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皮帶輸送機的設計
摘要：本次畢業(yè)設計是關于皮帶輸送機的設計。長距離帶式輸送機散裝材料，具有較高的速度，自動連續(xù)作業(yè)的理想設備，廣泛應用于電力、冶金、化工、煤炭、礦山、港口、食物和許多部門。隨著工業(yè)的需求,帶式輸送機向長距離、高速度、大運量、大功率等方向發(fā)展,皮帶輸送機的動力學問題也越來越多。這需要系統(tǒng)帶式輸送機的動態(tài)特性，在設計階段預測和優(yōu)化輸送機，使帶式輸送機在經(jīng)濟合理、技術可靠。首先對膠帶輸送機作了簡單的概述；接著分析了帶式輸送機的工作原理和選擇計算方法；然后根據(jù)這些規(guī)則根據(jù)一定的計算方法和參數(shù)的選擇；然后輸送機各主要零部件進行檢驗。普通帶式輸送機由六個主要部件組成：傳動裝置，并返回設備的尾架，張緊輪和皮帶。最后簡單的說明了輸送機的安裝與維護。
本次皮帶運輸機的設計，展示設計的一般過程，在選擇設計工作的相對價值。
關鍵詞：皮帶輸送機；傾斜式；雙驅(qū)動；
I
Design Of Belt Conveyor
Abstract：The design is a graduation project about the belt conveyor used in coal mine. Belt conveyor is the ideal equipment for high-speed, automation, continuous operations for long-distance transportation of the bulk materials, which is widely applied in industries such as electric power, metallurgy, chemical engineering, coal, mine, ports and foodstuffs. With the development of industrial demand, the design of belt conveyor aims at long distance, high speed, great capacity and high-power directions. Therefore, there appear more problems in terms of dynamics of belt conveyor.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.
Key word : Belt conveyor;Inclination type;Dual drive;
II
目 錄
摘要 I
Abstract II
目 錄 III
1 前言 1
1.1 選題的意義 1
1.2 皮帶輸送機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1
2 帶式運輸機的設計計算 2
2.1 原始數(shù)據(jù)及工作條件 2
2.2 計算步驟 3
2.2.1 帶寬的確定 3
2.2.2 輸送帶寬度的核算 5
2.3 圓周驅(qū)動力 5
2.3.1 計算公式 5
2.3.2 主要阻力計算 6
2.3.3 主要特種阻力計算 8
2.3.4 附加特種阻力計算 9
2.3.5 傾斜阻力計算 10
2.4 傳動功率計算 11
2.4.1 傳動軸功率（）計算 11
2.4.2 電動機功率計算 11
2.5 輸送帶張力計算 12
2.5.1 輸送帶不打滑條件校核 12
2.5.2 輸送帶下C=0.71垂度校核 13
2.5.3 各特性點張力計算 14
2.5.4 輸送帶強度計算 19
3驅(qū)動裝置的選用與設計 21
3.1電機的選用 21
3.2 減速器的選用 21
3.3 聯(lián)軸器 22
4帶式輸送機部件的選用 23
4.1托輥 23
4.1.1 托輥的作用與選型 23
4.1.2 托輥的校核 26
4.2 傳動滾筒、改向滾筒合張力計算 28
4.2.1 改向滾筒合張力計算 28
4.2.2 傳動滾筒合張力計算 28
4.3 傳動滾筒強度的驗算與直徑的確定 28
4.3.1傳動滾筒結構 28
4.3.2傳動滾筒軸的設計計算 29
5制動裝置 34
5.1 制動裝置的作用 34
5.1.1 制動裝置的種類 34
5.1.2 制動裝置的選型 34
5.2拉緊裝置 35
5.2.1 拉緊裝置行程 35
5.2.2 拉緊力與拉緊裝置 35
6其他部件的選用 37
6.1 機架與中間架 37
6.1.1 機架 37
6.1.2 中間架 38
6.2 給料裝置 38
6.2.1 對給料裝置的基本要求 38
6.2.2 裝料段攔板的布置及尺寸 39
6.3 卸料裝置 39
6.4 清掃裝置 39
6.5 頭部漏斗 40
6.6 電氣及安全保護裝置 41
7 結 論 42
致 謝 43
參考文獻 44
IV
1 前言
1.1 選題的意義
帶式輸送機是一種連續(xù)運行的無休止的輸送帶輸送機械。結構簡單，成本低，運輸距離長，生產(chǎn)效率很高。廣泛應用于冶金、礦山、煤炭、發(fā)電廠和工業(yè)企業(yè)。隨著現(xiàn)代工業(yè)科學技術的發(fā)展，帶式輸送機在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性越來越重要，它是工業(yè)機械化的重要組成部分。
1.2 皮帶輸送機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
隨著改革開放的發(fā)展，我國生產(chǎn)力的提高，社會的需求逐漸增加，對我國礦業(yè)企業(yè)，全部為帶式輸送機的發(fā)展帶來了新的契機。新時期中國科學技術發(fā)展迅速，因此，帶式輸送機技術的提高。總之，我國的帶式輸送機迅速發(fā)展，帶式輸送機的類型也越來越豐富，強大的科技支持，不僅運輸距離帶式輸送機的提高，而且功率提高也非常大，中國新時期的帶式輸送機技術也取得了很大的進步。
2帶式運輸機的設計計算
2.1 原始數(shù)據(jù)及工作條件
設計參數(shù)及環(huán)境
（1） 輸送物料：散狀物料
（2） 物料特性：
1） 最大塊度：400mm
2） 散裝密度：1t/m3
3） 堆積角：ρ=20°
4） 物料溫度：<50℃
（3） 工作環(huán)境：井下
（4） 輸送系統(tǒng)及相關尺寸：
1） 運距：100m
2） 傾斜角：β=14°
3） 最大運量:1000t/h
運輸機的主體構型，如圖所示：
圖2-1 傳動系統(tǒng)圖
2.2 計算步驟
2.2.1 帶寬的確定
近照給定的參數(shù),取原煤的堆積角為20°.
原煤的堆積密度按1000kg/;
輸送機的工作傾角β=14°;
帶式輸送機的最大運輸能力計算公式（2-1）為
（2-1）
式中：——輸送量（；
——帶速（；
——物料堆積密度（）；
物料在運行的輸送帶的最大堆積面積,
K----輸送機的傾斜系數(shù)；
輸送機皮帶的寬度、輸送能力、物料性質(zhì)、塊的大小和輸送機的線路傾角都會影響帶速.并且當輸送機向上運輸物料時，傾斜角度越大，帶速就越低。
表2-1傾斜系數(shù)k選用表
傾角
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
k
1.0
0.99
0.98
0.97
0.95
0.93
0.91
0.89
0.85
0.81
輸送機的工作傾角=14°;
查DTII帶式輸送機選用手冊（表2-1） 得k=0.91
按給定的工作條件,原煤的堆積角為20°;
原煤的堆積密度為1000kg/;
工作環(huán)境為井下，所以取帶速為2m/s;
把以上數(shù)值全部代入式（2-1）中, 即為使得運輸能力得到保障,皮帶的截面積必須具有
圖2-2 槽形托輥的帶上物料堆積截面
槽角λ
帶寬 B=650mm
帶寬 B=800mm
帶寬B=1000mm
帶寬B=1200mm
動堆積角ρ
動堆積角ρ
動堆積角ρ
動堆積角ρ
動堆積角ρ
動堆積角ρ
動堆積角ρ
動堆積角ρ
20°
30°
20°
20°
30°
30°
20°
30°
30°
0.0406
0.0484
0.0638
0.0222
0.0266
0.0763
0.1513
0.1879
35°
0.0433
0.0507
0.0678
0.0236
0.0278
0.0798
0.1651
0.1957
40°
0.0453
0.0523
0.0710
0.0247
0.0287
0.0822
0.1723
0.2013
45°
0.0469
0.0534
0.0736
0.0256
0.0293
0.0840
0.1781
0.2047
表2—2，輸送帶的承載托輥35度角，物料堆積角為20°的1200毫米，寬的帶寬允許的積累傳送帶上的材料0.1651m平方米，面積為0.15平方公里，小于0.1651，所以輸送帶寬度為1200mm。
經(jīng)過計算,選用帶寬B=1200mm，ST2000型鋼繩芯輸送帶。、
以下為ST2000型鋼繩芯輸送帶的內(nèi)容：
縱向拉伸強度2000N/mm；
帶厚20mm;
輸送帶每米質(zhì)量34Kg/m.
2.2.2 輸送帶寬度的核算
按式（2-2）對輸送大塊散狀物料的輸送機進行核算
（2-2）
式中——最大粒度，mm。
條件中物料粒度為400mm。
計算：B=1200≧2400+200=1000
即輸送帶寬符合核算要求。
2.3 圓周驅(qū)動力
2.3.1 計算公式
當輸機總機長大于80m時，增加阻力是微不足道的，而不是作為一個嚴重的錯誤計算承運人的試點項目，100大于80，因此可以輸入計算公式系數(shù)C，將公式轉(zhuǎn)化為以下形式：
（2-3）式中為輸送機長度有關的系數(shù)，可查個得到
查〈〈DTII（A）型帶式輸送機設計手冊〉〉表2-3系數(shù)C
L
80
100
150
20
300
400
500
600
C
1.92
1.78
1.58
1.45
1.31
1.25
1.20
1.17
L
700
800
900
1000
1500
2000
2500
5000
C
1.14
1.12
1.10
1.09
1.06
1.05
1.04
1.03
查得C=1.78。
2.3.2 主要阻力計算
材料的運輸和移動摩擦載荷引起的枝桿和旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的摩擦帶的主要阻力。用式（2-4）計算：
（2-4）
式中——模擬摩擦系數(shù)，根據(jù)環(huán)境和技術水平?jīng)Q定，可按表查取。
——輸送機長度按尾滾筒中心相距，m；
——重力加速度；
條件中所給傾角為14°小于18°，故選取δ≈1。
托輥選擇為DTII6204/C4，查表上托輥為三個托輥組成，下托輥為一個。上托輥輸送物料間距相距較短，即＝1.2m，下托輥為回程，無物料運輸，空載可適當放寬間距，即 ＝3m，上托輥使皮帶形成凹形，槽角為35°，下托輥為平行托棍，槽角0°。上托輥φ108，L=465mm，軸承選用4G305，單個上托輥轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量=7.1kg.下托輥φ108，L=1400mm, 軸承選用4G305，單個下托輥轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量=10.56kg.
——每一米承載分支托輥組旋轉(zhuǎn)部分重量kg/m，用式（2-5）計算:
（2-5）
=3 7.1/1.2=17.75kg.
——每一米回程分支托輥組旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量kg/m，用式（2-6）計算:
（2-6）
=1 10.56/3=3.52kg
——每米長度輸送物料質(zhì)量
計算：=kg/m
選取ST2000型鋼繩芯輸送帶。查表得ST2000型鋼繩芯輸送帶的以下數(shù)據(jù)，每層質(zhì)量1.25kg/m，
上膠厚=3.0mm,
下膠厚=1.5mm,
每毫米厚膠料質(zhì)量為1.25kg/,則
模擬摩擦系數(shù)值按照表2-4選取，取=0.03。
表2-4 模擬摩擦系數(shù)(推薦值）
安裝情況
工作條件
F
水平，向上及向下傾斜
工作條件良好，制造，調(diào)整好，帶速低，物料內(nèi)摩擦系數(shù)小。
0.020
按標準設計，制造，調(diào)整好，物料內(nèi)摩擦系數(shù)中等。
0.022
多塵，低溫，過載，高帶速，安裝不良，托輥質(zhì)量差，物料內(nèi)摩擦大。
0.023-0.03
向下傾斜
設計，制造正常，處于發(fā)電工況時
0.012-0.016
=0.031009.8[17.75+3.52+（213.125+138.89）1]=5480.454N
2.3.3 主要特種阻力計算
托輥前傾的摩擦與被輸送物料與導料槽檔板間的摩擦這兩種摩擦所產(chǎn)生的阻力為主要特種阻力，包括阻力和阻力兩部分，按式（2-7）計算：
（2-7）
——主要特種阻力；
——托輥前傾的摩擦阻力；
——導料槽檔板間的摩擦阻力；
其中 按式（2-8）計算：
三個等長輥子的前傾上托輥時
（2-8）
輸送物料與導料擋板間的摩擦阻力
（2-9）
式中 =0.6，l=4.5m,=0.61m.
因為托輥無前傾，所以=0.
所以主要特種阻力
2.3.4 附加特種阻力計算
附加特種阻力由輸送帶清掃器的摩擦和卸料器的摩擦所產(chǎn)生阻力與其他阻力一起構，按下式計算：
（2-10）
（2-11）
（2-12） 式中 ——清掃器個數(shù)，包括一個彈簧清掃器和兩個空段清掃器；
A——接觸面積（清掃器和輸送帶之間），，
——壓力（清掃器和輸送帶之間），N/，一般取為3 N/；
——摩擦系數(shù)（清掃器和輸送帶之間），一般取0.5～0.7；
——刮板系數(shù)，一般取為1500 N/m。
表2-5導料槽欄板內(nèi)寬、刮板與輸送帶接觸面積
帶寬
B/mm
導料欄板內(nèi)寬
/m
刮板與輸送帶接觸面積A/m
頭部清掃器
空段清掃器
500
0.315
0.005
0.008
650
0.400
0.007
0.01
800
0.495
0.008
0.012
1000
0.610
0.01
0.015
1200
0.730
0.012
0.018
1400
0.850
0.014
0.021
查表2-5得A=10.0122+20.0182=0.06m取 =4.5N/m，取=0.6，將數(shù)據(jù)帶入式（2-11）
則=0.064.50.6=1620 N
無卸料器，所以=0
由式（2-10） 則
2.3.5 傾斜阻力計算
傾斜阻力按下式計算：
（2-13）
式中：因為本輸送機是傾斜運輸，所以
H=
=138.899.8124.2=32939N
由式
=1.785480.454+1373.34+1620+32939
=44452N
2.4 傳動功率計算
2.4.1 傳動軸功率（）計算
傳動滾筒軸功率（）按式（2-14）計算：
（2-14）
所以
2.4.2 電動機功率計算
電動機功率，按式（2-15）計算：
（2-15）
式中——傳動效率，約0.85~0.95中任一值；
查表得到傳動滾筒及聯(lián)軸器效率以及二級減速器效率，分別為0.98和0.94，則
=0.980.94=0.92
按照所得出的值，查電動機型譜，依就大不就小原則來確定電動機功率。則各型號確定如下表（2-6）所示：
表2-6
電機功率
驅(qū)動裝置組合號
傳動滾筒直徑
電機
減速器
制動器
110KW
169
1000mm
Y315S-4
DCY355-50
YWZ5-315
2.5 輸送帶張力計算
皮帶輸送機輸送帶的不同部位具有不同的張力，這種現(xiàn)象的原因有很多，在輸送帶的張力根據(jù)以下正常運行情況下，可以這樣做：
(1) 輸送帶上有運輸物料時，輸送帶和滾筒相互間不打滑，且輸送帶與傳動滾筒之間全部通過摩擦來獲得圓周力，由輸送帶所受到的張力保障。
（2）在帶式輸送機的傳送帶上，以確保兩個輥之間的張力在凹陷是低于預定值。
2.5.1 輸送帶不打滑條件校核
傳動滾筒與輸送帶之間的力通過摩擦傳送。如圖（2-3）。
圖2-3
如圖2-3所示，傳動滾筒松邊的輸送帶最小張力應符合
傳動滾筒傳遞的最大圓周力。動載荷系數(shù)k=1.2；對輸送機不符合慣性小、起動和制動平穩(wěn)特性的可取較大值;否則，取較小值。取1.5
——摩擦系數(shù)，見表2-6
表2-6 傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)
工作條件
光面滾筒
膠面滾筒
清潔干燥
0.25～0.03
0.40
環(huán)境潮濕
0.10～0.15
0.25～0.35
潮濕粘污
0.05
0.20
取=1.5，由式 =1.544452=66678N
=0.25，=.查得尤拉系數(shù)=2.40。
對常用C==0.71
=0.7166678=47341.38N
2.5.2 輸送帶下C=0.71垂度校核
帶式輸送機皮帶，以保證下降在一定范圍內(nèi)，在任何時間點，根據(jù)帶式輸送機的最小張力式（2-16）和（2-17）進行了驗證。
承載分力 (2-16)
回程分支 （2-17）
式中——許可的最大垂度0.01；
——上托輥之間距離（最小張力處）；=1.2m.
——下托輥之間距離（最小張力處）;=3.0m.
取=0.01 , 由式（2-16）得：
2.5.3 各特性點張力計算
利用逐點張力計算法，對以下各特性點進行張力計算，以便于確定輸送帶作用于各改向滾筒的合張力，拉緊裝置拉緊力和凹凸弧起始點張力等特性點張力，如圖2-4所示。
圖2-4 張力分布點圖
(1)運行阻力的計算
將各特殊點以分離點為起始，依次設為1、2、3、…，一直到相遇點7點，如圖2-4所示。
根據(jù)前文選擇的ST2000型鋼繩芯輸送帶和其各項數(shù)據(jù)（縱向拉伸強度2000N/mm；帶厚20mm;輸送帶質(zhì)量34Kg/m.）進行運行阻力的計算。
1) 承載段運行阻力
由式（2-18）：
（2-18）
物料每米質(zhì)量q==
由式子
表2-7常用的托輥阻力系數(shù)
工作條件
平型托輥
槽型托輥
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
室外工作，有大量磨損性塵土，污染摩擦表面
0.035
0.04
表2-8 DTII型托輥組轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量
托輥形式
帶寬 B/mm
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
上托輥槽型
鑄鐵座
14
22
25
47
50
70
72
沖壓座
11
17
20
—
—
—
—
下托輥槽型
鑄鐵座
12
17
20
39
42
61
65
沖壓座
11
15
18
—
—
—
—
查表2-7及表2-8得=25kg,托輥間距=1.2m,=0.04m
==20.83kg/m.代入上式子得
=+
=48.41KN
當承載段向上運行時，承載段的下滑力為正。
2) 回空段運行阻力
由式（2-19）
（2-19）
有式子
查上表選出=20kg,=3.0m,=0.035.
==6.67kg,
代入上式得
=—6.71KN
=
=—0.34KN
==0.22KN
=-6.71-0.34+0.22=-6.83KN
當承載段向上運行時，回空段向下運行。此時，回空段下滑力為負。
3) 最小張力點
通過上面的計算得知，最小張力點是3點。
(2) 輸送帶上各點張力的計算
1）4點的張力由懸垂度條件決定
輸送帶的平穩(wěn)運行防止物料的灑落，有利于輸送機的工作效率，為達到這一效果，須使得輸送帶的懸垂度不超過托輥間距的千分之二十五，當承載段為滿足最大懸垂度時，所需的最小張力為
式中 ——輸送帶在承載段的最小張力，N；
——輸送帶所許可的最大懸垂度，；
代入上式得
5(138.89+34)1.2cos9.81=9.87KN
2)計算各點的張力
因為S4=9.87KN,選=1.05，
故有
KN
KN
KN
KN
KN
(3)驗算傳動滾筒分離與相遇兩點的張力關系
滾筒圍包角為=200°。選摩擦系數(shù)=0.25。并取摩擦力備用系數(shù)n=1.2。
由式（2-20）可算得允許的最大值為：
（2-20）
=
=74.28KN>=48.77KN
式中 n——摩擦力備用系數(shù)，取1.15～1.2中任一值;
——摩擦系數(shù)，
——輸送帶與兩個滾筒間的圍包角之和，
故摩擦條件滿足。
2.5.4 輸送帶強度計算
（1） 輸送帶的計算安全系數(shù)
由公式2-21可知。 （2-21）
其中,.
=12002000=2.4KN
=
(2) 輸送帶的許用安全系數(shù)
由式子2-22知 （2-22）
其中 -基本安全系數(shù)；
-附加彎曲伸折算系數(shù)；
-動載荷系數(shù)，一般取1.2-1.5；
-輸送帶接頭效率；
查?通用機械設計?選出表2-9
表2-9
3.0
1.8
1.2
0.85
代入上式得
（3）輸送帶強度驗算
m>7.624，輸送帶強度滿足要求。
查?通用機械設計?選出表2-10
表2-10
ST2000型鋼繩芯帶中鋼繩直徑d
鋼絲繩間距L
帶厚h
6mm
12mm
20mm
3驅(qū)動裝置的選用與設計
3.1電機的選用
電動機的選用根據(jù)設計所需要的額定轉(zhuǎn)速而選擇，平常所選用的電動機轉(zhuǎn)速不低于500r/min，本次設計所需要電動機的總功率為101kw。因此選用功率為110kw的電機。
3.2 減速器的選用
帶寬1200mm，查表得傳動滾筒的直徑D=1000，則工作轉(zhuǎn)速為：
已知電機轉(zhuǎn)速為＝1480r/min ，
則電機與滾筒之間的總傳動比為：
本次設計選用 DCY 315-40型二級硬齒面圓錐-圓柱齒輪減速器,傳動比為37.2
電機的速度，通過斜齒輪和斜齒輪的第一級減速齒輪，在第二階段中，第二軸和第三軸中齒輪減速，圖示如下：
圖3－1 減速器示意圖
電動機，減速器和傳動滾筒依次都是用聯(lián)軸器聯(lián)結，故傳動比全為1。
3.3 聯(lián)軸器
聯(lián)軸器主要用于將兩軸聯(lián)接在一塊，兩軸分離時需將機器完全停止。
4帶式輸送機部件的選用
4.1托輥
4.1.1 托輥的作用與選型
（1）作用
帶式輸送機托輥的結構是一個重要的組成部分，安裝帶式輸送機托輥影響使用壽命和負載的大小和性質(zhì)。
常見的托輥組是布置是將三個等長托輥放在同一平面內(nèi)，兩側(cè)托輥向前傾或?qū)⒅虚g托輥與兩側(cè)托輥錯開布置。
（2）選型
托輥類型有槽形托輥4-1、平行托輥4-2、緩沖托輥4-3和調(diào)心托輥等；
圖4-1槽形托輥
槽形托輥是由三個托輥構成的托輥組，它的形狀像Ｕ，兩邊高，中間低，適用于運送散狀物料，這種構形可防止物料的灑落，且增大運輸能力。本次設計的上托輥就是選擇DTII04C0323型號的槽形前傾托輥.
平形托輥傾角為由一個平直的輥子構成，適用于運送成件物品，本次設計的下托輥為回程無承重，為保持皮帶的張力選用DTII04C2123型號的平形托輥。平行托輥的結構簡圖如下：
圖4-2 平行托輥
緩沖托輥分為橡膠圈式緩沖托輥與彈簧板式緩沖托輥，其結構簡圖如下所示，主要用來減少物料對輸送帶的沖擊，本次設計選用DTII04C0723型號的橡膠圈式緩沖托輥。
圖4-3緩沖托輥
a)橡膠圈式 b)彈簧板式
按照膠帶在托輥間所產(chǎn)生的撓度盡可能小的原則，將皮帶輸送機的托輥間距設置為承重上托輥為1.2m～1.5m，回程空段下托輥為3m或取為上托輥間距的兩倍。
為使皮帶更好的與滾筒進行連接過渡，減小皮帶在過渡段的邊緣應力保護皮帶，所以在皮帶運輸機的頭部和尾部分別設計一組過渡托輥。過渡托輥與端部滾筒的中心距不超過800～1000mm，且過渡托輥的槽角為與兩種。
皮帶輸送機在運行過程中，輸送帶容易跑偏，對于這種現(xiàn)象常采用不同形式的調(diào)心托輥進行修正。由于有載分支有承重不易跑偏所以每隔10組槽形托輥放置一組調(diào)心托輥，回程空載分支易跑偏每隔6~10組平型托輥放置一組調(diào)心托輥。
回轉(zhuǎn)式調(diào)心托輥，槽形調(diào)心托輥用于有載分支，其防跑偏原理與前傾托輥相同，這種調(diào)心托輥在固定型帶式輸送機上應用的很多。
托輥的間距設計由帶寬B＝1200mm，上托輥間距＝1.2m，下 ＝3m，35°，0°。上托輥φ108，L=465mm，軸承4G305，單個上托輥轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量=7.1kg.下托輥φ108，L=1400mm,軸承4G305，單個下托輥轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量=10.56kg。
表4-1 托輥技術規(guī)格表
托輥直徑mm
托輥軸徑mm
軸承型號
托輥長度mm
托輥軸外伸長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
4G305
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
4.1.2 托輥的校核
（1） 上托輥的校核
本次設計所選用的為槽形前傾托輥上托輥，其結構簡圖如4-4下：
圖4-4槽形前傾托輥結構簡圖
1）承載分支的校核
式中
——有載分支托輥的靜載荷（N）
——承載分支托輥間距（m）
e——輥子載荷系數(shù)，查《通運機械設計手冊》表2-35選e=0.8
v——帶速（m/s)，已知v=2m/s
——每米長輸送帶質(zhì)量（kg/m),已知=13.125kg/m
——輸送能力（kg/s)
由參考文獻《運輸機械設計選用手冊》表2-72查得.代入上式得
=0.165120.911000= 300.5kg/s
=1538.6N
查《運輸機械設計選用手冊》表2-74得，承載能力為4400N，上托輥直徑為108mm，軸承型號為4G305，長度為380mm，大于計算所得，故滿足要求。
2）動載計算
承載分支托輥的動載荷為：
式中：——
——運行系數(shù)，取1.2；
——沖擊系數(shù)，取1.04；
——工況系數(shù)，取1.00。
則：=1538.61.21.041
=1920.2N<4400N
所以計算結果表明承載分支托輥滿足動載需求。
4.2 傳動滾筒、改向滾筒合張力計算
4.2.1 改向滾筒合張力計算
根據(jù)計算出的各特性點張力,計算各滾筒合張力。
頭部180改向滾筒的合張力:
==58.28+61.19=119.47KN
尾部180改向滾筒的合張力:
==9.4+9.87=19.27KN
4.2.2 傳動滾筒合張力計算
根據(jù)各特性點的張力計算傳動滾筒合張力:
傳動滾筒合張力:
KN
4.3 傳動滾筒強度的驗算與直徑的確定
4.3.1傳動滾筒結構
其結構示意圖如圖4-5所示：
圖4-5 傳動滾筒
4.3.2傳動滾筒軸的設計計算
（1）求軸上的功率
傳動滾筒是唯一已知的厚度和密度的材料為Q235A，T＝40mm，直徑d＝1000mm，獲得質(zhì)量m＝886kg。
如果傳輸效率為=0.97，則
則軸的角轉(zhuǎn)速
（２）軸的最小直徑的確定
式中
選取軸的材料為45鋼，進行調(diào)質(zhì)處理，取=112。于是 得
（３）傳動滾筒軸的結構設計
①擬定軸上的零件方案，現(xiàn)選用下圖 4-6的裝配方案。
圖4-6傳動滾筒圖
②根據(jù)定位和裝配的要求確定軸的各段直徑和長度，軸的左邊部分如下圖4-7所示。
圖4-7傳動滾筒軸圖
③軸上零件的周向定位聯(lián)軸器與軸的定位均采用平鍵聯(lián)結，滾動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m6。
④確定軸上圓角和倒角尺寸
取周端倒角為，各軸肩處的圓角半徑為R2。
⑤ 求軸上的載荷
軸的受力簡圖如圖4-8所示，軸在水平方向的受力如圖所示，
圖4-8軸水平方向力矩圖
由M（A）=0，可求得，上圖可知 =71883N
軸在垂直方向的受力如圖4-9所示，
圖4-9 軸垂直方向力矩圖
由M（A）=0，可求得，
扭矩圖如4-10為
圖4-10 軸的扭矩圖
從軸的結構圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面E是軸的危險截面。
（4）按彎扭合成應力校核軸的強度
（5）校核時，校核的最大壓力在橫向軸的彎曲和扭轉(zhuǎn)（即，切割的風險和阻力）。
根據(jù)式
式中
--------軸的計算應力，MPa；
M-----軸所受的彎矩，單位為，。
T-----軸所受的扭矩，單位為，。
W----軸的抗彎截面系數(shù)，單位為，對沒鍵槽的
由式 W=
---許用彎曲應力，
。
因有，因此，此軸安全。
在設計方面，主要考慮的是帶式輸送機在輥滑動面上的平均壓力拱的彎曲和對輸送帶的沖擊。這兩項在設計中，主要集中表現(xiàn)在對滾筒直徑的確定導航，下面給出集中滾筒直徑的算法：
（1） 按鋼繩芯帶繩芯中的鋼繩直徑與滾筒直徑的比值
由式4-1可知D/d≧150 （4-1)
式中 D-傳動滾筒直徑，mm;
d-鋼繩芯中鋼繩的直徑，mm;
D≧150d=1506=900mm
可以采用直徑為1000mm的滾筒。
(2)驗算滾筒的比壓
比壓要按相遇點滾筒承受的比壓來算，因此滾筒所承受的比壓較大。按最不利的情況來考慮，設總的牽引力由兩滾筒均分，各傳遞一半的牽引力。
總的牽引力
故相遇點,其分離點所承受的拉力為
由式
<0.7
故常用滾筒強度已經(jīng)能夠滿足需求，不需再對強度進行驗算。
改向滾筒按照直徑可分為多種規(guī)格，選用時直接根據(jù)傳動滾筒直徑進行匹配。當改向角度為時，其直徑可以比傳動滾筒直徑小一規(guī)格。改向或時可隨改向角減小而適當取小1-2規(guī)格。
本次設計選用了2個直徑800m的DTII04B6122型號的改向滾筒,改向180°以及2個直徑為630的DTⅡ04B3081的改向滾筒以增大皮帶的壓力及包角。
5制動裝置
5.1 制動裝置的作用
DTII型固定式帶式輸送機時，用于運輸貨物，在一個傾斜的材料時，突然逆轉(zhuǎn)的停車或運輸材料的順滑，導致材料的積累，所以需要的制動裝置。
制動器是用來減速使其停止的機制，有時也可用于調(diào)整或限速機構，確保機構或機器安全工作的重要組成部分。
5.1.1 制動裝置的種類
按照輸送機的性能和使用環(huán)境，選擇不同的制動器，帶式輸送機制動器的種類很多。常用的有帶式逆止器、滾柱逆止器、液壓推桿制動器和盤形制動器等。其中液壓推桿制動器無論向上或向下輸送的帶式輸送機都可以使用，安裝在高速軸上，動作迅速可靠，本次設計的DTII型固定式帶式輸送機向上傾角為140，所以選擇液壓推桿制動器。
5.1.2 制動裝置的選型
制動器主要按照下幾點來進行選型：
(1)根據(jù)運輸機的運行狀況對軸的負載轉(zhuǎn)矩進行計算。
(2)負責制動部分的制動力矩，完全可以支持且有足夠的儲備，同時還能夠保證較高的安全系數(shù)，安全要求應安裝雙重制動器。
(3)制動器應具有良好的散熱功能，不會對使用人，機械本身和環(huán)境造成傷害。
本次設計的輸送機向上運輸，需用到時止裝置。所以選擇液壓推桿逆止器。型號為YWZ 5-315/80.制動輪直徑315mm,制動力矩630-1000N·m.退距1.25m.
5.2拉緊裝置
5.2.1 拉緊裝置行程
由式（5-1） （5-1）
表5-1 常用輸送帶的延伸率與接頭長度
膠帶種類
彈性延伸率
懸垂度率
接頭長度/m
棉帆布膠帶
0.01
0.001
2
尼龍膠帶
0.02
0.001
2
鋼繩芯膠帶
0.0025
0.001
下面值+1
ST2000鋼繩芯輸送帶的接頭長度為1.45mm.
查表4-1得=0.0025，=0.001，=1.45m，代入上式得
100(0.0025+0.001)+1.45+1=2.8m
所以令=3m.
5.2.2 拉緊力與拉緊裝置
張緊裝置的作用：
（1）為了讓輸送帶具有足夠的張力，使傳動滾筒的力可以通過摩擦較大效率的傳遞到輸送帶上，使皮帶輸送機能夠正常運行，同時也可以防止輸送帶打滑。
（2）使得皮帶在托輥與托輥之間保持較為平直的方式，確保物料不會因為皮帶的松弛而撒料和增加運動阻力。
機尾存在最小張力點，所以把機尾滾筒作為拉緊滾筒，經(jīng)計算所需的拉緊裝置的總的質(zhì)量為
=10.5t>5t
采用懸掛重錘的方式。
6其他部件的選用
6.1 機架與中間架
6.1.1 機架
機架是支承滾筒及承受輸送帶張力的裝置。
機架有四種結構如圖6-1所示?？蓾M足帶寬500~1400㎜、傾角、圍包角多種形式的典型布置。并能與漏斗配套使用。
圖6-1 機 架
a. 01機架：用于傾角的頭部傳動及頭部卸料滾筒。選用時應標注角度。
b．02機架：用于傾角的尾部改向滾筒或中間卸料的傳動滾筒。
c．03機架：用于傾角的頭部探頭滾筒或頭部卸料傳動滾筒，圍包角小于或等于。
d．04機架：用于傳動滾筒設在下分支的機架?？捎糜趩螡L筒傳動，也可以用于雙滾筒傳動（兩組機架配套使用)。圍包角大于或等于。
e． 01，02機架適于帶寬500~1400mm；03，04機架適于帶寬800~1400mm。
本次設計的帶式輸送機選擇02機架。
6.1.2 中間架
中間架的作用主要是安裝托輥。
本次設計的DTII型固定式帶式輸送機選用型號為DTII04J07111的標準中間架和型號為DTII04J081121的支腿。
6.2 給料裝置
6.2.1 對給料裝置的基本要求
輸送機中的給料裝置對皮帶輸送機相當重要，它的結構是否合理決定了輸送帶的使用期限。因此給料裝置需要達到以下要求：當物料從給料裝中到達輸送帶時，它的速度應與帶速接近，給料時從皮帶的中心進行，這樣可以確保物料均勻的給到輸送帶上，同時給料設施與輸送帶的攔板不要太緊連接，以減少物料落差。輸送物料的物理和力學性能的變化與運輸材料或條件改變時，可以調(diào)整材料的速度和更好的性能，尤其是當運輸提供了強大的粘性材料，無堵塞，結構緊湊，可靠，具有良好的耐磨性，等。
運輸散裝材料時，應先將小塊和粉末卸在傳送帶上形成墊層，以防止運輸散裝物料的損傷；當輸送尖銳，具有磨損性物料時，應將皮帶受料段布置為水平；當在傾斜段裝料時，防止撒料，需要裝欄板裝的高且長。
給料漏斗的寬度不可以超過輸送帶寬度的。同時輸送物料也有嚴格要求。
6.2.2 裝料段攔板的布置及尺寸
大塊物料輸送時需要將欄板下緣設置的與輸送帶間的間隙逐漸的增大，以方便擠壓在攔板下面的物料隨著輸送帶向前，從攔板下面被帶出，這樣可避免輸送帶被劃傷。
為了讓物料在前期不從欄板與輸送帶間的間隙滑出，在欄板外側(cè)裝厚8～16mm的密封用硬橡膠面，或?qū)⑼休伣M側(cè)托輥傾角增大到~，這時僅用金屬攔板導流就能形成穩(wěn)定的物流。
欄板的長度依據(jù)物料速度與皮帶速度兩者之間的速度之差大小而決定。攔板間的距離一般為～之間。
6.3 卸料裝置
帶式輸送機卸料可以在末端也可以在中間，當在末端卸料時不需要專門的卸料裝置，但在中間卸料時需要卸載擋板或卸載小車。
平直卸載擋板與V形卸載擋板主要用于平皮帶輸送機進行卸件貨，但對輸送帶的影響十分嚴重，還會增加帶條運行阻力，因此不建議采用。
本次設計在末端卸料，所以不需要專門的卸料裝置。
6.4 清掃裝置
輸送機皮帶在運行中有些物料無法卸凈，致使表面粘有物料，皮帶在通過下托輥或改向滾筒時，粘在皮帶表面的物料會加劇托輥和輸送帶的磨損，引起輸送帶跑偏。所以清掃裝置也是皮帶輸送機中相當重要的一部分?？梢员ＷC輸帶的正常工作且提高輸送帶的的壽命。
清掃裝置有以下幾種，如重錘清掃裝置，彈簧清掃器，合金橡膠清掃器，空段清掃器，水力清掃器。本次設計采用彈簧清掃器和空段清掃器。
（1）彈簧清掃器
常用的清掃裝置是彈簧刮板清掃器，如圖6-2所示：
圖6-2彈簧清掃器
1-刮板 2-彈簧
彈簧清掃器是固定方式是刮板架兩端靠彈簧壓緊?？梢园惭b在卸料滾筒的下部或者卸料滾筒與增角滾筒之間的輸送帶下部。
（2）空段清掃器
為防止運輸過程中散料粘結在改向滾筒表面，造成張力不均，影響輸送帶，所以需要在回程段改向滾筒進口處安裝清掃器。利用橡膠條或輸送帶做成的“人”字形或“/ ”形刮板清掃器安裝在與輸送帶適當?shù)木嚯x上，然后將其固定。
同時在回空輸送帶的上表面且靠近機尾換向滾筒外也安裝空段清掃器。
6.5 頭部漏斗
頭部漏斗主要是為了使物料更好的到達皮帶并控制運輸方向，同時也可以起防塵作用。
(1) 本系列漏斗有普通型和調(diào)節(jié)擋板型兩種。其中普通型又可分為不帶襯板和帶襯板兩種。
帶速范圍：≤2．5m／s，3．15m／s，調(diào)節(jié)擋板式帶速范圍1．6~5m／s；帶襯板漏斗在水平運輸時可達4m／s。
因為本次設計的帶速為2m/s,所以選擇DTII04J22373型號的調(diào)節(jié)擋板型漏斗。
6.6 電氣及安全保護裝置
為保護人身安全，監(jiān)測儀器設備是否正常運行，需要安裝安全保護裝置，以防止意外發(fā)生，并及時報警。
(1)所有安全保護監(jiān)測設備才應當依照有關國家標準或者專業(yè)標準要進行設計及使用。
(2)電氣設備的保護：主回路要求有電壓、電流儀表指示器，并有斷路、短路、過流(過載)、缺相、接地等保護及聲、光報警指示，指示器應靈敏、可靠。
(3)安全保護和監(jiān)測；按照皮帶輸機的工作情況和工藝情況及系統(tǒng)選擇，一般用到的保護，監(jiān)測裝置如下所示：
a．輸送帶跑偏監(jiān)測：監(jiān)測裝置安裝在輸送機頭部、尾部，中間及易跑偏的點，5％帶寬偏移量時為輕度跑偏引發(fā)信號和報警，重度跑偏量達l 0％帶寬偏移量時為重跑偏，引發(fā)延時動作，報警、正常停機情況。
b．打滑監(jiān)測：對于傳動滾筒與輸送帶兩者的線帶速度進行監(jiān)測，若兩者的的線速度之差超過一定值就會引發(fā)報警、自動張緊皮帶或下常停機。
c．超速監(jiān)測：適用于向下運輸時速度的監(jiān)測，當超越到均規(guī)定帶速的l15％~l25％時報警并緊急停機。
d．沿線緊急停機用拉繩開關，沿輸送機全長在機架的兩側(cè)每隔60m各安裝—組開關，動作后自鎖、報警、停機。
e．其它根據(jù)需要進行選擇。
7 結 論
本次設計主要是根據(jù)現(xiàn)有的設計標準進行仿形設計，嚴格依據(jù)設計標準和有關規(guī)范進行設計與計算。
設計的主要成果為：
(1) 熟練地掌握了輸送機各部分的結構、原理和功能，了解了國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀。
(2) 對輸送機中出現(xiàn)問題和解決方法有了一定的了解。
致 謝
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