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南 京 理 工 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯
系： 機(jī)械工程系
專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動化
姓 名：
學(xué) 號： 060104227
外文出處： TECHNOLOGY SERIES
附 件：1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。
指導(dǎo)教師評語：
翻譯遵循了原文，翻譯單詞錯誤少，表達(dá)比較正確。
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附件1：外文資料翻譯譯文
工藝系列
動力傳動設(shè)計與振動的設(shè)計思考
柔性傳動元件
Torance V.Dugyan
摘要：除同步帶傳動外，各種帶傳動都是依靠帶和帶輪間的摩擦力來成功的傳遞運(yùn)動和動力。由于平面和Ｖ帶間的相對滑動，在兩個軸之間的角速度不是恒定的，也不與滑輪直徑的成正比。齒形帶是近期才發(fā)展的，像鏈條鏈輪傳動，它們以恒定的速度進(jìn)行傳動。本文將討論Ｖ帶和平帶的相關(guān)的理論和實(shí)際應(yīng)用。
關(guān)鍵字：平帶 v帶 速率 中心距 動力傳輸 緊張帶 帶滑 包角 帶疲勞
有效帶拉
1. 平 帶
帶傳動的基本理論可以理解為平帶與兩個滑輪間無休止的延伸運(yùn)動，如圖5.1所示。當(dāng)滑輪靜止時，整個帶的初始張力為T，如圖，5.1a所示。當(dāng)主動輪轉(zhuǎn)動時帶一側(cè)拉力為T2
a. 不工作
b. 工作
如圖5.1b所示，當(dāng)小滑輪作為主動輪，假設(shè)帶服從胡克定律（假設(shè)是同一種帶材料），在緊邊增加長度與在松邊減少的長度必須相等，帶的總長度依然不變，即
T=（T1+T2) （5.1）
上式在大多數(shù)情況下是十分準(zhǔn)確的
如果傳送帶在緊邊和松邊的上拉力差拉大，足以克服傳送帶和帶輪接觸面間的摩擦阻力，與滑輪接觸的那部分傳送帶會因克服摩擦阻力開始滑動，即發(fā)生所謂的傳送帶打滑。分別限制T1、T2的極限值，以確保皮帶不發(fā)生打滑，由此得到方程2
（5.2）
其中 T1 =緊邊拉力，
T2=松邊拉力
Tc=帶的離心力
f =帶和滑輪之間的摩擦系數(shù)
θ=包角，即傳動帶和帶輪接觸弧的中心角
由于圓周速度使帶存在離心張力，除此之外可能還存在其它的靜態(tài)張力，Tc的值可從離心力方程得到，即
Tc= m V2 牛頓（或磅/英尺） (5.3)
其中 m =單位長度皮帶的質(zhì)量，千克/米 （磅/英尺）
=γbt
γ= 材料的質(zhì)量密度 千克/立方米 (磅/立方英寸)
b = 帶寬，米
t = 帶厚，米
v= 帶速，米/秒（或英尺/秒）
如果離心力的影響可以忽略不計，即Tc對張力的影響很小，等式5.2可簡化為
(5.4)
T1 /T2的允許最大值保證了平帶在圍繞滑輪運(yùn)動時不發(fā)生打滑，通常用的是3比1的180oC接觸弧。
從動力傳輸?shù)慕嵌瓤磶У挠行Юκ荰1-T2，而且這有效拉力與傳輸?shù)牧α恐g的關(guān)系可以用一般方程表示，即
焦耳 或瓦秒 （5.5）
或 （5.6）
其中 D = 滑輪直徑 (方程 5.5是米,方程 5.6是英尺 )
N = 滑輪的自轉(zhuǎn)速度
（T1-T2）= 帶的有效拉力 (方程5.5是牛頓， 方程5.6是英尺)
帶工作時的拉應(yīng)力對帶材料的要求可能影響其橫截面的大小，即
（5.7）
其中SW =帶的強(qiáng)度極限
A =帶的橫截面積
帶失效的主要形式是由于疲勞破壞，傳送帶的工作強(qiáng)度取決于速度，滑輪直徑，皮帶張力和帶的總長度?；喼睆綉?yīng)不能低于100倍帶厚。傳送帶制造商會提供具體數(shù)據(jù)。
由等式5.5與5.6可知，要有高效率的傳輸，傳送帶必須盡可能的維持高速運(yùn)轉(zhuǎn)，但是等式5.3顯示離心力與速度的平方成正比。由于離心力的作用，使帶遠(yuǎn)離帶輪，這將增加打滑的可能性。此外，為了獲得更高的速度需要使用大滑輪，這就必須增加中心距。為了滿足這些要求，符合要求的方案是帶的工作速度維持在10米/ 秒到25米/秒之間（約3000英尺/分鐘到5000英尺/分鐘），但是依賴于帶材料，獲得超額帶速是可能的。在沒有特殊要求的情況下，合理的速度應(yīng)在20米/秒(約4000英尺/分鐘)左右。
由于動力傳輸?shù)男再|(zhì)，在給定的方向上傳送帶緊邊比松邊受到的拉力不同。因此，主動輪得到的長度總比給定的長度大，而從動輪正好相反。這就造成了帶和滑輪之間的相對運(yùn)動，叫傳送帶蠕變，不能與前面所提到的傳送帶打滑相混淆。
由于平帶的動力傳輸可能受到帶拉伸的限制，如由于帶蠕變，或者圍繞滑輪的傳送帶松脫，或者是帶滑移。帶滑動維持在可以接受的范圍內(nèi)，在帶允許的最低應(yīng)力下使用，帶滑動是由于接觸角θ，以及傳送帶和滑輪表面之間的摩擦系數(shù)f，摩擦系數(shù)取決于滑輪材料和帶材料，以及傳送帶速度。一般皮帶與鑄鐵滑輪間的平均摩擦系數(shù)f = 0.45.接觸角的大小取決于傳動式的形式，是開口傳動還是交叉?zhèn)鲃?，如圖5.2所示。
圖5.2a所示的開口傳動形式，大小滑輪的接觸角分別為
1=-2sin-1() rad (5.8)
2=+2sin-1() rad (5.9)
帶的總長度
L=[4C2-(D-d)]1/2+(D2+d1) (5.10)
值得提及的一點(diǎn)是，對于水平方向上的開口傳動，主動輪將會在兩邊獲得更大包角或接觸角，以便傳送帶的松邊在上面。
對于小滑輪和大滑輪的組成的交叉?zhèn)鲃?，小滑輪和大滑輪的接觸角是相同的，由以下方程得到
rad (5.11)
然后得出帶的總長度計算公式
rad (5.12)
對傳送帶材料的主要要求是高強(qiáng)度和耐用性、高彈性和耐磨性、低成本以及能夠抵抗惡劣環(huán)境的能力。各種各樣的材料被用來做平帶，包括皮革、橡膠和紡織材料。皮帶是最常見的，詳細(xì)分為單層、雙層或三層帶，或者依據(jù)制造商的要求來建造的。
平帶輪通常由鑄鐵或裝配鋼制造，從木材或在木制邊緣附著鑄鐵，帶輪周邊是平坦的或者冠狀的，無論是與周邊的滑輪或單獨(dú)的附件，都是通過網(wǎng)狀或發(fā)散狀的方式來連接中心樞紐。為方便組裝，有時用到分體式滑輪。
著重的指出是對于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的滑輪，應(yīng)以適當(dāng)?shù)乃俣绕胶饣啿僮?。另外?qiáng)調(diào)，由于自轉(zhuǎn)，通過限制外緣的周邊速度使其在保持可接受的范圍內(nèi)，表5.1表明格林伍德所提出的不同類型的滑輪構(gòu)造都是以合適的邊緣速度的為基礎(chǔ)的。
表5.1正常的平帶輪速度
滑輪類型
速度
m/s
Ft/min
鑄鐵
18-23
3500-4500
裝配鋼
20-28
4000-5500
全木
25-30
5000-600
木環(huán)
40-50
8000-10000
壓縮紙或纖維
40-50
8000-10000
如果情況允許，推薦使用標(biāo)準(zhǔn)滑輪，制造目錄提供關(guān)于其大小類型的完整資料，包括包括標(biāo)準(zhǔn)直徑、寬度和孔。
平帶應(yīng)用于涉及大的中心距，但在近段時間，由于市面上現(xiàn)代化的機(jī)器都有內(nèi)置的傳動器，它們的使用已經(jīng)大幅下降，。
5.2 V-帶
雖然平帶傳動的初始成本一般低于V帶傳動，但后者提供了更有效、更緊湊的布局。
表5.4a表明V-帶固定在滑輪凹槽中，并示范了V帶的基本操作。在這種情況下，楔形力使帶本身進(jìn)入滑輪槽并固定。頂端部分被拉緊，底部受壓。從而導(dǎo)致傳送帶的兩側(cè)凸起，但是滑輪槽的設(shè)計避免了這種情況，并使皮帶抓緊凹槽的側(cè)壁。凹槽本身切割成足夠高便于V形帶安置，確保帶的基部和底部的槽件始終有足夠的空間，以便于楔形夾不丟失，這導(dǎo)致了能量輸送的明顯減弱。
這表明V帶和平帶靠各個方向的徑向力F運(yùn)動，它將考慮各種情況下皮帶與滑輪之間的摩擦力。對于V型帶，徑向力F是由側(cè)壁引起的
5.13
其中=半輪槽角
皮帶的摩擦力等于壓力乘以摩擦系數(shù)，即
摩擦力 =2f==F/f 5.14
其中 f’=f/sin= 實(shí)際摩擦系數(shù)
對于平帶摩擦力等于系數(shù)乘的徑向力乘以摩擦系數(shù)，即
摩擦力= Ff 5.15
比較方程5.14與5.15，可以看出，利用楔形物來楔入V型槽，只需要在先前提出的公式中將f換成摩擦系數(shù)f’。
槽角因影響傳送帶抓緊程度而顯得很重要，一個小槽角將在傳送帶和滑輪壁間產(chǎn)生一個很高的加持力，但是那股使帶脫離槽的力量也要很大，這可能會導(dǎo)致力量流失和傳送帶磨損。因此，使用大約的槽角，以此角度能獲得最佳的全面性能，實(shí)際槽角略有不同，滑輪直徑要小。方程5.4表明了V-帶尺寸。
圖5.5
在相關(guān)的英國標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定槽口角度為40度，但是根據(jù)滑輪直徑以及槽口橫截面的尺寸，也有、、和的角。
標(biāo)準(zhǔn)V型帶傳動，能獲得比平帶更的加高張力比，通常為其3倍。這直接影響有效帶拉（T1-T2），同時影響傳輸扭矩。此外，因?yàn)檩S上總的力量（T1+T2），更高繃緊狀態(tài)使指定的扭矩有所減小。因此，V型帶相對于平帶的優(yōu)越性還是非常顯著的。較高的負(fù)載在允許帶發(fā)生滑動時，在不增加軸上負(fù)載的情況下使中心距瞬間變短，速率加快。
為實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)的尺寸帶已經(jīng)被采用，根據(jù)維度和橫斷面尺寸的不同劃分為5大類別，分別為A、B、C、D和E。表5.2表明英國和美國已經(jīng)采用了標(biāo)準(zhǔn)Ｖ帶準(zhǔn)則。通常也可用標(biāo)稱度量尺寸表示。
表5.2標(biāo)準(zhǔn)v型帶截面尺寸
截面符號
頂部寬
厚度
(m)
(mm)
(m)
(mm)
A
0-500
13
0-315
8
B
0-655
17
0-405
11
C
0-875
22
0-530
14
D
1-250
32
0-750
19
E
1-500
38
0-905
23
應(yīng)該指出的是個別制造商生產(chǎn)的帶可能與這些尺寸有所差別。
設(shè)計V型帶傳動時所需的基本信息
（一） 傳輸速度
（二） 推動速度
（三） 傳輸?shù)牧?
（四） 機(jī)器類型
另外，下面的信息也是需要的
（一） 每天工作的時間
（二） 軸的直徑和長度
（三） 工作條件
（四） 滑輪直徑及寬度要求
影響設(shè)計的主要因素是可用性、成本、帶速、滑輪的直徑，皮帶界面尺寸，用于是否適合滑輪的安裝、調(diào)整。
關(guān)于帶部分的詳細(xì)計算和傳動的設(shè)計，普通V型帶傳動應(yīng)遵循的程序，參考制造商目錄說明。
沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文
摘 要
本設(shè)計為帶式輸送機(jī)的設(shè)計，以低制造成本、結(jié)構(gòu)簡便、安全可靠為設(shè)計宗旨，在采用傳統(tǒng)的帶式輸送機(jī)的設(shè)計方法、設(shè)計數(shù)據(jù)的同時采用了部分先進(jìn)的新型帶式輸送機(jī)的計算方法及計算數(shù)據(jù)。
本設(shè)計在托輥組選型設(shè)計部分，通過對帶式輸送機(jī)托輥組間距的合理確定及優(yōu)化布置，大大減少了托輥組用量。承載段托輥組由原來的1000組減少到400組，回程段也相應(yīng)地由原來的500組減少到200組，極大地降低了制造成本、維護(hù)成本，簡化了結(jié)構(gòu)，提高了運(yùn)行的可靠性。
拉緊裝置設(shè)計部分，通過分析研究各種拉緊裝置的優(yōu)缺點(diǎn)來設(shè)計拉緊裝置。把重錘車式拉緊和絞車?yán)o結(jié)合起來使用，在不提高成本的基礎(chǔ)上綜合了兩種拉緊方式的優(yōu)越性。
帶式輸送機(jī)驅(qū)動裝置配置過高是一種資源浪費(fèi)，而配置過低又會嚴(yán)重影響輸送機(jī)壽命，所以選擇合理的驅(qū)動裝置、降低維修工作量和運(yùn)營成本是選擇驅(qū)動裝置的關(guān)鍵。本設(shè)計綜合分析研究了幾種驅(qū)動裝置的優(yōu)缺點(diǎn)，合理選配了Y型電動機(jī)+調(diào)速型液力偶合器+減速器型驅(qū)動裝置。
了解和掌握帶式輸送機(jī)輸送帶跑偏原因及糾偏方法，對保證帶式輸送機(jī)的安全運(yùn)行是非常重要的。本設(shè)計調(diào)偏裝置設(shè)計部分就以上問題分析了輸送帶跑偏的原因及調(diào)偏原理并提出了解決跑偏的有效措施。
關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī)；托輥間距；拉緊；驅(qū)動；調(diào)偏
Abstract
This design is the design of the belt conveyer, concentrate on low manufacturing costs, simple structure and reliable design which have adopted enumerated data and the design method of advanced belt conveyers while adopting design data and the design method of the belt conveyer of tradition.
Design in the part of bearing roller selecting , greatly reduced the quantity of bearing roller groups by the reasonably determine and optimization arrange of across block of bearing roller groups. The bearing groups from 1000 groups of original decreasing go to 400 groups, the section of return trip also goes to 200 groups correspondingly by 500 groups of original decreasing. In pull installation design part, select pull installation design by analysis advantages and shortcomings of various pull installation. Combine hammer vehicle pull installation to winch pull without increasing cost, as a result, synthesized the superities of both two.
It’s a kind of resource waste to use high disposition of actuating device for belt conveyer, but low disposition would serious influence conveyer life, so select actuating device reasonably is very important. At last choose the motor of Y model + hydraulic coincidence ware of speed adjustment + gear reducer as actuating devices. Belt conveyer is a main transport equipment, analyses the reasons of conveyer belt off tracking, puts forward improving measures and precautions to ensure the safety operation of belt conveyer.
KeyWords： belt conveyer, span, pull, actuating device, off tracking
目 錄
引 言 1
1 帶式輸送機(jī)概述 4
1.1 帶式輸送機(jī)的應(yīng)用 4
1.2 帶式輸送機(jī)的分類 4
1.3 帶式輸送機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 6
2 總體方案設(shè)計 8
2.1 布置方式 8
2.2 帶式輸送機(jī)的工作原理 9
2.3 傳動原理 10
2.4 傳動方案和總體設(shè)計 11
3 主要技術(shù)參數(shù)的設(shè)計計算 12
3.1 槽角的選取 12
3.2 膠帶運(yùn)行阻力的計算 13
3.3.1 承載段的運(yùn)行阻力 15
3.3.2 回空段的運(yùn)行阻力 17
3.3.3 最小張力點(diǎn) 18
3.4 輸送帶上各點(diǎn)張力的計算 19
3.4.1 由逐點(diǎn)計算法計算各點(diǎn)的張力 19
3.4.2 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 20
3.5 輸送帶的強(qiáng)度驗(yàn)算 21
3.5.1 輸送帶的計算安全系數(shù) 21
3.5.2 輸送帶的許用安全系數(shù) 22
3.5.3 傳動滾筒直徑的確定和滾筒強(qiáng)度的驗(yàn)算 23
4 驅(qū)動裝置的選用與設(shè)計 26
4.1 電機(jī)的選用 26
4.2 減速器的選型與設(shè)計 27
4.2.1 傳動裝置的總傳動比及其分配 27
4.2.2 由運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)進(jìn)行參數(shù)計算 28
4.2.3 減速器的選型校核 29
4.3 聯(lián)軸器的計算與選型 31
4.4 驅(qū)動滾筒的設(shè)計 33
4.4.1 驅(qū)動滾筒的功率 34
4.4.2 驅(qū)動滾筒軸徑的計算 34
4.4.3 滾筒軸的校核 36
5 托輥的設(shè)計 38
5.1 托輥的作用與類型 38
5.2 托輥間距 41
5.3 托輥的選型 41
6 制動裝置 42
6.1 制動裝置的作用 42
6.2制動裝置的選型 42
7 改向裝置 43
7.1 凸弧段曲率半徑R的計算 43
7.2 改向滾筒的選用 44
8 其他部件的選用 45
8.1 輸送帶 45
8.1.1 輸送帶的分類 45
8.1.2 輸送帶的連接 47
8.2 拉緊裝置 49
8.2.1 拉緊裝置的作用 49
8.2.2 拉緊裝置布置時應(yīng)遵循的原則 49
8.2.3 拉緊裝置的選型 50
8.2 頭架尾架與中間架 50
8.3 卸料裝置 51
8.4 清 掃 裝 置 52
8.5 導(dǎo)料槽 53
結(jié) 論 54
致 謝 55
參考文獻(xiàn) 56
附錄A 57
Discussion about pull installation of belt conveyer 57
淺談帶式輸送機(jī)的拉緊裝置 66
V
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
帶式輸送機(jī)具有以下特點(diǎn)：
1. 結(jié)構(gòu)簡單。帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)由傳動滾筒、改向滾筒、托輥或無輥式部
件、驅(qū)動裝置、輸送帶等幾大件組成，僅有十多種部件，能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，并可按需要進(jìn)行組合裝配，結(jié)構(gòu)十分簡單。
2. 輸送物料范圍廣泛。輸送物料的范圍可以從很細(xì)的各種粉狀物料到大塊
的礦石、石塊、煤或紙漿木料，以最小的落差輸送精細(xì)篩分過的或易碎的物料。由于橡膠輸送帶具有較高的抗腐蝕性，在輸送強(qiáng)腐蝕性或強(qiáng)磨損性物料時維修費(fèi)用比較低。帶式輸送機(jī)還可以輸送堿性物料和一定溫度熱料，也可以運(yùn)送成件物品。
3. 輸送量大。運(yùn)量可以從每小時幾千克到幾千噸，而且是連續(xù)不間斷運(yùn)送，
這是火車、汽車運(yùn)輸望塵莫及的。
4. 運(yùn)距長。單機(jī)長度可達(dá)十幾千米一條，在國外已十分普及，中間無需任
何轉(zhuǎn)載點(diǎn)。德國單機(jī)60km一條已經(jīng)出現(xiàn)。越野的帶式輸送機(jī)常使用中間摩擦驅(qū)動式，使輸送長度不受輸送帶強(qiáng)度的限制。
5. 對線路適應(yīng)性強(qiáng)。帶式輸送機(jī)可以適應(yīng)坡度為30o～35o的地形，而對于
卡車運(yùn)輸來說僅能適應(yīng)原有自然地形的坡度為6o～8o。輸送機(jī)線路可以適應(yīng)地形，在空間和水平面上彎曲從而降低基建投資，并能避免在廠內(nèi)和其它擁擠地區(qū)，以免受鐵路、公路以及河流、山脈的干擾。帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸路線是十分靈活的，線路長度可根據(jù)需要延長。另外，現(xiàn)代的帶式輸送機(jī)在越野敷設(shè)時，已從槽形發(fā)展到圓管形，它可以在水平及垂直面上轉(zhuǎn)彎，打破了槽形帶式輸送機(jī)不能轉(zhuǎn)彎的限制，因而能依山傍水，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。圓管式帶式輸送機(jī)也是如此。還可以在回程段上裝、卸料，進(jìn)行反向運(yùn)輸。
7. 可靠性高。帶式輸送機(jī)的可靠性已為所有工業(yè)領(lǐng)域中的使用經(jīng)驗(yàn)所證實(shí)，
它的運(yùn)行極為可靠，在許多需要連續(xù)運(yùn)行的重要生產(chǎn)單位，如在發(fā)電廠內(nèi)煤的輸送，鋼鐵廠和水泥廠散狀物料的輸送以及港口內(nèi)船舶裝卸散狀物料等，都獲得了廣泛的應(yīng)用。
8. 營運(yùn)費(fèi)低廉。帶式輸送機(jī)的磨損件僅為托輥和滾筒，輸送帶壽命長，自
動化程度高，使用人員很少，平均千米里不到1人，消耗的機(jī)油和電力業(yè)很少。
9. 基建投資省?；疖嚒⑵囕斔偷钠露榷继?，因此延長米大，修建的路
基長。而帶式輸送機(jī)一般可在20o以上，如用圓管式90o都能上去，又能水平轉(zhuǎn)彎，大大節(jié)省了基建投資。現(xiàn)國外帶式輸送機(jī)每千米成本費(fèi)為100萬～300萬美元，國內(nèi)為人民幣500萬元，其中輸送帶占整機(jī)成本的30%～35%.。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，輸送成本將進(jìn)一步下降。
10. 能耗低，效率高。由于運(yùn)動部件自重輕，無效運(yùn)量少，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。
11. 維修費(fèi)少。帶式輸送機(jī)運(yùn)動部件僅是滾筒和托輥，輸送帶又十分耐磨。
相比之下，火車、汽車磨損部件要多得多，且更換磨損件也較為頻繁。
12. 應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，市場巨大。根據(jù)調(diào)查，我國現(xiàn)有帶式輸送機(jī)約200萬臺，
其中，鍋爐上煤約40萬臺；煤礦120萬臺；火力發(fā)電廠167座，每廠約3km，折合1萬臺；建材廠和水泥廠6千個，平均每廠50臺，共計30萬臺；港口碼頭約1萬臺，不包括卸船機(jī)和散貨裝船機(jī)等。
綜上所述，帶式輸送機(jī)的優(yōu)越性已十分明顯，它是國民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。加之國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)現(xiàn)，又大大縮短了帶式輸送機(jī)的設(shè)計、開發(fā)、制造、銷售的周期，使它更加具有競爭力。
1 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:
（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,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.
（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)。
1.3 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。鋼繩芯帶式輸送機(jī)的適用范圍：
（1）適用于環(huán)境溫度一般為度;在寒冷地區(qū)驅(qū)動站應(yīng)有采暖設(shè)施；
（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
2 總體方案設(shè)計
機(jī)械產(chǎn)品的方案設(shè)計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)計階段是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計中最重要的設(shè)計階段，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。
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 ,它主要包括以下幾個部分：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
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）支撐在槽型托輥上（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。
圖2-2傳動原理圖
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
由于我們所設(shè)計的皮帶運(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：
（1——尾部滾筒 2——改向滾筒 3——驅(qū)動滾筒 4——頭部滾筒）
3 主要技術(shù)參數(shù)的設(shè)計計算
3.1 槽角的選取
表3-1 傾斜系數(shù)選用表
傾角(°)
4
6
8
0.99
0.98
0.97
表3-2槽形托輥物料斷面面積A（10）（帶寬B=800mm）
20°
25°
30°
35°
40°
0
279
344
402
454
50
10
405
466
518
564
603
20
535
591
638
678
71
30
671
722
763
798
822
由已知條件，并查手冊得：
物料堆積密度=1.26t/
按小時輸送量確定：
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：
在時，對應(yīng)表3-2中所列四種槽角，A均大于0.068，在此選槽角=40，此時A=0.071，
實(shí)際=3600x0.071x1.6x1.26x0.98=521t/h>500t/h
3.2 膠帶運(yùn)行阻力的計算
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).
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
因?yàn)?
所以
式中：
當(dāng)承載段向上運(yùn)行時,下滑力是正;向下運(yùn)行時,下滑力是負(fù).
同樣,輸送帶回空段阻力為
（3.1）
式中
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/m
3.3.1 承載段的運(yùn)行阻力
由以上所述得：
又有 =3.6qv
得： 物流每米質(zhì)量為
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
18
表3-4常用的托輥?zhàn)枇ο禂?shù)
工作條件
平行托輥
槽形托輥
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，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=1.2m
所以
查表3-4選=0.04，代入Fz
得 ：
=[（86.8+23.1+11.67）×400×0.04×
+（86.8+23.1）×400×]9.81
=64.055KN
受料區(qū)的慣性阻力
=4.360KN
犁式卸料器的阻力
其中： C2為常數(shù)，當(dāng)B=800mm時，C2=350N
故： =0.435KN
3.3.2 回空段的運(yùn)行阻力
由：
查表3-3得Gtk=12，選取=3m
則：
查表3-4得=0.035，代入Fk
得：
= 363.172—929.624=—5.557KN
4××9.81
=—0.0577KN
=（23.1+4）130.0359.81
=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=0.92KN
3.3.3 最小張力點(diǎn)
膠帶張力的計算示意圖見圖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)張力的計算
在討論輸送帶各段的阻力計算后，為求所需要的牽引力，進(jìn)而計算電機(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，都需要先計算出膠帶張力。
在進(jìn)行膠帶張力計算時是采用逐點(diǎn)計算法，逐點(diǎn)計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。
逐點(diǎn)計算法的步驟：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 由逐點(diǎn)計算法計算各點(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==6.127KN
S2=S3—F23—F空=11.084KN
Sl=S1=S2—F12=11.084—0.12=10.964KN
S5=S4+Fba+Fb+Fz=75.283KN
S6=S5Cf=79.047KN
Sy=S7=S6+F67+Fr=79.91KN
3.4.2 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)=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)?
Sy—S1=
所以 可算得允許Sy的最大值為
=10.964（1+）
=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 輸送帶的計算安全系數(shù)
Sn ——輸送帶的額定拉斷力，N；
對鋼繩芯帶
Sn=BGx
Gx——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=79.047KN
Sn=BGx=8001000=800KN
得 ： ==10.12
3.5.2 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]= （3.2）
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1.21.5；
——輸送帶接頭效率。
由表3-8，選取mo=3，Cw=1.8；取=1.2，
=0.85 代入
得： [m]==7.624KN
在此，因: m=10.12[m]=7.624 故: 所選的輸送帶能滿足強(qiáng)度要求.
3.5.3 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
計算時,可兩滾筒分開算,也可兩滾筒按一體來算.
由 （3.3）
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:
=89.622KN
②按鋼繩芯帶繩芯中的鋼繩直徑與滾筒直徑的比值
由
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
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 =0.18mpa
由于 pcp=0.18mpa<[p]=0.7mpa
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(yàn)算.
4 驅(qū)動裝置的選用與設(shè)計
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。查《機(jī)械設(shè)計師手冊》，它的主要性能參數(shù)如下表：
功率/KW
轉(zhuǎn)速/rmin
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/kg
90
1480
93.5
1.9
2.2
780
4.2 減速器的選型與設(shè)計
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：
已知電動機(jī)轉(zhuǎn)速nm=1480r/min，有以上計算知 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
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。
I軸和II軸之間用錐齒輪傳動，為了便于加工，使大圓錐齒輪尺寸不致過大，應(yīng)使，取，II軸與III軸，III軸與IV軸之間均用斜齒輪圓柱齒輪傳動， =2.6
4.2.2 由運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)進(jìn)行參數(shù)計算
① 各軸的轉(zhuǎn)速：
②.各軸的功率：
③.各軸的扭矩：
4.2.3 減速器的選型校核
減速器的承載能力受機(jī)械強(qiáng)度和熱平衡許用功率兩方面限制。因此，選用減速器時必須對這兩個功率進(jìn)行校核。
首先，按減速器機(jī)械強(qiáng)度許用公稱功率p選用，如果減速器的實(shí)用輸入轉(zhuǎn)矩和承載能力表中三檔轉(zhuǎn)速中的轉(zhuǎn)速相對誤差超過4％，則應(yīng)按實(shí)用轉(zhuǎn)速驗(yàn)算減速器的公稱功率選用，然后校核減速器熱平衡的許用功率。
①.減速器許用公稱功率校核：
載荷為重型載荷，查《減速器設(shè)計選用手冊》表4-20，得工作機(jī)械工況系數(shù)f＝1.5，則：
kw
查《減速器設(shè)計選用手冊》表4-5，選用DCY315-31.5，其許用輸入功率為,在轉(zhuǎn)速為1500r/min時為195kw，
= 195 kw > 135 kw, 滿足要求。
②.起動轉(zhuǎn)矩校核
查《減速器設(shè)計選用手冊》得：
，
式中： ——啟動轉(zhuǎn)矩或最大輸入轉(zhuǎn)矩。
查表取 =905 ，
—— 轉(zhuǎn)速，
—— 許用輸入功率。
則： =<
故：轉(zhuǎn)矩滿足要求。
③.熱效應(yīng)驗(yàn)算：
應(yīng)滿足下列關(guān)系：
——減速器熱功率，取155kw，
——環(huán)境溫度系數(shù)，查表4-21取0.89，
——功率利用系數(shù)，查表1-49取0.79。
則 kw90 kw，
故： 滿足要求。
4.3 聯(lián)軸器的計算與選型
本設(shè)計采取液力聯(lián)軸器，它可以聯(lián)結(jié)兩個傳動軸，能夠保護(hù)動力系統(tǒng)免于過載損壞，還可以用于空載啟動原動機(jī)，還能做離合器、無極調(diào)速器等使用。
液力聯(lián)軸器由泵輪、渦輪、外殼和輸入軸及輸出軸等組成。泵輪與外殼通過螺栓固定連接，其作用是防止工作液體外溢。輸入軸（與泵輪固定的連接）與輸出軸（與渦輪固定連接）分別與動力機(jī)和工作機(jī)相連接。泵輪與渦輪均具有徑向直葉片的葉輪。由泵輪和渦輪具有葉片的凹腔部分所形成的圓環(huán)狀空腔稱為工作腔，供工作液體在其中循環(huán)流動，傳遞動力進(jìn)行工作。工作腔的最大直徑稱為有效直徑，是液力偶合器的特征尺寸——規(guī)格大小的標(biāo)志尺寸。
液力偶合器安裝在動力機(jī)與工作機(jī)之間，當(dāng)泵輪被動力機(jī)帶動運(yùn)轉(zhuǎn)時，工作腔中的液體隨泵輪做圓周運(yùn)動，同時又在離心慣性力作用下沿葉片間通道向外流動，即對泵做相對運(yùn)動。液體質(zhì)點(diǎn)相對于葉輪的運(yùn)動狀態(tài)由葉輪和葉片形狀決定。由于葉片為徑向直葉片，假設(shè)葉片數(shù)目無窮多，厚度無限薄，則液體質(zhì)點(diǎn)從泵輪半徑較小的流道進(jìn)口處被加速，并被拋向半徑較大的流道出口處。從而液體質(zhì)點(diǎn)的動量矩增大，即泵輪從動力機(jī)吸收機(jī)械能并轉(zhuǎn)化為液體能。在 泵輪出口處液流以較高的速度和壓強(qiáng)沖向渦輪葉片，并沿著葉片表面與工作腔外環(huán)所構(gòu)成的流道做向心流動。液流對渦輪葉片的沖擊減小了自身的速度和壓強(qiáng)，使液體質(zhì)點(diǎn)的動量矩降低，釋放的液體能推動渦輪（即工作機(jī)）旋轉(zhuǎn)做功（渦輪將液體能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）。液流的液體能釋放減小后，在其后的液流的推動下，由渦輪外緣（渦輪流道入口）流向內(nèi)緣（渦輪流道出口）,并流入泵輪，開始下一個能量轉(zhuǎn)化的循環(huán)流動。如果沒有環(huán)流運(yùn)動。就沒有能量的傳遞。
表4－1YL——450A型液力聯(lián)軸器各項(xiàng)技術(shù)特征
泵輪轉(zhuǎn)速/r
1500
傳遞功率/KW
55～110
輸出方式及規(guī)格
漸開線花鍵INT
60Z3.5m30p5H
重量/Kg
89
額定滑差S*%
3～3.5
液力偶合器有很多優(yōu)點(diǎn)：隔離紐振，防護(hù)動力過載，均勻多臺原動機(jī)間的負(fù)荷分配，空載啟動，離合方便，實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速，無磨損，易散熱以及可撓性聯(lián)結(jié)。但它也存在著諸多的缺點(diǎn):其效率低，有功率損失，對于功率大于100KW的偶合器，除本體外，還有一套冷卻供油系統(tǒng)和若干輔助設(shè)備，消耗部分輔助功率，當(dāng)原動機(jī)轉(zhuǎn)速較低時，偶合器的尺寸重量較大等。
4.4 驅(qū)動滾筒的設(shè)計
驅(qū)動滾筒是傳遞動力的主要部件，它是依靠與輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶運(yùn)行的部件。傳動滾筒根據(jù)承載能力分為輕型、中型和重型三種。同一種滾筒直徑又有幾種不同的軸徑和中心跨距供選用。
①.輕型：軸承孔徑80~100㎜。軸與輪轂為單鍵聯(lián)接的單幅板焊接筒體結(jié)構(gòu)。單向出軸。
②.中型：軸承孔徑120~180㎜。軸與輪轂為脹套聯(lián)接。
③.重型：軸承孔徑200~220㎜。軸與輪轂為脹套聯(lián)接，筒體為鑄焊結(jié)構(gòu)。有單向出軸和雙向出軸兩種。
輸送機(jī)的驅(qū)動滾筒結(jié)構(gòu)有鋼板焊接結(jié)構(gòu)及鑄鋼或鑄鐵結(jié)構(gòu)，驅(qū)動滾筒的表面形式有鋼制光面滾筒、鑄（包）膠滾筒等，鋼制光面滾筒主要缺點(diǎn)是表面摩擦系數(shù)小，一般用在周圍環(huán)境濕度小的短距離輸送機(jī)上。鑄（包）膠滾筒的主要優(yōu)點(diǎn)是表面摩擦系數(shù)大，適用于環(huán)境濕度大、運(yùn)距長的輸送機(jī)，鑄（包）膠滾筒按其表面形狀又可分為光面鑄（包）膠滾筒、人字形溝槽鑄（包）膠滾筒和菱形鑄（包）膠滾筒。
人字形溝槽鑄（包）膠滾筒是為了增大摩擦系數(shù)，在鋼制光面滾筒表面上，加一層帶人字溝槽的橡膠層面，這種滾筒有方向性，不得反向運(yùn)轉(zhuǎn)。與菱形鑄（包）膠滾筒相比，由于本設(shè)計的輸送機(jī)主要用于戶外作業(yè)的環(huán)境之下，故選菱形鑄（包）膠滾筒。
4.4.1 驅(qū)動滾筒的功率
設(shè)驅(qū)動滾筒的軸為Ⅴ軸，減速器輸出軸為Ⅵ軸，則驅(qū)動滾筒軸的轉(zhuǎn)速為nv，功率為pv，則有：
p5＝p4? ， n5＝n4＝nw ，
式中： ——低速聯(lián)軸器的傳動效率，＝0.99；
nw——工作機(jī)轉(zhuǎn)速；
P5 = 73.430.99 = 72.70KW
＝14635.01N.m
4.4.2 驅(qū)動滾筒軸徑的計算
①計算最小軸徑
選取驅(qū)動滾筒軸的材料為45＃鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表知：考慮彎矩影響的設(shè)計系數(shù)A=107，于是軸的最小直徑dmin，可有下式求得：
dmin＝
式中： A——考慮力彎矩影響的設(shè)計系數(shù)
P5——第Ⅴ軸的功率；
n5——第Ⅴ軸的轉(zhuǎn)速；
則：
＝123.26mm
因減速器輸出軸與驅(qū)動滾筒的軸之間需要安裝一聯(lián)軸器，故需要結(jié)合聯(lián)軸器的軸徑后在確定驅(qū)動滾筒的軸徑。
③滾筒最小軸徑的選取
結(jié)合聯(lián)軸器的軸徑后可選驅(qū)動滾筒的軸徑d＝130mm，即為安裝聯(lián)軸器的輸出軸的直徑。
查《機(jī)械設(shè)計手冊》第四版，第二卷，本設(shè)計選取滾子鏈聯(lián)軸器GL14型聯(lián)軸器與減速器輸出軸端相連，滾子鏈聯(lián)軸器具有結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便，更換快可在高溫、潮濕、多塵土的條件下工作。
由聯(lián)軸器計算轉(zhuǎn)矩：
式中： T ——傳遞的名義轉(zhuǎn)矩，既減速器輸出軸的轉(zhuǎn)矩；
TH——聯(lián)軸器的額定轉(zhuǎn)矩；
K——聯(lián)軸器的工況系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計手冊》，取K＝1.25
4.4.3 滾筒軸的校核
由于軸只受扭轉(zhuǎn)力的作用，故只校核軸的強(qiáng)度和剛度
①強(qiáng)度校核
由強(qiáng)度校核條件：
式中： ——剪切應(yīng)力，N；
——轉(zhuǎn)矩，N?M;
——抗扭截面模量，＝Ip/(D/2)，
＝;
代入數(shù)據(jù) ＝4.3
因此，＝＝33.01mpa
由于軸材料為45＃，其許用剪應(yīng)力為＝100mpa，＜，故強(qiáng)度符合要求。
②剛度校核
由剛度條件可知
T——軸所受的扭矩，N?mm；
G ——軸的材料的剪切彈性模量，mpa，G＝8.1
——軸截面的極慣性矩，。
＝0.359（/m）
由于傳動滾筒軸屬于一般的傳動軸，因此＝0.5～1（/m）
由＜ 故：可知軸的剛度合格
5 托輥的設(shè)計
5.1 托輥的作用與類型
（一）作用
托輥是決定帶式輸送機(jī)的使用效果，特別是輸送帶使用壽命的最重要部件之一。托輥組的結(jié)構(gòu)在很大程度上決定了輸送帶和托輥所受承載的大小與性質(zhì)。對托輥的基本要求是：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。
支承托輥的作用是支承輸送帶及帶上的物料，減小帶條的垂度，保證帶條平穩(wěn)運(yùn)行，在有載分支形成槽形斷面，可以增大運(yùn)輸量和防止物料的兩側(cè)撒漏。一臺輸送機(jī)的托輥數(shù)量很多，托輥質(zhì)量的好壞，對輸送機(jī)的運(yùn)行阻力、輸送帶的壽命、能量消耗及維修、運(yùn)行費(fèi)用等影響很大。
（二）類型
托輥可分為槽形托輥、平行托輥、緩沖托輥和調(diào)心托輥等；
圖4-4 槽形托輥
槽形托輥(圖l 7．3—抽)用于輸送散粒物料的帶式輸送機(jī)上分支，使輸送帶成槽形，以便增大輸送能力和防止物料向兩邊灑漏。目前國內(nèi)Ⅱ系列由三個輥?zhàn)咏M成的槽形托輥槽角為或，增大槽角可加大載貨的橫斷面積相防止輸送帶跑偏，但使膠帶彎折，對輸送帶的壽命不利。為降低膠帶邊緣的附加應(yīng)力，在傳動滾筒與第一組槽形托輥之間可采取槽角為、、的過渡托輥使膠帶逐步成槽。
平形托輥由一個平直的輥?zhàn)訕?gòu)成，用于輸送件貨。
其結(jié)構(gòu)簡圖如下：
圖4-5 平行托輥
緩沖托輥用于帶式輸送機(jī)的受料處，以便減少物料對輸送帶的沖擊，有橡膠圈式和彈簧板式等。其結(jié)構(gòu)簡圖如下：
圖4-6 緩沖托輥
a)橡膠圈式 b)彈簧板式
調(diào)心托輥用來調(diào)整輸送帶的橫向位置，使它保持正常運(yùn)行。調(diào)心托輥形式很多，輸送散粒物料最簡單的是采用槽形前傾托輥。如圖l 7．8-7所示．借助兩個側(cè)托輥朝膠帶運(yùn)行方向前傾一定角度(一般約)而對跑偏的輸送帶起復(fù)位作用。這種方法簡單，但會使阻力增大約10％。其它還有錐形、V形、反V形等多種調(diào)心托輥，可按需選用。
圖4-7 側(cè)托輥前傾的調(diào)心托輥
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。帶式輸送機(jī)有載分支最常用的是由剛性的、定軸式的三節(jié)托輥組成的槽形托輥。一般帶式輸送機(jī)的槽角為，如果槽角由增大到，則在同樣帶寬條件下物料橫斷面積增大20％，運(yùn)輸量可提高13％，帶式輸送機(jī)的無載分支常采用平形托輥。帶式輸送機(jī)的裝載處由于物料對托輥的沖擊，易引起托輥軸承的損壞，常采用緩沖托輥組。
托輥密封結(jié)構(gòu)的好壞直接影響托輥?zhàn)枇ο禂?shù)的大小和托輥的壽命。托輥的轉(zhuǎn)動阻力不僅與速度、軸承及其密封有關(guān)，而且與潤滑脂的選擇也有很大關(guān)系。潤滑脂除起潤滑作用外，還起密封作用。
5.2 托輥間距
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％。在裝載處的上托輥間距應(yīng)小一些，一般的間距為300～600mm，而且必須選用緩沖托輥，下托輥間距可取2500～3000mm，或取為上托輥間距的兩倍。
在有載分支頭部、尾部應(yīng)各設(shè)置一組過渡托輥，以減小頭、尾過渡段膠帶邊緣的應(yīng)力，從而減少膠帶邊緣的損壞。過渡托輥的槽角為與兩種，端部滾筒中心線與過渡托輥之間的距離一般不大于800～1000mm。
帶式輸送機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)膠帶跑偏現(xiàn)象，即膠帶運(yùn)行中心線偏離輸送機(jī)的的縱向幾何中心線。為防止和克服膠帶跑偏現(xiàn)象，常用的方法是采用不同形式的調(diào)心托輥，在有載分支每隔10組槽形托輥放置一組調(diào)心托輥，下分支每隔6~10組平型托輥放置一組調(diào)心托輥。。
5.3 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，最常用的由三個棍子組成的槽形托輥。由原始尺寸B＝800mm查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計選用手冊》表2－50，取托輥直徑D為108mm。
在輸送機(jī)的受料處，為了減少物料對輸送帶的沖擊，減少運(yùn)行阻力，擬采用緩沖托輥；結(jié)構(gòu)型式為橡膠圈式，托輥直徑選為108mm。
托輥的間距設(shè)計由帶寬B＝800mm，取上托輥間距為1200mm，下托輥間距為3000mm。
6 制動裝置
6.1 制動裝置的作用
對于傾斜輸送物料的帶式輸送機(jī)，其平均傾角大于4度時，當(dāng)滿載停車時會發(fā)生上運(yùn)物料時帶的逆轉(zhuǎn)和下運(yùn)物料時帶的順滑現(xiàn)象，從而引起物料的堆積、飛車等事故，所以應(yīng)設(shè)置制動裝置。制動器是用于機(jī)器或機(jī)構(gòu)減速使其停止的裝置，有時也能用作調(diào)節(jié)或限制機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度，它是保證機(jī)構(gòu)或機(jī)器安全正常工作的重要部件。
6.2 制動裝置的選型
制