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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(jù)這些設計準則與計算選型方法按照給定參數(shù)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。
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
i
、
目 錄
摘 要 i
1緒論 1
2帶式輸送機概述 1
2.1 帶式輸送機的應用 1
2.2帶式輸送機分類及特點 2
2.3 帶式輸送機的發(fā)展狀況 2
2.4 帶式輸送機的工作原理 3
2.5 帶式輸送機的結(jié)構(gòu)和布置形式 4
2.5.1 帶式輸送機的結(jié)構(gòu) 4
2.5.2 布置方式 5
3 帶式輸送機的設計計算 6
3.1 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件 6
3.2 計算步驟 6
3.2.1 帶寬的確定: 6
3.2.2輸送帶寬度的核算 8
3.3 圓周驅(qū)動力 8
3.3.1 計算公式 8
3.3.2 主要阻力計算 9
3.3.3 主要特種阻力計算 10
3.3.4 附加特種阻力計算 10
3.3.5 傾斜阻力計算 11
3.4傳動功率計算 12
3.4.1 傳動軸功率()計算 12
3.4.2 電動機功率計算 12
3.5 輸送帶張力計算 13
3.5.1 輸送帶不打滑條件校核 13
3.5.2 輸送帶下垂度校核 14
3.5.3 各特性點張力計算 14
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繩芯輸送帶強度校核計算 17
4 驅(qū)動裝置的選用與設計 17
4.1 電機的選用 17
4.2 減速器的選用 18
4.2.1 傳動裝置的總傳動比 18
4.2.2 液力偶合器 18
4.2.3 聯(lián)軸器 19
5 帶式輸送機部件的選用 20
5.1 輸送帶 20
5.1.1 輸送帶的分類: 20
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(jié)構(gòu) 23
5.2.4 傳動滾筒的直徑驗算 24
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 25
5.3.3 托輥的校核 28
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 31
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拉緊裝置布置時應遵循的原則 32
5.6.4拉緊裝置的種類及特點 32
6.帶式輸送機常見故障及處理方法 33
設計小結(jié) 35
致 謝 36
參考文獻 37
ii
1緒論
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(xiàn)自動化、集中化控制,特別是對高產(chǎn)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(xiàn),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。
設計解決的問題:
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(xiàn)的問題,并大膽地進行創(chuàng)新設計。
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卸載點之間的連續(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帶式輸送機分類及特點
按運輸物料的輸送帶結(jié)構(gòu)可分成兩類
(一)普通型帶式輸送機 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
(1)TDII型固定式帶輸送機
(2)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。
(3)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。
(4)U形帶式輸送機 又為槽形帶式輸送機,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。這樣輸送帶與物料間產(chǎn)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°。
(二)特種結(jié)構(gòu)型帶式輸送機
(1)管形帶式輸送機 輸送帶被卷成一個圓管,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。
(2)氣墊式帶輸送機 輸送帶在空氣膜上運行,省去了托輥,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。
(3)壓帶式帶輸送機 優(yōu)點: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(xiàn)松散物料和有毒物料的密閉輸送。缺點:結(jié)構(gòu)復雜、輸送帶的磨損增大和能耗較大。
(4)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。
(5)波狀擋邊式帶式輸送機
2.3 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(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(jīng)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(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。
2.4 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 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-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1繞經(jīng)傳動滾筒2和機尾換向滾筒3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5給輸送帶以正常運轉(zhuǎn)所需要的拉緊力。工作時,電動機傳遞轉(zhuǎn)矩給傳動滾筒,傳動滾筒通過它和輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶及貨載一同運行,當膠帶繞經(jīng)端部卸載滾筒時卸載。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上膠帶稱為重段膠帶,用槽形托輥支撐,以增加貨載斷面,提高輸送能力。下膠帶為回空段膠帶,不裝貨載,用平形托輥支撐。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,運送原煤時傾角不超過20°,運送塊煤時,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。增大初張力可使輸送帶在傳動滾筒分離點的張力 增加,但Fy也隨著增加,膠帶強度不夠,這樣就必須增大膠帶斷面,這樣導致傳動裝置的結(jié)構(gòu)尺寸加大,是不經(jīng)濟的,故設計時不宜采用。只是在運轉(zhuǎn)中因膠帶伸長,張力減小,造成牽引力下降時才這種方法來調(diào)整。
(2)增加圍包角??刹捎秒p滾筒或多滾筒傳動。單滾筒傳動時,可采用導向滾筒的方法使圍包角達到230度左右。
(3)增大摩擦系數(shù)??稍趥鲃訚L筒上覆蓋摩擦系數(shù)較大的襯墊,可采用包膠或鑄膠滾筒。
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。
2.5 帶式輸送機的結(jié)構(gòu)和布置形式
2.5.1 帶式輸送機的結(jié)構(gòu)
帶式輸送機主要由以下部件組成:頭架、驅(qū)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(gòu)件,帶上的物料隨輸送帶一起運行,物料根據(jù)需要可以在輸送機的端部和中間部位卸下。輸送帶用旋轉(zhuǎn)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°
帶式輸送機的結(jié)構(gòu)特點決定了其具有的優(yōu)良性能:運輸能力大,工作阻力小,耗電量低,約為刮板輸送機的1/3到1/5;貨載同輸送機一起移動,磨損小,貨載破碎性??;工作噪聲低,結(jié)構(gòu)簡單,鋪設長度大,減少轉(zhuǎn)載次數(shù),節(jié)省人緣和設備。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,不能用于彎曲巷道。
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。
2.5.2 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,單筒、單電動機驅(qū)動方式最簡單,在考慮驅(qū)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(qū)動。帶式輸送機常見典型的布置方式如圖所示:
表2-2 帶式輸送機典型布置方式
37
3 帶式輸送機的設計計算
3.1 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件
(1)輸送物料:煤
(2)物料特性: 1)塊度:0~300mm
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:300m
(2)傾斜角:β=0°
(3)最大運量:350t/h
初步確定輸送機布置形式,如圖3-1所示:
圖3-1 傳動系統(tǒng)圖
3.2 計算步驟
3.2.1 帶寬的確定:
(3.2-1)
式中:——輸送量(; ——帶速(;
——物料堆積密度() K----輸送機的傾斜系數(shù)
在運行的輸送帶上物料的最大堆積面積,
帶速與帶寬、輸送能力、物料性質(zhì)、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3-1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
輸送機的工作傾角=0°;
查DTⅡ帶式輸送機選用手冊(表3-1)得k=1
考慮山上的工作條件取帶速為1.6m/s;
將各參數(shù)值代入上式,得
S
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°
0.0222
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
0.0523
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3-2, 輸送機的承載托輥槽角一般為35°,物料的堆積角20°時,帶寬為800 mm的輸送帶上允許物料堆積的橫斷面積為0.0678,此值大于計算所需要的堆積橫斷面積,據(jù)此選用寬度為800mm的輸送帶能滿足要求。
經(jīng)如上計算,確定選用帶寬B=800mm,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:
縱向拉伸強度750N/mm;帶厚8.5mm; 輸送帶質(zhì)量9.2Kg/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2-3
(2.2-2)
式中——最大粒度,mm。
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
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:
故,輸送帶寬滿足輸送要求。
3.3 圓周驅(qū)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(qū)動力為輸送機所有阻力之和,即:
(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。
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(xiàn)嚴重錯誤。為此引入系數(shù)C作簡化計算,則公式變?yōu)椋?
(3.3-2)
——與輸送機長度有關的系數(shù),在機長大于80m時, 或查表取得, 式中——附加長度,一般在70m到100m之間;
——系數(shù),不小于1.02。
查〈〈DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊〉〉表3-4 得C=1.31
表3-4系數(shù)C
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(zhuǎn)所產(chǎn)生阻力的總和??捎檬剑?.4-4)計算:
(3.4-4)
式中——模擬摩擦系數(shù),根據(jù)工作條件及制造安裝水平查表得f=0.045。
——輸送機長度(頭尾滾筒中心距),m;
——重力加速度;
初步選定托輥為DTⅡ6204/C4,查表27,上托輥間距=1.2m,下托輥間距 =3m,上托輥槽角35°,下托輥槽角0°。
——承載分支托輥組每米長度旋轉(zhuǎn)部分重量,kg/m,
其中——承載分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分重量,kg;
——承載分支托輥間距,m;
托輥已經(jīng)選好,知
計算:==20.25 kg/m
——回程分支托輥組每米長度旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量,kg/m,
其中——回程分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量
——回程分支托輥間距,m;
kg
計算:==5.267 kg/m
——每米長度輸送物料質(zhì)量
=kg/m
——每米長度輸送帶質(zhì)量,kg/m,=9.2kg/m
=0.045×300×9.8×[20.25+5.267+(2×9.2+60.734)×cos35°]=11379N
運行阻力系數(shù)f值應根據(jù)表3-5選取。取=0.045。
表3-5 阻力系數(shù)f
輸送機工況
工作條件和設備質(zhì)量良好,帶速低,物料內(nèi)摩擦較小
0.02~0.023
工作條件和設備質(zhì)量一般,帶速較高,物料內(nèi)摩擦較大
0.025~0.030
工作條件惡劣、多塵低溫、濕度大,設備質(zhì)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(3.3-7)計算:
+ (3.3-7)
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:
(3.3-10)
(3.3-11)
(3.3-12)
式中——清掃器個數(shù),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
——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(shù),一般取為0.5~0.7;
——刮板系數(shù),一般取為1500 N/m。
表3-6導料槽欄板內(nèi)寬、刮板與輸送帶接觸面積
帶寬B
/mm
導料欄板內(nèi)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3-7得 A=0.008m,取=10N/m,取=0.6,將數(shù)據(jù)帶入式(3.3-11)
則=0.008×10×0.6=480 N 又=0
擬設計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)
由式(3.3-10)得 =3.5×480=1680 N
3.3.5 傾斜阻力計算
傾斜阻力按下式計算:
(3.3-13)
式中:因為是本輸送機水平運輸,所有H=0
=0
由式(2.4-2)
=1.31×11379+0+1680+0=14425N
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:
(3.4-2)
式中——傳動效率,一般在0.85~0.95之間選?。?
——聯(lián)軸器效率;每個機械式聯(lián)軸器效率:=0.98
液力耦合器:=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(shù),一般取0.90~0.95。
——多電機功率不平衡系數(shù),一般取,單驅(qū)動時,。
根據(jù)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)==23080W
由式(2.5-2)
=2=55614W
選電動機型號為YB200L-4,N=30 KW,數(shù)量2臺。
3.5 輸送帶張力計算
為保證輸送機正常運行,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。
3.5.1 輸送帶不打滑條件校核
圓周驅(qū)動力通過摩擦傳遞到輸送帶上(見圖3-3)
圖3-3作用于輸送帶的張力
如圖所示,輸送帶在傳動滾簡松邊的最小張力應滿足
傳動滾筒傳遞的最大圓周力。動載荷系數(shù);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。取1.5
——傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù),見表3-7
表3-7 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
0.20
取=1.5,由式 =1.5×14425=21638N
對常用C==1.97 (該設計取=0.05;=470)
=1.9721638=42626N
3.5.2 輸送帶下垂度校核
為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(2.5-1)和(2.5-2)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,回程下托輥間距(最小張力處);
取=0.01得:=10280 N
N
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3-4 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、…,一直到相遇點10點,如圖所示。
計算運行阻力時,首先要確定輸送帶的種類和型號。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(zhì)量9.2Kg/m.
1)承載段運行阻力
(3.5-3)
==10598N
2)回空段運行阻力
(3.5-4)
=1464N
=20N
=10N
=5N
3)最小張力點 由以上計算可知,4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7點的張力
承載段最小張力應滿足
=10280N
2)由逐點計算法計算各點的張力
因為=10280N,根據(jù)表14-3選=1.05,
故有=9790N 8326N
=7929N 7924N
=7546N 7526N
20878N =21921N
=21931N
(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470°。由表選摩擦系數(shù)=0.35。并取摩擦力備用系數(shù)n=1.2。
(3.5-5)
==33340N>
故摩擦條件滿足。
3.6 傳動滾筒、改向滾筒合張力計算
頭部180改向滾筒的合張力:==20878+21921=42799N
尾部180改向滾筒的合張力:==9790+10280=20070N
傳動滾筒合張力:=21926+7526=29452N
3.7 傳動滾筒最大扭矩計算
單驅(qū)動時,傳動滾筒的最大扭矩 (3.7.1)
式中D——傳動滾筒的直徑(mm)。
雙驅(qū)動時,傳動滾筒的最大扭矩: (3.7.2)
初選傳動滾筒直徑為500mm,則傳動滾筒的最大扭矩為:
=29.452KN
=5.4KN/m
3.8 拉緊力計算
拉緊裝置拉緊力 (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)。
=7924+7546=15470 N =15.47 KN
查〈〈煤礦機械設計手冊〉〉初步選定鋼繩絞筒式拉緊裝置。
3.9繩芯輸送帶強度校核計算
繩芯要求的縱向拉升強度 (3.9-1)
式中——靜安全系數(shù),一般=710
輸送帶的最大張力21926 N
選為7得: N/mm
可選輸送帶為680S,即滿足要求
4 驅(qū)動裝置的選用與設計
帶式輸送機的負載是典型的恒轉(zhuǎn)矩負載,而且不可避免地要帶負荷起動和制動。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(zhuǎn)子的加速度,使起動過程不超過3~5s。驅(qū)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(lián)軸器、傳動滾筒組成。傳動滾筒用來傳遞牽引力,也可傳遞制動力。
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(lián)接電機和減速器的連軸器有兩種,一是彈性聯(lián)軸器,一種是液力聯(lián)軸器。為此,減速器的錐齒輪也有兩種;用彈性聯(lián)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(lián)接。
4.1 電機的選用
電動機額定轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速不低于500r/min,因為功率一定時,電動機的轉(zhuǎn)速低,其尺寸愈大,價格愈貴,而效率越低。若電機的轉(zhuǎn)速高,則極對數(shù)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54kw,所以需選用功率為60kw的電機。
擬采用YB200JDSB-4型電動機,該型電機轉(zhuǎn)矩大,性能良好,可以滿足要求。
表4-1 YB200JDSB-4型電動機主要性能參數(shù)
電動機型號
額定功率kw
滿載
轉(zhuǎn)速r/min
電流A
效率%
功率因數(shù)
YB200L-4
30
1470
56.8
92.5
0.87
起動電流/額定電流
起動轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩
最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩
重量kg
7.0
1.9
2.0
320
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800,查《運輸機械選用設計手冊》表2-77選取傳動滾筒的直徑D為500,則工作轉(zhuǎn)速為:
,
已知電機轉(zhuǎn)速為=1470 r/min ,
則電機與滾筒之間的總傳動比:
本次設計選用 JS30型.礦用減速器,傳動比為25,可傳遞30KW功率。
圖4-1 JS30型減速器展開簡圖
電動機和I軸間,IV軸和傳動滾筒間用的都是聯(lián)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(zhì),二者的重要區(qū)別在于,液壓傳動是通過工作腔容積的變化,液體壓力能的改變傳遞能量的;液力傳動是利用旋轉(zhuǎn)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.
目前,在帶式輸送機的傳動系統(tǒng)中,廣泛使用液力偶合器,它安裝在輸送機的驅(qū)動電機與減速器之間,電動機帶動泵輪轉(zhuǎn)動,泵輪內(nèi)的工作液體隨之旋轉(zhuǎn),這時液體繞泵輪軸線一邊作旋轉(zhuǎn)運動,一邊因液體受到離心力而沿徑向葉片之間的通道向外流動,到外緣之后即進入渦輪中,泵輪的機械能轉(zhuǎn)換成液體的動能,液體進去渦輪后,推動渦輪旋轉(zhuǎn),液體被減速降壓,液體的動能轉(zhuǎn)換成渦輪的機械能而輸出作功.它是依靠液體環(huán)流運動傳遞能量的,而產(chǎn)生環(huán)流的先決條件是泵輪的轉(zhuǎn)速大于渦流轉(zhuǎn)速,即二者之間存在轉(zhuǎn)速差.
液力傳動裝置具有以下多種優(yōu)點:
1) 能改善電動機啟動性能
2) 具有過載保護作用.
3) 均衡電動機負載
4) 能緩解傳動系統(tǒng)的沖擊振動
本次設計選用的YOD400,輸入轉(zhuǎn)速為1470r/min,效率達0.96,起動系數(shù)為1.3~1.7。
4.2.3 聯(lián)軸器
本次驅(qū)動裝置的設計中,較多的采用聯(lián)軸器。
聯(lián)軸器是機械傳動中常用的部件。它用來把兩軸聯(lián)接在一起,機器運轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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,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。
剛性聯(lián)軸器:這類聯(lián)軸器有套筒式、夾殼式和凸緣式等
撓性聯(lián)軸器
(1)無彈性元件的撓性聯(lián)軸器 這類聯(lián)軸器因具有撓性,故可補償兩軸的相對位移。但因無彈性元件,故不能緩沖減振。常用的有以下幾種:
1)十字滑塊聯(lián)軸器 2)滑塊聯(lián)軸器
3)十字軸式萬向聯(lián)軸器 4)齒式聯(lián)軸器
5)滾子鏈聯(lián)軸器
(2)有彈性元件的撓性聯(lián)軸器
這類聯(lián)軸器因裝有彈性元件,不僅可以補償兩軸間的相對位移,而且具有緩沖減振的能力。彈性元件所能儲存的能量愈多,則聯(lián)軸器的緩沖能力愈強;彈性元件的彈性滯后性能與彈性變形時零件間的摩擦功愈大,則聯(lián)軸器的減振能力愈好。有以下幾種:
1)彈性套柱銷聯(lián)軸器 2)彈性柱銷聯(lián)軸器
3)梅花形彈性聯(lián)軸器
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(gòu)件又是牽引構(gòu)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(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行時的壓陷阻力,下覆蓋膠的厚度一般較薄。側(cè)邊覆蓋膠的作用是當輸送帶發(fā)生跑偏使側(cè)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(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。
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。
在鋼芯繩中,鋼絲繩的質(zhì)量是決定輸送帶使用壽命長短的關鍵因素之一,必須具有以下特點:
(1)應具有較高的破斷強度。
(2)繩芯與橡膠應具有較高的黏著力。
(3)具有較高的耐疲勞強度,否則鋼繩疲勞后,它與橡膠的黏著力即下降
(4)應具有較好的柔性.
鋼繩芯帶與普通帶相比具有以下優(yōu)點:
(1)強度高 (2)成槽性好
(3)抗沖擊性及抗彎曲疲勞性好,使用壽命長。 (4)破損后容易修補
(5)接頭壽命長 (6)輸送機的滾筒小
鋼繩芯輸送帶也存在一些缺點:
(1)制造工藝要求高,必須保證各鋼繩芯的張力均勻,否則輸送帶運轉(zhuǎn)中由于張力不均而發(fā)生跑偏現(xiàn)象。
(2)由于輸送帶內(nèi)無橫向鋼繩芯及帆布層,抗縱向撕裂的能力要避免縱向撕裂。
(3)易斷絲。當滾筒表面與輸送帶之間卡進物料時,容易引起輸送帶鋼繩芯的斷絲。因此,要求要有可靠的清掃裝置。
5.1.2 輸送帶的連接
為了方便制造和搬運,輸送帶的出廠標準長度為100米,使用時按需要進行連接。其連接方法有機械連接法,硫化連接法,冷粘連接法和塑化連接法四種。
(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(chǎn)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。
對于分層織物層芯輸送帶在硫化前,將其端部按帆布層數(shù)切成階梯狀,然后將兩個端頭相互很好的粘合,用專用的硫化設備加壓加熱并保持一定的時間即可完成。
圖5-1 分層織物層芯輸送帶的硫化接頭
(3)冷粘連接 將膠料涂在接口上后不需加溫,施加適當?shù)膲毫Ρ3忠欢〞r間即可,只適用于帆布層芯體的膠帶。
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(qū)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)。如雙滾筒傳動仍不滿足牽引力需要,可采用多點驅(qū)動方式。
傳動滾筒的表面形式有鋼制光面和帶襯兩種形式,鋼制光面滾筒加工工藝簡單,主要缺點是表面磨擦系數(shù)小而且有時不穩(wěn)定,僅適用于中小功率的膠帶輸送機上。襯墊主要作用是增大滾筒表面與膠帶間的摩擦系數(shù),減少滾筒表面的磨損。常用滾筒襯墊材料有:橡膠,陶瓷,合成材料等。橡膠襯墊與滾筒表面的接合方式有鑄膠與包膠之分。鑄膠滾筒的表面厚而耐磨,質(zhì)量好;包膠滾筒的膠皮易脫落而且固定膠皮的螺釘
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。
① 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。
② 中型:軸承孔徑120180㎜。軸與輪轂為脹套聯(lián)接。
③ 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。
輸送機的傳動滾筒結(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)膠滾筒有方向性,不得反向運轉(zhuǎn),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??紤]到本設計的實際情況和輸送機的工作環(huán)境:用于工廠生產(chǎn),環(huán)境潮濕,功率消耗大,易打滑,所以我們選擇這種滾筒。鑄膠膠面厚且耐磨,質(zhì)量好;而包膠膠皮易掉,螺釘頭容易露出,刮傷皮帶,使用壽命較短,比較二者選用鑄膠滾筒。
5.2.3 傳動滾筒結(jié)構(gòu)
其結(jié)構(gòu)示意圖如圖5-2所示:
傳動滾筒長度的確定. 查《運輸機械設計選用手冊》表2-39得:
其主要性能參數(shù)如表5-1所示:
表5-1傳動滾筒參數(shù)表
(mm)
許用扭矩()
許用合力()
()
800
4.1
40
500
軸承型號
軸承座型號
轉(zhuǎn)動慣()
重量()
3520
ⅡZ1210
7.8
432
已知帶寬B=800,傳動滾筒D=500,滾筒長度比膠帶寬略大,一般?。?00~200)=900~1000(mm) 查表取滾筒長度為950
5.2.4 傳動滾筒的直徑驗算
在膠帶和滾筒之間的單位壓力較大的區(qū)域傳動滾筒的摩擦系數(shù)隨壓力的增大而減小,所以傳動滾筒的直徑應按平均壓力進行驗算。
因此傳動滾筒直徑合格。
5.3 托輥
5.3.1 托輥的作用與類型
(一)作用:支撐膠帶,使膠帶的懸垂度不超過要求,以保證膠帶平穩(wěn)運行,它的工作狀態(tài)好壞直接影響輸送機運行質(zhì)量。
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,回轉(zhuǎn)阻力系數(shù)小,托輥表面必須光滑等。
(二)類型
托輥可分為槽形、平行、V形托輥、緩沖托輥、深槽型托輥和調(diào)心托輥等;
(1)槽形托輥 用于支撐重段膠帶,有固定式和鉸接式兩種,前者用于固定式輸送機,后者用于可拆移動式輸送機。其槽形角一般為或,各托輥間距一般規(guī)定為1.2m,1.5m。
(2)平形托輥和V形托輥 用于支撐空段膠帶,各托輥間距一般為3m, V形托輥具有防跑偏作用,一般隔數(shù)個平形托輥放一個V形托輥 ,槽角一般為10度。
(3)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。
(4)深槽型托輥 用于傾角為25度左右的大傾角膠帶輸送機,支撐重段膠帶,常用雙排4輥結(jié)構(gòu)。
(5)調(diào)心托輥 具有防止和糾正膠帶跑偏的作用,主要用于固定式輸送機,重載段一般每隔10組上托輥放置一組回轉(zhuǎn)式槽形調(diào)偏托輥,回空段每隔6~10組下托輥放置一組回轉(zhuǎn)式平形調(diào)偏托輥。
(三)托輥間距
托輥間距的布置應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小一些,一般的間距為300~600mm,而且必須選用緩沖托輥,下托輥間距可取2500~3000mm,或取為上托輥間距的兩倍。
在有載分支頭部、尾部應各設置一組過渡托輥,以減小頭、尾過渡段膠帶邊緣的應力,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800~1000mm。
5.3.2 托輥的選型
由于膠帶輸送機膠帶跑偏常常引起設備停機,撒料,機架堵塞,膠帶邊緣撕裂、磨損等故障,嚴重影響了設備的使用及壽命,明顯地降低了運輸經(jīng)濟指標。因此,設計時應引起注意,現(xiàn)著重分析帶式輸送機膠帶跑偏的原因并提出相應的防偏措施。
(1)帶式輸送機膠帶跑偏的主要原因
帶式輸送機在運轉(zhuǎn)過程中受各種偏心力的作用,使膠帶中心偏離輸送機的中心線,產(chǎn)生偏心,其主要原因是卸料點偏心給料、安裝制造誤差、風力干擾、蛇行等。膠帶跑偏不僅能引起膠帶邊緣的磨損、物料灑落等,而且還能造成人力、物力和財力的浪費。
(2)改變托輥組結(jié)構(gòu)來防止帶式輸送機膠帶跑偏
常見的防偏托輥組結(jié)構(gòu)有前傾托輥組、調(diào)心托輥組和鉸鏈式吊掛托輥組。
1)前傾托輥組
前傾托輥組糾偏原理是:當膠帶跑偏時,偏離側(cè)的托輥與膠帶的摩擦力增大,而膠帶運行方向與托輥的線速度方向有一夾角及前傾角,使膠帶產(chǎn)生一個向心的糾偏力。給料穩(wěn)定的膠帶機采用前傾托輥組,能較好地解決膠帶跑偏問題。
2)調(diào)心托輥組
對于給料經(jīng)常發(fā)生變化的膠帶機用調(diào)心托輥組糾偏效果較好。調(diào)心托輥組的糾偏原理是:當膠帶跑偏時,引起托輥上的載荷重新分布并且是不均勻的,相對轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生扭矩,當跑偏量逐漸增大,扭矩超過摩擦力矩時橫梁就圍繞立軸成旋轉(zhuǎn),并隨著轉(zhuǎn)動的增加,轉(zhuǎn)矩繼續(xù)加大,調(diào)心托輥組繼續(xù)轉(zhuǎn)動,輥子的線速度方向與膠帶的運行方向形成的夾角增大,使它們的摩擦力產(chǎn)生向心分力。強制膠帶返回中心位置,而越過中心位置向另一側(cè)繼續(xù)移動,扭矩也逐漸減少,經(jīng)過幾次往復直到扭矩小于摩擦力矩。膠帶達到穩(wěn)定運行。
3)鉸鏈式吊掛托輥組
適用于輸送大塊物料和經(jīng)常搬移、安裝精度不高的移置式輸送機上。它的糾偏原理是:膠帶跑偏時物料偏向一邊,鉸接的托輥組外形發(fā)生變化,跑偏的一邊因承載力的加大,膠帶與輥子摩擦力的增大,位于跑偏一邊的側(cè)托輥傾角大于另一側(cè)的托輥傾角,使中間輥發(fā)生偏轉(zhuǎn).并產(chǎn)生調(diào)心力,由于物料的大部分由中間輥承受.因此總的調(diào)心力顯著增大,對膠帶糾偏效果很好。鉸鏈式吊掛托輥組的優(yōu)點:一是更換托輥時不停機。二是托輥組重量輕。三是噪音低。
該設計采用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B=800mm查《運輸機械設計選用手冊》表2-42,取托輥為DTⅡ03C0311, 托輥直徑D為89mm。
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
DTⅡ03C0711緩沖托輥;結(jié)構(gòu)型式為橡膠圈式,托輥直徑選為89mm。
下托輥采用平行型托輥DTⅡ03C2112,托輥直徑為89mm
由于帶寬B=800mm,所以取上托輥間距為1200mm,下托輥間距為3000mm。
表5-2 托輥技術規(guī)格表
托輥直徑mm
托輥軸徑mm
軸承型號
托輥長度mm
托輥軸外伸長mm
旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量kg
托輥質(zhì)量kg
89
20
4G204
200
14
2.08
2.79
250
2.15
2.98
315
2.58
3.58
465
3.87
5.24
600
4.78
6.48
750
5.79
7.87
25
4G205
950
17
7.23
11.21
108
25
4G205
4 G205
315
3.53
5.07
380
4.07
5.86
465
4.77
6.89
600
5.89
8.53
700
6.72
9.74
950
8.74
12.77
1150
9.4
13.99
1400
10.03
15.62
133
25
4G305
380
6.3
8.21
1150
16.9
20.97
159
465
9.64
12.02
1400
25.82
31.52
表5-3 常用的托輥阻力系數(shù)
工作條件
平行托輥
槽型托輥
室內(nèi)清潔、干燥、無磨損性塵土
0.018
0.02
空氣濕度、溫度正常,有少量磨損性塵土
0.025
0.03
室外工作,有大量磨損性塵土
0.035
0.04
托輥的運行阻力主要包括托輥的轉(zhuǎn)動阻力及擠壓阻力等.擠壓阻力又包括物料碰擊阻力,輸送帶反復彎曲阻力及壓陷滾動阻力.
托輥的轉(zhuǎn)動阻力是由托輥軸承及其密封所產(chǎn)生的阻力,大小取決于托輥的結(jié)構(gòu).而擠壓阻力則與輸送帶的張力的大小有關.
實驗表明,轉(zhuǎn)動阻力與擠壓阻力相比,擠壓阻力要比轉(zhuǎn)動阻力大的多,而在擠壓阻力中,壓陷滾筒阻力占比重最大,物料碰擊阻力與反復彎曲阻力隨著輸送帶張力增大而降低.
5.3.3 托輥的校核
(一)上托輥的校核
所選用的上托輥為槽形托輥,其結(jié)構(gòu)簡圖如下:
圖5-7 槽形托輥結(jié)構(gòu)簡圖
(1) 承載分支的校核
查表2-74得,上托輥直徑為89mm,長度為315mm,軸承型號為4G204,承載能力為4400N,大于所計算的,故滿足要求。
(2)動載計算
承載分支托輥的動載荷:
式中:— —運行系數(shù),查表取1.2;
—沖擊系數(shù),查表取1.04; —工況系數(shù),查表取1.00。
則:
故承載分支托輥滿足動載要求。
5.4 制動裝置
5.4.1 制動裝置的作用
對于傾斜輸送物料的帶式輸送機,其平均傾角大于時,當滿載停車時會發(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,所以應設置制動裝置。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。
5.4.2 制動裝置的種類
按工作性質(zhì)可分為制動器和逆止器兩類。常用的有帶式逆止器、滾柱逆止器、液壓電磁閘瓦制動器和盤形制動器等。
(1) 帶式逆止器
適用于傾角向上運輸?shù)膸捷斔蜋C,膠帶向上正向運行時,制動帶不起作用;膠帶倒行時,制動帶靠摩擦力被塞入膠帶與滾筒之間,因制動帶另一端固定在機架上,依靠制動帶與膠帶間的摩擦力,制止膠帶倒行。這