帶式輸送機(jī)(傳動滾筒)介紹

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1、 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)（傳動滾筒部分） 摘 要 帶式輸送機(jī)是用于散料輸送的重要設(shè)備 , 滾簡作為帶式輸送機(jī)的重要 部件 , 其作用更是舉足輕重。 通過了解滾筒的作用，及滾筒在當(dāng)今社會的發(fā)展現(xiàn)狀，對輸送機(jī)的分類有所認(rèn)識。結(jié)合任務(wù)書的要求，首先對輸送帶的帶寬，及所需牽引力的 計(jì)算和確定。 查閱資料了解到滾筒的結(jié)構(gòu)， 及滾筒失效的常見原因和方式。 并結(jié)合計(jì)算數(shù)據(jù)合理確定滾筒的直徑。并結(jié)合所算數(shù)據(jù)對傳動滾筒裝置的組成件進(jìn)行計(jì)算，并結(jié)合任務(wù)及相關(guān)要求進(jìn)行校驗(yàn)。進(jìn)而得到合理的設(shè)計(jì)尺寸。使設(shè)計(jì)得到較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

2、 關(guān)鍵詞 : 傳動滾筒 結(jié)鉤 組成 I 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） BELT CONVEYOR DESIGN(TRANSMISSION ROLLER PART) ABSTRACT Belt conveyor is an important equipment for powd

3、er conveying, roll Jane as an important part of a belt conveyor, its role is very important. By understanding the role of the drum, and roller in today's society, the development status of to recognize the classification of the conveyor. Combined with the requirements of the specification, first

4、of all, the bandwidth of the conveyor belt, and the required traction calculation and determined. Check data to know the structure of the roller, and the common failure modes of the drum and the way. And combining with calculation data reasonably determine the diameter of the cylinder. And combined

5、with the numerical data for calculation, transmission roller device of a calibrated and connecting with the requirements and related tasks. Reasonable design size is obtained. Make the design get more accurate data. KEY WORDS: transmission roller structur constitute

6、 II 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目 錄 前 言 .................................................................................................. 1 第 1 章 緒論 ...........................................................

7、........................... 2 1.1 滾筒在國民經(jīng)濟(jì)中的作用................................................... 2 1.2 傳動滾筒的發(fā)展?fàn)顩r ........................................................... 3 1.3 結(jié)構(gòu)與種類 ........................................................................... 5 1.3.1 按驅(qū)動方式分

8、 ............................................................. 5 1.3.2 按軸承內(nèi)孔大小分 ..................................................... 5 1.3.3 按外形分 ..................................................................... 6 1.3.4 特殊滾筒 ...........................................

9、.......................... 6 1.4 傳動滾筒的研究目的和意義 ................................................ 7 第 2 章 帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 ....................................................... 8 2.1 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件................................................... 8 2.2 計(jì)算步驟 .........................

10、...................................................... 9 2.2.1 帶寬的確定 : ................................................................ 9 2.2.2 輸送帶寬度的核算 ................................................... 11 2.3 運(yùn)行阻力及牽引力 .......................................................

11、...... 11 2.3.1 附加特種阻力計(jì)算 ................................................... 12 2.3.2 牽引力 ........................................................................ 13 第 3 章 傳動滾筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ......................................................... 14 3.1 滾筒失效形式與許用應(yīng)力的確定.............

12、......................... 14 3.1.1 傳動滾筒的失效形式 ............................................... 14 3.1.2 失效產(chǎn)生的原因 ....................................................... 14 3.1.3 滾筒許用應(yīng)力的確定 ............................................... 15 3.2 傳動滾筒結(jié)構(gòu)設(shè) ...................

13、.............................................. 16 3.2.1 傳動滾筒最小直徑的確定 ........................................ 17 3.2.2 傳動滾筒的直徑驗(yàn)算 ............................................... 17 第 4 章 滾筒組成件 ......................................................................... 19 4.1

14、滾筒覆蓋膠 ......................................................................... 19 III 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4.2 傳動滾筒軸直徑的計(jì)算 ..................................................... 19 4.2.1 滾筒軸受力分析 ....................................................... 19 4.2.2 軸的強(qiáng)度

15、校核 ........................................................... 21 4.3 確定軸承及轉(zhuǎn)子作用力 ..................................................... 21 4.3.1 求軸承反力 ............................................................... 22 4.3.2 校核軸的強(qiáng)度 .................................................

16、.......... 22 4.3.3 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 ............................................ 22 4.3.4 對軸端鍵強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算 ............................................ 24 4.4 軸承壽命的計(jì)算 ................................................................. 25 4.4.1 軸承的選用 .......................................

17、........................ 25 4.4.2 球左右軸承的支反力 ............................................... 25 4.4.3 計(jì)算左右軸承壽命 ................................................... 26 4.5 輻板厚度的確定 ................................................................. 26 4.6 滾筒軸與輻板間的力矩分配 .............

18、................................. 29 4.7 輪轂尺寸的確定 ................................................................. 30 結(jié) 論 ................................................................................................ 32 謝 辭 ..............................................................

19、.................................. 33 參考文獻(xiàn) .......................................................................................... 34 IV 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 前 言 帶式輸送機(jī)是用于散料輸

20、送的重要設(shè)備之一。 其結(jié)構(gòu)特別簡單 , 運(yùn)行平穩(wěn)可靠 , 能耗低 , 對環(huán)境污染小 , 使于集中控制和實(shí)現(xiàn)自動化 , 管理和維 護(hù)方使 , 在連續(xù)裝載的條件下可實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸 , 因此 , 在國民經(jīng)濟(jì)各部門特別是煤炭和礦山運(yùn)輸系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛。 由于其適用范圍的不斷擴(kuò)大和對其需求量的不斷增加 , 帶式輸送機(jī) 的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)也有了長足發(fā)展。傳動滾筒作為帶式輸送機(jī)的重要部 件 , 起作用更是舉足輕重。眾所周知，零部件的工作特性，對整機(jī)性能有重要影響 , 尤其對于些大型、長距離的輸送要求，對滾筒的要求會更高， 加之用戶和使用環(huán)境的千變?nèi)f化, 帶式輸送機(jī)中的傳動滾筒

21、的設(shè)計(jì)不僅 還會涉及其初步設(shè)計(jì)和等部件的選型設(shè)計(jì), 由現(xiàn)今都是通過增大零件外 形來增大輸送量，這樣不僅耗費(fèi)大量人力財(cái)力，得到的產(chǎn)品還不一定能滿足要求。 因此尋求一種合理的傳動滾筒設(shè)計(jì)方法是一件很重的事，本設(shè)計(jì)結(jié)合當(dāng)今中外對滾筒設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行合理分析，挑選、整合、校驗(yàn)得到滿 足用戶需求， 并且對零部件的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化 , 充分了解主要零部件的工作特性 , 合理的進(jìn)行造型設(shè)計(jì)和性能匹配。進(jìn)而得到更佳的設(shè)計(jì)方案。

22、 1 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第1章 緒論 1.1 滾筒在國民經(jīng)濟(jì)中的作用 由于滾簡具有結(jié)構(gòu)緊湊 , 傳動率高 , 噪聲低使用壽命長 , 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn) , 工作 可靠 , 密封性好。占據(jù)空間小 , 安裝維修方使等優(yōu)點(diǎn) , 并且適合在各種惡劣環(huán) 境條件下工作 , 包括潮濕、泥、擰、粉塵多的環(huán)境 , 所以目前國內(nèi)外已將電 動滾筒廣泛應(yīng)用于采礦、冶煉、煤炭、交通、能源、根食、煙草、化工、 建材、物流、航空、農(nóng)林、印刷、商業(yè)等各個(gè)生產(chǎn)建設(shè)領(lǐng)域。 滾筒在國民經(jīng)濟(jì)中的作用隨著現(xiàn)代化工業(yè)

23、的發(fā)展 , 傳動演筒作為傳動 鏈已廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)線中 , 用來輸送城建物品。進(jìn)入 20 世紀(jì) 70 年代 以后 , 傳動接簡的應(yīng)用場所擴(kuò)展的十分迅速。 例如 , 錐形傳動演簡 , 使報(bào)道輸 送機(jī)轉(zhuǎn)彎成為輕而易舉的事。 所以 , 飛機(jī)場、郵電局能用它來分揀行李物品、 包裏等貨物。西端直徑達(dá)、中間直徑小、類似雙曲線形狀的電動滾筒 , 可以 應(yīng)用于林場運(yùn)送原木 . 經(jīng)過專門設(shè)計(jì) , 可以制成卷繞鋼絲繩、電纜等柔性繩 索的卷繞滾筒 , 并且可以在滾筒內(nèi)部裝上安全可靠的制動裝置和防止逆轉(zhuǎn) 裝置口經(jīng)過特殊制造的傳動滾筒 , 可以輸送高溫物

24、料和高溫鋼胚。 有的特殊 傳動滾筒可以在化纖加工過程中作為脫水軋輥使用。如果在滾筒體的圓柱 面上焊接螺旋形葉片 , 還可以制成輕巧的螺旋輸送機(jī)。 此外 , 雙速 , 三速或無 級變速的電動滾筒已廣泛應(yīng)用與超級市場和技術(shù)精密型產(chǎn)品的生產(chǎn)線上。 專門制造的制造的隔爆型傳動滾筒可以用在易燃、易爆的環(huán)境中?？傊? , 隨者傳動滾筒設(shè)計(jì) , 制造技術(shù)的不斷改進(jìn)以及高新技術(shù)的引入 , 傳動滾筒的 應(yīng)用范圍越來越廣泛，傳動滾簡在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域中的作用也越來越重 要。 隨者科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步 ,其應(yīng)用場所更是越來

25、越廣泛 ,其發(fā)展前景也 相當(dāng)可觀。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量 ,重視提高產(chǎn)品的可靠性 ,不斷開發(fā)研制新產(chǎn) 品 ,開拓國內(nèi)市場 ,設(shè)計(jì)出有高可靠性的產(chǎn)品 , 才能使用戶放心大膽的使用 , 才能提高企業(yè)的聲譽(yù) ,企業(yè)的產(chǎn)品在國內(nèi) ,外市場上才能被人們信任 ,才能取 得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。 2 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1.2 傳動滾筒的發(fā)展?fàn)顩r 連續(xù)輸送機(jī)械是物料搬運(yùn)機(jī)械的重要組成部分 , 是其中的一大類別。 帶式 輸送機(jī)是連續(xù)輸送機(jī)械中效率最高、應(yīng)用范圍最廣泛的一種機(jī)型

26、，是散料輸送的重要設(shè)備。 帶式輸送機(jī)是以輸送帶作為率引構(gòu)件和承載構(gòu)件的一種連續(xù)輸送設(shè)各。輸送帶上的物料隨輸送帶一起運(yùn)行，根據(jù)需要可以在輸送機(jī)頭部 或中間部位卸料。輸送帶用托輥支撐 , 運(yùn)行阻力小。帶式輸送機(jī)可以沿水平 或傾斜線路布置 , 在輸送原煤時(shí) , 向上最大輸送傾角一般為 17° ~18°，向下 最大輸送傾角一般為 l5 ° ~l6 °當(dāng)來用花紋輸送帶并采取其它相應(yīng)措施上運(yùn) 傾角可高達(dá) 28° ~32°下運(yùn)傾角可達(dá) 25° ~28°。當(dāng)采取某些特殊措施或?qū)? 用帶式輸送機(jī)時(shí) , 可以實(shí)現(xiàn)更大的輸送傾角甚至垂直提升。 隨者國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展 , 礦山，建材

27、、化工、糧食、電力、煤炭、對散 狀物料的輸送提出了新的要求 , 長距離 ( 指單機(jī)輸送長度 , 國外最長達(dá) l5000m, 國內(nèi)最長為沈礦為海螺集團(tuán)研制的 10300m 乎面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī) ) 、大運(yùn)量 ( 高帶速和大帶寬 ) 和大傾角輸送物料是其主要發(fā)展方向之一，同時(shí)提出無 公害環(huán)保輸送散狀物料的要求。無論國外還是國內(nèi)的建材及礦山行業(yè) , 在這 兩種輸送方案的對比選擇后，還是較多的選擇以長距離、大運(yùn)量的帶式輸送機(jī)代替汽車運(yùn)輸?shù)姆桨浮Ｆ湓蚴遣捎闷囘\(yùn)輸不僅要修建公路、購買汽車一次性投資大 , 而且日常的公路和汽車維修費(fèi)用也很高。帶式輸送機(jī)輸送散 狀物料是連

28、續(xù)的物料流 , 生產(chǎn)效率高。量 9800t/h 。當(dāng)然，增加輸送帶的寬 度也可以提高輸送量 ( 國外采用的最大帶寬是 3300mm)，但增加帶寬使整機(jī) 所有相關(guān)尺寸增大 , 增加了設(shè)各的總投資特別是輸送帶的成本要占整機(jī)成本 的 30-50%, 而且距離越長 , 運(yùn)量越大 , 所占的比例就越大口同時(shí) , 大帶寬需要 相應(yīng)的硫化設(shè)各 ( 包括輸送帶接頭的硫化 ), 因此我國日前所采用的最大帶寬 為 2200-2800mm。近年來，通過引進(jìn)國外先進(jìn)國家的帶式輸送機(jī)整套設(shè)各及 技本 , 以及國內(nèi)廣大科研人員的共同努力 , 可以說國內(nèi)設(shè)計(jì)和制造的長距 離

29、、大運(yùn)量帶式輸送機(jī)的水平已經(jīng)可以滿足國內(nèi)市場的需求 , 但是一些關(guān)鍵 技術(shù)尚需引起重視并加以深入研究和開發(fā)。 到目前為止,沈礦集團(tuán)為天津港設(shè)計(jì)的帶式輸送機(jī)最大輸送量達(dá) 9800t/h; 沈礦集團(tuán)為海螺集團(tuán)設(shè)計(jì)的單機(jī)最長達(dá) 10.3km 。向家壩水電站 3 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3l.1 公里沙石料長距離大運(yùn)量帶式輸送系統(tǒng) , 由 2.5 公里到 8.2 公里共 5 條帶式輸送機(jī)組成的輸送系統(tǒng)、帶寬 l.2m, 帶速 4.5m/s, 輸送量 3000t/h, 帶強(qiáng)度為 ST4500。 到目前為止 , 西班牙

30、的西撒哈拉帶式輸送機(jī)線路是世界上最長的長距離 輸送機(jī)線路。該線路長達(dá) 1ookm, 用來將位于石質(zhì)高原地區(qū)的布·克拉露天 礦的磷灰石礦石運(yùn)往艾汾阿確海港。 此線路于兩年半內(nèi)建成 , 并于 1972 年投 入使用 , 整條線路由長為 6.9~l1.8km 的 l1 臺輸送機(jī)組成輸送機(jī)采用寬度為 l000mm, 強(qiáng)度為 3150N/mm 的鋼繩芯輸送帶 , 帶速為 4.5m/s 。輸送帶的安全系 數(shù)為 6. 7-10 澳大利亞恰那礦 20km 地面帶式輸送機(jī)系統(tǒng)是代表現(xiàn)代帶式輸 送機(jī)發(fā)展水平的一條輸送線。該輸送系統(tǒng)由一條長為 l0.3km 的平面轉(zhuǎn)

31、彎帶 式輸送機(jī)和一條 l0lkm 。的直線長距離帶式輸送機(jī)構(gòu)成。轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)的 曲率半徑為 9km, 弧長為 4km。兩條輸送機(jī)除線路參數(shù)外 , 其它參數(shù)相同 , 輸送 能力為 2200t/h, 帶寬 1050mn, 輸送帶抗拉強(qiáng)度為 3000N/mm,安全系數(shù)為 5, 拉緊裝置為重錘拉緊。津巴布韋銅鐵公司的 l5.6km 水平轉(zhuǎn)彎越野帶式輸送 機(jī)于 l996 年投入使用 , 是世界上単機(jī)最長的帶式輸送機(jī)。輸送量為干礦石 500t/h( 濕礦石 600t/h), 系統(tǒng)全長為 15.6km, 物料提升高度為 90m。輸送帶 采用橋石公司

32、的鋼繩芯輸送帶 , 抗拉強(qiáng)度為 888N/mm,運(yùn)行速度為 4.251n/s, 輸送帶的安全系數(shù)為 5.8. 當(dāng)環(huán)境溫度為 0°C 時(shí) , 安全系數(shù)降到 5.5, 當(dāng)輸送 量增加到 600t/h 時(shí) , 輸送帶安全系數(shù)降低到 4.81 。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨者國內(nèi)外機(jī)械工業(yè)水平的不斷發(fā)展 , 滾簡的結(jié)構(gòu)、加 工、安裝等方面發(fā)生著日新月異的變化。由于焊接技術(shù)的不斷發(fā)展，焊接強(qiáng) 度的可靠性得到保證，雖然多數(shù)大型據(jù)筒采用鑄焊結(jié)構(gòu) , 但焊接結(jié)構(gòu)也有所 增加。輪轂和主軸的聯(lián)結(jié)方式由鍵槽連接。原來的輻板采用加強(qiáng)筋 , 現(xiàn)在直 接用鋼板制成。

33、過去國內(nèi)外在設(shè)計(jì)滾簡的各零部件時(shí) , 常釆用基于經(jīng)典彈性 力學(xué)理論導(dǎo)出的簡單的經(jīng)驗(yàn)公式。 西安交通大學(xué)曾經(jīng)運(yùn)用 SAP5對驅(qū)動滾簡做有限元分析， 對驅(qū)動滾筒的剛 度和強(qiáng)度進(jìn)行了分析并得出 : 摩擦力是滾簡扭曲變形的重要團(tuán)素；從應(yīng)力與 變形兩個(gè)方面說明 , 輻板的加強(qiáng)筋 , 在滾簡非臨界狀態(tài)下 , 對局部變形與筒體 應(yīng)力分布影響不大，只是在臨界狀態(tài)下能提高糠簡的整體穩(wěn)定性；滾簡的徑 向最大變形在滾簡中部。 通過分析 , 對筒體厚度進(jìn)行了優(yōu)化 , 達(dá)到節(jié)省材料的 4 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

34、目的。 煤炭科學(xué)研究總院上海分院曽經(jīng)做過強(qiáng)力滾簡的有限元分析，對擦簡 各點(diǎn)的受力、 變形大小進(jìn)行分析 , 通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了有限元計(jì)算滾筒受力的 可靠性。 西安科技學(xué)院劉金依等人采用大型有限元分析軟件 ANSYS,對英國 安德森一梅沃公司順槽可伸縮帶式輸送機(jī)傳動滾簡的應(yīng)力分布規(guī)律進(jìn)行了 計(jì)算 , 得出了應(yīng)力分布圖 , 并找到危險(xiǎn)區(qū)域 , 從理論上對滾簡的常見破壞形 式進(jìn)行了研究 , 為進(jìn)一步改進(jìn)滾簡的受力狀況 , 實(shí)現(xiàn)滾簡的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)提供 了必要的理論依據(jù)。他們對滾筒的理論研究和試驗(yàn)結(jié)果對本課題有十分重 要的參考價(jià)值和指導(dǎo)意。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)

35、展 , 有限元方法得到了長足的 發(fā)展 , 有限元應(yīng)用也擴(kuò)展到機(jī)械、電子等領(lǐng)域。事實(shí)證明對帶式輸送機(jī)滾 筒進(jìn)行有限元分析是十分合理和有效的。國外從 20 世紀(jì) 60 年代就已經(jīng)開 始對滾筒的設(shè)計(jì)計(jì)算方法、強(qiáng)度分析、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。關(guān)于這 方面的研究從總體上分為商類 : 第一類是 Lang、 Schrnolzi 等對滾簡用半 解析法進(jìn)行研究 , 第二類是 Linder 、Vodstrsi 、Siva 等使用了有限元方法。 但絕大多數(shù)的研究人員都把 : 滾簡看作各個(gè)零件的組合 , 而不是把滾筒當(dāng)作 一個(gè)整體來分析。 盡管也有一些有限元法已經(jīng)

36、把滾筒當(dāng)成整體來考慮 , 但迄 今為止還沒有關(guān)于滾簡受到非對稱載荷系統(tǒng)的研究。 1.3 結(jié)構(gòu)與種類 按驅(qū)動方式分 1. 外驅(qū)動式即驅(qū)動裝置放在傳動滾筒外面 , 減速器直接同傳動滾筒軸 相 2. 內(nèi)驅(qū)動式即將驅(qū)動裝置全部放在傳動滾筒內(nèi) , 此種方式又稱為電動 滾 按軸承內(nèi)孔大小分 1. 輕型 孔徑在 50-100mm 軽型滾簡的結(jié)構(gòu)是軸與輪 1 設(shè)之間采用過 盈配合 ( 或配單鍵 ) , 輻板與筒體焊接 , 其中輪裁與軸采用鍵連接的結(jié)構(gòu) 用于傳動滾簡 。 2. 中型孔徑

37、在 l20-180mm; 中型滾筒的結(jié)構(gòu)是軸與輪裁用脹套連接 , 5 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 輻板與簡體焊接。 3. 重型孔徑在 200~220mm重型滾筒的結(jié)構(gòu)是軸與輪裁采用脹套連接 , 這種結(jié)構(gòu)的壤簡是筒體的一部分、 輻板、 輪裁特成一體的接盤與簡體 的另一部分焊接而成 , 也就是鑄焊滾筒 。 4. 工程級滾簡 工程級滾筒是指為満足特殊載荷條件而經(jīng)過特殊設(shè) 計(jì)的滾簡。高張力輸送帶由于其強(qiáng)度高、延伸性低的特點(diǎn) , 而使這些滾筒 的受力情況比使用一般織物芯層輸送帶的滾簡要高的多 。 啟動、 制動 及其它動力載荷直接的

38、傳通給滾簡 。 當(dāng)涉及到高張力時(shí) , 據(jù)簡的同心 度及 : 滾簡與輸送機(jī)的準(zhǔn)確對中是十分重要的。 這種分類對于改向滾筒 也同樣適用 。 外面包上一層橡膠的滾筒稱為包膠滾筒 , 包膠方式可采用 硫化和冷粘的方法 , 鑲嵌陶瓷的滾筒稱為陶瓷滾筒 , 付么也不包的滾筒稱 為光面滾簡 。 按外形分 1. 鼓形滾簡 用鋼板卷國焊接而成 , 滾簡中間部分直徑大于商邊約幾毫米目的是防止輸送帶跑偏 , 但是加工工藝復(fù)雜 , 因此很少使用 。 2.葉片式、滾簡滾簡由許多橫向葉片組成 , 目的使于清潔輸送帶 , 此 類、滾筒又稱為自清掃滾筒。如果

39、將葉片改為圓柱棒 , 稱為棒式滾筒 , 也可 起到自清掃作用 。 3. 溝槽膠面滾簡滾筒的膠面上開菱形、人字形、直線形、環(huán)形、梯形 , 則分別稱為菱形護(hù)面、人字形護(hù)面等各種保護(hù)面形狀的滾筒，其目的是增 大摩擦系數(shù)便于排出黏住的物料。 傳動滾筒的表面常常選用菱形和人字形。 特殊滾筒 (1 ) 真空滾簡 為增大輸送帶同滾簡之間的摩據(jù)力 , 在滾簡裝有真空 乗或外接真空泵 , 使輸送帶同滾筒包角之間成真空 , 增大摩標(biāo)力。但由于結(jié) 構(gòu)復(fù)雜 , 真空滾簡尚未得到推廣。 (2) 磁力滾筒滾筒內(nèi)裝有磁鐵 , 如輸送帶下層為磁性覆蓋膠

40、, 根據(jù)異性 相吸作用 , 能增大摩標(biāo)力。 當(dāng)使用普通輸送帶時(shí) , 磁力滾筒就成為除鐵滾簡。 (3) 輪胎滾筒滾筒外面由許多充氣輪胎構(gòu)成, 輪胎表面帶有溝槽。各種 輪胎充氣壓力不同時(shí) , 也起到鼓形滾筒作用。 6 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） (4) 陶瓷滾筒滾筒護(hù)面有許多陶瓷片鑲成 , 一方面可增大摩擦力 , 另一 方面便于清掃。 陶瓷片也可做成插板式 , 以便于更換。 滾簡包膠的主要優(yōu)點(diǎn) 就是表面摩擦系數(shù)大 , 包膠是在滾簡的表面上用冷粘或硫化一層橡膠。 包 膠滾簡按其表面形狀又可分為 : 光面包膠滾筒、 人字形溝槽

41、包膠滾簡和菱形 包膠滾筒。 1.4 傳動滾筒的研究目的和意義 為了適應(yīng)高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要 ,帶式輸送機(jī)的輸送能力要加大 , 帶式輸送機(jī)大型化與高可靠性要求 ,對設(shè)計(jì)者和制造者提出了更高的要求 , 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) 。 作為帶式輸送機(jī)重要傳動部件的 : 滾筒 ,能否安全穩(wěn)定 的運(yùn)行 , 在整個(gè)輸送系統(tǒng)中處于舉足輕重的地位。 滾筒的失效會給人身安全 和整個(gè)系統(tǒng)帶來嚴(yán)重的后果 ,使企業(yè)遭受巨大的經(jīng)濟(jì)損失。 特別是在復(fù)雜惡 劣的

42、工礦下 ,如何改進(jìn)滾簡結(jié)構(gòu)、提高工效、延長壽命 , 一直是科研人員所 關(guān)注的課題。 目前 ,在國內(nèi)對于中小型滾簡一般采用近似公式進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 , 對于重型據(jù)筒近似公式已不再適用,這就使得設(shè)計(jì)計(jì)算具有較大的盲目 性 。這樣設(shè)計(jì)出來的滾簡和工程實(shí)際有一定的差距 , 它的安金性和可靠性 難以保證。一旦發(fā)現(xiàn)問題 ,通常是采用增大尺寸的方法來解決，但是這樣做 并沒有解決實(shí)際性的問題。 不但浪費(fèi)材料增加成本 ,還不能達(dá)到預(yù)期的目的 , 隨者帶式輸送機(jī)的大型化 , 合理的設(shè)計(jì)制造出大型滾簡已成為帶式輸送機(jī) 的關(guān)鍵問題。目前 ,我國設(shè)計(jì)的滾筒盡管可以滿足

43、生產(chǎn)需求 ,但是由于缺乏 研究 , 相同規(guī)格的滾筒與國外相比多消耗材料 ,使產(chǎn)品缺乏競爭力。 選擇該課題的目的就在于對傳動滾筒進(jìn)行分析及設(shè)計(jì) , 找到合理的設(shè) 計(jì)方案 , 使?jié)L筒的設(shè)計(jì)更加準(zhǔn)確、高效、簡潔、方便。 7 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 章 帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 2.1 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件 帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算，應(yīng)依據(jù)下列原始數(shù)據(jù)： 1）輸送物料：石灰石 2）物料特性： 1 ）

44、塊度： 0～ 100mm 2）散裝密度： 1.6 103 kg/ m3 3）在輸送帶上堆積角： ρ =20 ° 3 ）工作環(huán)境：多塵和潮濕 4 ）輸送系統(tǒng)及相關(guān)尺寸： （ 1）運(yùn)距： 30m （ 2）傾斜角： β =6° （ 3）最大運(yùn)量 :300t/h （ 4）帶速 v=1.25m/s （ 5）頭部單滾筒驅(qū)動并卸載尾部卸料 （ 6）裝料處設(shè)長 2m的導(dǎo)料欄板 初步確定輸送機(jī)布置形式如圖 2-1 ：

45、 圖 2-1 8 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2.2 計(jì)算步驟 帶寬的確定 : 按給定的工作條件 ,取石灰石的堆積角為 20°。 原煤的堆積密度按 1.6 103 kg/m 3 。 輸送機(jī)的工作傾角 β =6° 輸送機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)帶速 1.25m/s 帶式輸送機(jī)的最大運(yùn)輸能力計(jì)算公式為 Q 3.6s （2-1 ） 式中： Q ——輸送量（ t / h) ； v ——帶速（ m / s) ； ——物料堆積密度（ kg / m3 ）；

46、 s 在運(yùn)行的輸送帶上物料的最大堆積面積, m2 K---- 輸送機(jī)的傾斜系數(shù) 表 2-1 傾斜系數(shù) 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(jī)的工作傾角 =6° 查帶式輸送機(jī)選用手冊（表 2-1 ） k 可取 0.98 按給頂?shù)墓ぷ鳁l件 , 取石灰石的堆積角為 20 °；石灰石的堆積密度為 1.6 103 kg/m 3 ； 取帶速為 1.25m/s ；

47、 將參數(shù)值代入上式 , 即可得知截面積 S： s Q 3.6 1.6 300 1.25 0.04251m 2 3.6 103 0.98 9 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖 2-2 槽形托輥的帶上物料堆積截面 表 2-2 槽形托輥物料斷面面積 A 帶寬 B=500mm 帶寬 B=650mm 帶寬 B=800mm 帶寬 B=1000mm 槽角 動堆積

48、 動堆積 動堆積 動堆積 動堆積 動堆積 動堆積 動堆積 ( λ ) 角 ρ 角 ρ 角 ρ 角 ρ 角 ρ 角 ρ 角 ρ 角 ρ 20° 30° 20 ° 30° 20° 30° 20° 30° 30 ° 0.0222 0.0266 0.0406 0.0484 0.0638 0.0763 0.1040 0.1240 35 ° 0.0236 0.0278 0.0433 0.0507 0.0678 0.0798 0.1110 0.1290 40 ° 0.0247 0.0287 0.0453 0.05

49、23 0.0710 0.0822 0.1160 0.1340 45 ° 0.0256 0.0293 0.0469 0.0534 0.0736 0.0840 0.1200 0.1360 查表 2-2, 輸送機(jī)的承載托輥槽角 35 °，物料的堆積角為 20 °時(shí)，帶 寬為 650mm的輸送帶上允許物料堆積的橫斷面積為 0.0433 m2 0.04251m 2 ， 因 此選 用寬 度為 650mm 的輸 送帶 能滿 足要 求 。 經(jīng)過計(jì) 算 , 故確 定帶 寬 B=650mm。 輸送帶的技術(shù)規(guī)格： 縱向拉伸強(qiáng)度 630N/mm； 帶

50、厚 13mm； 輸送帶質(zhì)量 9.2Kg/m ； 鋼絲繩最大直徑 3.0mm 鋼絲繩間距 10mm 上覆蓋膠厚度 5mm 。 10 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 輸送帶寬度的核算 輸送大塊散狀物料的輸送機(jī)，需要按（ 2-2 ）式核算，再查表 2-3 B2 200 （2-2 ） 式中 ——最大粒度， mm。（條件給出 α ≤ 100mm） 表 2-3 不同帶寬推薦的輸送物料的最大粒度 mm 帶寬 B 500 650 800

51、1000 1200 1400 篩分后 100 130 180 250 300 350 粒度 未篩分 150 200 300 400 500 600 計(jì)算： B 2 100 200 400 mm 故， B=650 輸送帶寬滿足輸送要求。 2.3 運(yùn)行阻力及牽引力 參照類似帶式輸送機(jī)，取 q`g 22kg / m ， q``g 7kg / m ，向下運(yùn)輸阻力 系數(shù)取 w 0.012 。 q Q （2-3 ）

52、3.6 Q 300 則 q 69.44kg / m 3.6 3.6v 1.2 Wzh (q qd q`g )Lgm cos (q qd ) Lg sin (69.44 15 22)30 9.8 0.012 o (69.44 15)30 9.8 sin 6o 2953.6N cos6 Wk (qd q``g ) Lgw cos qd Lg sin (15 7

53、)30 9.8 0.012 cos6 15 30 9.8 sin 6 535.48N 為簡化計(jì)算略去附加阻力： 式中 q ——單位長輸送帶上裝運(yùn)物料量 kg/m q`g ——重段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量 kg/m. q``g ——空段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量 kg/m.. g——重力加速度 m/s 2 w ——運(yùn)輸阻力系數(shù)。 按逐點(diǎn)法進(jìn)行計(jì)算，標(biāo)號如式所示： s2 1.06s1 s3 s2 w2h 1.06s1

54、 535.48 s4 1.06s3 1.12s1 S3 11 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） s5 1.062 s4 1.25s1 S4 sb s5 wk 1.25s1 535.48 取 150o ，膠面滾筒空氣潮濕取 0.25 ，摩擦備用系數(shù)取 n=1.2, 按 摩 擦牽引力條件： s1 sb (1 e 1) 5.36 sb 1.2 按重段輸送帶垂度需求，重段最小張力應(yīng)為 smin 5(q qd ) L g g cos L‵ g——重段托輥間距 按照有關(guān)帶式輸送機(jī)取 L g 1.2m

55、，代入得 smin 5( 69.44 15) 1.2 9.8 cos6 4915.42N 因重段最小張力按摩擦牽引力條件僅為點(diǎn)張力： s2 5209.9N s1 5745.38N s4 11250.18N s5 25312.905N sb 26344.4N 由此而得 smax sb 26344.4N 即皮帶上的最大張力 Fmax Smax =26344.4N 附加特種阻力計(jì)算 附加特種阻力 FS 2 包括輸送帶清掃器摩擦阻力 等部分，按下式計(jì)算： FS 2 n3 Fr Fa Fr A P

56、3 Fa B k2  4467N，，以此為準(zhǔn)計(jì)算各 Fr 和卸料器摩擦阻力 Fa （2-4 ） （2-5 ） 式中 n3 ——清掃器個(gè)數(shù)，包括頭部清掃器和空段清掃器； A——一個(gè)清掃器和輸送帶接觸面積， m2 ； P ——清掃 器和輸送 帶間的壓力， N/ m2 ，一般 取為 3 10 4 ~ 10 104 N/ m2 ； 3 —

57、—清掃器和輸送帶間的摩擦系數(shù)，一般取為 0.5~0.7 ； k2 ——刮板系數(shù)，一般取為 1500 N/m 。 12 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 表 2-4 導(dǎo)料槽欄板內(nèi)寬、刮板與輸送帶接觸面積 帶寬 B/mm 導(dǎo)料欄板內(nèi)寬 刮板與輸送帶接觸面積 A/m 2 b1 /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.

58、610 0.01 0.015 1200 0.730 0.012 0.018 1400 0.850 0.014 0.021 查表 2-4 得 A=0.007m 2 ，取 p =10 104 N/m2 ，取 3 =0.6 ，將數(shù)據(jù)帶入 式（ 2-5 ） 則 Fr =0.007 × 10 104 × 0.6=420 N 擬設(shè)計(jì)中有一個(gè)頭部清掃器和一個(gè)空段清掃器（一個(gè)空段清掃器相當(dāng) 于 1.5 個(gè)清掃器） Fa =0 由式（ 2-4 ） 則 FS 2 =2.5 × 420=1050N

59、 2.3.2 牽引力 牽引力 Fus1 sb 0.04(s1 sb ) FS2 26344.4) 1050 33559.776N 4915 26344.4 0.04 (4915 N 1 2 1 —— 傳動效率，一般在 0.85~0.95 之間 選?。? 2 —— 聯(lián)軸器效率 : 每個(gè)機(jī)械式聯(lián)軸器效率：1 =0.98 發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)功率 Fv N 33559 .774 1.25 0.882 36.9KW P 10

60、00 1000 選擇三相異步電動機(jī) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》，選取 Y200L2-2 ，功率 37kw。 13 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3章 傳動滾筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 傳動滾筒是帶式輸送機(jī)系統(tǒng)中比較關(guān)鍵的部件，目前國內(nèi)外對于大型傳 動滾筒的計(jì)算方法均不夠全面，給設(shè)計(jì)造成了困難。本章收集整理了國內(nèi)外 帶式輸送機(jī)傳動滾筒設(shè)計(jì)的有關(guān)資料，結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)使用經(jīng)驗(yàn)，對滾筒結(jié)構(gòu) 的設(shè)計(jì)計(jì)算方法進(jìn)行了分析研究，修正了有關(guān)計(jì)算公式，提出一套比較完整 的滾筒設(shè)計(jì)方法，為以后做進(jìn)一步研究提供了設(shè)計(jì)

61、依據(jù)。 3.1 滾筒失效形式與許用應(yīng)力的確定 傳動滾筒的失效形式 (1) 裂紋 裂紋易出現(xiàn)在輻板與輪轂以及輻板與筒體的焊接處；鑄焊結(jié)構(gòu) 滾筒的接盤與筒體焊接處 [13] 。 (2) 局部變形過大 此種情況多數(shù)是筒體的中部塌陷。 (3) 壓裂 滾筒長期受較大比壓作用下，很容易使?jié)L筒壓裂破壞，裂縫往 往是從一側(cè)輻板焊接處沿軸向無規(guī)則開裂至另一側(cè)焊接輻板處。 (4) 脹套連接螺栓被剪斷或彎曲變形過大。 失效產(chǎn)生的原因 滾筒失效的原因有很多種， 具體包括：理論計(jì)算不足；結(jié)構(gòu)

62、設(shè)計(jì)不合理， 造成過渡部分剛度相差過大；使用不當(dāng)，如過載以及加速過大等；原材料有 缺陷，如內(nèi)部裂紋等；焊接工藝不當(dāng)，如焊條或焊接參數(shù)選用不當(dāng)，焊接處 清洗不凈，焊縫處未焊透以及焊后不進(jìn)行熱處理或熱處理不當(dāng)，造成焊接殘 余應(yīng)力過大等。 1. 裂紋產(chǎn)生原因 (1) 圓周焊縫拘束應(yīng)力過大 輻板與輪轂、輻板與筒體連接處焊縫均為圓 周封閉焊縫，焊接過程中產(chǎn)生的應(yīng)力，焊接結(jié)束后隨溫度降低，焊縫收縮， 徑向殘余應(yīng)力不斷加大，超過焊縫抗拉極限，焊縫中間或焊趾熱影響區(qū)附近 產(chǎn)生沿圓周方向裂紋。 14 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

63、 (2) 輪轂、筒體與輻板材料不一致 傳動滾筒結(jié)構(gòu)中，輪轂材質(zhì)常 ZG230~450 或 ZG20Mn5V 。筒體一般為優(yōu)質(zhì)碳素鋼或無縫鋼管。輻板采用鋼 板或鑄鋼結(jié)構(gòu)， Q235-A 或 ZG20Mn5V 。鑄件成份得不到保證，常出現(xiàn)碳含量 高及其他有害元素超標(biāo)的情況。輻板材料為鋼板，如焊接工藝措施不到位， 焊縫可能出現(xiàn)裂紋。 (3) 焊縫有明顯的應(yīng)力集中 由于焊接接頭形式、坡口形式、熔透情況、 焊縫截面形狀等原因可能使焊縫處于較大的應(yīng)力集中區(qū)域，而應(yīng)力集中是降 低焊接接頭和結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度的主要原因。應(yīng)力集中的存在有可能導(dǎo)致滾筒在 焊接制造中產(chǎn)生裂

64、紋或在使用中裂紋擴(kuò)展。 (4) 焊接工藝參數(shù)選擇不當(dāng)或操作者熟練程度不夠 焊接工藝參數(shù)直接 影響到焊接過程的連續(xù)性、穩(wěn)定性，從而對裂紋的產(chǎn)生起到一定的作用。在 手工或半自動電弧焊接中幾乎所有焊接缺陷的產(chǎn)生都與焊工的操作水平有 關(guān)。 2．消除措施 （ 1）優(yōu)化筒體焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為減小應(yīng)力集中，焊縫表面最好為凹面，向母材表面應(yīng)圓滑過渡。接頭 和坡口形式根據(jù)實(shí)際情況選擇；輻板上開合適的減輕孔能有效的降低焊縫處 的約束應(yīng)力，同時(shí)還可提高輻板的剛性。開口數(shù)量一般在 3 個(gè)以上。鑄焊結(jié)構(gòu)能有效的解決輻板與筒體及輪轂連接焊縫的裂紋問題； （ 2）優(yōu)

65、化滾筒焊接工藝 輪轂、輻板和筒體的材料不一致時(shí)，可在較硬的含碳量高的輪轂表面堆 焊過渡層；選用抗烈性較好的堿性焊條。工藝上通常采用預(yù)熱工件或?qū)ΨQ同時(shí)施焊等措施；焊后整體加熱失效處理或局部加熱緩慢冷卻的方法能有效去除殘余應(yīng)力。 （ 3）加強(qiáng)檢驗(yàn)手段，射線或超聲波探傷。 此外，加強(qiáng)操作者的技術(shù)培訓(xùn)，提高操作技能，也是防止?jié)L筒裂紋的重 要環(huán)節(jié)。 滾筒許用應(yīng)力的確定 筒體的材料通常是 Q235-A 鋼，鑄造接盤多用 ZG20Mn5V, Q235-A 鋼的厚 度在 20mm~40mm時(shí)， s 230MPa， b =400MPa。從理論上分

66、析可知筒體和 15 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 接盤所受的應(yīng)力是變化的，且實(shí)踐證明多數(shù)滾筒的失效都是在沒有明顯變形的情況下造成裂紋。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，都是按照靜強(qiáng)度的方法來計(jì)算，或按照與疲勞強(qiáng)度等效的靜強(qiáng)度計(jì)算。 安全系數(shù)是一個(gè)比較復(fù)雜的問題。它主要取決于下列幾種因素： （ 1）原材料的穩(wěn)定情況，包括材料性質(zhì)，原材料尺寸變化，制造工藝的穩(wěn)定性等。 （ 2）計(jì)算的精確度，包括外載荷，以及應(yīng)力計(jì)算的精確程度。 （ 3）零件的重要程度。 根據(jù)滾筒的具體情況，其原材料和制造工藝都比較穩(wěn)定，計(jì)算精度為中 等，又是屬于比較重要的零部件，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可把安全系數(shù)取為 1.5~1.8 。目 前，我國各廠家常取 Q235-A 的許用應(yīng)力 [ σ ]=140MPa，安全系數(shù)都在 1.5~1.8 之間。亦可以取材料的脈動疲勞極限為 (0.52~0.56) [ σ ] ，安全系數(shù)為 1.5 。 這樣計(jì)算出的許用應(yīng)力與上述相近。但考慮到滾筒在成形或安裝時(shí)，會有局 部凹陷的現(xiàn)象，故有人建議按上述方法計(jì)算出滾筒厚度后再加上 2mm