帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)
帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì),輸送,驅(qū)動(dòng),裝置,設(shè)計(jì)
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 33 頁(yè) 共32頁(yè)1 引言11 國(guó)內(nèi)外帶式輸送機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r輸送機(jī)是在一定線路上連續(xù)輸送物料的物料搬運(yùn)機(jī)械，又稱連續(xù)輸送機(jī)。輸送機(jī)可進(jìn)行水平、傾斜和垂直輸送，也可組成空間輸送線路，輸送線路一般是固定的。輸送機(jī)輸送能力大，運(yùn)距長(zhǎng)，還可在輸送過(guò)程中同時(shí)完成若干工藝操作，所以應(yīng)用廣泛。17世紀(jì)中，開始應(yīng)用架空索道輸送散狀物料；19世紀(jì)中葉，各種現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的輸送機(jī)相繼出現(xiàn)。1868年，在英國(guó)出現(xiàn)了帶式輸送機(jī)；1887年，美國(guó)出現(xiàn)了螺旋輸送機(jī)；1905年，瑞士出現(xiàn)了鋼帶式輸送機(jī)；1906年，英國(guó)和德國(guó)出現(xiàn)了慣性輸送機(jī)1。20世紀(jì)80年代末以來(lái)，我國(guó)的煤礦用帶式輸送機(jī)也有了很大的發(fā)展，對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)的研究和新產(chǎn)品的開發(fā)都取得了可喜的成果。輸送機(jī)產(chǎn)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(yīng)特種用途的各種帶式輸送機(jī)系列，如國(guó)家“七五”攻關(guān)項(xiàng)目“大傾角帶式輸送機(jī)成套設(shè)備”、“九五”攻關(guān)項(xiàng)目“高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)”等都填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，開發(fā)了大傾角、長(zhǎng)距離輸送原煤的新型帶式輸送機(jī)系列產(chǎn)品，并對(duì)帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，應(yīng)用動(dòng)態(tài)分析技術(shù)和中間驅(qū)動(dòng)與智能化控制等技術(shù)，研制成功了多種軟啟動(dòng)和制動(dòng)裝置及以PLC為核心的可編程電控裝置。但與國(guó)外相比（如表1-1），其機(jī)型一般都偏小，特別是帶速通常均不超過(guò)4.5m/s，對(duì)高帶速輸送機(jī)及其動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)監(jiān)控等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，由于帶速普遍較低，許多設(shè)計(jì)單位仍沿用以往的靜態(tài)設(shè)計(jì)法，用加大帶式輸送機(jī)安全系數(shù)的方法來(lái)提高設(shè)計(jì)的可靠性，其結(jié)果不僅增大了設(shè)備成本，而且降低了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。表1-1 國(guó)外目前帶式輸送機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)2主要技術(shù)參數(shù)300-500萬(wàn)噸高產(chǎn)高效礦井順槽可伸縮帶式輸送機(jī)大巷與斜井固定帶式輸送機(jī)國(guó)內(nèi)國(guó)外國(guó)內(nèi)國(guó)外運(yùn)距m2000-30002000-300050004500帶速m/s3.5-42.4-2.54-5,最高可達(dá)83-5輸送量t/h2500-30001500-35003000-50002000-3000驅(qū)動(dòng)功率kw1200-2000900-16001500-30001500-3000目前，帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是：大運(yùn)輸能力、大帶寬、大傾角、增加單長(zhǎng)度和水平轉(zhuǎn)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。12 帶式輸送機(jī)發(fā)展的技術(shù)前瞻帶式輸送機(jī)大型化與高可靠性要求，對(duì)設(shè)計(jì)者和制造商提出了更高的要求，只有解決了帶式輸送機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，才能制造出高性能、高可靠性的大型帶式輸送機(jī)。其關(guān)鍵技術(shù)為2：1動(dòng)態(tài)分析技術(shù)就是建立帶式輸送機(jī)輸送帶在啟動(dòng)和停機(jī)過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)方程，求解帶式輸送機(jī)上不同點(diǎn)隨時(shí)間推移所發(fā)生的變化，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(jī)的動(dòng)態(tài)分析。2可控啟動(dòng)技術(shù)大型帶式輸送機(jī)的啟動(dòng)，一定要有一個(gè)足夠的啟動(dòng)時(shí)間，使啟動(dòng)加速度保持在允許范圍內(nèi)，運(yùn)距越長(zhǎng)、帶速越高、輸送量越大，啟動(dòng)時(shí)間就越長(zhǎng)。因而必須對(duì)啟動(dòng)時(shí)間加以控制，可控啟動(dòng)時(shí)輸送帶張力波動(dòng)極小，啟動(dòng)平穩(wěn)。3下運(yùn)制動(dòng)技術(shù)包括三個(gè)技術(shù)關(guān)鍵，分別是制動(dòng)能量大、制動(dòng)平穩(wěn)性要求高、在事故停電時(shí)要求系統(tǒng)迅速而安全地制動(dòng)。4.中間驅(qū)動(dòng)技術(shù)隨著我國(guó)高產(chǎn)高效礦井的出現(xiàn)，煤礦井下用帶式輸送機(jī)已向大型化方向發(fā)展，但由于受到輸送帶強(qiáng)度與驅(qū)動(dòng)裝置的限制，井下使用的帶式輸送機(jī)單機(jī)長(zhǎng)度還不允許無(wú)限制地加長(zhǎng)。中間驅(qū)動(dòng)就是把驅(qū)動(dòng)功率的一部分放在輸送機(jī)的中間段，使驅(qū)動(dòng)功率分散開來(lái)，這樣可以降低輸送帶的最大張力，降低輸送帶的強(qiáng)度，提高輸送機(jī)的輸送能力，降低征集成本。5.高速托輥技術(shù)托輥使帶式輸送機(jī)的主要部件，量大面廣，在順槽中使用的托輥一般采完一個(gè)工作面后，托輥損壞數(shù)量很大，經(jīng)濟(jì)損失相當(dāng)嚴(yán)重。另外托輥的旋轉(zhuǎn)阻力及輸送機(jī)運(yùn)行阻力大，功率消耗很大，因此提高托輥質(zhì)量對(duì)降低能耗、節(jié)省費(fèi)用、增加運(yùn)行可靠性具有重大意義。6.電控與監(jiān)測(cè)自動(dòng)化技術(shù)國(guó)外大型帶式輸送機(jī)都已采用高檔PLC可編程控制器，開發(fā)了先進(jìn)的程序軟件與綜合電源繼電器控制技術(shù)以及數(shù)據(jù)采集等完整的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。這樣可以實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)可控啟（制）動(dòng)、中間驅(qū)動(dòng)、功率平衡、帶速同步、自動(dòng)張緊與機(jī)尾自移以及各種保護(hù)裝置、通信與信號(hào)聯(lián)絡(luò)等綜合功能的要求。1.3 帶式輸送機(jī)概述1.3.1 帶式輸送機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)帶式輸送機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是輸送物料種類廣泛，運(yùn)輸能力大，輸送路線的適應(yīng)性強(qiáng)，靈活的裝卸料，可靠性強(qiáng)、安全性高、費(fèi)用低，工作阻力小，耗電量低，約為刮板輸送機(jī)耗電量的1/31/5。因在運(yùn)輸過(guò)程中物料與輸送帶一起移動(dòng)，故磨損小，物料破碎性小。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，既節(jié)省設(shè)備，又節(jié)省人力，故廣泛應(yīng)用于我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多工業(yè)部門。 帶式輸送機(jī)的缺點(diǎn)是輸送帶成本高且易損壞，故與其他輸送設(shè)備相比，初期投資高，且不適于運(yùn)送有棱角的物料。1.3.2 帶式輸送機(jī)的工作原理帶式輸送機(jī)的機(jī)構(gòu)示意圖如下所示，圖2-1 帶式輸送機(jī)工作原理圖1. 驅(qū)動(dòng)滾筒；2.清掃裝置；3.托輥4.輸送機(jī)5.機(jī)尾換向滾筒6.拉緊裝置輸送帶繞經(jīng)驅(qū)動(dòng)滾筒1和機(jī)尾換向滾筒5形成無(wú)極閉合帶。上下兩股輸送帶是由安裝在機(jī)架上的托輥3支承著。拉緊裝置的作用是給輸送帶正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的張緊力。工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)滾筒通過(guò)它與輸送帶之間的摩擦力驅(qū)動(dòng)輸送帶運(yùn)行。貨載裝載輸送帶上并與其一起運(yùn)行。帶式輸送機(jī)一般是利用上分支輸送帶輸送貨載的，并且在端部卸載。利用專門的卸載裝置也可在中間卸載。1.3.3 帶式輸送機(jī)的分類帶式輸送機(jī)分類方法有多種,按運(yùn)輸物料的輸送帶結(jié)構(gòu)可分為兩大類；一類是普通型帶式輸送機(jī)，這類帶式輸送機(jī)在輸送帶運(yùn)送物料的過(guò)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；另一類是特種結(jié)構(gòu)的帶式輸送機(jī)，各有各的輸送特點(diǎn)，其分類圖如下4： TDII型固定式帶式輸送機(jī) GD80輕型帶式輸送機(jī)普通型 DX型鋼繩芯帶式輸送機(jī) U型帶式輸送機(jī)帶式輸送機(jī) 管形帶式輸送機(jī) 氣墊型輸送機(jī) 特種結(jié)構(gòu) 波狀擋邊帶式輸送機(jī) 鋼繩牽引帶式輸送機(jī) 壓帶式帶式輸送機(jī)及其它類型。圖1-1 帶式輸送機(jī)的分類14 驅(qū)動(dòng)裝置形式驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)際上是一種能量轉(zhuǎn)換裝置, 根據(jù)能量可能進(jìn)行的轉(zhuǎn)換方式, 帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)可以有下面的幾種途徑: a) 電能機(jī)械能: 電動(dòng)機(jī)通過(guò)電力電子技術(shù)直接驅(qū)動(dòng)。其主要形式為: 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方式、交流電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)方式、交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速方式、差動(dòng)變頻無(wú)級(jí)調(diào) 速。b) 電能液體動(dòng)能流體摩擦機(jī)械能: 液粘離合器驅(qū)動(dòng)。c) 電能液體動(dòng)能機(jī)械能: 液力耦合器驅(qū)動(dòng)。d) 電能液壓能機(jī)械能: 液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)和要求，綜合考慮后，采用第一種途徑。驅(qū)動(dòng)裝置的作用是將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給輸送帶，并帶動(dòng)它運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)裝置是帶式輸送機(jī)的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)。一般由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、減速器及驅(qū)動(dòng)滾筒組成。電動(dòng)機(jī)：帶式輸送機(jī)用的電動(dòng)機(jī)，有鼠籠式、繞線式異步電動(dòng)機(jī)。在有防爆要求的場(chǎng)合，就采用礦用隔爆機(jī)。使用液力耦合器時(shí)，不需要具有高起動(dòng)力矩的電動(dòng)機(jī)，只要與耦合器匹配得當(dāng)，就能得到接近電機(jī)最大力矩的起動(dòng)力矩。聯(lián)軸器：按傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)上的需要，分別采用液力耦合器、柱梢聯(lián)軸器、棒梢聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器或十字滑塊聯(lián)軸器。減速器：帶式輸送機(jī)用的減速器，有圓柱齒輪減速器和圓錐-圓柱齒輪減速器。圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)效率高，但是它要求電機(jī)軸與輸送機(jī)軸平行，驅(qū)動(dòng)裝置占地寬度大，適合于在地面驅(qū)動(dòng)；而井下使用時(shí)需要加寬峒室，若把電機(jī)布置在輸送帶下面，會(huì)給維護(hù)和更換造成困難。因此，用于采區(qū)巷道是，常采用圓錐-圓柱齒輪減速器。驅(qū)動(dòng)滾筒：驅(qū)動(dòng)滾筒是依靠它與輸送帶之間的摩擦力帶動(dòng)輸送帶運(yùn)行的部件。據(jù)撓性牽引構(gòu)件的摩擦傳動(dòng)理論，輸送帶與滾筒之間的最大摩擦力，隨摩擦系數(shù)和圍包角的增大面增大。所以提高牽引力必須人這兩方面入手。根據(jù)不同的使用條件和工作要求，帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式，可分單電機(jī)單滾筒驅(qū)動(dòng)單電機(jī)雙滾筒驅(qū)動(dòng)及多電機(jī)驅(qū)動(dòng)多滾筒驅(qū)動(dòng)幾種。2 運(yùn)動(dòng)方案的擬定驅(qū)動(dòng)裝置是帶式輸送機(jī)的原動(dòng)力部分，由電動(dòng)機(jī)、減速器以及高（低）速聯(lián)軸器、制動(dòng)器和逆止器等組成。其型式的確定按與傳動(dòng)滾筒和關(guān)系，驅(qū)動(dòng)裝置可分為分離式、半組合式和組合式三種5。其三種組合方式如下表所示：表2-1 驅(qū)動(dòng)裝置的組成 類型代號(hào)功率范圍/kw驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成分離式Y(jié)-DBY2.2315Y電機(jī)-MLL聯(lián)軸器-YOX耦合器-直交軸- 減速器-ZL聯(lián)軸器Y-ZLY2.2315Y電機(jī)-MLL聯(lián)軸器-YOX耦合器-平行軸-減速器-ZL聯(lián)軸器半組合式Y(jié)TH2.2250Y電機(jī)-HL聯(lián)軸器-減速滾筒組合式Y(jié)2.255Y電機(jī)電動(dòng)滾筒分離式驅(qū)動(dòng)裝置有兩種，在這兩種分離式裝置中，應(yīng)優(yōu)先選擇Y-ZLY驅(qū)動(dòng)裝置；而Y-DBY適用于要求布置特別緊湊的地方。半組合式驅(qū)動(dòng)裝置是只將減速齒輪副置于滾筒內(nèi)部，電動(dòng)機(jī)伸出在滾筒外面的驅(qū)動(dòng)裝置。它解決了電動(dòng)滾筒散熱條件差的問(wèn)題。因而作業(yè)率可不受太大的限制。組合式驅(qū)動(dòng)裝置是將電動(dòng)機(jī)和減速器齒輪副裝入滾筒內(nèi)部與傳動(dòng)滾筒組合在一起的驅(qū)動(dòng)裝置。驅(qū)動(dòng)裝置不占空間，適用于短距離及較小功率的帶式輸送機(jī)上。但電動(dòng)機(jī)在滾筒內(nèi)部，散熱條件差，因而電動(dòng)滾筒不適合長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，也不適合在環(huán)境溫度不大40C的場(chǎng)合使用6。傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)方案是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。綜合考慮本題設(shè)計(jì)采用的為第一種分離式傳動(dòng)方案。其結(jié)構(gòu)圖如下:圖2-1 分離式驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)圖3 電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)31 帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)1. 驅(qū)動(dòng)裝置技術(shù)性能：(1) 運(yùn)輸物料: 原煤(2) 膠帶速度: 2.5m/s(3) 傳動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)速: 59.7r/min(4) 物料堆積密度：= 800kg/m3(5) 傳動(dòng)滾筒軸功率: 62.5kW(6) 帶式輸送機(jī)傾角：=100(7) 輸送帶拉力 25KN（8）設(shè)計(jì)運(yùn)輸生產(chǎn)率 Q=1500t/h2. 使用情況：每天工作8小時(shí)，每年300天，5年。3.2 選擇電動(dòng)機(jī)的類型按工作要求和條件選取Y系列一般用途的全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。它具有高效、節(jié)能、振動(dòng)小、噪聲小和運(yùn)行安全可靠的特點(diǎn)，安裝尺寸和功率等級(jí)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。3.3 選擇電動(dòng)機(jī)的容量表31類別傳動(dòng)形式效率圓柱齒輪傳動(dòng)很好跑合的6、7級(jí)精度（稀油潤(rùn)滑）0.98-0.998級(jí)精度的一般齒輪傳動(dòng)（稀油潤(rùn)滑）0.979級(jí)精度（稀油潤(rùn)滑）0.96加工齒的開式傳動(dòng)（干油潤(rùn)滑）0.94-0.96鑄造齒的開式傳動(dòng)0.90-0.93圓錐齒輪傳動(dòng)很好跑合的6、7級(jí)精度（稀油潤(rùn)滑）0.97-0.988級(jí)精度的一般齒輪傳動(dòng)（稀油潤(rùn)滑）0.94-0.97加工齒的開式傳動(dòng)（干油潤(rùn)滑）0.92-0.95鑄造齒的開式傳動(dòng)0.88-0.92蝸桿傳動(dòng)有自鎖性的普通圓柱蝸桿傳動(dòng)（稀油潤(rùn)滑）0.40-0.45單頭普通圓柱蝸桿傳動(dòng)（稀油潤(rùn)滑）0.70-0.75雙頭普通圓柱蝸桿傳動(dòng)（稀油潤(rùn)滑）0.75-0.82三頭和四頭普通圓柱蝸桿傳動(dòng)（稀油潤(rùn)滑）0.80-0.92帶傳動(dòng)平帶開式傳動(dòng)0.98V帶傳動(dòng)0.96鏈傳動(dòng)滾子鏈傳動(dòng)0.396齒形鏈傳動(dòng)0.97摩擦傳動(dòng)平摩擦輪傳動(dòng)0.85-0.92卷繩輪傳動(dòng)0.95軸承（一對(duì)）滾動(dòng)軸承（球軸承取大值）0.99-0.995滑動(dòng)軸承（液體摩擦取大值，潤(rùn)滑不良取小值）0.97-0.995聯(lián)軸器浮動(dòng)聯(lián)軸器（滑塊聯(lián)軸器等）0.97-0.99齒式聯(lián)軸器0.99彈性聯(lián)軸器0.99-0.995萬(wàn)向聯(lián)軸器0.95-0.98減（變）速器單級(jí)圓柱齒輪減速器0.97-0.98兩級(jí)圓柱齒輪聯(lián)軸器0.95-0.96單級(jí)NGW型行星齒輪減速器0.95-0.98單級(jí)圓錐齒輪減速器0.95-0.96兩級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器0.94-0.95無(wú)級(jí)變速器0.92-0.95工作所需的功率： （1） （2）由上式（1），（2）可知: 式中電動(dòng)機(jī)的工作功率kw；工作機(jī)所需功率(指輸入工作軸的功率)，kw；工作機(jī)的效率；輸送帶主軸牽引力N；輸送帶運(yùn)行速度 m/s；電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總效率。 式中、分別為齒輪傳動(dòng)、卷筒、軸承、聯(lián)軸器的效率。查表31得，=0.97、=0.96、=0.98、=0.99則： =0.9720.960.9840.992=0.817所以: 根據(jù)選取電動(dòng)機(jī)的額定功率。查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)取電動(dòng)機(jī)的額定功率為=110kw34 選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由傳動(dòng)滾筒軸的轉(zhuǎn)速,按二級(jí)斜齒圓柱減速器的傳動(dòng)比的合理范圍=8:30,故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為: =(477.6:1791)r/min。配合計(jì)算出的容量,可查出有兩種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào), 其技術(shù)參數(shù)比較情況見(jiàn)下表：表3-2 兩種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)的參數(shù)方 案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)重量kw同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速 1Y315M2-611010009901110 2Y315S-4110150014801000綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量以及減速器的傳動(dòng)比，可知方案2比較適合。因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y315S-4,所選電動(dòng)機(jī)的額定功率P =110kw，滿載轉(zhuǎn)速n=1480r/min 。4 減速器的設(shè)計(jì)41 計(jì)算總傳動(dòng)比并分配各級(jí)傳動(dòng)比圖41 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖電動(dòng)機(jī)確定后，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和工作裝置的轉(zhuǎn)速就可以計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比7。4.1.1 計(jì)算總傳動(dòng)比=24.79 4.1.2 分配各級(jí)傳動(dòng)比確定各級(jí)的傳動(dòng)比時(shí),考慮到潤(rùn)滑條件,應(yīng)使高、低級(jí)兩個(gè)在齒輪的直徑相近，所以低速級(jí)大齒輪略大些，推薦高帶級(jí)傳動(dòng)比=(1.2:1.3) 42 運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算4.2.1 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速 =1480r/min =1480/5.49=269.58r/min =269.58/4.51=59.77r/min4.2.2 各軸的功率和轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸輸出功率和轉(zhuǎn)矩80kw95509550軸的輸入功率和轉(zhuǎn)矩：= = 800.99=79.2kw95509550511.05軸的輸入功率和轉(zhuǎn)矩：= = 79.20.970.98=75.29kw955095502667.18軸的輸入功率和轉(zhuǎn)矩：= =75.290.970.98=71.57kw9550955011435.39傳動(dòng)滾筒軸的輸入功率和轉(zhuǎn)矩：= =71.570.980.990.96=66.66kw9550955010650.87將以上各軸的轉(zhuǎn)速，功率及轉(zhuǎn)矩，列成表格表4-1 各軸的轉(zhuǎn)速，功率和轉(zhuǎn)矩 參 數(shù) 軸 名電動(dòng)機(jī)軸 軸 軸軸滾筒軸轉(zhuǎn) 速 r/min14801480269.5859.7759.77 功 率 kw11079.275.2971.5766.66 轉(zhuǎn) 矩516.21511.052667.1811435.3910650.87綜合考慮傳動(dòng)比和額定功率，應(yīng)該選取減速器，=24.79， 額定功率 =110kw。5 驅(qū)動(dòng)滾筒設(shè)計(jì)5.1 輸送帶的選擇輸送帶在帶式輸送機(jī)中既是承載構(gòu)件又是牽引構(gòu)件（鋼絲繩牽引帶式輸送機(jī)除外），它不僅要有承載能力，還要有足夠的抗拉強(qiáng)度。輸送帶有帶芯（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(jī)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(gòu)成。它們是輸送帶的骨干層，幾乎承載輸送帶工作時(shí)的全部負(fù)載18。因此，帶芯材料必須有一定的強(qiáng)度和剛度。覆蓋膠用來(lái)保護(hù)中間帶芯不受機(jī)械損傷以及周圍有害介質(zhì)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(yùn)行時(shí)的壓陷阻力，下覆蓋膠的厚度一般較薄。側(cè)邊覆蓋膠的作用是當(dāng)輸送帶發(fā)生跑偏使側(cè)面與機(jī)架相碰時(shí)，保護(hù)帶芯不受機(jī)械損傷。按輸送帶帶芯結(jié)構(gòu)及材料不同，輸送帶被分成織物層芯和鋼絲繩芯兩大類?？椢飳有居址譃榉謱涌椢镄竞驼w織物層層芯兩類，且織物層芯的材質(zhì)有棉，尼龍和維綸等。為了方便制造和搬運(yùn)，輸送帶的長(zhǎng)度一般制成100米200米，因此使用時(shí)必須根據(jù)需要進(jìn)行連接。橡膠輸送帶的連接方法有機(jī)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。5.2 驅(qū)動(dòng)滾筒的選擇設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)滾筒是傳遞動(dòng)力的主要部件。根據(jù)不同的使用條件和工作要求，帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式，按單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式來(lái)講，可分單滾筒驅(qū)動(dòng)和雙滾筒驅(qū)動(dòng)。單滾筒傳動(dòng)多用于功率不大的輸送機(jī)上，功率較大的輸送機(jī)可以采用雙滾筒傳動(dòng)，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，還可以增加包角以增加傳動(dòng)滾筒所能傳遞的牽引力。使用雙滾筒傳動(dòng)時(shí)可以采用多電機(jī)分別傳動(dòng)，也可以利用齒輪傳動(dòng)裝置使雙滾筒同速運(yùn)轉(zhuǎn)。如雙滾筒傳動(dòng)仍不滿足牽引力需要，可采用多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式。滾筒結(jié)構(gòu)又分為鋼板焊接滾筒(大型的)和鑄造滾筒(小型的)。驅(qū)動(dòng)滾筒的作用是通過(guò)筒面和帶面之間的摩擦驅(qū)動(dòng)使輸送帶運(yùn)動(dòng)，同時(shí)改變輸送帶的運(yùn)動(dòng)方向。為了傳遞必要的牽引力，輸送帶與滾筒間必須具有足夠的摩擦力。根據(jù)摩擦傳動(dòng)的理論，在設(shè)計(jì)或選擇驅(qū)動(dòng)裝置時(shí)，可采用增加輸送帶與驅(qū)動(dòng)滾筒問(wèn)的摩擦和圍包角的方法來(lái)保證獲得必要的牽引力。采用單滾筒驅(qū)動(dòng)時(shí)；圍包角可達(dá)180240；當(dāng)采用雙滾筒驅(qū)動(dòng)時(shí)，圍包角為360480左右。用雙滾筒傳動(dòng)能大大提高輸送機(jī)的牽引力，所以常常被采用，尤其是當(dāng)運(yùn)輸長(zhǎng)度比較長(zhǎng)時(shí)，一般采用雙滾筒驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)滾筒的表面形式有鋼制光面滾筒和包膠面滾筒等。鋼制光面滾筒的主要缺點(diǎn)是表面摩擦系數(shù)小，所以一般用在周圍環(huán)境濕度小的短距離運(yùn)輸機(jī)上19-20。包膠滾筒的主要優(yōu)點(diǎn)是表面摩擦系數(shù)大，適用于環(huán)境濕度大，運(yùn)距較長(zhǎng)的輸送機(jī)。而包膠的主要用途就是為了增大驅(qū)動(dòng)滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)，減小滾筒的磨損。當(dāng)功率不大，環(huán)境濕度小的情況下，可選用光面滾筒；環(huán)境潮濕，功率又大，容易打滑的情況下，應(yīng)選用膠面滾筒作為驅(qū)動(dòng)滾筒。包膠滾筒按其表面形狀又可分為光面包膠滾筒、人字形溝槽包膠滾筒和菱形包膠滾筒。本設(shè)計(jì)采用人字形溝槽包膠滾筒。這種滾筒是為了增大摩擦系數(shù)，在鋼制光面滾筒表面上，加上一層帶人字形的橡膠層面制成。這種滾筒有滾筒方向性，使人字刻槽的尖端順著輸送方向，不得反向運(yùn)轉(zhuǎn)。方向如下圖所示。人字形溝槽膠滾筒，溝槽能使水的薄膜中斷，不積水，同時(shí)輸送帶與滾筒接觸時(shí)，輸送帶表面能擠壓到溝槽里，由于這種原因，即使在潮濕的場(chǎng)合工作，摩擦系數(shù)降低也很小。而菱形膠表適用于可逆運(yùn)轉(zhuǎn)的輸送機(jī)8。兩種人字形溝槽包膠滾筒如下圖所示：圖5-1 左向人字形包膠滾筒和右向人字形包膠滾筒的結(jié)構(gòu)示意圖5.3 滾筒尺寸的確定輸送帶的寬度直接影響，原煤的輸送生產(chǎn)率9。由帶式輸送機(jī)的輸送能力公式： 易知：滿足運(yùn)輸生產(chǎn)率要求的最小輸送帶寬度 式中 輸送帶寬度，m； 帶速，m/s；物料散集密度，t/m3；輸送量，t/h；物料的斷面系數(shù)，值與物料的堆積角值有關(guān)，可由表51查得；輸送機(jī)傾角系數(shù)，即考慮傾斜運(yùn)輸時(shí)運(yùn)輸能力的減小而設(shè)的系數(shù)，其值見(jiàn)表52。表51 物料斷面系數(shù)表動(dòng)堆積角1020253035槽形316385422458466平形67135172209247表52 輸送機(jī)傾角系數(shù)表0 78 1516 201.00.950.90.90.8表53 各種物料散集密度及物料堆積角貨載名稱貨載名稱煤0.81.030石灰?guī)r1.62.025煤渣0.60.935砂1.630焦炭0.50.735黏土1.82.035黃鐵礦2.025碎石1.820設(shè)計(jì)中，帶式輸送機(jī)采用的是槽形托輥；由原始數(shù)據(jù)可知，運(yùn)送的是原煤，輸送機(jī)的傾角為10。故從表53查得=30；從表51中查得=458；從表52中查得=0.950.9，取=0.92。代入數(shù)據(jù)： =m=1.33m查表選取帶寬=1.4m=1400mm在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中，帶寬與滾筒直徑也有一定比例關(guān)系，所以用上式計(jì)算的滾筒直徑，然后在系列標(biāo)準(zhǔn)中圓整成相近的標(biāo)準(zhǔn)直徑，帶寬B與驅(qū)動(dòng)滾筒標(biāo)準(zhǔn)直徑的關(guān)系如下表所示22：表5-4 帶寬與驅(qū)動(dòng)滾筒標(biāo)準(zhǔn)直徑的關(guān)系膠帶寬度mm650800100012001400驅(qū)動(dòng)滾筒標(biāo)準(zhǔn)直徑D(mm)6306308008001000-800100010001250-12501400 滾筒長(zhǎng)度應(yīng)比輸送帶寬度B大些，一般取為=+（100200） mm 故滾筒長(zhǎng)度=（1400+200）mm =1600 mm由表54選取驅(qū)動(dòng)滾筒的標(biāo)準(zhǔn)直徑D=1000mm 本系列傳動(dòng)滾筒設(shè)計(jì)時(shí),已考慮了輸送機(jī)啟制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的尖峰載荷,因而傳動(dòng)滾筒只需按穩(wěn)定工況算出的扭矩和合力來(lái)選擇即可。由總體方案的設(shè)計(jì)部分可知，傳動(dòng)滾筒的圓周合力為：而按穩(wěn)定工況計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩為： =66.66KW9550=955010650.87故該滾筒選擇滿足要求。其結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示10：圖5-2 傳動(dòng)滾筒的結(jié)構(gòu)尺寸安裝圖由DT()輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)22查得安裝尺寸如表55所示：表55BD/mm許用應(yīng)力/KN軸承型號(hào)主要尺寸/mmALdK140010002722232205016001125150250主要尺寸/mmMNQPHhB2001055206402006015836M30圖5-4 傳動(dòng)滾筒的三維模型5.4 驅(qū)動(dòng)滾筒軸的設(shè)計(jì)5.4.1 驅(qū)動(dòng)滾筒軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算最小軸徑：筒的輸入功率和轉(zhuǎn)速=66.66kw選取驅(qū)動(dòng)滾筒軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表知：考慮彎矩影響的設(shè)計(jì)系數(shù)為=118，于是軸的最小直徑為：=118=122.7mm，滾筒軸的結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示：圖5-5 滾筒軸的結(jié)構(gòu)尺寸圖5-6滾筒軸的三維模型5.4.2 滾筒軸的校核由于只受扭轉(zhuǎn)力的作用，故只校核軸的強(qiáng)度和剛度。(1)強(qiáng)度校核由強(qiáng)度校核條件：=15.78Mpa軸的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力,Mpa；T 軸所受的扭矩，N.mm；WT 軸的抗扭截面模量，對(duì)于實(shí)心軸，WT =0.2d3；P軸所傳遞的功率，KW；n軸的轉(zhuǎn)速，r/m3；d軸的截面直徑,mm；許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，Mpa；由于軸承的材料為45鋼，查機(jī)械零件表15-3得，軸的材料的許用扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力為2545因?yàn)椋苑弦蟆?2) 剛度校核 由剛度條件得：=5.73=5.73=0.46(/m)T軸所受的扭矩,N.mmG軸的材料剪切彈性模量，對(duì)于鋼材，G=8.1104MpaIp軸的截面的極慣性矩,mm4，對(duì)于軸Ip = 由于傳動(dòng)滾筒為一般的傳動(dòng)軸，因此=0.51(/m)故軸的剛度合格。5.4.3 滾筒的周向定位 對(duì)于零件的周向定位，一般的方法是采用鍵、螺釘?shù)冗M(jìn)行，這就不同程度的削弱了軸強(qiáng)度，基于此，本設(shè)計(jì)采用脹套定位，利用錐面原理，通過(guò)調(diào)整錐面軸向位移，達(dá)到徑向膨脹21-22。優(yōu)點(diǎn)及特性：a)制造和安裝簡(jiǎn)單。安裝脹套的軸和孔不像過(guò)盈配合那樣要求高精度的制造公差，安裝脹套也無(wú)需加熱，冷卻或使用加壓設(shè)備，只須將螺釘按規(guī)定扭矩值寧緊即可。b)有良好地互換性，且拆卸方便。拆卸時(shí)，先松開壓緊螺釘，再用頂出螺釘頂出卸載，即可拆除聯(lián)接狀態(tài)，將脹套與聯(lián)結(jié)零件分離。c)脹套聯(lián)接可以承受重負(fù)載。其結(jié)構(gòu)可作成各種樣式，為適應(yīng)安裝負(fù)載要求，一個(gè)脹套不夠用時(shí)，還可多個(gè)串聯(lián)使用。d)脹套聯(lián)接是一種精密無(wú)間隙、無(wú)鍵的聯(lián)接。可靠的消除了鍵傳動(dòng)所造成的應(yīng)力集中等弊病。具有定位方便快捷、使用壽命長(zhǎng)、不易腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。在工作中無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，不會(huì)磨損。e)脹緊聯(lián)接在軸向安裝時(shí)，不需軸向任何固定就可以調(diào)整其軸向所需位置尺寸及零件相對(duì)位置。f)脹緊聯(lián)結(jié)套可以在-30200溫度范圍之間工作，并可以根據(jù)工作環(huán)境和介質(zhì)的不同，選擇多種不同的材料12。以上特點(diǎn)彌補(bǔ)了鍵聯(lián)接的許多不足之處，該產(chǎn)品是取代鍵的最佳選擇，相對(duì)于鍵聯(lián)結(jié)，可以保證無(wú)間隙，使用壽命極長(zhǎng)。6 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)6.1 高速聯(lián)軸器在減速器高速軸與電動(dòng)機(jī)之間，由于轉(zhuǎn)速較高，且有輕微的沖擊振動(dòng)；輸送機(jī)功率在110KW以內(nèi)的高速軸一般采用彈性柱梢聯(lián)軸器23，這種聯(lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力很大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝制造方便，耐久性好，彈性柱梢有一定的緩沖和吸振能力，允許被聯(lián)接兩軸有一定的軸向位移以及少量的徑向位移和角位移13。計(jì)算選型如下：選擇時(shí)應(yīng)滿足如下的強(qiáng)度條件計(jì)算轉(zhuǎn)矩：=（）電動(dòng)機(jī)系數(shù)，查機(jī)械手冊(cè)得=0.25工作機(jī)類型系數(shù)，查機(jī)械手冊(cè)得=1.2=1.45511.05=766.57由聯(lián)軸器的計(jì)算和軸的設(shè)計(jì)計(jì)算，選聯(lián)軸器其公稱許用轉(zhuǎn)矩1250，許用轉(zhuǎn)速為4700r/min ，故滿足要求。其結(jié)構(gòu)尺寸如下表所示表6-1 聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)尺寸型號(hào)公稱轉(zhuǎn)矩(Nm)許用轉(zhuǎn)速(r/min)軸孔直徑、mm軸孔長(zhǎng)度mmD mmY型、Z型LLLX31250470030，32，35，3882608224040，42，45，4811284112mmBmmSmm轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(kg)質(zhì)量kg160362.50.02686.2 低速聯(lián)軸器在低速級(jí)與工作機(jī)之間，其轉(zhuǎn)矩很大，且有一定的沖擊振動(dòng)，減速器輸出軸與工作機(jī)軸間又有一定的軸向和徑向位移，所以此處選擇彈性齒式聯(lián)軸器。這種聯(lián)軸器由兩個(gè)帶有內(nèi)齒及凸緣的外套筒和兩個(gè)帶有外齒的內(nèi)套筒組成。兩個(gè)內(nèi)套筒分別用鍵與兩軸連接，兩個(gè)外套筒用螺栓連成一體，依靠?jī)?nèi)外齒相嚙合以傳遞轉(zhuǎn)矩。由于外齒的齒頂制成橢球面，且保證與內(nèi)齒嚙合后具有適當(dāng)?shù)捻斚逗蛡?cè)隙，故在傳動(dòng)時(shí)，套筒可有軸向和徑向位移以及角位移。但為了減少磨損，應(yīng)對(duì)齒面進(jìn)行潤(rùn)滑。這類聯(lián)軸器能傳遞很大的轉(zhuǎn)矩，長(zhǎng)允許有較大的偏移量，安裝精度要求不高；成本較高，在重型機(jī)械廣泛應(yīng)用。計(jì)算選型如下：選擇時(shí)應(yīng)滿足如下的強(qiáng)度條件計(jì)算轉(zhuǎn)矩：=（）Nm電動(dòng)機(jī)系數(shù)，=0.25工作機(jī)類型系數(shù)，=1.25=1. 511435.39=17153.09Nm由聯(lián)軸器的計(jì)算和軸的設(shè)計(jì)計(jì)算，選 ZL8型聯(lián)軸器。公稱許用轉(zhuǎn)矩25000Nm 許用轉(zhuǎn)速2300r/min，故滿足要求。其結(jié)構(gòu)尺寸如下表所示：表6-2 ZL8型聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)尺寸型號(hào)公稱轉(zhuǎn)矩(Nm)許用轉(zhuǎn)速(r/min)軸孔直徑、mm軸孔長(zhǎng)度mmD mmY型型LLZL8160002500140212167300150252202mmBmmSmm轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(kg)質(zhì)量kg19012860.79890.6260.80082.0607 制動(dòng)裝置7.1 制動(dòng)裝置的作用 對(duì)于傾斜輸送物料的帶式輸送機(jī)，平均傾角大于4時(shí)，為了防止因滿載停機(jī)發(fā)生上運(yùn)物料的倒轉(zhuǎn)或下運(yùn)物料的順滑現(xiàn)象，從而引起物料的堆積、飛車等事故，所以就應(yīng)增設(shè)逆止或制動(dòng)裝置。制動(dòng)器是用于機(jī)器或機(jī)構(gòu)減速使其停止的裝置，有時(shí)也能用調(diào)節(jié)或限制機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度，它是保證機(jī)構(gòu)或機(jī)器安全正常的重要部件。7.2 制動(dòng)裝置的種類帶式輸送機(jī)的逆止和制動(dòng)裝置的種類較多，視輸送機(jī)的具體使用條件采用不同形式的逆止或制動(dòng)器。常用的有帶式逆止器、滾柱逆止器、液壓電磁閘瓦制動(dòng)器、盤形制動(dòng)器和液壓推桿制動(dòng)器等幾種。本設(shè)計(jì)采用液壓推桿制動(dòng)器 。這種制動(dòng)器對(duì)向上、水平或向下運(yùn)輸?shù)膸捷斔蜋C(jī)均可采用。其工作頻率快，制動(dòng)平衡，且制動(dòng)力矩可調(diào)，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。因此多用于大功率、長(zhǎng)距離的輸送機(jī)上。安裝在緊靠減速器的輸入軸(高速軸)上，作為因斷電停機(jī)和緊急剎車之用，適用于對(duì)停機(jī)時(shí)間有要求的場(chǎng)合。7.3 制動(dòng)器的選型制動(dòng)器的選擇要考慮以下幾點(diǎn)14：a)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，計(jì)算軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，并要有一定的安全儲(chǔ)備。b)應(yīng)充分注意制動(dòng)器的任務(wù)，根據(jù)各自不同的任務(wù)來(lái)選擇，支持制動(dòng)器的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，必須有足夠儲(chǔ)備，即保證一定的安全系數(shù)，對(duì)于安全性有高度要求的機(jī)構(gòu)需要裝設(shè)雙重制動(dòng)器。c)制動(dòng)器就能保證良好的散熱功能，防止對(duì)人身、機(jī)械及環(huán)境造成危害11。8 帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置特性分析驅(qū)動(dòng)裝置是帶式輸送機(jī)的核心部件，屬于系統(tǒng)的動(dòng)力部件，其性能對(duì)于帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸能力、運(yùn)輸成本、膠帶最大張力的控制以及輸送機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性的控制方面，都是至關(guān)重要的。性能穩(wěn)定、性價(jià)比高、功能完善、技術(shù)先進(jìn)，是現(xiàn)代大型帶式輸送機(jī)動(dòng)力裝置必然的要求。而對(duì)于我國(guó)這樣的國(guó)家，性能穩(wěn)定、性價(jià)比高應(yīng)該優(yōu)先于后兩項(xiàng)指標(biāo)。8.1 大功率帶式輸送機(jī)對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的要求驅(qū)動(dòng)裝置是影響輸送機(jī)動(dòng)態(tài)特性的主要因素。大功率帶式輸送機(jī)在正常運(yùn)行，尤其是在較不穩(wěn)定的起制動(dòng)狀況時(shí)，動(dòng)張力與靜張力迭加，引起膠帶在驅(qū)動(dòng)滾筒處的張力重新分布并導(dǎo)致不穩(wěn)定的運(yùn)行24-25。此外，還引起拉緊裝置載荷的顯著增大和重錘式拉緊裝置位移的增加。這是因?yàn)槟z帶是彈性體，在外界擾動(dòng)力(驅(qū)動(dòng)力、制動(dòng)力和運(yùn)行阻力等)的作用下，沿膠帶縱向產(chǎn)生振動(dòng)的緣故。這是帶式輸送機(jī)動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象最主要的部分之一。如何減小其膠帶的張力及其張力變化以減少?zèng)_擊，對(duì)于完善輸送機(jī)的運(yùn)行性能和提高運(yùn)輸能力非常重要。而減小膠帶張力及其變化于動(dòng)力裝置的性能有很大關(guān)系。驅(qū)動(dòng)力過(guò)大、起動(dòng)過(guò)快都會(huì)引起過(guò)大的膠帶張力，從而影響到系統(tǒng)的所有元部件。理想的驅(qū)動(dòng)裝置必須具備以下條件。(1) 起動(dòng)控制，即對(duì)起動(dòng)加速度和起動(dòng)時(shí)間的精確控制(可控起動(dòng))，或至少能滿足空載或輕載起動(dòng)(軟起動(dòng))。(2) 頻繁起動(dòng)和多機(jī)驅(qū)動(dòng)的功率平衡。(3) 停車安全。(4) 安全可靠，維護(hù)方便，經(jīng)濟(jì)高效。8.2 起動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)裝置必須連續(xù)地對(duì)膠帶加速而不受負(fù)載的影響，起動(dòng)時(shí)間應(yīng)足夠長(zhǎng)，加速度值應(yīng)控制在0.1-0.3以內(nèi)，以防止撤料、滾料(尤其是大傾角帶式輸送機(jī))、膠帶在滾筒上打滑以及拉緊裝置的過(guò)度位移。膠帶是粘彈性體而不是剛性體，因此要求起動(dòng)輸送機(jī)不能產(chǎn)生較大的膠帶動(dòng)張力(這種動(dòng)張力甚至可能在膠帶中引起共振)，傳統(tǒng)的電機(jī)加減速器直接起動(dòng)的方式早已不能滿足大功率、長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)的起動(dòng)要求。8.3 制動(dòng)控制停車時(shí)驅(qū)動(dòng)裝置若能保持足夠長(zhǎng)的停車時(shí)間和平緩的減速曲線，將使停車時(shí)產(chǎn)生的張力波保持在安全范圍內(nèi)。對(duì)于長(zhǎng)距離、大彈性模量的帶式輸送機(jī)來(lái)說(shuō)，停車制動(dòng)時(shí)比加速更具危險(xiǎn)性，控制更困難。分析表明，膠帶內(nèi)部?jī)?chǔ)存的應(yīng)力能在停車使所產(chǎn)生的特殊動(dòng)應(yīng)力比驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在加速時(shí)所產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力要大得多。這就要求對(duì)長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)必須用動(dòng)態(tài)分析法來(lái)徹底的研究，諸如起動(dòng)斷電、緊急停車等工況所帶來(lái)的危害26。正常停車曲線的形狀可能不像起動(dòng)曲線那樣至關(guān)重要，但是最好在驅(qū)動(dòng)輸入端安裝飛輪，從而延長(zhǎng)停車時(shí)間。在大多數(shù)情況下，驅(qū)動(dòng)裝置的慣性必須始終加在輸送機(jī)上，以避免過(guò)快地停車。在緊急停車時(shí)，使用與加速曲線類似地可控制地減速方法是必要的。停車時(shí)間要延長(zhǎng)到滿足安全系數(shù)的要求。在實(shí)際中，只要延長(zhǎng)加減速時(shí)間，就可以降低膠帶安全系數(shù)，意味著降低膠帶成本和輸送機(jī)總價(jià)格(因膠帶占輸送機(jī)總價(jià)35%-45%左右)。所以選擇合適的驅(qū)動(dòng)裝置，就降低高至幾百萬(wàn)元的設(shè)備投資。由此可見(jiàn)，選擇最佳的驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)裝置所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益是很可觀的。8.4 過(guò)載保護(hù)所有帶式輸送機(jī)的零部件都必須防止過(guò)載，因?yàn)轵?qū)動(dòng)裝置可以將過(guò)大力矩傳遞到膠帶上，膠帶上的沖擊載荷也可對(duì)減速器和電動(dòng)機(jī)的機(jī)械部件產(chǎn)生嚴(yán)重的影響27-28。起動(dòng)加載過(guò)多的輸送機(jī)，對(duì)電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力的要求較高，可以用可調(diào)整最大力矩限制裝置如限矩型液力偶合器來(lái)排除輸送機(jī)偶然起動(dòng)和運(yùn)行加載過(guò)多的可能性，能消除膠帶上主要的瞬間沖擊動(dòng)應(yīng)力及其對(duì)減速器和電動(dòng)機(jī)的影響。8.5 多機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)的負(fù)載平衡大功率帶式輸送機(jī)通常采用多機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式，由于電機(jī)特性的差異，以及驅(qū)動(dòng)滾筒直徑的微小變化都可能造成各驅(qū)動(dòng)單元的功率不平衡，嚴(yán)重的可導(dǎo)致電機(jī)過(guò)載而燒毀。國(guó)外大功率帶式輸送機(jī)通常采用串聯(lián)式PID(比例、積分、微分)控制回路，從而控制驅(qū)動(dòng)裝置的速度和輸出力矩，快速準(zhǔn)確地進(jìn)行功率平衡。國(guó)內(nèi)限于技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件通常采用技術(shù)較為成熟的液力偶合器(限矩型或調(diào)速型)來(lái)控制電機(jī)的功率均衡。8.6 驅(qū)動(dòng)裝置的其他要求大功率帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置還應(yīng)該具備延長(zhǎng)電機(jī)絕緣材料的壽命，降低對(duì)電機(jī)的技術(shù)要求以及低速驗(yàn)帶、故障自我診斷、對(duì)電網(wǎng)污染小等性能。另外，驅(qū)動(dòng)裝置也應(yīng)允許在不停電動(dòng)機(jī)時(shí)停車(當(dāng)停車時(shí)間很短并允許的情況下)，這將盡可能地減少?zèng)_擊電流。國(guó)外研究表明，電動(dòng)機(jī)損壞有37%與高峰值沖擊電流引起的絕緣損壞有關(guān)。為了減少電動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)力，各驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)可以分時(shí)起動(dòng)，減少起動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊，降低對(duì)電源系統(tǒng)的技術(shù)要求，避免因過(guò)大的電壓將而引起起動(dòng)力矩降低?？刂戚斔蛶У膭?dòng)張力，減小拉緊裝置的的行程。能夠滿足頻繁起動(dòng)控制系統(tǒng)還應(yīng)使裝置在滿載運(yùn)行時(shí)具有可調(diào)性。比如，在多驅(qū)動(dòng)的輸送機(jī)上，若負(fù)載較小，且其中一個(gè)或幾個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置需暫時(shí)脫開的話，必須保證輸送機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。最后也是最重要的要是，安全、可靠、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均衡，即性價(jià)比好。結(jié) 論綜合考慮，該設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)裝置的組合方式為分離式Y(jié)-ZLY。該驅(qū)動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、減速器、制動(dòng)器、滾筒組成。通過(guò)結(jié)合設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算對(duì)以上的驅(qū)動(dòng)裝置分別進(jìn)行選型。電動(dòng)機(jī)采用型號(hào)為Y315S-4,所選電動(dòng)機(jī)的額定功率P=110kw，滿載轉(zhuǎn)速n=1480r/min 。減速器采用型號(hào)為，=24.79， 額定功率 =110kw。滾筒采用人字形溝槽包膠滾筒。高速級(jí)聯(lián)軸器采用聯(lián)軸器，低速級(jí)聯(lián)軸器采用ZL8型聯(lián)軸器。通過(guò)采用以上所選型號(hào)的驅(qū)動(dòng)裝置，能達(dá)到設(shè)計(jì)參數(shù)的要求，降低所選用的輸送帶的強(qiáng)度要求，節(jié)約整機(jī)成本，是一種合理的選擇。致 謝本論文的完成過(guò)程中，自始自終得到了江琴老師的精心指導(dǎo)和親切關(guān)懷。指導(dǎo)老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、嚴(yán)于律己寬以待人的做人風(fēng)范是我們終身學(xué)習(xí)的榜樣。另外課題組活躍的學(xué)術(shù)風(fēng)氣、學(xué)術(shù)觀點(diǎn)與為人上的坦誠(chéng)也深深的感染了我，使我獲得了太多的啟發(fā)，在此特表深深謝意！在課題研究的整個(gè)過(guò)程中，江老師一直給予悉心的指導(dǎo)與幫助。在同他們的合作中取得了很大的進(jìn)步，同時(shí)他們豐富的理論知識(shí)及實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)、對(duì)待學(xué)術(shù)問(wèn)題的科學(xué)態(tài)度令我欽佩。在此表示由衷的感謝！同時(shí)，我向在寫作過(guò)程中與我共同探討問(wèn)題的同學(xué)、朋友表示誠(chéng)摯的感謝。謹(jǐn)以此文獻(xiàn)給所有曾經(jīng)指導(dǎo)、關(guān)懷、幫助、和支持過(guò)我的老師、各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、朋友和同學(xué)！參 考 文 獻(xiàn)1 宋偉剛，張尊敬，王鷹. 帶式輸送機(jī)的研究進(jìn)展J. 起重運(yùn)輸機(jī)械,2004,(2)，142 洪曉華，陳軍. 礦井運(yùn)輸提升M. 徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社.2005.63 謝錫純，李曉豁. 礦山機(jī)械與設(shè)備M. 徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社.2000.54 蔣瓊珠. 連續(xù)輸送機(jī)M. 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