帶式輸送機

帶式輸送機,輸送 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文摘要本設(shè)計為帶式輸送機的設(shè)計，以低制造成本、結(jié)構(gòu)簡便、安全可靠為設(shè)計宗旨，在采用傳統(tǒng)的帶式輸送機的設(shè)計方法、設(shè)計數(shù)據(jù)的同時采用了部分先進(jìn)的新型帶式輸送機的計算方法及計算數(shù)據(jù)。本設(shè)計在托輥組選型設(shè)計部分，通過對帶式輸送機托輥組間距的合理確定及優(yōu)化布置，大大減少了托輥組用量。承載段托輥組由原來的1000組減少到400組，回程段也相應(yīng)地由原來的500組減少到200組，極大地降低了制造成本、維護(hù)成本，簡化了結(jié)構(gòu)，提高了運行的可靠性。拉緊裝置設(shè)計部分，通過分析研究各種拉緊裝置的優(yōu)缺點來設(shè)計拉緊裝置。把重錘車式拉緊和絞車?yán)o結(jié)合起來使用，在不提高成本的基礎(chǔ)上綜合了兩種拉緊方式的優(yōu)越性。帶式輸送機驅(qū)動裝置配置過高是一種資源浪費，而配置過低又會嚴(yán)重影響輸送機壽命，所以選擇合理的驅(qū)動裝置、降低維修工作量和運營成本是選擇驅(qū)動裝置的關(guān)鍵。本設(shè)計綜合分析研究了幾種驅(qū)動裝置的優(yōu)缺點，合理選配了Y型電動機+調(diào)速型液力偶合器+減速器型驅(qū)動裝置。了解和掌握帶式輸送機輸送帶跑偏原因及糾偏方法，對保證帶式輸送機的安全運行是非常重要的。本設(shè)計調(diào)偏裝置設(shè)計部分就以上問題分析了輸送帶跑偏的原因及調(diào)偏原理并提出了解決跑偏的有效措施。關(guān)鍵詞：帶式輸送機；托輥間距；拉緊；驅(qū)動；調(diào)偏AbstractThis design is the design of the belt conveyer, concentrate on low manufacturing costs, simple structure and reliable design which have adopted enumerated data and the design method of advanced belt conveyers while adopting design data and the design method of the belt conveyer of tradition. Design in the part of bearing roller selecting , greatly reduced the quantity of bearing roller groups by the reasonably determine and optimization arrange of across block of bearing roller groups. The bearing groups from 1000 groups of original decreasing go to 400 groups, the section of return trip also goes to 200 groups correspondingly by 500 groups of original decreasing. In pull installation design part, select pull installation design by analysis advantages and shortcomings of various pull installation. Combine hammer vehicle pull installation to winch pull without increasing cost, as a result, synthesized the superities of both two.Its a kind of resource waste to use high disposition of actuating device for belt conveyer, but low disposition would serious influence conveyer life, so select actuating device reasonably is very important. At last choose the motor of Y model + hydraulic coincidence ware of speed adjustment + gear reducer as actuating devices. Belt conveyer is a main transport equipment, analyses the reasons of conveyer belt off tracking, puts forward improving measures and precautions to ensure the safety operation of belt conveyer. KeyWords： belt conveyer, span, pull, actuating device, off tracking目 錄引 言11帶式輸送機概述41.1 帶式輸送機的應(yīng)用41.2 帶式輸送機的分類41.3 帶式輸送機的發(fā)展?fàn)顩r62 總體方案設(shè)計82.1 布置方式82.2 帶式輸送機的工作原理92.3 傳動原理102.4 傳動方案和總體設(shè)計113主要技術(shù)參數(shù)的設(shè)計計算123.1 槽角的選取123.2 膠帶運行阻力的計算133.3.1 承載段的運行阻力153.3.2 回空段的運行阻力173.3.3 最小張力點183.4 輸送帶上各點張力的計算193.4.1 由逐點計算法計算各點的張力193.4.2 用摩擦條件來驗算傳動滾筒分離點與相遇點張力的關(guān)系203.5 輸送帶的強度驗算213.5.1 輸送帶的計算安全系數(shù)213.5.2 輸送帶的許用安全系數(shù)223.5.3 傳動滾筒直徑的確定和滾筒強度的驗算234 驅(qū)動裝置的選用與設(shè)計264.1 電機的選用264.2 減速器的選型與設(shè)計274.2.1 傳動裝置的總傳動比及其分配274.2.2 由運動學(xué)、動力學(xué)進(jìn)行參數(shù)計算284.2.3 減速器的選型校核294.3 聯(lián)軸器的計算與選型314.4 驅(qū)動滾筒的設(shè)計334.4.1 驅(qū)動滾筒的功率344.4.2 驅(qū)動滾筒軸徑的計算344.4.3 滾筒軸的校核365 托輥的設(shè)計385.1 托輥的作用與類型385.2 托輥間距415.3 托輥的選型416 制動裝置426.1 制動裝置的作用426.2制動裝置的選型427 改向裝置437.1 凸弧段曲率半徑R的計算437.2 改向滾筒的選用448 其他部件的選用458.1 輸送帶458.1.1 輸送帶的分類458.1.2 輸送帶的連接478.2 拉緊裝置498.2.1 拉緊裝置的作用498.2.2 拉緊裝置布置時應(yīng)遵循的原則498.2.3 拉緊裝置的選型508.2 頭架尾架與中間架508.3 卸料裝置518.4 清 掃 裝 置528.5 導(dǎo)料槽53結(jié) 論54致 謝55參考文獻(xiàn)56附錄A57Discussion about pull installation of belt conveyer57淺談帶式輸送機的拉緊裝置66V 引 言帶式輸送機是用連續(xù)的無端輸送帶輸送貨物的機械，俗稱皮帶機。輸送帶根據(jù)摩擦傳動原理而運動，既是承載貨物的構(gòu)件，又是傳遞牽引力的構(gòu)件，其特點是：輸送能力大，爬坡能力強，操作簡單，安全可靠，自動化程度高，設(shè)備維修容易，廣泛應(yīng)用于采礦、冶金、化工、鑄造、建材等行業(yè)的輸送和生產(chǎn)流水線以及水電站建設(shè)工地和港口等大宗散貨的輸送裝卸作業(yè)中，在我國的國民經(jīng)濟中占有重要的地位。今年來，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，帶式輸送機的發(fā)展趨勢有：大運輸能力，大帶寬，大傾角，增加單機長度和水平轉(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，特別是大傾角的皮帶輸送機，在現(xiàn)實的生產(chǎn)中，變的越來越需要，國內(nèi)外許多學(xué)者都投入到其研制過程中，雖然已經(jīng)出現(xiàn)了一批可以用于較大傾角的輸送機，不過技術(shù)還不夠完善、成熟，由于其工作的環(huán)境比較復(fù)雜帶式輸送機具有以下特點：1. 結(jié)構(gòu)簡單。帶式輸送機的結(jié)構(gòu)由傳動滾筒、改向滾筒、托輥或無輥式部件、驅(qū)動裝置、輸送帶等幾大件組成，僅有十多種部件，能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，并可按需要進(jìn)行組合裝配，結(jié)構(gòu)十分簡單。2. 輸送物料范圍廣泛。輸送物料的范圍可以從很細(xì)的各種粉狀物料到大塊的礦石、石塊、煤或紙漿木料，以最小的落差輸送精細(xì)篩分過的或易碎的物料。由于橡膠輸送帶具有較高的抗腐蝕性，在輸送強腐蝕性或強磨損性物料時維修費用比較低。帶式輸送機還可以輸送堿性物料和一定溫度熱料，也可以運送成件物品。3. 輸送量大。運量可以從每小時幾千克到幾千噸，而且是連續(xù)不間斷運送，這是火車、汽車運輸望塵莫及的。4. 運距長。單機長度可達(dá)十幾千米一條，在國外已十分普及，中間無需任何轉(zhuǎn)載點。德國單機60km一條已經(jīng)出現(xiàn)。越野的帶式輸送機常使用中間摩擦驅(qū)動式，使輸送長度不受輸送帶強度的限制。5. 對線路適應(yīng)性強。帶式輸送機可以適應(yīng)坡度為30o35的地形，而對于卡車運輸來說僅能適應(yīng)原有自然地形的坡度為6o8o。輸送機線路可以適應(yīng)地形，在空間和水平面上彎曲從而降低基建投資，并能避免在廠內(nèi)和其它擁擠地區(qū)，以免受鐵路、公路以及河流、山脈的干擾。帶式輸送機的運輸路線是十分靈活的，線路長度可根據(jù)需要延長。另外，現(xiàn)代的帶式輸送機在越野敷設(shè)時，已從槽形發(fā)展到圓管形，它可以在水平及垂直面上轉(zhuǎn)彎，打破了槽形帶式輸送機不能轉(zhuǎn)彎的限制，因而能依山傍水，沿地形而走，可節(jié)省大量修隧道、橋梁的基建投資。6. 裝卸料十分方便。帶式輸送機可根據(jù)工藝流程需要，可在任何點上進(jìn)行裝、卸料。圓管式帶式輸送機也是如此。還可以在回程段上裝、卸料，進(jìn)行反向運輸。7. 可靠性高。帶式輸送機的可靠性已為所有工業(yè)領(lǐng)域中的使用經(jīng)驗所證實，它的運行極為可靠，在許多需要連續(xù)運行的重要生產(chǎn)單位，如在發(fā)電廠內(nèi)煤的輸送，鋼鐵廠和水泥廠散狀物料的輸送以及港口內(nèi)船舶裝卸散狀物料等，都獲得了廣泛的應(yīng)用。8. 營運費低廉。帶式輸送機的磨損件僅為托輥和滾筒，輸送帶壽命長，自動化程度高，使用人員很少，平均千米里不到1人，消耗的機油和電力業(yè)很少。9. 基建投資省。火車、汽車輸送的坡度都太小，因此延長米大，修建的路基長。而帶式輸送機一般可在20o以上，如用圓管式90o都能上去，又能水平轉(zhuǎn)彎，大大節(jié)省了基建投資?，F(xiàn)國外帶式輸送機每千米成本費為100萬300萬美元，國內(nèi)為人民幣500萬元，其中輸送帶占整機成本的30%35%.。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，輸送成本將進(jìn)一步下降。10. 能耗低，效率高。由于運動部件自重輕，無效運量少，在所有連續(xù)式和非連續(xù)式運輸中，帶式輸送機耗能最低、效率最高。11. 維修費少。帶式輸送機運動部件僅是滾筒和托輥，輸送帶又十分耐磨。相比之下，火車、汽車磨損部件要多得多，且更換磨損件也較為頻繁。12. 應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，市場巨大。根據(jù)調(diào)查，我國現(xiàn)有帶式輸送機約200萬臺，其中，鍋爐上煤約40萬臺；煤礦120萬臺；火力發(fā)電廠167座，每廠約3km，折合1萬臺；建材廠和水泥廠6千個，平均每廠50臺，共計30萬臺；港口碼頭約1萬臺，不包括卸船機和散貨裝船機等。 綜上所述，帶式輸送機的優(yōu)越性已十分明顯，它是國民經(jīng)濟中不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。加之國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)化的實現(xiàn)，又大大縮短了帶式輸送機的設(shè)計、開發(fā)、制造、銷售的周期，使它更加具有競爭力。1帶式輸送機概述1.1 帶式輸送機的應(yīng)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(nóng)業(yè)、交通等各企業(yè)中,連續(xù)運輸機是生產(chǎn)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(hù)簡便，適應(yīng)于冶金煤炭，機械電力，輕工，建材，糧食等各個部門。 1.2 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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的帶式輸送機,各有各的輸送特點.其簡介如下: （1）QD80輕型固定式帶輸送機 QD80輕型固定式帶輸送機與TD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） 它屬于高強度帶式輸送機,其輸送帶的帶芯中有平行的細(xì)鋼繩，一臺運輸機運距可達(dá)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(chǎn)生擠壓,導(dǎo)致物料對膠帶的摩擦力增大,從而輸送機的運輸傾角可達(dá)25.（4）管形帶式輸送機 U形帶式輸送帶進(jìn)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(xiàn)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(xiàn)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(zhì)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(cè)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(dá)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(dá)90,運行速度可達(dá)6m/s,輸送能力不隨傾角的變化而變化,可實現(xiàn)松散物料和有毒物料的密閉輸送.其主要缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)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(jié)合的產(chǎn)物,既具有鋼繩的高強度、牽引靈活的特點,又具有帶式運輸?shù)倪B續(xù)、柔性的優(yōu)點。1.3 帶式輸送機的發(fā)展?fàn)顩r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(zhuǎn)彎,合理目前帶式輸送機已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)經(jīng)濟各個部門,近年來在露天礦和地下礦的聯(lián)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(shè)施等.這些輸送機的特點是輸送能力大(可達(dá)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(shè)備維護(hù)檢修容易,爬坡能力大(可達(dá)16),經(jīng)營費用低，由于縮短運輸距離可節(jié)省基建投資。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(shè)計。鋼繩芯帶式輸送機的適用范圍：（1）適用于環(huán)境溫度一般為度;在寒冷地區(qū)驅(qū)動站應(yīng)有采暖設(shè)施；（2）可做水平運輸,傾斜向上(16)和向下()運輸,也可以轉(zhuǎn)彎運輸;運輸距離長,單機輸送可達(dá)15km；（3）可露天鋪設(shè),運輸線可設(shè)防護(hù)罩或設(shè)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 總體方案設(shè)計機械產(chǎn)品的方案設(shè)計首先確定它的工作原理方案，再確定機械運動方案。機械系統(tǒng)的工作原理和機械傳動方案的優(yōu)劣是決定產(chǎn)品性能、成本，關(guān)系到產(chǎn)品水平及競爭力的關(guān)鍵所在。因此機械系統(tǒng)的運動方案設(shè)計階段是機械產(chǎn)品設(shè)計中最重要的設(shè)計階段，是機械產(chǎn)品至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。在此階段完成的草圖和總體布置，不僅確定了整機的布置形式和重要尺寸，而且也確定了各種部件的基本型號和特性參數(shù)。2.1 布置方式電動機通過聯(lián)軸器、減速器帶動傳動滾筒轉(zhuǎn)動或其他驅(qū)動機構(gòu)，借助于滾筒或其他驅(qū)動機構(gòu)與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶運動。帶式輸送機的驅(qū)動方式按驅(qū)動裝置可分為單點驅(qū)動方式和多點驅(qū)動方式兩種。通用固定式輸送帶輸送機多采用單點驅(qū)動方式，即驅(qū)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(qū)動方式按傳動滾筒的數(shù)目分，可分為單滾筒和雙滾筒驅(qū)動。對每個滾筒的驅(qū)動又可分為單電動機驅(qū)動和多電動機驅(qū)動。因單點驅(qū)動方式最常用，凡是沒有指明是多點驅(qū)動方式的，即為單驅(qū)動方式，故一般對單點驅(qū)動方式，“單點”兩字省略。單筒、單電動機驅(qū)動方式最簡單，在考慮驅(qū)動方式時應(yīng)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(qū)動。2.2 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(gòu)和承載機構(gòu).帶式輸送機組成及工作原理如圖2-1所示 ,它主要包括以下幾個部分：減速器、電動機、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 帶式輸送機簡圖1張緊裝置 2裝料裝置 3犁形卸料器 4槽形托輥5輸送帶 6機架 7傳動滾筒 8卸料器9清掃裝置 10平行托輥 11空段清掃器 12清掃器輸送帶繞1經(jīng)頭驅(qū)動滾筒和尾部拉緊裝置的滾筒3，形成一個無極的環(huán)形封閉帶，輸送帶上分支（有載分支）支撐在槽型托輥上（上托輥），下分支（無載分支）支撐在平托輥上，拉緊裝置給輸送帶一保證正常運轉(zhuǎn)所需要的張力。工作時驅(qū)動滾筒通過摩擦力驅(qū)動輸送帶運行，物料經(jīng)裝載裝置加到輸送帶上，隨膠帶一起運動到頭部卸載裝置卸載，利用專門的卸載裝置在輸送機中部任意點卸載。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.2.3 傳動原理在進(jìn)行總體方案設(shè)計前，首先簡要地闡述皮帶運輸機的傳動原理，下圖表示輸送機的傳動原理。如圖，要克服阻力使膠帶運動起來，必須使膠帶在傳動滾筒相遇點2的張力大于分離點1的張力。這兩點張力差就是傳動滾筒所傳給膠帶的摩擦力，也就是膠帶輸送機的牽引力。 圖2-2傳動原理圖提高傳動裝置的牽引力可以從以下三個方面考慮：（1）增加拉緊力增加初張力可以使膠帶在傳動滾筒分離點的張力增加。此法提高牽引力雖然可以，但是增大S1必須相應(yīng)的增大皮帶截面，這樣會增大傳動裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，不經(jīng)濟，故在設(shè)計中不采用此法。（2）增加圍包角（3）增加摩擦系數(shù)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。故在傳動中擬采用雙滾筒驅(qū)動，以增加圍包角。單滾筒驅(qū)動圍包角只能取到200300，雙滾筒可以達(dá)到450480。故在設(shè)計中為增大圍包角采用雙滾筒驅(qū)動，初定圍包角450。2.4 傳動方案和總體設(shè)計由于我們所設(shè)計的皮帶運輸機運輸量大，工作環(huán)境為露天地面，為減小設(shè)計尺寸，且提高運輸能力，決定采用兩臺電動機，分別驅(qū)動雙滾筒。按照皮帶運輸機的一般工作原理可得到總體的傳動方案。擬定 如下線路布置的傳動方案：（1尾部滾筒 2改向滾筒 3驅(qū)動滾筒 4頭部滾筒）3主要技術(shù)參數(shù)的設(shè)計計算3.1 槽角的選取表3-1 傾斜系數(shù)選用表傾角()4680.990.980.97表3-2槽形托輥物料斷面面積A（10）（帶寬B=800mm）202530354002793444024545010405466518564603205355916386787130671722763798822由已知條件，并查手冊得：物料堆積密度=1.26t/ 按小時輸送量確定： 有表3-1得 =6時，Cst=0.98圖3-2 槽形托輥的帶上物料堆積截面故所選的槽形物料截面面積： 在時，對應(yīng)表3-2中所列四種槽角，A均大于0.068，在此選槽角=40，此時A=0.071，實際=3600x0.071x1.6x1.26x0.98=521t/h500t/h3.2 膠帶運行阻力的計算輸送帶的張力包括有拉緊裝置所形成的初張力,克服各種阻力所需要的張力及由動載荷所產(chǎn)生的張力。運行阻力分為直線段、曲線段及其他附加阻力,現(xiàn)分述如下.（1）如下圖所示,運行阻力包括兩部分,一部分是摩擦阻力;一部分是由下滑力(自重分力)引起的阻力.有摩擦力引起的阻力總是為正,但由于下滑力引起的阻力在此段輸送帶向上運行時為正,向下為負(fù). 圖3-3 運行阻力示意圖承載段(或稱為重段)運行阻力為 因為 所以 式中： 當(dāng)承載段向上運行時,下滑力是正;向下運行時,下滑力是負(fù).同樣,輸送帶回空段阻力為 （3.1）式中 當(dāng)承載段向上運行時,回空段是向下運行的,此時,回空段向下滑力為負(fù);反之,回空段的下滑力為正。如圖3-1由分離點起,依次將特殊點設(shè)為1、2、3。，一直到相遇點為7點，計算運行阻力時，首先，要初定輸送帶的種類和型號，在此，初選定為鋼繩芯帶，選ST1000的鋼繩芯帶,查表得縱向拉伸強度Gx=1000N/mm，輸送帶每米質(zhì)量為qo=23.1kg/m3.3.1 承載段的運行阻力 由以上所述得： 又有 =3.6qv 得： 物流每米質(zhì)量為 表3-3每組托輥轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量m、m托輥形式65080010001200鑄鐵座12142225沖壓座9111720鑄鐵座10121720沖壓座9111518 表3-4常用的托輥阻力系數(shù)工作條件平行托輥槽形托輥室內(nèi)清潔、干燥、無磨損性塵土0.0180.02空氣濕度、溫度正常，有少量磨損性塵土0.0250.03室外，有大量磨損性塵土，污染摩擦表面0.0350.04由表3-3得Gtz=14，同時選出托輥間距=1.2m所以 查表3-4選=0.04，代入Fz 得 ： =（86.8+23.1+11.67）4000.04+（86.8+23.1）4009.81 =64.055KN 受料區(qū)的慣性阻力 =4.360KN犁式卸料器的阻力 其中： C2為常數(shù)，當(dāng)B=800mm時，C2=350N故： =0.435KN3.3.2 回空段的運行阻力由： 查表3-3得Gtk=12，選取=3m 則： 查表3-4得=0.035，代入Fk 得： = 363.172929.624=5.557KN49.81 =0.0577KN =（23.1+4）130.0359.81 =0.12KN表3-5清掃器阻力表帶寬B種類80010001200彈簧清掃器76015401540空段清掃器160200230 清掃器摩擦阻力： Fr=F空段+F彈簧 查表3-5得： Fr=760+160=920N=0.92KN3.3.3 最小張力點 膠帶張力的計算示意圖見圖3-1 根據(jù)簡圖可以求出各點的張力： 因為： Fk =F12+F23+Fr+F67= 0.12+（5.557）+0.92+（0.0577） = 4.5747KN0 所以： 3點的張力最小3.4 輸送帶上各點張力的計算在討論輸送帶各段的阻力計算后，為求所需要的牽引力，進(jìn)而計算電機的功率，選取減速器、聯(lián)軸器的類型，以及利用懸垂度條件對膠帶強度進(jìn)行校核，確定拉緊裝置的拉緊力等，都需要先計算出膠帶張力。 在進(jìn)行膠帶張力計算時是采用逐點計算法，逐點計算法就是沿著膠帶運行方向，輸送帶上任意點的張力Si+1等于前一點的張力Si與這兩點之間的運行阻力之和。 逐點計算法的步驟：首先從驅(qū)動滾筒的繞出點開始，將輸送帶的輪廓分為相互銜接的若干區(qū)段，在這個區(qū)段的連接點上注明標(biāo)號，然后依次求出各點的張力。 3.4.1 由逐點計算法計算各點的張力 表3-6 分離點張力系數(shù)Cf軸承類型近90圍包角近180圍包角滑動軸承1.031.041.051.06滾動軸承1.021.031.041.05 因為S4=6.433KN，又根據(jù)表3-6選Cf=1.05，故有S3=6.127KNS2=S3F23F空=11.084KNSl=S1=S2F12=11.0840.12=10.964KNS5=S4+Fba+Fb+Fz=75.283KNS6=S5Cf=79.047KNSy=S7=S6+F67+Fr=79.91KN 3.4.2 用摩擦條件來驗算傳動滾筒分離點與相遇點張力的關(guān)系表3-7摩擦系數(shù)表光面、潮濕光面、干燥膠面、潮濕膠面、干燥像膠接觸面0.20.250.350.4塑料接觸面0.150.170.250.3 設(shè)：為包膠滾筒，每個滾筒與輸送帶的圍包角為=225。由表3-7選摩擦系數(shù)=0.35。并取摩擦力備用系數(shù)n=1.2。按摩擦傳動件找出Sy與S1的關(guān)系，因為 SyS1= 所以 可算得允許Sy的最大值為 =10.964（1+） =144.392KN79.047KN故摩擦條件滿足。3.5 輸送帶的強度驗算3.5.1 輸送帶的計算安全系數(shù) Sn 輸送帶的額定拉斷力，N；對鋼繩芯帶 Sn=BGx Gx縱向拉伸強度，N/mm； Smax輸送帶上最大張力點的張力，N； 由 Smax=S7=79.047KN Sn=BGx=8001000=800KN 得 ： =10.12 3.5.2 輸送帶的許用安全系數(shù) 表3-8 基本安全系數(shù)mo與Cw表帶芯材料工作條件基本安全系數(shù)mo彎曲伸長系數(shù)Cw有利3.2正常3.5不利3.8有利2.8正常3.0不利3.2 m= （3.2） mo基本安全系數(shù)，列在表3-8中；Cw附加彎曲伸長折算系數(shù)，列在表3-8中；動載菏系數(shù)，一般取1.21.5；輸送帶接頭效率。 由表3-8，選取mo=3，Cw=1.8；取=1.2，=0.85 代入 得： m=7.624KN 在此，因: m=10.12m=7.624 故: 所選的輸送帶能滿足強度要求. 3.5.3 傳動滾筒直徑的確定和滾筒強度的驗算考慮到比壓及摸擦條件的滾筒最小直徑計算時,可兩滾筒分開算,也可兩滾筒按一體來算. 由 （3.3） 式中: wo-輸送機的牽引力,N; Sy-相遇點的張力,N; S1-分離點的張力,N; B-輸送帶寬度,mm; p-輸送帶允許的比壓,鋼繩芯為0.7,其他普通帶為0.4mpa; -圍包角,rad;-摩擦系數(shù)。故由已知條件可得: =89.622KN按鋼繩芯帶繩芯中的鋼繩直徑與滾筒直徑的比值由 式中 D-傳動滾筒直徑,mm; d-鋼芯帶中鋼繩的直徑,mm;由查表得鋼芯帶中鋼繩的直徑 d=4mm 得 D150d=1504=600mm 故 可采用直徑為 D=630mm的滾筒驗算滾筒的比壓 比壓要按相遇點滾筒所承受的比壓來算,因此滾筒所承受的比壓較大.按最不利的情況來考慮,設(shè)總的牽引力由兩滾筒均分,各傳遞一半牽引力. 總的牽引力 Wo=S7(Sy)-S1(Sl)=79.91-10.964=68.946KN 故相遇點S7,其分離點所承受的拉力為 S1=79.9168.946/2=45.437KN由 式中 - 輸送帶作用在傳動滾筒滑動弧表面的平均壓力,mpa; D - 滾筒直徑,mm; 故 =0.18mpa 由于 pcp=0.18mpa 135 kw, 滿足要求。.起動轉(zhuǎn)矩校核查減速器設(shè)計選用手冊得： ，式中： 啟動轉(zhuǎn)矩或最大輸入轉(zhuǎn)矩。查表取 =905 ， 轉(zhuǎn)速， 許用輸入功率。則： = 故：轉(zhuǎn)矩滿足要求。.熱效應(yīng)驗算：應(yīng)滿足下列關(guān)系：減速器熱功率，取155kw，環(huán)境溫度系數(shù)，查表4-21取0.89，功率利用系數(shù)，查表1-49取0.79。則 kw90 kw，故： 滿足要求。4.3 聯(lián)軸器的計算與選型本設(shè)計采取液力聯(lián)軸器，它可以聯(lián)結(jié)兩個傳動軸，能夠保護(hù)動力系統(tǒng)免于過載損壞，還可以用于空載啟動原動機，還能做離合器、無極調(diào)速器等使用。液力聯(lián)軸器由泵輪、渦輪、外殼和輸入軸及輸出軸等組成。泵輪與外殼通過螺栓固定連接，其作用是防止工作液體外溢。輸入軸（與泵輪固定的連接）與輸出軸（與渦輪固定連接）分別與動力機和工作機相連接。泵輪與渦輪均具有徑向直葉片的葉輪。由泵輪和渦輪具有葉片的凹腔部分所形成的圓環(huán)狀空腔稱為工作腔，供工作液體在其中循環(huán)流動，傳遞動力進(jìn)行工作。工作腔的最大直徑稱為有效直徑，是液力偶合器的特征尺寸規(guī)格大小的標(biāo)志尺寸。液力偶合器安裝在動力機與工作機之間，當(dāng)泵輪被動力機帶動運轉(zhuǎn)時，工作腔中的液體隨泵輪做圓周運動，同時又在離心慣性力作用下沿葉片間通道向外流動，即對泵做相對運動。液體質(zhì)點相對于葉輪的運動狀態(tài)由葉輪和葉片形狀決定。由于葉片為徑向直葉片，假設(shè)葉片數(shù)目無窮多，厚度無限薄，則液體質(zhì)點從泵輪半徑較小的流道進(jìn)口處被加速，并被拋向半徑較大的流道出口處。從而液體質(zhì)點的動量矩增大，即泵輪從動力機吸收機械能并轉(zhuǎn)化為液體能。在 泵輪出口處液流以較高的速度和壓強沖向渦輪葉片，并沿著葉片表面與工作腔外環(huán)所構(gòu)成的流道做向心流動。液流對渦輪葉片的沖擊減小了自身的速度和壓強，使液體質(zhì)點的動量矩降低，釋放的液體能推動渦輪（即工作機）旋轉(zhuǎn)做功（渦輪將液體能轉(zhuǎn)化為機械能）。液流的液體能釋放減小后，在其后的液流的推動下，由渦輪外緣（渦輪流道入口）流向內(nèi)緣（渦輪流道出口）,并流入泵輪，開始下一個能量轉(zhuǎn)化的循環(huán)流動。如果沒有環(huán)流運動。就沒有能量的傳遞。表41YL450A型液力聯(lián)軸器各項技術(shù)特征 泵輪轉(zhuǎn)速/r1500傳遞功率/KW55110輸出方式及規(guī)格漸開線花鍵INT60Z3.5m30p5H重量/Kg89額定滑差S*%33.5液力偶合器有很多優(yōu)點：隔離紐振，防護(hù)動力過載，均勻多臺原動機間的負(fù)荷分配，空載啟動，離合方便，實現(xiàn)無極調(diào)速，無磨損，易散熱以及可撓性聯(lián)結(jié)。但它也存在著諸多的缺點:其效率低，有功率損失，對于功率大于100KW的偶合器，除本體外，還有一套冷卻供油系統(tǒng)和若干輔助設(shè)備，消耗部分輔助功率，當(dāng)原動機轉(zhuǎn)速較低時，偶合器的尺寸重量較大等。4.4 驅(qū)動滾筒的設(shè)計驅(qū)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動輸送帶運行的部件。傳動滾筒根據(jù)承載能力分為輕型、中型和重型三種。同一種滾筒直徑又有幾種不同的軸徑和中心跨距供選用。.輕型：軸承孔徑80100。軸與輪轂為單鍵聯(lián)接的單幅板焊接筒體結(jié)構(gòu)。單向出軸。.中型：軸承孔徑120180。軸與輪轂為脹套聯(lián)接。.重型：軸承孔徑200220。軸與輪轂為脹套聯(lián)接，筒體為鑄焊結(jié)構(gòu)。有單向出軸和雙向出軸兩種。輸送機的驅(qū)動滾筒結(jié)構(gòu)有鋼板焊接結(jié)構(gòu)及鑄鋼或鑄鐵結(jié)構(gòu)，驅(qū)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)境濕度小的短距離輸送機上。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。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(zhuǎn)。與菱形鑄（包）膠滾筒相比，由于本設(shè)計的輸送機主要用于戶外作業(yè)的環(huán)境之下，故選菱形鑄（包）膠滾筒。 4.4.1 驅(qū)動滾筒的功率設(shè)驅(qū)動滾筒的軸為軸，減速器輸出軸為軸，則驅(qū)動滾筒軸的轉(zhuǎn)速為nv，功率為pv，則有： p5p4 ， n5n4nw ， 式中： 低速聯(lián)軸器的傳動效率，0.99；nw工作機轉(zhuǎn)速；P5 = 73.430.99 = 72.70KW14635.01N.m4.4.2 驅(qū)動滾筒軸徑的計算計算最小軸徑選取驅(qū)動滾筒軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表知：考慮彎矩影響的設(shè)計系數(shù)A=107，于是軸的最小直徑dmin，可有下式求得： dmin 式中： A考慮力彎矩影響的設(shè)計系數(shù) P5第軸的功率； n5第軸的轉(zhuǎn)速； 則：123.26mm因減速器輸出軸與驅(qū)動滾筒的軸之間需要安裝一聯(lián)軸器，故需要結(jié)合聯(lián)軸器的軸徑后在確定驅(qū)動滾筒的軸徑。滾筒最小軸徑的選取結(jié)合聯(lián)軸器的軸徑后可選驅(qū)動滾筒的軸徑d130mm，即為安裝聯(lián)軸器的輸出軸的直徑。 查機械設(shè)計手冊第四版，第二卷，本設(shè)計選取滾子鏈聯(lián)軸器GL14型聯(lián)軸器與減速器輸出軸端相連，滾子鏈聯(lián)軸器具有結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便，更換快可在高溫、潮濕、多塵土的條件下工作。由聯(lián)軸器計算轉(zhuǎn)矩： 式中： T傳遞的名義轉(zhuǎn)矩，既減速器輸出軸的轉(zhuǎn)矩； TH聯(lián)軸器的額定轉(zhuǎn)矩； K聯(lián)軸器的工況系數(shù)，查機械設(shè)計手冊，取K1.254.4.3 滾筒軸的校核 由于軸只受扭轉(zhuǎn)力的作用，故只校核軸的強度和剛度 強度校核 由強度校核條件： 式中： 剪切應(yīng)力，N； 轉(zhuǎn)矩，NM; 抗扭截面模量，Ip/(D/2)，; 代入數(shù)據(jù) 4.3 因此，33.01mpa 由于軸材料為45，其許用剪應(yīng)力為100mpa，故強度符合要求。剛度校核由剛度條件可知 T軸所受的扭矩，Nmm；G軸的材料的剪切彈性模量，mpa，G8.1 軸截面的極慣性矩，。0.359（/m） 由于傳動滾筒軸屬于一般的傳動軸，因此0.51（/m） 由 故：可知軸的剛度合格5 托輥的設(shè)計5.1 托輥的作用與類型（一）作用托輥是決定帶式輸送機的使用效果，特別是輸送帶使用壽命的最重要部件之一。托輥組的結(jié)構(gòu)在很大程度上決定了輸送帶和托輥所受承載的大小與性質(zhì)。對托輥的基本要求是：結(jié)構(gòu)合理，經(jīng)久耐用，密封裝置防塵性能和防水性能好，使用可靠。軸承保證良好的潤滑，自重較輕，回轉(zhuǎn)阻力系數(shù)小，制造成本低，托輥表面必須光滑等。支承托輥的作用是支承輸送帶及帶上的物料，減小帶條的垂度，保證帶條平穩(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(cè)撒漏。一臺輸送機的托輥數(shù)量很多，托輥質(zhì)量的好壞，對輸送機的運行阻力、輸送帶的壽命、能量消耗及維修、運行費用等影響很大。（二）類型托輥可分為槽形托輥、平行托輥、緩沖托輥和調(diào)心托輥等； 圖4-4 槽形托輥槽形托輥(圖l 73抽)用于輸送散粒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向兩邊灑漏。目前國內(nèi)系列由三個輥子組成的槽形托輥槽角為或，增大槽角可加大載貨的橫斷面積相防止輸送帶跑偏，但使膠帶彎折，對輸送帶的壽命不利。為降低膠帶邊緣的附加應(yīng)力，在傳動滾筒與第一組槽形托輥之間可采取槽角為、的過渡托輥使膠帶逐步成槽。平形托輥由一個平直的輥子構(gòu)成，用于輸送件貨。其結(jié)構(gòu)簡圖如下：圖4-5 平行托輥緩沖托輥用于帶式輸送機的受料處，以便減少物料對輸送帶的沖擊，有橡膠圈式和彈簧板式等。其結(jié)構(gòu)簡圖如下：圖4-6 緩沖托輥a)橡膠圈式 b)彈簧板式調(diào)心托輥用來調(diào)整輸送帶的橫向位置，使它保持正常運行。調(diào)心托輥形式很多，輸送散粒物料最簡單的是采用槽形前傾托輥。如圖l 78-7所示借助兩個側(cè)托輥朝膠帶運行方向前傾一定角度(一般約)而對跑偏的輸送帶起復(fù)位作用。這種方法簡單，但會使阻力增大約10。其它還有錐形、V形、反V形等多種調(diào)心托輥，可按需選用。 圖4-7 側(cè)托輥前傾的調(diào)心托輥托輥直徑與帶寬、物料松散密度和帶速有關(guān)。隨著這些參數(shù)的增大，托輥直徑相應(yīng)增大。帶式輸送機有載分支最常用的是由剛性的、定軸式的三節(jié)托輥組成的槽形托輥。一般帶式輸送機的槽角為，如果槽角由增大到，則在同樣帶寬條件下物料橫斷面積增大20，運輸量可提高13，帶式輸送機的無載分支常采用平形托輥。帶式輸送機的裝載處由于物料對托輥的沖擊，易引起托輥軸承的損壞，常采用緩沖托輥組。托輥密封結(jié)構(gòu)的好壞直接影響托輥阻力系數(shù)的大小和托輥的壽命。托輥的轉(zhuǎn)動阻力不僅與速度、軸承及其密封有關(guān)，而且與潤滑脂的選擇也有很大關(guān)系。潤滑脂除起潤滑作用外，還起密封作用。5.2 托輥間距托輥間距的布置應(yīng)遵循膠帶在托輥間所產(chǎn)生的撓度盡可能小的原則。膠帶在托輥間的撓度值一般不超過托輥間距的2.5。在裝載處的上托輥間距應(yīng)小一些，一般的間距為300600mm，而且必須選用緩沖托輥，下托輥間距可取25003000mm，或取為上托輥間距的兩倍。在有載分支頭部、尾部應(yīng)各設(shè)置一組過渡托輥，以減小頭、尾過渡段膠帶邊緣的應(yīng)力，從而減少膠帶邊緣的損壞。過渡托輥的槽角為與兩種，端部滾筒中心線與過渡托輥之間的距離一般不大于8001000mm。帶式輸送機在運轉(zhuǎn)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)膠帶跑偏現(xiàn)象，即膠帶運行中心線偏離輸送機的的縱向幾何中心線。為防止和克服膠帶跑偏現(xiàn)象，常用的方法是采用不同形式的調(diào)心托輥，在有載分支每隔10組槽形托輥放置一組調(diào)心托輥，下分支每隔610組平型托輥放置一組調(diào)心托輥。5.3 托輥的選型槽形托輥用于輸送散粒物料的帶式輸送機的上分支，最常用的由三個棍子組成的槽形托輥。由原始尺寸B800mm查運輸機械設(shè)計選用手冊表250，取托輥直徑D為108mm。在輸送機的受料處，為了減少物料對輸送帶的沖擊，減少運行阻力，擬采用緩沖托輥；結(jié)構(gòu)型式為橡膠圈式，托輥直徑選為108mm。托輥的間距設(shè)計由帶寬B800mm，取上托輥間距為1200mm，下托輥間距為3000mm。6 制動裝置6.1 制動裝置的作用對于傾斜輸送物料的帶式輸送機，其平均傾角大于4度時，當(dāng)滿載停車時會發(fā)生上運物料時帶的逆轉(zhuǎn)和下運物料時帶的順滑現(xiàn)象，從而引起物料的堆積、飛車等事故，所以應(yīng)設(shè)置制動裝置。制動器是用于機器或機構(gòu)減速使其停止的裝置，有時也能用作調(diào)節(jié)或限制機構(gòu)的運行速度，它是保證機構(gòu)或機器安全正常工作的重要部件。6.2 制動裝置的選型制