1皮帶運輸機設計摘要 本文對帶式傳輸機的各個部件的設計進行了探討，在傳遞物質(zhì)的方法,采用皮帶運輸帶起著非常重要的作用，在競爭性成本的長距離、可靠性物質(zhì)運輸方面，帶式運輸機發(fā)揮著非常重要的作用。傳輸機系統(tǒng)變得更大、更復雜，同時驅(qū)動裝置也經(jīng)歷了一系列的發(fā)展，并將繼續(xù)發(fā)展下去，如今，更大的傳輸帶需要更大的功率、單獨驅(qū)動器、多倍驅(qū)動器，就傳輸帶的使用而言，控制驅(qū)動加速轉(zhuǎn)矩的能力是關鍵的因素。在指定的安全極限范圍內(nèi)，一個高效的傳動裝置將能提供平穩(wěn)、安全的運轉(zhuǎn)，同時保持傳輸帶的張力。對于多倍傳動裝置的均分負載，轉(zhuǎn)矩與速度控制同樣是其設計中需考慮的環(huán)節(jié)。由于傳送帶驅(qū)動裝置技術的發(fā)展，現(xiàn)今有越來越多更可靠、具有成本效益、設定的寬范圍功率的傳送帶驅(qū)動裝置可供人們選擇。 關鍵詞 帶式 運輸機 驅(qū)動 系統(tǒng)2Belt Conveyor Driving SystemAbstract A short review for the design of each part for belt conveyor , Among the methods of material conveying employed， belt conveyors play a very important part in the reliable carrying of material over long distances at competitive cost．Conveyor systems have become larger and more complex and drive systems have also been going through a process of evolution and will continue to do so． Nowadays，bigger belts require more power and have brought the need for larger individual drives as well as multiple drives．The ability to control drive acceleration torque is critical to belt conveyors’ performance． An efficient drive system should be able to provide smooth，soft starts while maintaining belt tensions within the specified safe limits． For load sharing on multiple drives．torque and speed control are also important considerations in the drive system’s design． Due to the advances in conveyor drive control technology，at present many more reliable．Cost-effective and performance-driven conveyor drive systems covering a wide range of power are available for customers 'choice ． Key words Belt Conveyor Driving System3目 錄引言 5第一章 帶式輸送機概述 .61.1 帶式輸送機的應用 .61.2 帶式輸送機的分類 .61.3 各種帶式輸送機的特點 .61.4 帶式輸送機的發(fā)展狀況 .7第二章 總體方案設計 .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 傳動方案和總體設計 12第三章 主要技術參數(shù)的設計計算 133.1 設計的原始數(shù)據(jù) 133.2 槽角的選取 143.3 膠帶運行阻力的計算 153.4 輸送帶上各點張力的計算 193.5 輸送帶的強度驗算 22第四章 驅(qū)動裝置的選用與設計 274.1 電機的選用 274.2 減速器的選型與設計 274.3 聯(lián)軸器的計算與選型 314.4 驅(qū)動滾筒的設計 33第五章 托輥的設計 .385.1 托輥的作用與類型 .385.2 托輥間距 405.3 托輥的選型 41第六章 制 動 裝 置 .416.1 制動裝置的作用 416.2 制動裝置的種類 416.3 制動裝置的選型 43第七章 改 向 裝 置 .447.1 凸弧段曲率半徑 R 的計算 447.2 改向滾筒的選用 44第八章 其他部件的 選用 448.1 拉緊裝置 468.2 機架與中間架 508.3 卸料裝置 5148.4 清 掃 裝 置 528.5 頭部漏斗 548.6 電氣及安全保護裝置 54第九章 安裝運轉(zhuǎn)與維護 549.1 安裝要求 549.2 調(diào)整 559.3 運轉(zhuǎn)與維護 55結論 .56致謝 .57參考文獻 .58附錄 .595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，既是承載貨物的構件，又是傳遞牽引力的構件，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，設備維修容易，廣泛應用于采礦、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，不過技術還不夠完善、成熟，由于其工作的環(huán)境比較復雜畢業(yè)設計是大學四年的最后一次教學實踐，它是實現(xiàn)工科大學生培養(yǎng)目標的實踐性、綜合性教學的必經(jīng)環(huán)節(jié)。它不但有助于培養(yǎng)我們分析問題和創(chuàng)造性地解決問題的能力，全面提高我們的素質(zhì)，還是一次對我們應用知識解決問題的能力的檢驗。高等工程教育的培養(yǎng)目標是德、智、體全面發(fā)展，培養(yǎng)能夠解決各種技術性問題的技術人員。鑒于此，我們應獲得工程師初步訓練，成為長于實踐的高等工程技術應用型人才。學生應具備必須的理論基礎，扎實的專業(yè)知識和較強的工程實踐能力。畢業(yè)設計是教學計劃中學生必須的最后一個教學環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)教學、科研、工程實踐相結合的重要結合點。它的主要目的是培養(yǎng)學生綜合運用所學的知識和技能去分析和解決本專業(yè)范圍內(nèi)的一般工程技術問題。建立正確的設計思想，掌握工程設計的一般程序和方法，通過畢業(yè)設計，進行工程知識和工程技能的綜合訓練，使學生一走上工作崗位就具有較強的應用生產(chǎn)現(xiàn)場正在使用和近期可能推廣使用的技術，去解決工程實際生產(chǎn)中遇到的實際問題的能力。畢業(yè)設計的基本要求是：(1)既要完成任務，又要培養(yǎng)學生，應把對學生的培養(yǎng)放在第一位。在指導老師的指導下，根據(jù)所選定的設計課題，通過實習，結合工程實際，獨立完成設計工作，受到一次機械工程師如何解決工程實際問題的初步訓練。6（2）通過畢業(yè)設計，使學生受到綜合運用知識，解決實際問題的能力，提高自身技術水平、運算能力及識圖、制圖和查閱手冊，使用國家標準和信息資料的能力，文字表達能力和一般的組織管理能力。（3）培養(yǎng)自己獨立工作的能力，鞏固和擴大專業(yè)知識面，有較強的自學能力及工作適應能力，提高運用科研成果和新技術的能力及對現(xiàn)有的生產(chǎn)設備和生產(chǎn)技術進行改造的能力。（4）培養(yǎng)嚴謹求實，理論聯(lián)系實際的作風及嚴肅的科學態(tài)度，樹立正確的生長觀點和技術經(jīng)濟觀點。7第一章 帶式輸送機概述1.1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，維護簡便，適應于冶金煤炭，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構可分成兩類,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;另外一類是特種結構的帶式輸送機,各有各的輸送特點.其簡介如下:880TDQXU?????????????型 固 定 式 帶 式 輸 送 機輕 型 固 定 式 帶 式 輸 送 機普 通 型 型 鋼 繩 芯 帶 式 輸 送 機型 帶 式 輸 送 機管 形 帶 式 輸 送 機帶 式 輸 送 機 氣 墊 帶 式 輸 送 機波 狀 擋 邊 帶 式 輸 送 機特 種 結 構 型 鋼 繩 牽 引 帶 式 輸 送 機壓 帶 式 帶 式 輸 送 機其 他 類 型1.3 各種帶式輸送機的特點（1）QD80輕型固定式帶輸送機 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.（2） 它屬于高強度帶式輸送機,其輸送帶的帶芯中有平DX型 鋼 繩 芯 帶 式 輸 送 機行的細鋼繩，一臺運輸機運距可達幾公里到幾十公里.（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,0~4509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.（4）管形帶式輸送機 U形帶式輸送帶進一步的成槽,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.其主要缺點是結構復雜、輸送帶的磨損增大和能耗較大.9（7）鋼繩牽引帶式輸送機 它是無際繩運輸與帶式運輸相結合的產(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。1.4 帶式輸送機的發(fā)展狀況目前,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。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)動站應有采暖設施；40?~（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012離長,單機輸送可達15km；（3）可露天鋪設,運輸線可設防護罩或設通廊；（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。10第二章 總體方案設計機械產(chǎn)品的方案設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，關系到產(chǎn)品水平及競爭力的關鍵所在。因此機械系統(tǒng)的運動方案設計階段是機械產(chǎn)品設計中最重要的設計階段，是機械產(chǎn)品至關重要的環(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，借助于滾筒或其他驅(qū)動機構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下表2-1所示：11表2-1 帶式輸送機典型布置方式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和承載機構.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：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12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）支撐載槽型托輥上（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傳動原理在進行總體方案設計前，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。傳動滾筒傳給膠帶的牽引力是摩擦力，和一般的摩擦力一樣有個限度，不能任意大，設1點的張力為S1，2點實際張力為Sy，其極限張力為Symax，圖2-2傳動原理圖以下專門設計計算Symax，但首先假設膠帶是一種理想撓形體，它可以任意撓曲，而不受彎曲應力。13如上圖所示，圍包角 ,在任一點A得張力為S,弧1 A所對應圍包角為 ,當有一微小?:?增量d 時張力增量為ds.由上圖可以列出單元長度皮帶受力的平衡方程組:?sin()sin2coco2dNSdS?????由于 很小， 。由此上述方程組可簡化為：d?s1,in22d??NSd????略去二次微量 項解方程得：2d?/S??在極限平衡狀態(tài)下，當圍包角 增大到 時，張力 增大到 ，利用兩個條件，?1Smaxy取微分方程得定積分：max10SydN?????解上式得：ln ax1yS?me???:14即： max1Sye????由于在滾筒膠帶輸送機傳動裝置傳遞的最大牽引力為：WoS?1()e???從上式可以看出，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必須相應的增大皮帶截面，這樣會增大傳動裝置的結構尺寸，不經(jīng)濟，故在設計中不采用此法。（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200 ～300 ，?雙滾筒可以達到450 ～480 。故在設計中為增大圍包角采用雙滾筒驅(qū)動，初定圍包角?450 。?2.4 傳動方案和總體設計由于我們所設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：15圖2-3傳動方案圖1——尾部滾筒 2——改向滾筒 3——驅(qū)動滾筒 4——頭部滾筒16第三章 主要技術參數(shù)的設計計算3.1 設計的原始數(shù)據(jù)（1）帶式輸送機布置形式及尺寸如圖3-1所示（2）皮帶寬：B=800 mm;（3）輸送長度：L = 400 m；（4）皮帶速度： =1.6 m / s；?（5）輸送傾角： =6°；:?（6）輸送量： = 500 t / h ;Q（7）運行條件：主要用于地面環(huán)境運行；（8）輸送方向：由左向右輸送物料，設有頭部清掃器、尾部空段清掃器及拉緊裝置等。173.2槽角的選取表3-1 傾斜系數(shù) 選用表c傾角(°) 4 6 8c0.99 0.98 0.97表3-2槽形托輥物料斷面面積A（10 ） （帶寬B=800mm）4?20° 25° 30° 35° 40°0 279 344 402 454 5010 405 466 518 564 60320 535 591 638 678 7130 671 722 763 798 822由已知條件，并查手冊得：物料堆積密度 =1.26t/?3m按小時輸送量確定： 60QCst???A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：500.68360361.2.9QACst??????2m在 時，對應表3-2中所列四種槽角 ，A均大于0.068 ，在此選8,Bm?? ?2m槽角 =40 ，此時A=0.071 ，??2實際 =36000.0711.61.260.98=521t/h500t/h360Ast???3.3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18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 .ββ β圖3-3 運行阻力示意圖承載段(或稱為重段)運行阻力為下 滑 力阻 力 系 數(shù)正 壓 力 ???zF因為 ?cos)(0gLqz?正 壓 力in下 滑 力所以 gqqwztz ]sin)(s)[( 00??式中：;kg/m,;kg/,0 部 分 質(zhì) 量承 載 段 托 輥 組 每 米 轉(zhuǎn) 動輸 送 帶 每 米 質(zhì) 量物 流 每 米 質(zhì) 量?tzqtztlGq?;,;kg,承 載 段 托 輥 組 間 距 質(zhì) 量承 載 段 托 輥 組 轉(zhuǎn) 動 部 分?tztl.m,度輸 送 帶 沿 傾 角 方 向 的 長系 數(shù)承 載 段 托 輥 組 運 行 阻 力Lt?19當承載段向上運行時,下滑力是正;向上運行時,下滑力是負.同樣,輸送帶回空段阻力為gLqqFwktk ]sinco)[(00 ????式中;m/k,部 分 質(zhì) 量回 空 段 托 輥 組 每 米 轉(zhuǎn) 動?tkqtktlG?.kg/m,;;,系 數(shù)回 空 段 托 輥 組 運 行 阻 力回 空 段 托 輥 組 間 距 質(zhì) 量回 空 段 托 輥 組 轉(zhuǎn) 動 部 分?kttl?當承載段向上運行時,回空段是向下運行的,此時,回空段向下滑力為負;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：gLqLqFwztz ]sin)(cos)[( 00 ??????又有 =3.6qv 36QACt??得： 物流每米質(zhì)量為 586./3.6.1Qkmv???表3-3每組托輥轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量m＇、m＂托輥形式 650 800 1000 1200鑄鐵座 12 14 22 25沖壓座 9 11 17 20鑄鐵座 10 12 17 20沖壓座 9 11 15 1820表3-4常用的托輥阻力系數(shù)工作條件 平行托輥 wk槽形托輥 wz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，有大量磨損性塵土，污染摩擦表面0.035 0.04由表3-3得Gtz=14，同時選出托輥間距 =1.2mltz所以 14.67/.2Gtzqkgml?查表3-4選 =0.04，代入Fzwz得 ： gLqLFwzt ]sin)(cos)[( 00 ?????=[（86.8+23.1+11.67）×400×0.04× co6?+（86.8+23.1）×400× ]9.81si=64.055KN 受料區(qū)的慣性阻力 2286.19.8qFbag???=4.360KN犁式卸料器的阻力 28BqgFbC??其中： C2為常數(shù)，當B=800mm時，C2=350N故： =0.435KN0.869.1350Fb???3.3.2回空段的運行阻力由： gLqqwktk ]sinco)[(00 ???tktlG?查表3-3得Gtk=12，選取 =3m ltk21則： 124/3Gtkqgml?查表3-4得 =0.035，代入Fk w得： 2[(.1)850.3cos623.185sin6]9.81F??????:= 363.172—929.624=—5.557KN4× ×9.8167[(3.4).s]9.8??.i=—0.0577KN=（23.1+4） 13 0.035 9.81 12F:?cos6??=0.12KN表3-5清掃器阻力表帶寬B種類800 1000 1200彈簧清掃器 760 1540 1540空段清掃器 160 200 230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 =F1～2+F2～3+Fr+F6～7= 0.12+（—5.557）+0.92+（—0.0577）= —4.5747KN＜0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。22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號，然后依次求出各點的張力。 3.4.1有懸垂度條件確定4點的張力有輸送帶的懸垂度條件，得最小的張力為2()cosmin8axqltzSzg????:式中：Szmin——承載段輸送帶最小張力，N；Stmax——輸送帶最大允許懸垂度， ma0.25tltz??把 值代入上式，可求得：axt?min5()cosSzqgltz???:同理，可求得回空段輸送帶的最小張力為ikoltk式中： ——回空段兩托輥間距，m。 lt所以最小張力 in5()csSzqgltz???:=5（86.8+23.1）×9.81×1.2 ?cos6?=6.433KN3.4.2 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 1.03～1.04 1.05～1.06滾動軸承 1.02～1.03 1.04～1.05因為S4=6.433KN，又根據(jù)表3-6選Cf=1.05，故有S3= =6.127KN4SCfS2=S3—F2 3—F空=11.084KN:Sl=S1=S2—F1 2=11.084—0.12=10.964KNS5=S4+Fba+Fb+Fz=75.283KNS6=S5 Cf=79.047KN:Sy=S7=S6+F6 7+Fr=79.91KN233.4.3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 0.2 0.25 0.35 0.4塑料接觸面 0.15 0.17 0.25 0.3設：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)2?=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的關系，因為Sy—S1= 1()Sen???所以 可算得允許Sy的最大值為=10.964（1+ ）1max()eSyn????450.3182e???=144.392KN＞79.047KN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)maxSn?Sn ——輸送帶的額定拉斷力，N；對鋼繩芯帶Sn=BGxGx——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=79.047KNSn=BGx=8001000=800KN得 ： = =10.12maxSn?8079.4243.5.2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]= kCwmo???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1.2 1.5；k?:——輸送帶接頭效率。o?由表3-8，選取mo=3，Cw=1.8；取 =1.2，k?=0.85 代入得： [m]= =7.624KN31.2805?3.5.3對輸送帶的強度進行驗算在此，因: m=10.12 [m]=7.624 故: 所選的輸送帶能滿足強度要求. ?3.5.4傳動滾筒直徑的確定和滾筒強度的驗算①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. 25由 2(1)min[][]woSyDBPp????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:32(1)(79.10.64)min5[]8SyDBp????????=89.622KN②按鋼繩芯帶繩芯中的鋼繩直徑與滾筒直徑的比值由 150Dd?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 D≥150d=1504=600mm故 可采用直徑為 D=630mm的滾筒③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26情況來考慮,設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=79.91—68.946/2=45.437KN由 1SypcBD??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 =0.18mpa3179.0.6418SypcB???由于 pcp=0.18mpa[p]=0.7mpa所以通用設計的滾筒強度是足夠的,不必再進行強度驗算.3.5.5 電動機功率與減速器的減速比電動機的功率 (1)100wovSyvpk????式中 k——動力系數(shù)，k=1.15～1.2；——減速器效率， =0.85～0.9。??故 1.6 =155.737K(1)(79.10.64).2085Sypkv?????310?選取兩臺轉(zhuǎn)數(shù)為1500r/min的90kw電動機，其型號為YB280M—427減速器的減速比為=0.96noDiv??:1503.46.96?=30.913.5.6逆止力與電機軸的制動力矩的計算當向上運輸停車出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)時，必須設逆止裝置和制動裝置。傳動滾筒所需要的逆止力（制動力）應按輸送機的最不利逆止工計算，即 1.5(max)FBsFH??式中 FH——主要運行阻力，N；FH= [(2)cos]fLgqt??其中 =0.012， tzqk?——最大的下滑力，N；maxFs=qgHaxFsH——輸送機的輸送高度，m。由 FH = 0.012×400×9.81×[11.67+4+（2×19+86.8） ]cos6??=6.966KN=gqH=gq =35.602KNmaxFssin6l??故 FB=1.5（35.602—6.966）=42.954KN電機軸上的制動力矩MB MB= 2DFBki?式中 D——傳動滾筒直徑，m；28k——安全制動系數(shù)，k=1.25；———電動機到傳動滾筒間的傳動效率， =0.85～0.9；??i————減速器的減速比故 MB = （43.530.631.250.85）/（230.9）=0.470KN.M29第四章 驅(qū)動裝置的選用與設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(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、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。傳動滾筒采用焊接結構，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。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，而效率較低。若電機的轉(zhuǎn)速高，則極對數(shù)少，尺寸和重量小，價格也低。本設計皮帶機所需電動機的總功率為77.869kw，所以需選用功率為 90kw的電機，擬采用型電動機YB280M—4，該型電機轉(zhuǎn)矩大，性能良好，可以滿足要求。30查《機械設計師手冊》 ，它的主要性能參數(shù)如下表功率/KW 轉(zhuǎn)速/r min:效率（%） 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩——額定轉(zhuǎn)矩質(zhì)量/kg90 1480 93.5 1.9 2.2 7804.2 減速器的選型與設計4.2.1 傳動裝置的總傳動比及其分配 由于輸送帶的寬度B=800，查表選取傳動滾筒的直徑D=630，則工作機的轉(zhuǎn)速： =48.53r/min601.634vnwd???已知電動機轉(zhuǎn)速nm=1480r/min，有以上計算知 總傳動比 i=30.91由于為了節(jié)省空間，電動機和輸送機平行布置，所以要采用圓錐—圓柱齒輪減速器，并擬定采用三級齒輪減速。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傳動。其展開圖如下：圖4-1 三級齒輪減速器展開圖1皮帶運輸機設計摘要 本文對帶式傳輸機的各個部件的設計進行了探討，在傳遞物質(zhì)的方法,采用皮帶運輸帶起著非常重要的作用，在競爭性成本的長距離、可靠性物質(zhì)運輸方面，帶式運輸機發(fā)揮著非常重要的作用。傳輸機系統(tǒng)變得更大、更復雜，同時驅(qū)動裝置也經(jīng)歷了一系列的發(fā)展，并將繼續(xù)發(fā)展下去，如今，更大的傳輸帶需要更大的功率、單獨驅(qū)動器、多倍驅(qū)動器，就傳輸帶的使用而言，控制驅(qū)動加速轉(zhuǎn)矩的能力是關鍵的因素。在指定的安全極限范圍內(nèi)，一個高效的傳動裝置將能提供平穩(wěn)、安全的運轉(zhuǎn)，同時保持傳輸帶的張力。對于多倍傳動裝置的均分負載，轉(zhuǎn)矩與速度控制同樣是其設計中需考慮的環(huán)節(jié)。由于傳送帶驅(qū)動裝置技術的發(fā)展，現(xiàn)今有越來越多更可靠、具有成本效益、設定的寬范圍功率的傳送帶驅(qū)動裝置可供人們選擇。 關鍵詞 帶式 運輸機 驅(qū)動 系統(tǒng)2Belt Conveyor Driving SystemAbstract A short review for the design of each part for belt conveyor , Among the methods of material conveying employed， belt conveyors play a very important part in the reliable carrying of material over long distances at competitive cost．Conveyor systems have become larger and more complex and drive systems have also been going through a process of evolution and will continue to do so． Nowadays，bigger belts require more power and have brought the need for larger individual drives as well as multiple drives．The ability to control drive acceleration torque is critical to belt conveyors’ performance． An efficient drive system should be able to provide smooth，soft starts while maintaining belt tensions within the specified safe limits． For load sharing on multiple drives．torque and speed control are also important considerations in the drive system’s design． Due to the advances in conveyor drive control technology，at present many more reliable．Cost-effective and performance-driven conveyor drive systems covering a wide range of power are available for customers 'choice ． Key words Belt Conveyor Driving System3目 錄引言 5第一章 帶式輸送機概述 .61.1 帶式輸送機的應用 .61.2 帶式輸送機的分類 .61.3 各種帶式輸送機的特點 .61.4 帶式輸送機的發(fā)展狀況 .7第二章 總體方案設計 .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 傳動方案和總體設計 12第三章 主要技術參數(shù)的設計計算 133.1 設計的原始數(shù)據(jù) 133.2 槽角的選取 143.3 膠帶運行阻力的計算 153.4 輸送帶上各點張力的計算 193.5 輸送帶的強度驗算 22第四章 驅(qū)動裝置的選用與設計 274.1 電機的選用 274.2 減速器的選型與設計 274.3 聯(lián)軸器的計算與選型 314.4 驅(qū)動滾筒的設計 33第五章 托輥的設計 .385.1 托輥的作用與類型 .385.2 托輥間距 405.3 托輥的選型 41第六章 制 動 裝 置 .416.1 制動裝置的作用 416.2 制動裝置的種類 416.3 制動裝置的選型 43第七章 改 向 裝 置 .447.1 凸弧段曲率半徑 R 的計算 447.2 改向滾筒的選用 44第八章 其他部件的 選用 448.1 拉緊裝置 468.2 機架與中間架 508.3 卸料裝置 5148.4 清 掃 裝 置 528.5 頭部漏斗 548.6 電氣及安全保護裝置 54第九章 安裝運轉(zhuǎn)與維護 549.1 安裝要求 549.2 調(diào)整 559.3 運轉(zhuǎn)與維護 55結論 .56致謝 .57參考文獻 .58附錄 .595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，既是承載貨物的構件，又是傳遞牽引力的構件，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，設備維修容易，廣泛應用于采礦、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，不過技術還不夠完善、成熟，由于其工作的環(huán)境比較復雜畢業(yè)設計是大學四年的最后一次教學實踐，它是實現(xiàn)工科大學生培養(yǎng)目標的實踐性、綜合性教學的必經(jīng)環(huán)節(jié)。它不但有助于培養(yǎng)我們分析問題和創(chuàng)造性地解決問題的能力，全面提高我們的素質(zhì)，還是一次對我們應用知識解決問題的能力的檢驗。高等工程教育的培養(yǎng)目標是德、智、體全面發(fā)展，培養(yǎng)能夠解決各種技術性問題的技術人員。鑒于此，我們應獲得工程師初步訓練，成為長于實踐的高等工程技術應用型人才。學生應具備必須的理論基礎，扎實的專業(yè)知識和較強的工程實踐能力。畢業(yè)設計是教學計劃中學生必須的最后一個教學環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)教學、科研、工程實踐相結合的重要結合點。它的主要目的是培養(yǎng)學生綜合運用所學的知識和技能去分析和解決本專業(yè)范圍內(nèi)的一般工程技術問題。建立正確的設計思想，掌握工程設計的一般程序和方法，通過畢業(yè)設計，進行工程知識和工程技能的綜合訓練，使學生一走上工作崗位就具有較強的應用生產(chǎn)現(xiàn)場正在使用和近期可能推廣使用的技術，去解決工程實際生產(chǎn)中遇到的實際問題的能力。畢業(yè)設計的基本要求是：(1)既要完成任務，又要培養(yǎng)學生，應把對學生的培養(yǎng)放在第一位。在指導老師的指導下，根據(jù)所選定的設計課題，通過實習，結合工程實際，獨立完成設計工作，受到一次機械工程師如何解決工程實際問題的初步訓練。6（2）通過畢業(yè)設計，使學生受到綜合運用知識，解決實際問題的能力，提高自身技術水平、運算能力及識圖、制圖和查閱手冊，使用國家標準和信息資料的能力，文字表達能力和一般的組織管理能力。（3）培養(yǎng)自己獨立工作的能力，鞏固和擴大專業(yè)知識面，有較強的自學能力及工作適應能力，提高運用科研成果和新技術的能力及對現(xiàn)有的生產(chǎn)設備和生產(chǎn)技術進行改造的能力。（4）培養(yǎng)嚴謹求實，理論聯(lián)系實際的作風及嚴肅的科學態(tài)度，樹立正確的生長觀點和技術經(jīng)濟觀點。7第一章 帶式輸送機概述1.1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，維護簡便，適應于冶金煤炭，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構可分成兩類,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;另外一類是特種結構的帶式輸送機,各有各的輸送特點.其簡介如下:880TDQXU?????????????型 固 定 式 帶 式 輸 送 機輕 型 固 定 式 帶 式 輸 送 機普 通 型 型 鋼 繩 芯 帶 式 輸 送 機型 帶 式 輸 送 機管 形 帶 式 輸 送 機帶 式 輸 送 機 氣 墊 帶 式 輸 送 機波 狀 擋 邊 帶 式 輸 送 機特 種 結 構 型 鋼 繩 牽 引 帶 式 輸 送 機壓 帶 式 帶 式 輸 送 機其 他 類 型1.3 各種帶式輸送機的特點（1）QD80輕型固定式帶輸送機 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.（2） 它屬于高強度帶式輸送機,其輸送帶的帶芯中有平DX型 鋼 繩 芯 帶 式 輸 送 機行的細鋼繩，一臺運輸機運距可達幾公里到幾十公里.（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,0~4509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.（4）管形帶式輸送機 U形帶式輸送帶進一步的成槽,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.其主要缺點是結構復雜、輸送帶的磨損增大和能耗較大.9（7）鋼繩牽引帶式輸送機 它是無際繩運輸與帶式運輸相結合的產(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。1.4 帶式輸送機的發(fā)展狀況目前,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。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)動站應有采暖設施；40?~（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012離長,單機輸送可達15km；（3）可露天鋪設,運輸線可設防護罩或設通廊；（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。10第二章 總體方案設計機械產(chǎn)品的方案設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，關系到產(chǎn)品水平及競爭力的關鍵所在。因此機械系統(tǒng)的運動方案設計階段是機械產(chǎn)品設計中最重要的設計階段，是機械產(chǎn)品至關重要的環(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，借助于滾筒或其他驅(qū)動機構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下表2-1所示：11表2-1 帶式輸送機典型布置方式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和承載機構.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：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12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）支撐載槽型托輥上（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傳動原理在進行總體方案設計前，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。傳動滾筒傳給膠帶的牽引力是摩擦力，和一般的摩擦力一樣有個限度，不能任意大，設1點的張力為S1，2點實際張力為Sy，其極限張力為Symax，圖2-2傳動原理圖以下專門設計計算Symax，但首先假設膠帶是一種理想撓形體，它可以任意撓曲，而不受彎曲應力。13如上圖所示，圍包角 ,在任一點A得張力為S,弧1 A所對應圍包角為 ,當有一微小?:?增量d 時張力增量為ds.由上圖可以列出單元長度皮帶受力的平衡方程組:?sin()sin2coco2dNSdS?????由于 很小， 。由此上述方程組可簡化為：d?s1,in22d??NSd????略去二次微量 項解方程得：2d?/S??在極限平衡狀態(tài)下，當圍包角 增大到 時，張力 增大到 ，利用兩個條件，?1Smaxy取微分方程得定積分：max10SydN?????解上式得：ln ax1yS?me???:14即： max1Sye????由于在滾筒膠帶輸送機傳動裝置傳遞的最大牽引力為：WoS?1()e???從上式可以看出，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必須相應的增大皮帶截面，這樣會增大傳動裝置的結構尺寸，不經(jīng)濟，故在設計中不采用此法。（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200 ～300 ，?雙滾筒可以達到450 ～480 。故在設計中為增大圍包角采用雙滾筒驅(qū)動，初定圍包角?450 。?2.4 傳動方案和總體設計由于我們所設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：15圖2-3傳動方案圖1——尾部滾筒 2——改向滾筒 3——驅(qū)動滾筒 4——頭部滾筒16第三章 主要技術參數(shù)的設計計算3.1 設計的原始數(shù)據(jù)（1）帶式輸送機布置形式及尺寸如圖3-1所示（2）皮帶寬：B=800 mm;（3）輸送長度：L = 400 m；（4）皮帶速度： =1.6 m / s；?（5）輸送傾角： =6°；:?（6）輸送量： = 500 t / h ;Q（7）運行條件：主要用于地面環(huán)境運行；（8）輸送方向：由左向右輸送物料，設有頭部清掃器、尾部空段清掃器及拉緊裝置等。173.2槽角的選取表3-1 傾斜系數(shù) 選用表c傾角(°) 4 6 8c0.99 0.98 0.97表3-2槽形托輥物料斷面面積A（10 ） （帶寬B=800mm）4?20° 25° 30° 35° 40°0 279 344 402 454 5010 405 466 518 564 60320 535 591 638 678 7130 671 722 763 798 822由已知條件，并查手冊得：物料堆積密度 =1.26t/?3m按小時輸送量確定： 60QCst???A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：500.68360361.2.9QACst??????2m在 時，對應表3-2中所列四種槽角 ，A均大于0.068 ，在此選8,Bm?? ?2m槽角 =40 ，此時A=0.071 ，??2實際 =36000.0711.61.260.98=521t/h500t/h360Ast???3.3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18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 .ββ β圖3-3 運行阻力示意圖承載段(或稱為重段)運行阻力為下 滑 力阻 力 系 數(shù)正 壓 力 ???zF因為 ?cos)(0gLqz?正 壓 力in下 滑 力所以 gqqwztz ]sin)(s)[( 00??式中：;kg/m,;kg/,0 部 分 質(zhì) 量承 載 段 托 輥 組 每 米 轉(zhuǎn) 動輸 送 帶 每 米 質(zhì) 量物 流 每 米 質(zhì) 量?tzqtztlGq?;,;kg,承 載 段 托 輥 組 間 距 質(zhì) 量承 載 段 托 輥 組 轉(zhuǎn) 動 部 分?tztl.m,度輸 送 帶 沿 傾 角 方 向 的 長系 數(shù)承 載 段 托 輥 組 運 行 阻 力Lt?19當承載段向上運行時,下滑力是正;向上運行時,下滑力是負.同樣,輸送帶回空段阻力為gLqqFwktk ]sinco)[(00 ????式中;m/k,部 分 質(zhì) 量回 空 段 托 輥 組 每 米 轉(zhuǎn) 動?tkqtktlG?.kg/m,;;,系 數(shù)回 空 段 托 輥 組 運 行 阻 力回 空 段 托 輥 組 間 距 質(zhì) 量回 空 段 托 輥 組 轉(zhuǎn) 動 部 分?kttl?當承載段向上運行時,回空段是向下運行的,此時,回空段向下滑力為負;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：gLqLqFwztz ]sin)(cos)[( 00 ??????又有 =3.6qv 36QACt??得： 物流每米質(zhì)量為 586./3.6.1Qkmv???表3-3每組托輥轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量m＇、m＂托輥形式 650 800 1000 1200鑄鐵座 12 14 22 25沖壓座 9 11 17 20鑄鐵座 10 12 17 20沖壓座 9 11 15 1820表3-4常用的托輥阻力系數(shù)工作條件 平行托輥 wk槽形托輥 wz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，有大量磨損性塵土，污染摩擦表面0.035 0.04由表3-3得Gtz=14，同時選出托輥間距 =1.2mltz所以 14.67/.2Gtzqkgml?查表3-4選 =0.04，代入Fzwz得 ： gLqLFwzt ]sin)(cos)[( 00 ?????=[（86.8+23.1+11.67）×400×0.04× co6?+（86.8+23.1）×400× ]9.81si=64.055KN 受料區(qū)的慣性阻力 2286.19.8qFbag???=4.360KN犁式卸料器的阻力 28BqgFbC??其中： C2為常數(shù)，當B=800mm時，C2=350N故： =0.435KN0.869.1350Fb???3.3.2回空段的運行阻力由： gLqqwktk ]sinco)[(00 ???tktlG?查表3-3得Gtk=12，選取 =3m ltk21則： 124/3Gtkqgml?查表3-4得 =0.035，代入Fk w得： 2[(.1)850.3cos623.185sin6]9.81F??????:= 363.172—929.624=—5.557KN4× ×9.8167[(3.4).s]9.8??.i=—0.0577KN=（23.1+4） 13 0.035 9.81 12F:?cos6??=0.12KN表3-5清掃器阻力表帶寬B種類800 1000 1200彈簧清掃器 760 1540 1540空段清掃器 160 200 230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 =F1～2+F2～3+Fr+F6～7= 0.12+（—5.557）+0.92+（—0.0577）= —4.5747KN＜0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。22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號，然后依次求出各點的張力。 3.4.1有懸垂度條件確定4點的張力有輸送帶的懸垂度條件，得最小的張力為2()cosmin8axqltzSzg????:式中：Szmin——承載段輸送帶最小張力，N；Stmax——輸送帶最大允許懸垂度， ma0.25tltz??把 值代入上式，可求得：axt?min5()cosSzqgltz???:同理，可求得回空段輸送帶的最小張力為ikoltk式中： ——回空段兩托輥間距，m。 lt所以最小張力 in5()csSzqgltz???:=5（86.8+23.1）×9.81×1.2 ?cos6?=6.433KN3.4.2 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 1.03～1.04 1.05～1.06滾動軸承 1.02～1.03 1.04～1.05因為S4=6.433KN，又根據(jù)表3-6選Cf=1.05，故有S3= =6.127KN4SCfS2=S3—F2 3—F空=11.084KN:Sl=S1=S2—F1 2=11.084—0.12=10.964KNS5=S4+Fba+Fb+Fz=75.283KNS6=S5 Cf=79.047KN:Sy=S7=S6+F6 7+Fr=79.91KN233.4.3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 0.2 0.25 0.35 0.4塑料接觸面 0.15 0.17 0.25 0.3設：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)2?=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的關系，因為Sy—S1= 1()Sen???所以 可算得允許Sy的最大值為=10.964（1+ ）1max()eSyn????450.3182e???=144.392KN＞79.047KN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)maxSn?Sn ——輸送帶的額定拉斷力，N；對鋼繩芯帶Sn=BGxGx——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=79.047KNSn=BGx=8001000=800KN得 ： = =10.12maxSn?8079.4243.5.2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]= kCwmo???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1.2 1.5；k?:——輸送帶接頭效率。o?由表3-8，選取mo=3，Cw=1.8；取 =1.2，k?=0.85 代入得： [m]= =7.624KN31.2805?3.5.3對輸送帶的強度進行驗算在此，因: m=10.12 [m]=7.624 故: 所選的輸送帶能滿足強度要求. ?3.5.4傳動滾筒直徑的確定和滾筒強度的驗算①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. 25由 2(1)min[][]woSyDBPp????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:32(1)(79.10.64)min5[]8SyDBp????????=89.622KN②按鋼繩芯帶繩芯中的鋼繩直徑與滾筒直徑的比值由 150Dd?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 D≥150d=1504=600mm故 可采用直徑為 D=630mm的滾筒③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26情況來考慮,設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=79.91—68.946/2=45.437KN由 1SypcBD??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 =0.18mpa3179.0.6418SypcB???由于 pcp=0.18mpa[p]=0.7mpa所以通用設計的滾筒強度是足夠的,不必再進行強度驗算.3.5.5 電動機功率與減速器的減速比電動機的功率 (1)100wovSyvpk????式中 k——動力系數(shù)，k=1.15～1.2；——減速器效率， =0.85～0.9。??故 1.6 =155.737K(1)(79.10.64).2085Sypkv?????310?選取兩臺轉(zhuǎn)數(shù)為1500r/min的90kw電動機，其型號為YB280M—427減速器的減速比為=0.96noDiv??:1503.46.96?=30.913.5.6逆止力與電機軸的制動力矩的計算當向上運輸停車出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)時，必須設逆止裝置和制動裝置。傳動滾筒所需要的逆止力（制動力）應按輸送機的最不利逆止工計算，即 1.5(max)FBsFH??式中 FH——主要運行阻力，N；FH= [(2)cos]fLgqt??其中 =0.012， tzqk?——最大的下滑力，N；maxFs=qgHaxFsH——輸送機的輸送高度，m。由 FH = 0.012×400×9.81×[11.67+4+（2×19+86.8） ]cos6??=6.966KN=gqH=gq =35.602KNmaxFssin6l??故 FB=1.5（35.602—6.966）=42.954KN電機軸上的制動力矩MB MB= 2DFBki?式中 D——傳動滾筒直徑，m；28k——安全制動系數(shù)，k=1.25；———電動機到傳動滾筒間的傳動效率， =0.85～0.9；??i————減速器的減速比故 MB = （43.530.631.250.85）/（230.9）=0.470KN.M29第四章 驅(qū)動裝置的選用與設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(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、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。傳動滾筒采用焊接結構，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。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，而效率較低。若電機的轉(zhuǎn)速高，則極對數(shù)少，尺寸和重量小，價格也低。本設計皮帶機所需電動機的總功率為77.869kw，所以需選用功率為 90kw的電機，擬采用型電動機YB280M—4，該型電機轉(zhuǎn)矩大，性能良好，可以滿足要求。30查《機械設計師手冊》 ，它的主要性能參數(shù)如下表功率/KW 轉(zhuǎn)速/r min:效率（%） 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩——額定轉(zhuǎn)矩質(zhì)量/kg90 1480 93.5 1.9 2.2 7804.2 減速器的選型與設計4.2.1 傳動裝置的總傳動比及其分配 由于輸送帶的寬度B=800，查表選取傳動滾筒的直徑D=630，則工作機的轉(zhuǎn)速： =48.53r/min601.634vnwd???已知電動機轉(zhuǎn)速nm=1480r/min，有以上計算知 總傳動比 i=30.91由于為了節(jié)省空間，電動機和輸送機平行布置，所以要采用圓錐—圓柱齒輪減速器，并擬定采用三級齒輪減速。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傳動。其展開圖如下：圖4-1 三級齒輪減速器展開圖