托輥皮帶機(jī)機(jī)尾的設(shè)計(jì)【可伸縮帶式輸送機(jī)】【L=600m v=2m-s Q=400t-h 】

托輥皮帶機(jī)機(jī)尾的設(shè)計(jì)【可伸縮帶式輸送機(jī)】【L=600m v=2m-s Q=400t-h 】,可伸縮帶式輸送機(jī),L=600m v=2m-s Q=400t-h ,托輥皮帶機(jī)機(jī)尾的設(shè)計(jì)【可伸縮帶式輸送機(jī)】【L=600m,v=2m-s,Q=400t-h,皮帶機(jī),機(jī)尾,設(shè)計(jì),伸縮,輸送 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘 要 帶式輸送機(jī)是輸送能力最大的連續(xù)機(jī)械之一,被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各部門。它的主要優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行平衡，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，能耗低，對環(huán)境污染小，便于集中控制和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，管理維護(hù)方便，在連續(xù)裝載條件下可實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸。 本文根據(jù)地面主提升帶式輸送機(jī)的原始參數(shù)，結(jié)合常規(guī)上運(yùn)帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)方案及制動(dòng)方案的理論的研究,對上運(yùn)帶式輸送機(jī)進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過對輸送機(jī)各部件的選型計(jì)算和某些重要部件的設(shè)計(jì),最終使整個(gè)系統(tǒng)能夠在給定場合下安全可靠的完成預(yù)期的任務(wù)。 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)尾和導(dǎo)回裝置，中部機(jī)架，拉緊裝置以及膠帶。 在文中，詳述了目前國內(nèi)拉緊裝置的主要形式，通過介紹拉緊裝置的主要作用和幾種拉緊裝置優(yōu)缺點(diǎn)的比較，對液壓自動(dòng)拉緊裝置系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。經(jīng)過上述的設(shè)計(jì)和計(jì)算，最終得到了符合條件的帶式輸送機(jī)。 關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī)；上運(yùn)；選型設(shè)計(jì) Abstract Belt Converso system is known as an efficient mean of transporting bulk materials, it has a high requirement of reliablity.With the development of mining work conditions, the convery route become more and more complex, and it′s conveyance ability with transport distance is all other transport a machine equipments can't compare to, its structure simple, circulate balance, revolve credibility. This article sums up the feasible scheme of the key technology, aimed at the primitive parameter of the belt conveyor of coal colliery.In the article, through the design calculation of choosing the equipments and the design of some important parts of the belt conveyor, the system can finish the mission safely and dependably on the occasion. 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. The article passes the comparison which tenses device merit and shortcoming of main function and a few kinds that the introduction tenses device in going into detail to tense the foundation of the main form of device with domestic currently.We serve the purpose at last. Keywords: Belt conveyer, Transport, Lectotype Design - 49 - 目 錄 1 緒論 - 1 - 1.1帶式輸送機(jī)的發(fā)展與現(xiàn)狀 - 2 - 1.1.1我國煤礦用帶式輸送機(jī)的發(fā)展 - 2 - 1.2帶式輸送機(jī)的分類及其特點(diǎn) - 3 - 1.2.1帶式輸送機(jī)的分類 - 3 - 1.2.2帶式輸送機(jī)的特點(diǎn) - 4 - 1.3可伸縮帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)概述 - 6 - 1.3.1機(jī)頭傳動(dòng)裝置 - 6 - 1.3.2張緊裝置 - 7 - 1.3.3機(jī)身部 - 8 - 1.3.4機(jī)尾 - 8 - 1.4帶式輸送機(jī)各部件及其作用 - 8 - 1.5解決的關(guān)鍵問題和設(shè)計(jì)思路、方法 - 10 - 2 可伸縮帶式輸送機(jī)輸送帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 - 12 - 2.1可伸縮帶式輸送機(jī)輸送帶的選擇 - 12 - 2.2輸送量 - 13 - 2.2.1物料堆積橫截面積的計(jì)算 - 14 - 2.2.2驗(yàn)算膠帶寬度 - 15 - 2.2.3輸送能力的驗(yàn)算 - 16 - 2.2.4每米輸送機(jī)上物料的質(zhì)量 - 16 - 2.2.5輸送帶厚度 - 17 - 2.3牽引力的計(jì)算 - 17 - 2.4輸送帶各點(diǎn)張力的計(jì)算 - 19 - 2.4.1膠帶層數(shù)的計(jì)算 - 23 - 2.4.2膠帶打滑條件的計(jì)算 - 23 - 2.5輸送帶壽命的計(jì)算 - 24 - 3 帶式輸送機(jī)托輥設(shè)計(jì)計(jì)算 - 26 - 3.1托輥的結(jié)構(gòu)與種類 - 26 - 3.2托輥的選擇計(jì)算 - 27 - 3.2.1托輥垂度與間距的設(shè)計(jì)計(jì)算 - 27 - 3.2.2輸送帶的最小拉力 - 29 - 3.2.3托輥的靜載荷計(jì)算 - 30 - 3.2.4托輥的動(dòng)載荷計(jì)算 - 31 - 3.2.5托輥的額定負(fù)荷和最大轉(zhuǎn)速 - 31 - 3.2.6計(jì)算托輥的槽形角 - 33 - 4 帶式輸送機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì)計(jì)算 - 35 - 4.1中間架的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核 - 35 - 4.1.1中間架的設(shè)計(jì) - 35 - 4.1.2中間架的強(qiáng)度校核 - 35 - 5 主軸的設(shè)計(jì)與鍵的強(qiáng)度校核 - 38 - 5.1主軸的設(shè)計(jì) - 38 - 5.2鍵的強(qiáng)度校核 - 43 - 結(jié) 論 - 47 - 致 謝 - 48 - 參考文獻(xiàn) - 49 - 1 緒論 現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展導(dǎo)致能源消耗的激增，隨之而來的是與工業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的運(yùn)輸設(shè)備有了長足的進(jìn)步。在帶式輸送機(jī)方面，隨著運(yùn)行阻力計(jì)算方法、動(dòng)力學(xué)分析、高張力輸送帶設(shè)計(jì)、接頭分析、清掃和監(jiān)控技術(shù)、PLC技術(shù)的應(yīng)用，帶式輸送機(jī)以廣泛應(yīng)用在礦山、冶金、煤炭等部門，并在長距離輸送機(jī)、轉(zhuǎn)彎輸送機(jī)、雙向輸送機(jī)、垂直提升輸送機(jī)和氣墊帶式輸送機(jī)等方面取得了新的發(fā)展。 帶式輸送機(jī)由于具有長距離連續(xù)運(yùn)輸、運(yùn)輸量大、運(yùn)行可靠、效率高和易于自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在國外高產(chǎn)高效礦井，順槽可伸縮帶式輸送機(jī)主要參數(shù)一般為：運(yùn)距為1200～2000～3000M，帶速為3.5～4m/s，輸送量為2500～3000t/h，驅(qū)動(dòng)總功率為1500～3000kw、最大達(dá)11000kw。目前國產(chǎn)帶式輸送機(jī)的主要參數(shù)要比國外低得多，運(yùn)行性能尤其是工作可靠性差距更大。 輸送帶是帶式輸送機(jī)的承載構(gòu)件，帶上的物料隨帶一起運(yùn)行，根據(jù)需要物料可在輸送機(jī)端部和中部位置卸下。輸送帶用旋轉(zhuǎn)地托輥支撐，運(yùn)行阻力小。帶式輸送機(jī)可沿水平和傾斜路線布置，在輸送原煤時(shí)，設(shè)計(jì)向上的最大輸送角一般為17o～18o；向下最大輸送傾角一般為15o～16o。當(dāng)采用花紋輸送帶加之采取其他相應(yīng)措施上運(yùn)傾角可高達(dá)28o～29o；下運(yùn)傾角可達(dá)25o～28o。當(dāng)采用某些特殊措施時(shí)，可實(shí)現(xiàn)更大的運(yùn)輸傾角，乃至垂直提升。 本課題的研究意義與目的在于，本課題所涉及的帶式輸送機(jī)為地面上運(yùn)、長距離輸送機(jī)，其所需要解決的主要問題在于軟啟動(dòng)問題以及拉緊裝置的選取，同時(shí)需要大工作量的計(jì)算，而且還需考慮多級(jí)驅(qū)動(dòng)與功率平衡問題。 1.1帶式輸送機(jī)的發(fā)展與現(xiàn)狀 長距離、大運(yùn)量、高速是帶式輸送機(jī)的最新發(fā)展方向。與其他運(yùn)輸設(shè)備(如機(jī)車類)相比，帶式輸送機(jī)不僅具有長距離(單機(jī)長度可達(dá)5000米，而且可以實(shí)現(xiàn)多機(jī)進(jìn)行串聯(lián)搭接，運(yùn)距可達(dá)206km )、大運(yùn)量、連續(xù)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，而且運(yùn)行可靠，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和集中控制，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。帶式輸送機(jī)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于公路汽運(yùn)方式，而且只要生產(chǎn)時(shí)間超過5年，帶式輸送機(jī)輸送方式比公路汽運(yùn)的總投資要小得多，所以在企業(yè)的生產(chǎn)過程中，凡能實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)輸送的場合，一般都采用連續(xù)的帶式輸送機(jī)輸送。與其他設(shè)備相比，帶式輸送機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)輸送物料種類廣泛； (2)輸送能力范圍寬； (3)輸送線路的適應(yīng)性強(qiáng)； (4)靈活的裝卸料，可以靈活實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)或多點(diǎn)受料或卸料； (5)可靠性和安全性高； (6)費(fèi)用低。 1.1.1我國煤礦用帶式輸送機(jī)的發(fā)展 （1）大型化、智能化 為了適應(yīng)高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要，帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸能力要加大，控制自動(dòng)化水平要提高，長運(yùn)距、高帶速、大運(yùn)量、大功率是帶式輸送機(jī)今后發(fā)展的必然趨勢。在今后的10年內(nèi)，輸送量要達(dá)到4000～5000t/h，帶速要提高到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1000～1500KW,輸送帶要達(dá)到PVG3150和ST6000以上。 （2）提高關(guān)鍵零部件的性能和可靠性 設(shè)備開機(jī)率的高低主要取決于輸送機(jī)關(guān)鍵零部件的性能和可靠性。而要提高關(guān)鍵零部件的性能和可靠性，除了進(jìn)一步完善和提高現(xiàn)有零部件的性能和可靠性外，還要不斷開發(fā)研究新的技術(shù)和零部件，如高性能可控軟啟動(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)尾、高壽命托輥等，使帶式輸送機(jī)的性能進(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，但目前其效能還沒有充分發(fā)揮，資源有所浪費(fèi)。如將帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)作適當(dāng)修改，并采取一定的安全措施，就可拓展到運(yùn)人、運(yùn)料或雙向運(yùn)輸?shù)裙δ?，做到一機(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 中國煤礦的地質(zhì)條件差異較大，在運(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、長運(yùn)距下運(yùn)帶式輸送機(jī)等，而有些場合常規(guī)的帶式輸送機(jī)是無法滿足要求的。為了滿足煤礦井下的某些特殊要求，應(yīng)開發(fā)滿足這些特殊要求帶式輸送機(jī)，如波紋擋邊輸送機(jī)、管狀帶式輸送機(jī)、平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)、線摩擦多驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)、大傾角上運(yùn)帶式輸送機(jī)、打傾角下運(yùn)帶式輸送機(jī)等。 1.2帶式輸送機(jī)的分類及其特點(diǎn) 1.2.1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)，另外一類是特種結(jié)構(gòu)的帶式輸送機(jī)。 1.2.2帶式輸送機(jī)的特點(diǎn) 普通型： （1）DTⅡ型固定式帶式輸送機(jī)DTⅡ型固定式帶式輸送機(jī)由于輸送量大、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、成本低、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)廣泛地在冶金、礦山、煤炭、港口、電站、建材、化工、輕工、石油等行業(yè)中用來輸送散狀物料和成件物品。根據(jù)輸送工藝要求，單機(jī)輸送，也可以多臺(tái)或與其它輸送機(jī)組成水平或傾斜的輸送系統(tǒng)。 DTⅡ型在環(huán)境溫度-25℃～40℃的范圍內(nèi)使用，輸送物料的溫度在50℃以下，對于有耐熱、耐寒、防水、防腐、防爆、阻燃等條件，應(yīng)另行采取相應(yīng)的防護(hù)措施。 （2）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。 （3）DX型鋼繩芯帶式輸送機(jī)它屬于高強(qiáng)度帶式輸送機(jī)，其輸送帶的帶芯中有平行的細(xì)鋼繩，一臺(tái)運(yùn)輸機(jī)運(yùn)距可達(dá)幾公里到幾十公里。 （4）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30°～45°提高到90°使輸送帶成U形。這樣一來輸送帶與物料間產(chǎn)生擠壓，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。 特種結(jié)構(gòu)型： （1）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(gè)圓管狀，即為管形帶式輸送機(jī)，因?yàn)檩斔蛶П痪沓梢粋€(gè)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。 （2）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(dòng)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(dòng)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。 （3）波狀擋邊帶式輸送機(jī)可大傾角的輸送散裝物塊，能大量節(jié)省占地面積，徹底解決了普通、花紋帶式輸送機(jī)不能達(dá)到的輸送角度?？傮w投資較低，尤其在陶瓷、建材、煤炭行業(yè)應(yīng)用較佳。 （4）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)。 （5）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。 1.3可伸縮帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)概述 可伸縮帶式輸送機(jī)主要由機(jī)頭傳動(dòng)裝置，貯帶裝置，張緊裝置，收放輸送帶裝置機(jī)身及機(jī)尾等，機(jī)身及機(jī)尾是輸送機(jī)的非固裝部分，其余為固裝部分，而機(jī)身又是輸送機(jī)的可伸縮部分。 1.3.1機(jī)頭傳動(dòng)裝置 機(jī)頭傳動(dòng)裝置主要由電功機(jī)、液力偶合器、減速器、主、副傳動(dòng)滾筒、聯(lián)動(dòng)齒輪和傳動(dòng)架等組成。主、副傳動(dòng)滾筒由兩臺(tái)異步防爆型電動(dòng)機(jī)通過液力偶合器和減速器帶動(dòng)。在液力偶合器保護(hù)罩的兩端裝有連接法蘭，電動(dòng)機(jī)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(jī)的傳動(dòng)裝置。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝和運(yùn)輸，特別是便于相互對準(zhǔn)找正，以提高安裝質(zhì)量，使輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。整個(gè)傳動(dòng)裝置通過減速器外殼用螺栓固定在機(jī)頭架的側(cè)板上。 減速器采用三級(jí)齒輪傳動(dòng)。第一級(jí)為螺旋傘齒輪，第二級(jí)為斜齒圓柱齒輪，第三級(jí)為直齒圓柱齒輪。 傳動(dòng)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，故滾筒受力情況好。又保證裝拆方便，為了增加膠帶在傳動(dòng)滾筒上的圍包角，可伸縮膠帶輸送機(jī)采用雙滾筒傳動(dòng)。采用雙滾筒傳動(dòng)時(shí)，可以單電機(jī)驅(qū)動(dòng)，也可以雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，需在機(jī)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(dòng)齒輪。當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，通過液力偶合器、減速器和聯(lián)動(dòng)齒輪同時(shí)傳動(dòng)主、副滾筒，驅(qū)動(dòng)膠帶運(yùn)行。若用兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)主副滾筒，一般不加聯(lián)動(dòng)齒輪。但是在本設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置中，既采用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)，又裝有聯(lián)動(dòng)齒輪。這是因?yàn)榭紤]到機(jī)身縮短到一定程度時(shí)，所需功率由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)負(fù)擔(dān)即可，這時(shí)可拆掉一套傳動(dòng)裝置，變成單電機(jī)驅(qū)動(dòng)型式。單電機(jī)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備制造簡單，電控設(shè)備少，便于維護(hù)運(yùn)轉(zhuǎn)，缺點(diǎn)是隨著運(yùn)輸距離的縮短，將形成大馬拉小車，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行功率因數(shù)降低。 傳動(dòng)滾筒是膠帶輸送機(jī)傳遞牽引力、驅(qū)動(dòng)膠帶運(yùn)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(jī)的牽引力；鑄膠滾筒膠厚耐磨，有條件時(shí)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(jī)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(jī)頭部跑偏。卸載端的后部還裝有一個(gè)改向滾筒，以改變輸送帶運(yùn)行方向。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。 1.3.2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(dòng)張緊裝置是一種在輸送機(jī)工作過程中能按一定的要求自動(dòng)調(diào)節(jié)拉緊力的張緊裝置，在現(xiàn)代化距離帶式輸送機(jī)中使用較多，它能使輸送帶具有合理的張力，自動(dòng)補(bǔ)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(dòng)張緊裝置有自動(dòng)絞車張緊裝置和全自動(dòng)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(dòng)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。 1.3.3機(jī)身部 由“H”型支架、鋼管上下托輥組成，是輸送機(jī)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。 1.3.4機(jī)尾 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(jī)尾骨架，彼此又用圓柱銷連接成為一整體，可供轉(zhuǎn)載機(jī)在上面行走。機(jī)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(jī)尾的前后端都可裝移動(dòng)機(jī)尾用的滑輪，供移動(dòng)機(jī)尾用，移動(dòng)機(jī)尾用回柱絞車牽引。 1.4帶式輸送機(jī)各部件及其作用 1.輸送帶 輸送帶在帶式輸送機(jī)中既是牽引機(jī)構(gòu)又是承載機(jī)構(gòu)。它不僅應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，還要有相應(yīng)的承載能力。為此，輸送帶是由承受拉力并具有一定寬度的柔性帶芯、上下覆蓋層及邊線保護(hù)層構(gòu)成。我國目前生產(chǎn)的輸送帶有以下幾種：橡膠輸送帶、塑料輸送帶和鋼絲繩輸送帶 2.托輥 托輥是承托輸送帶使它的垂度不超過限定值以減少運(yùn)行阻力，保證帶式輸送機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行的部件。托輥沿帶式輸送機(jī)全長分布，數(shù)量很多，其總重約占整機(jī)的30％～40％，價(jià)值約占整機(jī)的20％，所以，托輥質(zhì)量的好壞直接影響輸送機(jī)的運(yùn)行，而且托輥的維修費(fèi)用已成為帶式輸送機(jī)運(yùn)營費(fèi)用的重要組成部分，這就要求托輥運(yùn)行阻力小，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，使用壽命長等。因此，對托輥的結(jié)構(gòu)形式、材質(zhì)、潤滑及輥徑等的改進(jìn)和提高都是國內(nèi)外重點(diǎn)研究的內(nèi)容。 托輥按用途不同可分為：承載托輥、調(diào)偏托輥和緩沖托輥。 3.驅(qū)動(dòng)裝置 驅(qū)動(dòng)裝置的作用是：將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給輸送帶，并帶動(dòng)它運(yùn)行。功率不大的帶式輸送機(jī)一般采用電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)的方式；而對于長距離、大功率、高帶速的帶式輸送機(jī)。采用的驅(qū)動(dòng)裝置滿足下列要求： （1）電動(dòng)機(jī)無載啟動(dòng)； （2）輸送帶的加、減速度特性任意可調(diào)； （3）能滿足頻繁啟動(dòng)的需要； （4）有過載保護(hù)； （5）多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，各電機(jī)的負(fù)荷均衡。 本輸送面采用可控方式使輸送帶啟動(dòng)，這樣可減少輸送帶及各部件所受的動(dòng)負(fù)荷及啟動(dòng)電流。 4.機(jī)架 機(jī)架是用于支承滾筒及承受輸送帶張力的裝置，給料機(jī)的機(jī)架包括固定臂主梁、伸縮臂兩部分。 5.拉緊裝置 拉緊裝置的作用：使輸送帶具有足夠的張力，保證輸送帶和傳動(dòng)滾筒之間產(chǎn)生力使輸送帶不打滑，并限制輸送帶在各托輥間的垂度，使輸送帶正常運(yùn)行。 常見的幾種拉緊裝置有：螺旋拉緊裝置、鋼絲繩絞車式拉緊裝置 垂直式和重錘車式拉緊裝置以及液壓絞車自動(dòng)拉緊裝置。 6．制動(dòng)裝置 帶式輸送機(jī)用的制動(dòng)裝置有逆止器和制動(dòng)器。逆止器是供向上運(yùn)輸?shù)妮斔蜋C(jī)停車后限制輸送帶倒退用；制動(dòng)器是供向下運(yùn)輸?shù)妮斔蜋C(jī)停車用。 7．清掃裝置 清掃裝置是為卸載后的輸送帶清掃表面粘著物之用。最簡單的清掃裝置是刮板式清掃器，是用重錘或彈簧使刮板緊壓在輸送帶上。此外，在靠近機(jī)尾換向滾筒處也安裝清掃裝置，一般為犁形清掃器，使刮板緊貼輸送帶的內(nèi)表面（即回空股輸送帶的上表面）。清掃裝置對雙滾筒尤為重要。因?yàn)檩斔蛶аb煤的上表面要與傳動(dòng)滾筒接觸，若清掃不凈，會(huì)使輸送帶受到損壞或由于煤粉雜質(zhì)粘結(jié)滾筒表面，使輸送帶過快磨損，對于鋼芯繩帶則會(huì)使鋼繩芯斷絲。在多電機(jī)傳動(dòng)的輸送帶上，若清掃不凈造成兩個(gè)傳動(dòng)滾筒直徑的差異，從而可能造成電機(jī)功率分配不均。 8．裝載裝置 裝載裝置由漏斗和擋板組成。對裝載裝置的要求：當(dāng)物料裝在輸送帶的正中位置時(shí)，應(yīng)使物料落下時(shí)能有一個(gè)與輸送方向相同的初速度；當(dāng)運(yùn)送物料中有大塊時(shí)，應(yīng)使碎料先落在輸送帶墊底，大塊物料后落入輸送帶以減輕對輸送帶的損傷。 9．伸縮移動(dòng)裝置 伸縮臂移動(dòng)穿行于固定臂主梁之中，伸縮臂尾部帶有導(dǎo)向的上下行走滾輪支撐，置于固定臂主梁的軌道上。固定臂主梁內(nèi)側(cè)裝有導(dǎo)向支撐滾輪，用于支撐伸縮臂，且允許伸縮臂靈活伸縮。伸縮臂由液壓缸的伸縮來實(shí)現(xiàn)伸縮臂的伸縮，從而控制卸料點(diǎn)。 1.5解決的關(guān)鍵問題和設(shè)計(jì)思路、方法 1. 解決的關(guān)鍵問題 （1）帶式輸送機(jī)的選型問題 根據(jù)實(shí)際情況以及課題所給出的已知條件，結(jié)合DTⅡ手冊確定帶式輸送機(jī)的各個(gè)部件。 （2）帶式輸送機(jī)的軟啟動(dòng)問題 鑒于各種軟啟動(dòng)裝置以及比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)和實(shí)際情況，來選取正確的軟啟動(dòng)裝置以解決軟啟動(dòng)問題。 （3）帶式輸送機(jī)的拉緊問題 拉緊裝置在帶式輸送機(jī)系統(tǒng)中占有重要的作用，他對整個(gè)輸送機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性起著很大的作用，由于液壓拉緊裝置具有響應(yīng)快、工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，故在大的方向上選用液壓拉緊裝置，以此延長皮帶的使用壽命，提高了工作效率。 （4）帶式輸送機(jī)的各種保護(hù)問題 防跑偏裝置、拉線保護(hù)、縱撕保護(hù)、煙霧保護(hù)、煤位保護(hù)、超溫保護(hù)、打滑保護(hù)。 2. 設(shè)計(jì)思路和方法 首先學(xué)習(xí)帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)原理，閱讀相關(guān)文獻(xiàn)對帶式輸送機(jī)有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)，然后對所設(shè)計(jì)的帶式輸送機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行功能分析，確定帶式輸送機(jī)的類型，進(jìn)而進(jìn)行系統(tǒng)的整體布置，進(jìn)行帶式輸送機(jī)各個(gè)部件（輸送帶、滾筒、拉緊裝置、制動(dòng)裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、清掃裝置電控裝置操作系統(tǒng)等等）選定。然后進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)，參觀實(shí)驗(yàn)室和工廠的帶式輸送機(jī)，對帶式輸送機(jī)的實(shí)際情況充分了解并對自己所設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行審核并作出修改。完成這些機(jī)械設(shè)備、電控系統(tǒng)的選型就可以為后續(xù)的計(jì)算和設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。最后用CAD繪出帶式輸送機(jī)的工作圖、相關(guān)零件圖，并編寫畢業(yè)論文說明書。 3. 本設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù) 輸送量；帶速；動(dòng)堆積角°；輸送長度；原煤最大塊度，輸送機(jī)工作傾角°；原煤堆積密度；工作環(huán)境為井下、潮濕。 2 可伸縮帶式輸送機(jī)輸送帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 2.1可伸縮帶式輸送機(jī)輸送帶的選擇 可伸縮帶式輸送機(jī)的輸送帶是輸送機(jī)的重要部件，在輸送機(jī)中輸送帶的成本占整個(gè)設(shè)備成本的30％～50％。在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，輸送帶所受的載荷是極復(fù)雜的，它除受縱向的拉伸應(yīng)力外，還受經(jīng)過滾筒和托輥的彎曲應(yīng)力。大多數(shù)輸送帶的損壞表現(xiàn)為工作面層和邊緣磨損，受大塊、尖利物料的沖擊引起擊穿、撕裂和剝離。合理選擇輸送帶，對輸送帶的設(shè)計(jì)十分重要。 輸送帶的選用是根據(jù)輸送機(jī)的線路布置、輸送的材料和使用條件來進(jìn)行的。合理選擇輸送帶不僅對完成輸送機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)至關(guān)重要，還影響輸送機(jī)滾筒、托輥和驅(qū)動(dòng)裝置等機(jī)械部件的設(shè)計(jì)。 帶式輸送機(jī)常用的輸送帶主要有織物芯膠帶、整體編織和鋼繩芯膠帶3類?？椢镄灸z帶用掛膠的帆布形成若干層襯墊骨架，外面用橡膠覆蓋，形成一定厚度的覆面層。上覆面較厚，一般為3～6 mm，是輸送帶的承載面，直接與物料接觸并承受物料的沖擊和磨損；下覆面層與支承托輥接觸，主要承受壓力，為了減少輸送帶沿托輥運(yùn)行時(shí)的壓陷滾動(dòng)阻力，下覆面層較薄，一般為1．5～2 mm。當(dāng)輸送帶跑偏與機(jī)架接觸時(shí)，將側(cè)邊橡膠覆面加厚以避免輸送帶受到機(jī)械磨損。在設(shè)計(jì)中正確選擇輸送帶，在使用中保護(hù)好輸送帶，都是很重要的問題，應(yīng)盡可能地避免輸送帶的不正常損壞。 由于在井下作業(yè)故皮帶應(yīng)選用阻燃型的，材料選用氯丁CR。由于輸送的是煤，故要求的強(qiáng)度較大，可選用阻燃尼龍皮帶。輸送帶的成本約占帶式輸送機(jī)總成本的1/2以上，所以選擇合適的輸送帶就顯得十分重要，安全系數(shù)和接頭方式都直接影響整機(jī)的成本。其中，本設(shè)計(jì)已知量如下： 輸送量；帶速；動(dòng)堆積角°；輸送長度；原煤最大塊度，輸送機(jī)工作傾角°；原煤堆積密度；工作環(huán)境為井下、潮濕。 2.2輸送量 可伸縮帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸能力，決定于輸送帶上所裝運(yùn)的物料的斷面積，輸送帶的運(yùn)行速度及輸送機(jī)的傾角，因?yàn)樵趦A斜的輸送機(jī)上物料的堆積面積小。 可伸縮帶式輸送機(jī)屬于連續(xù)運(yùn)行的運(yùn)輸機(jī)械，對于均勻、連續(xù)裝載時(shí)，其運(yùn)輸能力為: (2—1) 式中 -----運(yùn)輸能力，； -----單位長度上所裝物料的質(zhì)量，； -----物料的運(yùn)行速度，。 由 （2—2） 得 （2—3) 式中 -----在運(yùn)行的輸送帶上，物料的最大橫截面積，； -----物料的堆積密度，。 可伸縮帶式輸送機(jī)屬連續(xù)運(yùn)行式的運(yùn)輸機(jī)械，其運(yùn)輸能力按公式（2—3）計(jì)算?？紤]到輸送帶在沿傾斜方向運(yùn)行時(shí)，物料在輸送帶上的堆積面將減小。因此，計(jì)算帶式輸送機(jī)的最大運(yùn)輸能力時(shí)，應(yīng)在工式（2—3）中乘一個(gè)傾斜系數(shù)，可知可伸縮帶式輸送機(jī)的最大運(yùn)輸能力用下式計(jì)算： =3.6 （2—4） 式中 -----運(yùn)輸能力，； -----在運(yùn)行的輸送帶上，物料的最大堆積橫截面積，； -----物料的堆積密度，； -----物料的運(yùn)行速度，； -----輸送機(jī)的傾斜系數(shù)。 2.2.1物料堆積橫截面積的計(jì)算 按給定的工作條件，原煤的動(dòng)堆積角為°；原煤的堆積密度為；輸送機(jī)的工作傾角為°；查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表4-13得傾斜系數(shù)為；帶速；將各參數(shù)帶入式（2—4），為保證給定的運(yùn)輸能力，帶上必須具有的堆積橫截面積為： = 可查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表4—12，輸送機(jī)的承載托輥槽角為°時(shí)，物料的動(dòng)堆積角為°時(shí)，帶寬為的輸送帶上允許物料堆積的橫截面積為，此值大于計(jì)算所需的堆積橫截面積，據(jù)此選用帶寬為的輸送帶能滿足要求。 2.2.2驗(yàn)算膠帶寬度 查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》Ⅱ有： （2—5） 式中 -----運(yùn)輸能力，； -----貨載斷面系數(shù)，查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表3—19可按動(dòng)堆積角°，得； -----物料的堆積密度，=； -----物料的運(yùn)行速度，； -----輸送機(jī)的傾斜系數(shù)。 將上述數(shù)據(jù)帶入式（2—5）得： = 考慮礦井的增產(chǎn)能力、貨載塊度及膠帶的來源，選用寬的膠帶，為滿足一定運(yùn)輸生產(chǎn)率所需的帶寬，還必須按物料的塊度進(jìn)行校核。查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》Ⅱ有: 對于原煤 則 式中 -----帶寬，； -----貨載最大塊度的橫向尺寸，。 可見所選帶寬滿足最大塊度要求。故選用寬度為的輸送帶滿足要求。 2.2.3輸送能力的驗(yàn)算 根據(jù)式（2—4）得： = 式中 -----水平輸送量，； -----輸送機(jī)的傾角系數(shù)，查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表4-13，； -----物料橫斷面積； -----帶速，； -----物料松散密度，。 由于，故能滿足輸送量要求。 2.2.4每米輸送機(jī)上物料的質(zhì)量 由上式（2—1）可推出每米輸送機(jī)上物料的單位質(zhì)量為： = 每米機(jī)長上托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分重量，查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊》表8—23得槽形托輥組轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量，取上托輥間距； 每米機(jī)長下托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分重量，查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊》表8—12得平形下托輥組轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量，取下托輥間距； 每米機(jī)長上緩沖托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分重量，查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊》表2—45得，間距可設(shè)為； 在機(jī)頭部需設(shè)過渡托輥，過渡托輥的轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量，查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊》表2—44得。 經(jīng)上驗(yàn)算選帶寬為，初選輸送帶為阻燃抗靜電NN-150型號(hào)，查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊》表1—6，可選材料為錦綸（尼龍）帆布。查表可得扯斷強(qiáng)度；每層厚度為，每層重量為；參考力伸長率～％，帶寬范圍～；層數(shù)范圍～層；覆蓋膠厚，上膠厚；下膠厚；每毫米厚膠料重量。 2.2.5輸送帶厚度 輸送帶厚度=布層數(shù)×每層厚度+上膠厚+下膠厚 查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊》表1—13可知帆布輸送帶單位質(zhì)量； 重段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量為： = 空段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量為： == 單位長度上分布緩沖托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量為： 2.3牽引力的計(jì)算 本機(jī)長為，牽引力的計(jì)算可查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》按下式計(jì)算： （2—6） 對于長距離的帶式輸送機(jī)（例如以上），附加阻力明顯小于主要阻力，采用將主要阻力乘以一個(gè)大于的系數(shù)計(jì)入附加阻力的計(jì)算，不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤，以簡化運(yùn)行阻力的計(jì)算。為此引入一個(gè)系數(shù)，可對上式進(jìn)行簡化計(jì)算驅(qū)動(dòng)滾筒上的牽引力（圓周力）。 故本機(jī)可簡化為: 承載段 （2—7） 式中 -----驅(qū)動(dòng)滾筒上所需的牽引力（圓周力），； -----計(jì)入附加阻力系數(shù)，查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表4—18，當(dāng)輸送長度為600時(shí)，=1.17； -----單位長度輸送帶上裝運(yùn)的物料量，； -----單位長度輸送帶的質(zhì)量，； -----空段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量，； -----承載段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量，； -----輸送機(jī)長度，； -----重力加速度，； -----輸送帶在托輥上運(yùn)行的阻力系數(shù)（也有稱模擬摩擦系數(shù)）。查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表4—17，。 空載段 （2—8） 則 式中 -----驅(qū)動(dòng)滾筒上所需的牽引力（圓周力），； -----計(jì)入附加阻力系數(shù)，可查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表4—18知，當(dāng)輸送長度為600時(shí)，=1.17； -----單位長度輸送帶的質(zhì)量，； -----空段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量； -----承載段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量； -----輸送機(jī)長度，； -----重力加速度，； -----輸送帶在托輥上運(yùn)行的阻力系數(shù)（也有稱模擬摩擦系數(shù)）。查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表4—17，。 2.4輸送帶各點(diǎn)張力的計(jì)算 輸送帶作為帶式輸送機(jī)的牽引構(gòu)件，在承受為克服輸送帶運(yùn)行阻力所必需的牽引力的同時(shí)，由于可伸縮帶式輸送機(jī)是靠驅(qū)動(dòng)滾筒與輸送帶之間的摩擦力傳遞牽引力，它的張力還要滿足滾筒摩擦傳動(dòng)的需要。除此之外，為防止輸送帶在兩托輥之間有過大的垂度，輸送帶的張力還要滿足它的垂度不超過規(guī)定值的需要。 輸送帶作為牽引構(gòu)件，它的張力沿輸送機(jī)全長是變化的，需要用逐點(diǎn)法求算它在各點(diǎn)的張力。 采用逐點(diǎn)法求各點(diǎn)張力，如圖2—1是輸送帶整體布局各點(diǎn)受力情況，根據(jù)各點(diǎn)的受力情況： 圖2—1 可伸縮帶式輸送機(jī)工作系統(tǒng)圖 1）計(jì)算輸送帶各區(qū)段的運(yùn)行阻力 按所給定條件，如圖2—1所示，本機(jī)只有重段和空段兩個(gè)直線區(qū)段。各段運(yùn)行阻力計(jì)算如下： 式中 -----各段阻力，； -----各段輸送長度，； -----單位長度輸送帶上裝運(yùn)的物料量，； -----單位長度輸送帶的質(zhì)量，； -----承載段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量，； -----空段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量，； -----輸送帶在托輥上運(yùn)行的阻力系數(shù)（也有稱模擬摩擦系數(shù)）。查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表4—17，； -----輸送帶在托輥上運(yùn)行的阻力系數(shù)（也有稱模擬摩擦系數(shù)）。查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表4—17，。 2）輸送帶各點(diǎn)的張力計(jì)算 為簡化計(jì)算，輸送帶繞經(jīng)滾筒兩項(xiàng)阻力按輸送帶的張力增加﹪計(jì)算。依逐點(diǎn)計(jì)算法得： （2—9） 本機(jī)為雙滾筒驅(qū)動(dòng)，初取圍包角°，由于驅(qū)動(dòng)滾筒為膠面，采區(qū)空氣潮濕取，摩擦力備用系數(shù)一般取，查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》Ⅱ表3—27得。 按摩擦牽引條件： （2—10） 則聯(lián)立式（2—9）與式（2—10）得： 按空段輸送帶最大允許垂度的要求，空段最小張力點(diǎn)應(yīng)小于上式求得之值為： （2—11） 則取最小張力點(diǎn)為： 令，以此為準(zhǔn)，按上列各點(diǎn)張力的關(guān)系式求算各點(diǎn)張力得： 2.4.1膠帶層數(shù)的計(jì)算 查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》Ⅱ有下式 （2—12） 則 式中 -----輸送帶帆布層數(shù)； -----膠帶的最大張力，； -----輸送帶安全系數(shù)，一般取～12，?。? -----輸送帶帶寬，； -----帶寬為一厘米的一層帆布的拉斷力，。 可知選帶層為三層織物的尼龍帶合適，則膠帶的型號(hào)為。 2.4.2膠帶打滑條件的計(jì)算 查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》有，當(dāng)輸送帶在相遇點(diǎn)上的實(shí)際張力超過計(jì)算得出的最大值時(shí)，滾筒將在輸送帶接觸面上打滑。因此，撓性體摩擦傳動(dòng)的工作條件是： （2—13） 式（2—13）即歐拉公式。 則 核算圍包角：在煤礦中因運(yùn)轉(zhuǎn)條件較差，一般取，查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》Ⅱ表3—27，則： 實(shí)際設(shè)備圍包角為，故值滿足不打滑條件要求。 2.5輸送帶壽命的計(jì)算 目前常用德國HZ7ZEL法（德國人赫特澤爾于1940年提出的公式）來計(jì)算輸送帶壽命[17]，即： （2—14） 則 %100%180%100%100%120% 120%80%450 式中 -----可持久耐用的輸送量，查《新型帶式輸送機(jī)手冊》表6—29，=450萬t； -----上覆蓋膠耐用度，查《新型帶式輸送機(jī)手冊》表6—30，=100%； -----上覆蓋膠厚度與拉伸強(qiáng)度有關(guān)的耐用度，查《新型帶式輸送機(jī)手冊》表6—31，=100%； -----運(yùn)輸物種的耐用度，查《新型帶式輸送機(jī)手冊》表6—32，=180%； -----裝載點(diǎn)有關(guān)的耐用度（一個(gè)裝載點(diǎn)），查《新型帶式輸送機(jī)手冊》表6—33，=100%； -----傾角的耐用度，查《新型帶式輸送機(jī)手冊》表6—33，=100%； -----裝載地點(diǎn)有關(guān)的耐用度，查《新型帶式輸送機(jī)手冊》表6—33，=120%； -----拉緊裝置型式有關(guān)的耐用度，查《新型帶式輸送機(jī)手冊》表6—33，=120%； -----驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)型式有關(guān)的耐用度，查《新型帶式輸送機(jī)手冊》表6—33，=80%； 3 帶式輸送機(jī)托輥設(shè)計(jì)計(jì)算 托輥是帶式輸送機(jī)的主要部件之一，托輥的作用是支撐輸送帶，減小運(yùn)行阻力，并使輸送帶的垂度不超過一定限度，以保證輸送帶平穩(wěn)運(yùn)行。托輥的總重約占整機(jī)重量的30%～40%。因?yàn)閿?shù)量多，托輥質(zhì)量的好壞直接影響輸送機(jī)的正常運(yùn)行和運(yùn)營費(fèi)用。托輥的問題應(yīng)該從托輥的結(jié)構(gòu)和托輥組的布置來考慮。要盡量減少托輥的經(jīng)常維修與更換的麻煩及費(fèi)用，大幅度降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，確保帶式輸送機(jī)的安全正常運(yùn)行。保證運(yùn)行阻力系數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大幅度降低，可以使帶式輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)長運(yùn)距、大運(yùn)量、高速度的運(yùn)轉(zhuǎn)工作，使運(yùn)行阻力和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，能夠長期保持托輥和膠帶之間基本實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)行，相互之間磨損微小，不但托輥不易磨損、膠帶和驅(qū)動(dòng)滾筒的使用壽命可延長2～3倍，還要大幅度降低主機(jī)的配置功率，提高主機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性等。 3.1托輥的結(jié)構(gòu)與種類 隨著帶式輸送機(jī)的發(fā)展，從托輥的結(jié)構(gòu)到托輥組的型式不斷有新的變化，面對如此眾多的托輥和托輥組型式，如何合理地選擇合適的托輥組型式是一個(gè)問題。對托輥組的最基本的要求是：實(shí)用可靠、回轉(zhuǎn)阻力系數(shù)小、制造成本低、具有足夠的承載能力。 普通托輥的結(jié)構(gòu)是由管體、軸承座、軸承、軸和密封件構(gòu)成，軸承布置在托輥管體的內(nèi)部，托輥軸的兩端由托輥支架支撐。 托輥按用途不同可分為普通承載托輥和專業(yè)托輥。普通承載托輥是在正常段的上分支和下分支托輥，它們的作用是支撐輸送帶和物料；專用托輥的作用是輸送帶的過渡導(dǎo)向、輸送帶運(yùn)行的防偏以及緩沖等。 托輥都是成組地安裝在輸送機(jī)上。上托輥組可以由單個(gè)托輥的平行托輥或兩個(gè)、三個(gè)槽形的托輥組組成。槽形托輥組的中間托輥水平布置，側(cè)托輥的槽角一般為30°、35°和45°。最常用的托輥組是三個(gè)輥?zhàn)拥拈L度相等并布置在同一平面內(nèi)。 緩沖托輥安裝在輸送機(jī)的受料處用以保護(hù)輸送帶。緩沖托輥的每個(gè)輥?zhàn)佑删哂幸欢ㄩg隔的彈性圓盤制成。緩沖托輥的額定負(fù)荷和標(biāo)準(zhǔn)托輥相同。在運(yùn)輸沉重和大塊物料的情況下，有時(shí)需沿輸送機(jī)全線設(shè)置緩沖托輥。緩沖托輥通常用3～5個(gè)托輥組成。 下托輥通常是單個(gè)水平托輥，大型輸送機(jī)也可采用兩個(gè)輥?zhàn)?，兩個(gè)輥?zhàn)硬贾贸蒝形，用以防止跑偏和較高的承載能力。 輸送帶運(yùn)行時(shí)可能由于輸送帶制造的偏差、物料偏心堆積、機(jī)架變形、托輥軸承缺陷以及輸送帶張力分布不均。引起輸送帶跑偏。為防止跑偏多采用調(diào)心托輥組。調(diào)心托輥組多在側(cè)邊上設(shè)立輥，雖然可以起到強(qiáng)制地糾偏作用，但是由于立輥和輸送帶的邊緣連續(xù)接觸，會(huì)加大輸送帶邊緣的磨損，降低輸送帶的使用壽命。 3.2托輥的選擇計(jì)算 3.2.1托輥垂度與間距的設(shè)計(jì)計(jì)算 托輥的選擇主要考慮托輥組的承載能力和壽命。當(dāng)選擇托輥間距時(shí)，需要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)荷和輸送帶拉力等。 如果在兩個(gè)托輥之間卸料，槽形輸送帶的垂度太大，物料就可能從輸送帶邊上溢出。對于要求較高的設(shè)計(jì)，特別是長距離帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)，托輥之間的垂度應(yīng)予以限制。在穩(wěn)定工況下必須限定在3%以下，帶速越高，物料塊度越大，則垂度應(yīng)越小。 由《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊》查得 承載段垂線垂度的基本公式為： （4—1） 回程段垂線垂度的基本公式為： （4—2） 式中 -----在兩個(gè)托輥之間的垂度下降距離，； -----上托輥間距，； -----輸送帶和物料的單位質(zhì)量， ； -----輸送帶的單位質(zhì)量，； -----物料的單位質(zhì)量，； -----重力加速度，； -----下托輥間距，； -----輸送帶的最小拉力，。 一般垂度在2%～5%之間選取，經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)輸送帶的垂度大于5%時(shí)，卸料經(jīng)常會(huì)撒出。從上式可求出上托輥間距為： 取帶垂度為3.5%，則可取上托輥間距大于即可，可取上托輥間距為； 下托輥間距為： 取帶垂度為5%，則可取下托輥間距大于即可，所以取下托輥間距為。 3.2.2輸送帶的最小拉力 1、當(dāng)采用垂度基本公式時(shí)，允許的垂度應(yīng)考慮輸送帶芯的強(qiáng)度，因成槽形產(chǎn)生的輸送帶跨距與強(qiáng)度等因素。當(dāng)垂度為3%時(shí)，輸送帶的最小拉力為： （4—3） 式中 -----在兩個(gè)托輥之間的垂直下降距離，； -----上托輥間距；； -----下托輥間距，； -----輸送帶和物料的單位質(zhì)量， 。 2、對托輥間距要遵守的限制條件有： 1）當(dāng)輸送帶以正常負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，應(yīng)保持垂度的最大值不超過3%（ISO規(guī)定為0.5%~2%）； 2）當(dāng)有輸送帶處在停機(jī)狀態(tài)時(shí)，應(yīng)保持垂度的最大值不超過5%； 3）托輥間距不能超過槽形托輥正常間距的2倍； 4）在任何托輥上的負(fù)荷都不能超過托輥的額定負(fù)荷。 下托輥間距一般取為3m，受料處托輥間距視物料容量和塊度而定。一般取為上托輥間距的～，生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)證明，在確定加料段下面的托輥間距時(shí)，應(yīng)力求使物料負(fù)荷的主要部分位于兩個(gè)托輥之間的輸送帶上。 頭部滾筒到第一組槽形托輥（調(diào)心托輥）的間距可取為上托輥間距的1~1.3倍。尾部滾筒到第一組托輥間距不小于上托輥間距。 3、托輥的最小空隙 ISO規(guī)定了托輥圓周和托輥橫梁或任何其他結(jié)構(gòu)頂部之間的空隙a的最小值，查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊》表8-47，得出托輥直徑～之間，最小空隙。 3.2.3托輥的靜載荷計(jì)算 查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊》可得： 承載分支托輥的靜載荷如下式： （4—4） 空載分支托輥的靜載荷如下式： （4—5） 式中 -----承載分支托輥靜載荷，N； -----回程分支托輥靜載荷，； ------托輥載荷系數(shù)，查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊》表8-49所示，一節(jié)輥時(shí)，三節(jié)輥時(shí)； -----上托輥間距，； -----輸送能力，； -----帶速，； -----每米帶質(zhì)量，； -----下托輥間距，。 3.2.4托輥的動(dòng)載荷計(jì)算 查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊》可得托輥的動(dòng)載荷如下式： 承載分支 （4—6） 回程分支 （4—7） 式中 -----運(yùn)行系數(shù)，查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊》表8-50所示，=1.1； -----沖擊系數(shù)，查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊》表8-51所示，=1.06； -----工況系數(shù)，查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊》表8-49所示，有腐蝕磨損物料=。 3.2.5托輥的額定負(fù)荷和最大轉(zhuǎn)速 查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊》托輥的實(shí)際負(fù)荷為： （4—8） 式中 -----托輥的實(shí)際負(fù)荷，； -----輸送帶單位長度質(zhì)量，； -----物料單位長度質(zhì)量，； g-----重力加速度，； -----托輥間距，； -----系數(shù)，根據(jù)物料塊度選擇，=1.0~1.4，取； -----系數(shù)，根據(jù)環(huán)境干濕程度選擇，=1.0~1.15，取； -----系數(shù)，根據(jù)工作時(shí)間長短選擇，=0.8~1.2，?。? -----系數(shù)，根據(jù)帶速快慢選擇，=0.8~1.06，??；槽形托輥： 托輥的實(shí)際負(fù)荷小于查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊》表8-53值額定負(fù)荷，即，故符合條件。 平行托輥： =8.03×9.8×1.12×1.1×0.95×3.0= 托輥的實(shí)際負(fù)荷小于查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊》表8-53值=，平形托輥實(shí)際負(fù)荷不能大于表值，故符合條件。 托輥?zhàn)畲筠D(zhuǎn)速：輸送帶速2，托輥直徑89，帶速為0.42~3.09，托輥轉(zhuǎn)速在90~645。 3.2.6計(jì)算托輥的槽形角 適當(dāng)提高槽形角，可以增大帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸量。從國外資料來看，增大槽形角也是發(fā)展方向。從貨載斷面積圖4-1可以看出，貨載面積S為S1和S2之和，設(shè)貨載寬度為。中間托輥長為，則查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊》有： 圖 4—1貨載斷面積圖 則 取動(dòng)堆積角°，可得： ] 令=0得： 解后可得 計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)動(dòng)堆積角時(shí)，最優(yōu)的托輥槽角約為°，此時(shí)，貨載斷面積最大，即帶式輸送機(jī)在此槽形角時(shí)有最大的運(yùn)輸量。 托輥型號(hào)的選擇：根據(jù)《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊》表8—52托輥直徑選用，帶寬時(shí)，托輥直徑。根據(jù)《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊》表8—57，可選出直徑為托輥的軸承型號(hào)為204。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》上冊，第2分冊，第2版（修訂）查得額定動(dòng)負(fù)荷；額定靜負(fù)荷公斤；極限轉(zhuǎn)速脂潤滑轉(zhuǎn)/分；動(dòng)潤滑1800轉(zhuǎn)/分，尺寸, , , 。 4 帶式輸送機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1中間架的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核 4.1.1中間架的設(shè)計(jì) 中間架由座架和縱梁組成。座架和縱梁可裝配成一體；在縱量上裝有鞍座，用來懸掛槽形托輥，座架下部焊有安放回空托輥的托架，回空托輥就放在托架的槽里。 中間架示意圖如下： 圖7—2 中間架示意圖 這種中間架屬于固定式吊掛型中間架即機(jī)架固定在地面上，上托輥掛在立架上，下托輥固定在機(jī)架上，中間加一個(gè)橫梁，加強(qiáng)強(qiáng)度。它的特點(diǎn)是在與能夠簡單方便的拆卸和便于輸送帶的調(diào)偏。 4.1.2中間架的強(qiáng)度校核 對其進(jìn)行受力分析。查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊》有： 每個(gè)中間架支腿受力為： （7—1） 式中 -----物料單位質(zhì)量，； -----輸送帶單位質(zhì)量，； -----上托輥單位質(zhì)量，； -----中間架單位質(zhì)量，查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊》表5—14，； -----重力加速度，； -----托輥間距，。 考慮到輸送帶跑偏后，對鋼管產(chǎn)生的合彎矩利用余弦定理可得 （7—2） 式中 ； 。 則 鋼管的最大彎距為： =2489.4×0.75 選取鋼管外徑=，內(nèi)徑 。 鋼管的抗彎截面模量為： （7—3） 鋼管的彎曲正應(yīng)力為： （7—4） 選取鋼管的材料為Q235鋼，其抗拉強(qiáng)度～之間， 確定鋼管的抗拉強(qiáng)度為。 取安全系數(shù), 則許用應(yīng)力為： （7—5） 則，所以鋼管強(qiáng)度滿足要求。 5 主軸的設(shè)計(jì)與鍵的強(qiáng)度校核 5.1主軸的設(shè)計(jì) 1.求傳動(dòng)軸上的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩 。 由于該減速器的傳動(dòng)效率不小于94%，所以取η=0.95 電機(jī)的功率為=90 ，轉(zhuǎn)速，減速器的傳動(dòng)比=39.86 ； 所以 = 2.初步確定軸的最小直徑 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（15—2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。查表15—3《機(jī)械設(shè)計(jì)》，取A0=112，于是得： （8—1） 式中 -----計(jì)算軸的直徑，； -----軸傳遞的額定扭矩，，； -----軸傳遞的額定功率，； -----軸的許用扭應(yīng)力，見《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》表26； -----按定的系數(shù)，見《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》表26，。 取 3.軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度，其基本尺寸。（見圖5—1） 圖5—1 主軸的結(jié)構(gòu)尺寸 為了滿足軸的定位要求，軸上安裝主滾筒處的左端采用軸肩定位，右端采用彈性擋圈定位。而輻板是和滾筒外徑焊接在一起的。所以此段長就根據(jù)滾筒長度來定，初步選擇為。 初步選擇軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和法向載荷的作用（在調(diào)節(jié)皮帶時(shí)，不可能不承受周向力，當(dāng)然很小），故選用雙列調(diào)心滾子軸承型號(hào)3520。軸承產(chǎn)品目錄初步選取雙列向心球面滾子軸承，該處軸徑定為，便于安裝。 4.軸上零件的周向定位 滾筒輪轂采用平鍵定位，其制造簡單，裝拆方便，對中性好，由手冊查得平鍵截面(GB/GT1095-79)，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長分別為（標(biāo)準(zhǔn)鍵長查表4—91），同時(shí)為了保證滾筒輪轂與滾筒外圓筒焊接的同軸度，故選擇滾筒輪轂與軸的配合為；軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。 5.確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表《機(jī)械設(shè)計(jì)》15—2，取軸端倒角為2×45°，各軸肩處的圓角半徑為和。具體見圖5—1。 6.求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，從軸的結(jié)構(gòu)尺寸圖5—1和軸彎矩圖5—2中可以看出截面3（滾筒輪轂邊緣處）是軸的危險(xiǎn)截面。 圖5—2 軸彎矩圖 扭矩 由上圖可判斷出；； 所以只求就可以。 各點(diǎn)彎矩 即 由于在垂直方向只受重力，假設(shè)滾筒重，； 則 7.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面