礦用固定式帶式輸送機設計-無角度含開題及6張CAD圖

礦用固定式帶式輸送機設計-無角度含開題及6張CAD圖,固定,式帶式,輸送,設計,角度,開題,cad 礦用固定式帶式輸送機設計 摘要 本次畢業(yè)設計是關于礦用固定式帶式輸送機的設計。首先對膠帶輸送機作了簡單的概述；接著分析了帶式輸送機的選型原則及計算方法；然后根據這些設計準則與計算選型方法按照給定參數要求進行選型設計；接著對所選擇的輸送機各主要零部件進行了校核。普通型帶式輸送機由六個主要部件組成：傳動裝置，機尾和導回裝置，中部機架，拉緊裝置以及膠帶。最后簡單的說明了輸送機的安裝與維護。目前，膠帶輸送機正朝著長距離，高速度，低摩擦的方向發(fā)展，近年來出現的氣墊式膠帶輸送機就是其中的一個。在膠帶輸送機的設計、制造以及應用方面,目前我國與國外先進水平相比仍有較大差距,國內在設計制造帶式輸送機過程中存在著很多不足。 本次帶式輸送機設計代表了設計的一般過程, 對今后的選型設計工作有一定的參考價值。 關鍵詞：帶式輸送機；選型設計；主要部件 Ⅱ TRANSMISSION BELT CONVEYOR DESIGN Abstract The design is a graduation project about the belt conveyor used in coal mine. At first, it is introduction about the belt conveyor. Next, it is the principles about choose component parts of belt conveyor. After that the belt conveyor abase on the principle is designed. Then, it is checking computations about main component parts. The ordinary belt conveyor consists of six main parts: Drive Unit, Jib or Delivery End, Tail Ender Return End, Intermediate Structure, Loop Take-Up and Belt. At last, it is explanation about fix and safeguard of the belt conveyor. Today, long distance, high speed, low friction is the direction of belt conveyor’s development. Air cushion belt conveyor is one of them. At present, we still fall far short of abroad advanced technology in design, manufacture and using. There are a lot of wastes in the design of belt conveyor. Keyword: belt conveyor Lectotype Design main parts Ⅲ 目 錄 摘要 Ⅱ Abstract Ⅲ 1緒論 1 1.1 研究的目的和意義 1 1.2 本課題的主要研究內容 1 1.3 國內外研究現狀 1 2帶式輸送機概述 2 2.1 帶式輸送機的應用 2 2.2 帶式輸送機的分類 2 2.3 各種帶式輸送機的特點 2 2.4 帶式輸送機的發(fā)展狀況 3 2.5 帶式輸送機的工作原理 4 2.6 帶式輸送機的結構和布置形式 5 2.6.1 帶式輸送機的結構 5 2.6.2 布置方式 5 3 帶式輸送機的設計計算 7 3.1 已知原始數據及工作條件 7 3.2 計算步驟 7 3.2.1 帶寬的確定 7 3.2.2輸送帶寬度的核算 9 3.3 圓周驅動力 9 3.3.1 計算公式 9 3.3.2 主要阻力計算 10 3.3.3 主要特種阻力計算 11 3.3.4 附加特種阻力計算 12 3.3.5 傾斜阻力計算 12 3.4傳動功率計算 13 3.4.1 傳動軸功率（PA）計算 13 3.4.2 電動機功率計算 13 3.5 輸送帶張力計算 13 3.5.1 輸送帶不打滑條件校核 14 3.5.2 輸送帶下垂度校核 14 3.5.3 各特性點張力計算 15 3.6 傳動滾筒、改向滾筒合張力計算 16 3.7 傳動滾筒最大扭矩計算 16 3.8 拉緊力計算 16 3.9輸送帶強度校核計算 17 4 驅動裝置的選用與設計 18 4.1 電機的選用 18 4.2 減速器的選用 18 4.2.1 傳動裝置的總傳動比 19 4.2.2 液力偶合器 19 4.2.3 聯軸器 19 5 帶式輸送機部件的選用 21 5.1 輸送帶 21 5.1.1 輸送帶的分類 21 5.1.2 輸送帶的連接 21 5.2 傳動滾筒 22 5.2.1 傳動滾筒的作用及類型 22 5.2.2 傳動滾筒的選型及設計 22 5.2.3 傳動滾筒結構 23 5.2.4 傳動滾筒的直徑驗算 23 5.3 托輥 24 5.3.1 托輥的作用與類型 24 5.3.2 托輥的選型 26 5.3.3 托輥的校核 27 5.4 制動裝置 29 5.4.1 制動裝置的作用 29 5.4.2 制動裝置的種類 29 5.4.3 制動裝置的選型 30 5.5 改向裝置 30 5.6拉緊裝置 31 5.6.1 拉緊裝置的作用 31 5.6.2 張緊裝置在使用中應滿足的要求 31 5.6.3 拉緊裝置在過渡工況下的工作特點 31 5.6.4 拉緊裝置布置時應遵循的原則 32 5.6.5 拉緊裝置的種類及特點 32 6其他部件的選用 34 6.1 機架與中間架 34 6.2 給料裝置 35 6.2.1 對給料裝置的基本要求 35 6.2.2 裝料段攔板的布置及尺寸 35 6.2.3 裝料點的緩沖 35 6.3 卸料裝置 35 6.4清掃裝置 36 6.4.1 篦子式刮板清掃裝置 36 6.4.2 輸送機式刮板清掃裝置 36 6.4.3 刷式清掃裝置 36 6.4.4 振動式清掃裝置 37 6.4.5 水力和風力清掃裝置 37 6.4.6 聯合清掃裝置 37 6.4.7 輸送帶翻轉裝置 37 6.4.8 清掃裝置的種類 38 6.5 頭部漏斗 38 6.6 電氣及安全保護裝置 39 結論 40 致 謝 41 參考文獻 42 1緒論 1.1 研究的目的和意義 帶式輸送機是連續(xù)運行的運輸設備，在冶金、采礦、動力、建材等重工業(yè)部門及交通運輸部門中主要用來運送大量散狀貨物，如礦石、煤、砂等粉、塊狀物和包裝好的成件物品。帶式輸送機是煤礦最理想的高效連續(xù)運輸設備，與其他運輸設備相比，不僅具有長距離、大運量、連續(xù)輸送等優(yōu)點，而且運行可靠,易于實現自動化、集中化控制,特別是對高產高效礦井，帶式輸送機已成為煤炭高效開采機電一體化技術與裝備的關鍵設備。特別是近10年，長距離、大運量、高速度的帶式輸送機的出現，使其在礦山建設的井下巷道、礦井地表運輸系統(tǒng)及露天采礦場、選礦廠中的應用又得到進一步推廣。 選擇帶式輸送機這種通用機械的設計作為畢業(yè)設計的選題，能培養(yǎng)我們獨立解決工程實際問題的能力，通過這次畢業(yè)設計是對所學基本理論和專業(yè)知識的一次綜合運用，也使我們的設計、計算和繪圖能力都得到了全面的訓練。 1.2 本課題的主要研究內容 熟悉帶式輸送機的各部分的功能與作用，對主要部件進行選型設計與計算，解決在實際使用中容易出現的問題，并大膽地進行創(chuàng)新設計。 1.3 國內外研究現狀 八十年代末期以來,我國的煤礦用帶式輸送機也有了很大的發(fā)展,對其關鍵技術研究和新產品開發(fā)都取得了可喜的成果。輸送機產品系列不斷增多，從定型的SDJ、SSJ、STJ、DT等系列發(fā)展到多功能、適應特種用途的各種帶式輸送機系列，如國家“七五”攻關項目-大傾角帶式輸送機成套設備、“九五”攻關項目-高產高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機等都填補了國內空白，開發(fā)了大傾角、長距離輸送原煤的新型帶式輸送機系列產品，并對帶式輸送機的關鍵技術及其主要元部件進行了理論研究和產品開發(fā)，應用動態(tài)分析技術和中間驅動與智能化控制等技術，研制成功了多種軟起動和制動裝置及以PLC 為核心的可編程電控裝置。但與國外相比，其機型一般都偏小，特別是帶速通常均不超過4m/s，對高帶速輸送機及其動態(tài)設計與計算機監(jiān)控等關鍵技術問題缺乏實踐經驗，由于帶速普遍較低，許多設計單位仍延用以往的靜態(tài)設計法，用加大輸送帶安全系數的方法來提高設計的可靠性，其結果不僅增大了設備成本，而且降低了設備運行的可靠性。此外，我國輸送機制造企業(yè)追求小而全模式，未能像國外一樣形成大規(guī)模的元部件專業(yè)生產廠或加工中心，致使元部件設計與制造水平得不到有效提高。建立帶式輸送機的輸送帶在起動和停機過程中的動力學方程,求解輸送帶上不同點隨時間推移所發(fā)生所的變化，找出變化劇烈的張力波可能造成的破壞，這就是帶式輸送機的動態(tài)分析。動態(tài)分析技術是一門綜合性學科，不僅要對整機運行全過程的動態(tài)特性進行分析，更重要的是對其涉及到的基礎理論，運用現代先進技術進行系統(tǒng)研究，是當今世界的高新技術。 1 2帶式輸送機概述 2.1 帶式輸送機的應用 帶式輸送機是連續(xù)運輸機的一種，連續(xù)運輸機是固定式或運移式起重運輸機中主要類型之一，其運輸特點是形成裝載點到裝載點之間的連續(xù)物料流，靠連續(xù)物料流的整體運動來完成物流從裝載點到卸載點的輸送。在工業(yè)、農業(yè)、交通等各企業(yè)中，連續(xù)運輸機是生產過程中組成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線不可缺少的組成部分。 連續(xù)運輸機可分為： （1）具有撓性牽引物件的輸送機，如帶式輸送機，板式輸送機，刮板輸送機，斗式輸送機、自動扶梯及架空索道等。 （2）不具有撓性牽引物件的輸送機，如螺旋輸送機、振動輸送機等。 （3）管道輸送機(流體輸送)，如氣力輸送裝置和液力輸送管道。 其中帶輸送機是連續(xù)運輸機中是使用最廣泛的，帶式輸送機運行可靠，輸送量大，輸送距離長，維護簡便，適應于冶金煤炭，機械電力，輕工，建材，糧食等各個部門。 2.2 帶式輸送機的分類 帶式輸送機分類方法有多種，按運輸物料的輸送帶結構可分成兩類，一類是普通型帶式輸送機，這類帶式輸送機在輸送帶運輸物料的過程中，上帶呈槽形，下帶呈平形，輸送帶有托輥托起，輸送帶外表幾何形狀均為平面；另外一類是特種結構的帶式輸送機，各有各的輸送特點。其簡介如下： 2.3 各種帶式輸送機的特點 （1）QD80輕型固定式帶輸送機:QD80輕型固定式帶輸送機與TDⅡ型相比，其帶較薄、載荷也較輕，運距一般不超過100m，電機容量不超過22kw。 （2）DX型鋼繩芯帶式輸送機:它屬于高強度帶式輸送機，其輸送帶的帶芯中有平行的細鋼繩，一臺運輸機運距可達幾公里到幾十公里。 （3）U形帶式輸送機:它又稱為槽形帶式輸送機，其明顯特點是將普通帶式輸送機的槽形托輥角由提高到使輸送帶成U形。這樣一來輸送帶與物料間產生擠壓，導致物料對膠帶的摩擦力增大，從而輸送機的運輸傾角可達25°。 （4）管形帶式輸送機:U形帶式輸送帶進一步的成槽，最后形成一個圓管狀，即為管形帶式輸送機，因為輸送帶被卷成一個圓管，故可以實現閉密輸送物料，可明顯減輕粉狀物料對環(huán)境的污染，并且可以實現彎曲運行。 （5）氣墊式帶輸送機:其輸送帶不是運行在托輥上的，而是在空氣膜(氣墊)上運行，省去了托輥，用不動的帶有氣孔的氣室盤形槽和氣室取代了運行的托輥，運動部件的減少，總的等效質量減少，阻力減小，效率提高，并且運行平穩(wěn)，可提高帶速。但一般其運送物料的塊度不超過300mm。增大物流斷面的方法除了用托輥把輸送帶強壓成槽形外，也可以改變輸送帶本身，把輸送帶的運載面做成垂直邊的，并且?guī)в袡M隔板。一般把垂直側擋邊作成波狀，故稱為波狀帶式輸送機，這種機型適用于大傾角，傾角在30°以上，最大可達90°。 （6）壓帶式帶輸送機:它是用一條輔助帶對物料施加壓力。這種輸送機的主要優(yōu)點是：輸送物料的最大傾角可達90°，運行速度可達6m/s，輸送能力不隨傾角的變化而變化，可實現松散物料和有毒物料的密閉輸送。其主要缺點是結構復雜、輸送帶的磨損增大和能耗較大。 （7）鋼繩牽引帶式輸送機:它是無際繩運輸與帶式運輸相結合的產物，既具有鋼繩的高強度、牽引靈活的特點，又具有帶式運輸的連續(xù)、柔性的優(yōu)點。 2.4 帶式輸送機的發(fā)展狀況 目前帶式輸送機已廣泛應用于國民經經濟各個部門，近年來在露天礦和地下礦的聯合運輸系統(tǒng)中帶式輸送機又成為重要的組成部分。主要有：鋼繩芯帶式輸送機、鋼繩牽引膠帶輸送機和排棄場的連續(xù)輸送設施等。 這些輸送機的特點是輸送能力大(可達30000t/h)，適用范圍廣(可運送礦石，煤炭，巖石和各種粉狀物料，特定條件下也可以運人)，安全可靠，自動化程度高，設備維護檢修容易，爬坡能力大(可達16°)，經營費用低，由于縮短運輸距離可節(jié)省基建投資。 目前，帶式輸送機的發(fā)展趨勢是：大運輸能力、大帶寬、大傾角、增加單機長度和水平轉彎，合理使用膠帶張力，降低物料輸送能耗，清理膠帶的最佳方法等。我國已于1978年完成了鋼繩芯帶式輸送機的定型設計。鋼繩芯帶式輸送機的適用范圍： （1）適用于環(huán)境溫度一般為°°C；在寒冷地區(qū)驅動站應有采暖設施； （2）可做水平運輸，傾斜向上(16°)和向下()運輸，也可以轉彎運輸；運輸距離長，單機輸送可達15km； （3）可露天鋪設，運輸線可設防護罩或設通廊； （4）輸送帶伸長率為普通帶的1/5左右；其使用壽命比普通膠帶長；其成槽性好；運輸距離大。 2.5 帶式輸送機的工作原理 帶式輸送機又稱膠帶運輸機，其主要部件是輸送帶，亦稱為膠帶，輸送帶兼作牽引機構和承載機構。帶式輸送機組成及工作原理如圖2-1所示，它主要包括一下幾個部分：輸送帶(通常稱為膠帶)、托輥及中間架、滾筒拉緊裝置、制動裝置、清掃裝置和卸料裝置等。 圖2-1 DT II(A)型帶式輸送機整機結構 輸送帶繞經傳動滾筒和機尾換向滾筒形成一個無極的環(huán)形帶。輸送帶的上、下兩部分都支承在托輥上。拉緊裝置給輸送帶以正常運轉所需要的拉緊力。工作時，傳動滾筒通過它和輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶運行。物料從裝載點裝到輸送帶上，形成連續(xù)運動的物流，在卸載點卸載。一般物料是裝載到上帶(承載段)的上面，在機頭滾筒(在此，即是傳動滾筒)卸載，利用專門的卸載裝置也可在中間卸載。 普通型帶式輸送機的機身的上帶是用槽形托輥支撐，以增加物流斷面積，下帶為返回段(不承載的空帶)一般下托輥為平托輥。帶式輸送機可用于水平、傾斜和垂直運輸。對于普通型帶式輸送機傾斜向上運輸，其傾斜角不超過18°，向下運輸不超過15°。 輸送帶是帶式輸送機部件中最昂貴和最易磨損的部件。當輸送磨損性強的物料時，如鐵礦石等，輸送帶的耐久性要顯著降低。 提高傳動裝置的牽引力可以從以下三個方面考慮： （1）增大拉緊力。增加初張力可使輸送帶在傳動滾筒分離點的張力增加，此法提高牽引力雖然是可行的。但因增大必須相應地增大輸送帶斷面，這樣導致傳動裝置的結構尺寸加大，是不經濟的。故設計時不宜采用。但在運轉中由于運輸帶伸長，張力減小，造成牽引力下降，可以利用拉緊裝置適當地增大初張力，從而增大，以提高牽引力。 （2）增加圍包角對需要牽引力較大的場合，可采用雙滾筒傳動，以增大圍包角。 （3）增大摩擦系數其具體措施可在傳動滾筒上覆蓋摩擦系數較大的襯墊，以增大摩擦系數。 通過對上述傳動原理的闡述可以看出，增大圍包角是增大牽引力的有效方法。故在傳動中擬采用這種方法。 2.6 帶式輸送機的結構和布置形式 2.6.1 帶式輸送機的結構 帶式輸送機主要由以下部件組成：頭架、驅動裝置、傳動滾筒、尾架、托輥、中間架、尾部改向裝置、卸載裝置、清掃裝置、安全保護裝置等。 輸送帶是帶式輸送機的承載構件，帶上的物料隨輸送帶一起運行，物料根據需要可以在輸送機的端部和中間部位卸下。輸送帶用旋轉的托棍支撐，運行阻力小。帶式輸送機可沿水平或傾斜線路布置。使用光面輸送帶沿傾斜線路布置時，不同物料的最大運輸傾角是不同的，如下表2-1所示： 表2-1 不同物料的最大運角 物料種類 角度 物料種類 角度 煤塊 18° 篩分后的石灰石 12° 煤塊 20° 干沙 15° 篩分后的焦碳 17° 未篩分的石塊 18° 0—350mm礦石 16° 水泥 20° 0—200mm油田頁巖 22° 干松泥土 20° 由于帶式輸送機的結構特點決定了其具有優(yōu)良性能，主要表現在：運輸能力大，且工作阻力小，耗電量低，約為刮板輸送機的1/3到1/5；由于物料同輸送機一起移動，同刮板輸送機比較，物料破碎率?。粠捷斔蜋C的單機運距可以很長，與刮板輸送機比較，在同樣運輸能力及運距條件下，其所需設備臺數少，轉載環(huán)節(jié)少，節(jié)省設備和人員，并且維護比較簡單。由于輸送帶成本高且易損壞，故與其它設備比較，初期投資高且不適應輸送有尖棱的物料。 輸送機年工作時間一般取4500-5500小時。當二班工作和輸送剝離物，且輸送環(huán)節(jié)較多，宜取下限；當三班工作和輸送環(huán)節(jié)少的礦石輸送，并有儲倉時，取上限為宜。 2.6.2 布置方式 電動機通過聯軸器、減速器帶動傳動滾筒轉動或其他驅動機構，借助于滾筒或其他驅動機構與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶運動。帶式輸送機的驅動方式按驅動裝置可分為單點驅動方式和多點驅動方式兩種。 通用固定式輸送帶輸送機多采用單點驅動方式，即驅動裝置集中的安裝在輸送機長度的某一個位置處，一般放在機頭處。單點驅動方式按傳動滾筒的數目分，可分為單滾筒和雙滾筒驅動。對每個滾筒的驅動又可分為單電動機驅動和多電動機驅動。因單點驅動方式最常用，凡是沒有指明是多點驅動方式的，即為單驅動方式，故一般對單點驅動方式，“單點”兩字省略。 單筒、單電動機驅動方式最簡單，在考慮驅動方式時應是首選方式。在大運量、長距離的鋼繩芯膠帶輸送機中往往采用多電動機驅動。帶式輸送機常見典型的布置方式如下表2-2所示： 表2-2 帶式輸送機典型布置方式 6 3 帶式輸送機的設計計算 3.1 已知原始數據及工作條件 帶式輸送機的設計計算，應具有下列原始數據及工作條件資料 （1）物料的名稱和輸送能力： （2）物料的性質： 1）粒度大小，最大粒度和粗度組成情況； 2）堆積密度； 3）動堆積角、靜堆積角，溫度、濕度、粒度和磨損性等。 （3）工作環(huán)境、露天、室內、干燥、潮濕和灰塵多少等； （4）卸料方式和卸料裝置形式； （5）給料點數目和位置； （6）輸送機布置形式和尺寸，即輸送機系統(tǒng)（單機或多機）綜合布置形式、地形條件和供電情況。輸送距離、上運或下運、提升高度、最大傾角等； （7）裝置布置形式，是否需要設置制動器。 原始參數和工作條件 （1）輸送物料：煤 （2）物料特性： 1）塊度：0～400mm 2）散裝密度：0.90t/ 3）在輸送帶上堆積角：ρ=20° 4）物料溫度：<50℃ （3）工作環(huán)境：井下 （4）輸送系統(tǒng)及相關尺寸： 1）運距：400m 2）傾斜角：β=0° 3）最大運量:400t/h 3.2 計算步驟 3.2.1 帶寬的確定 按給定的工作條件,取原煤的堆積角為20°; 原煤的堆積密度按900 kg/; 輸送機的工作傾角β=0°; 帶式輸送機的最大運輸能力計算公式為 Q=3.6Svkρ （3.2-1） 式中：Q——輸送量（; v——帶速（; ρ——物料堆積密度（）; s——在運行的輸送帶上物料的最大堆積面積(); k----傾斜輸送機面積折減系數; 帶速選擇原則： (1)輸送量大、輸送帶較寬時，應選擇較高的帶速。 (2)較長的水平輸送機，應選擇較高的帶速；輸送機傾角愈大，輸送距離愈短，則帶速應愈低。 (3)物料易滾動、粒度大、磨琢性強的，或容易揚塵的以及環(huán)境衛(wèi)生條件要求較高的，宜選用較低帶速。 (4)一般用于給了或輸送粉塵量大時，帶速可取0.8m/s~1m/s；或根據物料特性和工藝要求決定。 (5)人工配料稱重時，帶速不應大于1.25m/s。 (6)采用犁式卸料器時，帶速不宜超過2.0m/s。 (7)采用卸料車時，帶速一般不宜超過2.5m/s；當輸送細碎物料或小塊料時，允許帶速為3.15m/s。 (8)有計量秤時，帶速應按自動計量秤的要求決定。 (9)輸送成品物件時，帶速一般小于1.25m/s。 帶速與帶寬、輸送能力、物料性質、塊度和輸送機的線路傾角有關.當輸送機向上運輸時，傾角大，帶速應低；下運時，帶速更應低；水平運輸時，可選擇高帶速.帶速的確定還應考慮輸送機卸料裝置類型，當采用犁式卸料車時，帶速不宜超過3.15m/s. 表3-3傾斜系數k選用表 傾角(°) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 k 1.00 0.99 0.98 0.97 0.95 0.93 0.91 0.89 0.85 0.81 輸送機的工作傾角=0°; 查DTⅡ（A)型帶式輸送機選用手冊（表3-3）(此后凡未注明均為該書)得k=1 按給頂的工作條件,取原煤的堆積角為20°; 原煤的堆積密度為900kg/m3; 考慮井下的工作條件取帶速為1.6m/s; 將個參數值代入上式, 可得到為保證給頂的運輸能力,帶上必須具有的的截面積 S=Q/(3.6ρvk)=400/(3.6*900*1.6*1)=0.0772m2 圖3-2 槽形托輥的帶上物料堆積截面 表3-2槽形托輥物料斷面面積A 槽 角λ 帶寬B=500mm 帶寬 B=650mm 帶寬 B=800mm 帶寬B=1000mm 動堆積角ρ20° 動堆積角ρ30° 動堆積角ρ 20° 動堆積角ρ 30° 動堆積角ρ 20° 動堆積角ρ 30° 動堆積角ρ 20° 動堆積角ρ 30° 30° 0.0227 0.0277 0.0416 0.0504 0.0651 0.0789 0.1062 0.1282 35° 0.0242 0.0289 0.0442 0.0525 0.0692 0.0822 0.1127 0.1335 45° 0.0262 0.0303 0.0477 0.0549 0.0747 0.0861 0.1216 0.1396 查表3-2, 輸送機的承載托輥槽角30°，物料的堆積角為20°時，帶寬為1000mm的輸送帶上允許物料堆積的橫斷面積為0.1062，此值大于計算所需要的堆積橫斷面積,據此選用寬度為1000mm的輸送帶能滿足要求。 經如上計算,確定選用帶寬B=1000mm,680S型煤礦用阻燃輸送帶。 680S型煤礦用阻燃輸送帶的技術規(guī)格（表4-4）： 縱向拉伸強度750N/mm； 帶厚8.5mm; 輸送帶質11.5Kg/m. 3.2.2輸送帶寬度的核算 輸送大塊散狀物料的輸送機，需要按（3.2-2）式核算，再查表3-4 （3.2-2） 式中——最大粒度，mm。 表3-4不同帶寬推薦的輸送物料的最大粒度mm 帶寬B 500 650 800 1000 1200 1400 粒度 篩分后 100 130 180 250 300 350 未篩分 150 200 300 400 500 600 計算：B=1000=2*400+200=1000 故，輸送帶寬滿足輸送要求。 3.3 圓周驅動力 3.3.1 計算公式 1）所有長度（包括L<80m） 傳動滾筒上所需圓周驅動力為輸送機所有阻力之和，可用式（3.3-1）計算： （3.3-1） 式中——主要阻力，N； ——附加阻力，N； ——特種主要阻力，N； ——特種附加阻力，N； ——傾斜阻力，N。 五種阻力中，、是所有輸送機都有的，其他三類阻力，根據輸送機側型及附件裝設情況定，由設計者選擇。 2） 對機長大于80m的帶式輸送機，附加阻力明顯的小于主要阻力，可用簡便的方式進行計算，不會出現嚴重錯誤。為此引入系數C作簡化計算，則公式變?yōu)橄旅娴男问剑? （3.3-2） 式中——與輸送機長度有關的系數，在機長大于80m時，可按式（3.3-3）計算，或從表3-5查取 （3.3-3） 式中——附加長度，一般在70m到100m之間； ——系數，不小于1.02。 查〈〈DTⅡ（A）型帶式輸送機設計手冊〉〉表3-5 系數C(裝料系數在0.7-1.1范圍內) L 80 100 150 200 300 400 500 600 C 1.92 1.78 1.58 1.45 1.31 1.25 1.20 1.17 L 700 800 900 1000 1500 2000 2500 5000 C 1.14 1.12 1.10 1.09 1.06 1.05 1.04 1.03 3.3.2 主要阻力計算 輸送機的主要阻力是物料及輸送帶移動和承載分支及回程分支托輥旋轉所產生阻力的總和?？捎檬剑?.3-4）計算： （3.3-4） 式中——模擬摩擦系數，根據工作條件及制造安裝水平決定，一般可按表3-6查取。對于重要的輸送機，建議仔細閱讀國家標規(guī)定后慎重選擇； ——輸送機長度（頭尾滾筒中心距），m; ——重力加速度g=9.81m2≈10m/s2； 初步選定托輥為DTⅡ(A)6205/C4，查表6-8，上托輥間距＝1.2m，下托輥間距 ＝3m，上托輥槽角30°，下托輥槽角0°。 ——承載分支托輥組每米長度旋轉部分重量，kg/m，用式（3.3-5）計算: （3.3-5） 其中——承載分支每組托輥旋轉部分重量，kg,表3-7查取 ——承載分支托輥間距，m； 托輥已經選好，知 G1=12.21kg 計算：qR0=G1/a0=12.21/1.2=10.18kg/m ——回程分支托輥組每米長度旋轉部分質量，kg/m，用式（3.3-6）計算： （3.3-6） 其中——回程分支每組托輥旋轉部分質量 ——回程分支托輥間距，m； G2=10.43kg 計算：=10.43/3=3.48kg/m ——每米長度輸送物料質量,kg/m,按式 （3.3-7）計算： （3.3-7） =400/(3.6*1.6)=69.44kg/m ——每米長度輸送帶質量，kg/m，=11.5kg/m =0.022×400×9.8×[10.18+3.48+（2×11.5+69.44）×cos0°]=9150.06N 運行阻力系數f值應根據表3-5選取。取=0.022。 表3-6 阻力系數f 輸送機工況 工作條件和設備質量良好，帶速低，物料內摩擦較小 0.02～0.023 工作條件和設備質量一般，帶速較高，物料內摩擦較大 0.025～0.030 工作條件惡劣、多塵低溫、濕度大，設備質量較差，托輥成槽角大于35° 0.035～0.045 3.3.3 主要特種阻力計算 主要特種阻力包括托輥前傾的摩擦阻力和被輸送物料與導料槽攔板間的摩擦阻力兩部分，按式（3.3-8）計算： + （3.3-8） 按式（3.3-9）或式（3.3-10）計算： (1)三個等長輥子的前傾上托輥時 （3.3-9） (2)二輥式前傾下托輥時 （3.3-10） 本輸送機沒有主要特種阻力，即=0 3.3.4 附加特種阻力計算 附加特種阻力包括輸送帶清掃器摩擦阻力和卸料器摩擦阻力等部分，按下式計算： （3.3-11） （3.3-12） （3.3-13） 式中——清掃器個數，包括頭部清掃器和空段清掃器； A——一個清掃器和輸送帶接觸面積，，見表3-11 ——清掃器和輸送帶間的壓力，N/，一般取為3 N/； ——清掃器和輸送帶間的摩擦系數，一般取為0.5~0.7； ——刮板系數，一般取為1500 N/m。 表3-11導料槽欄板內寬、刮板與輸送帶接觸面積 帶寬B /mm 導料欄板內寬 /m 刮板與輸送帶接觸面積A/m 頭部清掃器 空段清掃器 500 0.315 0.005 0.008 650 0.400 0.007 0.01 800 0.495 0.008 0.012 1000 0.610 0.01 0.015 1200 0.730 0.012 0.018 1400 0.850 0.014 0.021 查表3-11得 A=0.01m，取=10N/m，取=0.6，將數據帶入式（3.3-12） 則=0.01×10×0.6=600N 擬設計的總圖中有兩個清掃器和一個空段清掃器（一個空段清掃器相當于1.5個清掃器） =0 由式（3.3-11） 則 =3.5×600=2100N 3.3.5 傾斜阻力計算 傾斜阻力按下式計算： （3.3-13） 式中 H--輸送機受料點與卸料點間的高差，m；輸送機向上提升時H為正，反之為負。 =0 由式（3.3-2）Fu=CFH+FS1+FS2+FSt Fu=1.09×9150.06+0+2100+0=12073.57N 3.4傳動功率計算 3.4.1 傳動軸功率（）計算 傳動滾筒軸功率（）按式（3.4-1）計算： （3.4-1） 3.4.2 電動機功率計算 電動機功率，按式（3.4-2）計算： 發(fā)電工況： （3.4-2） 發(fā)電工況（下運）： PM=(PAη)/(η'η”) （3.4-3） η=η1η2 （3.4-4） 式中——傳動效率，一般在0.85~0.95之間選?。? ——聯軸器效率； 每個機械式聯軸器效率：=0.98; 液力耦合器器：=0.96； ——減速器傳動效率，按每級齒輪傳動效率.為0.98計算； 二級減速機：=0.98×0.98=0.96 三級減速機：=0.98×0.98×0.98=0.94 ——電壓降系數，一般取0.90~0.95; ——多機驅動功率不平衡系數，一般取0.90~0.95，單電機驅動時，。 根據計算出的值，查電動機型譜，按就大不就小原則選定電動機功率。 由式（3.5-1）=(12073.57*1.6)/1000=19320W 由式（2.5-2） =19320/(0.94*0.95*1) =21634.94W 選電動機型號為Y200L－4，30KW。 3.5 輸送帶張力計算 輸送帶張力在整個長度上是變化的，影響因素很多，為保證輸送機上午正常運行，輸送帶張力必須滿足以下兩個條件： （1）在任何負載情況下，作用在輸送帶上的張力應使得全部傳動滾筒上的圓周力是通過摩擦傳遞到輸送帶上，而輸送帶與滾筒間應保證不打滑； （2）作用在輸送帶上的張力應足夠大，使輸送帶在兩組托輥間的垂度小于一定值。 3.5.1 輸送帶不打滑條件校核 圓周驅動力通過摩擦傳遞到輸送帶上（見圖3-5） 圖3-5作用于輸送帶的張力 為保證輸送帶工作時不打滑，需在回程帶上保持最小張力應F2min按式計算： 式中：輸送機滿載啟動或制動時出現的最大圓周驅動力，啟動時Fumax=KAFU,啟動系數KA=1.3~1.7；對慣性小、起制動平穩(wěn)的輸送機可取較小值;否則，就應取較大值。 ——傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數，見表3-12 表3-12 傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數 工作條件 光面滾筒 膠面滾筒 干態(tài)運行 0.35～0.40 0.40～0.45 清潔潮濕（有水）運行 0.10 0.35 污濁的濕態(tài)（泥漿、粘土）運行 0.05～0.10 0.25～0.30 取=1.5，由式 =1.5×12073.57=18110.355N 對常用：=0.67 該設計取=0.25；=210。 F2min≥Fumax*1/（eμф-1）=18110.355*0.67=12133.94N 3.5.2 輸送帶下垂度校核 為了限制輸送帶在兩組托輥間的下垂度，作用在輸送帶上任意一點的最小張力，需按式（3.5-1）和（3.5-2）進行驗算。 承載分支 (3.5-1) 回程分支 （3.5-2） 式中——允許最大垂度，一般0.01； ——承載上托輥間距（最小張力處）； ——回程下托輥間距（最小張力處）； 取=0.01 得： 1.2（11.5+69.44）*9.8/(8*0.01)=11898.18N 3*11.5*9.8/(8*0.01)=4226.25N 所以按垂度條件應滿足F回min=F承min≥11898.18N 3.5.3 各特性點張力計算 為了確定輸送帶作用于各改向滾筒的合張力，拉緊裝置拉緊力和凸凹弧起始點張力等特性點張力，需逐點張力計算法，進行各特性點張力計算。 圖3-6 張力分布點圖 (1)運行阻力的計算 由分離點起，依次將特殊點設為1、2、3、4、5、6，如圖3-6所示。 計算運行阻力時，首先要確定輸送帶的種類和型號。在前面我們已經選好了輸送帶，680S型煤礦用阻燃輸送帶，縱向拉伸強度750N/mm；帶厚8.5mm;輸送帶質量11.2Kg/m. 1)承載段運行阻力 由式（3.5-3）： （3.5-3） =[(69.44+11.5+10.18)*400*0.04*1]*9.8 =14287.616N 2)回空段運行阻力 由式（3.5-4） （3.5-4） F45=[(11.5+3.48)*298*0.035*1]*9.8 =1531.17N F23=[(11.5+3.48)*2*0.035*1]*9.8 =10.28N 3)最小張力點 由以上計算可知，3點為最小張力點 (2)輸送帶上各點張力的計算 1）由懸垂度條件確定5點的張力 承載段最小張力應滿足 1.2（11.5+69.44）*9.8/(8*0.01)=11898.18N 2)由逐點計算法計算各點的張力 因為S6=11898.18N,根據表選=1.05， 故有S5=S6/CF=11331.6N S4=S5-S45=9800.43N S3=S4/CF=9333.74N S2=S3-S23=9323.46N S1=S6+FZ=26185.796N =S1=26185.796N (3)用摩擦條件來驗算傳動滾筒分離點與相遇點張力的關系 滾筒為包膠滾筒，圍包角為210°。由表14-5選摩擦系數=0.25。并取摩擦力備用系數n=1.2。 由式（3.5-5）可算得允許的最大值為： （3.5-5） =26185.796*[+(e0.25*210/180-1)/1.2] =33386.89> 故摩擦條件滿足。 3.6 傳動滾筒、改向滾筒合張力計算 根據計算出的各特性點張力,計算各滾筒合張力。 頭部180改向滾筒的合張力: =S1+S2=26185.796+9323.46=35509.256N 尾部180改向滾筒的合張力: =S5+S6=11331.6+11898.18=23229.78N 3.7 傳動滾筒最大扭矩計算 單驅動時,傳動滾筒的最大扭矩按式（3.7.1）計算： （3.7.1） 式中D——傳動滾筒的直徑（mm）。 初選傳動滾筒直徑為800mm,則傳動滾筒的最大扭矩為: Mmax=12.07*0.8/2=4.83KN/m 3.8 拉緊力計算 拉緊裝置拉緊力按式（3.8-1）計算 （3.8-1） 式中——拉緊滾筒趨入點張力（N）； ——拉緊滾筒奔離點張力（N）。 由式（3.8-1） F0=S3+S4=9333.74+9800.43=19134.17N =19.13KN 查〈〈煤礦機械設計手冊〉〉。 3.9輸送帶強度校核計算 縱向拉伸強度按式（3.9-1）計算； （3.9-1） 式中——靜安全系數，一般n1=7~10。運行條件好，傾角好，強度低取小值；反之，取大值。 輸送帶的最大張力26185.796 N n1選為7,由式（3.9-1） GX ≥26185.796*7/1000=183.30N/mm 可選輸送帶為680S,即滿足要求. 42 4 驅動裝置的選用與設計 帶式輸送機的負載是一種典型的恒轉矩負載，而且不可避免地要帶負荷起動和制動。電動機的起動特性與負載的起動要求不相適應在帶式輸送機上比較突出，一方面為了保證必要的起動力矩，電機起動時的電流要比額定運行時的電流大6～7倍，要保證電動機不因電流的沖擊過熱而燒壞，電網不因大電流使電壓過分降低，這就要求電動機的起動要盡量快，即提高轉子的加速度，使起動過程不超過3～5s。驅動裝置是整個皮帶輸送機的動力來源，它由電動機、偶合器，減速器 、聯軸器、傳動滾筒組成。驅動滾筒由一臺或兩臺電機通過各自的聯軸器、減速器、和鏈式聯軸器傳遞轉矩給傳動滾筒。 減速器有二級、三級及多級齒輪減速器，第一級為直齒圓錐齒輪減速傳動，第二、三級為斜齒圓柱齒輪降速傳動，聯接電機和減速器的連軸器有兩種，一是彈性聯軸器，一種是液力聯軸器。為此，減速器的錐齒輪也有兩種；用彈性聯軸器時，用第一種錐齒輪，軸頭為平鍵連接；用液力偶合器時，用第二種錐齒輪，軸頭為花鍵齒輪聯接。 傳動滾筒采用焊接結構，主軸承采用調心軸承，傳動滾筒的機架與電機、減速器的機架均安裝在固定大底座上面，電動機可安裝在機頭任一側。 4.1 電機的選用 電動機額定轉速根據生產機械的要求而選定，一般情況下電動機的轉速不低500r/min，因為功率一定時，電動機的轉速低，其尺寸愈大，價格愈貴，而效率 低。若電機的轉速高，則極對數少，尺寸和重量小，價格也低。本設計皮帶機所采用的電動機的總功率為21.6kw，所以需選用功率為30kw的電動機， 擬采用Y200L－４型電動機，該型電機轉矩較大，性能良好，可以滿足要求。 查《DTII(A)帶式輸送機設計手冊》，它的主要性能參數如下表： Y200L－４型電動機主要性能參數 電動機型號 額定功率kw 滿載 轉速r/min 電流A 效率％ 功率因數 Y200L－４ 30 1470 56.8 92.2 0.87 起動電流/額定電流 起動轉矩/額定轉矩 最大轉矩/額定轉矩 重量kg 7.0 2.0 2.2 255 4.2 減速器的選用 4.2.1 傳動裝置的總傳動比 已知輸送帶寬為1000，查《運輸機械選用設計手冊》選取傳動滾筒的直徑D為800，則工作轉速為： nw=60υ/(πD)=60*1.6/(π*0.8)=38.22r/min 已知電機轉速為nm＝1470 r/min ， 則電機與滾筒之間的總傳動比為： I=nm/nw=1470/38.22=38.46 本次設計選用 ZSY型 礦用減速器,傳動比為40，可傳遞30KW功率。兩級圓柱齒輪齒減速器，其展開簡圖如下： 圖4-1 ZSY型減速器展開簡圖 電動機和I軸之間，Ⅲ軸和傳動滾筒之間用的都是聯軸器，故傳動比都是1。 4.2.2 液力偶合器 液力傳動與液壓傳動一樣，都是以液體作為傳遞能量的介質，同屬液體傳動的范疇，二者的重要區(qū)別在于，液壓傳動是同過工作腔容積的變化，是液體壓力能改變傳遞能量的；液力傳動是利用旋轉的葉輪工作，輸入軸與輸出軸為非剛性連接，通過液體動能的變化傳遞能量，傳遞的紐矩與其轉數的平方成正比． 目前，在帶式輸送機的傳動系統(tǒng)中，廣泛使用液力偶合器. 液力傳動裝置除煤礦機械使用外，還廣泛用于各種軍用車輛，建筑機械，工程機械，起重機械，載重汽車．小轎車和艦艇上. 本次設計選用的YOD400，輸入轉速為1470r／min，效率達0.96，起動系數為1.3～1.7。 4.2.3 聯軸器 本次驅動裝置的設計中，較多的采用聯軸器，這里對其做簡單介紹： 聯軸器是機械傳動中常用的部件。它用來把兩軸聯接在一起，機器運轉時兩軸不能分離；只有在機器停車并將聯接拆開后，兩軸才能分離。 聯軸器所聯接的兩軸，由于制造及安裝誤差、承載后的變形以及溫度變化的影響等，往往不能保證嚴格的對中，而是存在著某種程度的相對位移。這就要求設計聯軸器時，要從結構上采取各種不同的措施，使之具有適應一定范圍的相對位移的性能。 根據對各種相對位移有無補償能力（即能否在發(fā)生相對位移條件下保持聯接的功能），聯軸器可分為剛性聯軸器（無補償能力）和撓性聯軸器（有補償能力）兩大類。撓性聯軸器又可按是否具有彈性元件分為無彈性元件的撓性聯軸器和有彈性元件的撓性聯軸器兩個類別。 5 帶式輸送機部件的選用 5.1 輸送帶 輸送帶在帶式輸送機中既是承載構件又是牽引構件（鋼絲繩牽引帶式輸送機除外），它不僅要有承載能力，還要有足夠的抗拉強度。輸送帶由帶芯（骨架）和覆蓋層組成，其中覆蓋層又分為上覆蓋膠，邊條膠，下覆蓋膠。 輸送機的帶芯主要是有各種織物（棉織物，各種化纖織物以及混紡織物等）或鋼絲繩構成。它們是輸送帶的骨干層，幾乎承載輸送帶工作時的全部負載。因此，帶芯材料必須有一定的強度和剛度。覆蓋膠用來保護中間帶芯不受機械損傷以及周圍有害介質的影響。上覆蓋膠層一般較厚，這是輸送帶的承載面，直接與物料接觸并承受物料的沖擊和磨損。下覆膠層是輸送帶與支撐托輥接觸的一面，主要承受壓力，為了減少輸送帶沿托輥運行時的壓陷阻力，下覆蓋膠的厚度一般較薄。側邊覆蓋膠的作用是當輸送帶發(fā)生跑偏使側面與機架相碰時，保護帶芯不受機械損傷。 5.1.1 輸送帶的分類 按輸送帶帶芯結構及材料不同，輸送帶被分成織物層芯和鋼絲繩芯兩大類。織物層芯又分為分層織物芯和整體織物層層芯兩類，且織物層芯的材質有棉，尼龍和維綸等。 整體編織織物層芯輸送帶與分層織物層芯輸送帶相比，在帶強度相同的情況下，整體輸送帶的厚度小，柔性好，耐沖擊性好，使用中不會發(fā)生層間剝裂，但伸長率較高，在使用過程中，需要較大的拉緊行程。 鋼絲繩芯輸送帶是有許多柔軟的細鋼絲繩相隔一定的間距排列，用與鋼絲繩有良好粘合性的膠料粘合而成。鋼絲繩芯輸送帶的縱向拉伸強度高，抗彎曲性能好；伸長率小，需要拉緊行程小。同其它輸送帶相比，在帶強度相同的前提下，鋼絲繩芯輸送帶的厚度小。 輸送帶上下覆蓋膠目前多采用天然橡膠,國外有采用耐磨和抗風化的橡膠的膠帶，如輪胎花紋橡膠的改良膠作為覆蓋膠,以提高其使用壽命。輸送帶的中間用合成橡膠與天然膠的混合物。 5.1.2 輸送帶的連接 為了方便制造和搬運，輸送帶的長度一般制成100—200米，因此使用時必須根據需要進行連接。橡膠輸送帶的連接方法有機械接法與硫化膠接法兩種。硫化膠接法又分為熱硫化和冷硫化膠接法兩種。塑料輸送帶則有機械接法和塑化接法兩種。 (1)機械接頭 機械接頭是一種可拆卸的接頭。它對帶芯有損傷，接頭強度效率低，只有25%—60%，使用壽命短，并且接頭通過滾筒表面時，對滾筒表面有損害，常用于短距或移動式帶式輸送機上?？椢飳有据斔蛶С２捎玫臋C械接頭形式有膠接活頁式，鉚釘固定的夾板式和鉤狀卡子式，但鋼絲繩芯輸送帶一般不采用機械接頭方式。 (2)硫化（塑化）接頭 硫化（塑化）接頭是一種不可拆卸的接頭形式。它具有承受拉力大， 使用壽命長，對滾筒表面不產生損害，接頭效率高達60%—95%的優(yōu)點，但存在接頭工藝復雜的缺點。 5.2 傳動滾筒 5.2.1 傳動滾筒的作用及類型 傳動滾筒是傳動動力的主要部件。作為單點驅動方式來講，可分成單滾筒傳動及雙滾筒傳動。單滾筒傳動多用于功率不太大的輸送機上，功率較大的輸送機可采用雙滾筒傳動，其特點是結構緊湊，還可增加圍包角以增加傳動滾筒所能傳遞的牽引力。使用雙滾筒傳動時可以采用多電機分別傳動，可以利用齒輪傳動裝置使兩滾筒同速運轉。雙滾筒傳動亦可采用多點驅動方式。 輸送機的傳動滾筒結構有鋼板焊接結構及鑄鋼或鑄鐵結構，新設計產品全部采用滾動軸承。傳動滾筒的表面形式有鋼制光面滾筒、鑄（包）膠滾筒等，鋼制光面滾筒主要缺點是表面磨擦系數小，所以一般用在周圍環(huán)境濕度小的短距離輸送機上，鑄（包）膠滾筒的主要優(yōu)點是表面磨擦系數大，適用于環(huán)境濕度大、運距長的輸送機，鑄（包）膠滾筒按其表面形狀又可分為光面鑄（包）膠滾筒、人字形溝槽鑄（包）膠滾筒和菱形鑄（包）膠滾筒。 5.2.2 傳動滾筒的選型及設計 傳動滾筒是傳遞動力的主要部件，它是依靠與輸送帶之間的摩擦力帶