２０１０年第６期 （总第２２７期） 农业装备与车辆工程 ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ＆ＶＥＨＩＣＬＥ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｎｏ．６ ２０１０ （Ｔｏｔａｌｌｙ ２２７） ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３—３１４２．２０１０．０６．０１７ 装船皮带机设计 熊震，陈钢 （三峡电力职业学院，湖北宜昌４４３０００） 摘要：为客户设计的装船皮带机是用来将袋装货物输送到运输船舶的设备，主要介绍了设备的设计依据、设 计参数和整体方案，重点对皮带机伸缩机构部分作了设计说明。 关键词：皮带机；伸缩机构；设计说明 中图分类号：￥２２９Ｌ２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７３—３１４２（２０１０）０６—００５２—０３ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｌｏａｄｉｎｇ Ｂｅｌｔ Ｃｏｎｖｅｙｏｒ ＸＩＯＮＧ Ｚｈｅｎ，ＣＨＥＮ Ｇａｎｇ （Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌａｇｅ，Ｙｉｃｈａｎｇ ４４３０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌｏａｄｉｎｇ ｂｅｌｔ ｃｏｎｖｅｙｏｒ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｕｓｔｏｍｅｒｓ ｉｓ ｔｈｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｕｓｅｄ ｔｏ ｂａｇ ｔｈｅ ｇｏｏｄｓ ｔｏ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｔｏ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｓｈｉｐ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｄｅｖｉｃｅ ｓ ｄｅｓｉｇｎ ｂａｓｉｓ，ｄｅｓｉｇｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｐｒｏｇｒａｍ ａｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ，ｗｉｔｈ ｅｍｐｈａｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｂｅｌｔ ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ ｂｏｄｙ ｐａｒｔｓ ｆｏｒ ｗｈｉｃｈ ｄｅｓｉｇｎ ｓｐｅｃｉｉｃａｔｆｉｏｎ ｉｓ ｇｉｖｅｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｅｌｔ ｃｏｎｖｅｙｏｒ；ｔｅｌｅｓｃｏｐｉｃ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｄｅｓｉｇｎ ｎｏｔｅｓ １ 概述 该装船皮带机是用来将袋装货物输送到运输 船舶的设备。其上端设备为主输送皮带机，下端为 运输船舶。设备的作用就是将上端皮带机的货物 的维护与维修。因此需要该皮带机在水平面上可 进行约±９０。的回转；该皮带机输送的物品是包装 袋，长和宽分别为９９０ｘ５００ｍｍ，每袋重量为５０ｋｇ， 设计带速为１．２５ｍ／ｓ。 再输送到运输货船，便于人工堆码。该设备是安装 在趸船上的。 １．１主要设计依据 ２装船皮带机整体方案介绍 ２．１ 方案介绍 该机构方案主要由主输送皮带机（含伸缩部 分）、水平旋转机构、上下摆动机构、旋转下滑机 根据用户的技术协议的总体要求，主要设计 依据有： 整条船舱长（最大）约６３ｍ，宽约１０ｍ，尽量考 构、支架等组成，主输送皮带机可将货物输送到船 舱的中部．再通过伸缩部分可将货物输送到更远 的地方，然后通过旋转下滑机构将货物下滑到船 舱内规定的地方．由工人将货物就近进行堆码。 ２．２主要技术参数 虑用较少的皮带机，但可以基本全方位覆盖，节约 投资成本；空载时船舱高度为３．１～５ｍ（船高不同， 为斜线），满载时（所装货物超过舱位２．５ｍ），整条 船增加吃水约１．５ｍ；综合升高约１．０ｍ。因此，皮带 机要能有一定的仰卧幅度，便于装载货物；装船皮 带机的设计尽量不更改横向皮带机的现有设计位 根据设计依据．通过设计计算。主要技术参 数：输送速度：１．２５ｒｒｄｓ：输送量：６５ｔ／ｈ；带宽： ６５０ｍｍ：主输送皮带机驱动滚筒直径：￣３２０ｍｍ，采 用胶面滚筒：改向辊直径：￣３２０ｍｒｎ，托辊直径： ８９ｍｍ。上托辊间距：５００ｍｍ，下托辊间距： 置及尺寸（趸船横向皮带机下表面距离趸船甲板 高３．９ｍ，趸船横向皮带机下支撑立柱间距４ｍ，趸 船横向皮带机和支架总宽度为１．１５ｍ）：要使皮带 机在工作完毕后，能转到趸船上放置。便于皮带机 收稿日期：２０１０—０４一Ｏ１ ２５００ｍｍ：输送带选用人字槽防滑维纶胶带；主输 送皮带机长度为８．６７ｍ，伸缩皮带机长度为６．３ｍ， 伸缩的长度为２．６ｍ，伸缩电机功率为１．５ｋＷ；通过 作者简介：熊震（１９７１一），男，湖北宜昌人，硕士，高级讲师，机修技 师．主要从事机电技术方面的教学和研究工作。 一皮带机伸出和缩回，其最终输出终端（即旋转下滑 机构的终端）距船舱周围的距离可以在２ｍ以内， ５２一 熊震等：装船皮带机设计 ２０１０年６月 图１ 装船皮带机总装示意图 即人工的最大转移距离为２ｍ以内：绕支座水平 回转可达＋９０。．回转驱动电机功率为２．２ｋＷ。 皮带机可上摆１５。（保证其在满载时货物实际 升高１．Ｏｒｅ的要求）；液压油缸选用榆次油研工程 液压缸，行程６００ｍｍ，自带液压工作站。 ２．３设备各部分设计说明 该设备主要由以下部分：旋转中心座，主输送 皮带机（含伸缩皮带机），自动上下摆动机构，手 动上下摆动机构，伸缩机构，回转机构，旋转下滑 机构，人工操作台，皮带机停放架，配重，电控部 分等组成，参见图１。 ３对皮带机伸缩机构部分的设计说明 本文重点对皮带机伸缩机构部分作设计说 明，该机构安装在主输送皮带机上，是完成皮带机 伸缩的机构。主要由减速电机、传动机构、齿轮、齿 条等组成。 ３．１ 伸缩机构驱动功率计算 伸缩机构重１１００ｋｇ。与固定机架之间为滚动 摩擦，按最不利的工况计算。齿轮与齿条之间的作 用力为抬升ｌ５ｏ时重力的水平分力、滚动摩擦力和 皮带的张紧力。 抬升１５。时重力的水平分力 ＝２０００ｘ９．８× ｓｉｎｌ５。＝５０７３Ｎ：滚动摩擦力Ｆ２＝２０００ｘ９．８ｘｃｏｓｌ５。× ０．２＝３７８６Ｎ；皮带的张紧力Ｆ３＝３７１０Ｎ；则齿轮与齿 条之间的作用力 ： ＋ ＋Ｆ３＝１ ２５６９Ｎ。 设计齿轮模数Ｍ＝６，齿数Ｚ＝２１，分度圆直径 ｄ＝Ｍ－ｚ：１２６ｒａｍ：则齿轮与齿条的传动所需扭矩 Ｍ＝１２５６９ｘ０．１２６／２＝７９２ Ｎ・Ｉｎ：折合到电机输出扭 矩＝７９２／减数￣ｋ，＝７９２／２２８＝３．４７ Ｎ・Ｉｎ；电机驱动功率 Ｎ＝３．４７ｘ１４００／９５５０＝０．５１ｋＷ；传动效率ｒ／＝０．８５× ０．７４＝０．６２９；故电机功率Ⅳ电＝０．５ １／０．６２９＝０．８ １ ｋＷ。 考虑到不稳定因素，实际选用弗兰德Ｃ８８一 Ｍ９ＯＩＡ型蜗轮蜗杆减速机，电机功率为１．５ｋＷ，输出 扭矩１６９２Ｎ・Ｍ．输出转速６．１ｒ／ｍｉｎ．拖动机架伸缩的 速度为２．４ｍ／ｍｉｎ。并且采用带刹车的减速电机。防止 前进后退到指定的位置时产生打滑的现象。 ３．２齿轮与齿条材料和热处理方法 均选用４０Ｃｒ，渗碳淬火。齿面硬度５Ｏ一 ５５ＨＲＣ：经校核齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲 劳强度。安全系数均符合要求。 ３．３伸缩机架的强度校核 伸缩机架按悬臂梁进行受力分析，取前滚轮截 面为危险截面；计算合成弯矩Ｍ＝２７６７５ Ｎ・１１１；主梁 １２０×１２Ｏ×８（ｍｍ）方管的抗弯截面模量Ｗ＝Ｉ １７ｃｍ ； 则危险截面应力ｏ，＝Ｍ／Ｗ＝２７６７５／１ １７ｘ２＝１ １８ＭＰａ＜ 许用应力ｆｌ８０ ＭＰａ）；强度合格。 ４结语 伸缩机架移动穿行于固定机架主梁之中。伸 缩机架移动尾部有带导向的上、下行走滚轮支撑， 置于固定机架主梁的轨道上。固定机架主梁的前 部和后部装有电器自动控制行程装置和机械式终 端限位装置，能保证伸缩机架有可靠的伸缩行程。 皮带机伸缩动作时，伸缩机架移动机构与固定机 架两框架始终保持平行，故胶带在胶带机伸缩过 程中长度不变，保证了皮带机伸缩动作的良好。伸 缩机架行走机构采用同轴双齿轮与双齿条啮合传 动方式，平衡性能优越，传动可靠平稳，使伸缩机 架的伸缩平稳。减速电机采用蜗轮蜗杆减速器和 电机的组合传动，安装于伸缩机架后端，蜗轮蜗杆 传动具有良好的定位自锁功能，带动伸缩部分的 前行或后退，使伸缩机架行走平稳、噪声低。 参考文献 【１］吴宗泽．机械设计师手册［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００２． 【２《运输机械设计选用手册》编辑委员会．２】运输机械设计选用手册 ［Ｍ］．北京：化学工业出版社，１９９８． 一５３—
