可折叠传送带的结构设计

陈相宇;陈志伟;姜新波

【摘 要】分析了可折叠传送带的性能特点及工作原理,确定了传送带的整体设计方案.对传送带、带轮进行了结构设计并对电机进行计算选型.通过试验可知,可折叠传送带的工作能力有了大幅提高,而且占据空间更小,使用范围更广.

【期刊名称】《林业机械与木工设备》

【年(卷),期】2018(046)003

【总页数】4页(P15-17,20)

【关键词】传送带;折叠结构;工作原理;结构设计

【作 者】陈相宇;陈志伟;姜新波

【作者单位】东北林业大学林业与木工机械工程技术中心,黑龙江哈尔滨150040;东北林业大学林业与木工机械工程技术中心,黑龙江哈尔滨150040;东北林业大学林业与木工机械工程技术中心,黑龙江哈尔滨150040

【正文语种】中 文

【中图分类】TH132

目前带式输送机已发展到一个相对成熟的阶段[1-3]，成为实现物料搬运系统机械化和自动化不可或缺的部分。

带式输送机的传送带大多体积较大，不便于携带和频繁移动，因此只有应用于企业车间的生产线或者是大规模固定线路的物料运输才能最大限度地发挥其应用价值，这大大限制了传送带的使用范围。本文是基于小型物料运输而设计出的一种具有可折叠结构的传送带。该传送带与传统传送带相比具有收纳后占据空间小，可以实现不同高度、多种角度运输，以及传送功能更加灵活等特点。通过折叠结构，带式输送机在不工作时可以折叠收纳，折叠后所占空间小且方便携带。折叠结构简单，使用方式与普通传送带基本相同，易于操作。

1 可折叠传送带的整体设计方案

可折叠传送带以电机为动力，通过链传动将动力传递给首节传送带。传送带在工作状态时两节相邻处使用双槽带轮，通过V型带将动力传递给下一级传送带，以保证电机的功率能够有效地传递到传送带的每一级[4-5]。由于每节传送带的连接处可以折叠，所以运输时可以实现一定角度的调节。可折叠传送带工作原理如图1所示。

图1 可折叠传送带工作原理1.铝方管支架；2.双槽带轮；3.带轮轴轴承座；4.带轮轴；5.连接皮带；6.电动机；7.工作皮带

2 可折叠传送带结构设计

2.1 传送带折叠原理

两节传送带之间使用固定长度的连杆作为支撑结构并用插销固定，每节传送带带轮中心距、连杆、三节传送带展开后总长度为1.5 m，而折叠后的长度仅为400 mm，高度小于300 mm，方便收纳。

传送带折叠示意图如图2所示。以插销为轴心，可以通过旋转叠放在前一节传送带上。三节传送带折叠收纳时首节传送带固定不动，中间传送带以连杆插销处为轴心，旋转叠放在首节传送带上，末端传送带再反向旋转，也以连杆插销处为轴心旋转叠放在中间传送带上，可以层层叠加。这样可以大大减少占地面积，方便携带。

图2 传送带折叠示意图1.首节传送带；2.中间传送带；3.传送带连杆；4.末端传送带

2.2 传送带结构设计

传动结构可为传送带提供可靠的动力，通过带传动结构将原动机的动力传递到传送带上，使传送带能够实现物料运输的功能。首节传送带结构如图3所示，传送带使用V型带作为运输载体，每节传送带包括四根V型带、八个带轮，动力通过链传动传递到第一节传送带，两节传送带相邻处的带轮为双槽带轮，动力可以通过双槽带轮中另一槽内的V型带从一节传送带传递到下一节传送带。

图3 首节传送带结构1.螺栓M6×45；2.M6螺母；3.弹簧垫圈；4.键5×5×32；5.V

型带；6.焊接底座；7.键5×5×16；8.双槽带轮；9.双槽带轮轴；10.单槽带轮；11.单槽带轮轴；12.轴承6202；13.轴承座1502

2.3 传送带电机选型

折叠传送带运输物料，橡胶摩擦系数f=0.4，运输20 kg物料所需的工作拉力F=20×9.8×0.4=78.4 N，考虑到其他因素后工作拉力F应大于100 N，最后确定工作拉力F=150 N。带式运输机带速为1～5 m/s，可调速。由于一般工作状态下带速小于3 m/s，所以取V=3 m/s。根据已知参数进行原动机的选取，确定原动机的功率以及转速。可折叠传送带传动结构简图如图4所示。

图4 传动结构简图1.电机；2.联轴器；3.传送带

已知运输带工作拉力F=150 N，工作速度取V=3 m/s，工作电机所需的功率为V带的传动效率η1=0.96，滚动轴承传动效率η2=0.99，联轴器效率η3=0.99，所以传动装置总效率η=η1·η2·η3=0.94。故所需电机的功率为：

(1)

因载荷比较平稳，电机的额定功率略大于0.48 kW即可，通过查设计手册选用电机额定功率为0.5 kW的减速电机，滚筒转速为：

(2)

最后确定选用传动比为1∶1的可调转速电机。

2.4 传送带带轮设计

根据选择的电机参数及传送带的工作状态，如带速、功率以及转速等，计算并设计带轮型号，直径dd1、dd2，带长L0，每节输送机V型带根数Z，初拉力F0，压轴力FQ，确定每节传送带的技术参数。

查阅相关资料可知：

KA=1.1，P0=0.13 kW，Δp0=0.00 kW，Kα=1.00，KL=1.08，q=0.10 g/m

(1)计算功率pc：

Pc=KA·P=1.1×0.5=0.55 kW

(3)

(2)选取V带型号：

根据PC=0.55 kW，n=607 r/min，确定选用Z型带。

(3)确定小带轮、大带轮基准直径dd1、dd2

取dd1=63 mm，ε=0.02，由于传动比为1∶1，则dd2=dd1=63 mm

(4)确定带长和中心距并验算小带轮包角：

传送带中心距a0=400 mm，由于传动比为1∶1，故带轮的包角为：

(4)

L0

=997.9 mm

(5)

选用基准长度Ld=1 080 mm，然后可近似计算出实际中心距：

(6)

(5)确定V带根数Z：

Z

(7)

取Z=4根，故传送带使用4根V型带。

(6)确定初拉力：

单个V带的张紧力为：

F0

=32.15 N

(8)

(7)求压轴力：

压轴力为：

FQ

=257.2 N

(9)

(8)带轮结构设计：

根据小带轮基准直径dd1=63 mm，dd2=63 mm和上述计算得出的数据，最终设计出的双槽带轮结构如图5所示。

图5 双槽带轮结构

3 可折叠传送带工作试验

可折叠传送带电机的扭矩为5 kN·m，传送带工作状态的运输速度为1～5 m/s。试验结果表明：传送带折叠及展开方便，折叠结构不影响传送带的功能，工作灵活、安全可靠，传送过程中没有出现皮带打滑、跑偏等情况。可折叠传送带如图6所示。

图6 可折叠传送带1.传送带支架；2.双槽V型带带轮；3.交直流转换器；4.V型带；5.直流减速电机；6.携带传送带用小车

4 结束语

根据实际需要完成了可折叠传送带的结构设计，可折叠传送带既能保证运输的平稳性，又能增强其工作能力及使用范围，结构简单、制造方便，可满足实际生产需要及不同用户的个性化使用要求。

【相关文献】

[1] 丁永秀.带式输送机的现状与发展趋势[J].河南科技，2013(19)：83-84.

[2] 周凯.浅析国内外输送带技术现状及发展趋势[J].科技创新导报，2012(8)：58-59.

[3] 李利，王瑞.带式输送机的技术现状及发展趋势[J].橡胶工业，2015(2)：123-127.

[4] 邓春芳.圆管带式输送机结构设计[J].起重运输机械，2013(12)：31-34.

[5] 于辉.带式双棘辊自动输送装置的结构设计[J].起重运输机械，2014，(7)：99-100.