可折叠传送带的结构设计

林业机械与木工设备

FORESTRY MACHINERY &WOODWORKING EQUIPMENT

Vol46 No.3

Mar.2018

研究与设计

可折叠传送带的结构设计

陈相宇，陈志伟，姜新波$

(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)

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。

关键词：传送带;折叠结构；工作原理；结构设计

中图分类号:TH132 文献标识码:A 文章编号:2095 -2953(2018)03-0015-03

Structural Design of Foldable Conveyor Belts

CHEN Xiang-yu, CHEN Zhi-wei, JIANG Xin-bo **

(Forestry and Woodworking Machinery Engineering Technology Center,Northeast Forestry University,Harbin Heilongjiang 150040,China)

Abstract ： By analyzing the performance features and working principle of foldable conveyor belts, the whole design of conveyor belts is determined. The structural design of conveyor belts and belt pulleys is conducted and motor type se- lection calculation is conducted as well. The experiment shows the foldable conveying belts feature significantly im- proved working capacity,a small footprint and a wide application scope.

Key words ： conveyor belt ； foldable structure ； working principle ； structural design

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

收稿日期:2017-12-14

基金项目：东北林业大学大学生国家级创新训练计划项目（201610225040)

第一作者简介：陈相宇（1996 -),男，东北林业大学机械电子工程专业本科生,E-mail:839939752@qq. com。

*通讯作者:姜新波（1967 -),男，副教授，硕士生导师，博士，主要从事林业与木工机械设计与制造，E-mail: jxb-1967 @ 163. com 〇16林业机械与木工设备第46卷

送带的每一级+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。

, 10 II12 13

1.螺栓M6x45;

2.M6螺母;

3.弹簧垫圈;

4.键5x5x32;

5.V型带;6•焊接底座;7.键5x5 x l6;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/=〇.4，运 输20 k g物料所需的工作拉力f= 20 x9.8 x0•4 = 78.4 N，考虑到其他因素后工作拉力F应大于1〇〇N，最后确定工作拉力f= 150 N。带式运输机带 速为l~5m/s，可调速。由于一般工作状态下带速 小于3 m/S，所以取F= 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

第3期

陈相宇，等:可折叠传送带的结构设计

17

(5)确定V 带根数Z :

Pc

Pc

Z

[A ]

(P 0 +AP 0) -Ka -KL 0. 55

3.92

(0. 13 +0) x 1.00 x 1.08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：

500.尽

/2.5 2

--------l x -l r 2.5(7)

F 0

Z • v ■500 x 0. 554x 3

1.00

1 xO . 10 x

= 32. 15 N (7)求压轴力：压轴力为：

F q = 2 • Z • f 0 • sin y

(8)

'2 x 4 x 32. 15 x s i n f l N (9)

= 257. 2 N (8)带轮结构设计：

根据小带轮基准直径、=63

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。

，毛2 = 63

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。

(下转第20页）

已知运输带工作拉力F = 150 N ，工作速度取F =F • V

m /s ，工作电机所需的功率为/\

000

：0.45 kW ,V 带的传动效率吼=0. 96，滚动轴承传动效率& =

〇_ 99，联轴器效率r ?3 = 0• 99，所以传动装置总效率

n = A •也• ％ =〇• 94。故所需电机的功率为：

P …

P -V =〇-48kW

(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：

60 x 1 000 x 1

7T D

:607 r/min

(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 ，带长每节输送机^型带根数A 初拉力

f 。，压轴力，确定每节传送带的技术参数。

查阅相关资料可知：

K a = I A ,P 0 =0. 13 kW , Ap 0 = 0. 00 kW ,Ka =1_ 00，' = 1. 08，g =0_ 10 g/m

(1) 计算功率/>c:

PC =K A - P = l.l xO . 5 =0.55 kW (3)

(2) 选取V 带型号：

根据 =0.55 kW ，/i =607 r /m in ，确定选用 Z 型带。(3)

确定小带轮、大带轮基准直径^、毛2

取4 = 63 mm ' = 0. 02,由于传动比为1: 1，则

dd l = dd l = 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a 。=400 mm ，由于传动比为1: 1， 故带轮的包角为：

：180c

^d 2 ~

L 〇 =2 • a 0 +y • (dd i -d d i ) + '

"24a '

=[2 xlOO +y • (63 +63) +〇]=997. 9 mm

(5)

选用基准长度乙=1 〇8〇 mm ，然后可近似计算

出实际中心距：

.Ld ~L 〇 ,^.1 080-997.9 ,,,

+ —-— =400 +-----------=441 mm (6)

x 57.3〇 =180° >120。（4)

2

2

3转动压缩仓板的设计

转动压缩仓板由转动承压板、加强筋、销轴、套 筒、油缸支座等零部件组成，其功能是通过油缸推杆 的运动直接推动转动承压板将松散的木材剩余物压 实，转动承压板以底座上的销轴为支点做弧形往复 运动来实现木材剩余物的压缩和打开。

转动压缩仓板是对采伐剩余物进行压缩的主要 部件，考虑到其承受的载荷和成捆后的直径尺寸，将 其断面设计成了“〔”形状，材料为Q235钢板（厚度S =10 mm),钢板之间的角度是135°。同时为了满足 其强度和刚度要求，分别在“〔”型钢板内侧的两端焊 有加强筋，加强筋的材料为Q235方钢（规格为100 mm X50 mm X5 mm)。转动压缩仓板的数量为 4块，其中1 200 m m长2块，84 m m长2块。在转动 压缩仓板的底部设计有铰接轴套，采用外径为40 mm 的销轴将压缩仓板与底座铰接，在压缩仓板中部设 计有油缸推杆支架。当油缸推杆伸出时通过压缩仓 板支架推动压缩仓板以销轴为轴心做闭合旋转运动 (顺时针旋转），当油缸推杆收回（缩回）时通过压缩 仓板支架拉动压缩仓板以销轴为轴心做张开旋转运 动（逆时针旋转）。

4固定压缩仓板设计

固定压缩仓板由固定承压板、加强筋、后加强柱等零部件组成，其功能是承受来自转动承压板的压

缩力，与转动承压板共同将松散的木材剩余物压实。

固定压缩仓板固定在底座上，其固定不动，断面

设计成了“〕”形状，材料为Q235钢板（厚度S =

10 mm)，钢板之间的角度是135°，采用焊接的方法

与底座连接。为了保证固定仓板的强度，分别在“〕”

型钢板内侧的两端焊有加强筋，加强筋的材料为

Q235方钢（规格为100 mm X50 mm X5 mm)。固定

压缩仓板与转动压缩仓板对向设置，并与底座和上

盖压缩仓板共同组成八边型，压缩后的捆状物近似

于圆柱形状。固定压缩仓板所承受的压力荷载与转

动压缩仓板上的压力载荷大小相等，方向相反。固

定压缩仓板数量也是4块，其中1 200m m长2块，84 mm长2块。

参考文献：

[1]侯立臣，赵振伟，于建国，等.X K J-4000型打捆机的电气和液

压系统故障分析及排除方法[J].林业机械与木工设备，2016

(3) ：36 -39.

[2]彭杰，冯海林，方益明，等.多通道木材无损检测设备设计[J].

森林工程,2017,33(1) :47 - 51.

[3]杨春梅，郭，马岩，等.步行割灌机行走部分结构设计与研

究[J].森林工程,2016,32(5) :48 -54.

[4]侯立臣，赵振伟，于建国，等.X K J-4000型箱式打捆机的使用

及保养[J].林业机械与木工设备，2015(10) :35 -38.

(责任编辑张雅芳）

(上接第17页)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。

1_

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.携带传送带用小车参考文献：

[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，

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[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，2〇14，（7):99 -100.

(责任编辑张雅芳)

4结束语

根据实际需要完成了可折叠传送带的结构设