MS40型埋刮板输送机设计说明书

目录

1 任务说明 (1)

1.1 引言 (1)

1.2 背景 (1)

1.2 .1 输送机的分类及介绍 (1)

1.2.2 埋刮板输送机的起源与发展 (2)

1.3 任务要求 (3)

1.3.1 性能参数 (3)

2 方案设计与选择 (4)

2.1 本次设计的特点 (4)

2.2 方案的选择 (4)

2.2.1 输送方式的选择 (6)

2.2.2 输送链条的选择 (8)

2.2.3刮板形式的选择 (10)

3 参数计算 (11)

3.1 埋刮板输送机输送量和功率的计算 (11)

3.1.1 输送量 (12)

3.1.2 驱动功率计算 (12)

3.1.3 电动机的选择 (14)

3.1.4 减速器的选择 (14)

3.2 埋刮板输送机零部件的选择与计算 (15)

3.2.1刮板链条尺寸的选择与计算 (15)

3.2.2 头轮参数的选择与计算 (15)

3.2.3 尾轮参数的选择与计算 (17)

3.2.4 传动链轮参数的选择与计算 (18)

3.2.5 头轮轴参数的选择与计算 (21)

3.2.6 头部结构设计与计算 (22)

4 埋刮板输送机的安装 (23)

4.1 安装方法的分类 (23)

4.2 安装步骤及技术要求 (23)

设计总结 (25)

谢辞 (27)

参考文献 (28)

1 任务说明

1.1引言

随着社会科学的不断发展，市场竞争的持续加剧，各行各业都试图在降低成本来提升自身的竞争力。

在粮食加工的行业里输送机的设计制造已经有了一系列的标准。但固定的系列标准限制了输送机的进步与发展。随着用户基数的增大和使用范围的扩展，对它的结构和技术性能包括成本等提出了更高的要求。现阶段国内输送机的输送能力普遍比国外输送机的输送能力小，要提升输送机的输送能力，必须得从好几个方面着手：首先是输送机的结构整体上，还有就是输送的效率高低和输送速度快慢。就埋刮板输送机这种输送机来说，国内的埋刮板输送机正向大运量、长距离方向发展。有两种方法提高运送能力，其一是加大槽宽；其二是提高刮板链条整体的运行速度。国内市场上制造槽宽大于400mm的埋刮板输送机明显比小槽宽的输送机的数量少。

因此，我选择“MS40型埋刮板输送机设计”作为我的毕业设计课题。希望通过这个毕业设计，我能充分地了解这种输送机，并能设计出一种结构简便，成本低廉且输送能力大的埋刮板输送机。

1.2背景

1.2 .1 输送机的分类及介绍

物料运输装置有很多种。在粮食加工行业中，用于机械输送与装卸设备的有：斗式提升机；胶带输送机；螺旋输送机；埋刮板输送机等。

（1）斗式提升机

斗式提升机是在竖直或者是大倾角方向上输送物料的设备。特点是结构简单，紧凑，维修方便，占地面积小；有良好的密封性。缺点是对过载敏感，料斗容易损坏，机壳内部含尘量太高，且只能在垂直方向上运输物料。

（2）带式输送机

带式输送机是一种通用性很高的连续输送机构。原理是依靠一根输送带绕在

两个滚筒上作为牵引和承载构件实现依靠摩擦力带动物料一起运动的目的。

（3）螺旋输送机

螺旋输送机是一种无挠性牵引的连续输送机械，它的原理是是依靠叶片旋转的螺旋推力把物料沿着机槽输送的一种机械设备。

1.2.2 埋刮板输送机的起源与发展

现在埋刮板输送机的前身是中国古代的筒车和翻车；17世纪中期，人们开始用架空索道来输送物料；19世纪中期，随着各种各样的现代结构输送机出现，英国人发明了带式输送机，美国人发明了螺旋输送机，瑞士人发明了钢带式输送机，在英国和德国出现了惯性输送机。从此，输送机受到了机械制造业、电机业、化工业和冶金工业技术进步的影响，不断地完善，逐步地由完成车间内部的输送，发展到完成在企业的内部、企业之间甚至到城市之间的物料搬运，成为物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。

近年来，物料输送系统中，已经普遍地应用上埋刮板输送机了。随着用户基数的增大和使用范围的扩展，对它的结构和技术性能包括成本等提出了更高的要求。为加快国内埋刮板输送机技术水平，关键是及时地研究这些新要求并了解国外的发展。

根据据查阅的文献分析，国外埋刮板输送机的设计方法与研究手法并不同于国内。

一、国外的埋刮板输送机更早地发展独特作用的埋刮板输送机，而不强调普通化的产品。在20年代埋刮板输送机就开始在国外使用，当时强调的是通用型的理念。到70年代埋刮板输送机得到了极速发展，使用范围更加广泛，通用机型已经不能适应其他独特的工作环境，于是，一些地区开始根据输送物体的分类进行专用型埋刮板输送机的设计制造和生产。其中有密封机型：粮食专用机型：热料机型；还有一些港口专用卸料刮板机型等。

国内埋刮板输送机大多采用的是72年至73年设计的通用机型来设计来生产。近年来，已经逐步开展专用机型的设计和生产，主要是密封和热料机型，但并没有形成一定的特色和系列，这种局面应该迅速改变。

二、现阶段埋刮板输送机正向大运量、长距离方向发展，提高其运送能力。有两种方法可以提高运送能力，其一是加大槽宽；其二是提高刮板链条的运行速度。

国内目前正在研究设计运量大、距离长的机型，强调扩展大槽宽机型，没有从提高运行速度上去考虑。以致国内埋刮板的输送速度较低，显然，这比国外的同类型埋刮板输送机要低得多。提高材质，改进工艺，是提高埋刮板输送机运行速度的很好的研究方向。

三、刮板链条。一般使用模锻链条，套筒滚子链条也普遍存在，两种链条各有所长。强度较高、耐磨性好、耐腐蚀性强，有系列的标准，适用于大规模、自动化的生产，是这两种刮板的特点。刮板链条之间的连接方式是简单的焊接方式，制造方便。缺点是链节在破坏的时候容易报废。对焊缝质量要求高，否则运行中会因刮板脱落造成安全隐患。端掉这个弊端，最近已有机构开始研究新型刮板链条以顺应发展。

以上三点说明了国内设计生产的埋刮板输送机有很多的不足有很多需要向国外学习的地方。

1.3 任务要求

1.3.1 性能参数

本次设计在数据方面有如下要求：

机型：MS40埋刮板输送机；

输送距离：10m；

输送量：80t/h；

主机功率：7.5kw；

输送物料：小麦。

2 方案设计与选择

2.1 本次设计的特点

本次输送机的设计有以下几个特点：

（1）输送形式为水平输送，最大倾角小于15o；

（2）物料输送量较大，属于中型号输送机；

（3）输送距离按需求确定，这次设计选定为10m；

（4）这次设计的埋刮板输送机选定小麦为输送物料，属于粮食机械，因此这次设计应该往轻型埋刮板输送机型方面，而且能够移动；

（5）小麦是散状堆积物料，颗粒较小且均匀，容重也较小，因此输送机应选择封闭性好的输送机；

2.2 方案的选择

图（2-1）所示的是埋刮板输送机的一般结构：

图2-1 MC型埋刮板输送机结构图

1张紧装置；2加料口；3弯道；4机槽；5刮板链条；6驱动链轮；7卸料口。

埋刮板输送机的主要构件有：

（1）封闭机槽；

机槽的头部设计有驱动链轮，尾部装有张紧链轮，中间有几段中间部分连接而成，用以满足不同输送距离和转向的各种要求。

埋刮板输送机有一个很大的优点就是可以多点加料与多点卸料。因此，可以在中间段的各段按需求地设置加料口，在输送粮食物料的时候非常方便。

输送机基槽可以两个分支即为有载分支和无载分支，有载分支：头部的驱动链轮，适当的地方有加料口，观察口和卸料口。无载分支在尾部的张紧链轮。

（2）输送链条；

输送机中的刮板链条既是牵引构件，又是承载构件。是埋刮板输送机中很重要的一部分。由不同型式的刮板和链条焊接而成。

其中，刮板链条有3种形式：套筒滚子链、双板链和模锻链。

（3）刮板的形式多种多样，一般下可分为以下几类：T型、U型、V型、O 型和L型。

（4）驱动装置的构成

驱动装置是一个独立的通用部件，由电动机、减速机、护罩、驱动装置架、传动链条、大小链轮构成。如图（2-2）

图2-2 传动示意图

1-电机 2-联轴器 3-减速器 4-链条 5-大链轮 6-滚动轴承 7-头轮轴 8-头轮

9-刮板链条 10-小链轮

刮板链条运行速度较低，头轮的旋转速度也低，大概是每分钟几转到几十转。

而电机的转速为1000转左右，经过一个二级减速是远远不够的，需要加一级链传动。减速器的传动比在20-50之间，而链传动的速比在2-3之间选取。

（5）链条拉紧调节装置

通常有三种：螺杆式，弹簧螺杆式，小车重锤式。

a)螺杆式采用T型螺纹，人力转螺杆拉紧。一种是螺杆受拉式，一种是螺杆受压式。特点是结构比较简单，紧凑，外形尺寸小。但是随着工作时间的不断增长刮板链条不断磨损，伸长，从而影响链的张紧。必须定期检查和调整。

b)弹簧螺杆式螺杆式的基础上增加了一个弹簧。弹簧实现的是微调的作用。特点是能自动调节牵引构件。但是结构比较复杂，弹簧力的选择要适当。

c)小车重锤式这种形式应用的不广泛，原因是比较复杂，结构比较庞大且需增设导轨和导轮。但是这种形式的张紧机构能保证拉紧力的恒定。

2.2.1 输送方式的选择

按输送形式分，埋刮板输送机的输送路线非常灵活，所以一般按照输送路线进行分类，其中有MS型、MC型、MZ型、MK型、MPS型和MLS型。

图2-3 埋刮板输送机的六种结构

a）MS型; b)MC型; c)MZ型; d)MK型; e)MPS型; f)MLS型这几种输送路线的埋刮板输送机原理都是一样的。工作过程：刮板和链条全

部埋在输送物料之中，利用散粒粮食物料的内摩擦力和侧面压力在水平、倾斜、弯曲或垂直各种方向上起到输送散状粒物料的作用。

在水平输送时，刮板链条在底板上运动，使得刮板之间的物料被推动着向前运动，并形成牵引层。牵引层的物料对旁边物料层的内摩擦力大于物料与机槽内壁之间的外摩擦力时，旁边物料层的物料就跟随着刮板链条向前运动，完成输送的目的。

图2-4 槽截面简图1

刮板上的物料层受到内摩擦力F0和外摩擦力F的同时作用；内摩擦力是带动物料层运动的，它由重力作用而在物料层与牵引层之间产生。

图2-5 槽截面简图2

外摩擦力F是指物料与机槽两侧壁之间的摩擦力，它是阻碍物料运动的。

在垂直输送时，向上的动力来自：1、刮板向上的推动力；2、加入新的物料

对上面物料的支撑力；3、牵引层与周围物料的内摩擦力。阻力来自：重力与跟槽壁间的外摩擦力。由于物料体周边摩擦作用及下面物料的推移作用，使物料有时会产生起拱现象，料拱随着链条的运动时常又会被破坏，这样就使物料相对于链条滞后，所以物料的输送速度将小于刮板链条的速度。

因为本次设计物料所需的是水平输送，所以选择的是MS型的埋刮板输送机。

而水平型埋刮板输送机是普通的型号，结构相对简单，输送速度较大，因此输送量也较大。

2.2.2 输送链条的选择

图2-6 齿数与运行速度的关系曲线

链条属于挠性牵引机构。与带式输送相比较，链条有如下几个特点：链条能绕过较小的链轮；且可以在上面固接各种附件；传递的牵引力较大，且不会产生打滑现象；链条的承载能力比带的强，且受载是伸长量小；用链条做牵引时，整体的结构外形小，减少了占地面积。但是，链条的重量大，价格高；链条链接处容易磨损，噪音大，运行速度不能太高。运行速度最大与最小之间的变化如图（2-5），齿数越少变化越大，图中是二者的关系曲线。

埋刮板输送机的输送链条主要有以下三种结构型式：

（1）、套筒滚子链：结构由内外链板、销轴、滚子和衬套组成，有时可以不用衬套，内外链板是用冲压的方式加工而成的。该链条的啮合方式是滚子与头轮轮齿啮合，可以减小之间的磨擦。其优点是转动自由，铰接处压力低，可降低磨

损，延长使用寿命。它的重量较大，拆换链条时必须成对更换。

（2）、双板链：此链条的链杆是使用两块弯曲链板点焊而成的，链板部分是用冲压的方式加工而成。焊接后的链杆可分为大头、小头和杆身三个部分，小头是连接端，大头与头轮轮齿啮合。其优点是强度高、结构形状简单、使用平稳可靠、拆装方便。由于无法进行等强度计算，所以其重量最大。一般适合在输送量比较大的埋刮板输送机中使用。

（3）、锻模链：由链杆与销轴组成，链杆通过模锻或辊锻，再进行机加工制成，其链杆同样分为大头、小头和杆身三部分。这种链条也具有强度高、结构简单、使用可靠、拆装方便等特点。由于可进行等强度设计，在相同强度和相同节距的条件小，其链条的重量最轻。

图2-7 三种形式的刮板链条

由于所设计的输送机的输送量较大，张紧力大，所以选择强度高的双板链。

2.2.3刮板形式的选择

图2-8 刮板的几种形式

（1）T型刮板：实际上就是一块狭长的矩形钢板或角钢，板厚为5～10mm。T1型是一种比较简单的刮板，用于机槽宽度不大的水平型埋刮板输送机中。

（2）U型刮板：用φ20～25的圆钢或18×18～24×24的方钢弯曲而成。它的输送能力比T型要强，用于机槽宽度较大的水平型埋刮板输送机中。

（3）V型刮板：采用φ14～22的圆钢或14×14～20×20的方钢弯曲而成。V 型也是一种比较简单的刮板，用于垂直提升的各种埋刮板输送机中，既可作外向布置，也可作内向布置。

（4）O型刮板：采用φ14～22的圆钢或14×14～20×20的方钢弯曲而成。它是一个封闭的刮板，所以刚性及强度最好，用于机槽宽度较大的各种垂直提升的埋刮板输送机中，运行时只能作外向布置。

（5）L型刮板：多采用14×14～20×20的方钢弯曲而成。与O型刮板一样，L型刮板不是成对出现，而是一件件单独焊在链杆上的，它只使用于MP型埋刮板输送机中。

据以上五种刮板形式的比较，所设计的埋刮板输送机输送能力比较好，且所需的是水平型号的刮板，所以BU1型刮板正适合所设计的埋刮板输送机。

3 参数计算

3.1 埋刮板输送机输送量和功率的计算

各个型号的MS型埋刮板输送机技术性能表如下：

表3-1 水平埋刮板输送机参数表

3.1.1 输送量

任务要求的输送量为80t/h

ηλ????=v h 3600B Q （吨/时） （3-1）

式中：

B ——机槽宽度 h ——机槽高度。 v ——刮板链条运行速度

λ——物料容重

η——输送效率

根据表（3-1）中给出的初步参数，机槽宽度B 为400mm ；机槽高度h 为360mm ；刮板链条运行速度需在区间（0.16～0.32）中确定；因为输送的物料为小麦，小麦容重为0.75t/m 3;输送效率为0.65～0.75，取中间值0.70。

现在需要确定刮板链条的运行速度，因为任务中给出的输送量Q min 为80t/h ，即：

s m h B Q v /29.07

.075.036.04.0360080

3600≈????=???=

ηλ （3-2）

因为输送的物料为小麦，适当的加大刮板运行速度可以提高生产效率，即取速度v 为0.32m/s 时：

h B Q /t 877.075.032.036.04.03600v h 3600≈?????=????=ηλ （3-3） 计算所得的输送量满足：

Q>Q min

所以以上所计算的参数是合理的。

3.1.2 驱动功率计算

驱动功率有两种计算方法：直接计算法和迭加法。现用第一种计算法计算。 计算公式为：

m

v

T T N η1000)(k 21m

-= （3-4）

式中 ：

N ——驱动功率的计算值（KW ）；

m k ——电机功率备用系数，取值1.1～1.3；

T 1——刮板链条绕入头轮时的张力，即最大张力（N ）； T 2——刮板链条绕出头轮的张力（N ）；

m η——传动效率取0.8。

对MS 型埋刮板输送机而言（倾角α取0），T 1=T, T 2=0 最大张紧力：

)]

f f (11[,10B

h n G G L T U ?++?=

（3-5）

L 0——输送机长度（m ）

G ——刮板链条每米重量（kg/m ）。 G U ——物料每米重量（kg/m ）。

v

Q

G ?=

6.3u

（3-6）

h ˊ——输送物料的料层高度（m ）。 Q

Q max

36.0h = （3-7）

f ——物料的内摩擦系数； f 1——物料与机槽的摩擦系数； n ——物料对机槽两侧的测压系数；

（3-8）

输送机长度取10m ；刮板每米重量为36.3m ；

物料每米重量：

=?=

v

Q

G 6.3u 75.6kg

（3-9） 输送物料的料层高度：

Q

Q max

36

.0h ==0.33m （3-10） 物料的内摩擦系数f 取0.5； 物料与机槽的摩擦系数f 1取0.51 物料对机槽两侧的测压系数：

= 1 （3-11）

最大张紧力：

（3-12） 则，公式（3-4）驱动功率：

984.48

.0100032

.01.10592.11000v k 1000)(k m 21m

=???=??=-=m m T v T T N ηηkw （3-13）

根据式（3-13）计算得到的电动机功率必须满足式：

(额定功率) （3-13）

3.1.3 电动机的选择

本次设计埋刮板输送机考虑到输送量比较大，且输送距离比较长。在功率的选择上应该比计算的功率要大。结合市面上能够购买的额定值的电机，综合考虑，选择电机Y160M ，额定功率为7.5kw ，满足式（3-13）的要求。

3.1.4 减速器的选择

刮板输送机主轴的转速为12r/min ，而电机的额定转速1480r/min,。则速比为123.3，显然，一个二级减速器是远远不够的，需再配合一个链轮减速器。

通常选择的减速器为行星摆线针轮减速器，型号选择XWD7.5-8-1/59

这时配合的开始链传动的速比为i=2.12。

3.2 埋刮板输送机零部件的选择与计算

3.2.1刮板链条尺寸的选择与计算

在方案选择里面刮板链条选择的是双板链及BU1型刮板，考虑到机槽比较宽，可以用双排双板链，刮板和链条的连接方式为电弧焊接，链条之间的连接为销轴连接。

图3-1 BU型刮板结构图

如图（3-1）节距t为250mm；两链条之间的宽度c为150mm；刮板的高度h为150mm；刮板的总宽L为375mm；R取35mm。

3.2.2 头轮参数的选择与计算

头轮的齿形参照标准JB/T9154-2008。

图3-2 叉形链链轮齿槽形状

图3-3 叉形链链轮轴向齿廓

头轮的主要参数和尺寸：

链轮计算节距：mm；链轮齿数：Z=9；

计算分度圆直径：；

啮合圆直径：；

辅助圆直径：；

齿顶圆直径：；

齿沟槽直径：；

齿形圆弧半径：；

齿根圆弧半径：；

齿顶长度：；

齿沟槽宽：；

齿宽：；

齿顶圆弧半径：；

齿低圆弧半径：；

齿槽圆角半径：；

其中，R是链杆头半径取35，S是链杆厚度取20，是系数取1.9，取0.005P．腹板式，单排铸造。

链轮轮毂尺寸：

轮毂厚度：；

轮毂直径：；

轮毂长度：；

圆角半径：；

其中，为头轮轴与头轮配合处的直径，取170mm。

3.2.3 尾轮参数的选择与计算

相对起头轮的结构和作用，尾轮比较简单所起的作用也没有头轮的大，所设计的关键是保证尾轮的调节灵活及对刮板链条的有效拉紧，避免尾部产生积料现象。尾轮是被动轮，起的作用是可以通过它使刮板链条形成封闭的环状，并给链条施有一定的张紧力，在在这个力的作用下可以使摩擦力带动尾轮转动。所以尾

轮可以不用带齿，降低了生产的费用，且结构非常简单，轮面光滑有利于张紧刮板链条。

尾轮轮面形状如图3-4所示。

图3-4 尾轮轮面的各种形状

尾轮尺寸及参数确定：

尾轮面必须保证要和3~4个链节接触。

根据经验公式：

；

C=22；

h=30

b=46

因为尾轮直径与头轮相差不大，轮毂的形状和尺寸可以取头轮轮毂的尺寸。

3.2.4 传动链轮参数的选择与计算

大小链轮采用标准套筒滚子链传动，节距有3种25.4，38.1和50.8（mm），排数有单排和双排，传动比为2~3，小链轮齿数在15~30之间，大链轮按照传动比计算。

初选节距为50.8则：

取小链轮的齿数Z1=17则大链轮的齿数Z2=17×i=17×2.12=36.4，取整得Z2=36。

（1）大链轮的结构形式有五种，单排三种：有整体式，整体齿圈式，幅板组合式。考虑到链轮直径比较大，选择整体齿圈式减小重量。

大链轮各个参数的计算：

节距mm；

链轮齿数：Z=36；

配用链条滚子直径：d1=28.58mm；

计算分度圆直径：；

齿顶圆直径：；

齿根圆直径：；

分度圆弦齿高；

尺侧凸缘直径：；

齿侧圆弧半径：；

滚子定位圆弧半径：；

齿宽：；

齿顶圆弧半径：；

齿低圆弧半径：；

齿槽圆角半径：。

大链轮轮毂设计：

轮毂厚度：；

轮毂直径：；

轮毂长度：；

圆角半径：；

其中，为头轮轴与大链轮配合处的直径，取130mm。