情況及其布局的合理性。 2.1 輸送機構的功能 輸送機構的作用就是將銑刨出來的瀝青收集并輸送帶隨行的運輸車上或者可及的指 定位置，減少銑刨機的負載，提高銑刨機的整體效率。皮帶傳動機構作為銑刨機最重要 的一部分，它主要作用是將銑刨的碎料傳遞出去，其結構的設計直接影響著銑刨機的性 能。其 UG 模型圖如圖 2.1 所示; 圖 2.1 輸送裝置 UG 模型 2.2 輸送機構總體設計的設計標準 確定采用帶式輸送機來輸送瀝青后，面對的問題主要就是如何經濟合理地設計出瀝 青輸送系統(tǒng)，一個好的設計標準需要選擇出來。它的結果更切合實際. 關于瀝青輸送系統(tǒng)設計標準，國內外現在有很多種，如 ISO5048， CEMA 以及 GB/T17119-1997 等。 我國傳統(tǒng)的設計標準還是比較保守的。選用的輸送帶安全系數大、運行阻力系比較 大，這會造成選用的電動機功率比較大。這個對于比較小的輸送機來說，問題并不是很 大，但是遇到大的輸送機構的時候，就會遇到一些問題。例如，設計時選用 800W 的電 機，但是他正常消耗功率僅為 400kW 左右。 CEMA 標準中，提供了技術分析、數據資料.主動輪需要的張力 Te,包含提拉和下沉瀝 青的阻力,輸送瀝青的摩擦力及加速瀝青所需的力; (1)由上托輥和下托輥的摩擦力引起的張力 Tx： (2.1)txKLT 無錫太湖學院學士學位論文 6 式中，L輸送機的長度，m； Kx計算托輥摩擦阻力,輸送帶托輥間滑動力系數， N/m； Kt環(huán)境,溫度校正的系數。 (2)瀝青輸送帶撓曲的阻力時引起張力 Tyb： (2.2)yrcybT 上托輥， (2.3)ktyycWLK 下托輥， (2.4)tbyrT015. 式中，Tyc輸送帶經過上托輥,瀝青輸送帶的撓曲阻力時引起張力，N ； Tyr瀝青輸送帶經過下托輥,輸送帶的撓曲力而引起的張力，N； Ky計算瀝青輸送帶,負荷通過托輥時綜合撓曲阻力的系數； Wb每米輸送帶的質量，kg/m。 (3)瀝青輸送帶經過托輥,由瀝青撓曲阻力引起的張力 Tym： (2.5)myyWLKT 式中， Wm輸送帶上每米物料的質量，kg/m； (4)提升負荷, 下降負荷時所需的張力 Tm： (2.6)mHT 式中， H物料提升的高度，m。 (5)由驅動輪阻力而引起的張力 Tp、加速瀝青所需要的張力 Tam 以及附屬裝置阻力 引起 的張力 Tac。 因此，有效張力 (2.7)acmpymbbyx THLKWKT )()015.(kte 2.3 輸送機構的工作原理 圖 2.2 為銑刨機瀝青輸送裝置的 UG 模型圖，從圖中我們可以看出皮帶在液壓馬達驅 動力作用下驅動主動輪.使皮帶過上下托輥進行有規(guī)則的運動，為了使皮帶不側偏，我采 用防跑偏裝置進行了限位，皮帶機構依鋼架結構進行支撐。 公路銑刨機瀝青輸送部分裝置的設計 7 1.從動輪 2.防跑偏輪 3.下托輥 4.防護架 5.上托輥支架 6 方鋼 7.上托輥 8.皮帶 9.改向滾筒 圖 2.2 銑刨機的輸料系統(tǒng) UG 模型 圖 2.3 銑刨機輸送系統(tǒng)結構示意圖 2.4 輸送機構總體設計主要需完成一下幾項工作 1, 確定皮帶型號確定皮帶總體結構的尺寸； 2,確定皮帶總體結構尺寸; 3,確定皮帶機組成零部件，主要是驅動滾筒、改向滾筒； 4,與液壓系統(tǒng)相結合，確定液壓配件，主要有驅動泵、及它的連接件。 皮帶可選用國產或進口的。但是目前國內皮帶產品大多采用二次硫化制作皮帶基層 上的的擋板，因此，基層與擋板之間容易出現擋板開裂，甚至擋板脫落的故障。國外產 品一般采用一次硫化成型技術，擋板與基層的結合比較牢固，不易出現上訴故障。其主 要參數表 2-1： 無錫太湖學院學士學位論文 8 表 2-1 皮帶參數 輸送能力 630 3m/h 輸送長度 10000mm 輸送寬度 2000mm 機架尺寸（長寬高） 100002500550 mm 公路銑刨機瀝青輸送部分裝置的設計 9 3 輸送機構的組成及功能分析 3.1 輸料系統(tǒng)的主要功能部件 3.1.1 輸送帶 在輸料系統(tǒng)中，輸送帶是承載構件，又也是牽引構件，他是用來運載銑刨瀝青和傳 遞牽引力的。所以我在設計輸料系統(tǒng)的時候，發(fā)現如何選擇輸送帶是個很重要的問題。 在滿足運送能力的前提下,我首先考慮保護輸送帶，要使之具有較長的壽命，至少保證 610 年。我在設計其他部件時，盡量減少輸送帶損壞，加裝安全防護的措施。 常用的輸送帶現在主要有兩種：織物芯膠帶,鋼繩芯膠帶。對輸送帶主要要求是：強 度高耐磨撓性好伸長率小和便于安裝修理?？蛇x用的帶寬系列為（mm）： 5006508001000120014001600180020002200 等，本設計中選用 2000mm 的輸送帶作為熟料裝置的皮帶。 3.1.2 支撐托輥 輸送帶用托輥做為支撐裝置，可以支撐輸送帶及帶上的廖，減小帶的垂度，使其能 穩(wěn)定的運行。為了增大運量，防止廢料向兩邊的散漏，支撐裝置支撐我選用槽型。為了 減少托輥對帶的運動阻力，我在托輥內安裝滾動軸承。要注意托輥密封和與潤滑，用來 保證托輥的轉動靈活,還有延長它的壽命。為了使帶在兩支撐托輥之間的垂度不致過大， 支撐裝置的間距可參照有關推薦數值確定，可見表 3-1。 上托輥裝置是由三個小輥子組成的槽型托輥.如圖 3.1 所示。承載托輥類型：槽型托 輥槽型前傾托輥，下托輥由直輥子組成，托輥直徑要根據輸送帶寬選取，見表 3-2； 表 3-1 托輥間距 堆積密度（ tm ）3承載托輥間距（mm） 回程托輥間距（ mm） 1.6 1200 3000 1.6 1000 3000 圖 3.1 槽型托輥簡圖 表 3-1 帶寬對應的托輥直徑（部分） 帶寬 B（mm ） 500 650 800 1000 1200 1400 63.5 76 89 108 108 108 76 89 108 133 133 133 托輥 直徑 （mm） 89 108 133 159 159 159 無錫太湖學院學士學位論文 10 圖 3.2 槽型托輥 UG 模型 3.1.3 張緊裝置 張緊裝置作用： 1）能保證輸送帶在主動輪的繞出端要具有一定的張力，使其所需的牽引力得以傳遞， 防止皮帶打滑； 2）保證輸送帶張力不能低于一定值，防止皮帶在上下托輥之間過分的松弛引起撒料， 增加運動阻力； 3）補償帶的塑形伸長，過渡狀態(tài)下彈性伸長的變化； 4）提供必要的行程給輸送帶重新接頭。 張緊裝置的主要結構形式有,螺旋拉緊式和車式重錘拉緊式以及垂直重錘拉緊式三種。 螺旋拉緊裝置一般只用于無法采用其他拉緊方式運輸裝置中。車式重錘拉緊裝置一般布 置在運輸裝置尾部，它的缺點是張緊裝置離驅動滾筒較遠，對驅動滾筒繞出端的張緊作 用放映較比較慢。垂直重錘拉緊裝置一般布置在輸送帶中部，如條件允許應盡量置于靠 近驅動點的位置，以保證對驅動滾筒繞出端的張力作用。 3.1.4 驅動裝置 輸送機構的動力是液壓系統(tǒng)提供的，集料液壓系統(tǒng)由一個變量柱塞泵和兩個 GMT 擺 線馬達組成，原理圖如圖 3.3 所示： 公路銑刨機瀝青輸送部分裝置的設計 11 圖 3.3 集料液壓系統(tǒng)原理圖 銑刨不同的路面材料,由于路面材料的強度不同,生產的銑刨廢料的量也就不同,為了提 高銑刨機在銑刨不同路面材料時經濟性,本系統(tǒng)采用的是變量柱塞泵,可以根據不同的廢料 收集率調整液壓泵排量,能實現最佳經濟性 ,由于集料皮帶長度比較大,負載比較高,集料系 統(tǒng)啟動和停止沖擊比較大,本系統(tǒng)采用了擺線馬達 . 一級皮帶機升降與刮板操縱。銑刨作業(yè)時,一級皮帶機和刮板時刻與地面接觸,而且兩 者需要對地面具有一定壓緊力,保證廢料的收集,因此需要兩者的提升油缸處于浮動狀態(tài).但 是,這兩者需要對地面的壓緊力不能態(tài)大,保證一級皮帶機的通過性能,保護刮刀的損壞,因 此,兩者需要兼顧上述兩個方面設定合理的溢流壓力. 3.1.5 集料系統(tǒng)的設計 集料系統(tǒng)的功能是將銑刨廢料收集并運送到指定位置或著隨行的運輸車上. 集料系統(tǒng)的設計主要需完成一下幾項工作: 1 確定一，二皮帶的總體結構尺寸; 2 確定皮帶型號; 3 確定一，二級皮帶機組成零部件，主要有驅動滾筒，改向滾筒等; 4 與液壓系統(tǒng)結合,確定液壓配件，主要有驅動泵，擺線馬達及其連接件 目前 4m 銑刨機一般采用 2000 輸料皮帶,皮帶可選用我國生產的或進口的產品 ,但是 目前我國皮帶產品多采用二次硫化來制作皮帶基層上的擋板,因此,基層與擋板之間容易出 現擋板開裂,甚至擋板脫落等故障.國外國產品一般采用一次硫化成型技術,擋板與基層的結 合比較牢固,不容易出現故障. 另外還需要與灑水系統(tǒng)相結合確定一,二級皮帶的冷卻系統(tǒng), 保證良好的灰塵壓制和皮帶冷卻的作用,特別是皮帶的冷卻(銑刨廢料以一定溫度落在一級 皮帶上), 一級皮帶布置在集料器內部,二級皮帶布置在料斗內部,能夠更好的壓制廢料由一 級皮帶灑落到二級皮帶引起的灰塵.如果布置不合理,將會導致嚴重的問題:銑刨轉子刀頭的 磨損加劇,大大縮短銑刨刀頭的使用壽命,縮短刀頭的更換時間,大大提高了機器的運行成本;導 致皮帶的早期磨損,縮短皮帶的使用壽命. 無錫太湖學院學士學位論文 12 3.1.6 改向裝置 改向裝置主要有改向滾筒,改向托輥.改向滾筒用于皮帶機的分支,它用在輸送帶彎曲半 徑較大的地方,或用在槽形皮帶機的有載分支,使帶條載改向處仍保持槽形的橫截面,改向托 輥間距 l=(0.4 一 0.5)l 3.1.7 裝料裝置 裝載裝置的作用,對輸送帶條均勻的裝載,并且防止瀝青在運輸的時候飛出到外面,并盡 量減少瀝青對帶條沖擊或磨損.瀝青輸送機常用的裝載機構主要有裝料槽,漏斗,導板等,成 品使用導板,物料下滑到輸送帶上時,應盡可能減小法向分速度.盡量靠近于帶速切向的速度,為 減少輸送帶的磨損,料槽的后壁具有合適的傾斜, 3.1.8 卸料裝置 卸料裝置就是把瀝青輸送帶隨行的汽車上的裝置.主要就是防止瀝青在卸載的時候飛 出到汽車或者指定地點以外的地方. 3.1.9 清掃裝置 清掃裝置是清掃卸料后粘附在輸送帶上的多余的瀝青.我們應在輸送帶機頭部傳動滾 筒處,尾部改向滾筒處.都裝設清掃器 ,裝在頭部傳動滾筒處一般我們裝設彈簧清掃器,尾部 改向滾筒的我們一般采用刮板清掃器. 3.1.10 防跑偏裝置 (1)跑偏的危害; 跑偏的危害是很嚴重的.一旦跑偏機器會發(fā)生很大的錯誤.增加機器的負載.重則毀壞機 器. (2)跑偏的原因 輸送帶跑偏的直接原因主要有兩個。第一,輸送帶上的外力在橫向上合力不為零;第二, 輸送帶徑向的拉應力不均。 1) 輸送帶上的外力在橫向上合力不為零。橫向上的合力為 ,阻力為 Fx。如果xF FxFx,輸送帶不發(fā)生偏移 ; 如果 Fx Fx,輸送就會偏移。當偏移到一定的位置,使 Fx = Fx ,這樣就不會再發(fā)生偏移了。 (2) 輸送帶徑向的拉應力不均。徑向方向上的合力為 Fy ,橫向方向上拉應力為 P。如 果拉應力 P 相同 ,如圖 3.4( a),則不偏移;如果拉應力 P 不同,如 3.4 (b),則產生力矩 M ,只有向 一邊發(fā)生偏移,產生另一個與 M 大小相同、方向是反方向的力矩 M來平衡力矩 M，如圖 3.4（c） 。 公路銑刨機瀝青輸送部分裝置的設計 13 圖 3.4 輸送帶受到沿其寬度上分布的拉應力 (3)防跑偏處理方式 安裝的時候要減少安裝誤差,可以一定量的避免跑偏.及時更換損壞的滾筒、托輥,保證 各滾筒、托輥和諧,轉動靈活。 對運行中的跑偏,可以采取以下方法; 1）承載托輥組的調整 輸送帶在中段跑偏可通過調整托輥組位置來調整跑偏。在出廠時,托輥組的兩側安裝 孔必須加工成長孔。 2）設置前傾托輥組 采用前傾托輥組,能防止輸送帶跑偏。 3）調整頭部和尾部滾筒的位置 調整滾筒是一個很重要的方法。由于傳動滾筒的調整長度是有限的,我們可以將傳動 滾筒軸心線與輸送帶徑向相垂直,這樣一來就可以消除輸送帶松動引起的輸送帶跑偏。 3.1.11 機架結構 機架包括三種類型:滾筒支架,中間架及支腿和拉緊裝置架 ,用于支承上述各部件,輸送 機的機架采用各種型鋼焊接而成. (1)鋼架結構的選型 銑刨機皮帶傳動機構有限元分析 本文皮帶長度 2.41 m，皮帶速度 4 m/s，所以皮帶走一程的時間是 2.41/40.6025 s，皮帶送料的功率為 290 J/h0.0806 J/s ，則皮帶送出質量 0.08060.6200096.67 kg，則瀝青的平均重力為 96.679.8947.33 N。 (2)ALGOR 軟件介紹 ALGOR 作為一個工程仿真軟件，可以應用機械運動仿真當中。幫助我檢驗在各種真 實狀態(tài)下輸送裝置的運行情況，提高我的設計效率. (3) 公路銑刨機瀝青傳動機構有限元建模 銑刨機瀝青輸送機構的有限元模型 1 通過在 PRO/E 下建立瀝青輸送機構的模型，存儲為 igs 后.然后再將其插入 ALGOR，選取 BRICK 單元,再劃分網格，材料模型我們選取的是線彈性模型，然后劃分 無錫太湖學院學士學位論文 14 銑刨機瀝青傳動機構的有限元模型如圖 3.5 所示。 圖 3.5 瀝青輸送幾何模型 邊界處理,加載 2 更具現實工況加載自由度,瀝青的運輸量. 方鋼鋼架的瀝青傳動機構有限元結論 3 1. 方鋼鋼架的瀝青傳動機構分布從圖 3.6 可看出，方鋼鋼架的瀝青傳動機構分布不 均，皮帶在輸送瀝青過程中所承受的合力通過皮帶,托輥傳到鋼架，致使鋼架的受力分布 在支撐部位， MISEmax 值靠近 10 N/mm 。2 圖 3.6 采用方鋼的瀝青傳動機構 2. 方鋼鋼架的瀝青傳動機構,節(jié)點圖 公路銑刨機瀝青輸送部分裝置的設計 15 從圖 3.5 我們 可以看到使用方鋼作為鋼架的瀝青傳輸送機構節(jié)點位移分布呈現除不 均勻的現象， 3.1.12 使用工字鋼的鋼架的瀝青輸送機構有限元的結論 1 使用工字鋼鋼鋼架的力傳動機構的 MISE 分布 從圖 3.6 我們可以看到使用方鋼鋼架瀝青輸送裝置 MISE 分布也出現不均的現象， 但我們從鋼架這里來看的話.會發(fā)現應力分布要比方鋼要均一些，最大值不到 4.8 N/ mm 。2 2 使用工字鋼的鋼架的瀝青傳動裝置節(jié)點位移從圖 3.7 我們可看出使用工字鋼的鋼 架瀝青傳動裝置節(jié)點分布,呈現不均的現象，最大的節(jié)點位移,出現在鋼架部分，其值為將 近 0.02 mm。 圖 3.7 采用方鋼的鋼架的瀝青傳動機構的節(jié)點位移分布 無錫太湖學院學士學位論文 16 圖 3.8 采用方鋼的鋼架的瀝青傳動機構 的 MISE 分布 圖 3.9 采用工字鋼的鋼架的瀝青輸送傳動機構節(jié)點的位移分布 3 結論 從表 3-1 可以得出采用工字鋼的結構的瀝青輸送機構更為合理。本文采用工字鋼結 構皮帶傳動機構。 表 3-1 皮帶傳動機構兩種鋼架數據 皮帶傳動機構 應力最大值/（N/ ）2m應力最大值 節(jié)點位移最大值/mm 工字鋼支架 方鋼支架 4.747415 9.562074 2.589224e-005 3.472357e0005 0.01090626 0.009361204 3.2 帶式輸送機的設計流程 帶式輸送機結構復雜,影響運行的因素較多,對帶式輸送機進行設計主要有以下幾個步