月牙剪皮带运输机传动设计

李海磊

(常州宝菱重工机械有限公司，江苏 常州 213019)

月牙剪皮带运输机传动设计

李海磊

(常州宝菱重工机械有限公司，江苏 常州 213019)

摘要：介绍了轧钢设备月牙剪剪下废料皮带运输机的结构，对皮带运输机的皮带驱动力，电机输出功率及滚子链选择进行设计计算，为皮带运输机传动部分的参数设计计算提供了参考。

关键词：皮带运输机；驱动力；输出功率

引 言

月牙剪皮带运输机是运输月牙剪剪下废料的设备；该类型的运输机具有结构简单、轻便，泛用性强等特点，可用在各类废料运输场合。本文主要对该运输机传动部分进行设计和计算，以期得到满足使用要求的运输机。

1 运输机的结构设计

1.1 运输机结构

该运输机为单辊驱动，由2根张力辊来调节皮带的张力，两端为转向辊，以实现对皮带的转向和支撑。其结构简图如图1所示。

1.驱动辊；2，3.张力辊；4，5，6.支承辊；7，8.转向辊图1 皮带运输机结构简图

1.2 皮带驱动力计算

计算时月牙形带钢废料的重量可以忽略不计，假设辊子与传送带之间的静摩擦力为最大值，套用欧拉公式，由此计算得到的驱动力一定比实际驱动力大，可用于电机选型。

其中，近似处理的部分：支承辊4，5，6对应的包角为0°；张力辊2对应的包角为120°；张力辊3对应的包角为60°；转向辊7，8对应的包角为180°；驱动辊1对应的包角为180°。

计算公式如下：

F1/F2=efα1

(1)

F1+F2=2F0

(2)

F3/F2=efα2

(3)

F4/F3=efα4

(4)

F5/F4=efα6

(5)

F6/F5=efα7

(6)

F7/F6=efα8

(7)

F8/F7=efα5

(8)

式中F1为1和3间传送带的张力；F2为1和2间传送带的张力；F3为4和2间传送带的张力；F4为4和6间传送带的张力；F5为6和7间传送带的张力；F6为7和8间传送带的张力；F7为5和8间传送带的张力；F8为5和3间传送带的张力；α1为1的包角；α2为2的包角；α4为4的包角；α5为5的包角；α6为6的包角；α7为7的包角；α8为8的包角；f为辊子与传送带间的静摩擦因数；F0为传送带的张紧力。

圆周力计算公式如下：

驱动辊1的圆周力

T1=F1-F2

(9)

张力辊2的圆周力

T2=F3-F2

(10)

张力辊3的圆周力

T3=F1-F8

(11)

支承辊4的圆周力

T4=F4-F3

(12)

支承辊5的圆周力

T5=F8-F7

(13)

支承辊6的圆周力

T6=F5-F4

(14)

转向辊7的圆周力

T7=F6-F5

(15)

转向辊8的圆周力

T8=F7-F6

(16)

驱动力Fv计算公式

Fv=T1+T2+T3+T4+T5+T6+T7+T8

(17)

结合式(9)～(17)可得如下公式

Fv=2(F1-F2)

(18)

将f=0.5；α1=α7=α8=π；α2=2π/3；α4=α5=α6=0；F0=1000N带入式(1)～(8)，计算得：

F1=2F0efπ/(1+efπ)=1660 N

F2=2F0/(1+efπ)=344 N

将F1和F2的数值代入式(18)得

Fv=2632 N。

1.3 电机输出功率计算

链传动驱动传送带运动所需功率公式

P=Fv×V/1000η

式中Fv为驱动辊驱动力(N)；V为传动带运输速度(m/s)；η为链传动效率。则：

P=Fv×V/1000η=2632×0.15÷1000÷0.95 kW=0.416 kW。

1.4 链传动的设计计算

设计用于传递电机功率的链传动，已知电动机的功率 =0.416 kW，转速=30 r/min，从动轮转速=30 r/min，中心矩可以调节。

(1)选择链轮齿数

(2)定链条节数Lp

初定中心矩a0=40p，则

式中p为链条节距(mm)。则

(3)计算修正功率Pc

Pc=Pf1f2

式中f1为工况系数；f2为小链轮齿数系数。则

Pc=0.416×1.0×1.5=0.624 kW

(4)确定链条节距

由图2可以看出，选用滚子链10A，其节距为p=15.875 mm。

图2 符合GB/T 1243A系列滚子链的典型承载能力图

(5)中心距a0

(6)链条速度v

(7)润滑方式

由p=15.875 mm和v=0.135 m/s，确定润滑方式为人工定期润滑。

(8)轴上的作用力FQ

2 结束语

通过对月牙剪皮带运输机传动部分进行参数计算，为设计人员在今后运输机的设计提供借鉴。

参考文献：

[1] 陈秀宁.机械设计基础(第三版)[M].杭州：浙江大学出版社，2007.

[2] 张质文．起重机设计手册[M]．北京：中国铁道部出版社，1998．

[3] 成大先．机械设计手册[M]．北京：化学工业出版社，2002．

收稿日期：2017-12-04

作者简介：李海磊(1986—)，男，助理工程师。电话：15951210779;E-mail:lihailei@cblhi.com

中图分类号：TH132.3+1；TG333.3