1皮帶運(yùn)輸機(jī)設(shè)計(jì)摘要 本文對帶式傳輸機(jī)的各個部件的設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討，在傳遞物質(zhì)的方法,采用皮帶運(yùn)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(yùn)輸方面，帶式運(yùn)輸機(jī)發(fā)揮著非常重要的作用。傳輸機(jī)系統(tǒng)變得更大、更復(fù)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(dú)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(guān)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(yùn)轉(zhuǎn)，同時保持傳輸帶的張力。對于多倍傳動裝置的均分負(fù)載，轉(zhuǎn)矩與速度控制同樣是其設(shè)計(jì)中需考慮的環(huán)節(jié)。由于傳送帶驅(qū)動裝置技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)今有越來越多更可靠、具有成本效益、設(shè)定的寬范圍功率的傳送帶驅(qū)動裝置可供人們選擇。 關(guān)鍵詞 帶式 運(yùn)輸機(jī) 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(jī)概述 .61.1 帶式輸送機(jī)的應(yīng)用 .61.2 帶式輸送機(jī)的分類 .61.3 各種帶式輸送機(jī)的特點(diǎn) .61.4 帶式輸送機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r .7第二章 總體方案設(shè)計(jì) .82.1 布置方式 .82.2 帶式輸送機(jī)的工作原理 .92.3 傳動原理 102.4 傳動方案和總體設(shè)計(jì) 12第三章 主要技術(shù)參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 133.1 設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù) 133.2 槽角的選取 143.3 膠帶運(yùn)行阻力的計(jì)算 153.4 輸送帶上各點(diǎn)張力的計(jì)算 193.5 輸送帶的強(qiáng)度驗(yàn)算 22第四章 驅(qū)動裝置的選用與設(shè)計(jì) 274.1 電機(jī)的選用 274.2 減速器的選型與設(shè)計(jì) 274.3 聯(lián)軸器的計(jì)算與選型 314.4 驅(qū)動滾筒的設(shè)計(jì) 33第五章 托輥的設(shè)計(jì) .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(jì)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(jī)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(hù)裝置 54第九章 安裝運(yùn)轉(zhuǎn)與維護(hù) 549.1 安裝要求 549.2 調(diào)整 559.3 運(yùn)轉(zhuǎn)與維護(hù) 55結(jié)論 .56致謝 .57參考文獻(xiàn) .58附錄 .595引 言帶式輸送機(jī)是用連續(xù)的無端輸送帶輸送貨物的機(jī)械，俗稱皮帶機(jī)。輸送帶根據(jù)摩擦傳動原理而運(yùn)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(diǎn)是：輸送能力大，爬坡能力強(qiáng)，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(jì)中占有重要的地位。今年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢有：大運(yùn)輸能力，大帶寬，大傾角，增加單機(jī)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(jī)，在現(xiàn)實(shí)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(jī)，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)雜畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)四年的最后一次教學(xué)實(shí)踐，它是實(shí)現(xiàn)工科大學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)踐性、綜合性教學(xué)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(yīng)用知識解決問題的能力的檢驗(yàn)。高等工程教育的培養(yǎng)目標(biāo)是德、智、體全面發(fā)展，培養(yǎng)能夠解決各種技術(shù)性問題的技術(shù)人員。鑒于此，我們應(yīng)獲得工程師初步訓(xùn)練，成為長于實(shí)踐的高等工程技術(shù)應(yīng)用型人才。學(xué)生應(yīng)具備必須的理論基礎(chǔ)，扎實(shí)的專業(yè)知識和較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)是教學(xué)計(jì)劃中學(xué)生必須的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)教學(xué)、科研、工程實(shí)踐相結(jié)合的重要結(jié)合點(diǎn)。它的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)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(shù)問題。建立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序和方法，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，進(jìn)行工程知識和工程技能的綜合訓(xùn)練，使學(xué)生一走上工作崗位就具有較強(qiáng)的應(yīng)用生產(chǎn)現(xiàn)場正在使用和近期可能推廣使用的技術(shù)，去解決工程實(shí)際生產(chǎn)中遇到的實(shí)際問題的能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本要求是：(1)既要完成任務(wù)，又要培養(yǎng)學(xué)生，應(yīng)把對學(xué)生的培養(yǎng)放在第一位。在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，根據(jù)所選定的設(shè)計(jì)課題，通過實(shí)習(xí)，結(jié)合工程實(shí)際，獨(dú)立完成設(shè)計(jì)工作，受到一次機(jī)械工程師如何解決工程實(shí)際問題的初步訓(xùn)練。6（2）通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生受到綜合運(yùn)用知識，解決實(shí)際問題的能力，提高自身技術(shù)水平、運(yùn)算能力及識圖、制圖和查閱手冊，使用國家標(biāo)準(zhǔn)和信息資料的能力，文字表達(dá)能力和一般的組織管理能力。（3）培養(yǎng)自己獨(dú)立工作的能力，鞏固和擴(kuò)大專業(yè)知識面，有較強(qiáng)的自學(xué)能力及工作適應(yīng)能力，提高運(yùn)用科研成果和新技術(shù)的能力及對現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行改造的能力。（4）培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際的作風(fēng)及嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，樹立正確的生長觀點(diǎn)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)。7第一章 帶式輸送機(jī)概述1.1帶式輸送機(jī)的應(yīng)用帶式輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)輸機(jī)的一種，連續(xù)運(yùn)輸機(jī)是固定式或運(yùn)移式起重運(yùn)輸機(jī)中主要類型之一，其運(yùn)輸特點(diǎn)是形成裝載點(diǎn)到裝載點(diǎn)之間的連續(xù)物料流，靠連續(xù)物料流的整體運(yùn)動來完成物流從裝載點(diǎn)到卸載點(diǎn)的輸送。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等各企業(yè)中,連續(xù)運(yùn)輸機(jī)是生產(chǎn)過程中組成有節(jié)奏的流水作業(yè)運(yùn)輸線不可缺少的組成部分。連續(xù)運(yùn)輸機(jī)可分為:（1）具有撓性牽引物件的輸送機(jī),如帶式輸送機(jī),板式輸送機(jī),刮板輸送機(jī),斗式輸送機(jī)、自動扶梯及架空索道等;（2）不具有撓性牽引物件的輸送機(jī),如螺旋輸送機(jī)、振動輸送機(jī)等;（3）管道輸送機(jī)(流體輸送),如氣力輸送裝置和液力輸送管道.其中帶輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)輸機(jī)中是使用最廣泛的, 帶式輸送機(jī)運(yùn)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(jī)械電力，輕工，建材，糧食等各個部門。 1.2帶式輸送機(jī)的分類帶式輸送機(jī)分類方法有多種,按運(yùn)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(jī),這類帶式輸送機(jī)在輸送帶運(yùn)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(jī),各有各的輸送特點(diǎn).其簡介如下:880TDQXU?????????????型 固 定 式 帶 式 輸 送 機(jī)輕 型 固 定 式 帶 式 輸 送 機(jī)普 通 型 型 鋼 繩 芯 帶 式 輸 送 機(jī)型 帶 式 輸 送 機(jī)管 形 帶 式 輸 送 機(jī)帶 式 輸 送 機(jī) 氣 墊 帶 式 輸 送 機(jī)波 狀 擋 邊 帶 式 輸 送 機(jī)特 種 結(jié) 構(gòu) 型 鋼 繩 牽 引 帶 式 輸 送 機(jī)壓 帶 式 帶 式 輸 送 機(jī)其 他 類 型1.3 各種帶式輸送機(jī)的特點(diǎn)（1）QD80輕型固定式帶輸送機(jī) QD80輕型固定式帶輸送機(jī)與TDⅡ型相比,其帶較薄、載荷也較輕,運(yùn)距一般不超過100m,電機(jī)容量不超過22kw.（2） 它屬于高強(qiáng)度帶式輸送機(jī),其輸送帶的帶芯中有平DX型 鋼 繩 芯 帶 式 輸 送 機(jī)行的細(xì)鋼繩，一臺運(yùn)輸機(jī)運(yùn)距可達(dá)幾公里到幾十公里.（3）U形帶式輸送機(jī) 它又稱為槽形帶式輸送機(jī),其明顯特點(diǎn)是將普通帶式輸送機(jī)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(dǎo)致物料對膠帶的摩擦力增大,從而輸送機(jī)的運(yùn)輸傾角可達(dá)25.（4）管形帶式輸送機(jī) 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(jī),因?yàn)檩斔蛶П痪沓梢粋€圓管,故可以實(shí)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(shí)現(xiàn)彎曲運(yùn)行.（5）氣墊式帶輸送機(jī) 其輸送帶不是運(yùn)行在托輥上的,而是在空氣膜(氣墊)上運(yùn)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(yùn)行的托輥,運(yùn)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(yùn)行平穩(wěn),可提高帶速.但一般其運(yùn)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(qiáng)壓成槽形外,也可以改變輸送帶本身,把輸送帶的運(yùn)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(jī),這種機(jī)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(jī) 它是用一條輔助帶對物料施加壓力.這種輸送機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是:輸送物料的最大傾角可達(dá)90,運(yùn)行速度可達(dá)6m/s,輸送能力不隨傾角的變化而變化,可實(shí)現(xiàn)松散物料和有毒物料的密閉輸送.其主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)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(jī) 它是無際繩運(yùn)輸與帶式運(yùn)輸相結(jié)合的產(chǎn)物,既具有鋼繩的高強(qiáng)度、牽引靈活的特點(diǎn),又具有帶式運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)、柔性的優(yōu)點(diǎn)。1.4 帶式輸送機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r目前,帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢是:大運(yùn)輸能力、大帶寬、大傾角、增加單機(jī)長度和水平轉(zhuǎn)彎,合理目前帶式輸送機(jī)已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)經(jīng)濟(jì)各個部門,近年來在露天礦和地下礦的聯(lián)合運(yùn)輸系統(tǒng)中帶式輸送機(jī)又成為重要的組成部分.主要有:鋼繩芯帶式輸送機(jī)、鋼繩牽引膠帶輸送機(jī)和排棄場的連續(xù)輸送設(shè)施等.這些輸送機(jī)的特點(diǎn)是輸送能力大(可達(dá)30000t/h),適用范圍廣(可運(yùn)送礦石,煤炭,巖石和各種粉狀物料,特定條件下也可以運(yùn)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(fèi)用低 ，由于縮短運(yùn)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(jī)的定型設(shè)計(jì)。鋼繩芯帶式輸送機(jī)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；40?~（2）可做水平運(yùn)輸,傾斜向上(16)和向下( )運(yùn)輸,也可以轉(zhuǎn)彎運(yùn)輸;運(yùn)輸距012離長,單機(jī)輸送可達(dá)15km；（3）可露天鋪設(shè),運(yùn)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(yùn)輸距離大。10第二章 總體方案設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)首先確定它的工作原理方案，再確定機(jī)械運(yùn)動方案。機(jī)械系統(tǒng)的工作原理和機(jī)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(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動方案設(shè)計(jì)階段是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中最重要的設(shè)計(jì)階段，是機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)構(gòu)，借助于滾筒或其他驅(qū)動機(jī)構(gòu)與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶運(yùn)動。帶式輸送機(jī)的驅(qū)動方式按驅(qū)動裝置可分為單點(diǎn)驅(qū)動方式和多點(diǎn)驅(qū)動方式兩種。通用固定式輸送帶輸送機(jī)多采用單點(diǎn)驅(qū)動方式，即驅(qū)動裝置集中的安裝在輸送機(jī)長度的某一個位置處，一般放在機(jī)頭處。單點(diǎn)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(jī)驅(qū)動和多電動機(jī)驅(qū)動。因單點(diǎn)驅(qū)動方式最常用，凡是沒有指明是多點(diǎn)驅(qū)動方式的，即為單驅(qū)動方式，故一般對單點(diǎn)驅(qū)動方式， “單點(diǎn)”兩字省略。單筒、單電動機(jī)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(yùn)量、長距離的鋼繩芯膠帶輸送機(jī)中往往采用多電動機(jī)驅(qū)動。帶式輸送機(jī)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(jī)典型布置方式2.2帶式輸送機(jī)的工作原理帶式輸送機(jī)又稱膠帶運(yùn)輸機(jī),其主要部件是輸送帶,亦稱為膠帶,輸送帶兼作牽引機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu).帶式輸送機(jī)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(jī)、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(jī)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(jī)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(yùn)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(yùn)行，物料經(jīng)裝載裝置加到輸送帶上，隨膠帶一起運(yùn)動到頭部卸載裝置卸載，利用專門的卸載裝置在輸送機(jī)中部任意點(diǎn)卸載。一般物料是裝載到上帶(承載段)的上面,在機(jī)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(jì)前，首先簡要地闡述皮帶運(yùn)輸機(jī)的傳動原理，下圖表示輸送機(jī)的傳動原理。如圖，要克服阻力使膠帶運(yùn)動起來，必須使膠帶在傳動滾筒相遇點(diǎn)2的張力大于分離點(diǎn)1的張力。這兩點(diǎn)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(jī)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(shè)1點(diǎn)的張力為S1，2點(diǎn)實(shí)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(shè)計(jì)計(jì)算Symax，但首先假設(shè)膠帶是一種理想撓形體，它可以任意撓曲，而不受彎曲應(yīng)力。13如上圖所示，圍包角 ,在任一點(diǎn)A得張力為S,弧1 A所對應(yīng)圍包角為 ,當(dāng)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(xiàng)解方程得：2d?/S??在極限平衡狀態(tài)下，當(dāng)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(jī)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(diǎn)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(jì)，故在設(shè)計(jì)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(dá)到450 ～480 。故在設(shè)計(jì)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(jì)由于我們所設(shè)計(jì)的皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸量大，工作環(huán)境為露天地面，為減小設(shè)計(jì)尺寸，且提高運(yùn)輸能力，決定采用兩臺電動機(jī)，分別驅(qū)動雙滾筒。按照皮帶運(yùn)輸機(jī)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(shù)參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)（1）帶式輸送機(jī)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(yùn)行條件：主要用于地面環(huán)境運(yùn)行；（8）輸送方向：由左向右輸送物料，設(shè)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(yīng)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(shí)際 =36000.0711.61.260.98=521t/h500t/h360Ast???3.3膠帶運(yùn)行阻力的計(jì)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(yùn)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(yùn)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(yùn)行時為正,向下為負(fù) .ββ β圖3-3 運(yùn)行阻力示意圖承載段(或稱為重段)運(yùn)行阻力為下 滑 力阻 力 系 數(shù)正 壓 力 ???zF因?yàn)? ?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(yùn) 行 阻 力Lt?19當(dāng)承載段向上運(yùn)行時,下滑力是正;向上運(yùn)行時,下滑力是負(fù).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(yùn) 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(dāng)承載段向上運(yùn)行時,回空段是向下運(yùn)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(diǎn)起,依次將特殊點(diǎn)設(shè)為1、2、3。 。 。 。 ，一直到相遇點(diǎn)為7點(diǎn)，計(jì)算運(yùn)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(qiáng)度Gx=1000N/mm，輸送帶每米質(zhì)量為 qo=23.1kg/m3.3.1承載段的運(yùn)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?zhàn)枇ο禂?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(dāng)B=800mm時，C2=350N故： =0.435KN0.869.1350Fb???3.3.2回空段的運(yùn)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(diǎn)膠帶張力的計(jì)算示意圖見圖3-1根據(jù)簡圖可以求出各點(diǎn)的張力：因?yàn)椋? Fk =F1～2+F2～3+Fr+F6～7= 0.12+（—5.557）+0.92+（—0.0577）= —4.5747KN＜0所以： 3點(diǎn)的張力最小3.4輸送帶上各點(diǎn)張力的計(jì)算在討論輸送帶各段的阻力計(jì)算后，為求所需要的牽引力，進(jìn)而計(jì)算電機(jī)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(qiáng)度進(jìn)行校核，確定拉緊裝置的拉緊力等，都需要先計(jì)算出膠帶張力。在進(jìn)行膠帶張力計(jì)算時是采用逐點(diǎn)計(jì)算法，逐點(diǎn)計(jì)算法就是沿著膠帶運(yùn)行方向，輸送帶上任意點(diǎn)的張力Si+1等于前一點(diǎn)的張力Si與這兩點(diǎn)之間的運(yùn)行阻力之和。22逐點(diǎn)計(jì)算法的步驟：首先從驅(qū)動滾筒的繞出點(diǎn)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(diǎn)上注明標(biāo)號，然后依次求出各點(diǎn)的張力。 3.4.1有懸垂度條件確定4點(diǎn)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(diǎn)計(jì)算法計(jì)算各點(diǎn)的張力表3-6 分離點(diǎn)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?yàn)镾4=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(yàn)算傳動滾筒分離點(diǎn)與相遇點(diǎn)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 0.2 0.25 0.35 0.4塑料接觸面 0.15 0.17 0.25 0.3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)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(guān)系，因?yàn)镾y—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(qiáng)度驗(yàn)算3.5.1輸送帶的計(jì)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(qiáng)度，N/mm；Smax——輸送帶上最大張力點(diǎn)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(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算在此，因: m=10.12 [m]=7.624 故: 所選的輸送帶能滿足強(qiáng)度要求. ?3.5.4傳動滾筒直徑的確定和滾筒強(qiáng)度的驗(yàn)算①考慮到比壓及摸擦條件的滾筒最小直徑計(jì)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(jī)的牽引力,N;Sy-----相遇點(diǎn)的張力,N;S1-----分離點(diǎn)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(yàn)算滾筒的比壓比壓要按相遇點(diǎn)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(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(diǎn)S7,其分離點(diǎn)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(shè)計(jì)的滾筒強(qiáng)度是足夠的,不必再進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算.3.5.5 電動機(jī)功率與減速器的減速比電動機(jī)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(jī)，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(jī)軸的制動力矩的計(jì)算當(dāng)向上運(yùn)輸停車出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)時，必須設(shè)逆止裝置和制動裝置。傳動滾筒所需要的逆止力（制動力）應(yīng)按輸送機(jī)的最不利逆止工計(jì)算，即 1.5(max)FBsFH??式中 FH——主要運(yùn)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(jī)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(jī)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(jī)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(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的負(fù)載是一種典型的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，而且不可避免地要帶負(fù)荷起動和制動。電動機(jī)的起動特性與負(fù)載的起動要求不相適應(yīng)在帶式輸送機(jī)上比較突出，一方面為了保證必要的起動力矩，電機(jī)起動時的電流要比額定運(yùn)行時的電流大6～7倍，要保證電動機(jī)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(jī)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(jī)的動力來源，它由電動機(jī)、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(jī)通過各自的聯(lián)軸器、減速器、和鏈?zhǔn)铰?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(jī)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(jié)構(gòu)，主軸承采用調(diào)心軸承，傳動滾筒的機(jī)架與電機(jī)、減速器的機(jī)架均安裝在固定大底座上面，電動機(jī)可安裝在機(jī)頭任一側(cè)。4.1電機(jī)的選用電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求而選定，一般情況下電動機(jī)的轉(zhuǎn)速不低于500r/min，因?yàn)楣β室欢〞r，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速低，其尺寸愈大，價格愈貴，而效率較低。若電機(jī)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(jì)皮帶機(jī)所需電動機(jī)的總功率為77.869kw，所以需選用功率為 90kw的電機(jī)，擬采用型電動機(jī)YB280M—4，該型電機(jī)轉(zhuǎn)矩大，性能良好，可以滿足要求。30查《機(jī)械設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(jī)的轉(zhuǎn)速： =48.53r/min601.634vnwd???已知電動機(jī)轉(zhuǎn)速nm=1480r/min，有以上計(jì)算知 總傳動比 i=30.91由于為了節(jié)省空間，電動機(jī)和輸送機(jī)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