可伸縮帶式輸送機畢業(yè)設(shè)計(正文)
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1、第89頁 本科生畢業(yè)設(shè)計 目 錄 1 緒 論 1 1.1 國內(nèi)外帶式輸送機的發(fā)展狀況 1 1.2 帶式輸送機的應(yīng)用 2 1.3 帶式輸送機的分類 3 1.4可伸縮帶式輸送機的型號含義和主要特點 3 1.4.1可伸縮帶式輸送機的型號含義 3 1.4.2可伸縮帶式輸送機的主要特點 3 1.5可伸縮膠帶輸送機的工作原理 4 1.6 可伸縮帶式輸送機的結(jié)構(gòu)概述 5 1.6.1機頭傳動裝置 5 1.6.2貯帶裝置 6 1.6.3張緊裝置 6 1.6.4機身部 7 1.6.5機尾 7 2 可伸縮帶式輸送機的設(shè)計計算 8 2.1 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件 8 2.2
2、 計算步驟 9 2.2.1 帶寬的確定 9 2.2.2輸送帶寬度的核算 11 2.3 圓周驅(qū)動力 12 2.3.1 計算公式 12 2.3.2 主要阻力計算 13 2.3.3 主要特種阻力計算 15 2.3.4 附加特種阻力計算 15 2.3.5 傾斜阻力計算 16 2.4傳動功率計算 16 2.4.1 傳動軸功率計算 16 2.4.2 電動機功率計算 17 2.5 輸送帶張力計算 17 2.5.1 輸送帶不打滑條件校核 18 2.5.2 輸送帶下垂度校核 19 2.5.3 各特性點張力計算 19 2.6 傳動滾筒、改向滾筒合張力計算 22 2.6.1 改向
3、滾筒合張力計算 22 2.6.2 傳動滾筒合張力計算 22 2.7 傳動滾筒最大扭矩計算 22 2.8 拉緊力和拉緊行程計算 22 2.9繩芯輸送帶強度校核計算 23 3 驅(qū)動裝置的選用與設(shè)計 25 3.1 電機的選用 25 3.2.1 傳動裝置的總傳動比 26 3.2.2 液力偶合器 26 3.2.3 聯(lián)軸器 26 4 帶式輸送機部件的選用 30 4.1 輸送帶 30 4.1.1 輸送帶的分類 30 4.1.2 輸送帶的連接 31 4.2 傳動滾筒 32 4.2.1 傳動滾筒的作用及類型 32 4.2.2 傳動滾筒的選型及設(shè)計 33 4.2.3 傳動滾筒結(jié)構(gòu)
4、 33 4.2.4 傳動滾筒的直徑驗算 34 4.3 托輥 35 4.3.1 托輥的作用與類型 35 4.3.2 托輥的選型 38 4.3.3 托輥的校核 41 4.4 制動裝置 43 4.4.1 制動裝置的作用 43 4.4.2 制動裝置的種類 43 4.4.3 制動裝置的選型 45 4.5 改向裝置 45 4.6拉緊裝置 45 4.6.1 拉緊裝置的作用 46 4.6.2 張緊裝置在使用中應(yīng)滿足的要求 46 4.6.3 拉緊裝置在過渡工況下的工作特點 46 4.6.4 拉緊裝置布置時應(yīng)遵循的原則 46 4.6.5 拉緊裝置的種類及特點 47 5其他部件的選
5、用 49 5.1 機架與中間架 49 5.2 給料裝置 50 5.2.1 對給料裝置的基本要求 50 5.2.2 裝料段攔板的布置及尺寸 51 5.2.3 裝料點的緩沖 51 5.3 卸料裝置 52 5.4 清掃裝置 53 5.4.1 篦子式刮板清掃裝置 53 5.4.2 輸送機式刮板清掃裝置 54 5.4.3 刷式清掃裝置 54 5.4.4 振動式清掃裝置 55 5.4.5 水力和風力清掃裝置 56 5.4.6 聯(lián)合清掃裝置 56 5.4.7 輸送帶翻轉(zhuǎn)裝置 57 5.4.8 清掃裝置的種類及應(yīng)用情況分析 58 5.5 頭部漏斗 61 5.6 電氣及安全保護
6、裝置 61 6可伸縮膠帶輸送機的安裝、運轉(zhuǎn)與維護 63 6.1安裝前的準備工作 63 6.2鋼絲繩吊掛式可伸縮膠帶輸送機的安裝 63 6.3落地架式可伸縮膠帶輸送機的安裝 64 6.4可伸縮膠帶輸送機的空載運轉(zhuǎn) 64 6.5可伸縮膠帶輸送機的加載運轉(zhuǎn) 65 結(jié) 論 67 參考文獻 70 翻譯部分 72 英文原文 72 中文譯文 79 致 謝 87 1 緒論 膠帶輸送機是煤礦井下和地面生產(chǎn)系統(tǒng)中廣泛使用的運輸設(shè)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
7、高效連續(xù)運輸設(shè)備,與其他運輸設(shè)備相比,它運輸能力大、工作阻力小、耗電量低、運輸過程中拋撤煤炭少、破碎性也小,因而降低了煤塵和損耗。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,隨著機械化和綜合機械化采煤工作面產(chǎn)量的不斷提高,膠帶輸送機將逐漸成為煤礦生產(chǎn)中的一種主要運輸設(shè)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(shè)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(yīng)用又得到進一步推廣。 選擇帶式輸送機這種通用機械的設(shè)計作為畢業(yè)設(shè)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(shè)計是對所學基本理論和專業(yè)知識的一次綜
8、合運用,也使我們的設(shè)計、計算和繪圖能力都得到了全面的訓(xùn)練。 1.1 國內(nèi)外帶式輸送機的發(fā)展狀況 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。 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
9、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。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C;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15km; (3)可露天鋪設(shè),運輸線可設(shè)防護罩或設(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。 國外帶式輸送機技術(shù)的發(fā)展很快,其主要表現(xiàn)在2個方面:一方面是帶式輸送機的功能多元化、應(yīng)用范圍擴大化,如高傾角帶式輸送機、管狀帶式輸送機、空間
10、轉(zhuǎn)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(shù)與裝備有了巨大的發(fā)展,尤其是長距離、大運量、高帶速等大型帶式輸送機已成為發(fā)展的主要方向,其核心技術(shù)是開發(fā)應(yīng)用了帶式輸送機動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù),提高了帶式輸送機的運行性能和可靠性。目前,在煤礦井下使用的帶式輸送機已達到表1所示的主要技術(shù)指標。 表1 國外帶式輸送機的主要技術(shù)指標 主參數(shù) 國外300-500萬t/a高產(chǎn)高效礦井 順槽可伸縮帶式輸送機 大巷與斜井固定式 強力帶式輸送機 運距/m 2000-3000 >3000 帶速/(m/s) 3.5-4 4-5,最高達8 輸送量/(t/h) 2500-3000 30
11、00-4000 驅(qū)動總功率/kw 1200-2000 1500-3000,最大達10100 其關(guān)鍵技術(shù)與裝備有以下幾個特點: (1)設(shè)備大型化。其主要技術(shù)參數(shù)與裝備均向著大型化發(fā)展,以滿足年產(chǎn)300~500萬t以上高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要。 (2)應(yīng)用動態(tài)分析技術(shù)和機電一體化、計算機監(jiān)控等高新技術(shù),采用大功率軟起動與自動張緊技術(shù),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(shè)備運行性能好,運輸效率高。 (3)采用多機驅(qū)動與中間驅(qū)動及其功率平衡、輸送機變向運行等技術(shù),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(shè)備的通用性、互換性及其單元驅(qū)動的可靠性。 (
12、4)新型、高可靠性關(guān)鍵元部件技術(shù)。如包含CST等在內(nèi)的各種先進的大功率驅(qū)動裝置與調(diào)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。如英國FSW生產(chǎn)的FSW1200/(2~3)400(600)工作面順槽帶式輸送機就采用了液粘差速或變頻調(diào)速裝置,運輸能力達3000 t/h以上,它的機尾與新型轉(zhuǎn)載機(如美國久益公司生產(chǎn)的S500E)配套,可隨工作面推移而自動快速自移、人工作業(yè)少、生產(chǎn)效率高。 1.2 帶式輸送機的應(yīng)用 可伸縮帶式輸送機主要供中、小型煤礦的機械采煤工作面及一般采煤面作作順槽運輸。也可用來作為掘進機的后配套。當與掘進機配套作掘進運輸時,不但能加快掘進速度面且可減
13、低勞動強度,顯示它特有的經(jīng)濟合理性。 1.3 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: 1.4可伸縮帶式輸送機的型號含義和主要特點 1.4.1可伸縮帶式輸送機的型號含義 1.4.2可伸縮帶式輸送機的主要特點 膠帶輸送機具有長度大、運行速度高、運輸能力大,且工作阻力小、耗電量低。同樣的運輸條件和距離,膠帶輸送機使用的臺數(shù)少,中間轉(zhuǎn)載次數(shù)也少,
14、故能節(jié)省設(shè)備和人力。其主要特點如下: (1)本機符合井下礦用帶式輸送機系列MT820-1999和MT901-2000標準,并盡可能地采用了通用固定帶式輸送機系列的有關(guān)標準,本機所用的舍去滾筒,改向滾筒,下托輥,清掃器等與標準帶式輸送機尺寸規(guī)格相同,以達通用互換,而減速器等傳動部件不同規(guī)格的刮板輸送機基本通用,因而“三化程度高”。 (2)機頭傳動裝置采用墻板式機架結(jié)構(gòu),傳動部件側(cè)幫固定,具有結(jié)構(gòu)緊湊,安裝斷面小,剛性強,拆裝方便等優(yōu)點。 (3)機身為無螺栓連接的鋼架落地式,具有結(jié)構(gòu)簡單,拆裝方便,勞動強度低,伸縮迅速等特點。 (4)張緊輸送帶及收放輸送帶采用電動絞車和液壓自動張緊裝置,操
15、作簡便、省力、張緊可靠。 (5)托輥為仿西德結(jié)構(gòu),采用鑄鐵軸承座,迷宮式尼龍密封件,密封可靠,轉(zhuǎn)動靈活,使用壽命長。 (6)傳動滾筒外層包膠,可提高輸送帶與滾筒的摩擦系數(shù),對防止打滑,減小初張力,具有較好的效果。 1.5可伸縮膠帶輸送機的工作原理 在綜合機械化采煤工作中,由于工作面向前推進的速度較快,而拆移順槽中運輸設(shè)備的次數(shù)和花費的時間在總生產(chǎn)時間中所占的比重較大,影響了采煤生產(chǎn)能力的進一步提高,所以要求順槽運輸設(shè)備能夠比較靈活地伸長或縮短??缮炜s膠帶輸送機是供順槽運輸?shù)膶S迷O(shè)備。由工作面輸送機運來的煤,經(jīng)順槽橋式轉(zhuǎn)載機卸裝到可伸縮膠帶輸送機上,由它把煤從順槽運到上、下山或裝車站的煤
16、倉中。 可伸縮膠帶輸送機機身長度可根據(jù)工作需要不斷仲長或逐漸縮短,其最大伸長量不應(yīng)超過電動機的額定功率所允許的長度;最小縮短量,可以縮至機身不能再縮為止。 可伸縮膠帶輸送機和普通膠帶輸送機相比,增加了一個儲帶倉、一套儲帶裝置和機尾牽引機構(gòu)??缮炜s放帶輸送機是根據(jù)撓性體摩擦傳動的原理,靠膠帶與傳動滾筒之間的摩擦力來驅(qū)動膠帶運行,完成運輸作業(yè)的,其工作原理如圖1-1所示。膠帶6繞過傳動裝置2的滾筒,經(jīng)儲帶裝置3的滾筒至機尾8的滾筒,形成無級環(huán)形帶。膠帶均支承在托輥上。儲帶裝置拉緊車把工作膠帶張緊,使膠帶在工作中與傳動滾筒產(chǎn)生摩擦力。輸送機的伸縮是利用膠帶在儲帶倉內(nèi)的多次折返和收放來實現(xiàn)的。當拉
17、緊裝置4拉著儲帶倉內(nèi)的活動滾筒向機尾方向移動時,膠帶進入儲帶倉內(nèi),此時機尾在絞車的牽引下回縮,使整個輸送機縮短,反之,則使整個輸送機伸長。 圖1-1 可伸縮帶式輸送機的工作原理 1-卸載端;2-傳動裝置;3-儲帶裝置;4-拉緊裝置; 5-收放膠帶裝置;6-膠帶;7-機尾牽引機構(gòu);8-機尾; 1.6 可伸縮帶式輸送機的結(jié)構(gòu)概述 可伸縮帶式輸送機主要由機頭傳動裝置,貯帶裝置,張緊裝置,收放輸送帶裝置機身及機尾等,機身及機尾是輸送機的非固裝部分,其余為固裝部分,而機身又是輸送機的可伸縮部分。 1.6.1機頭傳動裝置 機頭傳動裝置主要由電功機、液力偶合器、減速器、主、副傳動滾筒
18、、聯(lián)動齒輪和傳動架等組成。主、副傳動滾筒由兩臺異步防爆型電動機通過液力偶合器和減速器帶動。在液力偶合器保護罩的兩端裝有連接法蘭,電動機輸出軸端的外殼上及減速器輸入軸端的外殼上也有相應(yīng)的連接法蘭,靠這沖連接法蘭,用螺栓將三者緊緊連成一體,組成膠帶輸送機的傳動裝置。其特點是結(jié)構(gòu)緊湊,便于安裝和運輸,特別是便于相互對準找正,以提高安裝質(zhì)量,使輸送機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。整個傳動裝置通過減速器外殼用螺栓固定在機頭架的側(cè)板上。 減速器采用三級齒輪傳動。第一級為螺旋傘齒輪,第二級為斜齒圓柱齒輪,第三級為直齒圓柱齒輪。 傳動滾筒為焊接結(jié)構(gòu),主軸采用雙鍵和螺栓與卷筒連接,滾筒一側(cè)的連接輪殼在裝配后與卷筒輻板焊接,故滾
19、筒受力情況好。又保證裝拆方便,為了增加膠帶在傳動滾筒上的圍包角,可伸縮膠帶輸送機采用雙滾筒傳動。采用雙滾筒傳動時,可以單電機驅(qū)動,也可以雙電機驅(qū)動。當用一臺電動機驅(qū)動時,需在機頭架另一例的主、副滾筒上安裝一對大小相同、齒數(shù)相等的聯(lián)動齒輪。當電動機起動后,通過液力偶合器、減速器和聯(lián)動齒輪同時傳動主、副滾筒,驅(qū)動膠帶運行。若用兩臺電動機分別驅(qū)動主副滾筒,一般不加聯(lián)動齒輪。但是在本設(shè)計傳動裝置中,既采用雙電機驅(qū)動,又裝有聯(lián)動齒輪。這是因為考慮到機身縮短到一定程度時,所需功率由一臺電動機負擔即可,這時可拆掉一套傳動裝置,變成單電機驅(qū)動型式。單電機驅(qū)動的優(yōu)點是設(shè)備制造簡單,電控設(shè)備少,便于維護運轉(zhuǎn),缺點
20、是隨著運輸距離的縮短,將形成大馬拉小車,電動機運行功率因數(shù)降低。 傳動滾筒是膠帶輸送機傳遞牽引力、驅(qū)動膠帶運行的主要部件。滾筒表面型式有光面、包膠和鑄膠之分。在功率不大、不潮濕的情況下,可采用光面滾筒;在環(huán)境潮濕、大功率、易打滑的條件下,宜采用膠面滾筒,以提高輸送機的牽引力;鑄膠滾筒膠厚耐磨,有條件時應(yīng)盡量采用。滾筒的外形可以做成圓筒形的,也可以做成中間大、兩頭小的雙錐形,其錐度一般為1:100。后者用以防止膠帶跑偏。 卸載端是由在機頭最前部的伸出架和安裝在伸出架上的卸載滾筒組成,卸載滾筒安裝的軸線位置可以調(diào)節(jié),以防輸送帶在機頭部跑偏。卸載端的后部還裝有一個改向滾筒,以改變輸送帶運行方向。
21、頭部清掃器分重錘清掃器和犁式清掃器二道,以清掃輸送帶正反面的粘煤。 1.6.2貯帶裝置 由貯帶轉(zhuǎn)向架、貯帶倉架、支承小車和張緊車等組成。 (1)貯帶轉(zhuǎn)向架、貯帶倉架為焊接結(jié)構(gòu),彼此用螺拴連接,組成了貯帶裝置框架。在貯帶轉(zhuǎn)向架內(nèi)裝有二個320、一個108的改向滾筒與張緊車上兩個320、一個108的改向滾筒一起供輸送帶在貯帶裝置中往返導(dǎo)向??蚣艿纳戏郊跋虏糠謩e安裝有槽形托輥和下托輥,以支承上、下輸送帶。在貯帶倉架內(nèi)設(shè)有軌道,供支承小車和張緊車行走 (2)支承小車由托輥、支架和車輪等組成,其作用是支承貯藏部分的輸送帶,使其懸垂度不致過大。二個支承小車應(yīng)基本上等距離的分布在張緊車和貯帶轉(zhuǎn)向架之
22、間,因此當張緊車移動后,需要通過人力調(diào)整支承小車位置。 (3)張緊車由車架、車輪、滑轉(zhuǎn)組和改向滾筒等組成。張緊絞車通過鋼絲繩、滑輪組牽引張緊車在軌道上行走,從而達到貯進和放出輸送帶的作用,并使輸送帶得到適當?shù)膹埦o度,滑輪組由滑輪架和四個滑輪組成,它通過一銷軸鉸接在車架上,使作用在四個滑輪上的牽引力,通過銷軸作用于張緊車中心,對防止改向滾筒的輸送帶跑偏有較好的效果,為防止張緊車掉軌,在車上還裝有四個止爬鉤。 改向滾筒的軸線位置均可調(diào)節(jié)。以防輸送帶跑偏,同時,每個改向滾筒都配有刮煤板,可將滾筒表面的碎煤、粉煤刮下。 1.6.3張緊裝置 由框架、滑輪組、液壓系統(tǒng)和固定滑輪架等組成。自動張緊裝
23、置是一種在輸送機工作過程中能按一定的要求自動調(diào)節(jié)拉緊力的張緊裝置,在現(xiàn)代化距離帶式輸送機中使用較多,它能使輸送帶具有合理的張力,自動補償輸送帶的彈性變形和塑性變形,是一種理想的張緊裝置。常見的自動張緊裝置有自動絞車張緊裝置和全自動液壓張緊裝置,輸送帶的初張力能力張緊絞車人為調(diào)節(jié),應(yīng)保證足夠的初張力來防止輸送帶在傳動滾筒表面打滑,但初張力過大,致使輸送帶最小張力無謂的增大,也是不宜的。 1.6.4機身部 由“H”型支架、鋼管上下托輥組成,是輸送機的可伸縮部分。鋼管作為可拆卸部分搭在H型支架的管座中。用彈簧銷固定,下托輥搭蒼型支架上,上托輥為槽形托輥,通過抓爪支承在鋼管上。 1.6.5機尾
24、 由支座、導(dǎo)軌、滾筒座、緩沖托輥、清掃器等組成。幾種不同形式的導(dǎo)軌與支座、滾筒固定痤,組成了五節(jié)機尾骨架,彼此又用圓柱銷連接成為一整體,可供轉(zhuǎn)載機在上面行走。機尾滾筒安裝在滾筒座上,其軸線位置可調(diào),并配有刮煤板。機尾的前后端都可裝移動機尾用的滑輪,供移動機尾用,移動機尾用回柱絞車牽引。 2 可伸縮帶式輸送機的設(shè)計計算 2.1 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件 帶式輸送機的設(shè)計計算,應(yīng)具有下列原始數(shù)據(jù)及工作條件資料 (1)物料的名稱和輸送能力: (2)物料的性質(zhì): 1)粒度大小,最大粒度和粗度組成情況; 1) 堆積密度; 2) 動堆積角、靜堆積角,溫度、濕度、粒度和磨損性等。 (3
25、)工作環(huán)境、露天、室內(nèi)、干燥、潮濕和灰塵多少等; (4)卸料方式和卸料裝置形式; (5)給料點數(shù)目和位置; (6)輸送機布置形式和尺寸,即輸送機系統(tǒng)(單機或多機)綜合布置形式、地形條件和供電情況。輸送距離、上運或下運、提升高度、最大傾角等; (7)裝置布置形式,是否需要設(shè)置制動器。 原始參數(shù)和工作條件 (1)輸送物料:煤 (2)物料特性: 1)塊度:0~300mm 2)散裝密度:=1.3t/ 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(guān)尺寸: 1)運距: L=600m 2)傾斜角: β=0 3)最
26、大運量: Q=400t/h 初步確定輸送機布置形式,如圖2-1所示: 圖2-1 傳動系統(tǒng)圖 2.2 計算步驟 2.2.1 帶寬的確定 按給定的工作條件,取原煤的堆積角為20. 原煤的堆積密度按1300 kg/; 輸送機的工作傾角β=0; 帶式輸送機的最大運輸能力計算公式為 =3.6A (2-1) 式中:——輸送量(; ——帶速(; ——物料堆積密度(); ——在運行的輸送帶上物料的最大堆積面積, K----輸送機的傾斜系數(shù)。 帶速選擇原
27、則: (1)輸送量大、輸送帶較寬時,應(yīng)選擇較高的帶速。 (2)較長的水平輸送機,應(yīng)選擇較高的帶速;輸送機傾角愈大,輸送距離愈短,則帶速應(yīng)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)一般用于給了或輸送粉塵量大時,帶速可取0.8m/s~1m/s;或根據(jù)物料特性和工藝要求決定。 (5)人工配料稱重時,帶速不應(yīng)大于1.25m/s。 (6)采用犁式卸料器時,帶速不宜超過2.0m/s。 (7)采用卸料車時,帶速一般不宜超過2.5m/s;當輸送細碎物料或小塊料時,允許帶速為3.15m/s。 (8)有計量秤時,帶速應(yīng)按自動計量秤
28、的要求決定。 (9)輸送成品物件時,帶速一般小于1.25m/s。 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(guān).當輸送機向上運輸時,傾角大,帶速應(yīng)低;下運時,帶速更應(yīng)低;水平運輸時,可選擇高帶速.帶速的確定還應(yīng)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 輸送機的工作傾角=0。 查DTⅡ帶式輸送機選用手冊或本
29、設(shè)計(表2-1)(此后凡未注明均為該書)得k=1。 按給定的工作條件,取原煤的堆積角為0。 原煤的堆積密度為1300kg/。 考慮山上的工作條件取帶速為2.0m/s。 將個參數(shù)值代入上式, 可得到為保證給定的運輸能力,帶上必須具有的的截面積A A= 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 /mm 堆積角 /(o) 槽角/(o) 20 25 30 35 40 45 500 0 10 20 30 0.0098 0.0142 0.0187 0.0234 0.0120 0.0162 0.0206 0.
30、0252 0.0130 0.0180 0.0222 0.0266 0.0157 0.0196 0.0236 0.0278 0.0173 0.0210 0.0247 0.0287 0.0186 0.0220 0.0256 0.0293 650 0 10 20 30 0.0184 0.0262 0.0342 0.0427 0.0224 0.0299 0.0377 0.0459 0.0260 0.0332 0.0406 0.0484 0.0294 0.0362 0.0433 0.0507 0.0322 0.0386 0.
31、0453 0.0523 0.0347 0.0407 0.0469 0.0534 800 0 10 20 30 0.0279 0.0405 0.0536 0.0671 0.0344 0.0466 0.0591 0.0722 0.0402 0.0518 0.0638 0.0763 0.0454 0.0564 0.0672 0.0793 0.0500 0.0603 0.0710 0.0822 0.0540 0.0636 0.0736 0.0840 1000 0 10 20 30 0.0478 0.0674 0.087
32、6 0.1090 0.0582 0.0771 0.0966 0.1170 0.0677 0.0857 0.1040 0.1240 0.0763 0.0933 0.1110 0.1290 0.0838 0.0998 0.1160 0.1340 0.0898 0.1050 0.1200 0.1360 查表2-2或《礦井運輸提升》表3-17, 輸送機的承載托輥槽角35,物料的堆積角為0時,帶寬為800 mm的輸送帶上允許物料堆積的橫斷面積為0.0427,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
33、用帶寬B=800mm,初選輸送帶NN-100,輸送帶層數(shù)為6層,查表1-6得,輸送帶各參數(shù)如下: NN-100型煤礦用輸送帶的技術(shù)規(guī)格: 扯斷強度=100N/(mm層) 每層帶厚1mm, 輸送帶第層質(zhì)量等于1.02kg/m 上膠厚=3mm 下膠厚=1.5mm 每毫米膠料質(zhì)量為1.19kg/m 膠帶每米質(zhì)量=[布層數(shù)每層質(zhì)量(kg/m)+(上膠厚(mm)+下膠厚(mm)第層膠帶質(zhì)量(kg/m))]帶寬(mm) =[61.02+(3.0+1.5) 1.19] 0.8 =9.18 kg/m 輸送帶質(zhì)量: =帶長(m) =9.18600 =5508kg 輸
34、送帶厚度可按下式計算或查《運輸機械設(shè)計選用手冊》表1-6 輸送帶度(mm)=布層數(shù)每層厚度(mm)+上膠厚(mm)+下膠厚(mm) =61+3+1.5 =10.5mm 2.2.2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3-3 (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
35、 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。 2.3 圓周驅(qū)動力 2.3.1 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,可用式(2-3)計算: (2-4) 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。 五種阻力中,、是所有輸送機都有的,其他三類阻力,根據(jù)輸送機側(cè)型及附件裝設(shè)情況定,由設(shè)計者選擇。
36、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)橄旅娴男问剑? +=C (2-5) 式中C——與輸送機長度有關(guān)的系數(shù),在機長大于80m時,可按式(2-6)計算,或從表查取 (2-6) 式中——附加長度,一般在70m到100m之間; C——系數(shù),不小于1.02。 C查〈〈DTⅡ(A)型帶式輸送機設(shè)計手冊〉〉表3-5 既本說明書表2-
37、4,取C為1.12 表2-4附加阻力系數(shù)C L(m) 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(m) 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 2.3.2 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。可用式(2-7)計算:
38、 (2-7) 式中——模擬摩擦系數(shù),根據(jù)工作條件及制造安裝水平?jīng)Q定,一般可按表查取。查表2-30; ——輸送機長度(頭尾滾筒中心距),m; ——重力加速度; 初步選定托輥為槽形托輥DTⅡ03c121,查表2-42,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。直徑D=89mm,長度L=315mm,軸承為4G204。 ——承載分支托輥組每米長度旋轉(zhuǎn)部分重量,kg/m,用式(2-8)計算 (2-8) 其中——承載分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分重量
39、,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,用式(2-9)計算: (2-9) 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; 查《運輸機械設(shè)計選用手冊》表2-50選擇平行托輥,直徑D=89mm,托輥長L=950mm,kg 計算:==5.267 kg/m ——每米長度輸送物料質(zhì)量 ==55.6kg/m ——每米長度輸送帶質(zhì)量,kg/m,=9.18kg/m =
40、0.0456009.18[20.25+5.267+(29.18+55.6)cos35]=22783N 運行阻力系數(shù)f值應(yīng)根據(jù)表2-5選取。取=0.045。 表2-5 阻力系數(shù)f 輸送機工況 工作條件和設(shè)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(shè)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(shè)備質(zhì)量較差,托輥成槽角大于35 0.035~0.045 2.3.3 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(dǎo)料槽攔板間的摩擦阻力兩部分,按式(2-10)計算: +
41、 (2-10) 按式(2-11)或式(2-12)計算: (1) 三個等長輥子的前傾上托輥時 (2-11) (2) 二輥式前傾下托輥時 (2-12) 本輸送機沒有主要特種阻力,即=0 2.3.4 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: (2-13)
42、 (2-14) (2-15) 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2-6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/m 刮板與輸送帶接觸面積A/m 頭部清掃器 空段清掃器 500
43、 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2-6得 A=0.008m,取=10N/m,取=0.6,將數(shù)據(jù)帶入式(2-14) 則 =AP =0.008100.6=480 N 擬設(shè)計的總圖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) =0
44、 由式(2-13) 則 =3.5480=1680 N 2.3.5 傾斜阻力計算 傾斜阻力按下式計算: (2-14) 式中:因為是本輸送機水平運輸,所有H=0 =0 由式(2.4-2)得傳動滾筒上所需圓周驅(qū)動力為 =1.1222783+0+1680+0 =27197N 傳動功率計算 傳動軸功率計算 傳動滾筒軸功率()按式(2-15)計算: (2-15) ==54.39kw 2.4.2 電動機功
45、率計算 電動機功率,按式(2-16)計算: (2-16) 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:=0.980.98=0.96 三級減速機:=0.980.980.98=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
46、動機功率。 由式(2-15)==54390W 由式(2-16)得電動機功率: =2 =65300W=65.3KW 選電動機型號為YB255S-4,額定功率P=37 KW,數(shù)量2臺。 2.5 輸送帶張力計算 輸送帶張力在整個長度上是變化的,影響因素很多,為保證輸送機上午正常運行,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(yīng)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(yīng)保證不打滑; (2)作用在輸送帶上的張力應(yīng)足夠大,使輸送帶在兩組托輥間的垂度小于一定值。 2.5.1 輸送帶不打滑條件校核 圓周驅(qū)動力通過摩擦傳遞到
47、輸送帶上(見圖2-3) 圖2-3作用于輸送帶的張力 如圖4所示,輸送帶在傳動滾簡松邊的最小張力應(yīng)滿足式(28)的要求。 傳動滾筒傳遞的最大圓周力。動載荷系數(shù)1.2~1.7;對慣性小、起制動平穩(wěn)的輸送機可取較小值;否則,就應(yīng)取較大值。取1.5 ——傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù),見表2-7 表2-7 傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù) 工作條件 摩擦系數(shù) 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 =1.527197=40795.5N 對常
48、用C==0.083 該設(shè)計取=0.035;=420。 =0.08340795.5=3386N 2.5.2 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(2-17)和(2-18)進行驗算。 承載分支: (2-17) 回程分支: (2-18) 式中——允許最大垂度,一般0.01; ——承載上托輥間距(最小張力處); ——回程下托輥間距(最小張力處)。 取=0.01 由式(2-17)和
49、式(2-18)得: =9523N =3352N 2.5.3 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2-4 張力分布點圖 (1)運行阻力的計算 有分離點起,依次將特殊點設(shè)為1、2、3、…,一直到相遇點14點,如圖2-4所示。 計算運行阻力時,首先要確定輸送帶的種類和型號。在前面我們已經(jīng)選好了輸送帶,NN-100型煤礦用輸送帶,拉斷強度100N/(mm層);6層帶厚10.5mm;輸送帶質(zhì)量9.18Kg/m. 1)承載段運行阻力 由式(2-19):
50、 (2-19) =[(55.6+9.18+20.25)6000.04cos0o]9.8 =19999N 2)回空段運行阻力 由式(2-30) (2-30) F=[(9.18+5.267) 5760.035cos0o] 9.8 =2854N F=[(9.18+5.267) 9.20.035cos0o] 9.8 =46N F=[(9.18+5.267) 8.30.035cos0o] 9.8 =41N F=[(9.18+5.267) 7.50.035cos0o] 9.8 =37N F=[(9.18+5.267) 11.440.035cos0
51、o] 9.8 =57N F=[(9.18+5.267) 3.370.035cos0o] 9.8 =17N 3)最小張力點 由以上計算可知,13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5點的張力 承載段最小張力應(yīng)滿足 =9523N 2)由逐點計算法計算各點的張力 因為S11=9523N,根據(jù)表14-3選=1.05, 故有 =9069N =9069-2854=6215N =5919N =5919-46=5873N =5593N =5593-41=5552N =5287N =5287-37=5250N
52、 =5000N =5000-57=4943N =9523+19999=29522N =295221.05=30998N =30998+17=31015N (3)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 滾筒為包膠滾筒,圍包膠為420。由表14-5選摩擦系數(shù)=0.4。并取摩擦力備用系數(shù)n=1.2。 由式(2-31)可算得允許的最大值為: (2-31) =4943(1+) =54409N>=31015N 故摩擦條件滿足。 2.6 傳動滾筒、改向滾筒合張力計算 2.6.1 改向滾
53、筒合張力計算 根據(jù)計算出的各特性點張力,計算各滾筒合張力。 頭部180改向滾筒的合張力: ==29522+30998=60520N 尾部180改向滾筒的合張力: ==9069+9523=18592N 2.6.2 傳動滾筒合張力計算 根據(jù)各特性點的張力計算傳動滾筒的合張力: 動滾筒合張力: =4943+31015=35958N 2.7 傳動滾筒最大扭矩計算 單驅(qū)動時,傳動滾筒的最大扭矩按式(2-32)計算: (2-32) 式中D——傳動滾筒的直徑(mm)。 雙驅(qū)動時,傳動滾筒的最
54、大扭矩按式(2-33)計算: (2-33) 初選傳動滾筒直徑為500mm,則傳動滾筒的最大扭矩為: ==31015+4943=35958N =8.98KN/m 2.8 拉緊力和拉緊行程計算 1)、拉緊裝置拉緊力按式(2-34)計算 (2-34) 式中——拉緊滾筒趨入點張力(N); ——拉緊滾筒奔離點張力(N)。 由式(2-34) +=5000+5250+5593+5873=21716N =21.71KN 查〈〈煤
55、礦機械設(shè)計手冊〉〉初步選定鋼繩絞車式拉緊裝置。 2)、拉緊行程: △L≧()L =(0.01+0.001)600 =6.6m 式中:—輸送帶彈性伸長率和永久伸長率,由輸送廠家給出,通常帆布帶為0.01~0.015; —拉緊后托輥間允許的垂度,一般取0.001 L—輸送機長度。 2.9繩芯輸送帶強度校核計算 繩芯要求的縱向拉伸強度按式(2-35)計算; (2-35) 式中——靜安全系數(shù),一般=710。運行條件好,傾角好,強度低取小值;反之,取大值。在此
56、選為7。 輸送帶的最工作張力:Smax: (N) ==68571N 式中:B——帶寬,mm; ——輸送帶縱向扯斷強度,N/(mm層)見《運輸機械設(shè)計選用手冊》表1-6,=100N/(mm層)。 由式(2-35)得 =599.9N/mm 可選輸送帶為NN-100N/(mm層),6層的即600N/mm大于??蓾M足要求。 3 驅(qū)動裝置的選用與設(shè)計 帶式輸送機的負載是一種典型的恒轉(zhuǎn)矩負載,而且不可避免地要帶負荷起動和制動。電動機的起動特性與負載的起動要求不相適應(yīng)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
57、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。驅(qū)動滾筒由一臺或兩臺電機通過各自的聯(lián)軸器、減速器、和鏈式聯(lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩給傳動滾筒。 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、三級為斜齒和直圓柱齒輪降速傳動,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,
58、用第二種錐齒輪,軸頭為花鍵齒輪聯(lián)接。 傳動滾筒采用焊接結(jié)構(gòu),主軸承采用調(diào)心軸承,傳動滾筒的機架與電機、減速器的機架均安裝在固定大底座上面,電動機可安裝在機頭任一側(cè)。根據(jù)情況而定。 3.1 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(shè)計皮帶機所采用的電動機的總功率為65.3kw,所以需選用功率為37kw的電機兩臺。 擬采用YB225S-4型電動機,該型電機轉(zhuǎn)矩大,性能良好,可以滿足要求。 查《機械設(shè)計實用手冊》第二版
59、,它的主要性能參數(shù)如下表: 表3-1 YB225S-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) YB225S-4 37 1480 69.8 91.8 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 2.2 360 3.2 減速器的選用 3.2.1 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(shè)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: =76.39r/min 已知電機轉(zhuǎn)速為=1480 r/min
60、, 則電機與滾筒之間的總傳動比為: =19.37 本次設(shè)計選用 DCY220型.礦用減速器,傳動比為20,可傳遞38KW功率。第一級為螺旋齒輪,第二級、第三級為斜齒和直齒圓柱齒輪傳動,其展開簡圖如下: 圖3-1 DCY220型減速器展開簡圖 電動機和I軸之間,IV軸和傳動滾筒之間用的都是聯(lián)軸器,故傳動比都是1。 3.2.2 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),同屬液體傳動的范疇,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,是液體壓力能改變傳遞能量的;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,傳遞
61、的紐矩與其轉(zhuǎn)數(shù)的平方成正比. 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,即而者之間存在轉(zhuǎn)速差. 液力傳動裝置除煤礦機械使用外,還廣泛用于各種軍用車輛,建筑機械,工程機械,起重機械,載重汽車.小轎車和
62、艦艇上,它所以獲得如此廣泛的應(yīng)用,原因是它具有以下多種優(yōu)點: 1) 能提高設(shè)備的使用壽命 2) 由于液力轉(zhuǎn)動的介質(zhì)是液體,輸入軸與輸出軸之間用非剛性連接,故能將外載荷突然驟增或驟減造成的沖擊和振動消除或部分消除,轉(zhuǎn)化為連續(xù)連續(xù)漸變載荷,從而延長機器的使用壽命.這對處于惡劣條件下工作的煤礦機械具有這樣意義. 3) 有良好的啟動性能由于泵輪扭矩與其轉(zhuǎn)速的平方成正比,故電動機啟動時其負載很小,起動較快,沖擊電流延續(xù)時間短,減少電機發(fā)熱. 4) 良好的限矩保護性能 使多電機驅(qū)動的設(shè)備各臺電機負荷分配趨于均勻 本次設(shè)計根據(jù)《運輸機械設(shè)計選用手冊》表1-44選用YOXⅡ400,輸入轉(zhuǎn)速為150
63、0r/min,效率達0.96,起動系數(shù)為1.3~1.7。 3.2.3 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(shè)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(yīng)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
64、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。凸緣聯(lián)軸器是把兩個帶有凸緣的半聯(lián)軸器聯(lián)成一體,以傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。凸緣聯(lián)軸器的材料可用灰鑄鐵或碳鋼,重載時或圓周速度大于30m/s時應(yīng)用鑄鋼或碳鋼。由于凸緣聯(lián)軸器屬于剛性聯(lián)軸器,對所聯(lián)兩軸的相對位移缺乏補償能力,故對兩軸對中性的要求很高。當兩軸有相對位移存在時,就會在機件內(nèi)引起附加載荷,使工作情況惡化,這是它的主要缺點。但由于構(gòu)造簡單、成本低、可傳遞較大轉(zhuǎn)矩,故當轉(zhuǎn)速低、無沖擊、軸的剛性大、對中性較好時亦常采用撓性聯(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
65、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 十字滑塊聯(lián)軸器由兩國在端面上開有凹槽的半聯(lián)軸器和一個兩面帶有凸牙的中間盤所組成。因凸牙可在凹槽中滑動,故可補償安裝及運轉(zhuǎn)時兩軸間的相對位移。 這種聯(lián)軸器零件的材料可用45鋼,工作表面須進行熱處理,以提高其硬度;要求較低時也可用Q275鋼,不進行熱處理。為了減少摩擦及磨損,使用時應(yīng)從中間盤的油孔中注油進行潤滑。 因為半聯(lián)軸器與中間盤組成移動副,不能發(fā)生相對轉(zhuǎn)動,故主動軸與從動軸的角速度應(yīng)相等。但在兩軸間有相對位移的情況下工作時,中間盤就會產(chǎn)生很大的離心力,從而增大動載荷及磨損。因此選用時
66、應(yīng)注意其工作轉(zhuǎn)速不得大于規(guī)定值。 這種聯(lián)軸器一般用于轉(zhuǎn)速,軸的剛度較大,且無劇烈沖擊處。效率,這里為摩擦系數(shù),一般取為0.12~0.25;為兩軸間徑向位移量,單位為;為軸徑,單位為。 2)滑塊聯(lián)軸器 這種聯(lián)軸器與十字滑塊聯(lián)軸器相似,只是兩邊半聯(lián)軸器上的溝槽很寬,并把原來的中間盤改為兩面不帶凸牙的方形滑塊,且通常用夾布膠木制成。由于中間滑塊的質(zhì)量減小,又具有較高的極限轉(zhuǎn)速。中間滑塊也可用尼龍6制成,并在配制時加入少量的石墨或二硫化鉬,以便在使用時可以自行潤滑。 這種聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單,尺寸緊湊,適用于小功率、高轉(zhuǎn)速而無劇烈沖擊處。 3)十字軸式萬向聯(lián)軸器 這種聯(lián)軸器可以允許兩軸間有較大的夾角(夾角最大可達),而且在機器運轉(zhuǎn)時,夾角發(fā)生改變?nèi)钥烧鲃樱坏斶^大時,傳動效率會顯著降低。這種聯(lián)軸器的缺點是:當主動軸角速度為常數(shù)時,從動軸的角速度并不是常數(shù),而是在一定范圍內(nèi)變化,因而在傳動中將產(chǎn)生附加動載荷。為了改善這種情況,常將
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