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湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
摘要
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是關(guān)于高傾角帶式輸送機(jī)及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其中包括：對(duì)高傾角帶式輸送機(jī)總體設(shè)計(jì)及機(jī)電設(shè)備選擇；機(jī) 頭、機(jī)尾、張緊裝置、滾筒、托輥等的機(jī)械設(shè)計(jì)；接著分析了輸送機(jī)的選型原則及計(jì)算方法；然后根據(jù)這些設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與計(jì)算選型方法按照給定參數(shù)要求進(jìn)行選型設(shè)計(jì)；接著對(duì)所選擇的輸送機(jī)各主要零部件進(jìn)行了校核。普通型帶式輸送機(jī)由六個(gè)主要部件組成：傳動(dòng)裝置，機(jī)尾或?qū)Щ匮b置，中部機(jī)架，拉緊裝置以及膠帶。最后簡(jiǎn)單的說明了輸送機(jī)的安裝與維護(hù)。目前，膠帶輸送機(jī)正朝著長(zhǎng)距離，高速度，低摩擦的方向發(fā)展，膠帶輸送機(jī)輸送物料可以從很細(xì)的各種粒狀物料到大塊的礦石，石塊，煤等。將以最小的的落差輸送精細(xì)篩分過的或易碎的物料?，F(xiàn)如今，膠帶輸送機(jī)正朝著長(zhǎng)距離，高速度，低摩擦的方向發(fā)展，近年來出現(xiàn)的很多新型在膠帶輸送機(jī)的設(shè)計(jì)、制造以及應(yīng)用方面,所以研究輸送機(jī)將會(huì)給我們帶來更多的益處，就目前我國的技術(shù)水平跟國外許多發(fā)達(dá)國家比起來還相差很大，還有很多地方需要我們?nèi)ミM(jìn)行改進(jìn)。
本次設(shè)計(jì)解決的主要問題是傾斜角為22°帶式輸送機(jī)的問題。
關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī)；傳動(dòng)裝置；托輥
Abstract
The design is a graduation project about the belt conveyor used in coal mine. At first, it is introduction about the belt conveyor. Next, it is the principles about choose component parts of belt conveyor. After that the belt conveyor abase on the principle is designed. Then, it is checking computations about main component parts. The ordinary belt conveyor consists of six main parts: Drive Unit, Jib or Delivery End, Tail Ender Return End, Intermediate Structure, Loop Take-Up and Belt. At last, it is explanation about fix and safeguard of the belt conveyor. Today, long distance, high speed, low friction is the direction of belt conveyor’s development. Air cushion belt conveyor is one of them. At present, we still fall far short of abroad advanced technology in design, manufacture and using. There are a lot of wastes in the design of belt conveyor.
Keyword: belt conveyor; Lectotype Design; main parts
目錄
第一章 前言 - 1 -
1.1 帶式輸送機(jī)的概括 - 1 -
1.2 帶式輸送機(jī)的分類 - 2 -
1.3 帶式輸送機(jī)的工作原理 - 3 -
1.4 帶式輸送機(jī)的應(yīng)用 - 3 -
1.5 輸送機(jī)的控制性能 - 4 -
1.6 國內(nèi)外帶式輸送機(jī)的現(xiàn)狀 - 4 -
1.7 本設(shè)計(jì)選題的目的及原始資料 - 5 -
1.8 增加傾角的主要方法 - 6 -
第二章 高傾角帶式輸送機(jī)的綜述 - 7 -
2.1 高傾角帶式輸送機(jī)簡(jiǎn)介 - 7 -
2.2 帶式輸送機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)中的主要問題和改進(jìn) - 8 -
2.3 主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)要求 - 9 -
第三章 計(jì)算 - 11 -
3.1 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件 - 11 -
3.2 計(jì)算步驟 - 12 -
3.2.1 膠帶帶寬（B），速度（v）和輸送量（Q）的計(jì)算與選擇 - 12 -
3.2.2 輸送機(jī)帶速υ預(yù)選 - 13 -
3.2.3 膠帶運(yùn)行阻力運(yùn)算 - 14 -
3.2.4 輸送帶張力運(yùn)算 - 15 -
3.2.5 膠帶打滑條件的預(yù)算 - 15 -
3.2.6 膠帶強(qiáng)度計(jì)算 - 16 -
3.2.7 電機(jī)功率計(jì)算 - 16 -
3.2.8 滾筒選擇 - 16 -
3.2.9 拉緊裝置計(jì)算 - 16 -
3.2.10 驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算 - 17 -
第四章 高傾角帶式輸送機(jī)部件選擇 - 20 -
4.1 輸送帶的選擇和設(shè)計(jì) - 19 -
4.1.1 輸送帶的分類 - 19 -
4.1.2 輸送帶設(shè)計(jì)需考慮的因素 - 20 -
4.1.3 輸送帶的連接 - 20 -
4.2 托輥和機(jī)架 - 21 -
4.2.1 托輥的簡(jiǎn)介 - 21 -
4.2.2 四節(jié)托輥組的選用 - 22 -
4.2.3 托輥的選型 - 23 -
4.2.4 托輥的發(fā)展趨勢(shì) - 24 -
4.3 滾筒的選擇與計(jì)算 - 25 -
4.4 輸送帶的拉緊裝置作用 - 26 -
4.5 拉緊裝置的種類與計(jì)算 - 27 -
4.5.1 重錘式拉緊裝置 - 27 -
4.5.2 固定式拉緊裝置 - 27 -
4.5.3 自動(dòng)拉緊裝置 - 27 -
4.6 清掃裝置 - 27 -
4.6.1 清掃器的形式和特點(diǎn) - 27 -
4.6.2 空載段輸送帶的清掃 - 28 -
4.7 給料裝置 - 29 -
4.7.1 對(duì)給料裝置的基本要求 - 28 -
4.8 機(jī)架 - 28 -
4.8.2 機(jī)頭架，機(jī)尾架和中間架 - 28 -
第五章 軟啟動(dòng)裝置的選擇 - 31 -
第六章 輸送機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中應(yīng)注意的問題 - 33 -
6.1 注意檢查和調(diào)整輸送帶的跑偏問題 - 33 -
6.2 經(jīng)常注意檢查托輥的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況 - 33 -
6.3 經(jīng)常注意檢查輸送帶的拉緊情況 - 35 -
6.4 經(jīng)常檢查清掃裝置 - 33 -
6.5 經(jīng)常檢查液力耦合器的充液量 - 33 -
第七章 總結(jié) - 36 -
參考文獻(xiàn) - 37 -
致謝 - 38 -
III
第一章 前言
帶式輸送機(jī)，是一種連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械，也是一種通用機(jī)械，煤被人們譽(yù)為黑色的金子，工業(yè)的糧食，在煤礦的開采過程中，帶式輸送機(jī)起了至關(guān)重要的作用，是煤礦最理想的高效連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，其性能的好壞直接影響到煤礦行業(yè)的發(fā)展和效益，然而普通帶式輸送機(jī)應(yīng)用范圍卻比較受限制，致使人們不得不研究解決特特殊輸送機(jī)的技術(shù)難題。帶式輸送機(jī)制造以其優(yōu)質(zhì)，高效，工業(yè)適應(yīng)性廣的技術(shù)特色，深受制造業(yè)的青睞，在煤礦工程運(yùn)輸?shù)雀呒夹g(shù)領(lǐng)域及機(jī)械制造，煤礦開采，汽車制造等產(chǎn)業(yè)部門一直有著廣泛的應(yīng)用，近些年來，帶式輸送機(jī)又深入到其他領(lǐng)域中，本次設(shè)計(jì)主要是針對(duì)在22°高傾角帶式輸送機(jī)運(yùn)輸所遇見一些的技術(shù)問題，通過分析設(shè)計(jì)和在圖書館查閱了大量的資料，并利用autocad繪制出了輸送機(jī)的整體運(yùn)行組裝圖和輸送機(jī)重要的組件零件圖。
1.1 帶式輸送機(jī)的概括
帶式輸送機(jī)是一種以膠帶,鋼帶,鋼纖維帶，塑料帶和化纖帶等作為傳送物料和牽引工件的一種運(yùn)輸機(jī)械，是通過承載物料輸送的的輸送帶的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行物料輸送的連續(xù)輸送設(shè)備，它既是承載物料的輸送帶也是傳遞動(dòng)力的牽引件機(jī)械，這是它與別的運(yùn)輸機(jī)械本質(zhì)的區(qū)別之一。通過承載帶在托輥上運(yùn)行。
帶式輸送機(jī)問世于1795年，已經(jīng)經(jīng)歷力一段很長(zhǎng)的歷史，早期使用的輸送帶比較簡(jiǎn)單是由皮革之類的材料或是用皮革加纖維織物制造成的，經(jīng)歷了很長(zhǎng)一段時(shí)間的發(fā)展，于1858年ST.Pparmalee取得了織物增強(qiáng)的橡膠輸送帶的專利；1863年O.C.Dodge關(guān)于處理谷物的輸送帶被授予美國專利；1892年Thomas Robins發(fā)明的槽型結(jié)構(gòu)的帶式輸送機(jī)在礦物工程中運(yùn)用，才確定了當(dāng)代的帶式輸送機(jī)的基本形式，至今已被人們運(yùn)用到許多行業(yè)中，這其中包括力工業(yè)，農(nóng)業(yè)，交通等行業(yè)中。到了第三次工業(yè)革命時(shí)，新材料和新技術(shù)的應(yīng)用，使帶式輸送機(jī)得到更進(jìn)一步的發(fā)展，帶式輸送機(jī)的發(fā)展也越來越多樣化，這些使人們從中獲得了許多經(jīng)濟(jì)效益，無論從輸送量，運(yùn)距，經(jīng)濟(jì)效益等方面來看，它都占據(jù)了不可替代的位置，因此得到了許多國家的青睞，并投入一定的人力物力對(duì)其進(jìn)行研究改進(jìn)，使帶式輸送機(jī)得到了更新型化的發(fā)展,帶式輸送機(jī)它具有以下特點(diǎn)：
（1） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)一般由傳動(dòng)滾筒，改向滾筒，托輥，或無棍式部件，驅(qū)動(dòng)裝置，輸送帶等幾大部件組成，僅由這些部件組成，就能進(jìn)行生產(chǎn)加工，并可按需要進(jìn)行組合裝配，可見它的結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單。
（2）輸送物料種類多。帶式輸送機(jī)的輸送帶具有坑磨，耐酸堿，耐油，阻燃等性能，并且能耐高，低溫，可根據(jù)實(shí)時(shí)需要進(jìn)行制造，因此能夠輸送各種散料，塊料，化學(xué)品，生熟料和混泥土等。
（3）送量大。運(yùn)量可從每小時(shí)幾公斤到幾千噸，而且能夠進(jìn)行連續(xù)不間斷輸送，這是普通運(yùn)輸工具所不能比擬的。
（4）運(yùn)輸?shù)木嚯x長(zhǎng)。單機(jī)長(zhǎng)度能夠長(zhǎng)達(dá)十幾公里一條，在國外已十分普及，中間無需任何轉(zhuǎn)載點(diǎn)。德國單機(jī)60公里一條已經(jīng)出現(xiàn)。越野的帶式輸送機(jī)常使用中間磨擦驅(qū)動(dòng)方式，使輸送長(zhǎng)度不受輸送帶強(qiáng)度限制.
(5)線路適應(yīng)能力強(qiáng)?，F(xiàn)代的帶式輸送機(jī)在越野敷設(shè)時(shí)，已從槽形發(fā)展到圓管形，它可能在水平及垂直面上轉(zhuǎn)彎，打破了槽行帶式輸送機(jī)不能轉(zhuǎn)彎的限制，因而能依山靠水，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(jī)可根據(jù)工藝流程需要，可在任何點(diǎn)上進(jìn)行裝，卸料。
（7)可靠性高。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)部件自重輕，只要輸送帶不被撕破，壽命可長(zhǎng)達(dá)十年之久，而金屬結(jié)構(gòu)部件，只要防銹好，幾十年也不壞。
（8）營(yíng)運(yùn)費(fèi)用低。帶式輸送機(jī)的磨損件僅為托輥和滾筒，輸送帶壽命長(zhǎng)，自動(dòng)化程度高，使用人員很少，平均每公里不到一人，消耗的機(jī)油和電力也很少。
（9）能量消耗低，工作效率高。由于運(yùn)動(dòng)部件自重輕，無效運(yùn)量小，在所有連續(xù)式和非連續(xù)式運(yùn)輸中，帶式輸送機(jī)耗能最低，效率最高。
綜上不難看出帶式輸送機(jī)的優(yōu)越性，它是國民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的一種運(yùn)輸設(shè)備。隨著信息化的不斷發(fā)展，縮短了帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)，開發(fā)，制造，銷售的周期，使它具有更具有競(jìng)爭(zhēng)力。
1.2 帶式輸送機(jī)的分類
帶式輸送機(jī)分類方法是多種多樣的，將其按外形分可分為：
（1） 平行和槽形帶式輸送機(jī)。我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)是DT-Ⅱ和TD75型帶式輸送機(jī)，有固定式和移動(dòng)式兩大類。
（2） 夾帶式帶式輸送機(jī)。此輸送機(jī)是由兩個(gè)槽型帶式輸送機(jī)相扣在一起，即在普通槽型帶式輸送機(jī)在加上一條壓帶，各有一套驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，或者共用一套。
（3） 波紋檔邊斗士輸送機(jī)。在平行橡膠帶上再冷粘或硫化上波紋檔邊在兩邊，中間隔一段用橡膠隔板分開成斗形。
（4） 波紋檔邊袋式輸送機(jī)。將許多橡膠袋串聯(lián)在一起，袋口向內(nèi)翻，外形如波紋檔邊輸送機(jī)。
（5） 吊帶式蛋管形帶式輸送機(jī)。物料裝入輸送帶后，輸送帶兩邊合攏成立式橢圓形，將輸送帶兩邊吊掛與于小滑車上，滑車裝在工字縱梁上，用鋼絲繩牽引滑車拖動(dòng)輸送帶運(yùn)動(dòng)，在機(jī)頭和機(jī)尾處均設(shè)有大轉(zhuǎn)盤，輸送帶代開和合攏，有如上山纜車裝置。
（6） 固定式圓管形帶式.該輸送機(jī)輸送帶卷成圓管形運(yùn)料，可在托輥上運(yùn)行，也可在磁輥上運(yùn)行，所以稱為固定式。
1.3 帶式輸送機(jī)的工作原理
帶式輸送機(jī)是將輸送帶連接成封閉的環(huán)形，通過拉緊裝置把輸送帶拉緊，在電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，靠輸送帶與驅(qū)動(dòng)滾筒之間的產(chǎn)生的摩擦，使輸送帶連續(xù)不斷運(yùn)轉(zhuǎn)，從而將物料由裝載端輸送到卸載端,它主要是由:膠帶、托輥及中間架、滾筒拉緊裝置、制動(dòng)裝置、清掃裝置和卸料裝置等零部件組成。
圖1.1 帶式輸送機(jī)簡(jiǎn)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(dòng)滾筒 8——卸料器
9——清掃裝置 10——平行托輥 11——空段清掃器 12——減速器
輸送帶5繞經(jīng)傳動(dòng)滾筒7和機(jī)尾換向滾筒1形成一個(gè)無極的環(huán)形帶.輸送帶的上、下兩部分都支承在托輥上.拉緊裝置給輸送帶以正常運(yùn)轉(zhuǎn).
1.4 帶式輸送機(jī)的應(yīng)用
帶式輸送機(jī)是一種連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械，它是固定式或運(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)到卸載點(diǎn)之間的連續(xù)物料流，靠連續(xù)物料流的連續(xù)運(yùn)動(dòng)把物流從裝載點(diǎn)輸送到卸載點(diǎn)，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)種類很多一般可分為：
（1）具有撓性牽引物件的輸送機(jī)。包括帶式輸送機(jī)，板式輸送機(jī)，刮板輸送機(jī)，斗式輸送機(jī)、自動(dòng)扶梯及架空索道等；
（2）不具有撓性牽引物件的輸送機(jī)。包括螺旋輸送機(jī)、振動(dòng)輸送機(jī)等；
（3）管道輸送機(jī)(流體輸送)。包括氣力輸送裝置和液力輸送管道。
在眾多的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)中帶式輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)輸機(jī)中是使用最多的一種。
1.5 輸送機(jī)的控制性能
長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)妮斔蜋C(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必須從加減速，過載，負(fù)荷分配，輸送帶張力控制等方面來對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行控制。
加減速控制：在小于最大設(shè)計(jì)載荷情況下，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都必須前后均勻地給輸送帶加速減速，并且加速段要長(zhǎng)，以防止物料滑落，膠帶在滾筒上打滑和過度緊張運(yùn)動(dòng)。
過載控制：驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)防止輸入功率和扭矩越過安全設(shè)施進(jìn)入輸送機(jī)，以免產(chǎn)生故障，同時(shí)還應(yīng)具備隨時(shí)排除輸送機(jī)組卡現(xiàn)象的功能。
負(fù)荷分配：多機(jī)驅(qū)動(dòng)的情況下，載荷應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范合理地分配給各驅(qū)動(dòng)裝置，避免因?qū)е聜€(gè)別或多個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置過載而影響輸送機(jī)各部件運(yùn)行質(zhì)量，造成不必要的運(yùn)行故障。
輸送帶張力控制: 輸送帶的正確張力是保證輸送機(jī)安全可靠運(yùn)行的首要條件，但是帶式輸送機(jī)起止瞬間形成的張力會(huì)給輸送機(jī)的運(yùn)行和控制帶來很大的不利影響，嚴(yán)重的破壞性張力波可能使長(zhǎng)距離的帶式輸送機(jī)的減速甚至停機(jī)，因此驅(qū)動(dòng)裝置必須按要求控制住進(jìn)入輸送機(jī)的輸送功率，使輸送帶隨時(shí)保持良好的張力。
1.6 國內(nèi)外帶式輸送機(jī)的現(xiàn)狀
我國帶式輸送機(jī)的研究相對(duì)來說比價(jià)早，但發(fā)展速度并不是很快，主要原因是用戶對(duì)該機(jī)型認(rèn)識(shí)不夠，當(dāng)時(shí)國內(nèi)也沒有成熟的應(yīng)用實(shí)例。因此我國帶式輸送機(jī)的主要性能與參數(shù)已不能滿足高產(chǎn)高效的礦井的需要，尤其是順槽可伸縮帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵元部件機(jī)及其功能與國外有著很大的很大的差別。近二十年來，我國帶式輸送機(jī)開始有了很大方面的發(fā)展，對(duì)新型帶式輸送機(jī)的研究得到了一定的成果，成功的研制出了許多種輸送機(jī)，隨著研究工作的不斷深入，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，但是跟國外的比起來還存在一定的差別。
在國外，帶式輸送機(jī)技術(shù)發(fā)展速度很快，一方面是帶式輸送機(jī)的功能多元化、應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，如高傾角帶輸送機(jī)、管狀帶式輸送機(jī)、空間轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)等各種機(jī)型；另一方面是帶式輸送機(jī)本身的技術(shù)與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、高帶速等大型帶式輸送機(jī)已成為發(fā)展的主要方向，其核心技術(shù)是開發(fā)應(yīng)用于了帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)，提高了帶式輸送機(jī)的運(yùn)行性能和可靠性。
我國煤礦用的帶式輸送機(jī)的發(fā)展：
（1）大型化，智能化
為了適應(yīng)煤礦高效率，高產(chǎn)量，節(jié)約化生產(chǎn)的需要，帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸能力就不得不加大，控制自動(dòng)化水平不得不提高，長(zhǎng)距離，高帶速，大運(yùn)量，大功率是帶式輸送機(jī)今后發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，在今后的十年內(nèi)，輸送量需要要達(dá)到4000-5000t/h，帶速提高到6m/s，順槽可伸縮輸送機(jī)頭部集中驅(qū)動(dòng)要達(dá)到3000米，對(duì)于固定強(qiáng)力帶式輸送機(jī)要達(dá)到5000米，單機(jī)驅(qū)動(dòng)功率1000-15000kw，輸送帶要達(dá)到PVG3l50和st6000以上。
（2提高零部件的性能
設(shè)備開機(jī)率的高低主要決定于輸送機(jī)關(guān)鍵零部件的性能和可靠性，而提高關(guān)鍵零部件的性能和可靠性，除了進(jìn)一步加強(qiáng)和改善現(xiàn)有零部件的性能和可靠性外，還要不斷研究新的技術(shù)和零部件，如高性能可靠軟啟動(dòng)技術(shù)，動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)，高效儲(chǔ)帶裝置，快速自移機(jī)，高壽命托輥等，使帶式輸送機(jī)的性能能夠進(jìn)一步提高。
（3）擴(kuò)大功能，一機(jī)多用化。
帶式輸送機(jī)是一種理想的連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，但由于受技術(shù)方面的限制，帶式輸送機(jī)的性能還沒有完全發(fā)揮出來，造成力資源的巨大浪費(fèi)，如果將帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)性能方面進(jìn)行修改，并采取一定的安全防護(hù)措施，就可以把由以前運(yùn)輸對(duì)象只局限于物發(fā)展到運(yùn)輸人，運(yùn)料或雙向運(yùn)輸?shù)裙δ埽龅揭粰C(jī)多用，使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。
（4）開發(fā)專用機(jī)種。
由于地形因素的千差萬別，致使我國地質(zhì)條件差異較大，然而運(yùn)輸系統(tǒng)的布置上經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些特殊要求，如彎曲，大傾角25°直至垂直提升，長(zhǎng)運(yùn)距下運(yùn)帶式輸送機(jī)等，而有些場(chǎng)合普通的帶式輸送機(jī)是無法滿足要求的，為了能夠滿足煤礦井下的某些特殊要求，研發(fā)開采一些特種輸送機(jī)就成為力一種必要，這其中不乏包括波紋擋邊帶式輸送機(jī)，管狀帶式輸送機(jī)，平面帶式輸送機(jī)，高傾角帶式輸送機(jī)。
1.7 本設(shè)計(jì)選題的目的及原始資料
本畢業(yè)設(shè)計(jì)做的是長(zhǎng)距離礦用高傾角帶式輸送機(jī)總體設(shè)計(jì)，的目的是解決帶式輸送機(jī)在傾角為22°高傾角的運(yùn)輸所遇技術(shù)難題，在設(shè)計(jì)中計(jì)算圓周驅(qū)動(dòng)力和輸送帶的張力，通過計(jì)算并校核所運(yùn)用的部件，本課題所給出的原始數(shù)據(jù)：
運(yùn)輸對(duì)象為水原煤；
①輸送量Q=200 t/h。
②輸送傾角β=220。
③輸送長(zhǎng)度L=450 m。
④貨載塊度 a=0～300 mm。
⑤松散容重γ=0.9 t/m3。
⑥工作環(huán)境：井下使用、濕度大、塵埃大。
⑦供電電壓 660V或6000V。
⑧向上運(yùn)輸
⑨工作制度：300天/年；14時(shí)/天。
1.8 增加傾角的主要方法
隨著運(yùn)輸物料傾角的增大，物料就越容易下滑，因此增加物料與膠帶之間的磨擦就能使物料不下滑，從而就解決了傾角大而不能運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)問題。
第二章 高傾角帶式輸送機(jī)的綜述
2.1 高傾角帶式輸送機(jī)簡(jiǎn)介
一般帶式輸送機(jī)按輸送角度把輸送機(jī)分為3類：
（1）普通帶式輸送機(jī)，輸送傾角小于18度。
（2）高傾角帶式輸送機(jī)，輸送傾角為19～45度。
（3）大傾角帶式輸送機(jī)，輸送傾角為45～90度。
由于市場(chǎng)的原因，普通帶式輸送機(jī)普遍使用；大傾角在國外也得到廣泛的應(yīng)用，國內(nèi)也有使用，但技術(shù)不很成熟；高傾角因使用范圍小，研究的很少，所以市場(chǎng)很少見到。由于煤炭企業(yè)的重新崛起，煤價(jià)的迅速上升，都希望提高煤炭的產(chǎn)量。但因過去設(shè)計(jì)的礦井一般為6～9萬噸/年的規(guī)模，因此出煤都是采用小絞車提升，傾角25～28度，斜井長(zhǎng)300m。為了增大產(chǎn)量，并且盡可能的減少投資，特別是煤礦主斜井運(yùn)輸系統(tǒng)的改擴(kuò)建項(xiàng)目，紛紛要求將原有的箕斗提升改為高傾角上運(yùn)輸帶式輸送機(jī)提升，以提高產(chǎn)量和降低成本，實(shí)踐證明最好的改造方案就是改用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸，由煤炭科學(xué)研究所總院上海分院設(shè)計(jì)制造的首臺(tái)高傾角花紋帶式輸送機(jī)于2002年4月在陜西省彬縣下溝煤礦投入使用，該機(jī)的主要解釋特征如下：運(yùn)量600t/h，帶速2.5m/s，傾角30°，運(yùn)距640m。帶寬1.2m，功率2x450kw，采用ST2500花紋輸送帶，運(yùn)行結(jié)果表明：在各種不載荷條件下，原煤在輸送機(jī)上運(yùn)行穩(wěn)定，沒有發(fā)生滾料和物料下滑等現(xiàn)象，經(jīng)國家采煤機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心進(jìn)行性能測(cè)定，該機(jī)達(dá)到了預(yù)定的設(shè)計(jì)要求，于2003年4月通過了省級(jí)技術(shù)鑒定。
由礦使用經(jīng)驗(yàn)中表明：采用高傾角花紋帶式輸送機(jī)提升與采用箕斗提升相比，高傾角帶式輸送機(jī)能使煤的年產(chǎn)量得到較大的提高，并且可以減少人員和設(shè)備種類，管理，維修，升與采用箕斗提升相比，這大大減少許多人力財(cái)力物力，從而使經(jīng)濟(jì)效益得到了大大的改善，目前，高傾角強(qiáng)力花紋帶式輸送機(jī)已成功地應(yīng)用到許多煤礦。
2.2 帶式輸送機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)中的主要問題和改進(jìn)
帶式輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常與輸送機(jī)的安裝，調(diào)整，維護(hù)以及零部件本身的結(jié)構(gòu)，材料和制造質(zhì)量等因素有關(guān)。運(yùn)轉(zhuǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)問題是膠帶的跑偏及托輥轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活。下面將對(duì)這些問題分析和改進(jìn)：
一 膠帶的跑偏問題
膠帶輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中膠帶中心線脫離輸送機(jī)的中心線，從而跑到另一邊，這種現(xiàn)象就叫做膠帶的跑偏。有圖膠帶跑偏可能會(huì)造成膠帶邊緣與機(jī)架之間產(chǎn)生摩擦，從而使膠帶邊緣過早損害，嚴(yán)重的可能膠帶將脫離托輥，造成重大事故，因此，在膠帶輸送機(jī)的安裝與調(diào)整，運(yùn)轉(zhuǎn)和維護(hù)工作中都應(yīng)特別注意膠帶的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，防止膠帶跑偏造成事故。膠帶跑偏的原因有很多種，但其根本原因都是由于膠帶受力不均勻而造成的。
首先膠帶的的結(jié)構(gòu)和制造質(zhì)量是決定要素。如鋼絲繩芯膠帶中有數(shù)十根細(xì)繩鋼絲繩芯，在制造中若各鋼絲繩芯受力不均則在運(yùn)轉(zhuǎn)中就可能出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象。又如膠帶的皆有不正，既借口與膠帶中心線不垂直，也會(huì)造成受力不均，使膠帶發(fā)生跑偏現(xiàn)象。
其次托輥和滾筒的安裝質(zhì)量及調(diào)整工作對(duì)膠帶跑偏也有很大影響，安裝膠帶輸送機(jī)要求平直，必須保證在各托輥軸線，各滾筒軸線同膠帶輸送機(jī)的中發(fā)現(xiàn)先互相垂直，否則將使膠帶在運(yùn)轉(zhuǎn)中受到橫向推力而 發(fā)生跑偏現(xiàn)象。
此外，清掃及裝載工作對(duì)膠帶跑偏也有影響，如果清掃不干凈明早成煤粉粘結(jié)在滾筒上，是滾筒的半徑不等，造成膠帶受力不均。這些都會(huì)造成膠帶受力不均。
為了減小跑偏現(xiàn)象，有些滾筒制車成中間大兩頭小的雙錐形，錐度一般為1/100.
在大型固定式膠帶輸送機(jī)上一般均采用回轉(zhuǎn)是調(diào)心托輥如圖：
圖2.1 固定式托架上的側(cè)托輥前傾安裝示意圖
圖2.2 托輥偏斜后調(diào)整膠帶跑偏原理示意圖
采用這兩種托輥時(shí)，如果膠帶跑偏時(shí)，托輥受膠帶偏心力的作用而旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度B，這就相當(dāng)于膠帶在一個(gè)偏斜托輥上運(yùn)行一樣。如圖2-2所示。這時(shí)由于托輥轉(zhuǎn)動(dòng)圓周速度V1與膠帶的速度V2產(chǎn)生一個(gè)速度差v3，托輥給交代一個(gè)橫向力推動(dòng)膠帶向與v3相反方向偏移，而回復(fù)到正常位置。在采取順槽用的繩架式及可伸縮式膠帶輸送機(jī)上，一般不安裝回轉(zhuǎn)式調(diào)心托輥。蛋托輥在托架上安裝的位置是可以調(diào)整的。
二 托輥運(yùn)轉(zhuǎn)問題
膠帶輸送機(jī)的托輥用量很大，按普通型膠帶輸送機(jī)重?cái)嗤休侀g距1.5米，3個(gè)短托輥（槽形托輥）；空段托輥間距3米，1個(gè)長(zhǎng)托輥計(jì)算，輸送機(jī)長(zhǎng)600米時(shí)，則有1400多個(gè)托輥，若長(zhǎng)度為1000米。則有2240多個(gè)托輥。
托輥運(yùn)轉(zhuǎn)的靈活程度對(duì)整個(gè)輸送機(jī)的運(yùn)行阻力，功率消耗，托輥和膠帶的使用壽命維護(hù)工作量及煤炭 運(yùn)輸成本都有很大影響。
托輥運(yùn)轉(zhuǎn)中往往出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)甚至不轉(zhuǎn)東風(fēng)，這樣托輥運(yùn)轉(zhuǎn)的阻力系數(shù)就由滾動(dòng)變成滑動(dòng)，其數(shù)值增大10倍左右。其結(jié)果造成運(yùn)行阻力增大，功率消耗增大，相應(yīng)的輸送巨鹿或輸送量要減少；由于托輥轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，使托輥好人膠帶的磨損加劇，是用壽命降低。由于要經(jīng)常大量更換托輥，造成托輥備件供應(yīng)緊張，設(shè)備維護(hù)工作量增多；導(dǎo)致煤的運(yùn)輸成本的提高。
2.3 主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)要求
高傾角帶式輸送機(jī)的主要研究?jī)?nèi)容是：如何在高傾角條件下使物料在起動(dòng)和運(yùn)行過程中不發(fā)生滾料現(xiàn)象，圍繞這一主要研究?jī)?nèi)容有以下技術(shù)關(guān)鍵需要攻克。
3.1機(jī)型研究:對(duì)各種技術(shù)機(jī)型進(jìn)行合理的分析，選擇最優(yōu)的機(jī)型。
3.2成槽性好的高強(qiáng)度輸送帶和接頭的研究（包括花紋帶的研究）。
3.3試驗(yàn)、研究原煤與輸送帶結(jié)構(gòu)、成形之間的關(guān)系，以尋求提高許用傾角的途徑。
3.4裝載處滾料措施的研究:保證裝載處的物流處于穩(wěn)定狀態(tài)。
3 .5整機(jī)主要元部件的研究 :包括 軟啟動(dòng)及功率平衡、及逆止、電控及保護(hù)等，對(duì)軟啟動(dòng)技術(shù)要研究無級(jí)調(diào)速的等加速度、慢速啟動(dòng)技術(shù)功能。
3.6 輸送機(jī)沿線保護(hù)措施及輸送帶保護(hù)( 撕、斷帶)的研究等。
3.7掃技術(shù)的研究:選擇最有效的清掃裝置 。
通過對(duì)上述問題的深入研究和對(duì)前述三種機(jī)型的比較,只要對(duì)大傾角輸送機(jī)進(jìn)行技術(shù)改革 , 那么采用深槽型輸送機(jī)作為高傾角輸送機(jī)最合理 , 優(yōu)點(diǎn)也最多:可使用普通輸送帶實(shí)現(xiàn)高傾角輸送原煤,能滿足多點(diǎn)裝載的要求,傳動(dòng)功 率不受特殊條件的限制 , 大部分元部件與普通調(diào)速輸送機(jī)相同，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝、制造、清掃方便，價(jià)格低。
第三章 計(jì)算
3.1 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件
帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算，應(yīng)具有下列原始數(shù)據(jù)及工作條件資料：
（1)運(yùn)輸?shù)奈锪戏N類和輸送能力：
（2)物料的性質(zhì)：粒度大小，最大粒度和粗度組成情況；堆積密度；動(dòng)堆積角、靜堆積角，溫度、濕度、粒度和磨損性等。
（3)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(diǎn)數(shù)目和位置；
（6)輸送機(jī)布置形式和尺寸，即輸送機(jī)系統(tǒng)（單機(jī)或多機(jī)）綜合布置形式、地形條件和供電情況。輸送距離、上運(yùn)或下運(yùn)、提升高度、最大傾角等；
原始參數(shù)和工作條件:
(1)輸送物料：原煤；貨載塊度 a=0～300 mm；
(2)輸送量： Q=200 （t/h）；松散容重 γ=0.9 （t/m3）
(3)輸送機(jī)長(zhǎng)： L=450 m；
(4)輸送傾角： β=220
(5)工作環(huán)境: 井下使用、濕度大、塵埃大
(6)供電電壓 660V或6000V
(7)根據(jù)給定的原始數(shù)據(jù)初步確定輸送機(jī)布置形式：
ST
1
β
7
5
4
3
2
υ
25m
5m
L=450 m
6
圖3.1 總安裝布置圖
3.2 計(jì)算步驟
3.2.1 膠帶帶寬（B），速度（v）和輸送量（Q）的計(jì)算與選擇
取v表示膠帶的運(yùn)動(dòng)速度（m/s)。q代表單位長(zhǎng)度膠帶內(nèi)貨載的重量（kg/m）。則膠帶輸送機(jī)的輸送能力為：
Q=3.6qv（t/h） （3.1）
單位長(zhǎng)度的載荷q值決定于被運(yùn)載的斷面積F（㎡）及其容量γ（t/），對(duì)于連續(xù)貨流的膠帶輸送機(jī)單位長(zhǎng)度重量為：
q=1000F?γ (kg/m） （3.2）
將(3.1)式代入（3.2）式，則得：
Q=3600F?v?γ（t/h） （3.3）
貨載斷面積F的大小主要取決于膠帶的寬帶。
查資料可得膠帶輸送機(jī)的的輸送能力：
（t/h） （3.4）
式中： B---膠帶寬度（m）；
Q---輸送送量(噸/h）；
v---帶速（m/s)；
γ ---貨載散集容量（噸/）
K---貸載斷面系數(shù)，K值與貸載的堆積角ρ值有關(guān)
C---輸送機(jī)的傾角系數(shù)
如給定使用地點(diǎn)的運(yùn)輸生產(chǎn)率A（噸/小時(shí)），則令Q=A帶入（4），可得膠帶寬度的計(jì)算式
B= （3.5）
對(duì)于原煤的貸載：
B=2amax+200(mm) （3.6）
=2300+200=800(mm)
3.2.2 輸送機(jī)帶速υ預(yù)選
帶速的選擇
A：輸送量大，輸送帶較寬時(shí)，應(yīng)選較高的帶速。
B：較長(zhǎng)的水平輸送機(jī)，應(yīng)選較高的帶速，輸送機(jī) 傾角越大，輸送距離越短，則帶速應(yīng)越低。
C：物料易滾動(dòng)，粒度大，磨損性越強(qiáng)，或容易揚(yáng)塵的以及環(huán)境衛(wèi)生條件要求較高時(shí)，宜選用較低帶速。
D:一般用于給料或輸送粉塵量大的物料時(shí)，帶速可取0.8--1m/s,或根據(jù)物料特性和工藝要求決定。
E：人工配料稱重時(shí)，帶速不應(yīng)大于1.25m/s
F：采用犁式卸料器時(shí)，帶速不宜超過2.0m/s。
G：采用卸料車時(shí)，帶速不宜超過2.5m/s，當(dāng)輸送細(xì)碎后的物料或小塊物料時(shí)，允許帶速為3.15m/s。
H：輸送成件物品時(shí)，帶速一般不低于1.25m/s。
由 t/h
按給定的工作條件，查表可取取原煤動(dòng)堆積角： ρ=200
在查貨載斷面系數(shù)可得斷面系數(shù)： K=385
根據(jù)輸送傾角取傾角系數(shù) c=0.75
設(shè)裝料不勻系數(shù)為1.1
考慮該輸送機(jī)選擇鋼絲繩芯輸送帶，故選擇帶速V=2.0 m/s
3.2.3 膠帶運(yùn)行阻力運(yùn)算
在一般情況下，重段和空段的運(yùn)行阻力可以分別表示如下：
Wzb=(q+qd+qg1）L1cos（q+qd）Lsin （3.7）
Wk=（qd+）L11cosqdLsin （3.8）
L-----是輸送機(jī)長(zhǎng)度（m）
1 11-----分別為槽形，平行托輥?zhàn)枇ο禂?shù)
q-----每米長(zhǎng)的膠帶上的貨載重量（公斤/米）；由（1）式可以求的：
q= （3.9）
=
=27.78（kg/m）；
qd-----每米長(zhǎng)的膠帶自重（kg/m）
托輥及其間距選擇：
①承載段
托輥直徑φ=89 mm ，4托輥（2×305，2×200），鑄鐵軸承座。
托輥間距 =1.2 m
單位長(zhǎng)度托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量
==14.45(kg/m)
②回空段
托輥直徑φ=89 mm ，平托輥長(zhǎng)950mm，鑄鐵軸承座。
托輥間距=3 m
單位長(zhǎng)度托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量
=(kg/m)
-----分別為折算到每米長(zhǎng)度上的上，下托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量（公斤/m） 3.2.4 預(yù)選輸送帶:
輸送帶是輸送機(jī)的重要組成部件之一，它必須具有較高的強(qiáng)度和擾性，輸送帶的價(jià)格比較昂貴，約占了輸送機(jī)總成本的百分之二十五到百分之五十之間，在類型確定上需要滿足一下幾點(diǎn)：
（1）在煤礦井下使用時(shí)，必須使用阻燃的輸送帶，并且盡量使用橡膠貼面，其次為橡膠貼面和塑料貼面的阻燃輸送帶。
（2）應(yīng)盡可能選用尼龍，維尼龍帆布層帶，因抗拉強(qiáng)度下，上述材料比棉帆布帶輕，帶薄，柔軟，成槽性好，耐水和耐腐蝕。
覆蓋嬌的厚度主要取決于被運(yùn)料的種類和特性。給料沖擊的大小
帶速與機(jī)長(zhǎng)。輸送帶由帶芯和 覆蓋層組成，或鋼絲繩構(gòu)成，他們是輸送帶的骨架層，幾乎承受輸送帶工作時(shí)全部的載荷，，因此帶芯材料必須具有一定的強(qiáng)度和剛度，覆蓋膠用以保護(hù)中間帶芯不受機(jī)械損傷以及周圍介質(zhì)的有害影響。
鋼繩芯帶式輸送機(jī)在結(jié)構(gòu)形式上相同于通用帶式輸送機(jī)，只是輸送帶由織物芯帶改為鋼絲繩芯帶，因此它是一種強(qiáng)力型的帶式輸送機(jī)，具有輸送距離長(zhǎng)，運(yùn)輸能力大，運(yùn)行速度高，輸送帶成槽性好和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，大型礦井主要平港，寫景和地面生長(zhǎng)系統(tǒng)往往會(huì)用到大運(yùn)量，長(zhǎng)距離情況，如果采用普通型帶式輸送機(jī)運(yùn)輸，由于受到輸送帶強(qiáng)度的限制而只能采用多臺(tái)串聯(lián)運(yùn)行方式，這就造成 設(shè)備數(shù)量多，物料轉(zhuǎn)載次數(shù)多因而帶來設(shè)備投資高，運(yùn)轉(zhuǎn)效率低，事故率升高，因?yàn)槲以O(shè)計(jì)的輸送機(jī)運(yùn)輸距離長(zhǎng)450m，所以我采用鋼絲繩芯輸送帶，查DTIIA手冊(cè)表，預(yù)選：鋼絲繩芯輸送帶，NR覆蓋膠
表3.1 輸送帶類型
輸送帶類型
縱向拉伸強(qiáng)度
(N/m)
鋼絲繩最大直徑
(mm)
鋼絲繩間距
(mm)
帶厚
（mm）
ST
1600
5
12
17
型號(hào)：ST1600型鋼絲繩芯輸送帶
縱向拉伸強(qiáng)度 1600 N/m
輸送帶質(zhì)量 27 kg/m2
單位長(zhǎng)度輸送帶質(zhì)量
綜上并根據(jù)原始資料，取重段阻力系數(shù)ω1=0.04 ，ω11=0.035
可得重段運(yùn)行阻力：
W4-5=(q+qd+）L4-51cos220（q+qd）Lsin220
=92017(N)
可得空段運(yùn)行阻力：
W6-7=（qd+）L6-711cos220-qdLsin220
=-1771(N)
W1-2=（qd+）L1-211
=46（N）
W2-3=（qd+）L2-311cos220-qdL2-3sin220
=-29752（N）
3.2.5 輸送帶張力運(yùn)算
輸送機(jī)膠帶的張力也和刮板輸送機(jī)的鏈子張力一樣，用（逐點(diǎn)計(jì)算法）計(jì)算：
3.2.6 膠帶打滑條件的預(yù)算
輸送機(jī)是靠皮帶與帶輪之間的摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)和力的，在安裝帶傳動(dòng)時(shí)，須將帶張緊，由于張緊力的存在，帶與帶輪之間接觸表面上就產(chǎn)生了正壓力，當(dāng)帶傳動(dòng)工作開始時(shí)，帶與帶輪的接觸表面有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，因而在該接觸面間就產(chǎn)生了摩擦力，傳功輪的兩邊就產(chǎn)生相應(yīng)的緊邊和松邊，設(shè)緊邊的張力為F1，松邊為F2，則兩邊的壓力差為：
F=F1-F2 (3.10)
由于輸送機(jī)在非穩(wěn)定狀態(tài)下（啟動(dòng)和制動(dòng)），帶條除受靜張力的作用外還受速度變化引起的附加張緊力作用動(dòng)張緊力與靜張緊力疊加，可能引起帶條在驅(qū)動(dòng)滾筒上的打滑，這種是允許的，因?yàn)檫@會(huì)造成帶條的下覆蓋面膠層與滾筒覆蓋面之間的強(qiáng)烈摩擦，發(fā)熱而損害，更主要的是會(huì)使?jié)L筒與帶條之間的摩擦系數(shù)降低。以致造成輸送機(jī)不僅難于繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，而且破壞它的正常運(yùn)動(dòng)。為了防止這種情況的發(fā)生需要在圓周驅(qū)動(dòng)力的前乘以一個(gè)系數(shù)K，即:
KFu=F1-F2. (3.11)
根據(jù)柔性摩擦的理論，輸送帶的緊邊和松邊拉力之間的關(guān)系用歐拉公式表示為：
(3.12)
因煤礦井下運(yùn)輸條件較差，取μ=0.2
α=3210
故實(shí)際設(shè)備的圍包角α≥3210
輸送帶不打滑校核
圓周驅(qū)動(dòng)力Fu是通過摩擦傳遞到輸送帶上
3.2.7 膠帶強(qiáng)度計(jì)算
已知最大張力： Smax=S6=100392 N
安全系數(shù)
值大于10，符合要求
3.2.8 電機(jī)功率計(jì)算
傳動(dòng)滾筒的圓周牽引力為
其中：滾筒阻力系數(shù) kl=0.03～0.05
傳動(dòng)效率 η=0.85
功率備用系數(shù) K=1.2
為考慮加載、清掃等附加阻力，選擇礦用防爆電動(dòng)機(jī)YB2（Y系列電機(jī)-液力耦合器-減速器）型2×132KW。分別驅(qū)動(dòng)，配相應(yīng)的軟啟動(dòng)裝置。
3.2.9 滾筒選擇
考慮井下運(yùn)輸條件差，原煤含水量大，選用驅(qū)動(dòng)滾筒為鋼板焊接鑄膠襯墊、表面V型溝槽滾筒，配相應(yīng)的逆止器。
滾筒尺寸：φ1000×1000 mm
3.2.10 拉緊裝置計(jì)算
在布置拉緊裝置，要保證繞入與繞出拉緊滾筒的輸送帶要與拉緊筒的行程平行，并且施加的拉緊力要在拉緊滾筒軸的軸心線所在的平面中。
拉緊裝置行程即拉緊滾筒的行程，按輸送帶伸長(zhǎng)4‰考慮
行程S=0.004L=1.8 m （3.13）
取S=2 m
小車及配重計(jì)算
拉緊小車與軌道的摩擦系數(shù)f=0.05
根據(jù)拉緊裝置平衡條件
（3.14）
拉緊小車及配重供計(jì)1569kg
3.2.11 驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算
驅(qū)動(dòng)定理
驅(qū)動(dòng)滾筒的分力如圖所示;
圖3.2 驅(qū)動(dòng)滾筒力的分析
歐拉公式：
=e (3.15)
其中式子中：
----輸送帶緊邊拉力
---輸送帶張邊拉力
----同傳動(dòng)滾筒中的磨擦系數(shù)
----輸送帶傳動(dòng)滾筒中的包角。
設(shè)滾筒的圓周力為Fu則根據(jù)力矩得
R-R-FuR=0 （3.16）
Fu= - （3.17）
在da角內(nèi)取微分單元的輸送帶dx。設(shè)N為反作用力，則：
X=0(T+dT)+T-dN=0
可得：= (3.18)
因此可以得出如下:
（1）設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)時(shí)，應(yīng)選用歐拉修正式
（2）當(dāng)輸送帶的帶速在3m/s時(shí)，應(yīng)考慮離心力的問題
（3）輸送帶質(zhì)量應(yīng)越輕越好，伸長(zhǎng)率越小越好
驅(qū)動(dòng)裝置安裝位置和驅(qū)動(dòng)形式的選擇
從使用的應(yīng)該是最小拉力來設(shè)計(jì)的話，使用頭部雙滾筒驅(qū)動(dòng)中部單滾筒驅(qū)動(dòng)最好。能減少拉力的百分之三十五，如果距離很長(zhǎng)的話可以減少至少百分之十八的拉力，然而驅(qū)動(dòng)裝置的選擇取決于輸送機(jī)的運(yùn)輸距離，運(yùn)輸重量，線路的形狀，輸送帶的強(qiáng)度以及安全系數(shù)的選擇。
（1）功率的計(jì)算和拉力的計(jì)算
（2）圓周力的計(jì)算
Fu=A1+B1 （3.19）
第四章 高傾角帶式輸送機(jī)部件選擇
4.1 輸送帶的選擇和設(shè)計(jì)
4.1.1 輸送帶的分類
輸送帶，最初是由傳送帶發(fā)展而來的，早在1795年就已被發(fā)現(xiàn)，但當(dāng)時(shí)是帆布袋。1858年出現(xiàn)了增強(qiáng)股價(jià)；1868年出現(xiàn)兩層骨架的橡膠輸送帶，1892年才解決了香橡膠輸送帶成槽能力，后來又發(fā)明了合成纖維。緊接著又發(fā)明了阻燃帶。20世紀(jì)20年代后期又出現(xiàn)了芳綸帶，使超長(zhǎng)距離幾十公里一臺(tái)成為力可能。輸送帶是帶式輸送機(jī)部件中最貴且是最容易磨損的部件，當(dāng)輸送磨損性強(qiáng)的物料時(shí)，輸送帶的壽命顯著降低。輸送帶的壽命由輸送的物料和使用條件決定，對(duì)輸送的要求是:
(1) 具有足夠的抗張強(qiáng)度和模量，伸長(zhǎng)率低；
(2) 要有柔性，但伸長(zhǎng)率一定要有限制；
(3) 強(qiáng)度和寬度要滿足各行各業(yè)的需要；
(4) 承載帶的覆蓋膠能滿足沖擊負(fù)荷的沖擊和耐磨性好，耐疲勞性高；
根據(jù)不同的方法,輸送帶可分為：
（1）按用途分:通用帶，此輸送帶專用于耐燃，抗靜電，耐熱，耐化學(xué)物品和油，耐低溫，食品的輸送帶；
（2)按表面形狀：平面型，槽形，深槽形，波紋檔邊形，夾帶形，隔板式，圓管式，扁管式，壓花形；
（3)按帶芯類型分：棉帆布，合成纖維（粘膠，聚酯以及和棉纖維混紡或編制），鋼鐵型：鋼絲繩，鋼纖維，鋼帶，鋼絲簾布
（4)按強(qiáng)度分：低強(qiáng)度（300kN/m),中強(qiáng)度（300--1250kN/m），高強(qiáng)度（1250kN/m）
（5)特殊結(jié)構(gòu)輸送帶：包括鋼繩牽引輸送帶，旅客輸送帶，花紋輸送帶，檔邊輸送帶，防撕輸送帶，無覆蓋膠輸送帶等；
4.1.2 輸送帶設(shè)計(jì)需考慮的因素
（1）輸送的物料
（2）最大承載量或所需的最大輸送能力，帶寬，帶速等
（3）輸送機(jī)的線路布置
（3）驅(qū)動(dòng)裝置
（4）滾筒直徑
（5）拉緊裝置
（6）托輥
（7）給料裝置形式
（8）在寒冷氣候下使用時(shí)，預(yù)算最低工作溫度
（9）采用輸送帶的接頭形式和清掃方式
4.1.3 輸送帶的連接
為了方便制造和搬運(yùn)，輸送帶的長(zhǎng)度一般制成100—200米，如果輸送機(jī)的輸送距離較長(zhǎng)時(shí)應(yīng)根據(jù)需要進(jìn)行連接。橡膠輸送帶的連接方法為機(jī)械接法與硫化膠接法兩種。硫化膠接法又分為熱硫化和冷硫化膠接法兩種。塑料輸送帶則有機(jī)械接法和塑化接法兩種。
(1)機(jī)械接頭
機(jī)械接頭是一種可拆卸的接頭，但它對(duì)帶芯有損傷，并且接頭強(qiáng)度效率教低，只有25%—60%，使用壽命短，并且接頭通過滾筒表面時(shí)，對(duì)滾筒表面也有損害，這種機(jī)頭常用于短距或移動(dòng)式帶式輸送機(jī)上?？椢飳有据斔蛶С２捎玫臋C(jī)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(jī)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(zhǎng)，對(duì)滾筒表面不產(chǎn)生損害，接頭效率高達(dá)60%—95%的優(yōu)點(diǎn)，但存在接頭工藝復(fù)雜的缺點(diǎn)。
由于機(jī)械接頭強(qiáng)度較低，一般不采用，而主要采用硫化法接頭。本設(shè)計(jì)選用硫化法接頭。
4.2 托輥和機(jī)架
4.2.1 托輥的簡(jiǎn)介
托輥是由棍子和支撐架所組成的用來支撐輸送帶部件，用于保證輸送帶的穩(wěn)定運(yùn)行。作用是用來支撐膠帶，減少膠帶運(yùn)行阻力，并使膠帶的垂直不超過一
定限度，以保證膠帶能夠平穩(wěn)地運(yùn)行，托輥安裝在機(jī)架上。查帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)得所用的托輥直徑為89mm。
托輥按其用途可分為槽形托輥，平行托輥，調(diào)心托輥和緩沖托輥
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(rùn)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。
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。本高傾角帶式輸送機(jī)由四節(jié)輥組組成。
一般托輥是由上托輥和下托輥組成。上托輥分為槽形和平行兩種。輸送散狀物料時(shí)一般選用槽形托輥，本次設(shè)計(jì)選用的是槽形托輥。
下托輥均為平行托輥。
為了防止和克服輸送帶跑偏現(xiàn)象，可選用自動(dòng)調(diào)心托輥。上分支每隔10組槽形托輥設(shè)置一組槽形調(diào)心托輥，下分支每隔6--10組平行下托輥設(shè)置一組平行下調(diào)心托輥 。
托輥棍子有無縫鋼管，配沖壓軸承座，鑄鐵軸承座和全增強(qiáng)塑料。均采用滾動(dòng)軸承軸承，本次設(shè)計(jì)全增強(qiáng)塑料軸承座。
4.2.2 四節(jié)托輥組的選用
該托輥組是由2個(gè)長(zhǎng)托輥和2個(gè)短托輥組成，以形成一定的傾角。且四個(gè)托輥的軸線位于同一鉛錘面上，可增加物料與輸送帶之間的磨擦，而使輸送機(jī)的許用傾角提高。該托輥組的短托輥可以用其兩個(gè)組成下托輥組，本使用新型的下托輥組由2個(gè)短托輥和托輥架組成，從而改變了傳統(tǒng)的下托輥形式，使下托輥組重量輕，并且更換起來更方便，同時(shí)較大程度地減少了回空分支落料及膠帶磨損現(xiàn)象，該托輥組可以用于22°傾角的運(yùn)輸。 托輥如圖：
圖4.1 四級(jí)托輥
托輥結(jié)構(gòu)如圖4.2所示，它主要組成部件是管體，軸承座，密封圈及心軸。
圖4.2 托輥結(jié)構(gòu)
圖4.3 托輥軸零件
當(dāng)選擇托輥間距時(shí)需考慮的因素是輸送帶質(zhì)量，托輥額定負(fù)荷，垂度，托輥壽命，輸送帶額定負(fù)荷和輸送發(fā)張力等。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％。下托輥間距可取為上托輥間距的兩倍。上托輥間距可由下表取得:
表4.1 帶寬
物料寬度（t/m3）
帶寬B/mm
500
650
800
1000
1200
1400
1.6
1200
1200
1200
1.6
1200
1100
1100
則根據(jù)此表上托輥間距可取為1200mm，下托輥間距可取2400mm.
4.2.3 托輥的選型
槽形托輥用于輸送散粒物料的帶式輸送機(jī)的上分支,由原始尺寸B＝800mm查DTⅡ(A)帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)，取托輥直徑φ=89 mm ，4托輥（2×305，2×200）
表4.2 托輥?zhàn)枇ο禂?shù)
托輥直徑
(mm)
托輥軸徑
(mm)
軸承型號(hào)
托輥長(zhǎng)度
(mm)
托輥軸外伸長(zhǎng) (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
4G205
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
4.2.4 托輥的發(fā)展趨勢(shì)
（1）深槽角托輥很表面噴涂托輥
現(xiàn)如今輸送機(jī)偏重使用深槽角托輥和中間不等長(zhǎng)托輥，使托輥承載趨于均勻，托輥的另一種趨勢(shì)是應(yīng)用非剛性材料和在鋼材表面噴涂化工材料，如聚胺脂防護(hù)層托輥，這種材料對(duì)金屬材料具有較強(qiáng)的附著力，還具有抗腐蝕，抗壓縮，抗沖擊等特性。
(2)前置式托輥
該托輥是不存在輥間間隙，適當(dāng)減少中間托輥長(zhǎng)度，并且相對(duì)的減少中間載荷，輸送帶與兩側(cè)輥幾乎沿母線全長(zhǎng)接觸，有利于輸送帶隊(duì)中。
(3)吊掛式托輥
吊掛式托輥有兩種結(jié)構(gòu)，一種結(jié)構(gòu)是在一條柔性鋼絲繩上模壓著塑料或橡膠盤，在鋼絲繩兩端裝有軸承以此為框軸固定在縱向構(gòu)件上。另一種結(jié)構(gòu)是把有軸承的每一個(gè)托輥互相鉸鏈而成，兩端掛在縱向構(gòu)件上。
(4)小型電動(dòng)滾筒式托輥
小型電動(dòng)滾筒式托輥的外形同長(zhǎng)的托輥一樣，滾筒內(nèi)設(shè)置星系齒輪帶動(dòng)帶外殼的內(nèi)齒輪，再經(jīng)消震器輸出。
4.3 滾筒的選擇與計(jì)算
滾筒組是帶式輸送機(jī)的重要部件，按在輸送機(jī)中所起的作用可分為傳動(dòng)滾筒和改向滾筒用來傳遞牽引力或制動(dòng)力的。傳動(dòng)滾筒傳動(dòng)滾筒是在帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)中一般只需選擇出滾筒，選擇滾筒的主要指標(biāo)是滾筒的直徑。選用大直徑的滾筒對(duì)輸送帶的使用有利，但是，當(dāng)滾筒至今增大后，驅(qū)動(dòng)滾筒的質(zhì)量，驅(qū)動(dòng)裝置的減速器的減速比。減速器的減速比，減速器的質(zhì)量，驅(qū)動(dòng)裝置減速器的減速比。減速器的質(zhì)量和尺寸都需要相應(yīng)的增大。選擇滾筒直徑主要考慮以下因素：
(1)輸送帶發(fā)生彎曲的頻次
(2)輸送帶與滾筒面見的最大或平均比壓
(3)送帶繞過滾筒式輸送帶的彎曲應(yīng)力
(4)輸送帶作用強(qiáng)度利用率
(5)輸送機(jī)的安裝地點(diǎn)和使用費(fèi)條件
按照帶寬B=800mm，初選傳動(dòng)滾筒