帶式輸送機(jī)
帶式輸送機(jī),輸送
沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文
摘 要
本設(shè)計(jì)為帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)，以低制造成本、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便、安全可靠為設(shè)計(jì)宗旨，在采用傳統(tǒng)的帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的同時(shí)采用了部分先進(jìn)的新型帶式輸送機(jī)的計(jì)算方法及計(jì)算數(shù)據(jù)。
本設(shè)計(jì)在托輥組選型設(shè)計(jì)部分，通過對(duì)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(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，提高了運(yùn)行的可靠性。
拉緊裝置設(shè)計(jì)部分，通過分析研究各種拉緊裝置的優(yōu)缺點(diǎn)來設(shè)計(jì)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(dòng)裝置配置過高是一種資源浪費(fèi)，而配置過低又會(huì)嚴(yán)重影響輸送機(jī)壽命，所以選擇合理的驅(qū)動(dòng)裝置、降低維修工作量和運(yùn)營(yíng)成本是選擇驅(qū)動(dòng)裝置的關(guān)鍵。本設(shè)計(jì)綜合分析研究了幾種驅(qū)動(dòng)裝置的優(yōu)缺點(diǎn)，合理選配了Y型電動(dòng)機(jī)+調(diào)速型液力偶合器+減速器型驅(qū)動(dòng)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(duì)保證帶式輸送機(jī)的安全運(yùn)行是非常重要的。本設(shè)計(jì)調(diào)偏裝置設(shè)計(jì)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(dòng)；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(jì) 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(dòng)原理 10
2.4 傳動(dòng)方案和總體設(shè)計(jì) 11
3 主要技術(shù)參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 12
3.1 槽角的選取 12
3.2 膠帶運(yùn)行阻力的計(jì)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(jì)算 19
3.4.1 由逐點(diǎn)計(jì)算法計(jì)算各點(diǎn)的張力 19
3.4.2 用摩擦條件來驗(yàn)算傳動(dòng)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(jì)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(dòng)滾筒直徑的確定和滾筒強(qiáng)度的驗(yàn)算 23
4 驅(qū)動(dòng)裝置的選用與設(shè)計(jì) 26
4.1 電機(jī)的選用 26
4.2 減速器的選型與設(shè)計(jì) 27
4.2.1 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配 27
4.2.2 由運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)進(jìn)行參數(shù)計(jì)算 28
4.2.3 減速器的選型校核 29
4.3 聯(lián)軸器的計(jì)算與選型 31
4.4 驅(qū)動(dòng)滾筒的設(shè)計(jì) 33
4.4.1 驅(qū)動(dòng)滾筒的功率 34
4.4.2 驅(qū)動(dòng)滾筒軸徑的計(jì)算 34
4.4.3 滾筒軸的校核 36
5 托輥的設(shè)計(jì) 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(dòng)裝置 42
6.1 制動(dòng)裝置的作用 42
6.2制動(dòng)裝置的選型 42
7 改向裝置 43
7.1 凸弧段曲率半徑R的計(jì)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(shí)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(dòng)原理而運(yùn)動(dòng)，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(jiǎn)單，安全可靠，自動(dòng)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(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。今年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)有：大運(yùn)輸能力，大帶寬，大傾角，增加單機(jī)長(zhǎng)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(guó)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(jiǎn)單。帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)由傳動(dòng)滾筒、改向滾筒、托輥或無輥式部
件、驅(qū)動(dòng)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(jiǎn)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(shí)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(shí)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(zhǎng)。單機(jī)長(zhǎng)度可達(dá)十幾千米一條，在國(guó)外已十分普及，中間無需任
何轉(zhuǎn)載點(diǎn)。德國(guó)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(dòng)式，使輸送長(zhǎng)度不受輸送帶強(qiáng)度的限制。
5. 對(duì)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(duì)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(zhǎng)度可根據(jù)需要延長(zhǎng)。另外，現(xiàn)代的帶式輸送機(jī)在越野敷設(shè)時(shí)，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(yíng)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(zhǎng)，自
動(dòng)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(zhǎng)米大，修建的路
基長(zhǎng)。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?，F(xiàn)國(guó)外帶式輸送機(jī)每千米成本費(fèi)為100萬～300萬美元，國(guó)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(dòng)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(dòng)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(chǎng)巨大。根據(jù)調(diào)查，我國(guó)現(xiàn)有帶式輸送機(jī)約200萬臺(tái)，
其中，鍋爐上煤約40萬臺(tái)；煤礦120萬臺(tái)；火力發(fā)電廠167座，每廠約3km，折合1萬臺(tái)；建材廠和水泥廠6千個(gè)，平均每廠50臺(tái)，共計(jì)30萬臺(tái)；港口碼頭約1萬臺(tái)，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(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。加之國(guó)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(jì)、開發(fā)、制造、銷售的周期，使它更加具有競(jìng)爭(zhēng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)便，適應(yīng)于冶金煤炭，機(jī)械電力，輕工，建材，糧食等各個(gè)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(jiǎn)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(tái)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(duì)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(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(duì)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(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.
（6）壓帶式帶輸送機(jī) 它是用一條輔助帶對(duì)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(shì)是:大運(yùn)輸能力、大帶寬、大傾角、增加單機(jī)長(zhǎng)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(guó)民經(jīng)經(jīng)濟(jì)各個(gè)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(chǎng)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(dòng)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(yíng)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(guó)已于1978年完成了鋼繩芯帶式輸送機(jī)的定型設(shè)計(jì)。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(dòng)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(zhǎng),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(zhǎng)率為普通帶的1/5左右;其使用壽命比普通膠帶長(zhǎng);其成槽性好;運(yùn)輸距離大
2 總體方案設(shè)計(jì)
機(jī)械產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)首先確定它的工作原理方案，再確定機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案。機(jī)械系統(tǒng)的工作原理和機(jī)械傳動(dòng)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(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵所在。因此機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)階段是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中最重要的設(shè)計(jì)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(hào)和特性參數(shù)。
2.1 布置方式
電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器、減速器帶動(dòng)傳動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)或其他驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，借助于滾筒或其他驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶運(yùn)動(dòng)。帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式按驅(qū)動(dòng)裝置可分為單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式和多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)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(dòng)方式，即驅(qū)動(dòng)裝置集中的安裝在輸送機(jī)長(zhǎng)度的某一個(gè)位置處，一般放在機(jī)頭處。單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式按傳動(dòng)滾筒的數(shù)目分，可分為單滾筒和雙滾筒驅(qū)動(dòng)。對(duì)每個(gè)滾筒的驅(qū)動(dòng)又可分為單電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。因單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式最常用，凡是沒有指明是多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式的，即為單驅(qū)動(dòng)方式，故一般對(duì)單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式，“單點(diǎn)”兩字省略。
單筒、單電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式最簡(jiǎn)單，在考慮驅(qū)動(dòng)方式時(shí)應(yīng)是首選方式。在大運(yùn)量、長(zhǎng)距離的鋼繩芯膠帶輸送機(jī)中往往采用多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
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(gè)部分：減速器、電動(dòng)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(dòng)裝置、清掃裝置和卸料裝置等.
圖2-1 帶式輸送機(jī)簡(jiǎn)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(dòng)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(dòng)滾筒和尾部拉緊裝置的滾筒3，形成一個(gè)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(shí)驅(qū)動(dòng)滾筒通過摩擦力驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)滾筒)卸載,利用專門的卸載裝置也可在中間卸載.
2.3 傳動(dòng)原理
在進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)前，首先簡(jiǎn)要地闡述皮帶運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)原理，下圖表示輸送機(jī)的傳動(dòng)原理。
如圖，要克服阻力使膠帶運(yùn)動(dòng)起來，必須使膠帶在傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)原理圖
提高傳動(dòng)裝置的牽引力可以從以下三個(gè)方面考慮：
（1）增加拉緊力
增加初張力可以使膠帶在傳動(dòng)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(huì)增大傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，不經(jīng)濟(jì)，故在設(shè)計(jì)中不采用此法。
（2）增加圍包角
（3）增加摩擦系數(shù)
通過對(duì)上述傳動(dòng)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(dòng)中擬采用雙滾筒驅(qū)動(dòng)，以增加圍包角。單滾筒驅(qū)動(dòng)圍包角只能取到200～300，雙滾筒可以達(dá)到450～480。故在設(shè)計(jì)中為增大圍包角采用雙滾筒驅(qū)動(dòng)，初定圍包角450。
2.4 傳動(dòng)方案和總體設(shè)計(jì)
由于我們所設(shè)計(jì)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(jì)尺寸，且提高運(yùn)輸能力，決定采用兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，分別驅(qū)動(dòng)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(dòng)方案。擬定 如下線路布置的傳動(dòng)方案：
（1——尾部滾筒 2——改向滾筒 3——驅(qū)動(dòng)滾筒 4——頭部滾筒）
3 主要技術(shù)參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)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(cè)得：
物料堆積密度=1.26t/
按小時(shí)輸送量確定：
有表3-1得 =6°時(shí)，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(shí)，對(duì)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(shí)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(jì)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(dòng)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(shí)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(shí),下滑力是正;向下運(yùn)行時(shí),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(shí),回空段是向下運(yùn)行的,此時(shí),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(jì)算運(yùn)行阻力時(shí)，首先，要初定輸送帶的種類和型號(hào)，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(dòng)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(shí)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(shí)，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(jì)算示意圖見圖3-1
根據(jù)簡(jiǎn)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(jì)算
在討論輸送帶各段的阻力計(jì)算后，為求所需要的牽引力，進(jìn)而計(jì)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(duì)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(jì)算出膠帶張力。
在進(jìn)行膠帶張力計(jì)算時(shí)是采用逐點(diǎn)計(jì)算法，逐點(diǎn)計(jì)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(jì)算法的步驟：首先從驅(qū)動(dòng)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(gè)區(qū)段的連接點(diǎn)上注明標(biāo)號(hào)，然后依次求出各點(diǎn)的張力。
3.4.1 由逐點(diǎn)計(jì)算法計(jì)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(dòng)軸承
1.03～1.04
1.05～1.06
滾動(dòng)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(dòng)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(gè)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(dòng)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(jì)算安全系數(shù)
Sn ——輸送帶的額定拉斷力，N；
對(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)折算系數(shù)，列在表3-8中；
——?jiǎng)虞d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(dòng)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(jì)算時(shí),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(dòng)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(dòng)滾筒滑動(dòng)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(jì)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(dòng)裝置的選用與設(shè)計(jì)
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(dòng)和制動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特性與負(fù)載的起動(dòng)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(dòng)力矩，電機(jī)起動(dòng)時(shí)的電流要比額定運(yùn)行時(shí)的電流大6～7倍，要保證電動(dòng)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(dòng)機(jī)的起動(dòng)要盡量快，即提高轉(zhuǎn)子的加速度，使起動(dòng)過程不超過3～5s。驅(qū)動(dòng)裝置是整個(gè)皮帶輸送機(jī)的動(dòng)力來源，它由電動(dòng)機(jī)、減速器 、聯(lián)軸器、傳動(dòng)滾筒組成。驅(qū)動(dòng)滾筒由一臺(tái)或兩臺(tái)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(dòng)滾筒。
減速器有二級(jí)、三級(jí)及多級(jí)齒輪減速器，第一級(jí)為直齒圓錐齒輪減速傳動(dòng)，第二、三級(jí)為斜齒圓柱齒輪降速傳動(dòng)，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(shí)，用第一種錐齒輪，軸頭為平鍵連接；用液力偶合器時(shí)，用第二種錐齒輪，軸頭為花鍵齒輪聯(lián)接。
傳動(dòng)滾筒采用焊接結(jié)構(gòu)，主軸承采用調(diào)心軸承，傳動(dòng)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(dòng)機(jī)可安裝在機(jī)頭任一側(cè)。
4.1 電機(jī)的選用
電動(dòng)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不低于500r/min，因?yàn)楣β室欢〞r(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速低，其尺寸愈大，價(jià)格愈貴，而效率較低。若電機(jī)的轉(zhuǎn)速高，則極對(duì)數(shù)少，尺寸和重量小，價(jià)格也低。本設(shè)計(jì)皮帶機(jī)所需電動(dòng)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(dòng)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(jì)師手冊(cè)》，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(jì)
4.2.1 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配
由于輸送帶的寬度B=800，查表選取傳動(dòng)滾筒的直徑D=630，則工作機(jī)的轉(zhuǎn)速：
已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nm=1480r/min，有以上計(jì)算知 總傳動(dòng)比 i=30.91
由于為了節(jié)省空間，電動(dòng)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(jí)齒輪減速。第一級(jí)為直齒圓錐齒輪減速傳動(dòng)，第二、三級(jí)為斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。其展開圖如下：
圖4-1 三級(jí)齒輪減速器展開圖
電動(dòng)機(jī)和I軸之間，IV軸和傳動(dòng)滾筒之間用的都是聯(lián)軸器，故傳動(dòng)比都是1。
I軸和II軸之間用錐齒輪傳動(dòng)，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(dòng)， =2.6
4.2.2 由運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)進(jìn)行參數(shù)計(jì)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(shí)必須對(duì)這兩個(gè)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(duì)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(jì)選用手冊(cè)》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(jì)選用手冊(cè)》表4-5，選用DCY315-31.5，其許用輸入功率為,在轉(zhuǎn)速為1500r/min時(shí)為195kw，
= 195 kw > 135 kw, 滿足要求。
②.起動(dòng)轉(zhuǎn)矩校核
查《減速器設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》得：
，
式中： ——啟動(dòng)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(jì)算與選型
本設(shè)計(jì)采取液力聯(lián)軸器，它可以聯(lián)結(jié)兩個(gè)傳動(dòng)軸，能夠保護(hù)動(dòng)力系統(tǒng)免于過載損壞，還可以用于空載啟動(dòng)原動(dòng)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(dòng)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(dòng)，傳遞動(dòng)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(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間，當(dāng)泵輪被動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，工作腔中的液體隨泵輪做圓周運(yùn)動(dòng)，同時(shí)又在離心慣性力作用下沿葉片間通道向外流動(dòng)，即對(duì)泵做相對(duì)運(yùn)動(dòng)。液體質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于葉輪的運(yùn)動(dòng)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(dòng)量矩增大，即泵輪從動(dòng)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(dòng)。液流對(duì)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(dòng)量矩降低，釋放的液體能推動(dòng)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(dòng)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(gè)能量轉(zhuǎn)化的循環(huán)流動(dòng)。如果沒有環(huán)流運(yùn)動(dòng)。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(dòng)力過載，均勻多臺(tái)原動(dòng)機(jī)間的負(fù)荷分配，空載啟動(dòng)，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(duì)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，偶合器的尺寸重量較大等。
4.4 驅(qū)動(dòng)滾筒的設(shè)計(jì)
驅(qū)動(dòng)滾筒是傳遞動(dòng)力的主要部件，它是依靠與輸送帶之間的摩擦力帶動(dòng)輸送帶運(yùn)行的部件。傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(zhǎng)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(jì)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(dòng)滾筒的功率
設(shè)驅(qū)動(dòng)滾筒的軸為Ⅴ軸，減速器輸出軸為Ⅵ軸，則驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)滾筒軸徑的計(jì)算
①計(jì)算最小軸徑
選取驅(qū)動(dòng)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(jì)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(jì)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(jì)手冊(cè)》第四版，第二卷，本設(shè)計(jì)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(jiǎn)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(jì)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(jì)手冊(cè)》，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?gòu)?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(dòng)滾筒軸屬于一般的傳動(dòng)軸，因此＝0.5～1（/m）
由＜ 故：可知軸的剛度合格
5 托輥的設(shè)計(jì)
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(duì)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(rùn)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(tái)輸送機(jī)的托輥數(shù)量很多，托輥質(zhì)量的好壞，對(duì)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(guó)內(nèi)Ⅱ系列由三個(gè)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(duì)輸送帶的壽命不利。為降低膠帶邊緣的附加應(yīng)力，在傳動(dòng)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(gè)平直的輥?zhàn)訕?gòu)成，用于輸送件貨。
其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(duì)輸送帶的沖擊，有橡膠圈式和彈簧板式等。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jiǎn)單的是采用槽形前傾托輥。如圖l 7．8-7所示．借助兩個(gè)側(cè)托輥朝膠帶運(yùn)行方向前傾一定角度(一般約)而對(duì)跑偏的輸送帶起復(fù)位作用。這種方法簡(jiǎn)單，但會(huì)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(duì)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(dòng)阻力不僅與速度、軸承及其密封有關(guān)，而且與潤(rùn)滑脂的選擇也有很大關(guān)系。潤(rùn)滑脂除起潤(rùn)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(gè)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(jì)選用手冊(cè)》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(duì)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(jì)由帶寬B＝800mm，取上托輥間距為1200mm，下托輥間距為3000mm。
6 制動(dòng)裝置
6.1 制動(dòng)裝置的作用
對(duì)于傾斜輸送物料的帶式輸送機(jī)，其平均傾角大于4度時(shí)，當(dāng)滿載停車時(shí)會(huì)發(fā)生上運(yùn)物料時(shí)帶的逆轉(zhuǎn)和下運(yùn)物料時(shí)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(dòng)裝置。制動(dòng)器是用于機(jī)器或機(jī)構(gòu)減速使其停止的裝置，有時(shí)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(dòng)裝置的選型
制
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