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湖 南 科 技 大 學(xué)
瀟湘學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題目
圓管帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
作者
陳軍軍
學(xué)院
湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院
專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)號(hào)
1053010523
指導(dǎo)教師
楊書(shū)儀
二〇一四 年 五 月 一 日
湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
機(jī)電工程學(xué)院 測(cè)控技術(shù)與儀器 系（教研室）
系（教研室）主任: （簽名） 年 月 日
學(xué)生姓名: 陳軍軍 學(xué)號(hào): 1053010523 專業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
1 設(shè)計(jì)（論文）題目及專題： 圓管式帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2 學(xué)生設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間：自 2014 年 2 月 17 日開(kāi)始至 2014 年 5 月 31 日止
3 設(shè)計(jì)（論文）所用資源和參考資料：
設(shè)計(jì)要求：管徑600mm，80％充填時(shí)截面積0.16m2，帶速3.5m/s，最大輸送能力2500m3/h，允許最大物料粒徑150-200mm。
4 設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的主要內(nèi)容：
1）帶式輸送機(jī)現(xiàn)狀綜述；
2）圓管式帶式輸送機(jī)工作原理及總體方案確定；
3）圓管式帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（輸送帶、托輥組結(jié)構(gòu)、框支架、特殊保障結(jié)構(gòu)等）；
4）結(jié)論。
5 提交設(shè)計(jì)（論文）形式（設(shè)計(jì)說(shuō)明與圖紙或論文等）及要求：
1）設(shè)計(jì)圖紙：圓管式帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配圖、零件圖，圖紙量要求2.5張0＃左右。
2）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要求打印，文字通順格式正確，論文不少于35頁(yè)。
6 發(fā)題時(shí)間： 2014 年 2 月 17 日
指導(dǎo)教師： 楊書(shū)儀 （簽名）
學(xué) 生： （簽名）
湖 南 科 技 大 學(xué)
瀟湘學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)人評(píng)語(yǔ)
[主要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的工作態(tài)度，研究?jī)?nèi)容與方法，工作量，文獻(xiàn)應(yīng)用，創(chuàng)新性，實(shí)用性，科學(xué)性，文本（圖紙）規(guī)范程度，存在的不足等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)]
指導(dǎo)人： （簽名）
年 月 日
指導(dǎo)人評(píng)定成績(jī)：
湖 南 科 技 大 學(xué)
瀟湘學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱人評(píng)語(yǔ)
[主要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的文本格式、圖紙規(guī)范程度，工作量，研究?jī)?nèi)容與方法，實(shí)用性與科學(xué)性，結(jié)論和存在的不足等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)]
評(píng)閱人： （簽名）
年 月 日
評(píng)閱人評(píng)定成績(jī)：
湖 南 科 技 大 學(xué)
瀟湘學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄
日期：
學(xué)生： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)：
題目：
提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)下列材料：
1 設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 共 頁(yè)
2 設(shè)計(jì)（論文）圖 紙 共 頁(yè)
3 指導(dǎo)人、評(píng)閱人評(píng)語(yǔ) 共 頁(yè)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)：
[主要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的研究思路，設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量，文本圖紙規(guī)范程度和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）的介紹，回答問(wèn)題情況等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)]
答辯委員會(huì)主任： （簽名）
委員： （簽名）
（簽名）
（簽名）
（簽名）
答辯成績(jī)：
總評(píng)成績(jī)：
摘 要
隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)發(fā)展的要求，環(huán)保已成為當(dāng)今時(shí)代的一個(gè)日趨重要的問(wèn)題。散狀物料輸送系統(tǒng)在工作過(guò)程總所產(chǎn)生的粉塵和撒料，既是對(duì)物料的浪費(fèi)也是對(duì)環(huán)境的污染，為了減少輸送過(guò)過(guò)程中產(chǎn)生的污染，提倡環(huán)保和無(wú)公害化輸送散狀物料。目前各國(guó)工程技術(shù)人員研制出多種形式的封閉型帶式輸送機(jī)，圓管帶式輸送機(jī)是其中重要的一個(gè)分支。
圓管帶式輸送機(jī)主要由電動(dòng)滾筒、聯(lián)軸器、改向滾筒、輸送帶、托輥、機(jī)架、拉緊裝置、清掃器與給料系統(tǒng)等組成。圓管帶式輸送機(jī)運(yùn)輸量較大，并且采用更換機(jī)架的形式可以進(jìn)行傾斜、垂直、轉(zhuǎn)彎等一系列普通帶式運(yùn)輸機(jī)所不能完成的運(yùn)輸方式。該型輸送機(jī)采用封閉式運(yùn)輸可防止外部雜物混入輸送物料，也能防止物料遭受雨淋、日曬，并可實(shí)現(xiàn)承載段和回程段完全封閉輸送，原理上可以避免漏料、灑料等，可滿足環(huán)保要求。
關(guān)鍵詞：圓管帶式輸送機(jī);封閉運(yùn)輸;環(huán)保
ABSTRACT
With the development of modern production requirements，Environmental protection has become an increasingly important issue in today's world. Material conveying system and dust produced in the working process of the headquarter and material, Both of material waste and pollution to the environment. In order to reduce the transmission process of pollution, Promoting environmental protection and sanitary conveying material. As international engineering and technical personnel to develop various kinds of enclosed belt conveyors, Belt conveyor is one of important branches.
Belt conveyor mainly composed of electric drum, couplings, bend pulley, belt, roller, frame, tensioning device, cleaning device and feed system components. The bearing segment and return segment of this type of conveyor is complete closed transport. This characteristics can prevent transportation of materials from external debris. Meanwhile, it can prevent materials from rain and sun. So, in principle, this type of conveyor can avoid leakage, spilled materials, etc, and can meet the environmental requirements.
Keywords: Belt conveyor closed；Transport;；Environmental protection
- iv -
湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
目錄
第一章 概述 1
1.1 .圓管帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)特色 1
1.2 圓管帶式輸送機(jī)的分類 2
1.3 圓管帶式輸送機(jī)的發(fā)展歷程 3
第二章 圓管帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)布局及總體計(jì)算 4
2.1 圓管帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)布局 4
2.1.1 結(jié)構(gòu)組成 4
2.1.2 線路設(shè)計(jì) 6
2.1.3 機(jī)架設(shè)計(jì) 6
2.2 圓管帶式輸送機(jī)總體計(jì)算 8
2.2.1 設(shè)計(jì)條件 8
2.2.2 輸送機(jī)橫截面積A的計(jì)算 8
2.2.3 輸送機(jī)功率的計(jì)算 9
2.2.4 張力計(jì)算 10
2.2.5 成圓損失 11
第三章 輸送帶選擇與設(shè)計(jì) 12
3.1 輸送帶的結(jié)構(gòu) 12
3.2 輸送帶的計(jì)算 12
3.2.1 輸送寬度計(jì)算 13
3.2.2 輸送帶工作張力 13
3.2.3 額定拉斷力 14
3.2.4 輸送帶安全系數(shù) 14
3.2.5 輸送帶疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) 15
3.2.6 輸送帶層數(shù) 15
3.2.7 輸送帶下垂度 16
第四章 托輥及滾筒設(shè)計(jì)與選擇 18
4.1 托輥設(shè)計(jì)與選擇 18
4.1.1 緩沖托輥 18
4.1.2 成圓托輥 19
4.1.3 成圓段長(zhǎng)度計(jì)算 19
4.1.4 輥?zhàn)虞d荷計(jì)算 21
4.1.5托輥軸承選用 23
4.2 滾筒設(shè)計(jì)與選擇 25
4.2.1滾筒直徑計(jì)算 25
2.2.2改向滾筒外形尺寸 26
4.2.3電動(dòng)滾筒選擇 26
第五章 拉緊裝置與清掃器的設(shè)計(jì) 28
8.1拉緊裝置 28
8.1.1 拉緊裝置的功能 28
8.1.2拉緊裝置的分類 28
8.2 清掃器 29
第六章 總結(jié) 31
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………… 32
致謝…………………………………………………………………………………… 33
第一章 概述
圓管帶式輸送機(jī)是眾多封閉型帶式輸送機(jī)中開(kāi)發(fā)最早、發(fā)展最快、應(yīng)用最廣泛的一種。圓管帶式輸送機(jī)最初是由日本管狀帶式輸送機(jī)株式會(huì)社1964年首先提出，并經(jīng)過(guò)十余年的研究和實(shí)驗(yàn)，與1979年才進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段，并在之后一段時(shí)間在礦山、電廠、港口、化工、冶金及建材等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。特別是在美國(guó)、日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用更加普遍。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全世界范圍內(nèi)有超過(guò)800臺(tái)圓管帶式輸送機(jī)正在使用。
我國(guó)最早開(kāi)始研制圓管帶式輸送機(jī)的單位是太原重型機(jī)械學(xué)院。國(guó)內(nèi)第一臺(tái)圓管帶式輸送機(jī)也是由太原重型機(jī)械學(xué)院設(shè)計(jì)，吉林市機(jī)械廠制造，用于吉林市化工廠。之后太原重型機(jī)械學(xué)院又與通化糧油機(jī)械廠共同研制了移動(dòng)式圓管帶式輸送機(jī)。20世紀(jì)90年代，淮南么礦機(jī)械廠和自貢運(yùn)輸總廠先后與日本普利司通公司驚醒技術(shù)合作，正式開(kāi)始圓管帶式輸送機(jī)的生產(chǎn)。
1.1.圓管帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)特色
圓管帶式輸送機(jī)是在槽形帶式輸送機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一類特種帶式輸送機(jī)，它是一種通過(guò)托輥組施加強(qiáng)制力將平型輸送帶導(dǎo)向成圓管狀，使輸送物料被密閉在圓管內(nèi)，從而在整個(gè)輸送線路中實(shí)現(xiàn)封閉輸送的設(shè)備。
圓管帶式輸送機(jī)的尾部通過(guò)裝料器給輸送機(jī)裝載，輸送帶經(jīng)過(guò)尾部滾筒后成為普通輸送帶的平形，用若干組過(guò)渡托輥將平形的輸送帶逐漸導(dǎo)向成封閉的圓形截面，從而實(shí)現(xiàn)密閉輸送物料。為了卸料，在輸送機(jī)的頭部仍然通過(guò)過(guò)渡托輥的導(dǎo)向，將圓形輸送帶導(dǎo)向成平形輸送帶在輸送機(jī)的頭部實(shí)現(xiàn)卸料。理論上，輸送機(jī)可以進(jìn)行雙向輸送物料，但是通常需要增設(shè)輸送帶翻轉(zhuǎn)裝置。與其它密閉帶式輸送機(jī)和通用帶式輸送機(jī)相比，圓管帶式輸送機(jī)因其所特有的結(jié)構(gòu)形式，具有明顯的特點(diǎn):
輸送物料種類廣泛：由于圓管帶式輸送機(jī)在輸送過(guò)程中不灑落、不飛揚(yáng)、不泄露，散料、粉料、塊料、有粘性和無(wú)粘性物料，甚至冰、水均可以輸送；
輸送線路適應(yīng)性強(qiáng)：由于在輸送線路上輸送帶卷成圓管狀，是輸送機(jī)具有很強(qiáng)的垂直提升能力，可以沿地表修建管架，完成三維方向的轉(zhuǎn)彎能力的圓管帶式輸送機(jī)，非常適合越野輸送散料和小塊料；
裝卸料方便：可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)裝卸料（包括輸送帶中途）；
運(yùn)行可靠：開(kāi)放式輸送機(jī)一般使用限制張緊輪等結(jié)構(gòu)保持輸送帶在托輥上運(yùn)行，但當(dāng)遇到?jīng)_擊載荷或長(zhǎng)期側(cè)向阻力時(shí)，極易出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)馆斔蛶撀?，而圓管帶式輸送機(jī)因其結(jié)構(gòu)原理決定，輸送帶不會(huì)在輸送過(guò)程中出現(xiàn)跑偏的現(xiàn)象
維修成本低：絕大多數(shù)零件可以在不停機(jī)的狀態(tài)下保養(yǎng)、更換，甚至輸送帶本身也可以在不停機(jī)的狀態(tài)下進(jìn)行修補(bǔ)，促進(jìn)產(chǎn)能提升，連續(xù)工作也減少了啟停間造成的浪費(fèi)。
1.2圓管帶式輸送機(jī)的分類
除軟管型的輸送帶外,圓管帶式輸送機(jī)的主要特點(diǎn)是采用平的輸送帶，除輸送帶邊緣外，其他的和普通輸送帶幾乎完全相同。輸送帶邊緣的剛度減弱有利于輸送帶的搭接，輸送帶中部采用橫向增強(qiáng)的方式以提高形成圓管的剛度。圓管帶式輸送機(jī)型式主要有以下幾種：
1、基本型
基本型圓管帶式輸送機(jī)是JPC（日本圓管輸送機(jī)，后被普利斯通收購(gòu)）于20世紀(jì)70年代開(kāi)發(fā)的，其形式是通過(guò)6個(gè)輥?zhàn)訕?gòu)成的等六邊形，將平的輸送帶導(dǎo)向在內(nèi)，使輸送帶在有部分搭接的情況下形成圓管,是目前應(yīng)用數(shù)量最多的一種機(jī)型。
2、雙面型
雙面型圓管帶式輸送機(jī)是由日本三水(Mit2sui)和德國(guó)Beumer/Cloth提出的，他們改進(jìn)了基本型托輥在面板上的布置方式，把6個(gè)輥?zhàn)臃殖蓛山M，每側(cè)布置3個(gè)，位置相互銜接。特別是在小直徑條件下，可以用較長(zhǎng)的輥?zhàn)?，且避免輥?zhàn)又g的干涉。目前這種機(jī)型應(yīng)用較多。
3、圓盤型
圓盤形圓管帶式輸送機(jī)是由Continental（大陸）公司生產(chǎn)，商品名為Rollgurt。圓盤可以繞輸送機(jī)中心旋轉(zhuǎn)，使最上面的水平輥?zhàn)又胁渴冀K壓在圓管輸送帶的搭接區(qū)，通過(guò)圓盤橫向移動(dòng)可對(duì)輸送帶的運(yùn)行方向進(jìn)行調(diào)整。該機(jī)型的輸送帶考慮了其邊緣及中部輸送帶的應(yīng)力，對(duì)鋼絲繩芯輸送帶通過(guò)邊緣加強(qiáng)、織物芯輸送帶在其中部加強(qiáng)。這種機(jī)型應(yīng)用較少。
4、軟管型
軟管型圓管帶式輸送機(jī)是日本吉野（Yoshi2no）橡膠公司和德國(guó)VSR公司于1987年生產(chǎn)的，商品名為Rondex。輸送帶采用一條特殊制造的圓膠管沿縱向切開(kāi)，在輸送線路上自行成為圓管狀，從而可以采用導(dǎo)向力較小的四輥?zhàn)咏Y(jié)構(gòu)來(lái)導(dǎo)向形成圓管，減小了運(yùn)行阻力和搭接長(zhǎng)度，其無(wú)載分支采用3個(gè)可調(diào)輥?zhàn)颖３謭A管狀。這種機(jī)型應(yīng)用較少。
5、夾邊型
夾邊型圓管帶式輸送機(jī)由日本東海（Tokai）公司提出。在采用5個(gè)輥?zhàn)拥耐瑫r(shí)，另外用兩個(gè)輥?zhàn)訆A持輸送帶邊緣。由于輸送機(jī)的上、下分支均在圓管的上方夾持輸送帶邊緣，所以需設(shè)置輸送帶翻轉(zhuǎn)裝置。應(yīng)用較少。由于形成管狀段的輸送帶截面相同，合理的管狀結(jié)構(gòu)為圓管。而基本型的改進(jìn)只是為了更加易于調(diào)整，便于制造、安裝等，例如：圓盤型和雙面型結(jié)構(gòu)，以及Horak的托輥組面板專利。其目的在于形成圓管后不對(duì)物料產(chǎn)生擠壓作用，避免圓管運(yùn)行時(shí)經(jīng)過(guò)托輥的碰撞而發(fā)生輸送帶爆裂問(wèn)題。圓管帶式輸送機(jī)的充填率應(yīng)控制在75%以下，因此它不能在30°~ 40°或更大傾角下輸送散狀物料（此傾角大小與深槽型帶式輸送機(jī)類似），盡管在理論上當(dāng)保持穩(wěn)定的料流時(shí)可以垂直輸送,而實(shí)際情況幾乎是很難實(shí)現(xiàn)的。
1.3圓管帶式輸送機(jī)的發(fā)展歷程
圓管帶式輸送機(jī)輸送的物料品種涉及煤炭、糧食、水泥、預(yù)制混凝土、工業(yè)灰渣，肥料、礦石、木屑、油焦、印泥等多種散狀物料，服務(wù)行業(yè)涵蓋了水泥生產(chǎn)、礦山運(yùn)輸、加工業(yè)原料輸送、電力設(shè)施供煤、垃圾處理等多種工業(yè)應(yīng)用。從1987年第一條圓管帶式輸送機(jī)誕生以來(lái)，圓管帶式輸送機(jī)已經(jīng)發(fā)展了27年。截至2004年底，全球已建設(shè)了，960余臺(tái)圓管帶式輸送機(jī)（其中德國(guó)的Koch公司有150臺(tái)左右），輸送能力50~4500t/h；總運(yùn)輸長(zhǎng)度達(dá)200km以上；管徑范圍100~700mm。世界范圍內(nèi)圓管輸送機(jī)的單機(jī)最大長(zhǎng)度為5029m最大輸送量為4500t/h，最大管徑為700mm最大傾角30°最大轉(zhuǎn)彎角度90°，最多轉(zhuǎn)彎處數(shù)為12個(gè)，最大帶速4.7m/s。
20世紀(jì)80年代，我國(guó)第一臺(tái)圓管帶式輸送機(jī),由太原重型機(jī)械學(xué)院設(shè)計(jì)、吉林市機(jī)械廠制造，用于吉林市化工廠，但是未能得到進(jìn)一步發(fā)展。從20世紀(jì)80年代末開(kāi)始引進(jìn)日本的專利制造技術(shù)以來(lái)，我國(guó)的圓管帶式輸送機(jī)建設(shè)一直以來(lái)大部分采用同國(guó)外公司合作生產(chǎn)的方式。繼淮南煤礦機(jī)械廠之后，先后有四川自貢運(yùn)輸機(jī)械廠、中國(guó)華電（工程）集團(tuán)公司等單位同Bridgestone公司合作，負(fù)責(zé)中國(guó)地區(qū)的圓管帶式輸送機(jī)項(xiàng)目建設(shè)。最近，北京國(guó)家電力建設(shè)研究所等單位也與日本企業(yè)聯(lián)合，長(zhǎng)沙重型與德國(guó)KOCH公司聯(lián)合開(kāi)始圓管帶式輸送機(jī)技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品在中國(guó)的研發(fā)和應(yīng)用推廣工作。目前生產(chǎn)了大約30條圓管帶式輸送機(jī)。秦皇島港碼頭圓管帶式輸送機(jī)代表了當(dāng)今世界圓管帶式輸送機(jī)建設(shè)的水平。可見(jiàn)，國(guó)內(nèi)圓管帶式輸送機(jī)的制造已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。所存在的問(wèn)題是，缺乏獨(dú)立研究和設(shè)計(jì)能力，還沒(méi)有圓管帶式輸送機(jī)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
第二章 圓管帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)布局及總體計(jì)算
2.1圓管帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)布局
2.1.1 結(jié)構(gòu)組成
圓管帶式輸送機(jī)是在通用帶式輸送機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型帶式輸送機(jī)，它靠摩擦驅(qū)動(dòng)，并利輥組強(qiáng)制輸送帶卷成圓管形。物料從尾部加料漏斗處進(jìn)入加料段，輸送帶由平形變?yōu)閁形，再經(jīng)過(guò)渡段逐漸變?yōu)閳A管形，把物料包住密閉運(yùn)行。輸送到頭部過(guò)渡段時(shí)，圓管形輸送帶由U形漸漸展成平形，把物料卸掉。承載、回程分支輸送帶均可形成圓管運(yùn)行，或使回程分支以平形運(yùn)行。圓管帶式輸送機(jī)主體結(jié)構(gòu)可以分為六大部分：加料段、成圓裝置、彎弧段、垂直段、卸料段和回程段。整體示意圖如圖2-1。
圖2-1 圓管帶式輸送機(jī)整體示意圖
1.加料段由料斗、機(jī)尾、調(diào)心托輥等組成；
2.成圓裝置由U形托輥組、成圓壓輥、托輥組成，如圖2-2；
圖2-2 成圓裝置
3.在本設(shè)計(jì)中沒(méi)有對(duì)彎弧段和垂直段結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在此不作詳細(xì)說(shuō)明；
4.卸料段有卸料滾筒、驅(qū)動(dòng)裝置和清掃器組成，如圖2-3：
圖2-3 卸料段
5.回程段有回程輸送帶和張緊裝置、機(jī)尾轉(zhuǎn)彎架等組成，如圖2-5；
圖2-4回程段
除六大主題結(jié)構(gòu)外，圓管帶式輸送機(jī)還包括機(jī)架、輸送帶、托輥和控制系統(tǒng)，在下文中詳細(xì)描述設(shè)計(jì)過(guò)程。
2.1.2 線路設(shè)計(jì)
圓管帶式輸送機(jī)可三維方向轉(zhuǎn)彎。線路由三種曲線段組成：垂直面的凹弧曲線段，垂直面的凸弧曲線段，水平面曲線段。
在垂直面的凹弧曲線段中，槽形輸送帶自身質(zhì)量和物料質(zhì)量會(huì)使輸送帶壓在托輥上，而在空載時(shí)則只有自重力，輸送帶張力會(huì)使輸送帶向上飄。而圓管機(jī)則被擋在六角托輥內(nèi)，在空載啟動(dòng)時(shí)不飄帶。
在垂直面的凸弧曲線段中，帶重、物料重和輸送帶張力會(huì)加在托輥上，對(duì)于圓管機(jī)，輸送帶兩邊會(huì)自動(dòng)壓在一起，可以不用上邊三個(gè)托輥。
在水平面曲線段中，對(duì)于槽形帶式機(jī)和圓管帶式機(jī)都需用托輥導(dǎo)向。前者需要大的曲率半徑和特別設(shè)計(jì)的機(jī)架，普通越野槽形帶式輸送機(jī)用幾百米轉(zhuǎn)彎半徑，大大超過(guò)圓管帶式輸送機(jī)。
本設(shè)計(jì)的目的是進(jìn)行顆粒狀的輸送，目的是進(jìn)行清潔快速的連續(xù)輸送，故只設(shè)計(jì)成一個(gè)水平的輸送機(jī)，如圖2-5所示。
圖2-5水平式輸送機(jī)
2.1.3 機(jī)架設(shè)計(jì)
帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸線選定后，就要研究它的空間布置要求。有通廊式和室內(nèi)布置式兩大類。
1、通廊式
通廊式分封密式、半封密式及露天式。
單輸送機(jī)主要通行側(cè)凈寬不小于1.2m，非主要通行側(cè)凈寬不小于0.7m。
雙輸送機(jī)主要通行倆凈寬不小于1.0m．非通行側(cè)凈寬不小于0.7m。
地上封閉通廊的凈空高度不小于2.2m。
地下通廊的凈空高度不小于2.2m。
通天式通廊也按上述規(guī)定，兩邊欄桿高度大于1m。
2、室內(nèi)布置式（垂直式圓管機(jī)）
驅(qū)動(dòng)裝置在裝有起吊設(shè)備時(shí)室內(nèi)高度不小于3m。起吊工字梁底到設(shè)備起吊后的最太高度雖有不同，但不應(yīng)小于0. 3～0. 5m的空間；機(jī)頭、機(jī)尾滾筒同樓板面間最小空隙大于0. 2m；承載輸送帶距地面高度約為帶寬值，具體數(shù)值如下：帶寬B= 500～800mm時(shí)，高度H=800～l000mm，帶寬B= 1000～1400mm時(shí)，高度H=1000～1200mm。各驅(qū)動(dòng)裝置的聯(lián)軸器，機(jī)頭滾筒均應(yīng)設(shè)有安全防護(hù)罩，不得外露。露天布置長(zhǎng)達(dá)數(shù)公里的鋼管式支架應(yīng)設(shè)有膨脹節(jié)。如用連續(xù)支架則應(yīng)留有膨脹接頭。機(jī)頭、機(jī)尾必須設(shè)有清掃裝置，長(zhǎng)距離應(yīng)設(shè)回程殷的翻帶裝置，使輸送帶清潔面同托輥接觸。沿線應(yīng)設(shè)緊急停車?yán)€開(kāi)關(guān)或報(bào)警停車裝置。用于煤曠井下的輸送帶必須是阻燃型輸送帶，并裝設(shè)輸送帶打滑、跑偏、斷裂等保護(hù)或警告設(shè)備。向上或向下運(yùn)輸機(jī)的傾角大于56以上應(yīng)裝設(shè)制動(dòng)設(shè)備，防止逆運(yùn)轉(zhuǎn)和超速運(yùn)行心線路設(shè)計(jì)必須留有拉緊設(shè)備空間，輸送帶拉緊裝置運(yùn)動(dòng)必須靈活。
圓管帶式輸送機(jī)的機(jī)架沿地形起伏鋪設(shè)，按機(jī)架斷面圖形，機(jī)架形式大致分為矩形、三角形、上圓形下矩形等類，其中矩形機(jī)架按托輥數(shù)目，可分為一輥式、二輥式、三輥式、六輥式及上六下一式。
本設(shè)計(jì)采用六輥式，板式機(jī)架如圖2-6所示。
圖2-6板式機(jī)架
2.2 圓管帶式輸送機(jī)總體計(jì)算
2.2.1 設(shè)計(jì)條件
本次設(shè)計(jì)的圓管帶式輸送機(jī)主要是對(duì)顆粒狀物料進(jìn)行運(yùn)輸，該設(shè)計(jì)的要求為：
輸送機(jī)管徑：D=600mm；
80%填充時(shí)截面積0.16m2；
輸送方式：水平運(yùn)輸（即：垂直段）
帶速：；
輸送機(jī)的輸送量：
2.2.2 輸送機(jī)橫截面積A計(jì)算
橫截面積A，帶速v和管徑D三者之間的關(guān)系如下公式（依據(jù)參考文獻(xiàn)1）：
（2-1）
（2-2）
（2-3）
式中：
——裝料系數(shù)，0. 95～1；
——按體積計(jì)算的輸送量，；
——圓管帶式輸送機(jī)輸送物料質(zhì)量（即輸送機(jī)生產(chǎn)能力），；
——圓管帶式輸送機(jī)截面積，；
——圓管帶式輸送機(jī)帶速，m/s；
——圓管帶式輸送機(jī)的管徑，m；
——物料的堆積密度，；
根據(jù)輸送機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性等情況可以先假設(shè)帶速為：，由查表可知此顆粒狀物料的堆積密度為：。
2.2.3 輸送機(jī)功率的計(jì)算
初步設(shè)計(jì)用圓管帶式輸送機(jī)，驅(qū)動(dòng)功率P計(jì)算如下。
總功率
(2-4)
式中：
——圓管帶式輸送機(jī)空載功率，kW；
——圓管帶式輸送機(jī)重載功率，kW；
——-圓管帶式輸送機(jī)垂直提升功率，kW；
(2-5)
(2-6)
(2-7)
式中：
——圓管帶式輸送機(jī)估計(jì)的阻力倍數(shù)，≤30°時(shí)，；
f ——模擬摩擦系數(shù)，可取f=0.02；
Y——承載分支與回程分支托輥旋轉(zhuǎn)質(zhì)量及輸送帶質(zhì)量之和，；
L——圓管帶式輸送機(jī)裝料和卸料兩端滾筒水平中心距，m；
——圓管帶式輸送機(jī)附加長(zhǎng)度，
H——圓管帶式輸送機(jī)兩端滾筒中心距垂直高度，m；
Q——圓管帶式輸送機(jī)輸送量，t/h；
——物料質(zhì)量，kg/m，。
根據(jù)公式3-5，可以計(jì)算空載功率為：
根據(jù)公式3-6，可以計(jì)算機(jī)重載功率為：
該輸送機(jī)輸送方式為水平輸送，那么。
那么該輸送機(jī)的總功率為：
考慮到機(jī)械損失等情況，可以定P=18kW
2.2.4 張力計(jì)算
有效張力計(jì)算:
有效張力Fu為傳動(dòng)滾筒上所需圓周驅(qū)動(dòng)力，根據(jù)式(3-4)得出的P可以算出Fu：
(2-8)
那么有效張力Fu的大小為：
最大張力計(jì)算:
最大張力T1 的計(jì)算公式有：
（2-9）
（2-10）
（2-11）
2.2.5 成圓損失
圓管輸送帶由平變圓或由圓變平，都會(huì)增加能量損失，與輸送帶機(jī)成圓后的管徑有關(guān)。見(jiàn)表2-7成圓損失Fc，其數(shù)值為國(guó)外測(cè)量值，每改變一次計(jì)算一回Fc。
管徑
/mm
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
900
/in
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
36
Fc/N
227
272
318
368
408
454
544
588
680
816
907
表2-7成圓損失Fc
第三章 輸送帶選擇與設(shè)計(jì)
輸送帶最初是由傳送帶發(fā)展而來(lái)的，早在1795年就已被發(fā)現(xiàn)，但它是帆布帶。1858年出現(xiàn)了增強(qiáng)骨架，1868年叉出現(xiàn)了兩層骨架的橡膠輸送帶，1892年才解決了橡膠輸送帶成槽能力，后來(lái)叉發(fā)明了合成纖維，將棉與尼龍或聚酯紗合捻作經(jīng)線，提高了輸送帶的成槽性和強(qiáng)度。隨后又發(fā)明了阻燃帶和鋼絲繩芯帶。20世紀(jì)70年代又出現(xiàn)了芳綸帶，使超長(zhǎng)距離（幾十千米）輸送成為可能。輸送帶的壽命由輸送的物料和使用條件決定。
輸送帶的設(shè)計(jì)由設(shè)備裝置的幾何形狀如槽形、圓管形等和要輸送的材料、使用的條件來(lái)決定甲要達(dá)到的基本條件是：
①要有足夠的抗張強(qiáng)度和彈性模量，最大負(fù)荷下產(chǎn)生的運(yùn)轉(zhuǎn)伸長(zhǎng)率低；
②要有好的負(fù)荷支撐，如圓管輸送帶有足夠?qū)挾龋詽M足運(yùn)輸物料時(shí)所需要的體積；
③柔性要好，縱向繞過(guò)滾筒小半徑轉(zhuǎn)彎和橫向成圓形時(shí)要柔軟；
④尺寸穩(wěn)定性好，使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；
⑤承載面的覆蓋腔要能承受加料時(shí)的沖擊，非工作面的覆蓋膠要耐磨；
⑥帶芯和帶層之間有足夠的黏臺(tái)力，不脫層；
⑦耐撕裂性好和耐老化時(shí)間長(zhǎng)；
⑧用冷粘法和硫化法使帶能接合成環(huán)形；
⑨強(qiáng)度和寬度要滿足各行各業(yè)的需要；
3.1 輸送帶的結(jié)構(gòu)
輸送帶的結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)易，由橡膠制成覆蓋層，纖維帆布或鋼絲繩制成帶芯骨架層，用粘接劑制成隔離層（擦布膠）．將帶芯粘合在一起即成。普通輸送帶就是由這三部分組成。鋼絲繩芯取代纖維布芯便成鋼絲繩芯輸送帶。
普通輸送帶具有光滑表面，由覆蓋層、帶芯層、隔離層組成。
①覆蓋層 分為上膠層和下膠層，分別粘在帶芯層外邊，由使用條件決定是否要用耐油、耐磨、耐寒、耐燃、耐熱和耐臭氧的橡膠配方。
②帶芯層 它是輸送帶的骨架，承受載荷的主體，根據(jù)帶強(qiáng)選擇棉帆布、尼龍布、聚酷布、芳綸布、鋼絲繩或非金屬纖維繩，帶芯可制成單層、多層。
③隔離層 又名擦布膠，用于粘接帶芯，視帶芯不同而配方不同。
覆蓋膠的最小厚度同物料塊大小、每小時(shí)沖擊循環(huán)次數(shù)有關(guān)，可將物料分為A、B、C、D四類。A類為無(wú)磨損性的，如石灰、術(shù)炭、木片、含瀝青煤和糧食；B類為磨損性的，如鹽、無(wú)煙煤、磷酸鹽石、石灰石等；C類為強(qiáng)磨損性的，如渣、銅礦石、石板、煤灰渣；D類為特強(qiáng)磨損性的，如石英石、地基廢料、玻璃碎塊和鐵屑。
圓管式輸送帶產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要求如下：
①為使輸送帶運(yùn)行時(shí)呈圓管狀，圓管帶本身具有適當(dāng)?shù)臋M向剛性，可保證良好的管狀保持性和密封性。
②帶體具有良好的彈性和縱向柔韌性，使帶能反復(fù)、長(zhǎng)期地經(jīng)受劇烈的彎曲和收縮。
③圓管帶具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能。圓管帶運(yùn)輸物料時(shí)，其帶體拉伸，覆蓋膠長(zhǎng)期受日光照射及風(fēng)吹雨淋。因此，要求外覆蓋膠具有較高的耐候、耐臭氧、耐紫外線、耐屈撓龜裂等性能，而內(nèi)覆蓋膠則應(yīng)具有優(yōu)良的耐磨性能。
④輸送帶如選剛度大的，必須大半徑轉(zhuǎn)彎；剛度小的，必須小半徑轉(zhuǎn)彎；工廠內(nèi)能使用。
3.2 輸送帶的計(jì)算
3.2.1 輸送帶寬度計(jì)算
輸送帶兩邊的搭接長(zhǎng)度推薦值為管徑的1/2左右，則帶寬與管徑的關(guān)系為：
（3-1）
式中：
——輸送帶的寬度，mm；
——圓管輸送帶名義管徑，mm，這里指其外徑，或者指正多邊形托輥組內(nèi)切圓的直徑。目的是在圓管輸送帶的名義管徑不變的情況下，當(dāng)選用不同厚度的輸送帶時(shí)，可保證圓管帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)不變，易于標(biāo)準(zhǔn)化通用化。
通過(guò)上式計(jì)算輸送帶的帶寬為：
根據(jù)輸送帶的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7984-1987，圓整可得B=2200mm。
3.2.2 輸送帶工作張力
最大工作張力計(jì)算公式：
（3-2）
式中：
——輸送帶帶寬，mm；
——輸送帶帶強(qiáng)，查表可得，=40N/mm。
最大工作張力：
3.2.3 額定拉斷力
輸送帶額定拉斷力計(jì)算式為：
（3-3）
式中：
——輸送帶額定拉斷力，kN；
——輸送帶在運(yùn)行中所受的最大靜張力，kN；
——送帶的安全系數(shù)。
額定拉斷力為：
3.2.4 輸送帶安全系數(shù)
輸送帶的安全系數(shù)應(yīng)根據(jù)輸送帶類型／接頭效率／輸送啟動(dòng)和制動(dòng)性能等因素確定，其計(jì)算式為：
（3-4）
式中：
——輸送帶的安全系數(shù)；
——輸送帶的基本安全系數(shù)，查表可得：=3.5；
——?jiǎng)虞d荷系數(shù)， =1.1～1.7。對(duì)慣性小、啟動(dòng)平穩(wěn)的輸送機(jī)可取 =1. 2～1.3，否則取大值；對(duì)設(shè)有可控啟動(dòng)和制動(dòng)的輸送機(jī)可取小值；
——輸送帶彎曲伸長(zhǎng)附加折算系數(shù)，查表可得： =1.5；
——輸送帶接頭效率，，查表可得：=0.7。
那么輸送帶的安全系數(shù)為：
3.2.5 輸送帶疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)
輸送帶疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)：
（3-5）
則：
式中：
——輸送帶最小額定破斷強(qiáng)度；
——具有安全系數(shù)的輸送帶疲勞強(qiáng)度；
—— 輸送帶疲勞強(qiáng)度與額定破斷強(qiáng)度的比值，一般取0.45～0. 55；
——圓管輸送帶最大邊緣張力。
最小安全系數(shù)：
最大安全系數(shù)：
3.2.6 輸送帶層數(shù)
①織物帶芯的輸送帶層數(shù)i，計(jì)算如下：
（3-6）
式中：
——穩(wěn)定至況下的輸送帶最大張力，N
B——輸送帶寬度，mm；
——輸送帶每層縱向扯斷強(qiáng)度，N/(mm?層)；
n——安全系數(shù)，行n=10～12。
②鋼絲繩輸送帶扯斷強(qiáng)度計(jì)算如下：
（3-7）
式中：
——靜安全系數(shù)， =7 ~9。
根據(jù)上式計(jì)算可得，輸送帶層數(shù)：
圓整可得：i=2
輸送帶扯斷強(qiáng)度：
3.2.7 輸送帶下垂度
圓管帶式輸送機(jī)回程帶為槽形，自然有槽角，按槽角45°計(jì)算，據(jù)BEHREN試驗(yàn)，用2200mm (86.6in)寬帶式輸送機(jī)，托輥間距l(xiāng)000mm (3.3ft)，加負(fù)荷為77.7～96. 8kgf/m(600～700lbf/ft)時(shí)，輸送帶和物料彎曲度損失占托輥滾動(dòng)損失數(shù)為：
槽角45°、下垂度3%時(shí)，高張力區(qū)塌陷損失占37%，輸送帶和物料彎曲度損失占63%；
槽角45°、下垂度0.2%時(shí)，低張力區(qū)塌陷損失占76%，輸送帶和物料彎曲度損失占24%。
例如，只有20%負(fù)荷時(shí)，各種損失占托輥滾動(dòng)損失數(shù)為：
槽角45°、下垂度0.7%時(shí)，低張力區(qū)塌陷損失占44%，輸送帶和物料彎曲度損失占56%；
槽角45°、下垂度0. 04%時(shí)，高張力區(qū)塌陷損失占91%，輸送帶和物料彎曲度損失占9%。
可見(jiàn)減少下垂度，能減少輸送帶和物料彎曲度損失，輸送帶在兩組托輥間的下垂度愈小愈好，因此輸送帶剛度大，不能小半徑轉(zhuǎn)彎。
兩托輥之間的張力F應(yīng)滿足下列公式要求：
承載帶
(3-8)
回程帶
(3-9)
式中：
——圓管帶式輸送機(jī)允許最大下垂度，大約≤0.01；
——承載帶上最小張力點(diǎn)托輥間距，；
——回程帶上最小張力點(diǎn)托輥間距，按槽形帶式輸送機(jī)選用。
根據(jù)以上公式可以計(jì)算兩托輥間的張力：
承載帶：
回程帶：
第四章 托輥及滾筒設(shè)計(jì)與選擇
4.1 托輥設(shè)計(jì)與選擇
圓形托輥的組成形式有：一輥式、二輥式，三輥式、四輥式、六輥式、八輥式和十二輥式，而前三后三輥為一組，用得較多。過(guò)渡段用平托輥、槽形托輥。由過(guò)渡段進(jìn)入圓管形要經(jīng)過(guò)成圓裝置，它們均由標(biāo)準(zhǔn)的DT-Ⅱ型托輥組
一輥式，中間為一弧形主輥，兩邊用壓輥封住，成為最簡(jiǎn)易的托輥，垂直轉(zhuǎn)彎時(shí)立放，水平轉(zhuǎn)彎時(shí)平放，布置十分方便。
二輥式，回程帶為平形，其支架為上圓下矩形，或用上三角下矩形，僅適用于低速1～1.5m/s。
三輥式，最簡(jiǎn)單的三輥式，用于垂直彎弧段，上面無(wú)需壓輥。圖5-6b為前后兩個(gè)三輥為一組，成對(duì)配用。
四輥式，用吊掛彈簧吸收了搬動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)幾乎無(wú)聲，缺點(diǎn)是有托輥組間隙大，改用無(wú)縫托輥即成。
六輥式 ，前三后三輥式，第一個(gè)調(diào)節(jié)輥，可以調(diào)節(jié)輸送帶扭轉(zhuǎn)。
多輥式，多輥式有8輥式、12輥式，再多的未發(fā)現(xiàn)。大直徑圓管機(jī)選12輥或8輥才比較經(jīng)濟(jì)。
4.1.1 緩沖托輥
緩沖托輥用于帶式輸送機(jī)受料處減緩落料對(duì)輸送帶的沖擊，主要針對(duì)洗煤廠、焦化廠、化工廠等腐蝕性環(huán)境而研制的一類托輥，它本身具有的韌性是普通金屬的10倍以上，壽命為傳統(tǒng)柱鞋的五倍,耐腐蝕阻燃，抗靜電，自重輕等特點(diǎn)，廣泛用于礦山開(kāi)采。托輥輥體專用的高分子材料，其機(jī)械性能類似于青銅，具有很好的耐磨性，而且具有良好的自潤(rùn)滑性能，不傷皮帶。緩沖托輥防腐性能優(yōu)越。輥體及密封件都用高分子材料制作，耐腐蝕。在腐蝕性場(chǎng)合使用，使用壽命可達(dá)到普通托輥的5倍以上。
緩沖托輥重量輕，旋轉(zhuǎn)慣性小。托輥專用高分子材料重量輕，比重是鋼材的七分之一，用這種材料制成的托輥，重量是普通托輥的二分之一左右，旋轉(zhuǎn)慣性小，托輥與皮帶之間的摩擦小。
緩沖托輥安裝在輸送機(jī)受料段的下方,減小落料時(shí)物料對(duì)輸送帶的沖擊，以延長(zhǎng)輸送帶的使用壽命，緩沖托輥的間距一般100-600毫米。
4.1.2 成圓托輥
成圓段托輥組的布置如圖4-1所示。成圓托輥的間距一般為300~500mm，均為槽形托輥，其槽角由不同的斷面逐步增加，分為15°、20°、30°、45°等，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整，以期它們能起到對(duì)輸送帶導(dǎo)向和約束的作用。在第二斷面處設(shè)置一組五托輥組，其中最上方的2個(gè)托輥的傾角應(yīng)根據(jù)輸送帶兩邊的搭接方向分別取60°和55°左右，用于壓低一邊的輸送帶，使其順利地搭接過(guò)渡成圓管形，并減少其邊緣部分的磨損。有時(shí)還可在第一個(gè)多邊形托輥組第二斷面前設(shè)置一個(gè)壓帶托輥，同樣是用來(lái)壓低輸送帶的一邊，使其正確搭接并封閉輸送帶。在第三斷面，除采用標(biāo)準(zhǔn)六邊形托輥組以外，還可由12個(gè)托輥組成十二邊形，實(shí)際上是在支承板兩側(cè)各形成正六邊形，相互錯(cuò)開(kāi)30°的角度，十二邊形托輥組成的圓管形比標(biāo)準(zhǔn)六邊形托輥組更接近圓形，可在密封處承受很高的載荷壓力。當(dāng)被輸送物料的粒度較大時(shí)，在過(guò)渡段區(qū)間內(nèi)應(yīng)有意讓輸送帶上的物料上下抖動(dòng)，同時(shí)從左右兩側(cè)對(duì)圓管輸送帶進(jìn)行推擠，使物料塊的長(zhǎng)徑方向與圓管輸送帶的運(yùn)行方向一致，從而使其較順利地進(jìn)入圓管輸送帶內(nèi)。對(duì)輸送帶推擠是通過(guò)在過(guò)渡段區(qū)間內(nèi)輸送帶的兩側(cè)設(shè)置相互錯(cuò)開(kāi)的垂直托輥來(lái)實(shí)現(xiàn)，但也要防止輸送帶向左右方向被推出(跑偏)。當(dāng)被輸送物料的長(zhǎng)徑大于圓管輸送帶的名義管徑時(shí)，應(yīng)該修正充填系數(shù)或者增大圓管輸送帶的名義管徑，這時(shí)要重新匹配帶速，以保證達(dá)到所要求的輸送量。
圓管輸送帶的頭部過(guò)渡段有時(shí)也需要設(shè)置壓帶托輥。
圖4-1 成圓托輥組的布置
4.1.3 成圓段長(zhǎng)度計(jì)算
現(xiàn)作如下假設(shè)：
（1）膠帶在D-D截面內(nèi)卷成圓管形，和兩點(diǎn)固定；
（2）在張S1和S2作用下膠帶不下垂。由圖7-3a得。
（4-1）
（4-2）
式中：
——過(guò)渡段內(nèi)滾筒上表面母線中點(diǎn)至D-D管截面最高點(diǎn)的距離，m；
——過(guò)渡段長(zhǎng)度，m；
h——滾筒上表面距D-D截面六邊形托輥組底部托輥上表面的高度，m。
將上面兩式帶入可得：
（4-3）
式中：
——過(guò)度段內(nèi)膠帶邊緣拉應(yīng)變；
——膠帶底部拉應(yīng)變。
當(dāng)管狀帶式輸送機(jī)管徑較大時(shí)，過(guò)渡段長(zhǎng)度較大，可設(shè)置六組托輥，見(jiàn)圖4-2。第一組為三節(jié)槽形托輥，其中側(cè)托輥的傾角為，距滾筒中心的距離應(yīng)滿足下式
（4-4）
圖4-2成圓段托輥布置
取=500mm，即托輥間距為500mm
4.1.4輥?zhàn)虞d荷計(jì)算
托輥載荷計(jì)算：
承載分支托輥：
其中e由輥?zhàn)虞d荷系數(shù)表查得。
回程分支托輥：
驗(yàn)算托輥載荷：
承載帶托輥靜載荷：
（4-5）
回程帶托輥靜載荷：
（4-6）
式中：
——承載帶托輥靜載荷，N；
——回程帶托輥靜載荷，N；
——托輥靜載荷系數(shù)，六角形取=1.6；
——輸送能力，kg/s；
——帶速，m/s；
——承載帶托輥間距，m；
——回程帶托輥間距，m；
承載帶托輥動(dòng)載荷：
（4-7）
回程帶托輥動(dòng)載荷：
（4-8）
式中：
——工況系數(shù)，正常工作取=1.0；
——運(yùn)行系數(shù)，每天運(yùn)行時(shí)間9~16h，=1.1；
——沖擊系數(shù)，=1.0。
根據(jù)上式計(jì)算可得，
承載帶托輥靜載荷：
回程帶托輥靜載荷：
4.1.5 托輥軸承選用
滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，常用的滾動(dòng)軸承已制定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在圓管機(jī)設(shè)計(jì)中只需根據(jù)工作條件選用合適的滾動(dòng)軸承類型和型號(hào)進(jìn)行組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)即可。
滾動(dòng)軸承一般由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體、保持架和防塵蓋組成。內(nèi)圈裝在軸頸上（在推力軸承中稱為軸圈），配合較緊；外圈裝在機(jī)座或零件的軸承孔內(nèi)，通常配合較松。內(nèi)外圈上有滾道，當(dāng)內(nèi)外圈相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾動(dòng)體將沿滾道滾動(dòng)．滾動(dòng)體是實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)摩擦的滾動(dòng)元件，除自轉(zhuǎn)外，還繞軸線公轉(zhuǎn)。形狀有球形、圓柱形、錐柱形、滾針、鼓形等，保持架的作用是把滾動(dòng)體均勻地隔開(kāi)。
軸承的選定與安裝：
軸承的選擇
滾動(dòng)軸承的種類、類型及尺寸是多種多樣的。為使托輥裝置發(fā)揮出預(yù)期的性能，選擇最適宜的軸承是至關(guān)重要的。為選定軸承，需要分析諸多要因，從各個(gè)角度迸行研究、評(píng)價(jià)有關(guān)選擇軸承的程序，一般順序如下。
①掌握托輥裝置和軸承的使用條件等。
②明確對(duì)軸承的要求。
③選定軸承的類型。
④選定軸承配置方式。
⑤選定軸承尺寸。
⑥選定軸承規(guī)格。
⑦選定軸承的安裝方法。
一般軸承的選定按照以下進(jìn)行。
固定端軸承 深溝球軸承、組合角接觸球軸承雙列角接觸球軸承、調(diào)心球軸承帶擋邊圓柱滾子軸承（NUP型、NH型），雙列滾子軸承、調(diào)心滾子軸承。
自由端軸承 分離型：圓柱滾子軸承（NUP型、NH型）；非分離型：深溝球軸承、組合角接觸球軸承（背面組合）、雙列角接觸軸承、調(diào)心球軸承、雙列圓錐滾子軸承(3700型)、調(diào)心滾子軸承。
不分固定與自由端 深溝球軸承、角接觸球軸承、調(diào)心球軸承、圓柱滾子軸承（NJ型、NF型）、圓錐滾子軸承、調(diào)心滾子軸承。
軸承的安裝
軸承安裝的好壞，將影響到軸承的精度、壽命和性能。按如下操作順序進(jìn)行軸承安裝。
①清洗軸承及相關(guān)零件，對(duì)已經(jīng)脂潤(rùn)滑的軸承及雙側(cè)具有油封或防塵蓋、密封圈的軸承，安裝前無(wú)需清洗。
②檢查相關(guān)零件的尺寸及精加工情況。
③軸承的安裝應(yīng)根據(jù)軸承結(jié)構(gòu)、尺寸大小和軸承部件的配合性質(zhì)而定，壓力應(yīng)直接加在緊配合的套圈端面上，不得通過(guò)滾動(dòng)體傳遞壓力。
軸承安裝一般采用如下方法。
①壓入配合 軸承內(nèi)圈與軸采用過(guò)盈配合，外圈與軸承座孔是較松的配合時(shí)，可用壓力機(jī)將軸承先壓裝在軸上，然后將軸連同軸承一起裝入軸承座孔內(nèi)，壓裝時(shí)在軸承內(nèi)圈端面上，墊上一軟金屬材料做的裝配套管（銅或軟鋼），裝配套管的內(nèi)徑應(yīng)比軸頸直徑略大，外徑直徑應(yīng)比軸承內(nèi)圈擋邊略小，以免壓在保持架上。軸承外圈與軸承座孔緊配合，內(nèi)圈與軸為較松配合時(shí)，可將軸承先壓人軸承座孔內(nèi)，這時(shí)裝配套管的外徑應(yīng)略小于座孔的直徑。如果軸承套圈與軸及座孔都是緊配合時(shí)，安裝時(shí)內(nèi)圄和外圈要同時(shí)壓^軸和座孔，裝配套管的結(jié)構(gòu)應(yīng)能同時(shí)區(qū)緊軸承內(nèi)圈和外圈的端面。
②加熱配合是通過(guò)加熱軸承或軸承座，利用熱膨脹將緊配合轉(zhuǎn)變?yōu)槌扰浜系陌惭b方法，是一種常用和省力的安裝方法。此法適于過(guò)盈量較大的軸承的安裝，熱裝前把軸承或可分離型軸承的套圈放人油箱中均勻加熱80- 100℃，然后從油中取出盡快裝到軸上。為防止冷卻盾內(nèi)圈端面和軸肩貼合不緊，軸承冷卻后可以再進(jìn)行軸向緊固。軸承外圈與輕金屬制的軸承座緊配音時(shí)，采用加熱軸承座的熱裝方法，可以避免配臺(tái)面受到擦傷日用油箱加熱軸承時(shí)，在距箱底一定距離處應(yīng)有一網(wǎng)柵，或者用鉤子吊著軸承，軸承不能救到箱底上，以防沉下雜質(zhì)進(jìn)入軸承內(nèi)，要均勻加熱，油箱中必須有溫度計(jì)，嚴(yán)格控制油溫不得超過(guò)100℃，以防止發(fā)生回火效應(yīng)，使套圈的硬度降低。
軸承的拆卸與清洗：
定期檢查或更換托輥時(shí)，需要拆卸軸承。通常軸和軸承箱幾乎都要繼續(xù)使用，軸承也往往要繼續(xù)使用。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮到拆卸軸承時(shí)，不致?lián)p傷軸承、軸、軸承箱及其他零部件，同時(shí)還要準(zhǔn)備適當(dāng)?shù)牟鹦豆ぞ?。拆卸靜配合的套圈時(shí)，只能將拉力加在該套圈上，不得通過(guò)滾動(dòng)體拉拔套圈。
將軸承拆下檢查時(shí)，先用攝影等方法做好外觀記錄。另外，要確認(rèn)剩余潤(rùn)滑劑的量并對(duì)潤(rùn)滑劑采樣，然后再清洗軸承。
①軸承的清洗分粗洗和精洗進(jìn)行，在使用的容器底部放上金屬網(wǎng)架。
②粗洗時(shí)，在油中用刷子等清除潤(rùn)滑脂或黏著物。不能在油中轉(zhuǎn)動(dòng)軸承，否則會(huì)因異物等損傷滾動(dòng)面。
③部分精洗時(shí)，在油中慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)軸承，必須仔細(xì)地進(jìn)行。通常使用的清洗劑為中性不含水的柴油或煤油，根據(jù)需要有時(shí)也使用溫性堿液等。不論使用哪種清洗劑，都要經(jīng)常過(guò)濾，保持油清潔。清洗后，立即在軸承上涂布防銹油或防銹脂。
④為了判斷拆下的軸承能否重新使用，要著重檢查其尺寸精度，旋轉(zhuǎn)精度，內(nèi)部游隙以及配合面，滾道面，滾動(dòng)面，保持架和密封圈等。對(duì)檢查結(jié)果進(jìn)行判斷，判斷的標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)托輥性能和重要程度以及檢查周期等而有所不同。如有軸承零部件的斷裂和缺陷，滾道面或滾動(dòng)面的剝離損傷，軸承不得重新使用，必須更換。
4.2 滾筒設(shè)計(jì)與選擇
傳動(dòng)滾筒是傳遞帶式輸送機(jī)功率的圓柱形簡(jiǎn)，而改向滾筒僅作為引導(dǎo)輸送帶改變方向的圓柱形筒。它不承擔(dān)轉(zhuǎn)矩，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。由于傳動(dòng)滾筒和驅(qū)動(dòng)裝置相連，它是帶式輸送機(jī)最重要的部件，驅(qū)動(dòng)功率的大小，往往取決于傳動(dòng)滾筒表面同輸送帶之間的摩擦系數(shù)和輸送帶在該滾筒上的包角。本畢業(yè)設(shè)計(jì)中著重對(duì)改向滾筒進(jìn)行設(shè)計(jì)，傳動(dòng)滾筒不作太多強(qiáng)調(diào)。
4.2.1 滾筒直徑計(jì)算
按ISO標(biāo)準(zhǔn)，滾筒已規(guī)格化。
滾筒直徑與輸送帶的彎曲疲勞極限成反比，滾筒直徑愈大愈有利，依帶層厚度而定。滾筒直徑表達(dá)式如下：
式中：
——滾筒因子，查表可得：=85；
i——帶層教；
t——每層芯體厚度，mm;
D——滾筒直徑，mm。
滾筒直徑：
圓整后：
4.2.2 改向滾筒外形尺寸
改向滾筒的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4-3：
圖4-3 改向滾筒的結(jié)構(gòu)
4.2.3 電動(dòng)滾筒選擇
電動(dòng)滾筒主要用做短距離固定式和移動(dòng)式圓管帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)構(gòu)內(nèi)置于滾筒內(nèi)，較傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、減速器置于滾筒外的開(kāi)式驅(qū)動(dòng)裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，適合在粉塵及潮濕泥濘等各種環(huán)境下工作。隨著電動(dòng)滾筒的廣泛應(yīng)用，叉形成一種將電動(dòng)機(jī)外置，減速機(jī)構(gòu)內(nèi)置的結(jié)構(gòu)形式，妥善地解決了大功率，小尺寸電動(dòng)滾筒電動(dòng)機(jī)的散熱問(wèn)題，并使維護(hù)和維修更加方便。
為了滿足不同場(chǎng)合的需要，電動(dòng)滾筒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)便出現(xiàn)了多種形式，主要有：
①漸開(kāi)線齒輪平行軸定軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；
②漸開(kāi)線行星齒輪傳動(dòng)；
③差動(dòng)輪系機(jī)構(gòu)；
④接線針輪行星傳動(dòng)；
⑤諧波齒輪傳動(dòng)；
⑥變速軸承傳動(dòng)；
⑦活齒減速器傳動(dòng)；
⑧開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速傳動(dòng)。
盡管電動(dòng)滾筒的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，但是主要零部件基本相同。除前面簡(jiǎn)述的電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)外，主要還有滾筒體、右軸、左軸、端益、支座等主要零件以及軸承、密封罔、緊固件等標(biāo)準(zhǔn)件。
電動(dòng)滾筒功率計(jì)算：
電動(dòng)滾筒驅(qū)動(dòng)功率通常按輸送機(jī)水平運(yùn)送負(fù)荷所需的功率和輸送機(jī)提升負(fù)荷時(shí)所需的功率。可采用下列公式進(jìn)行計(jì)算：
（4-9）
式中：
P——電動(dòng)滾筒的軸功率，kW；
C——輸送帶、軸承等處的影響系數(shù)；
f——托輥的模擬摩擦系數(shù)，平托輥f =0.025～0.030；
L——電動(dòng)滾筒與改向滾筒中心距的水平投影，m；
Y——輸送帶、托輥、改向滾筒等旋轉(zhuǎn)零件的質(zhì)量及物料重，；
——輸送量，t/h，；
H——輸送高度，m；
B——帶寬，mm。
根據(jù)以上公式計(jì)算可得所需電動(dòng)滾筒的功率為：2.2kW；
據(jù)基本參數(shù)可以選擇電動(dòng)滾筒的型號(hào)為：FDB-0.5-1100-1800
名義直徑：1100mm，滾筒長(zhǎng)度：1800mm，滾筒表面線速度：0.5m/s，功率：2.2kW
電動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)矩的計(jì)算：
（4-10）
式中：
M——轉(zhuǎn)矩，N?m；
D——滾筒直徑，m；
P——傳動(dòng)功率，kW；
注意事項(xiàng)：
①每天連續(xù)工作超過(guò)8h．電機(jī)功率提高一級(jí)。
②包膠滾筒，電機(jī)功率應(yīng)提高一級(jí)。
第五章 拉緊裝置與清掃器的設(shè)計(jì)
5.1拉緊裝置
5.1.1 拉緊裝置的功能
拉緊裝置是保證帶式輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)必不可少的重要部件，它的功能有以下四點(diǎn)：
①使輸送帶在傳動(dòng)滾筒上形成正壓力，靠摩擦力將傳動(dòng)滾筒的圓周力傳遞出來(lái)；
②限制輸送帶在托輥間的垂度，防止輸送帶在托輥間距內(nèi)過(guò)分松弛而喪失槽形，引起輸送帶跑偏，增加運(yùn)行阻力；
③補(bǔ)償輸送帶的彈性伸長(zhǎng)和塑性伸長(zhǎng)；
④為再次連接接頭提供必要的行程。
5.1.2拉緊裝置的分類
(1)應(yīng)力式
凡利用重力拉