胶带输送机工艺设计基础荷载的计算

一 �� 一 《机械设计与制造》 沁! ∀ �卯 � 掩 # ∃ %由咖&∋ 工冶咖 ( ∃ %现血) 刀记 胶带输送机工艺设计基础荷载的计算 霍秀华 宋金玲 ∗本钢设计院 , 本溪 �� +,, , 在胶带输送机工艺设计中 , 对于工艺设计人员来说 , 如何 能准确无误的计算 出胶带输送机的基础荷载将是非常重要 的 ∀ 因为这些技术参数将作为土建专业设计人员经济 、 合理 、 安全地设计胶带输送机的通廓及转运站土建结构的设计依 据 ∀ 但是在工艺设计中 , 往往对基础 荷载的计算 、 条 件图中 的标注方式很不规范 , 笔者经过了 −, 多年的工艺设计的尝 试 , 积累了一定理论知识 , 并结合运用设计手册中的各有关公 式及参数 , 对胶带输送机的基础荷载计算进行了探讨 ∀ 下面就 胶带输送机的头架 , 驱动装置架两部分 的基础荷载作以 分析 计算 ∀ � 胶带输送机的荷载 . / 荷载的种类 在胶带输送机工艺设计中 , 考虑到它的受力比较复杂 , 一 般按以下 四种荷载计算 0 � ∀ � ∀ � 永久荷载 由胶带输送机本体设备重和物料重引起的荷载 , 其大小 和作用位置均不变 ∀ � ∀ � ∀ − 可变荷载 胶带张力和运行阻力引起的荷载 , 其大小是可变的 ∀ 工艺 设计时应按胶带输送机正常工作运行时最大输送能力计算 , 即取正常工作运行时的最大值 ∀ � ∀ � ∀ 1 动 荷载 由胶带输送机起动时或制动时惯性力引起的一种特殊的 可变荷载 ∀ 它的作用时间短 , 值极大 ∀ 在工艺设计中 , 一般只按 给定的动荷载计算公式来计算 ∀ 计算时可按 ∗2 3、 ∗24 3式计算 ∀ � ∀ � ∀ 2 活荷载 是一种作用在通廊和转运站地坪上的荷载 , 它是由放置 在地坪上的备件和检修作业引起的荷载 , 其大小和作用位置 均是可变的 ∀ 在工艺设计中 , 活荷载一般是按手册中给定的 经 验数据选定 , 但各手册的参数取值不一 , 根据我们的设计经验 可按表 �选定 ∀ 表 � 转运站和通廊活荷载参考表 活荷载部位 活荷载 转运站 0 � ∀ 当吊车 5 6 − 吨时 − ∀ 当吊车 5 7 1 一 # 吨时 1 ∀ 当吊车 5 8 # 吨时 通廊地坪 2 9: ; < , = 9 : ;时 > 9: ; 9: ;时 . ≅ 荷载的标注方式 在胶带输送机工艺条件图上 , 对于荷载的标注方式有的 将永久荷载和可变荷载叠加及永久荷载和动荷载叠加分别标 注在基础条件图上 Α 图 � 为标注方式的图例 ∀ 有的是在基础条 件图上标注出正常最大荷载 , 然后再标注出动荷载系数 ∀ 由于 动荷载与工作 ∗可变3荷载有关 , 所以笔者认为对于一般普通 型短距离 , 功率小的胶带输送机可按后者标注基础荷载 , 然而 对于长距离 , 大功率 、带速高的胶带输送机而言 , 在基础条件 图上的标注则推荐前一种标注方式 ∀ �1 荷载标注的有关说明 ∗可参见图 /3 ∗/3 当永久荷载和可变荷载叠加后与永久载方向相反时 , ∀ 来稿 日期 0� 卯� 一 ,= 一巧 升 升 升 歼 什 片 仆 好 什 片 片 朴 岭 睁 朴 片 仲 升 怜 升 片 扮 怜 肠 铃 升 睁 井 胳 仲 胳 路 卜 睁 怜 朴 玲 朴 仲 肠 朴 仲 井 怜 朴 朴 朴 朴 肠 怜 怜 岭 井 肠 路 路 排 井 肠 肠 朴 仲 仲 峥 怜 片 井 片 仲 朴 片 片 怜 协 怜 ΑΑΑ; 厂厂一、、 图 − 升温曲线控制特性 是 一个很重要的方面 , 这种系统根据偏差量 的大小来计算增 量 △Β 后进行累计求输出控制量 , 当有偏差存在时 , 如实际温 度低于给定温度 , 控制电压就始终要进行调节 , 且逐渐加大 , 直到实际温度与给定温度相等 , 此时控制电压不变 ∀ 若实际温 度稍高出给定温度时 , 控制电压就逐渐减小 , 直到实际温度与 给定温度值相等 , 这样反复调节使实际温度达到给定的温度值 ∀ 2 结论 ∗/3 此升温系统不仅能实现控温 , 且能在数码管上显示 当 前温度值 , 能与计算机进行通讯 ∀ ∗− 3当上位机参与控制时 , 上位机控制恒温点 、 升温步 长 、恒温时间 , 以期做到测量振幅期间保持恒温 , 测完指挥下 位机进行升温 ∀ ∗13 根据测量 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 , 要进行有规律的速率升温 , 温度控制 范围严格 , 超调量在 土 � ℃ ∀ 系统实现了对不同材料能进行 同样规律的升温控制 , 对材料的研究有很大的实用价值 ∀ 参考文献 � 周 明德 ∀ 微型计算机硬件 ∀ 软件及其应用 ∀ 清华大学出版社 , �Χ�− − 冯端 ∀ 金属物理学 ∗第一 卷 3 ∀ 科学出版社 , �Χ �+ +,=#印###,2#2, Δ。侧蜓 《机械设计与制造》 ∗3沈 ∀ �ΧΧ � 掩 # ∃ % Ε坛叱理 】3 污咖 ( ∃%Φ.而) Γ &Η 一 �Χ 一 应分别注出永久荷载和可变荷载叠加后的荷载 ∀ 当永久荷载 和可变荷载叠加后的荷载方向与永久荷载方向相 同并且小于 永久荷载时 , 可只注出永久荷载 Α ∗− 3标注图中‘ Ι ”表示螺栓受拉 Α “一 ’表示基础受压 Α ∗1 3当地坪上放置重量超过活荷载的部件时 , 要给土建 专 业提出最重部件的重量和底面积及放置的 区域 , 以便土建专 业计算等效均布活荷载 Α ∗23 标注图中的细线方框表示荷载范围 Α ∗#3 活荷载也可标注在说明栏中 Α ∗=3 条件图中 5‘— 水平荷载 Α5, — 垂直荷载 Α鸟— 永久荷载 Α5日— 动荷载 ∀ ∀∀∀ 一一一厂厂厂口口口ϑϑϑϑϑϑϑϑϑϑϑϑϑϑϑ ΚΚΚΚΚΚΚΚΚΚ�������� =一 ∃ −, 义 / 洲 乙牲器 + 一 ∃ −, Λ / Λ / 5, 7 �# 9: 十十十十十 ΜΝΜΜΜ 十十十十十十十 十十 十十十十十十十十十十十 带打滑偏于安全 , 就应考虑增大拉紧力 ∀ 此时胶带在头轮绕人 点的张力应按下式计算 0 # ∀ 7 几尽一 Ο 一 。士 Β ,Π ’ ∗−3 式中 0 Θ, — 拉紧装置拉紧力 ∗州 Α峨城厂一Μ 拉紧装置改向滚筒至胶带绕出点间胶带运行 阻力 ∗: 3 Α Π ‘— 拉紧装置改向滚筒到胶带绕出点的高差 ∗< 3 ΑΒ, — 胶带自重 ∗9 Ρ; < 3 , 向上输送时取 “ Ι ”号 , 向下输送时取 “ 一 ”号 ∀ 作用在滚筒上的水平和垂直分力 0 凡 7 尸以粥口 ∗1 3 弓7 几邮 ∗1%3当计算动荷载时 , 需将此两力乘以动荷载系数 , 即 0 凡 7 Σ 几端声 ∗’3 凡 7 Σ凡邮 ∗2% 3 式中 0 Σ— 动荷载系数 , 对传动部分可取 Σ 7 � ∀# Α其他部分均可取 Σ 7 � ∀ −∀ ∗− 3胶带对增面轮轴承作用力的计算 , 如 图 − 所示 , 此力 应为 0 Τ 7 −Τ∀ ∗或 冬Υ 伪如画勺 阎 式中 0 “— 胶带绕过增面轮后的补角 ∀此力可用作图法确定 ∀ 为了简化计算 , 此力的作用方 向可 近似地取为铅直方向 ∀ 图 / 基础荷载条件图 − 头架基础荷载的计算 −∀ � 胶带作用在滚筒和增面轮上的力的计算 ∗/3 胶带对滚筒轴承作用力的计算 , 根据尤拉公式 , 当头轮 为传动滚筒时在不打滑条件下此时的作用力可按下式计算 0 、、以却Κ司司火火ςςς一多奋一州州 Θ 7 又∗/Ι /;Η勺 或 尸7 凡尸 Ι /3 ∗/3 式中 0 尸— 作用在头轮轴承上的力 ∗: 3 Α凡— 胶带在头轮绕人点处的张力 ∗按最大输送能力计 算3∗: 3 Α # ∀—胶带在头轮绕出点处的张力 ∗哟 Α广— 自然对数底的哪 次方 , 其中 拌为胶带与传动滚筒之间摩擦系数 Α “为胶带在传动滚筒上的包角 Α 当头轮不是传动滚筒 , 只做改向滚筒时 , 此力应按下式计算 0 尸7 汉Ι 叹一 0 ∗/%3 式中 0冬和叹Υ , —胶带在改向滚筒上绕人和绕出点张力∗: 3 Α在工艺设计中 , 为了简化计算 , 近似地取力 尸的方向与胶 带输送机倾角口一致 ∀ 如图 − 所示 ∀ 为了减少胶带承载段低张力区胶带垂度 , 或为了防止胶 图 − 滚筒和增 面轮的受力图 � − 平行头架基础荷载的计算 −∀ − ∀ � 永久荷载的计算 , 作用在平行 头架每对支腿 基拙上的永久荷载可近似地按下式计算 0 5 7 Ω Ξ ;Φ 网 式中 0 5—头架每对支腿作用在基础上 的永久荷载 Α艺Ξ— 头架上各部件和一部分料重的总和 ∀ 包括 0头架 、 头轮组 、漏斗组 、增面轮组 、 清扫器 、带式制动器 ∗当选用 带式制动器时3及折算到头架上一部分托辊 、胶带、料重 、 其可 按下式计算 0 阮’ Ι Ρ班 Ι Ρ日7 / 伸3 其中 0/ — 头部第一个中间架支腿到头轮中心的距离仓习Α盯—上托辊每米长重量 ∗9留< 3ΑΒ— 每米长度上物料的重量 ∗9创ΨΦ 3 Α”—支腿的对数∗六腿支架取 1 , 四腿支架取 −3 ΑΒ。—每米输送带 自重 ∗9 Ρ; ΨΦ 3 Α 一 −, 一 《机械设计与制造》 ∗天! ∀ �ΧΧ � 怕 # ∃% Ε玩叱/∋ 】3 污/ΡΦ ( ∃ %现自日刀&Η , Ι 勾 Ι Ζ ,乓 Ι Τ乌 �3−3门林门以 �一一[八矛 ‘4Λ伟−∀ −∀ − 可变荷载的计算 平行六地脚头架乃是超静定结构 , 但 由于受力主要集中 作用在中间支腿及后部支腿上 , 故为了便于计算 , 取后部 四地 脚按静定结构计算 , 对于前一对地脚 Ε 点的受力 Ζ 。可按 Ζ , 的大小标注 , 如图 1 所示 ∀ 所以 又由 ∗ΘΛ Π 一只往0 Ι 勾一 7 , 凡月 7 ∴ #乌万乓 ∗杏3 得 Ζ % 7 由 艺戈 , 凡 Ι Τ Ι Ζ , ∗个3 二 ] 又得 ⊥Θ ,凡 ?汗认 ’ Ζ Λ 7 以 与凡方向相反 3 ∗�13 式中 0 Ζ , 、 Ζ _、 Ζ ‘—基础对头架的反力 ∗: 3Α头架对基础作用的荷载与凡 、凡、 Ζ Λ 方向相反 , 大小相等 ∀ 凡⊥Ε “ �# � �1漏斗 中心线Ζ乙_ 图 1 头架受力图 取 艺∃ 月二 ] 则 Ζ声 −一尺Π 一Τ ∗. ∀ Ι .力7 ∴ 所以 Ζ % 7 【凡月 Ι >∗. , Ι 勾⎯几 ∗个3 ∗+3 式中 0 Ζ _—基础对支点 _ 处两个支腿的反力 ∗: 3Α式中其它符号详见 图 1 所示 ∀ 由 ? 凡 7 ∴ 得 Ζ Λ 7 以与 凡相反 3 ∗�3 又 由 艺αΘ 7 ∴ 得 Ζ , 7 弓Ι Τ 一 Ζ试得负值时 , 与 图视方向相反 3 ∗Χ3 式中 0 Ζ一 基础对支点 4 处两个支腿的反力 ∗: 3ΑΖ ΛΜ 一一一 基础对头架作用的水平反力 , 它有可能作用 支点 4 的两个支腿上 , 也有可能作用于 _ 支点 的两个支腿上 , 一般按作用于支点 4 计算 ∀ 头架作用于基础上的荷载与上述的 凡、 Ζ _、 Ζ Λ 方 向相 反 、大小相等 ∀ −∀ −∀ 1 动荷载的计算 此荷载仍可按 ∗+3 、 ∗Χ3 式计算 , 只是将各式 中 ΘΛ 和 Θ丫 用 几 、几 代之即可 ∀ −∀ −∀ 2 对平行四地脚头架基础荷载计算 此头架基础的可变和动荷载的计算与上相同 ∀ −∀ 1 三角头架基础荷载的计算 −∀ 1 ∀ � 永久荷载 的计算 如图 2 所示 , 头轮重力 Ξ 0 集 中作用于前支腿上 , 增面轮 重力 Ξ 0 和头架重力 Ξ 1两者的合力作用点基本居于头架底座 中心 , 因此三角形头架对基础作用 的永久荷载可近似地按下 式计算 0 5, 7 Ξ 妈 Ι 乓万乓 Ι ∗Ξ − Ι Ξ , Ι Ρ Ι β∗Β !’ Ι 叼班 Ι 叼司乙3尽 5% 7 ∗Ξ − Ι Ξ 1 Ι 夕Ι βΒ !’Ι 53;− Ι Β。」江毋− ∗�,3 式中 0 5, — 基础支点 4 处的永久荷载 ∗哟 Α5, — 基础支点 _ 处的 永久荷载 ∗: 3Α口 — 清扫器总重 ∗9Ρ 3 Α其于符号见 ∗=3 式 ∀−∀ 1∀ − 可 变荷魏的计弄∗如图 2 所示3 0 由 几材∀ 7 ] 则 仇 沐、多 5 , � Κ χ 5, Κ/Α ΚΞ> “/ − − + + − − 儿 犷 图 2 三 角形头架受力图 −∀ 1∀ 1 动荷载的计算 将 几Λ 、 凡代以 ∗/ /3 、 ∗/−3 式 中的ΘΛ 和 尸, 计算 即可 ∀ −∀ 1∀ 2 漏斗基础荷载的计算 三角形支架的带式输送机 , 头部漏斗设有基础 , 如图 2 , 其荷载可按下式计算 5. 7 � ∀− Ξ尹 式中 0 50— 漏斗前对或后对地脚处基础荷载 ∗: 3ΑΞ 0 — 漏斗重量 ∗包括漏斗衬板重量3 ∗9Ρ3 Α� ∀− — 考虑由物料冲击引起的附加荷载系数 ∀1 驱动装置架 ∗底座 3基础荷载的计算 1∀ � 永久荷载的计算 驱动装置架基础螺栓处永久荷载可近似地按各部件重均 匀分布计算 , 即作用在每个基础螺栓处的永久荷载为 0 5。7 艺Ξ Α加 ∗�23 式中 0 5。 — 每个基础螺栓处受到的永久荷载∗: 3Α? Ξ ,— 电动机 、 联轴节 、 制 动器 ∗或逆 止器3 、 减速器 、驱动装置架等的重量之和 〔9Ρ 3 Α —基础螺栓个数 ∀1∀ − 可变荷载的计算 为了既简化计算又偏于安全 , 只考虑由减数器底座下 的 两对 ∗2 个3螺栓承担此荷载 ∀ 如 图 #, 由电动机驱动力矩引起 的底座倾翻力矩为 0 ∃1 ‘ 7 Θ1 ,尺 7 ∃ ⊥‘ ∗�#3 式中 0从,ΜΜ 三级减速机绕低速轴的倾翻力矩 ∗:∀ < 3Α 几‘一 低速轴齿轮对其相啮合的齿轮反作用的圆周力∗:3 Α Ζ 一 低速轴齿轮节圆半径 Α ∃ ⊥一第一级齿轮轴与阻力矩相平衡的力矩 ∗: 爪3 Α ∃ 0 可取电动机的驱动力矩 , 于是 ∃ 7 Χ∀ #2 # :岁Φ ∗9: δΦ 3 《机械设计与制造》 ∗袱 ∀ �男� 掩 # ∃%Ε 垃阴 &∋ &冶ΨΡΦ ( ∃ %压血) Γ 比 一 − �一 其中 0 :, — 电动机额定功率 ∗9 ε 3Α 刀自Φ、八曰 Φ — 电动机轴每分钟转数 Α对于三级减速器 , 城’ 方向与减速器高速轴角速度方向相反 ∀ 茄茄茄一一碑二二片片片气气件件件卜卜材材∀∀∀∀∀ 卜卜 了一一 ∀∀∀ ∀ ///庄庄庄丫丫 飞才二二ϑ一升升夕夕名护钾七广+ ; ;;; 少 ; ;;; ⊥⊥⊥ ∀∀∀ 了了 如图 # 所示 , 假定底座为一绝对刚体 , 则 Ζ 日瓜 7 Ζ ,压/ 因此 Ζ , 7 城‘;∗. , Ι 刀声 /3 Ζ % 7 Ζ , 匀乙0 式中 0凡 、 Ζ , —底座两端 4 、 _ 支点处对底座的反力 ∗: 3Α基础荷载与上述力 Ζ , 、 Ζ , 大小相等 , 方向相反 ∀ 图 # 驱动装置架受力 图 1∀ 1 ∀ 动荷载的计算 根据我们的设计经验认为 0 堵转转矩计算比较合理 , 即将 ∗/=3 和∗�刀式求得的值乘以动荷载系数 Σ 7 � ∀ # 即可 ∀ 这巫乡 抽抽泵衬套垂直度简易侧量仪 耿红军 安 深 ∗中原油田机修五厂抽油泵厂 , 河南 2 # + 1 1 �3 在大修组合式抽油泵时 , 需要修配一种衬套 , 它要求 的配 合精度高 , 能直接影响抽油泵的使用效果 ∀ 其尺寸见图 �, 在图中 测量时 , 将被测衬套插人圆柱体 , 将衬套端面与基准平面接 触轻轻转动衬套 , 千分表所测得的最大值八ς 与最小值 八面 之差 , 即为被测表面的垂直度误差 △∀ △7 入呱 一人山 ∗/3 当误差值 △小于给定的垂直度公差值时 , 零件垂直度即 为合格 ∀ 图 � 衬套 可 以看出 , 该零件一个重要的形位公差 , 就是端面相对于衬套 中心线的垂直度 , 不能超过 ,∀ ,− 毫米 , 它的端面加工方法是用 一种弹性锥形心轴定位 , 以衬套的内径为基准面 , 在外圆磨床 上进行磨削的 , 采用普通测量方法是无法测量的 ∀ 我们经过实 践摸索 , 设计了一种简易测量装置 , 见图 −∀ 调节顶丝 调节锥杆 未未∀∀∀ 】】】 冬冬冬 ΚΚΚΚΚ 图 1 回柱体结构 图 − 简易测量装置 � 测量原理 该测量方法是以一个精密平板面为测量基准面 , 把千分 表用两个坚固螺栓固定在精密平板上 , 测微表头伸出精密平 板基准 ,∀ ,# 一 ,∀ � 毫米 , 而衬套内表面定位方法是用固定在精 密平板面上的圆柱体 、圆柱面上装有两排弹性圆珠 , 每排有三 颗珠子 , 圆珠顶面突出圆柱表面 1 毫米左右 , 由调节顶丝及调 节锥杆来调节圆珠的弹力大小 ∗见图 13 , 圆柱体与精密平板面配 合固联在一起 , 两者之间的垂直精度 3 ,∀ 的# 毫米 ∀ φ 来稿日期 0 �ΧΧ �一 ,1 一 �+ − 精度分析 该测量仪测量的精度高低 , 直接影响所得数据的可靠 性 , 所以必须对测量仪精度进行误差分析 ∀ 该测量仪的主要精 度误差 , 由精密平板的平面度误差和本身垂直度误差 , 及 千分 表的示值误差等三项误差引起的 , 在测量时影响精度的极限 误差公式如下 0 气 7 △言越矛Ι △矛Ι写 Ι∀ 一 十△了Ι∀ 二 一般要求测量极限误差约占被测件公差 八澎!为 1, γ 左右 ∀ 1 使用方法 ∗/3 该测童仪测量精度是由平板及工 件垂直度和千分表 三者决定的 , 故可按需选择 , 该测量仪基本上能满足衬套的垂 直度测量精度 ∀ ∗−3 按! 小评定形状误差 , 其评定结果是唯一的 , 但在实际 生活中, 根据具体的工艺和经济状况 , 用各种精度的测量仪和较 容易的方法来评定垂直度误差是许可的 ∀ ∗13 实际生产中在没有较高精度 的测量仪做直接测量 时 , 用该测量仪较为方便 、可靠 、效率较高 , 便于操作工人自检 ∀