礦用帶式輸送機結構設計及仿真含外文翻譯學士學位論文

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1、礦用帶式輸送機結構設計及仿真 哈爾濱理工大學學士學位論文 礦用帶式輸送機結構設計及仿真 摘要 帶式輸送機是一種連續(xù)運輸機械，也是一種通用機械。帶式輸送機被廣泛應用在港口、電廠、鋼鐵企業(yè)、水泥、糧食以及輕工業(yè)的生產(chǎn)線。即可以運送散狀物料，也可以運送成件物品。本次設計的礦用帶式輸送機主要用來承擔煤礦井下巷道短距離的煤炭轉運任務。設計過程嚴格遵循帶式輸送機的一般設計原則。首先對帶式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和計算方法，然后根據(jù)輸送物料的特性和給定的工作條件確定了帶式輸送機的整機結構，并對驅動裝置和工作部分的主要零部件進行選型計算和強度校核，確定了傳動滾筒所需圓周

2、驅動力及皮帶的張緊方式、張緊力大小等。普通型帶式輸送機由六個主要部件組成：驅動裝置、工作部分、改向裝置、機架、拉緊裝置以及輸送帶。由于井下工作環(huán)境惡劣，設備運行工況復雜，所以在設計過程中需要考慮各種可能出現(xiàn)的因素，并計算最危險工況下運輸機的各項參數(shù)，采取相應措施，為帶式輸送機正?？煽康倪\行提供有效保證。 關鍵詞　帶式輸送機；井下；主要部件；選型設計 The design of the rubber belt conveyor used in coal mine Abstract Rubber belt conveyor named belt conveyor also named

3、belt machine，is a continuous transportation machinery, and is also a kind of general machinery. Rubber belt conveyor are widely used in port, power plant, steel enterprise, cement, food and light industrial production line. Namely can transport disper- ses the shape material , also can carry as arti

4、cles. The belt conveyor designed this time is mainly used for transporting the coal at a short distance in the coal mine roadway underground. The design process strictly follow the general des- ign principles of the belt conveyor. At first, it is a simple introduction about the belt conveyor. Next,

5、it is an analysis of the belt conveyor selection principles an- d calculation methods. After that, according to the material features and working conditions given, the whole structure of the belt conveyor was determined. Then it is the calculation and strength checking about selecting driving device

6、 and the main components in the conveyor. The circumference driving force of the drive roller、the tensioning type and the amount of tensioning force were also deter- mined . The ordinary belt conveyor consists of six main parts: Drive Unit Work- ing part、Delivery End、Intermediate Structure、Loop Take

7、-Up and Belt. As a result of underground working environment and the complexity of equipment operating conditions, it is necessary to consider every kind of possible working conditions during its design and calculate the parameters in the most dangerous condition,take corresponding measures to prov

8、ide an effective guarantee for the normal and reliable transport of the belt conveyor. Keywords　 Rubber belt conveyor belt；underground；main components；lectotype design 不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印 - III - 目錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 5 1.1 課題背景 5 1.1.1 國外帶式輸送機技術的發(fā)展 5 1.1.2 國內帶式輸送機技術的發(fā)展 6 1.2 設計的目的及意義

9、 7 1.3 帶式輸送機的結構、組成、工作原理和主要特點 7 1.3.1 帶式輸送機的結構和組成 7 1.3.2 帶式輸送機的工作原理 7 1.3.3 帶式輸送機的主要特點 7 1.4 主要內容 8 第2章 帶式輸送機方案設計 9 2.1 帶式輸送機的總體設計 9 2.1.1 總體設計方案的確定 9 2.1.2 設計中的關鍵問題及解決方法 10 2.2 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件 10 2.3 輸送帶運行速度及其寬度的設計 11 2.3.1 輸送帶運行速度的設計 11 2.3.2 輸送帶寬度的設計 12 2.4 傳動滾輪所需圓周驅動力的計算 13 2.4.1 計算公式

10、 13 2.4.2 主要阻力計算 13 2.4.3 附加阻力的計算 14 2.4.4 主要特征阻力的計算 15 2.4.5 附加特征阻力的計算 15 2.4.6 傾斜阻力的計算 16 2.4.7 傳動滾筒最大扭矩的計算 16 2.5 傳動功率的計算 16 2.5.1 傳動滾筒軸功率的計算 16 2.5.2 傳動滾筒軸的設計與計算 17 2.5.3 電動機功率的計算 18 2.6 輸送帶張力的計算及拉緊裝置拉緊力的計算 19 2.6.1 輸送帶不打滑條件的校核 19 2.6.2 輸送帶下垂度校核 20 2.6.3 特性點張力計算 20 2.6.4 拉緊裝置拉緊力的計

11、算 21 2.7 本章小結 22 第3章 驅動裝置的設計 23 3.1 驅動裝置的設計 23 3.2 電動機的設計 23 3.3 減速器的設計 23 3.4 聯(lián)軸器的設計 23 3.5 本章小結 24 第4章 帶式輸送機結構設計 25 4.1 輸送帶 25 4.1.1 輸送帶基本知識 25 4.1.2 輸送帶分類 25 4.1.3 輸送帶的連接 25 4.1.4 輸送帶的設計 26 4.2 傳動滾筒 26 4.2.1 傳動滾筒的作用與類型 26 4.2.2 傳動滾筒的結構 27 4.2.3 傳動滾筒的設計 27 4.3 改向滾筒 27 4.4 托輥 29

12、 4.4.1 托輥的作用 29 4.4.2 托輥的類型 29 4.4.3 托輥的作用 30 4.5 拉緊裝置 31 4.5.1 拉緊裝置的作用 31 4.5.2 拉緊裝置布置時應遵循的原則 31 4.5.3 拉緊裝置的類型 31 4.5.4 拉緊裝置的設計 34 4.6 受料裝置 34 4.7 清掃裝置 35 4.8 本章小結 36 結論 37 致謝 38 參考文獻 39 附錄 40 - V - 第1章 緒論 1.1 課題背景 帶式輸送機是一種應用摩擦力傳動的原理，連續(xù)傳送物體的裝置，它既可以進行碎散物料的輸送，也可以進行成件物品的輸送。其輸送線路一般是

13、固定的，帶式輸送機可用于水平或傾斜運輸，還可以根據(jù)各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程中的工藝要求與其它輸送設備相配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線。其優(yōu)點是輸送能力大，效率高，運輸距離長，結構簡單，工作可靠，所以被廣泛地應用于礦山、冶金、煤炭、港口、糧食等各個國民經(jīng)濟行業(yè)中。 帶式輸送機的最新發(fā)展方向呈現(xiàn)長距離、大運量、高速度、集中控制等特點。與其他運輸設備(如機車類)相比，不僅具有長距離、大運量、連續(xù)運輸?shù)奶攸c，而且運行可靠，易于實現(xiàn)自動化和集中控制，經(jīng)濟效益十分明顯。帶式輸送機也是煤礦最為理想的高效連續(xù)運輸設備，特別是煤礦高產(chǎn)高效現(xiàn)代化的大型礦井，帶式輸送機己成為煤炭高效開采機電一體化技術與裝備的關鍵設備

14、。 1.1.1 國外帶式輸送機技術的發(fā)展 國外帶式輸送機技術的發(fā)展很快，主要表現(xiàn)在兩個方面：一方面是帶式輸送機的功能多元化、應用范圍擴大化，如高傾角帶式輸送機、管狀帶式輸送機、空間轉彎帶式輸送機等各種機型，另一方面是帶式輸送機本身的技術和裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長距離、大運量、高帶速的大型帶式輸送機已成為主要的發(fā)展方向，其核心技術是開發(fā)應用了帶式輸送機動態(tài)分析和監(jiān)控技術，提高了帶式輸送機運行性能和可靠性。 目前，在國外煤礦井下使用的帶式輸送機其關鍵技術和裝備有以下幾個特點： （1）設備大型化。其主要技術參數(shù)和裝備均向大型化發(fā)展，以滿足年產(chǎn)300～500萬噸以上高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要

15、。 （2）應用動態(tài)分析技術和機電一體化、計算機監(jiān)控等高新技術，采用大功率軟啟動與自動張緊技術，對輸送機進行動態(tài)監(jiān)測與監(jiān)控，大大地降低了輸送帶的動張力，設備運行性能好，運輸效率高。 （3）采用多機驅動與中間驅動及其功率平衡、輸送機變向運行等技術，使輸送機單機運行長度在理論上已不受限制，并確保了輸送系統(tǒng)設備的通用性、互換性及其單元驅動的可靠性。 （4）新型、高可靠性關鍵元部件技術。如包含CST等在內的各種先進的大功率驅動裝置與調速裝置、高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效貯帶裝置、快速自移機尾等。 1.1.2 國內帶式輸送機技術的發(fā)展 從20世紀80年代起，我國煤礦用帶式輸送機也有了很大

16、發(fā)展，對帶式輸送機的關鍵技術研究和新產(chǎn)品的開發(fā)都取得了可喜的成果，輸送機產(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、適應特種用途的各種帶式輸送機系列，但這一階段的發(fā)展大都基于我國70年代前后引進帶式輸送機的變形和改進，主體結構沒有大的變化。進入90年代后，隨著煤礦現(xiàn)代化的發(fā)展和需要，我國對大傾角帶式輸送機、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮皮帶運輸機及長運距、大運量帶式輸送機及其關鍵技術、關鍵零部件進行了理論研究和產(chǎn)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，研制成功了軟啟動和制動裝置以及PLC控制為核心的防爆電控裝置。 我國生產(chǎn)的皮帶運輸機與國外相比在技

17、術性能上的差距有： （1）裝機功率 我國工作面順槽可伸縮帶式輸送機最大裝機功率為4250kW,國外產(chǎn)品可達到4970kW,國產(chǎn)皮帶運輸機的裝機功率約為國外產(chǎn)品的30%～40%，固定式帶式輸送機的裝機功率相差更大。 （2）運輸能力 我國帶式輸送機最大運量為3000t/h,國外已達5500t/h。 （3）最大輸送帶寬度 我國帶式輸送機為1400mm，國外最大為1830mm。 （4）帶速 由于受托輥轉速的限制，我國帶式輸送機最大帶速為4m/s,國外為5m/s以上。 （5） 工作面順槽運輸長度 我國為3000m，國外為7300m。 （6）高效儲帶與張緊裝置 我國采用封閉式儲帶結

18、構和絞車張緊為主，張緊小車易脫軌，輸送帶易跑偏，輸送帶伸縮時，托輥小車不自移，需人工推移，檢修麻煩。國外采用結構先進的開放式儲帶裝置和高精度的大扭矩、大行程自動張緊設備，托輥小車能自動隨輸送帶伸縮到位。輸送帶不易跑偏，不會出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象。 （7）輸送機品種 機型品種少，功能單一，使用范圍受限，不能充分發(fā)揮其效能，如拓展運人、運料或雙向運輸?shù)裙δ埽龅揭粰C多用；另外，我國煤礦地質條件差異很大，在運輸系統(tǒng)的布置上經(jīng)常會出現(xiàn)一些特殊要求，如彎曲、大傾角（<＋25）直至垂直提升等，應開發(fā)特殊型專用帶式輸送機。 顯然，我國帶式輸送機的設計制造水平與國外還存在著很大的差距，這就需要我們的工程技術人員不

19、斷地努力研發(fā)，創(chuàng)新設計，積極汲取國外的先進制造技術，盡快縮小差距，使我國的國民經(jīng)濟得到更快的發(fā)展。 1.2 設計的目的及意義 隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，運輸業(yè)的發(fā)展狀況越來越成為制約經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸，美國等其他一些發(fā)達國家，經(jīng)濟發(fā)達，這也在一定程度上得益于這些發(fā)達國家的運輸業(yè)發(fā)展完善，在散裝物料短距離運輸，帶式輸送機的作用表現(xiàn)的越來越明顯，帶式輸送機的傳輸效率高，而且噪聲小，污染小，壽命長，成本相對小。 帶式輸送機是一種以摩擦原理連續(xù)傳動的運輸機械?？梢詫⑽锪显谝欢ǖ妮斔途€上，運輸距離小則幾十米大則幾十公里，而且它相比，汽車，火車，它的效率高，成本低，可連續(xù)作業(yè)。它既可以進行碎散物料的輸送，也可

20、以進行成件物品的輸送。除進行純粹的物料輸送外，還可以與各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程中的工藝過程的要求相配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線。所以帶式輸送機廣泛應用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中。在煤礦的井下巷道、礦井地面運輸系統(tǒng)、露天采煤場及選煤廠中，也廣泛應用皮帶運輸機進行水平或傾斜運輸煤炭。它運行可靠，輸送量大，輸送距離長，維護簡便，所以對它的設計具有十分重要的意義。 1.3 帶式輸送機的結構、組成、工作原理和主要特點 1.3.1 帶式輸送機的結構和組成 帶式輸送機主要由以下部件組成：驅動裝置、清掃裝置、傳動滾筒、托輥、輸送帶、機架、拉緊裝置、改向裝置、給料裝置等。 輸送帶是帶式輸送機的承載構件，帶上

21、的物料隨輸送帶一起運行，物料根據(jù)需要可以在運輸機的端部或中間進行卸載。機架上裝有托輥組，包括承載托輥和回程托輥，用來支撐輸送帶及物料。 1.3.2 帶式輸送機的工作原理 輸送帶繞經(jīng)傳動滾筒和尾部的改向滾筒形成一個封閉的環(huán)形帶。輸送帶的上下兩部分都支撐在托輥上。電動機通過聯(lián)軸器、減速器帶動傳動滾筒轉動，借助于傳動滾筒與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶運動。拉緊裝置提供輸送帶正常運行時所需的張緊力。物料在裝料處裝載，靠與輸送帶之間的摩擦力和輸送帶一起運動，并在輸送帶改向處卸載。必要時，可利用專門的卸料裝置在輸送帶中部的任意點進行卸載。從而形成一套連續(xù)運送物料的流水作業(yè)線。 1.3.3 帶式輸送機

22、的主要特點 帶式輸送機具備優(yōu)良的性能：首先是它運行可靠。在許多需要連續(xù)運行的重要的生產(chǎn)單位，如發(fā)電廠煤的輸送，鋼鐵廠和水泥廠散狀物料的輸送，以及港口內船舶裝卸等均采用帶式輸送機。如在這些場合停機，其損失是巨大的。必要時，帶式輸送機可以一班接一班地連續(xù)工作。 帶式輸送機動力消耗低。由于物料與輸送帶幾乎無相對移動，不僅使運行阻力小(約為刮板輸送機的1／3-1／5)，而且對貨載的磨損和破碎均小，生產(chǎn)率高。這些均有利于降低生產(chǎn)成本。 帶式輸送機的輸送線路適應性強又靈活。線路長度根據(jù)需要而定．短則幾米，長可達10km以上。可以安裝在小型隧道內，也可以架設在地面交通混亂和危險地區(qū)的上空。 根據(jù)工藝

23、流程的要求，帶式輸送機能非常靈活地從一點或多點受料．也可以向多點或幾個區(qū)段卸料。當同時在幾個點向輸送帶上加料(如選煤廠煤倉下的輸送機)或沿帶式輸送機長度方向上的任一點通過均勻給料設備向輸送帶給料時，帶式輸送機就成為一條主要輸送干線。 帶式輸送機可以在貯煤場料堆下面的巷道里取料，需要時，還能把各堆不同的物料進行混合。物料可簡單地從輸送機頭部卸出，也可通過犁式卸料器或移動卸料車在輸送帶長度方向的任一點卸料。 帶式輸送機與其堆料機和取料機相配合，已經(jīng)成為大規(guī)模堆取塊狀物料(如煤、礦石等)的唯一有效的方法。 在環(huán)保方面，帶式輸送機工作時噪聲小，必要時，帶式輸送機可被封閉在機罩里，不致于飄散灰塵污

24、染空氣。若在轉運站，灰塵可被密封在轉運溜槽里，如與除塵器相連，粉塵還可收集起來。 1.4 主要內容 選擇帶式輸送機作為本次畢業(yè)設計的選題，可以補充自己在運輸機械這方面知識的欠缺，能培養(yǎng)我們獨立解決工程實際問題的能力，也為自己在今后的工作中打下一定的基礎。通過這次畢業(yè)設計使我們在大學四年來所學的基本理論和專業(yè)知識得到了一次綜合運用，也使我們的設計、計算和繪圖能力得到了全面的訓練。 本次畢業(yè)設計的主要內容包括：帶式輸送機的工作原理，結構組成，布置方式；帶式輸送機各部分的功能與作用，并對主要零部件進行了選型設計與計算，最終設計出一臺小型煤炭帶式輸送機在煤礦井下進行短距離轉運煤炭。 第2章

25、 帶式輸送機方案設計 2.1 帶式輸送機的總體設計 2.1.1 總體設計方案的確定 由于生產(chǎn)系統(tǒng)的需要或建筑結構等種種原因，帶式輸送機有各種各樣的布置方式。帶式輸送機最基本的布置形式見圖2-1中的幾種形式。 圖2-1 皮帶運輸機的基本布置形式 本次設計的帶式輸送機是煤炭從一臺帶式輸送機轉運到另外的運輸機上，不承擔長距離的運輸工作，且不需要傾斜，所需功率較小。故選擇水平布置方式就可以達到要求。而其他布置方式的運輸機結構復雜，功率消耗大，不適合短距離轉運。擬設計帶式輸送機結構示意圖如圖2-2所示。 1-頭部漏斗；2-機架；3頭部清掃器；4-傳動滾筒；5-安全保護裝置；6-輸

26、送帶；7-承載托輥；8-緩沖托輥；9-導向槽；10-改向托輥；11-拉緊裝置；12-尾架；13-空段清掃器；14-回程托輥；15-中間架；16-電動機；17-液力耦合器；18-制動器；19-減速器；20-聯(lián)軸器 圖2-2 擬設計皮帶運輸機結構示意圖 2.1.2 設計中的關鍵問題及解決方法 本次設計首先要根據(jù)生產(chǎn)要求的給料和卸料方法確定帶式輸送機的運輸線路；其次，根據(jù)輸送物料的性質和工作環(huán)境，為選擇帶速、帶寬、摩擦驅動提供依據(jù)；然后根據(jù)計算結果合理選用零部件。另外，由于本次設計的帶式輸送機工作環(huán)境特殊，所以與一般的帶式輸送機設計存在一些差別，例如在某些部件的選用上還必須考慮環(huán)境因素，符合安

27、全生產(chǎn)的規(guī)定。 2.2 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件 (1) 輸送物料：原煤 (2) 物料特性： 1) 粒度：0～200 mm 2) 堆積密度： kg/ 3) 靜堆積角：45 4）運行堆積角：25 5) 物料溫度：< 50C (3) 工作環(huán)境：煤礦井下 (4) 輸送機相關參數(shù)： 1) 運距：10 m 2) 最大輸送能力：320t/h 3) 輸送機傾角：

28、0 2.3 輸送帶運行速度及其寬度的設計 2.3.1 輸送帶運行速度的設計 帶速是帶式輸送機的重要參數(shù)，應遵循以下原則進行選擇： (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) 人工配料稱重時，帶速不應大于1.25 m/s。 (5) 采用卸料車時，帶速一般不宜超過2.5 m/s；當輸送細碎物料或小塊料時，允許帶速為3.15 m/s。 (6) 有計量秤時，帶速應按自動計量秤的要求決

29、定。 (7) 輸送成品物件時，帶速一般小于1.25 m/s。 帶式輸送機的常用帶速如表2-1所示。 表2-1 常用帶速 序號 物料特性 物料種類 帶寬B/mm 500,650 800,1000 1200,1400 1 磨琢性小，品質不會因粉化而降低 原煤、砂、泥土等 0.8～2.5 1.0～3.15 1.5～5.0 2 中等磨琢性，中小粒度(150mm以下) 礦石、石渣等 0.8～2.0 1.0～2.5 1.0～4.0 3 磨琢性大，粒度大(350mm以下) 礦石、鋼渣等 0.8～1.6 1.0～2.5 1.0～3.15

30、 4 磨琢性大,易碎 燒結礦、焦炭等 0.8～1.6 0.8～2.0 0.8～2.0 5 磨琢性小，品質會因粉化而降低 谷物、化肥等 0.8～2.0 0.8～2.5 0.8～3.15 根據(jù)以上分析，并參見表2-1，選取帶速v為2m/s。 2.3.2 輸送帶寬度的設計 1）已知輸送能力，按式（2-1）先計算需要的物料橫截面積S (2-1) 式中 ——輸送能力()； ——輸送機傾斜系數(shù)； ——帶速()； ——被輸送散狀物料的堆積密度

31、()。 計算過程如下： 已知=400，=2,=110，由于是水平運輸，故選取。 查DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊 表3-2 ，初步選擇帶寬650mm。 2）按初選帶寬計算輸送帶上最大的物料橫截面積 (2-2) (2-3) (2-4) 式中 ——輸送帶可用寬度()；按以下原則取值： 時， 時， ； ——中間輥長度；對于一輥或二輥的托輥組，； ——物料的運行堆積角； ——托輥

32、組的槽角。 計算過程如下： 查DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊 表1-8和表1-9，當帶寬為650mm時，初選35槽型托輥組作為承載托輥，托輥直徑為89mm，長度為250mm；平行下托輥作為回程托輥。上托輥間距=1200mm，下托輥間距=3000mm。 通過比較和，顯然，帶寬為650mm的輸送帶能夠滿足設計要求。 3）輸送帶寬度的核算 輸送大塊散狀物料的輸送機，需要按以下公式進行核算： (2-5) 式中 ——最大粒度 (mm)； 計算過程如下： 故所選的輸送帶寬度滿足要求，最終確定選用

33、帶寬為650mm。 2.4 傳動滾輪所需圓周驅動力的計算 2.4.1 計算公式 對于機長L<80m的輸送機，其傳動滾筒上所需的圓周驅動力為輸送機所有阻力之和，即。 （2-6） 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)； 2.4.2 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(chǎn)生阻力的總和。 （2-7） 式中 ——模擬摩擦系數(shù)；

34、 ——輸送機長度(頭尾滾筒中心距) (m)； ； ——重力加速度()； ——承載分支托輥組每米長度旋轉部分重量 (kg/m)； （， 其中——承載分支每組托輥旋轉部分質量 kg ——承載分支托輥間距 m ） ——回程分支托輥組每米長度旋轉部分重量 (kg/m)； （，其中——回程分支每組托輥旋轉部分的質量 kg ——回程分支托輥間距 m ）

35、 ——每米長度輸送帶質量 (kg/m)；（見5.1.4） ——每米長度輸送物料質量 (kg/m)； （） ——輸送機傾角 ()。 輸送機的模擬摩擦系數(shù)如表2-2所示。 表2-2 模擬摩擦系數(shù)(推薦值) 安裝狀況 工作條件 水平、向上傾斜及向下傾斜的電動工況 工作環(huán)境良好，制造、安裝良好，帶速低，物料內摩擦系數(shù)較小 0.020 按標準設計，制造、調整好，物料內摩擦系數(shù)中等 0.022 多塵，低溫，過載，高帶速，安裝不良，托輥質量差，物料內摩擦大 0.023～0.03 向下傾斜 設計、制造正常，

36、處于發(fā)電工況時 0.012～0.016 根據(jù)表2-2，選取模擬摩擦系數(shù)=0.022。 查DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊 表3-7，可知 =6.45kg,=5.79kg。 計算過程如下： 2.4.3 附加阻力的計算 輸送機附加阻力包括加料段物料加速和輸送帶間的慣性阻力及摩擦阻力，輸送帶繞過滾筒的彎曲阻力和除傳動滾筒外的改向滾筒軸承阻力?？捎檬剑?-8）進行簡單計算。 (2-8) 式中——與機長有關的系數(shù)（取=2.2）； 計算過程如下： 2.4.4 主要特征阻力的計算 主要特種阻力包括托輥前傾

37、的摩擦阻力和被輸送物料與導料槽欄板間的摩擦力兩部分。由于本次畢業(yè)設計不包含前傾托輥及導料槽，故=0。 2.4.5 附加特征阻力的計算 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。本次設計不包含卸料器，只安裝兩個頭部清掃器和一個空段清掃器。按式（2-9）和式（2-10）進行計算。 （2-9） （2-10） 式中 ——清掃器的摩擦阻力 （N）； ——清掃器的個數(shù)（包括頭部清掃器和空段清掃器）； ——一個清掃器和輸送帶接觸面積 （） ——清掃器

38、和輸送帶間的壓力 （），一般取為～ ； ——清掃器和輸送帶間的摩擦系數(shù)，一般取0.5～0.7。 查表2-3得 A=0.007m，取P=N/m，取=0.6，將數(shù)據(jù)帶入式（2-10）中，可得 一個空段清掃器相當于1.5個頭部清掃器。 清掃器與輸送帶的接觸面積如表2-3所示。 表2-3 清掃器與輸送帶的接觸面積 帶寬B/mm 清掃器與輸送帶接觸面積A/m 頭部清掃器 空段清掃器 500 0.005 0.008 650 0.007 0.01 800 0.008 0.012 1000 0.01 0.015 1200 0.012

39、 0.018 1400 0.014 0.021 2.4.6 傾斜阻力的計算 傾斜阻力按式（2-11）進行計算。 （2-11） 式中 ——輸送機提升高度 （m）； 由于本次設計的是水平皮帶運輸機，故=0。 則最后可以確定傳動滾筒上所需圓周驅動力 2.4.7 傳動滾筒最大扭矩的計算 單滾筒驅動時，傳動滾筒的最大扭矩按式(2-24)進行計算。 (2-24) 式中 ——傳動滾筒直徑 （mm）； 查DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊 表1-6，初選傳動滾筒的直徑為6

40、30mm。 計算過程如下： 2.5 傳動功率的計算 2.5.1 傳動滾筒軸功率的計算 傳動滾筒軸功率按式（2-12）進行計算。 （2-12） 計算過程如下： 2.5.2 傳動滾筒軸的設計與計算 （1） 求軸上的轉矩 初選傳動滾筒的直徑為630mm，則其工作轉速為： 已知，，則轉矩T為： （2） 選擇軸的材料 該軸無特殊要求，選用45鋼調質處理，查表得。 （3） 估算軸的最小直徑 （2-13） 式中 ——軸傳遞的功率 （）；

41、 ——軸的轉速 （）； 按扭轉強度估算輸入端聯(lián)軸器處的最小軸徑。按45鋼，取。 計算過程如下： 軸的直徑只是初定，最后還得根據(jù)帶式運輸機設計手冊進行確定。 （4）傳動滾筒軸的結構設計 1）擬定軸上的零件方案如圖2-3所示，現(xiàn)選用下圖2-3 的裝配方案。 圖2-3 傳動滾筒軸圖 2）根據(jù)帶式運輸機傳動滾筒的帶寬度和滾筒的直徑和前面算的的軸的直徑綜合確定軸的直徑和各段長度如圖2-4所示。 圖2-4 傳動滾筒軸尺寸圖 3) 軸上零件的周向定位聯(lián)軸器與軸的定位均采用平鍵聯(lián)結，滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的

42、，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。滾筒和軸的周向固定采用膨套固定。 4) 確定軸上圓角和倒角尺寸 取周端倒角為，各軸肩處的圓角半徑為R2。 2.5.3 電動機功率的計算 電動機功率按式（2-15）進行計算。 （2-15） （2-16） 式中 ——傳動效率，一般在0.85～0.95之間選??； ——聯(lián)軸器效率，； ——減速器傳動效率,按每級齒輪傳動效率為0.98進行計算；（二級減速器=0.980.98=0.96） ——電壓降系數(shù)，一般取0.90～0.95

43、； ——多電機功率不平衡系數(shù)，單電機驅動 ； 計算過程如下： 2.6 輸送帶張力的計算及拉緊裝置拉緊力的計算 輸送帶張力（如圖2-8所示）在整個長度上是變化的，影響因素很多，為保證皮帶運輸機正常運行，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。 圖2-8 作用于輸送帶上的張力 2.6.1 輸送帶不打滑條件的校核 為保證輸送帶工作時不打滑，需在回程帶上保持最小張力

44、滿足式（2-17）的要求。 （2-17） 式中 ——輸送機滿載啟動或制動時出現(xiàn)的最大圓周驅動力（啟動時,啟動系數(shù)～1.7）； ——傳動滾筒與輸送帶之間的摩擦系數(shù)； ——輸送帶在傳動滾筒上的圍包角 （）； ——歐拉系數(shù)； 傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)如表2-4所示。 表2-4 傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù) 工作條件 光面滾筒 膠面滾筒 清潔干燥 0.25～0.03 0.40 環(huán)境潮濕 0.10～0.15 0.25～0.35 潮濕粘污 0.05 0.

45、20 計算過程如下：查表2-4得 =0.20 取 ,=0.20 ,=200 ,=2.01 2.6.2 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（2-18）和（2-19）進行驗算。 承載分支 （2-18） 回程分支 （2-19） 式中 ——允許最大下垂度，一般； 計算過程如下： 取=0.01，, 承載分支 回程分支 2.6.3 特性點張力計算 為了確定拉緊裝置的拉緊力，需對某些特性張力點（如圖2-9所示）進行計算。

46、 圖2-9 特性張力點分布圖 計算公式： 承載段運行阻力 （2-20） 特性點2張力 （2-21） 特性點3張力 （2-22） 式中 ——槽型托輥組的阻力系數(shù)，取0.04； ——改向滾筒阻力系數(shù)；當改向滾筒的圍包角，=1.04； 計算過程如下： 因為承載分支最小張力，取 2.6.4 拉緊裝置拉緊力的計算 拉緊裝置的拉緊力可按式（2-23）進行計算。 （2-23） 式中

47、——拉緊滾筒趨入點張力 （N）； ——拉緊滾筒奔離點張力 （N）。 由于本次設計中改向滾筒即為拉緊滾筒，故=，=。 計算過程如下： 2.7 本章小結 本章主要介紹了帶式輸送機的總體結構，工作原理，以及對帶式輸送機的主要部件進的計算過程，至此帶式輸送機的計算過程基本完成。 第3章 驅動裝置的設計 3.1 驅動裝置的設計 驅動裝置是帶式輸送機的動力傳遞機構。一般由電動機、聯(lián)軸器、減速器和傳動滾筒組成。 根據(jù)不同的使用條件和工作要求，帶式輸送機的驅動方式可分為單電機驅動、多電機驅動、單滾筒驅動、雙滾筒驅動和多滾筒驅動幾種。 本次設計由于是小型帶式輸

48、送機的設計，功率不大，故采用單電機單滾筒驅動方式。 3.2 電動機的設計 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(wǎng)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。 電動機額定轉速根據(jù)生產(chǎn)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

49、速高，則極對數(shù)少，尺寸和重量小，價格也低。 由于本次設計的帶式輸送機要用于煤礦井下，所以電動機必須具備防爆性能。 根據(jù)2.5.3電動機功率的計算得，故選用型號為YB2-132S-4礦用防爆電動機。其主要技術參數(shù)參見表3-1。 表3-1 YB2-132-4礦用防爆電機主要技術參數(shù) 額定功率 5.5 額定轉矩 2.2 額定轉速 1500 同步轉速 1500 額定電壓 380 額定頻率 50 效率 87﹪ 輸出軸直徑 38 3.3 減速器的設計 初選傳動滾筒的直徑為630mm，則其工作轉速為： 而電動機、減速器和傳動滾筒之間都采用的是聯(lián)軸器，故傳動

50、比都是1。 已知電動機的額定轉速為1500，則電動機與滾筒之間的總傳動比為： 故選用DCY二級展開式中硬齒面圓柱齒輪減速器（如圖3-1所示），型號為DCY-160-20-Ⅱ-S(參見JB/T8853-2001)。其主要技術參數(shù)參見表3-2。 表3-2 DCY減速器主要技術參數(shù) 公稱輸入轉速 1500 公稱輸入轉速 60 公稱輸入功率 4.783 公稱傳動比 25 輸入軸直徑 40mm 輸出軸直徑 70mm 低速級中心距 160mm 裝配形式 Ⅱ 圖3-1 二級圓柱齒輪減速器展開簡圖 3.4 聯(lián)軸器的設計 聯(lián)軸器是機械傳動中常用的部件。它用來

51、把兩軸聯(lián)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(lián)接拆開后，兩軸才能分離。 聯(lián)軸器所聯(lián)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(lián)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(jù)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(lián)接的功能），聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器（無補償能力）和撓性聯(lián)軸器（有補償能力）兩大類。撓性聯(lián)軸器又可按是否具有彈性元件分為無彈性元件的撓性聯(lián)軸器和有彈性元件的撓性聯(lián)軸器兩個類別。 選用聯(lián)軸器時，首先根據(jù)使用要求和工作條件確定合

52、適的類型；再按轉矩、軸徑和轉速選擇聯(lián)軸器的尺寸；必要時校核其薄弱件的承載能力。 本次設計中，在電動機與減速器之間選用LM5型梅花形彈性聯(lián)軸器，在減速器與傳動滾筒之間選用LZ6型彈性柱銷齒式聯(lián)軸器（查《簡明機械零件設計手冊》）。 3.5 本章小結 本章主要對帶式輸送機的電動機，減速器以及聯(lián)軸器進行了設計。 第4章 帶式輸送機結構設計 4.1 輸送帶 4.1.1 輸送帶基本知識 輸送帶是帶式輸送機中的牽引構件和承載構件，它不僅要有承載能力，還要有足夠的抗拉強度。 輸送帶有帶芯和覆蓋層組成，其中覆蓋層又分為上覆蓋膠、邊條膠和下覆蓋膠。輸送機的帶芯主要是有各種織物（棉織物，各種化纖織物

53、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。 輸送帶是帶式輸送機中最昂貴、耐久性最差的部件。在運轉過程中，輸送帶受到各種不同性質和大小的載荷作用，處在極復雜的應力狀態(tài)下。輸送帶最典型的損壞形式有

54、：工作面層和邊緣磨損；受大塊礦巖沖擊作用引起擊穿、撕裂和剝離；芯體通過滾筒和托輥組受反復彎曲應力引起疲勞；在工作環(huán)境影響下，引起強度指標降低和老化等等。計算表明，輸送帶的費用約占帶式輸送機全部設備費用的一半。因此，根據(jù)使用條件，選擇合適的輸送帶，并在運行中加強維護管理，延長其使用壽命，對提高皮帶運輸機工作效率和降低生產(chǎn)成本具有重要意義。 4.1.2 輸送帶分類 輸送帶種類很多，按照用途分類有：普通用途輸送帶、阻燃抗靜電輸送帶、一般難燃輸送帶、耐熱輸送帶、耐高溫輸送帶、耐酸堿輸送帶、耐油輸送帶、耐寒輸送帶等。 按照結構材料分類有：普通棉帆布輸送帶、尼龍輸送帶、聚酯輸送帶、鋼絲繩芯輸送帶、P

55、VC整芯輸送帶、PVG整芯輸送帶、鋼纜輸送帶等。 按照產(chǎn)品結構分類有：分層輸送帶、整芯輸送帶、鋼絲繩芯輸送帶、鋼纜輸送帶、管狀輸送帶、花紋輸送帶、擋邊輸送帶、減層輸送帶等。 4.1.3 輸送帶的連接 輸送帶端頭連接方法有機械連接和硫化連接兩種。 機械連接方法有鉤卡連接、合頁連接和板卡連接等。機械連接法操作較簡便，但接頭處強度只相當于輸送帶本身強度的35—40％，使用期限短。它對帶芯有損傷，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。 硫化接法有熱硫化和冷硫化兩種。后者連接時間長，采用得比較少。硫化接法先將輸送帶兩接頭部位每層的夾層對縱軸成60～70傾斜地

56、切成階梯形狀，使兩端頭很好地相互配合，在每層夾層上涂以橡膠漿使其粘著，然后用專門的硫化設備，在整個輸送帶寬度范圍內施加均勻足夠的壓力進行熱的或冷的硫化粘合連接。硫化接法接頭強度高，牢固耐用，但操作復雜。 4.1.4 輸送帶的設計 國家規(guī)定，所有煤礦井下所使用的輸送帶產(chǎn)品必須為符合我國相關標準的阻燃抗靜電輸送帶?，F(xiàn)在煤礦企業(yè)常用的輸送帶有：PVC整芯阻燃抗靜電輸送帶、PVG整芯阻燃抗靜電輸送帶、鋼絲繩芯阻燃抗靜電輸送帶。 一般煤礦用PVC和PVG整芯阻燃輸送帶用強度級別和帶子的寬度來表示。 強度級別一般分為：4級、5級、6級、7級、8級、9級、10級、11級和最高到16級帶，分別對應的強度

57、為：680S、800S、1000S、1250S、1400S、1600S、1800S、2000S、2240S、2500s、2800S、3100S 和3400S。 輸送帶的寬度一般為：500mm、650mm、800mm、1000mm、1200mm、1400mm、1600mm、1800mm等。 本次設計的皮帶運輸機的工作環(huán)境是煤礦井下，故選用680S型煤礦用PVG整芯阻燃輸送帶。其技術規(guī)格為：縱向拉伸強度，帶厚8.5mm，輸送帶質量9.2。 4.2 傳動滾筒 4.2.1 傳動滾筒的作用與類型 傳動滾筒是傳遞動力的主要部件，它依靠與輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶運行。傳動滾筒根據(jù)承載能力分為輕型

58、、中型和重型三種。 （1） 輕型：軸承孔徑80～100mm。軸與輪轂為單鍵聯(lián)接的單輻板焊接筒體結構。 （2） 中型：軸承孔徑120～180mm。軸與輪轂為脹套聯(lián)接。 （3） 重型：軸承孔徑200～220mm。軸與輪轂為脹套聯(lián)接，筒體為鑄焊結構，有單向出軸和雙向出軸兩種。 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，驅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摩擦系數(shù)小，一般用在周圍環(huán)境濕度小的短運距帶式輸送機上。鑄（包）膠滾筒的主要優(yōu)點是表面摩擦系數(shù)大，適用于環(huán)境濕度大、運距長的帶式輸送機。鑄（包）膠滾筒按其表面形狀又可分為光面鑄（包）膠滾筒、

59、人字形溝槽鑄（包）膠滾筒和菱形鑄（包）膠滾筒。 人字形溝槽鑄（包）膠滾筒是為了增大摩擦系數(shù)，在鋼制光面滾筒表面上，加一層帶人字溝槽的橡膠層面，這種滾筒有方向性，不得反向運轉。人字形溝槽鑄（包）膠滾筒，溝槽能使水的薄膜中斷，不積水，同時輸送帶與滾筒接觸時，輸送帶表面能擠壓到溝槽里，由于這兩種原因，即使在潮濕的場合工作，摩擦系數(shù)降低也很小。 4.2.2 傳動滾筒的結構 傳動滾筒的結構如圖4-1所示。 圖4-1 傳動滾筒結構示意圖 4.2.3 傳動滾筒的設計 帶寬B與傳動滾筒標準直徑的關系如表4-1所示。 表4-1 帶寬B與傳動滾筒標準直徑的關系（mm） 帶寬B 500 65

60、0 800 1000 1200 1400 傳動滾筒標準直徑D 500 500 500 630 630 800 — 630 630 800 800 1000 — — 800 1000 1000 1250 — — — — 1250 1400 查表4-1，本次傳動滾筒的直徑選為630mm，長度為800mm。 4.3 改向滾筒 帶式輸送機常采用改向滾筒來改變輸送帶的運動方向。改向滾筒可用于輸送帶、、的方向改變。改向滾筒直徑有250、315、400、500、630、800、1000mm等規(guī)格．選用時可與傳動滾筒直徑匹配，改向時其直徑可比

61、傳動滾筒直徑小一檔，改向或時可隨改向角減小而適當取小1—2擋。 傳動滾筒與改向滾筒的直徑匹配關系如表4-2所示。 表4-2 傳動滾筒與改向滾筒的直徑匹配關系（mm） 帶寬B 傳動動滾筒直徑 ≈180改向滾筒直徑 ≈90改向滾筒直徑 ＜45改向滾筒直徑 500 500 400 320 320 650 500 630 400 500 400 400 320 320 800 500 630 800 400 500 630 400 400 400 320 400 400 1000 630 800 1000 500 630

62、 800 500 500 500 400 400 400 1200 630 800 1000 1250 500 630 800 1000 500 500 500 630 400 400 400 400 1400 800 1000 1250 1400 630 800 1000 500 500 630 630 400 400 400 400 1250 本次設計采用兩個改向滾筒，一個是置于尾部的改向滾筒，通過查表4-2可知其直徑為500mm；另一個是置于頭部用于增加傳動滾筒圍包角的改向滾筒，查表4-2可知其直徑為320

63、mm；且兩個改向滾筒的長度與傳動滾筒一樣，都是800mm。 4.4 托輥 4.4.1 托輥的作用 托輥是帶式輸送機輸送帶及貨載的支承裝置。支承托輥的作用是支承輸送帶及帶上的物料，減小輸送帶的垂度，保證其平穩(wěn)運行，在有載分支形成槽形斷面，可以增大運輸量和防止物料的兩側撒漏。托輥隨輸送帶的運行而轉動，以減小輸送機的運行阻力。托輥質量的好壞決定著帶式輸送機的使用效果，特別是輸送帶的使用壽命。而托輥的維修費用成為皮帶運輸機運營費用的重要組成部分。所以要求托輥：結構合理，經(jīng)久耐用，回轉阻力系數(shù)小，密封可靠，灰塵、煤粉不能進入軸承，從而使帶式輸送機運轉阻力小、節(jié)省能源、延長使用壽命。 4.4.2

64、托輥的類型 托輥按用途可分為槽形托輥、平形托輥、緩沖托輥。 （1）槽形托輥 槽形托輥用于輸送散狀物料的帶式輸送機上分支，使輸送帶成槽形，以便增大輸送能力和防止物料從兩邊撒落。常用槽形托輥的槽角有和。槽型托輥如圖4-2所示。 圖4-2 槽形托輥結構示意圖 （2）平行托輥 平行托輥有平行上托輥和平行下托輥兩種形式。平行上托輥一般是用來輸送成件物品，平行下托輥常用來作為回程托輥，支承空載輸送帶。平行托輥如圖4-3所示。 圖4-3 平行托輥結構示意圖 （3）緩沖托輥 一般在輸送帶的裝料處必須放置幾組緩沖托輥，以減小物料的沖擊作用，保護輸送帶。緩沖托輥有橡膠圈式和彈簧板式兩種。

65、橡膠圈式就是在管體外面套裝若干橡膠圈；彈簧板式是托輥的支座具有彈性，以緩沖物料的沖擊。緩沖托輥如圖4-4所示。 圖4-4 緩沖托輥結構示意圖 4.4.3 托輥的作用 托輥輥徑與長度符合《GB/T990—1991 帶式輸送機托輥基本參數(shù)與尺寸》的規(guī)定，見表4-3。 表4-3 輥子參數(shù) (mm) 帶 寬 托 輥 直 徑 400 500 650 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 63.5 √ √ 76 √ √ √ 89 √ √ √

66、 √ 108 √ √ √ √ √ 133 √ √ √ √ √ √ √ 159 √ √ √ √ √ √ 194 √ √ √ 219 本次設計選用帶寬為650mm時輥子的直徑為89mm。 承載托輥選用35槽形托輥和橡膠圈式緩沖托輥，輥子長度通過查手冊為250mm。槽形托輥的間距為1200mm,緩沖托輥的間距為400mm。 回程托輥選用平行下托輥，其長度為800mm，間距為3000mm。 4.5 拉緊裝置 4.5.1 拉緊裝置的作用 拉緊裝置的作用是：保證輸送帶在傳動滾筒的繞出端（即輸送帶與傳動滾筒的分離點）有足夠的張力，能使?jié)L筒與輸送帶之間產(chǎn)生必須的摩擦力，防止輸送帶打滑；保證輸送帶的張力不低于一定值，以限制輸送帶在各支撐托輥間的垂度，避免撒料和增加運動阻力；補償輸送帶在運轉過程中產(chǎn)生的塑性伸長和過渡工況下彈性伸長的變化。 4.5.2 拉緊裝置布置時應遵循的原則 帶式