3245 皮帶輸送機的設計

3245 皮帶輸送機的設計,皮帶,輸送,設計 本 科 畢 業(yè) 設 計（論文）題目 帶式輸送機的設計 院（系部） 動力工程系 專業(yè)名稱 機械設計與制造 年級班級 10 升本一班 學生姓名 楊 帆 指導教師 王建平 2012 年 6 月 日1摘 要帶式輸送機，又稱作是“膠帶運輸機” 。俗稱“皮帶輸送機” 。是現今最重要的散裝物料運輸設備，具有輸送能力大、耗電量小、連續(xù)運輸能力、運輸阻力小、且運行平穩(wěn)等優(yōu)點。所以，被廣泛應用于礦井巷道內采用帶式輸送機運送煤炭、礦石等物料，對建設現代化礦井有重要作用，在國民經濟的各個行業(yè)中很常見。帶式輸送機是一種摩擦驅動以連續(xù)方式運輸物料的機械。其主要由機架、輸送皮帶、皮帶輥筒、張緊裝置、傳動裝置等組成。它可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點到最終的卸料點間形成一種物料的輸送流程。它既可以進行碎散物料的輸送，也可以進行成件物品的輸送。除進行純粹的物料輸送外，還可以與各工業(yè)企業(yè)生產流程中的工藝過程的要求相配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線。 帶式輸送機可以用于水平運輸或傾斜運輸，使用非常方便，廣泛應用于現代化的各種工業(yè)企業(yè)中。在煤礦中，帶式輸送機主要用于運輸平巷及斜井，也常用于地面生產系統(tǒng)和選煤廠中。本文根據筆者多年的學習經歷、社會實踐以及 CAD 技術，并結合自己在校所學相關專業(yè)知識，對各相關機械學科進行綜合匯總，說明設計一臺帶式輸送機。并介紹了 TD 帶式輸送機的滾筒托輥等結構、工作原理、設計過程、安裝操作維護及相關的安全防護技術。關鍵詞：帶式輸送機 原理 設計計算 滾筒托輥 安裝維護2AbstractBelt conveyor, also known as" adhesive tape conveyer". Commonly known as the" belt conveyor". Nowadays the most important bulk material transportation equipment, strong conveying capacity, low power consumption, continuous transport capacity, transport small resistance, and stable operation and the like. So, is widely used in mine roadway with belt conveyor for transporting coal, ores and other materials, on the construction of modern mine has an important role in the national economy, the various industry is very common.Belt conveyor is a kind of friction drive by the continuous mode transportation machinery materials. It is mainly composed of a machine frame, conveying belt, a belt roller, tensioning device, transmission device. It can be the material in certain transportation line, from the initial material to the final point of discharge is formed between a material conveying process. It not only can be broken loose material conveying, can also be carried into pieces of goods transportation. In addition to the pure material handling, but also with various industrial enterprise production process in process requirements are matched, formation of rhythmic flow transport line.Belt conveyor can be used for horizontal transport or incline transportation, use very convenient, widely used in modern industrial enterprises. In the coal mine, belt conveyor is mainly used for the transport level and inclined shaft, also used in surface production system and coal preparation plant.In this paper, according to the years of learning experiences, social practice and CAD technology, combined with their own learned in school and related professional knowledge, the related mechanical discipline comprehensive summary, description of the design of a belt conveyor. And introduced the TD belt conveyor drum roller structure, working principle, design process, installation operation and maintenance and related security protection technology.Key words: principles of design calculation of belt conveyor drum roller installation and maintenance3目 錄摘 要 ...........................................................1Abstract.........................................................2前 言 ...........................................................51. 概述 ..........................................................71.2 通用帶式輸送機的結構 .....................................91.2.1 輸送帶 .............................................101.2.2 驅動裝置 ...........................................191.2.3 托輥 ...............................................221.2.4 機架 ...............................................251.2.5 拉緊裝置 ...........................................262. 帶式輸送機摩擦傳動理論 .......................................302.1 摩擦傳動理論 .........................................302.2 提高牽引力的途徑 .....................................313 帶式輸送機的設計計算選型 ......................................323.1 帶式輸送機選型設計的依據及要求 ..........................323.2 帶式輸送機的工藝布置 ....................................323.3 零部件設計計算及選擇 ....................................343.3.1 計算標準、符號和單位 ...............................343.3.2 原始數據及工作條件 .................................353.3.3 輸送能力和輸送帶寬度的計算 .........................373.3.4 計算圓周驅動力和傳動功率計算 .......................403.3.5 張力計算 ...........................................443.3.6 輸送帶選擇計算 .....................................483.3.7 拉緊裝置計算 .......................................543.3.8 托輥的選擇 .........................................544 帶式輸送機的操作、維護和安裝 ..................................574.1 啟動和停機 ..............................................574.2 帶式輸送機的維護 ........................................5844.3 帶式輸送機的安裝 ........................................62致 謝 ........................................................64參考文獻 ........................................................655前 言煤炭運輸是煤炭生產過程中不可缺少的一部分。礦井中，運輸線路比較長，巷道條件多種多樣，運輸若不通暢，采掘工作或是其它的工作都無法進行，整個煤炭生產系統(tǒng)將處于癱瘓狀態(tài)。礦井運輸機械的類型很多，按運行方式不同，可分為連續(xù)運行和往返運行兩種。連續(xù)運行式運輸設備的特點是，一經開動就不需操作而連續(xù)運行。普通膠帶機、鋼繩芯膠帶輸送機、鋼繩牽引膠帶輸送機等均屬于此類運輸設備。往返運行式運輸設備的特點是，在運行區(qū)間，以一定的方式，作往返式周期性運行，運行中需要操作換向。機車運輸及單繩牽引運輸等屬于此類運輸設備。隨著科學技術的不斷發(fā)展，礦井生產規(guī)模的不斷擴大，運輸系統(tǒng)也經歷了不斷的變革和進步，并以煤流運輸的連續(xù)化（輸送機化） ，設備大型化（使用長運距、大運營、高運速、大功率輸送機） 、自動化、高可靠性與安全性能來保證礦井的連續(xù)、高效生產。正是在這種環(huán)境下，膠帶輸送機系統(tǒng)由于具有輸送距離長、運量大、連續(xù)輸送等優(yōu)點，而且運行可靠，易于實現自動化和集中化控制，目前，特別是在高產高效礦井，它已成為煤炭開采機電一體化技術與裝備的關鍵設備。運輸機又稱帶式輸送機,是一種連續(xù)運輸機械,也是一種通用機械。皮帶運輸機被廣泛應用在港口、電廠、鋼鐵企業(yè)、水泥、糧食以及輕工業(yè)的生產線。即可以運送散狀物料,也可以運送成件物品 ,堆取料機,堆料機,取料機,皮帶機,發(fā)電等。在煤礦的開采過程中，帶式輸送機的作用至關重要，其性能的好壞直接影響到煤礦行業(yè)的發(fā)展和效益，因此研究帶式輸送機對煤礦行業(yè)和其他一些輸送類的行業(yè)有著非常重要的意義。帶式輸送機的工作環(huán)境一般情況下都比較惡劣，對帶式輸送機的性能要求也很高，在研究的同時，對其性能進行分析與提高也式目前輸送行業(yè)中不可缺少的重要部分。在本次設計中的帶式輸送機采用了全封閉式結構，對帶式輸送機的工作環(huán)境惡劣的方面進行了一些改進。6帶式輸送機制造以其優(yōu)質、高效、工藝適應性廣的技術特色，深受制造業(yè)的重視，在煤礦、工程運輸等高技術領域及機械制造、煤礦開采、汽車制造等產業(yè)部門一直有著廣泛的應用。近些年，帶式輸送機又在其他一些產業(yè)部門表現出具有巨大的潛力和廣闊的市場應用前景。71. 概述帶式輸送機是一種以摩擦驅動方式連續(xù)運輸物料的機械。應用它，可以將碎散或者成件的物料在一定的輸送線上，從最初的供料點到最終的卸料點間形成一種物料的輸送流程。除進行純粹的物料輸送外，還可以與各工業(yè)企業(yè)生產流程中的工藝過程的要求相配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線。所以帶式輸送機廣泛應用于現代化的各種工業(yè)企業(yè)中。在礦山的井下巷道、礦井地面運輸系統(tǒng)、露天采礦場及選礦廠中，廣泛應用帶式輸送機進行水平運輸或傾斜運輸。在傾斜向上運輸時，運送不同物料所允許的最大傾角 β 值見表 1。若 β 值超過規(guī)定值，物料將由于物料與輸送帶間，或物料與物料間的摩擦力不足(即傾角大于摩擦角)而下滑滾動或灑落，因此影響輸送機正常的工作，降低運輸能力和生產效率。在傾斜向下輸送時，允許最大傾角為表 1 所列各值的 80％。若需要用大于表 1 的傾角輸送時，可選用花紋帶式輸送機。帶式輸送機具備許多優(yōu)良的性能：首先是它輸送線路適應性強又靈活，運行可靠。線路長度按需而定．短則幾米，長可達 10 千米以上，應用環(huán)境隨意。其次帶式輸送機動力消耗低。由于物料與輸送帶幾乎無相對移動，不僅使運行阻力小，而且對貨載的磨損和破碎均小，生產率高。這些均有利于降低生產成本。表 1 帶式輸送機向上運輸允許的最大傾角 β 值Table 1 belt conveyor transport upward inclination to allow the greatest value β`物料名稱 β 物料名稱 β塊煤 18° 濕精礦（含水12%）20-22°原煤 20° 干精礦 18°粉煤水洗后產品 21° 篩分后的石灰石 12°篩分后的焦炭 17° 干砂 15°0-25mm 焦炭 18° 混有礫石的砂 18-20°80-3mm 焦炭 20° 采石場的砂 20°0-350mm 礦石 16° 濕砂 23°0-120mm 礦石 18° 鹽 20°0-60mm 礦石 20° 型砂 24°`物料名稱 β 物料名稱 β40-80mm 油母頁巖 18° 廢砂 20°20-40mm 油母頁巖 20° 未篩分的石塊 18°0-200mm 油母頁巖 22° 水泥 20°干松泥土 20° 塊狀干粘土 15-18°濕土 20-23° 粉狀干粘土 22°在環(huán)保方面，帶式輸送機工作時噪聲小，必要時，帶式輸送機可被封閉在機罩里，不至于飄散灰塵污染空氣。若在轉運站，灰塵可被密封在轉運溜槽里，如與除塵器相連，粉塵還可收集起來。帶式輸送機與其它輸送設備相比，存在結構復雜，受傾角的限制的缺點，在運送高度比較高時，帶式輸送機所需廠房面積和長度均較大。常見的帶式輸送機有下列幾種類型：(1)通用固定式(TD 系列)普通型帶式輸送機。用在物料的一般輸送上：礦井地面選煤廠及井下主要運輸巷道中，絕大多數采用這種類型。(2)花紋帶式輸送機。此種輸送機的膠帶工作面上有凸出的花紋．運送物料的傾角可以增加至 35°。(3)鋼繩帶式輸送機。輸送機的帶條只作裝載物料用，輸送帶是有鋼繩牽引而運動，因此運送距離長。我國制造鋼繩帶式輸送機的最大運距可達2500m。根據安裝的特點，帶式輸送機又可分為固定式、移動式和機架可伸縮式三種類型。固定式帶式輸送機一般應用在輸送量大和使用期限長的情況下，它的機架和部件不能任意拆移。移動式帶式運輸機是應用在距離短、運輸量不大且續(xù)表 19施工地點經常變動的場合，其結構輕便，并安裝有車輪或輪胎可以隨意移動。伸縮式帶式輸送機的機架是由若干節(jié)短機架拼裝而成，各短機架之間用螺栓或掛鉤連接。這種帶式輸送機通常在運輸長度常常改變又經常移動的情況下采用。通用帶式輸送機產品的規(guī)格是以帶寬及傳動滾簡直徑來表示或以帶寬表示：例如：TD—12080 或 TDl2080120——帶寬的厘米值；80——傳動滾筒直徑的厘米值。1.2 通用帶式輸送機的結構圖 1 為帶式輸送機的結構簡圖。它由輸送帶、驅動裝置、托輥、機架、清掃器、拉緊裝置和制動裝置等組成。輸送帶 l 繞經驅動滾筒 2 和尾部改向滾筒 3 形成無極的環(huán)形封閉帶。上、下兩股輸送帶分別支承在上托輥 4 和下托輥 5 上。拉緊裝置 7 保證輸送帶正常運轉所需的張緊力。工作時，驅動滾筒通過摩擦力驅動輸送帶運行。物料裝在輸送帶上與輸送帶一同運動。通常利用上股輸送帶運送物料，并在輸送帶繞過機頭滾筒改變方向時卸載。必要時，可利用專門的卸載裝置在輸送機中部任意點進行卸載。（見第 10 頁）101.2.1 輸送帶輸送帶是輸送機中最昂貴、耐久性最差的曳引構件和承載部件，在輸送機運轉過程中，輸送帶受到各種不同性質和大小的裁荷作用，處在極復雜的應力狀態(tài)下。輸送帶最典型的損壞形式有：工作面層和邊緣磨損；受大塊礦巖沖擊作用引起擊穿、撕裂和剝離；芯體通過短笛和托輥組受反復彎曲應力引起疲勞；在環(huán)境介質作用下，引起強度指標降低和老化等等。計算表明，輸送帶的費用約占輸送機全部設備費用的 30%~40%以上。因此，在設計中根據輸送機的使用條件；選擇合適的輸送帶，并在運行中加強維護管理，延長其使用壽命，對提高輸送機工作效率，降低輸送機生產成本具有重要意義。通用帶式輸送機所用的輸送帶有橡膠帶( 圖 2)和塑料帶( 圖 3)兩種。橡膠帶適用于工作環(huán)境溫度在-10~ + 400℃之間，物料溫度不得超過+500℃。當溫度超過 500℃以后，膠帶的彈性開始消失，如溫度過低時，膠帶就變硬發(fā)生裂紋。溫度超過+900℃時，應使用防火輸送帶；溫度低于-15~ -550℃時應使用抗寒輸送帶。11橡膠帶在實踐中應用最廣。其基本構造如 圖 2a 所示。它是由帶芯和覆蓋膠兩部分組成。帶芯是膠帶的骨架，它的作用是承受荷載傳遞牽引力以及承受在裝料點物料對膠帶的沖擊力。普通橡膠帶的帶芯是由多層掛膠帆布制成的，帶芯材質也可以是棉質、維尼綸、尼龍等纖維織物或混紡帆布，還可以是化纖整體編織的一層厚布，如 圖 2c 所示。覆蓋膠為帶芯的保護層，保護帶芯不受運輸物料曲直接沖擊、磨損和腐蝕，以延長輸送帶的使用壽命。表 2 為覆蓋膠質量選擇方面的有關資料。表 2 中，I 類輸送帶的覆蓋膠采用天然橡膠、合成橡膠、天然橡膠和合成橡膠的混合物或各種合成橡膠的混合物制成，目的是為了使覆蓋膠具有最好的抗切割和耐磨蝕的綜合性能。表 2 輸送帶覆蓋膠質量的選擇Table 2 the choice of plastic conveyor belt covering quality 主要產品覆蓋膠類別抗切割和抗撕裂性耐磨性 耐油性一般用途正 常 工 作 條 件I 類 極好 極好 不推薦輸送大塊礦石，鋒利的切割性物料，用于極其惡劣的工作條件II 類 良好 極好 不推薦輸送切割作用不大的具有磨蝕性的經過篩分的物料，用于繁重的工作條件有油和化學物質的工作條件12耐油氯丁橡膠（一般稱為人造橡膠）良好 很好對于石油好，對植物油和動物油相當好輸送噴過大量油的煤，任何用大量石油處理過的和含有大量石油的物料耐油丁腈橡膠良好 良好對于石油、植物油和動物油均很好輸送油質谷物或種子，輸送食品、油脂和噴過油的煤中等耐油橡膠良好 良好對于石油、植物油和動物油均限制使用輸送噴過少量油的煤、含油中等的谷物、飼料、木屑和磷酸鹽II 類輸送帶的覆蓋膠采用天然橡膠、合成橡膠、天然橡膠與合成橡膠的混合物或各種合成橡膠的混合物制成。II 類輸送帶的覆蓋膠具有良好的耐磨性，但抗切割性和抗腐蝕性不如 I 類輸送帶高。熱物料輸送帶的覆蓋膠是用合成橡膠或合成橡膠混合物制成的，它具有最良好的耐高溫性能并對輸送特殊物料具有足夠的耐磨性、抗切割性和抗腐蝕性。在要求輸送帶同時具有耐熱性和耐油性的地方，必須采用特殊的合成橡膠混合物。覆蓋膠有上、下之分，上覆面是承載面：即與物料接觸的一面稱為上覆蓋膠或稱工作，面其厚度為 2~6mm；另一面為下覆蓋膠，是運轉面，即與文承托輥接觸的一面，厚度為 1.5~2mm。膠帶兩側的覆蓋膠稱為邊膠，應采用高耐磨性的橡膠，因兩側極容易磨損破壞。一般用途的橡膠帶，其覆蓋膠的推薦厚度見表 3。表 3 橡膠輸送帶覆蓋膠的推薦厚度Table 3 the recommended thickness of rubber conveyor belt plastic cover覆蓋膠厚度/mm物料特性 物料名稱上膠 下膠13厚 厚ρ2t/m 3塊度≤200mm 磨損性較大的物料破碎后的礦石、選礦產品、各種巖石、油母頁巖等4.5 1.5ρ>2t/m 3磨損性大的大塊物料 大塊鐵礦石、油母頁巖等 6.0 1.5輸送性質不同的物料，應選擇不同品種的膠帶。普通型橡膠帶織物芯的強度與多層塑料織物芯的強度一樣，均為 560N/cm 層；整芯的強度大，整芯厚 4mm 其帶芯強度為 2240N／cm 層；整芯厚 5mm 的帶芯強度為 3360N/cm 層。選煤廠的各種物料一般采用普通型的橡膠帶，橡膠帶的主要品種和規(guī)格見表 4。表 4 橡膠帶主要品種和帶寬Table 4 Main varieties and bandwidth of the rubber band帶 寬 B/mm [GB523-74]品 種 300 400 500 650 800 1000 1200 1400 1600每層帶芯抗拉強度N/cm工作環(huán)境溫度 ℃物料最高溫度 ℃普 通 型√ √ √ √ √ √ √ √ √ 550-10～+4050耐 √ √ √ √ √ √ √ √ 550 - 12014熱 型10～+40維尼綸芯√ √ √ √ √ 1374 -5～+40 50我國目前橡膠工業(yè)部門生產的膠帶，其寬度范圍是 300~1600mm，通用帶式輸送機常用帶寬只有 6 種規(guī)格：500、650、800、1000 、1200、1400mm。這也是選煤廠中常用的規(guī)格。通用帶式輸送機設計所采用橡膠帶的帶寬 B 和織物層數 Z 列于表 5。各種規(guī)格橡膠帶的質量見表 6。表 5 帶寬 B 與織物襯墊層數Table 5 bandwidth B and fabric liner riseB /mm 500 650 800 1000 1200 1400Z 3～4 4～45 4～6 5～8 5～10 6～12表 6 各種規(guī)格橡膠輸送帶的質量Table 6 the quality of specifications rubber conveyor belt帶 寬 B/mm500 650 800 1000 1200 1400帆布層數Z上膠+下膠厚度/mm Qm kg/m3.0+1.5 5.02 4.5+1.5 5.88 36.0+1.5 6.74 3.0+1.5 5.82 5.57 9.31 44.0+1.5 6.68 8.70 10.70 156.0+1.5 7.55 9.82 12.10 3.0+1.5 8.62 10.60 13.25 15.90 4.0+1.5 9.73 11.98 14.98 17.95 56.0+1.5 10.87 13.38 16.71 20.05 3.0+1.5 11.80 14.86 17.82 20.804.0+1.5 13.28 16.59 19.90 23.2066.0+1.5 14.65 18.32 22.00 25.653.0+1.5 16.47 19.80 23.104.0+1.5 18.20 21.85 25.5076.0+1.5 19.93 23.95 27.95帶 寬 B/mm500 650 800 1000 1200 1400帆布層數Z上膠+下膠厚度/mm Qm kg/m3.0+1.5 18.08 21.65 25.304.0+1.5 19.81 23.80 27.7586.0+1.5 21.54 25.82 30.103.0+1.5 23.60 27.554.0+1.5 25.70 30.0096.0+1.5 27.80 32.403.0+1.5 25.55 29.804.0+1.5 27.65 32.25106.0+1.5 29.70 34.703.0+1.5 32.104.0+1.5 34.50116.0+1.5 36.803.0+1.5 34.30124.0+1.5 36.70166.0+1.5 39.20塑料輸送帶是用維尼綸—棉混紡織物編織成的整體平帶芯，用聚氯乙烯塑料作覆面的一種輸送帶。這種輸送帶具有耐油、酸、堿等特點。整芯塑料帶工藝簡單、生產率高、成本低、質量好。塑料輸送帶多應用于化學工業(yè)部門和煤礦井下等處。目前生產整芯塑料帶的規(guī)格見表 7。表 7 常用塑料帶的規(guī)格Table 7 the specifications of commonly used plastic品種帶寬mm總厚度mm上覆面厚度mm下覆面厚度mm整芯厚度mm帶芯抗拉強度N/cm每米自重N/m9 4 2198普通型400500650800103 25 329644.555.68098.1強力型800 11 3 2 6 4905 106對輸送帶的主要要求是：(1)要求輸送帶自身質量小，抗拉強度和抗彎強度大，成槽性能好；(2)由于承受交變彎曲載荷，故要求帶芯夾層與橡膠層間要有較高的粘附強度，以防層間剝離和撕開；(3)要求加工精細，保證在受純拉伸時，各夾層均勻承受載荷；(4)輸送帶的覆蓋膠和夾層帶芯都應具有較高的抗沖擊性能和抗機械損傷性能；(5)為延長使用壽命，應使輸送帶具有足夠的耐磨性；(6)為使驅動時所需的初張力盡量小，故要求輸送帶具有高摩擦系數；17(7)具有較好的外形穩(wěn)定性，既無太大的縱向彈性伸長又具有較小的永久伸長，其張緊行程不超過帶式輸送機長度的 1.5％；(8)輸送帶端頭連接要簡單，但其接頭處的強度不應顯著減弱，并且接頭處厚度必須與其它部位厚度相同。在輸送帶承受較大張力時，應選取盡可能少的層數而強度又較高的帶芯，比選取層數多而強度一般的帶芯容易得到滿足。薄的輸送帶彎曲性能好，并且在它繞過滾筒彎曲運行時，帶芯各夾層間受載均勻，因而可選取較小的拉伸安全系數；對于運送塊度和硬度大的物料，可選用多層帶芯的輸送帶。輸送帶端頭連接方法有機械連接和硫化(塑化)連接兩種。選煤廠常用的是機械連接方法，有鉤卡連接、合頁連接和板卡連接等，如 圖 4 所示。機械連接法操作較簡便，但接頭處強度只相當于輸送帶本身強度的 35~40％，使用期限短。硫化膠接有熱硫化和冷硫化兩種膠接法。后者連接時間長，采用得比較少。硫化膠接法，先將輸送帶兩接頭部位每層的夾層對縱軸成 60°至 70°圖 4 輸送帶機械連接法18傾斜地切成階梯形狀，如 圖 5 所示，使兩端頭很好地相互配合，在每層夾層上涂以橡膠漿使其粘著，然后用專門的硫化設備，在整個輸送帶寬度范圍內施加均勻面足夠的壓力進行熱的或冷的硫化粘合連接。硫化膠接法接頭強度高，牢固耐用，但操作復雜。塑料輸送帶的塑化接頭方法是，將兩端的整編帶芯拆開，相互編織打結后，上下覆以塑料片，再適當濕度與壓力。塑化接頭的強度可達帶芯強度的 75％~80％，并可防止帶芯外露，工藝也不復雜，故多采用。1.2.2 驅動裝置驅動裝置是帶式輸送機的動力傳遞機構。一般由電動機、聯軸器、減速器及驅動滾筒組成。根據不同的使用條件和工作要求，帶式輸送機的驅動方式，可分單電機驅動、多電機驅動、單滾筒驅動、雙滾筒驅動和多滾筒驅動幾種。選煤廠使用的 TD75 系列通用固定式帶式輸送機，多采用單電機單滾筒圖 5 輸送帶的硫化膠接1—螺桿；2—上電熱板；3—下電熱板；4—膠帶；5—木塊；6—機架；7—槽鋼；8—填充鉸Fig. 5 conveyor belt's curing glued joint 1- screw rod; 2- on electric hot plates; 3- electric hot plate; 4- adhesive tapes; 5- logs; 6- rack; 7- channel steel; 8- packing articulation19驅動，驅動裝置在機頭卸載端 (圖 1)。當功率大時，采用單電機雙滾筒驅動，即一臺電機帶動兩個驅動滾筒，在兩個驅動滾筒間用一對齒數相同的開式齒輪連接起來。電機與減速器之間，采用彈性聯軸節(jié)或柱銷聯軸器連接；減速器與驅動滾筒之間，則采用十字滑塊聯軸器連接。帶式輸送機的傳動系統(tǒng)如圖 6 所示。在要求結構緊湊和輕巧的情況下，可采用電動滾筒。電動滾筒是將電動機和減速器裝入驅動滾筒內，如 圖 7 所示。電動滾筒適用于功率在 55kW 下，也適用于環(huán)境潮濕、機頭空間位置狹小和有腐蝕性的場合。圖 6 帶式輸送機驅動裝置1—電動機；2—齒輪減速機；3—驅動滾筒；4—輸送帶；5—改向滾筒Fig. 6 belt conveyor drive 1 - motor; 2 - Gear Reducer, 3 - Driver drum; 4 - conveyor belt; 5 - bend drum20滾筒可分驅動滾筒和改向滾筒兩種。驅動滾筒的作用是通過筒面和帶面之間的摩擦驅動使輸送帶運動，同時改變輸送帶的運動方向。只改變輸送帶運動方向而不傳遞動力稱為改向滾筒(如尾部滾筒、垂直拉緊滾筒等)。滾筒又分鋼板焊接滾筒(大型的)和鑄造滾筒(小型的)。驅動滾筒是傳遞動力的主要部件。為了傳遞必要的牽引力，輸送帶與滾筒間必須具有足夠的摩擦力。根據摩擦傳動的理論，在設計或選擇驅動裝置時，可采用增加輸送帶與驅動滾筒間的摩擦和圍包角的方法來保證獲得必要的牽引力。采用單滾筒驅動時；圍包角可達 180°~240°；當采用雙滾筒驅動時，圍包角為 360°~480°左右。用雙滾筒傳動能大大提高輸送機的牽引力，所以常常被采用，尤其是當運輸長度比較長時，一般采用雙滾筒驅動。驅動滾筒的表面有光面和膠面兩種型式。膠面的用途是增大驅動滾筒與圖 7 電動滾筒結構圖1—接線盒；2—軸承座；3—電機外殼；4—電動機定子；5—電動機轉子；6—滾筒外殼；7—正齒輪；8—內齒輪Fig. 7 structure of the electric drum 1 - junction box; 2 - housings; 3 - motor shell; 4 - motor stator; 5 - motor rotor; 6 - drum shell; 7 - are gear; 8 - in gear21輸送帶間的摩擦系數，減小滾筒的磨損。當功率不大，環(huán)境濕度小的情況下，可選用光面滾筒；環(huán)境潮濕，功率又大，容易打滑的情況下，應選用膠面滾筒作為驅動滾筒。滾筒的確定：在使用織物帶芯的輸送帶時，取決于輸送帶的厚度，即織物帶芯的層數。這是因為輸送帶在運轉中要反復地繞過滾筒，在滾筒上發(fā)生撓曲。膠帶在撓曲時，外層受拉伸，內層受壓縮，各層的應力和應變均不一樣，這樣多次反復撓曲到一定程度以后，各層之間的橡膠層就要發(fā)生機械疲勞，產生層間剝離而損壞。滾筒的直徑越小，膠帶的撓曲度就越大，機械疲勞而導致的層間剝離出現得也越快。所以，驅動滾筒的直徑 D 由輸送帶的允許彎曲度來決定 。1.2.3 托輥托輥是帶式輸送機的輸送帶及貨載的支承裝置。托輥隨輸送帶的運行而轉動，以減小輸送機的運行阻力。托輥質量的好壞取決于帶式輸送機的使用效果，特別是輸送帶的使用壽命。而托輥的維修費用成為帶式輸送機運營費用的重要組成部分。所以要求托輥：結構合理，經久耐用，回轉阻力系數小，密封可靠，灰塵、煤粉不能進入軸承，從而使輸送機運轉阻力小、節(jié)省能源、延長使用壽命。托輥分鋼托輥和塑料托輥兩種。鋼托輥多由無縫鋼管制成。托輥輥子直徑與輸送帶寬度有關。通用固定式輸送機標準設計中，帶寬 B 為 800mm 以下的輸送機，選用托輥直徑為 89mm；帶寬 1000~1400mm 選用輥子直徑為108mm。托輥按用途又可分為槽形托輥、平形托輥、緩沖托輥和調心托輥，如圖 8、9、10 所示。Fig.8 Channel and parallel upside roller22圖 8 槽 形 和 平 形 上 托 輥 a—槽 形 托 輥 ； b—平 形 托 輥 圖 9 緩沖托輥a—橡膠圈式緩沖托輥；b—彈簧板式托輥Fig. 9 buffer roller a-rubber ring-buffer roller; b-spring plate roller圖 10 調心托輥Fig. 10 aligning roller23表 10 上托輥的間距Table 10 space between upside roller膠帶寬 B /mm500 600 800 1000 1200 1400松散物料的堆積密度 ρkg/m3 上托輥間距 l0 /mm≤1.6＞1.6120012001200110012001100為了提高生產率，輸送散狀物料，支承輸送帶重段的上托輥一般采用槽型托輥；輸送成件物品輸送機的上托輥，選煤廠手選輸送帶的上托輥，及支承輸送帶回空段的下托輥，均采用平形托輥。槽形托輥中傾斜托輥與水平托輥軸線之間的夾角稱為槽角。槽角大小是決定運輸物料的重要參數。我國過去的帶式輸送機，槽角一般為 20°。TD75 型系列設計，槽角采用 30°，也有采用 35°和 45°的。在相同帶寬條件下，槽角由 20°增至 30°，輸送帶運送散狀物料的橫斷面積增大 20％，運輸量可提高 13％，并可在運行中減少物料灑落。托輥間距的布置應保證輸送帶在托輥間所產生的下垂度盡可能地小。輸送帶在相鄰托輥間的下垂度一般不超過托輥間距的 2.5％。輸送帶上托輥間距見表 10；下托輥間距一般取 3000mm 或者是上托輥間距的 2 倍；在受料處，托輥的間距為 300~600mm。凸弧段上托輥間距為水乎段托輥間距的 l／2。輸送機頭部滾筒中心線到第一組槽形上托輥的距離，一般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。在輸送帶的受料處，須裝設緩沖托輥，以減少沖擊作用，保護輸送帶；緩沖托輥的構造與一般托輥基本相同，標準設計中采用橡膠板式和彈簧板式兩種，如 圖 9 所示。橡膠板式就是在管體外面套裝若干橡膠圈；彈簧板式是托輥的支座具有彈性，以緩沖物料的沖擊。為了防止和克服輸送帶的跑偏，在輸送帶的重載段每隔 10 組槽形托輥，24設置一組槽形調心托輥，其構造如 圖 10 所示。在輸送帶的回空段，每隔6~10 組下托輥設置一組下平形調心托輥如 圖 11 所示。槽形調心托輥或平形調心托輥，除了完成一般支承作用外，托輥架還能繞垂直軸自由回轉。當輸送帶跑偏時，輸送帶的一邊便壓在立輥上，使其旋轉，從而帶動托輥架回轉一定的角度 a(見 圖 10b)，這時托輥速度與帶速方向不一致，產生一個與輸送帶跑偏方向相反的分速度，使輸送帶向輸送機中心線兩側移動，從而糾正跑偏現象。當輸送帶回復到運行中心位置時，回轉的托輥架也恢復正常位置。1.2.4 機架帶式輸送機機架有落地式和繩架吊掛式兩種結構。落地式機架又有固定式和移動式兩種。固定帶式輸送機的機架是用角鋼和槽鋼焊接而成的結構件。按照機架的用途，可分為頭架、尾架、中間架和驅動裝置架。頭架用來安裝驅動滾筒和改向滾筒( 圖 12a)，其側面與驅動裝置架組裝在一起。尾架用以安裝尾部滾筒( 圖 l2b)，尾架的結構與所采用的拉緊裝置有關，所以應當根據所采用的拉緊裝置來選擇尾架。中間架用以安裝上、下托輥，它是由一節(jié)節(jié)的組裝而成( 圖 12c)。標準設計中，中間架有標準和非標準兩種規(guī)格，標準中間架長為 6000mm，非標準中間架長為 3000~6000mm。中間架的兩端與頭架和尾架相接。中間架寬度約比輸送帶寬 300~500mm。中間架的高度一般為 550~650mm。圖 11 平形調心托輥a—平形上調心托輥；b—平形下調心托輥Fig. 11 aligning rollera-heart-shaped roller; b-down-heart-shaped roller251.2.5 拉緊裝置在各種具有撓性牽引構件的輸送機中，必須裝沒有拉緊裝置。帶式輸送機的拉緊裝置的作用：(1)使輸送帶具有足夠的初張力，保證輸送帶與驅動滾筒之間所必須的摩擦力，并且使摩擦力有一定的貯備；(2)補償牽引構件在工作過程中的伸長；(3)限制輸送帶在各支承托輥間的垂度，保證輸送機正常平穩(wěn)地運行。拉緊裝置的結構形式有：螺旋式、車式和垂直式三種。1)螺旋式拉緊裝置張緊滾筒兩端的軸承座安裝在帶有螺母的滑架上，滑架可以在尾架上移動。轉動尾架上的螺桿，可使?jié)L筒前后移動，以調節(jié)輸送帶的張力如 圖 13所示。螺扦的螺紋應能自鎖，防止松動。具有結構簡單緊湊的優(yōu)點，缺點是工作過程中，張緊力不能保持恒定。一般用于機長較短(小于 80m)，功率較小的輸送機上。螺旋拉緊裝置的適用功率范圍及許用張緊力(即上、下兩分支輸送帶張力之和)列于表 11。圖 12 帶式輸送機的機架Fig. 12 belt conveyor rack26表 11 螺旋式張緊裝置的功率和許用張緊力圖 13 螺旋式張緊裝置Fig. 13 spiral tensioning device27Table 11 power and allowable tension of spiral take-up equipmentB/mm500 650 800 1000 1200 1400適用功率/kW張 緊 力/N15.61200020.51800025.2240003538000425000058660002)車式拉緊裝置機尾張緊滾筒安裝在尾架導軌可移動的小車上，鋼絲繩的一端連接在小車上，而另一端懸掛著重錘，如 圖 14 所示。它是依靠重錘的重力拉緊輸送帶，故可以自動張緊輸送帶，保持恒定的張緊力。適用于輸送機距離較長，功率較大的場合，尤其適于傾斜輸送的輸送機上。其缺點是機尾需要有較大的空間。圖 14 車式拉緊裝置Fig. 14 car-tensioning device283)垂直拉緊裝置垂直拉緊裝置如 圖 15 所示。滾筒 1 安裝在框架 2 上，重錘 3 吊掛在框架上，框架沿導軌上下移動，利用重錘的重力使輸送帶經常處于張緊狀態(tài)。該裝置適用于長度較大(大于 100m)的輸送機或輸送機末端位置受到限制的情況。這種拉緊裝置一般適合裝設在驅動滾筒近處或利用輸送機走廊下面的空間。缺點是改向滾筒多，而且物料容易落入輸送帶與張緊滾筒之間，從而損壞輸送帶。圖 15 垂直拉緊裝置Fig. 15 vertical tensioning device292. 帶式輸送機摩擦傳動理論2.1 摩擦傳動理論帶式輸送機所需的牽引力是通過驅動裝置中的驅動滾筒與輸送帶間的摩擦作用而傳遞的，因而稱為摩擦傳動。為確保作用力的傳遞和牽引構件不在驅動輪上打滑，必須滿足下列條件：(1)牽引構件具有足夠的張力；(2)牽引帶與驅動滾筒的接觸表面有一定的粗糙度；(3)牽引帶在驅動輪上有足夠大的圍包角。圖 22 為一臺帶式輸送機的簡圖。當驅動滾筒按順時針方向轉動時，通過它與輸送帶間的摩擦力驅動輸送帶沿箭頭方向運動。圖 22 帶式輸送機摩擦驅動原理Fig. 22 belt conveyor friction driving principle30在輸送帶不工作時，帶子上各點張力是相等的。當輸送帶運動時，各點張力就不等了。其大小取決于張緊力 P0、運輸機的生產率、輸送帶的速度、寬度、輸送機長度、傾角、托輥結構性能等等。故輸送帶的張力由 l 點到 4點逐漸增加，而在繞經驅動滾筒的主動段，由 4 點到 l 點張力逐漸減小。必須使輸送帶在驅動滾筒上的趨入點張力 Sn 大于奔離點張力 S1，方能克服運行阻力，使輸送帶運動。此兩點張力之差，即為驅動滾筒傳遞給輸送帶的牽引力 W0。在數值上它等于輸送帶沿驅動滾筒圍包弧上摩擦力的總和，即W0=Sn-S12.2 提高牽引力的途徑根據摩擦傳動的理論公式(7)均可以看出，提高帶式輸送機的牽引力可以采用以下三種方法：(1)增加奔離點的張力 S1，以提高牽引力。具體的措施是通過張緊輸送機的拉緊裝置來實現。隨著 S1 的增大，輸送帶上的最大張力也相應增大，就要求提高輸送帶的強度，這種做法是不經濟的，在技術上也不合理。(2)改善驅動滾筒表面的狀況，以得到較大的摩擦系數 μ，由表 29 可知，膠面滾筒的摩擦系數比光面滾筒大，環(huán)境干燥時比潮濕時大，所以，可以采用包膠、鑄塑，或者采用在膠面上壓制花紋的方法來提高摩擦系數。(3)采用增加輸送帶在驅動滾筒上的圍包角來提高牽引力。其具體措施是增設改向滾筒(即增面輪)可使包角由 180°增至 210°-240°必要時采用雙滾筒驅動。313 帶式輸送機的設計計算選型由于帶式輸送機的零部件已經標準化，但從整臺機器的布置形式、基本尺寸和運輸能力等都是根據工藝要求、用途來確定的，所以對整機來說，是非標準的。由此，需要根據用途進行選型設計。3.1 帶式輸送機選型設計的依據及要求1．設計依據(1)根據工藝的要求給料和卸料的方法確定帶式輸送機的運輸線路。如根據受料點的位置和卸料點的方位，就可以確定帶式輸送機的水平輸送距離Lh。提升高度 H 和布置傾角。(2)根據運輸線路上的地形和途經相鄰的設備以及建筑物的關系。確定輸送機運輸線路上是否設置曲線區(qū)段(凹弧段和凸弧段)，或者中間是否要設置轉載點。(3)根據運輸物料的性質和工作環(huán)境，為選擇帶速、帶寬、摩擦驅動提供依據。(4)根據運輸機的生產率，確定輸送機的規(guī)格等。2．選型設計的要求帶式輸送機的選型設計要解決以下幾個問題，(1)確定輸送帶的規(guī)格及電動機功率；(2)選擇輸送機所需要的零、部件；(3)繪出輸送機安裝關系圖。3.2 帶式輸送機的工藝布置由于生產系統(tǒng)的需要或建筑結構等種種原因，帶式輸送機有各種各樣的布置方式。帶式輸送機最基本的布置形式見圖 24 中的 a、b、c、d、e 等五種形式。其中 a——水平式；b——傾斜式；c——由傾斜轉為水平式；d——由水平轉為傾斜式，采用平緩彎曲的布置形式，e——由水平轉入傾斜向上，采用急劇彎曲的布置形式。32圖 24c 是由傾斜轉變?yōu)樗降膸捷斔蜋C，在轉折點附近的托輥，如對于平型上托輥，可以由兩個改向滾筒代替；對于槽形托輥，這個轉折段就應該做成圓弧形(凸形)，同時托輥間距要比一般的間距小一倍，否則可能使輸送帶產生折皺或灑落物料。轉折段圓弧的最小曲率半徑見表 13。表 13 帶式輸送機凸弧段的曲率半徑Table 13 the radius curvature of the belt conveyor convex arc輸送帶寬度 B/mm 500-650 800-1000 1200 1400曲率半徑 R1/m 12 18 22 26圖 24d 是由水平轉為傾斜的帶式輸送機，其轉折處是根據輸送帶下垂曲線來布置托輥的輸送帶的懸垂線，在理論上是條拋物線，實際上可按圓弧布置，圓弧半徑取決于輸送帶的寬度和張力。由水平轉為傾斜的轉折圓弧(又稱凹弧段)，其最小曲率半徑見表 14。如果圓弧半徑小于表中數值，則輸送帶就會離開托輥，造成輸送帶扭轉而灑落物料(繞中線)；實際上，由于輸送帶上負荷的變化，即使所取得的半徑比最小允許值大得多，輸送帶也有可能離開托輥。所以在有些轉折處采取壓輪的方法，即用兩個壓輪將輸送帶凹弧段上股壓住，中間仍可以通過物料；下股用變向滾筒轉折。表 14 帶式輸送機凹弧段的曲率半徑（TD75 型）Table 14 the radius curvature of belt conveyor concave arc (TD75 type)輸送帶寬度 B/mm 500-650 800-1000 1200-1400曲率半徑 R2/m 80 100 120在進行帶式輸送機布置時，應特別注意輸送機的轉載點。當兩條輸送機轉載時，轉載點的空間尺寸應保證能安裝一臺輸送機機頭和下一臺輸送機機尾的所有部件，同時應使物料能夠順利流入下一臺輸送機中。在輸送機走廊里，帶式輸送機安裝尺寸如圖 25 所示。若同時安裝兩臺，則中間人行道至少要保持 700mm 寬。而兩邊通道尺才為 400mm，圖中33B0=B+(300～400)mm。圖 24， 圖 253.3 零部件設計計算及選擇3.3 零部件設計計算及選擇根據工藝布置和計算結果，即可選擇零部件。3.3.1 計算標準、符號和單位圖 24 帶式輸送機最基本的布置形式a—水平式；b—傾斜式；c—由傾斜轉為水平式；d—由水平轉為傾斜式，b—采用平緩彎曲的形式；e—由水平轉入傾斜向上，采用急劇彎曲的布置形式Figure 24 the basic layout of belt conveyor a-horizontal; b-tilt type; c-by-tilt to the level; d-by-level to tilt, b-a gentle bend in the form; e-turn by the level of tilt upward, a sharp bend in the form of arrangement343.3.1.1 計算標準本設計關于輸送機輸送能力、輸送帶上物料的橫截面積、運行功率和張力的計算，均執(zhí)行國家標準 GB/T 17119－1997 ISO 5048:1989——《連續(xù)搬運設備 帶承載托輥的帶式輸送機 運行功率和張力的計算》。3.3.1.2 符號和單位本設計計算使用的符號和單位，除增加了G1、G2、Im、Mmax、Q、R1、R2 和 z 外，均與 GB/T 17119－1997 相同，見表 15。圖 25 帶式輸送機在走廊內布置尺寸Fig.25 belt conveyors in the corridors within the layout size353.3.2 原始數據及工作條件表 15 符號和單位Table 15 marks and unit符號 說明 單位符號 說明 單位ao 輸送機承載分支托輥間距 M l 導料板（導料槽）的長度 maU 輸送機回程分支托輥間距 m l3 中間輥長度（三輥槽形） mA 輸送機清掃器與輸送帶的接觸面積 m2 lb 加速段長度 Mb輸送帶裝載物料的寬度（即輸送帶實際充滿或支撐物料的寬度） ；輸送帶的可用寬度M L 輸送機長度（頭尾滾筒中心距） Mb1 導料欄板間的寬度 m L0 輸送機附加長度 MB 輸送帶寬度 M Le 裝有前傾托輥的輸送機長度 MC 系數（附加阻力） 1 Mmax傳動滾筒最大扭矩 kN.mCε 槽形系數 1 p 輸送帶清掃器與輸送帶間的壓力 N/m2d 輸送帶厚度 m PA 傳動滾筒所需運行功率 kWd0 滾筒軸承內徑 m PM 驅動電機所