摘 要
本次畢業(yè)設(shè)計是關(guān)于DTII型固定式帶式輸送機(jī)的設(shè)計。帶式輸送機(jī)是散狀物料實現(xiàn)遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)母咚俣?、自動化、連續(xù)性作業(yè)的理想設(shè)備,已廣泛應(yīng)用于電力、冶金、化工、煤炭、礦山、港口和糧食等許多部門。隨著工業(yè)的需求,帶式輸送機(jī)向長距離、高速度、大運(yùn)量、大功率等方向發(fā)展,帶式輸送機(jī)的動力學(xué)問題也越來越多。這就需要系統(tǒng)研究帶式輸送機(jī)的動態(tài)特性,實現(xiàn)在設(shè)計階段預(yù)測和優(yōu)化輸送機(jī)的性能,從而使帶式輸送機(jī)在經(jīng)濟(jì)上更加合理、在技術(shù)上更加可靠。首先對膠帶輸送機(jī)作了簡單的概述；接著分析了帶式輸送機(jī)的選型原則及計算方法；然后根據(jù)這些設(shè)計準(zhǔn)則與計算選型方法按照給定參數(shù)要求進(jìn)行選型設(shè)計；接著對所選擇的輸送機(jī)各主要零部件進(jìn)行了校核。普通型帶式輸送機(jī)由六個主要部件組成：傳動裝置，機(jī)尾和導(dǎo)回裝置，中部機(jī)架，拉緊裝置以及膠帶。最后簡單的說明了輸送機(jī)的安裝與維護(hù)。
本次帶式輸送機(jī)設(shè)計代表了設(shè)計的一般過程, 對今后的選型設(shè)計工作有一定的參考價值。
關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī)；特性；主要部件
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; characteristics;main parts
目 錄
摘要..........................................................1
Abstract......................................................2
1緒論.........................................................6
2 DTII型固定式帶式輸送機(jī)概述.................................7
2.1 DTII型固定式帶式輸送機(jī)的簡介..........................7
2.2 DTII型固定式帶式輸送機(jī)的應(yīng)用范圍......................7
2.3 DTII型固定式帶式輸送機(jī)的系列圖號......................8
2.4 DTII型固定式帶式輸送機(jī)的工作原理......................8
2.5 DTII型固定式帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)和布置方式................9
2.5.1 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu).................................9
2.5.2 布置方式........................................10
3 帶式輸送機(jī)的設(shè)計計算.......................................11
3.1 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件...............................11
3.2 計算步驟.............................................12
3.2.1 帶寬的確定......................................12
3.2.2輸送帶寬度的核算.................................12
3.3 圓周驅(qū)動力...........................................15
3.3.1 計算公式........................................15
3.3.2 主要阻力計算....................................15
3.3.3 主要特種阻力計算................................17
3.3.4 附加特種阻力計算................................18
3.3.5 傾斜阻力計算....................................19
3.4 傳動功率計算.........................................20
3.4.1 傳動軸功率（）計算...........................20
3.4.2 電動機(jī)功率計算..................................20
3.5 輸送帶張力計算.......................................21
3.5.1 輸送帶不打滑條件校核............................21
3.5.2 輸送帶下垂度校核................................22
3.5.3 各特性點張力計算................................23
3.6 改向滾筒和傳動滾筒合張力計算.........................28
3.6.1 改向滾筒合張力計算..............................28
3.6.2 傳動滾筒合張力計算..............................28
3.7 傳動滾筒直徑的確定和滾筒強(qiáng)度的驗算....................29
3.8 拉緊裝置..............................................30
3.8.1 拉緊裝置行程....................................30
3.8.2 拉緊力與拉緊裝置................................30
3.9 繩芯輸送帶強(qiáng)度計算....................................31
4 驅(qū)動裝置的選用與設(shè)計.......................................33
4.1 電機(jī)的選用............................................33
4.2 減速器的選用..........................................34
4.2.1 傳動裝置的總傳動比..............................34
4.2.2 液力偶合器......................................35
4.2.3 聯(lián)軸器..........................................36
5 帶式輸送機(jī)部件的選用.......................................38
5.1 輸送帶...............................................38
5.1.1 輸送帶的分類....................................38
5.1.2 輸送帶的連接....................................39
5.2 傳動滾筒.............................................40
5.2.1 傳動滾筒的作用及類型............................40
5.2.2 傳動滾筒的選型及設(shè)計............................40
5.2.3 傳動滾筒結(jié)構(gòu)....................................41
5.3傳動滾筒軸............................................41
5.3.1傳動滾筒軸的設(shè)計.................................41
5.3.2傳動滾筒軸的校核.................................42
5.4 托輥..................................................43
5.4.1 托輥的作用與選型................................44
5.4.2 托輥的校核......................................47
5.5制動裝置..............................................49
5.5.1 制動裝置的作用..................................49
5.5.2 制動裝置的種類..................................50
5.5.3 制動裝置的選型..................................50
5.6 改向裝置.............................................51
5.7拉緊裝置..............................................52
5.7.1 拉緊裝置布置時應(yīng)遵循的原則......................52
5.7.2 拉緊裝置的選擇..................................52
6其他部件的選用.............................................54
6.1 機(jī)架與中間架.........................................54
6.1.1 機(jī)架...........................................54
6.1.2 中間架..........................................55
6.2 給料裝置..............................................55
6.2.1 對給料裝置的基本要求............................55
6.2.2 裝料段攔板的布置及尺寸..........................56
6.3 卸料裝置..............................................56
6.4清掃裝置..............................................57
6.5 頭部漏斗.............................................57
6.6 電氣及安全保護(hù)裝置....................... ............59
結(jié) 論.....................................................60
致 謝.......................................................63
參考文獻(xiàn).....................................................64
1緒論
帶式輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)行的運(yùn)輸設(shè)備，在冶金、采礦、動力、建材等重工業(yè)部門及交通運(yùn)輸部門中主要用來運(yùn)送大量散狀貨物，如礦石、煤、砂等粉、塊狀物和包裝好的成件物品。帶式輸送機(jī)是煤礦最理想的高效連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，與其他運(yùn)輸設(shè)備相比，不僅具有長距離、大運(yùn)量、連續(xù)輸送等優(yōu)點，而且運(yùn)行可靠,易于實現(xiàn)自動化、集中化控制,特別是對高產(chǎn)高效礦井，帶式輸送機(jī)已成為煤炭高效開采機(jī)電一體化技術(shù)與裝備的關(guān)鍵設(shè)備。特別是近10年，長距離、大運(yùn)量、高速度的帶式輸送機(jī)的出現(xiàn)，使其在礦山建設(shè)的井下巷道、礦井地表運(yùn)輸系統(tǒng)及露天采礦場、選礦廠中的應(yīng)用又得到進(jìn)一步推廣。
選擇DTII型固定式帶式輸送機(jī)這種通用機(jī)械的設(shè)計作為畢業(yè)設(shè)計的選題，能培養(yǎng)我們獨(dú)立解決工程實際問題的能力，通過這次畢業(yè)設(shè)計是對所學(xué)基本理論和專業(yè)知識的一次綜合運(yùn)用，也使我們的設(shè)計、計算和繪圖能力都得到了全面的訓(xùn)練。
原始參數(shù)：
1）輸送物料：煤
2）物料特性：（1）塊度：0～400mm（2）散裝密度：0.95t/m3
（3）在輸送帶上堆積角：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(guān)尺寸：（1）運(yùn)距：150m （2）傾斜角：β=14°
（3）最大運(yùn)量:450t/h
設(shè)計解決的問題：
熟悉帶式輸送機(jī)的各部分的功能與作用，對主要部件進(jìn)行選型設(shè)計與計算，解決在實際使用中容易出現(xiàn)的問題，并大膽地進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計。
2 DTII型固定式帶式輸送機(jī)概述
2.1 DTII型固定式帶式輸送機(jī)的簡介
DTII型固定式帶式輸送機(jī)是由原機(jī)械工業(yè)部北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所負(fù)責(zé)研究組織的聯(lián)合設(shè)計組設(shè)計的，是原TD75型 和DX型兩大系列的更新?lián)Q代產(chǎn)品。全系列更新工作分兩個階段進(jìn)行，第一階段完成主參數(shù)型譜及原TD型所屬范圍的主要部件設(shè)計，還增加了化纖帶的中強(qiáng)度部件設(shè)計；第二階段將完成高強(qiáng)度系列設(shè)計。
2.2 DTII型固定式帶式輸送機(jī)的應(yīng)用范圍
（1）DTII型固定式帶式輸送機(jī)是通用型系列產(chǎn)品，可廣泛用于冶金，礦山，煤炭，港口，電站，建材，化工，輕工，石油等各個行業(yè)。由單機(jī)或多機(jī)組合成運(yùn)輸系統(tǒng)來輸送物料，可輸送散度密度為500-2500kg/m3的各種散狀物料及成件物品。
（2）DTII型固定式帶式輸送機(jī)適用的工作環(huán)境溫度一般為-25-40°C。對于在特殊環(huán)境中工作的帶式輸送機(jī)，如要求具有耐熱，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。
（3）DT-II型固定式帶式輸送機(jī)均按不見系列進(jìn)行設(shè)計。設(shè)計者可根據(jù)輸送工藝要求，按不同的地形，工況進(jìn)行選型設(shè)計并組合成整臺輸送機(jī)。
（4）輸送機(jī)允許輸送的物料粒度取決于帶寬，帶速，槽角和傾角，也取決于大塊物料出現(xiàn)的頻率。各種帶寬適合的哦最大粒度，本系列推薦按表2-1選取。當(dāng)輸送硬巖時，帶寬超過1200mm,粒度一般應(yīng)限制在350mm范圍內(nèi)，而不能隨帶寬的增加而加大。
表2-1 各種帶寬適用的最大粒度 mm
帶寬
500
650
800
1000
1200
1400
最大粒度
100
150
200
300
350
350
2.3 DTII型固定式帶式輸送機(jī)的系列圖號
部件圖號 DT-II ×× × × ×× ××
型號（D-帶式輸送機(jī)，T-通用型，II-新系列）
××-產(chǎn)品規(guī)格代碼（帶寬）
×-部件分類代碼
×-部件類型代碼
××-部件規(guī)格代碼
××-性能參數(shù)代碼
2.4 DTII型固定式帶式輸送機(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：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-改向滾筒 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-頭部護(hù)罩
9-清掃裝置 10-平行托輥 11-空段清掃器 12-制動裝置
輸送帶5繞經(jīng)傳動滾筒7和機(jī)尾改向滾筒1形成一個無極的環(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)所需要的拉緊力。工作時，傳動滾筒通過它和輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶運(yùn)行。物料從裝載點裝到輸送帶上，形成連續(xù)運(yùn)動的物流，在卸載點卸載。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。
普通型帶式輸送機(jī)的機(jī)身的上帶是用槽形托輥支撐，以增加物流斷面積，下帶為返回段(不承載的空帶)一般下托輥為平托輥。帶式輸送機(jī)可用于水平、傾斜和垂直運(yùn)輸。對于普通型帶式輸送機(jī)傾斜向上運(yùn)輸，其傾斜角不超過18°，向下運(yùn)輸不超過15°。
2.5 DTII型固定式帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)和布置形式
2.5.1 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)
帶式輸送機(jī)主要由以下部件組成：頭架、驅(qū)動裝置、傳動滾筒、尾架、托輥、中間架、尾部改向裝置、卸載裝置、清掃裝置、安全保護(hù)裝置等。
輸送機(jī)年工作時間一般取4500-5500小時。當(dāng)二班工作和輸送剝離物，且輸送環(huán)節(jié)較多，宜取下限；當(dāng)三班工作和輸送環(huán)節(jié)少的礦石輸送，并有儲倉時，取上限為宜。
2.5.2 布置方式
帶式輸送機(jī)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(jī)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(jī)長度的某一個位置處，一般放在機(jī)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(jī)驅(qū)動和多電動機(jī)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，故本次設(shè)計選擇雙滾筒單點驅(qū)動方式。
帶式輸送機(jī)常見典型的布置方式如下表2-2所示：
表2-2 帶式輸送機(jī)典型布置方式
3 帶式輸送機(jī)的設(shè)計計算
3.1 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件
帶式輸送機(jī)的設(shè)計計算，應(yīng)具有下列原始數(shù)據(jù)及工作條件資料
（1）物料的名稱和輸送能力：
（2）物料的性質(zhì)：
1） 粒度大小，最大粒度和粗度組成情況；
2） 堆積密度；
3） 動堆積角、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；
（7）裝置布置形式，是否需要設(shè)置制動器。
原始參數(shù)和工作條件
（1）輸送物料：煤
（2）物料特性： 1）塊度：0～400mm
2）散裝密度：0.95t/
3）在輸送帶上堆積角：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(guān)尺寸： 1）運(yùn)距：150m
2）傾斜角：β=14°
3）最大運(yùn)量:450t/h
初步確定輸送機(jī)布置形式，如圖3-1所示：
圖3-1 傳動系統(tǒng)圖
3.2 計算步驟
3.2.1 帶寬的確定:
按給定的工作條件,取原煤的堆積角為20°.
原煤的堆積密度按950 kg/;
輸送機(jī)的工作傾角β=14°;
帶式輸送機(jī)的最大運(yùn)輸能力計算公式為
（3.2-1）
式中：——輸送量（；
——帶速（；
——物料堆積密度（）；
在運(yùn)行的輸送帶上物料的最大堆積面積,
K----輸送機(jī)的傾斜系數(shù)；
帶速與帶寬、輸送能力、物料性質(zhì)、塊度和輸送機(jī)的線路傾角有關(guān).當(dāng)輸送機(jī)向上運(yùn)輸時，傾角大，帶速應(yīng)低。
表3-1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(jī)的工作傾角=14°;
查DTII帶式輸送機(jī)選用手冊（表3-1）(此后凡未注明均為該書)得k=0.91
按給頂?shù)墓ぷ鳁l件,取原煤的堆積角為20°;
原煤的堆積密度為950kg/;
考慮井下的工作條件取帶速為1.6m/s;
將各參數(shù)值代入上式, 可得到為保證足夠的運(yùn)輸能力,帶上必須具有的截面積
圖3-2 槽形托輥的帶上物料堆積截面
表3-2槽形托輥物料斷面面積A
槽角λ
帶寬B=500mm
帶寬 B=650mm
帶寬 B=800mm
帶寬B=1000mm
動堆積角ρ
20°
動堆積角ρ
30°
動堆積角ρ
20°
動堆積角ρ
30°
動堆積角ρ
20°
動堆積角ρ
30°
動堆積角ρ
20°
動堆積角ρ
30°
30°
0.0222
0.0266
0.0406
0.0484
0.0638
0.0763
0.1040
0.1240
35°
0.0236
0.0278
0.0433
0.0507
0.0678
0.0798
0.1110
0.1290
40°
0.0247
0.0287
0.0453
0.0523
0.0710
0.0822
0.1160
0.1340
45°
0.0256
0.0293
0.0469
0.0534
0.0736
0.0840
0.1200
0.1360
查表3-2, 輸送機(jī)的承載托輥槽角35°，物料的堆積角為20°時，帶寬為1000 mm的輸送帶上允許物料堆積的橫斷面積為0.0111m2，此值大于計算所需要的堆積橫斷面積0.09m2,據(jù)此選用寬度為1000mm的輸送帶能滿足要求。
經(jīng)如上計算,確定選用帶寬B=1000mm,ST2000型鋼繩芯輸送帶。
ST2000型鋼繩芯輸送帶的技術(shù)規(guī)格：
縱向拉伸強(qiáng)度2000N/mm；
帶厚20mm;
輸送帶每米質(zhì)量34Kg/m.
3.2.2輸送帶寬度的核算
輸送大塊散狀物料的輸送機(jī)，需要按（3.2-1）式核算，再查表
（3.2-1）
式中——最大粒度，mm。
條件中物料粒度為0-400mm。所以為400mm。
計算：B≧2*400+200=1000
故，輸送帶寬滿足輸送要求。
3.3 圓周驅(qū)動力
3.3.1 計算公式
本次設(shè)計的輸送機(jī)機(jī)長為150m，大于80m。對機(jī)長大于80m的帶式輸送機(jī)，附加阻力明顯的小于主要阻力，可用簡便的方式進(jìn)行計算，不會出現(xiàn)嚴(yán)重錯誤。為此引入系數(shù)C作簡化計算，則公式變?yōu)橄旅娴男问剑?
（3.3-1）
式中——與輸送機(jī)長度有關(guān)的系數(shù)，在機(jī)長大于80m時，
查〈〈DTII（A）型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊〉〉表3-3系數(shù)C
表3-3 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=1.58。
3.3.2 主要阻力計算
輸送機(jī)的主要阻力是物料及輸送帶移動和承載分支及回程分支托輥旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生阻力的總和。可用式（3.3-2）計算：
（3.3-2）
式中——模擬摩擦系數(shù)，根據(jù)工作條件及制造安裝水平?jīng)Q定，一般可按表查取。
——輸送機(jī)長度（頭尾滾筒中心距），m；
——重力加速度；
當(dāng)輸送機(jī)傾角小于18°(條件中傾角為14°)，可選取δ≈1。
初步選定托輥為DTII6204/C4，查表選用三個上托輥，一個下托輥。上托輥間距＝1.2m，下托輥間距 ＝3m，上托輥槽角35°，下托輥槽角0°。上托輥φ108，L=380mm，軸承4G305，單個上托輥轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量=4.19kg.下托輥φ108，L=1150mm,軸承4G305，單個下托輥轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量=10.56kg.
——承載分支托輥組每米長度旋轉(zhuǎn)部分重量，kg/m，用式（3.3-3）計算:
（3.3-3）
計算：=3*4.19/1.2=10.475kg.
——回程分支托輥組每米長度旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，kg/m，用式（3.3-4）計算:
（3.3-4）
計算：=1*10.56/3=3.52kg
——每米長度輸送物料質(zhì)量
計算：=kg/m
初選ST2000型鋼繩芯輸送帶。查得ST2000型鋼繩芯輸送帶的每層質(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)值應(yīng)根據(jù)表3-4選取。取=0.03。
表3-4 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(biāo)準(zhǔn)設(shè)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(shè)計，制造正常，處于發(fā)電工況時
0.012-0.016
=0.03*150*9.81*[10.475+3.52+（2*13.125+78.125）*1]=5225.44N
3.3.3 主要特種阻力計算
主要特種阻力包括托輥前傾的摩擦阻力和被輸送物料與導(dǎo)料槽檔板間的摩擦阻力兩部分，按式（3.3-5）計算：
（3.3-5）
按式（3.3-8）計算：
三個等長輥子的前傾上托輥時
（3.3-6）
輸送物料與導(dǎo)料擋板間的摩擦阻力
（3.3-7）
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
3.3.4 附加特種阻力計算
附加特種阻力包括輸送帶清掃器摩擦阻力和卸料器摩擦阻力等部分，按下式計算：
（3.3-8）
（3.3-9）
（3.3-10） 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——一個清掃器和輸送帶接觸面積，，見表
——清掃器和輸送帶間的壓力，N/，一般取為3 N/；
——清掃器和輸送帶間的摩擦系數(shù)，一般取為0.5~0.7；
——刮板系數(shù)，一般取為1500 N/m。
表3-5導(dǎo)料槽欄板內(nèi)寬、刮板與輸送帶接觸面積
帶寬
B/mm
導(dǎo)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3-5得 A=1*0.01*2+2*0.015*2=0.08m，取=4.5N/m，取=0.6，將數(shù)據(jù)帶入式（3.3-9）
則=0.08*4.5**0.6=2160 N
無卸料器，所以=0
由式（3.3-8） 則
3.3.5 傾斜阻力計算
傾斜阻力按下式計算：
（3.3-11）
式中：因為是本輸送機(jī)傾斜運(yùn)輸，所有
H=
=78.125*9.81*36.3=27820.55N
由式
=1.58*5225.44+460.26+2160+27820.55
=38697N
3.4 傳動功率計算
3.4.1 傳動軸功率（）計算
傳動滾筒軸功率（）按式（3.4-1）計算：
（3.4-1）
所以
3.4.2 電動機(jī)功率計算
電動機(jī)功率，按式（3.4-2）計算：
（3.4-2）
式中——傳動效率，一般在0.85~0.95之間選取；
查得傳動滾筒及聯(lián)軸器效率為0.98，液力耦合器效率為0.96，二級減速器效率為0.94，則
=0.98*0.96*0.94=0.88
根據(jù)計算出的值，查電動機(jī)型譜，按就大不就小原則選定電動機(jī)功率。選擇電機(jī)功率為75KW，驅(qū)動裝置組合號為169，傳動滾筒直徑1000mm，電極為Y280S-4,液力耦合器YOXIIZ450,減速器為DCY355-50,制動器為YWZ5-315.
3.5 輸送帶張力計算
輸送帶張力在整個長度上是變化的，影響因素很多，為保證輸送機(jī)上午正常運(yùn)行，輸送帶張力必須滿足以下兩個條件：
（1）在任何負(fù)載情況下，作用在輸送帶上的張力應(yīng)使得全部傳動滾筒上的圓周力是通過摩擦傳遞到輸送帶上，而輸送帶與滾筒間應(yīng)保證不打滑；
（2）作用在輸送帶上的張力應(yīng)足夠大，使輸送帶在兩組托輥間的垂度小于一定值。
3.5.1 輸送帶不打滑條件校核
圓周驅(qū)動力通過摩擦傳遞到輸送帶上（見圖3-3）。
圖3-3作用于輸送帶的張力
如圖3-3所示，輸送帶在傳動滾筒松邊的最小張力應(yīng)滿足的要求。
傳動滾筒傳遞的最大圓周力。動載荷系數(shù)；對慣性小、起制動平穩(wěn)的輸送機(jī)可取較小值;否則，就應(yīng)取較大值。取1.5
——傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)，見表3-6
表3-6 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 =1.5*38697=58045.5N
=0.25，=.查得尤拉系數(shù)=2.40。
對常用C==
=0.71*58045.5=41461.1N
3.5.2 輸送帶下垂度校核
為了限制輸送帶在兩組托輥間的下垂度，作用在輸送帶上任意一點的最小張力，需按式（3.5-1）和（3.5-2）進(jìn)行驗算。
承載分支 (3.5-1)
回程分支 （3.5-2）
式中——允許最大垂度，一般0.01；
——承載上托輥間距（最小張力處）；=1.2m.
——回程下托輥間距（最小張力處）;=3.0m.
取=0.01 , 由式（3.5-2）得：
3.5.3 各特性點張力計算
為了確定輸送帶作用于各改向滾筒的合張力，拉緊裝置拉緊力和凸凹弧起始點張力等特性點張力，需逐點張力計算法，進(jìn)行各特性點張力計算，
如圖3-4所示。
圖3-4 張力分布點圖
(1)運(yùn)行阻力的計算
有分離點起，依次將特殊點設(shè)為1、2、3、…，一直到相遇點7點，如圖3-4所示。
計算運(yùn)行阻力時，首先要確定輸送帶的種類和型號。在前面我們已經(jīng)選好了輸送帶，ST2000型鋼繩芯輸送帶，縱向拉伸強(qiáng)度2000N/mm；帶厚20mm;輸送帶質(zhì)量34Kg/m.
1)承載段運(yùn)行阻力
由式（3.5-3）：
（3.5-3）
物料每米質(zhì)量q==
由式子
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
DX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
—
—
—
—
查得=22kg,托輥間距=1.2m,=0.04m
==18.33kg/m.代入上式子得
=
+
=40.36KN
當(dāng)承載段向上運(yùn)行時，此時。承載段的下滑力為正。
2)回空段運(yùn)行阻力
由式（3.5-4）
（3.5-4）
有式子
查上表選出=17kg,=3.0m,=0.035.
==5.67kg,
代入上式得
=—8.69KN
=
=—0.33KN
==0.20KN
=-8.69-0.33+0.20=-8.82KN
當(dāng)承載段向上運(yùn)行時，回空段是向下運(yùn)行的。此時，回空段下滑力為負(fù)。
3)最小張力點
有以上計算可知，3點為最小張力點
(2)輸送帶上各點張力的計算
1）由懸垂度條件確定4點的張力
為保證輸送帶運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)和物流的穩(wěn)定，承載段與回空段輸送帶的懸垂度的最大值為托輥間距的千分之二十五，而承載段滿足最大允許懸垂度的最小張力為
式中 ——承載段輸送帶最小張力，N;
——輸送帶最大允許懸垂度，；
代入上式得
5*(78.125+34)*1.2*cos*9.81=6.40KN
2)由逐點計算法計算各點的張力
因為=6.40KN,根據(jù)表14-3選=1.05，
故有
KN
KN
KN
KN
KN
(3)用摩擦條件來驗算傳動滾筒分離點與相遇點張力的關(guān)系
滾筒為包膠滾筒，圍包膠為=200°。選摩擦系數(shù)=0.25。并取摩擦力備用系數(shù)n=1.2。
由式（3.5-5）可算得允許的最大值為：
（3.5-5）
=
=72.07KN>=48.77KN
式中 n-摩擦力備用系數(shù)，一般n=1.15-1.2;
-輸送帶與傳動滾筒間的摩擦系數(shù)，
-輸送帶與兩個滾筒間的圍包角之和，
故摩擦條件滿足。
3.6 傳動滾筒、改向滾筒合張力計算
3.6.1 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:
==46.76+49.10=95.86KN
尾部180改向滾筒的合張力:
==6.10+6.40=12.5KN
3.6.2 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的合張力:
傳動滾筒合張力:
KN
3.7 傳動滾筒直徑的確定和滾筒強(qiáng)度的驗算
對傳動滾筒來講，設(shè)計主要考慮的因素是輸送帶在滾筒滑動弧表面上的平均壓力和對輸送帶彎曲的影響。這兩項在設(shè)計中，主要集中表現(xiàn)在對滾筒直徑的確定導(dǎo)航，下面給出集中滾筒直徑的算法：
（1）考慮到比壓及摩擦條件的滾筒最小直徑
計算時，可兩滾筒分開算，也可以兩滾筒按一體來算。由式（3.7-1）得
代入結(jié)果得；
=
(2)按鋼繩芯帶繩芯中的鋼繩直徑與滾筒直徑的比值
由式D/d≧150 （3.7-2)
式中 D-傳動滾筒直徑，mm;
d-鋼繩芯中鋼繩的直徑，mm;
D≧150d=150*6=900mm
可以采用直徑為1000mm的滾筒。
(3)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(shè)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(3.7-3)
<0.7
所以通用設(shè)計的滾筒強(qiáng)度是足夠的，不必再進(jìn)行強(qiáng)度驗算了。
3.8 拉緊裝置
3.8.1 拉緊裝置行程
由式（3.8-1）
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.
查得=0.0025，=0.001，=1.45m，代入上式得
150*(0.0025+0.001)+1.45+1=2.975m
所以令=3m.
3.8.2 拉緊力與拉緊裝置
因最小張力點在機(jī)尾，故可把機(jī)尾滾筒又作為拉緊滾筒，采用車式拉緊裝置。由式（3.8-2），如果只用拉緊車不用懸掛重錘，則所需的拉緊裝置的總的質(zhì)量為
=6.81 t>5t
采用懸掛重錘通過鋼繩拉小車的方式。
當(dāng)采用懸掛重錘時，由于拉緊車本身有質(zhì)量，故所需的懸掛重錘的質(zhì)量不會超過 是較合理的，故采用懸掛重錘的車式拉緊裝置。
3.9 鋼繩芯輸送帶強(qiáng)度計算
（1）輸送帶的計算安全系數(shù)
由式子（3.9-1）。其中,.
=1000*2000=2*KN
=
(2) 輸送帶的許用安全系數(shù)
由式子（3.9-2）
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(jī)械設(shè)計?選出=3.0，=1.8，=1.2，=0.85，代入上式得
（3）輸送帶強(qiáng)度驗算
m>7.624，所選的輸送帶滿足強(qiáng)度要求。
查?通用機(jī)械設(shè)計?選出，ST2000型鋼繩芯帶中鋼繩直徑d=6mm,鋼絲繩間距L=12mm,帶厚h=20mm.
4 驅(qū)動裝置的選用與設(shè)計
帶式輸送機(jī)的驅(qū)動裝置是整個皮帶輸送機(jī)的動力來源，它由電動機(jī)、偶合器，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。
減速器為三級齒輪減速器，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500r/min，本設(shè)計皮帶機(jī)所采用的電動機(jī)的總功率為70.36kw.需選用功率為75kw的電機(jī)。
擬采用Y280S-4型電動機(jī)，該型電機(jī)轉(zhuǎn)矩大，性能良好，可以滿足要求。 查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計選用手冊》，它的主要性能參數(shù)如下表：
表4-1 Y280S－４型電動機(jī)主要性能參數(shù)
電動機(jī)
型號
額定功率kw
滿載
轉(zhuǎn)速r/min
電流A
效率％
功率因數(shù)
Y280S-4
75
1480
139.7
92.7
0.88
起動電流/額定電流
起動轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩
最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩
重量kg
7.0
1.9
2.2
560
因為電機(jī)功率為70.36kw，大于45kw，所以采用液力偶合器聯(lián)接電機(jī)和減速器。
4.2 減速器的選用
4.2.1 傳動裝置的總傳動比
已知輸送帶寬為1000mm，查《運(yùn)輸機(jī)械選用設(shè)計手冊》表2－77選取傳動滾筒的直徑D為1000，則工作轉(zhuǎn)速為：
已知電機(jī)轉(zhuǎn)速為＝1480r/min ，
則電機(jī)與滾筒之間的總傳動比為：
本次設(shè)計選用DCY355-50型減速器,，傳動比為50，可傳遞130KW功率。第一級為螺旋齒輪，第二級、第三級為斜齒和直齒，圓柱齒輪傳動，其展開簡圖如下：
圖4-1 DCY355-50型減速器展開簡圖
電動機(jī)和I軸之間，IV軸和傳動滾筒之間用的都是聯(lián)軸器，故傳動比都是1。
4.2.2 液力偶合器
目前，在帶式輸送機(jī)的傳動系統(tǒng)中，廣泛使用液力偶合器，它安裝在輸送機(jī)的驅(qū)動電機(jī)與減速器之間，電動機(jī)帶動泵輪轉(zhuǎn)動，泵輪內(nèi)的工作液體隨之旋轉(zhuǎn)，這時液體繞泵輪軸線一邊作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，一邊因液體受到離心力而沿徑向葉片之間的通道向外流動，到外緣之后即進(jìn)入渦輪中，泵輪的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的動能，液體進(jìn)去渦輪后，推動渦輪旋轉(zhuǎn)，液體被減速降壓，液體的動能轉(zhuǎn)換成渦輪的機(jī)械能而輸出作功．它是依靠液體環(huán)流運(yùn)動傳遞能量的，而產(chǎn)生環(huán)流的先決條件是泵輪的轉(zhuǎn)速大于渦流轉(zhuǎn)速，即而者之間存在轉(zhuǎn)速差．
液力傳動裝置除煤礦機(jī)械使用外，還廣泛用于各種軍用車輛，建筑機(jī)械，工程機(jī)械，起重機(jī)械，載重汽車．小轎車和艦艇上，它所以獲得如此廣泛的應(yīng)用，原因是它具有以下多種優(yōu)點：
(1)能提高設(shè)備的使用壽命
(2)由于液力轉(zhuǎn)動的介質(zhì)是液體，輸入軸與輸出軸之間用非剛性連接，故能將外載荷突然驟增或驟減造成的沖擊和振動消除或部分消除，轉(zhuǎn)化為連續(xù)漸變載荷，從而延長機(jī)器的使用壽命．這對處于惡劣條件下工作的煤礦機(jī)械具有這樣意義．
(3)有良好的啟動性能由于泵輪扭矩與其轉(zhuǎn)速的平方成正比，故電動機(jī)啟動時其負(fù)載很小，起動較快，沖擊電流延續(xù)時間短，減少電機(jī)發(fā)熱．
(4)良好的限距保護(hù)性能,使多電機(jī)驅(qū)動的設(shè)備各臺電機(jī)負(fù)荷分配趨于均勻.
本次設(shè)計選用的YOXIIZ450，輸入轉(zhuǎn)速為1500r／min，效率達(dá)0.96，起動系數(shù)為1.3～1.7。
4.2.3 聯(lián)軸器
本次驅(qū)動裝置的設(shè)計中，較多的采用聯(lián)軸器，這里對其做簡單介紹：
聯(lián)軸器是機(jī)械傳動中常用的部件。它用來把兩軸聯(lián)接在一起，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時兩軸不能分離；只有在機(jī)器停車并將聯(lián)接拆開后，兩軸才能分離。
根據(jù)對各種相對位移有無補(bǔ)償能力（即能否在發(fā)生相對位移條件下保持聯(lián)接的功能），聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器（無補(bǔ)償能力）和撓性聯(lián)軸器（有補(bǔ)償能力）兩大類。撓性聯(lián)軸器又可按是否具有彈性元件分為無彈性元件的撓性聯(lián)軸器和有彈性元件的撓性聯(lián)軸器兩個類別。
(1)無彈性元件的撓性聯(lián)軸器
這類聯(lián)軸器因具有撓性，故可補(bǔ)償兩軸的相對位移。但因無彈性元件，故不能緩沖減振。常用的有以下幾種：十字滑塊聯(lián)軸器，滑塊聯(lián)軸器，十字軸式萬向聯(lián)軸器，齒式聯(lián)軸器，滾子鏈聯(lián)軸器。
(2)有彈性元件的撓性聯(lián)軸器
這類聯(lián)軸器因裝有彈性元件，不僅可以補(bǔ)償兩軸間的相對位移，而且具有緩沖減振的能力。彈性元件所能儲存的能量愈多，則聯(lián)軸器的緩沖能力愈強(qiáng)；彈性元件的彈性滯后性能與彈性變形時零件間的摩擦功愈大，則聯(lián)軸器的減振能力愈好。常見的有以下幾種：
1）彈性套柱銷聯(lián)軸器
這種聯(lián)軸器的構(gòu)造與凸緣聯(lián)軸器相似，只是套有彈性套的柱銷代替了聯(lián)接螺栓。因為通過蛹狀的彈性套傳遞轉(zhuǎn)矩，故可緩沖減振。這種聯(lián)軸器制造容易，裝拆方便，成本較低，但彈性套易磨損，壽命較短。他適用于聯(lián)接載荷平穩(wěn)、需正反轉(zhuǎn)或起動頻繁的傳遞中小轉(zhuǎn)矩的軸。
2） 彈性柱銷聯(lián)軸器
與彈性套柱銷聯(lián)軸器很相似，但傳遞轉(zhuǎn)矩的能力很大，結(jié)構(gòu)更為簡單，安裝、制造
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