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摘 要
早在20世紀(jì)70年代，就已經(jīng)出現(xiàn)了運(yùn)輸距離達(dá)到100的帶式輸送機(jī)輸送線路。近年來，帶式輸送機(jī)在礦山運(yùn)輸中已經(jīng)逐漸開始取代汽車和機(jī)車運(yùn)輸，成為散裝物料的主要運(yùn)輸裝備。不斷出現(xiàn)新型帶式輸送機(jī)，拓寬了帶式輸送機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域?？缮炜s帶式輸送機(jī)是連續(xù)輸送物料機(jī)械中效率最高、使用最普遍的一種機(jī)型，是巷道掘進(jìn)運(yùn)輸和采煤工作面順槽運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備。在煤炭、冶金領(lǐng)域中，可伸縮帶式輸送機(jī)得到了廣泛應(yīng)用。
為適應(yīng)這一變化，本文主要針對帶式輸送機(jī)中的可伸縮帶式輸送機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括可伸縮帶式輸送機(jī)輸送帶的選擇、中間架的選擇計算、傳動裝置的設(shè)計、張緊裝置、收放膠帶裝置的計算、托輥以及滾筒的選擇計算等，并針對其結(jié)構(gòu)及其工作原理作了概括性總結(jié)?？缮炜s帶式輸送機(jī)利用傳動滾筒與輸送帶之間的摩擦傳遞動力，在結(jié)構(gòu)上增加了儲帶裝置，這樣可以實現(xiàn)整機(jī)的伸長和縮短，從而提高了工作效率，增大產(chǎn)量，減少人員操作，具有一定的工程實踐價值。
關(guān)鍵詞 可伸縮 輸送帶 傳動滾筒 儲帶裝置
Abstract
In the early 1970’s, the belt conveyor transportation route with the distance of 100 has already appeared. In recent years, belt conveyor has gradually replaced the automobile and motorcycle in the mine transportation, and becomes main equipment of bulk materials. Constantly appeared new type belt conveyor has exploited the application of belt conveyor. The flexible belt conveyor is one of the highest、 efficiency、common use continuous transportation equipment, which is the main equipment in lane dig and coal face sequential slot transportation. The flexible belt conveyor has been widely used in coal, metallurgy fields.
In order to adapt this change, this paper mainly carries on the flexible belt conveyor structure design of the belt conveyors. includes the choice of the belt, the choice and calculation of the middle shelf, the design of transmission device、the calculation of the tighten device and draw in and out belt device、the choice and calculation of the support roll and cylinder, then give a summarized conclusion of its construction and work principle. The flexible belt conveyor transmits power depending on the friction between the transmission cylinder and the belt, adding belt storage device in structure, which can realize the extension and shorten, thus raises the working efficiency increases the output, reduces the personal operation, which has some engineer practice value.
Key words flexible conveying belt transmission cylinder belt storage device
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第1章 緒 論 1
1.1 可伸縮帶式輸送機(jī)的簡介 1
1.1.1可伸縮帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)及其工作原理 1
1.1.2帶式輸送機(jī)的分類 2
1.1.3可伸縮帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 3
1.2 可伸縮帶式輸送機(jī)的應(yīng)用 4
1.3國內(nèi)外帶式輸送機(jī)的現(xiàn)狀 5
1.4可伸縮帶式輸送機(jī)的研究目的及意義 6
1.5可伸縮帶式輸送機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計 7
第2章 可伸縮帶式輸送機(jī)輸送帶的設(shè)計計算 9
2.1 可伸縮帶式輸送機(jī)輸送帶的選擇 9
2.2 輸送量 10
2.2.1物料堆積橫截面積的計算 11
2.2.2驗算膠帶寬度 11
2.2.3輸送能力的驗算 12
2.2.4每米輸送機(jī)上物料的質(zhì)量 13
2.2.5輸送帶厚度 14
2.3 牽引力的計算 14
2.4 輸送帶各點(diǎn)張力的計算 16
2.4.1膠帶層數(shù)的計算 20
2.4.2膠帶打滑條件的計算 21
2.5 輸送帶壽命的計算 21
第3章 帶式輸送機(jī)滾筒設(shè)計計算 23
3.1直徑的確定 24
3.2直徑的驗算與材料的選擇 24
3.3兩軸承座中心距A的計算 26
3.4滾筒的轉(zhuǎn)速 27
第4章 帶式輸送機(jī)托輥設(shè)計計算 28
4.1托輥的結(jié)構(gòu)與種類 28
4.2托輥的選擇計算 29
4.2.1托輥垂度與間距的設(shè)計計算 29
4.2.2輸送帶的最小拉力 31
4.2.3托輥的靜載荷計算 32
4.2.4托輥的動載荷計算 33
4.2.5托輥的額定負(fù)荷和最大轉(zhuǎn)速 33
4.2.6計算托輥的槽形角 35
第5章 拉緊裝置及收放膠帶裝置的設(shè)計 37
5.1拉緊裝置的概述 37
5.1.1 拉緊裝置的作用 37
5.1.2拉緊裝置的種類 37
5.1.3拉緊裝置在帶式輸送機(jī)中布置的位置 38
5.2拉緊裝置的選擇計算 39
5.2.1張緊絞車的工作原理 39
5.2.2張緊力的確定 40
5.2.3張緊行程的確定 41
5.3收放裝置的設(shè)計 41
第6章 輸送機(jī)傳動裝置的設(shè)計 44
6.1 電機(jī)的選擇 44
6.2減速器的計算與選用 45
6.2.1傳動比計算 45
6.2.2減速器的選用 46
6.3 液力偶合器的選擇 47
第7章 帶式輸送機(jī)機(jī)架設(shè)計計算 49
7.1 機(jī)頭卸料架的設(shè)計 49
7.2 中間架的設(shè)計與強(qiáng)度校核 50
7.2.1中間架的設(shè)計 50
7.2.2中間架的強(qiáng)度校核 51
第8章 主軸的設(shè)計與鍵的強(qiáng)度校核 53
8.1 主軸的設(shè)計 53
8.2 鍵的強(qiáng)度校核 58
第9章 輸送機(jī)清掃器的選擇 62
第10章 膠帶跑偏問題的調(diào)整 63
結(jié) 論 64
致 謝 65
參考文獻(xiàn) 66
附錄1 68
附錄2 80
64
第1章 緒 論
1.1 可伸縮帶式輸送機(jī)的簡介
1.1.1可伸縮帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)及其工作原理
可伸縮帶式輸送機(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、張緊裝置、儲帶裝置等組成。輸送帶是帶式輸送機(jī)的承載構(gòu)件，帶上的物料隨輸送帶一起運(yùn)行，物料根據(jù)需要可以在輸送機(jī)的端部或中間部位卸下，輸送帶用旋轉(zhuǎn)的托棍支撐，運(yùn)行阻力小，可沿水平或傾斜線路布置[1]。
可伸縮帶式輸送機(jī)是以輸送帶作為牽引和承載構(gòu)件[2]，通過承載物料的輸送帶的運(yùn)動進(jìn)行物料輸送的連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備。其結(jié)構(gòu)原理如圖1-1所示，輸送帶繞經(jīng)傳動滾筒和尾部滾筒形成無極環(huán)形帶，上下輸送帶由托輥支承以限制輸送帶的撓曲垂度，拉緊裝置為輸送帶正常運(yùn)行提供所需的張力。工作時驅(qū)動裝置驅(qū)動傳動滾筒，通過傳動滾筒和輸送帶之間的摩擦力驅(qū)動輸送帶運(yùn)行，物料裝在輸送帶上和帶子一起運(yùn)動。
圖1-1 可伸縮帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖
1-卸載滾筒；2-傳動滾筒；3-儲帶倉；4-尾部滾筒
可伸縮帶式輸送機(jī)一般在端部卸載，當(dāng)采用專門的卸載裝置時，也可在中間卸載[3]。在結(jié)構(gòu)上與通用固定式的主要區(qū)別是增加了伸縮輸送帶的機(jī)構(gòu)。伸縮機(jī)構(gòu)有儲帶、卷帶、放帶和機(jī)尾移動裝置，中間架便于拆裝。儲帶裝置包括一組固定滾筒和一組裝在游動小車上的活動滾筒，輸送帶繞經(jīng)兩組滾筒，可通過張緊絞車，增大兩組滾筒間的距離，儲帶裝置中卷入的輸送帶增多，將機(jī)尾向前移動，輸送機(jī)的運(yùn)輸距離就縮短，反之就增長。收放膠帶裝置是拆除和接入輸送帶的設(shè)備，它可將拆除的輸送帶纏繞成卷，或?qū)⒊删磔斔蛶Ы尤雰аb置；這樣便可按需要改變輸送機(jī)長度。可伸縮帶式輸送機(jī)也有水平式和傾斜式兩種，它與橋式轉(zhuǎn)載機(jī)配合用于回采工作面的下平巷，能加快工作面推進(jìn)速度，也可用于使用掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)工作面。
1.1.2帶式輸送機(jī)的分類
帶式輸送機(jī)可從不同的角度分類[4]。
1.按承載能力分
輕形帶式輸送機(jī)：專門應(yīng)用于輕形載荷的輸送機(jī)。
通用帶式輸送機(jī)：這是應(yīng)用最廣泛的帶式輸送機(jī)，其他類型帶式輸送機(jī)都是這種帶式輸送機(jī)的變形。
鋼絲繩芯帶式輸送機(jī)：應(yīng)用于重型載荷的輸送機(jī)。
2.按可否移動分類
固定帶式輸送機(jī)：輸送機(jī)安裝在固定的地點(diǎn)，不需要移動。
移動帶式輸送機(jī)：具有移動機(jī)構(gòu)，如輪、履帶。
移植帶式輸送機(jī)：通過移動設(shè)備變換設(shè)備的位置。
可伸縮帶式輸送機(jī)：通過儲帶裝置改變輸送機(jī)的長度。
3.按輸送帶的結(jié)構(gòu)形式分類
普通輸送帶帶式輸送機(jī)：輸送帶為平型，帶芯為帆布或尼龍帆布或鋼繩芯。
鋼繩牽引帶式輸送機(jī)：用鋼絲繩作為牽引機(jī)構(gòu)，用帶有耳邊的輸送帶作為承載機(jī)構(gòu)。
壓帶式輸送機(jī)：用兩條閉環(huán)帶，其中一條為承載帶，另一條為壓帶。
鋼帶輸送機(jī)：輸送帶是鋼帶。
網(wǎng)帶輸送機(jī)：輸送帶是網(wǎng)帶。
管狀帶式輸送機(jī)：輸送帶圍包成管狀或用特殊結(jié)構(gòu)輸送帶密封輸送物料。
波狀擋邊帶式輸送機(jī)：輸送帶邊上有擋邊以增大物料的截面，傾斜角度大時，一般在橫向設(shè)置擋板。
花紋帶式輸送機(jī)：用花紋帶以增大物料和輸送帶的摩擦，提高輸送傾角。
4.按承載方式分類
托輥式帶式輸送機(jī):用托輥支撐輸送帶。
氣墊帶式輸送機(jī)：用氣膜支撐輸送帶。另外還有磁性輸送帶、液墊帶式輸送機(jī)，它們共同的特點(diǎn)都是對輸送帶連續(xù)支撐。
深槽型帶式輸送機(jī)：由于加大槽深，除用托輥支撐外，也起到對物料的夾持作用，可增大輸送帶傾角。
5.接輸送機(jī)線路布置分類
直線帶式輸送機(jī)：由于輸送機(jī)縱向是直線，但是可在鉛垂面上有凸凹變化曲線。
平面彎曲帶式輸送機(jī)：可在平面上實現(xiàn)彎曲運(yùn)行。
空間彎曲帶式輸送機(jī)：可在空間實現(xiàn)彎曲運(yùn)行。
6.按驅(qū)動方式分類
單滾筒驅(qū)動帶式輸送機(jī)。
多滾筒驅(qū)動帶式輸送機(jī)。
線摩擦帶式輸送機(jī)：用一個或多個輸送帶作為驅(qū)動體。
磁性帶式輸送機(jī)：通過磁場作用驅(qū)動輸送帶。
1.1.3可伸縮帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
下面介紹一下可伸縮帶式輸送機(jī)的特點(diǎn)[5]：
1.結(jié)構(gòu)簡單。 可伸縮帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)由傳動滾筒、改向滾筒、槽形托輥、平行托輥、驅(qū)動裝置、輸送帶等幾大件組成，僅有十多種部件，能夠進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，并可按照需要進(jìn)行組合裝配，結(jié)構(gòu)十分簡單。
2.輸送量大。運(yùn)量可從每小時幾公斤到幾千噸，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。
3.運(yùn)距長。單機(jī)長度可達(dá)十幾公里一條，在國外已十分普及，中間無需任何轉(zhuǎn)載點(diǎn)。德國單機(jī)60公里一條已經(jīng)出現(xiàn)。越野的帶式輸送機(jī)常使用中間摩擦驅(qū)動方式，使輸送長度不受輸送帶強(qiáng)度的限制。
4.除轉(zhuǎn)載機(jī)與機(jī)尾有一搭接長度可供工作面快速推進(jìn)外，通過收放膠帶裝置和儲帶裝置也可使機(jī)身得到伸長和縮短，從而能有效地提高順槽運(yùn)輸能力，加快回采和掘進(jìn)速度。
5.可靠性高。由于結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)動部件自重輕，只要輸送帶不被撕破，壽命可長達(dá)十年之久，而金屬結(jié)構(gòu)部件，只要防銹好，幾十年也不壞。
6.營運(yùn)費(fèi)低廉?？缮炜s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，消耗的機(jī)油和電力也很少。
7.非固定部分的機(jī)身，采用無螺栓連接的快速可換支架，結(jié)構(gòu)簡單，拆卸方便，勞動強(qiáng)度低，操作時間短。設(shè)置在機(jī)身固定部分的膠帶張緊裝置采用電動絞車代替人工張緊。
8.全機(jī)采用的槽形托輥以及下托輥、同一類的改向滾筒尺寸規(guī)格統(tǒng)一，都可通用互換。輸送機(jī)的電氣設(shè)備具有隔爆性能，可用于有煤塵及瓦斯的礦井。
9.能耗低，效率高。由于運(yùn)動部件自重輕，無效運(yùn)量少。
1.2 可伸縮帶式輸送機(jī)的應(yīng)用
可伸縮帶式輸送機(jī)的應(yīng)用范圍十分廣泛，在煤炭、冶金等領(lǐng)域中，可伸縮帶式輸送機(jī)得到了廣泛應(yīng)用?？缮炜s帶式輸送機(jī)是連續(xù)輸送物料機(jī)械中效率最高、使用最普遍的一種機(jī)型，是煤礦、電廠輸煤系統(tǒng)的主要設(shè)備[6]。它的運(yùn)輸能力大、工作阻力小、耗電量低、運(yùn)輸過程中拋撒煤炭少、破碎性也小，因而降低了煤塵和損耗。隨著機(jī)械化和綜合機(jī)械化采煤工作面產(chǎn)量的不斷提高，膠帶輸送機(jī)將逐漸成為煤炭生產(chǎn)中的一種主要運(yùn)輸設(shè)備[7]?？缮炜s帶式輸送機(jī)主要用于綜合機(jī)械化采煤工作面的順槽運(yùn)輸，也可用于一般采煤工作面的順槽運(yùn)輸和巷道掘進(jìn)運(yùn)輸。用于順槽運(yùn)輸時，尾段配刮板轉(zhuǎn)載機(jī)與工作面運(yùn)輸機(jī)相接，用于巷道運(yùn)輸時，尾段配膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)與掘進(jìn)機(jī)相接。
1.3國內(nèi)外帶式輸送機(jī)的現(xiàn)狀
帶式輸送機(jī)已有150余年的歷史，早期的輸送機(jī)是用皮革之類的材料制成，或用皮革加纖維織物制造。有關(guān)輸送帶的最早文獻(xiàn)是Oliver Evans于1975年在美國費(fèi)城出版的《Millers Guide》上發(fā)表的。當(dāng)時把輸送機(jī)描述為“在一框或槽里的兩個滾筒上旋轉(zhuǎn)的薄而柔軟的寬環(huán)皮帶或帆布帶”。
1858年，S．T．Pamalce取得了織物增強(qiáng)的橡膠輸送帶的專利。1892年，Thomas Robins發(fā)明的槽形結(jié)構(gòu)的帶式輸送機(jī)在礦物工程中應(yīng)用，確定了當(dāng)代輸送機(jī)的基本型式[8]。此后，隨著物料運(yùn)輸量的增大，帶式輸送機(jī)取得了巨大的發(fā)展，出現(xiàn)了多種的新型結(jié)構(gòu)的帶式輸送機(jī)。其中具有代表性的主要有：大傾角帶式輸送機(jī)（深槽帶式輸送機(jī)、花紋帶輸送機(jī)、波紋擋邊以及壓帶式輸送機(jī)等），管狀帶式輸送機(jī)、氣墊帶式輸送機(jī)、平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)、線摩擦帶式輸送機(jī)等 [9]。
80年代末期以來，我國煤礦用帶式輸送機(jī)也有了很大的發(fā)展，對帶式輸送機(jī)的技術(shù)研究和新產(chǎn)品開發(fā)都取得了可喜的成果[10]。輸送機(jī)產(chǎn)品系列不斷增多，從定型的SDJ、SSJ、STJ、DJ等系列發(fā)展到多功能，適應(yīng)特種用途的各種帶式輸送機(jī)系列，如國家“七五”、“九五”攻關(guān)項目—大傾角帶式輸送機(jī)成套設(shè)備。高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)等填補(bǔ)了多項國內(nèi)空白，開發(fā)了大傾角、長距離輸送原煤的新型帶式輸送機(jī)系列產(chǎn)品，并對帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)。
國外帶式輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在兩方面[11]：1）帶式輸送機(jī)的功能多元化，應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，如高傾角帶式輸送機(jī)、管狀帶式輸送機(jī)、空間轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)等各種機(jī)型；2）帶式輸送機(jī)本身的技術(shù)與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長距離，大運(yùn)量，高帶速等大型輸送機(jī)已成為其發(fā)展的主要方向。目前，世界上單機(jī)運(yùn)距最長達(dá)30.4km。帶式輸送機(jī)已在澳大利亞的鋁釩土礦投入使用；運(yùn)輸量達(dá)到37500t/h，帶速為7.4m/s的一條大型帶式輸送機(jī)已應(yīng)用于德國露天煤礦。
國內(nèi)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)和可伸縮帶式輸送機(jī)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[12]。
帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢是[13]: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。我國已于1978年完成了可伸縮帶式輸送機(jī)的定型設(shè)計，可伸縮帶式輸送機(jī)的運(yùn)距可達(dá)到1000～2000m，帶速在2～3.5m/s之間，輸送量可達(dá)800～1800t/h，驅(qū)動總功率可達(dá)250～750kw。
1.4可伸縮帶式輸送機(jī)的研究目的及意義
可伸縮帶式輸送機(jī)是使用最普通的一種輸送機(jī)，其基本結(jié)構(gòu)是在水平或傾斜的長機(jī)架兩端裝有輸送帶滾筒，在滾筒上的無接縫環(huán)形輸送帶連續(xù)地朝一個方向移動，貨物放在帶上輸送?？缮炜s帶式輸送機(jī)與其他類型的輸送機(jī)相比，具有優(yōu)良的性能[14]，在連續(xù)裝載的情況下能連續(xù)運(yùn)輸，生產(chǎn)率高，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，輸送連續(xù)均勻，工作過程中噪聲小，結(jié)構(gòu)簡單，能量消耗小，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，維修方便，易于實現(xiàn)自動控制及遠(yuǎn)程操作等優(yōu)點(diǎn)。
可伸縮帶式輸送機(jī)可用于水平和傾斜運(yùn)輸。沿傾斜使用的角度，依所運(yùn)物料性質(zhì)的不同和輸送帶表面形狀不同而異。用普通光面輸送帶運(yùn)原煤，向上運(yùn)輸?shù)膬A角可達(dá)18°；向下運(yùn)輸?shù)膬A角可達(dá)15°。
1.5可伸縮帶式輸送機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計
可伸縮帶式輸送機(jī)的線路在滿足輸送機(jī)傾角要求的前提下可以適應(yīng)線路布置成任何形式。在確定輸送機(jī)線路布置后，所需要確定的是驅(qū)動裝置、拉緊裝置、儲帶裝置等，在布置時應(yīng)根據(jù)實際情況而定。在布置驅(qū)動裝置、拉緊裝置和制動器時應(yīng)遵循下列原則：
1）輸送帶所受張力最??；
2）滿足驅(qū)動力傳動要求；
3）滿足制動力要求（選制動器可根據(jù)實際情況而定），本設(shè)計為水平運(yùn)輸，可以省略。
可伸縮帶式輸送機(jī)主要由機(jī)頭部、機(jī)身、儲帶倉及機(jī)尾部組成。
機(jī)頭部主要由傳動裝置、機(jī)頭架、卸載架組成。
傳動裝置由電動機(jī)、三級齒輪減速器、液力聯(lián)軸器、傳動滾筒及齒輪箱等組成。機(jī)頭傳動裝置采用雙滾筒傳動，傳動滾筒主軸的動力來自同一側(cè)相對安裝的兩臺傳動裝置的減速器，通過剛性聯(lián)軸器與減速器聯(lián)接起來。滾筒為鑄焊接構(gòu)件，其外沿包有菱形花紋橡膠以增加滾筒與膠帶的摩擦力。
由于卸載維護(hù)需要，卸載部有加長外伸的延伸架，卸載滾筒安在延伸架的頂端，其軸線位置可通過右側(cè)的螺釘進(jìn)行調(diào)節(jié)，以調(diào)節(jié)膠帶在機(jī)頭部的跑偏，卸載滾筒的下部裝有重錘清掃器和犁式清掃器，清除膠帶上粘附的碎煤，延伸架上還裝有托輥座。延伸架一端通過斜撐桿與主架相連。
機(jī)身它是帶式輸送機(jī)的主要部分。主要由H支架、縱梁、上下托輥組及過渡架等部件組成。采用無螺栓連接的快速可換支架，結(jié)構(gòu)簡單，能夠快速裝拆，定位性好。上托輥組為槽形鉸接托輥組，下托輥組為平行下托輥組。機(jī)身是可伸縮帶式輸送機(jī)的非固定部分，鋼管作為可拆卸的機(jī)身，用彈性柱銷架設(shè)在H型支架的管座中，柱銷固裝在鋼管上，只要打入的位置適當(dāng)，轉(zhuǎn)動鋼管就能方便地從管座中取出或放入。
儲帶倉主要由儲帶轉(zhuǎn)向架、儲帶倉架、支承小車、游動小車和張緊車等組成。儲帶轉(zhuǎn)向架，儲帶倉架主要為焊接結(jié)構(gòu)，彼此用螺栓連接，組成了儲帶裝置的骨架。
機(jī)尾由緩沖托輥、下托輥、改向滾筒及支座組成，緩沖托輥主要起到對輸送機(jī)的保護(hù)、緩沖作用，在機(jī)尾空載段的膠帶上，裝有一個犁式清掃器用來清掃膠帶上的浮煤。
第2章 可伸縮帶式輸送機(jī)輸送帶的設(shè)計計算
2.1 可伸縮帶式輸送機(jī)輸送帶的選擇
可伸縮帶式輸送機(jī)的輸送帶是輸送機(jī)的重要部件，在輸送機(jī)中輸送帶的成本占整個設(shè)備成本的30％～50％。在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，輸送帶所受的載荷是極復(fù)雜的，它除受縱向的拉伸應(yīng)力外，還受經(jīng)過滾筒和托輥的彎曲應(yīng)力。大多數(shù)輸送帶的損壞表現(xiàn)為工作面層和邊緣磨損，受大塊、尖利物料的沖擊引起擊穿、撕裂和剝離。合理選擇輸送帶，對輸送帶的設(shè)計十分重要[15]。
輸送帶的選用是根據(jù)輸送機(jī)的線路布置、輸送的材料和使用條件來進(jìn)行的。合理選擇輸送帶不僅對完成輸送機(jī)設(shè)計任務(wù)至關(guān)重要，還影響輸送機(jī)滾筒、托輥和驅(qū)動裝置等機(jī)械部件的設(shè)計。
帶式輸送機(jī)常用的輸送帶主要有織物芯膠帶、整體編織和鋼繩芯膠帶3類?？椢镄灸z帶用掛膠的帆布形成若干層襯墊骨架，外面用橡膠覆蓋，形成一定厚度的覆面層。上覆面較厚，一般為3～6 mm，是輸送帶的承載面，直接與物料接觸并承受物料的沖擊和磨損；下覆面層與支承托輥接觸，主要承受壓力，為了減少輸送帶沿托輥運(yùn)行時的壓陷滾動阻力，下覆面層較薄，一般為1．5～2 mm。當(dāng)輸送帶跑偏與機(jī)架接觸時，將側(cè)邊橡膠覆面加厚以避免輸送帶受到機(jī)械磨損。在設(shè)計中正確選擇輸送帶，在使用中保護(hù)好輸送帶，都是很重要的問題，應(yīng)盡可能地避免輸送帶的不正常損壞。
由于在井下作業(yè)故皮帶應(yīng)選用阻燃型的，材料選用氯丁CR。由于輸送的是煤，故要求的強(qiáng)度較大，可選用阻燃尼龍皮帶。輸送帶的成本約占帶式輸送機(jī)總成本的1/2以上，所以選擇合適的輸送帶就顯得十分重要，安全系數(shù)和接頭方式都直接影響整機(jī)的成本。其中，本設(shè)計已知量如下：
輸送量；帶速；動堆積角°；輸送長度；原煤最大塊度，輸送機(jī)工作傾角°；原煤堆積密度；工作環(huán)境為井下、潮濕。
2.2 輸送量
可伸縮帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸能力，決定于輸送帶上所裝運(yùn)的物料的斷面積，輸送帶的運(yùn)行速度及輸送機(jī)的傾角，因為在傾斜的輸送機(jī)上物料的堆積面積小。
可伸縮帶式輸送機(jī)屬于連續(xù)運(yùn)行的運(yùn)輸機(jī)械，對于均勻、連續(xù)裝載時，其運(yùn)輸能力為:
(2—1)
式中 -----運(yùn)輸能力，；
-----單位長度上所裝物料的質(zhì)量，；
-----物料的運(yùn)行速度，。
由
（2—2）
得
（2—3)
式中 -----在運(yùn)行的輸送帶上，物料的最大橫截面積，；
-----物料的堆積密度，。
可伸縮帶式輸送機(jī)屬連續(xù)運(yùn)行式的運(yùn)輸機(jī)械，其運(yùn)輸能力按公式（2—3）計算。考慮到輸送帶在沿傾斜方向運(yùn)行時，物料在輸送帶上的堆積面將減小。因此，計算帶式輸送機(jī)的最大運(yùn)輸能力時，應(yīng)在工式（2—3）中乘一個傾斜系數(shù)，可知可伸縮帶式輸送機(jī)的最大運(yùn)輸能力用下式計算：
=3.6 （2—4）
式中 -----運(yùn)輸能力，；
-----在運(yùn)行的輸送帶上，物料的最大堆積橫截面積，；
-----物料的堆積密度，；
-----物料的運(yùn)行速度，；
-----輸送機(jī)的傾斜系數(shù)。
2.2.1物料堆積橫截面積的計算
按給定的工作條件，原煤的動堆積角為°；原煤的堆積密度為；輸送機(jī)的工作傾角為°；查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表4-13得傾斜系數(shù)為；帶速；將各參數(shù)帶入式（2—4），為保證給定的運(yùn)輸能力，帶上必須具有的堆積橫截面積為：
=
可查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表4—12，輸送機(jī)的承載托輥槽角為°時，物料的動堆積角為°時，帶寬為的輸送帶上允許物料堆積的橫截面積為，此值大于計算所需的堆積橫截面積，據(jù)此選用帶寬為的輸送帶能滿足要求。
2.2.2驗算膠帶寬度
查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》Ⅱ有：
（2—5）
式中 -----運(yùn)輸能力，；
-----貨載斷面系數(shù)，查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表3—19可按動堆積角°，得；
-----物料的堆積密度，=；
-----物料的運(yùn)行速度，；
-----輸送機(jī)的傾斜系數(shù)。
將上述數(shù)據(jù)帶入式（2—5）得：
=
考慮礦井的增產(chǎn)能力、貨載塊度及膠帶的來源，選用寬的膠帶，為滿足一定運(yùn)輸生產(chǎn)率所需的帶寬，還必須按物料的塊度進(jìn)行校核。查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》Ⅱ有:
對于原煤
則
式中 -----帶寬，；
-----貨載最大塊度的橫向尺寸，。
可見所選帶寬滿足最大塊度要求。故選用寬度為的輸送帶滿足要求。
2.2.3輸送能力的驗算
根據(jù)式（2—4）得：
=
式中 -----水平輸送量，；
-----輸送機(jī)的傾角系數(shù)，查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表4-13，；
-----物料橫斷面積；
-----帶速，；
-----物料松散密度，。
由于，故能滿足輸送量要求。
2.2.4每米輸送機(jī)上物料的質(zhì)量
由上式（2—1）可推出每米輸送機(jī)上物料的單位質(zhì)量為：
=
每米機(jī)長上托輥轉(zhuǎn)動部分重量，查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》表8—23得槽形托輥組轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量，取上托輥間距；
每米機(jī)長下托輥轉(zhuǎn)動部分重量，查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》表8—12得平形下托輥組轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量，取下托輥間距；
每米機(jī)長上緩沖托輥轉(zhuǎn)動部分重量，查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計選用手冊》表2—45得，間距可設(shè)為；
在機(jī)頭部需設(shè)過渡托輥，過渡托輥的轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量，查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計選用手冊》表2—44得。
經(jīng)上驗算選帶寬為，初選輸送帶為阻燃抗靜電NN-150型號，查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計選用手冊》表1—6，可選材料為錦綸（尼龍）帆布。查表可得扯斷強(qiáng)度；每層厚度為，每層重量為；參考力伸長率～％，帶寬范圍～；層數(shù)范圍～層；覆蓋膠厚，上膠厚；下膠厚；每毫米厚膠料重量。
2.2.5輸送帶厚度
輸送帶厚度=布層數(shù)×每層厚度+上膠厚+下膠厚
查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計選用手冊》表1—13可知帆布輸送帶單位質(zhì)量；
重段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量為：
=
空段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量為：
==
單位長度上分布緩沖托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量為：
2.3 牽引力的計算
本機(jī)長為，牽引力的計算可查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》按下式計算：
（2—6）
對于長距離的帶式輸送機(jī)（例如以上），附加阻力明顯小于主要阻力，采用將主要阻力乘以一個大于的系數(shù)計入附加阻力的計算，不會出現(xiàn)嚴(yán)重錯誤，以簡化運(yùn)行阻力的計算。為此引入一個系數(shù)，可對上式進(jìn)行簡化計算驅(qū)動滾筒上的牽引力（圓周力）。
故本機(jī)可簡化為:
承載段 （2—7）
式中 -----驅(qū)動滾筒上所需的牽引力（圓周力），；
-----計入附加阻力系數(shù)，查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表4—18，當(dāng)輸送長度為600時，=1.17；
-----單位長度輸送帶上裝運(yùn)的物料量，；
-----單位長度輸送帶的質(zhì)量，；
-----空段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量，；
-----承載段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量，；
-----輸送機(jī)長度，；
-----重力加速度，；
-----輸送帶在托輥上運(yùn)行的阻力系數(shù)（也有稱模擬摩擦系數(shù)）。查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表4—17，。
空載段
（2—8）
則
式中 -----驅(qū)動滾筒上所需的牽引力（圓周力），；
-----計入附加阻力系數(shù)，可查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表4—18知，當(dāng)輸送長度為600時，=1.17；
-----單位長度輸送帶的質(zhì)量，；
-----空段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量；
-----承載段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量；
-----輸送機(jī)長度，；
-----重力加速度，；
-----輸送帶在托輥上運(yùn)行的阻力系數(shù)（也有稱模擬摩擦系數(shù)）。查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表4—17，。
2.4 輸送帶各點(diǎn)張力的計算
輸送帶作為帶式輸送機(jī)的牽引構(gòu)件，在承受為克服輸送帶運(yùn)行阻力所必需的牽引力的同時，由于可伸縮帶式輸送機(jī)是靠驅(qū)動滾筒與輸送帶之間的摩擦力傳遞牽引力，它的張力還要滿足滾筒摩擦傳動的需要。除此之外，為防止輸送帶在兩托輥之間有過大的垂度，輸送帶的張力還要滿足它的垂度不超過規(guī)定值的需要[16]。
輸送帶作為牽引構(gòu)件，它的張力沿輸送機(jī)全長是變化的，需要用逐點(diǎn)法求算它在各點(diǎn)的張力。
采用逐點(diǎn)法求各點(diǎn)張力，如圖2—1是輸送帶整體布局各點(diǎn)受力情況，根據(jù)各點(diǎn)的受力情況：
圖2—1 可伸縮帶式輸送機(jī)工作系統(tǒng)圖
1）計算輸送帶各區(qū)段的運(yùn)行阻力
按所給定條件，如圖2—1所示，本機(jī)只有重段和空段兩個直線區(qū)段。各段運(yùn)行阻力計算如下：
式中 -----各段阻力，；
-----各段輸送長度，；
-----單位長度輸送帶上裝運(yùn)的物料量，；
-----單位長度輸送帶的質(zhì)量，；
-----承載段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量，；
-----空段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量，；
-----輸送帶在托輥上運(yùn)行的阻力系數(shù)（也有稱模擬摩擦系數(shù)）。查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表4—17，；
-----輸送帶在托輥上運(yùn)行的阻力系數(shù)（也有稱模擬摩擦系數(shù)）。查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表4—17，。
2）輸送帶各點(diǎn)的張力計算
為簡化計算，輸送帶繞經(jīng)滾筒兩項阻力按輸送帶的張力增加﹪計算。依逐點(diǎn)計算法得：
（2—9）
本機(jī)為雙滾筒驅(qū)動，初取圍包角°，由于驅(qū)動滾筒為膠面，采區(qū)空氣潮濕取，摩擦力備用系數(shù)一般取，查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》Ⅱ表3—27得。
按摩擦牽引條件：
（2—10）
則聯(lián)立式（2—9）與式（2—10）得：
按空段輸送帶最大允許垂度的要求，空段最小張力點(diǎn)應(yīng)小于上式求得之值為：
（2—11）
則取最小張力點(diǎn)為：
令，以此為準(zhǔn)，按上列各點(diǎn)張力的關(guān)系式求算各點(diǎn)張力得：
2.4.1膠帶層數(shù)的計算
查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》Ⅱ有下式
（2—12）
則
式中 -----輸送帶帆布層數(shù)；
-----膠帶的最大張力，；
-----輸送帶安全系數(shù)，一般取～12，??；
-----輸送帶帶寬，；
-----帶寬為一厘米的一層帆布的拉斷力，。
可知選帶層為三層織物的尼龍帶合適，則膠帶的型號為。
2.4.2膠帶打滑條件的計算
查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》有，當(dāng)輸送帶在相遇點(diǎn)上的實際張力超過計算得出的最大值時，滾筒將在輸送帶接觸面上打滑。因此，撓性體摩擦傳動的工作條件是：
（2—13）
式（2—13）即歐拉公式。
則
核算圍包角：在煤礦中因運(yùn)轉(zhuǎn)條件較差，一般取，查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》Ⅱ表3—27，則：
實際設(shè)備圍包角為，故值滿足不打滑條件要求。
2.5 輸送帶壽命的計算
目前常用德國HZ7ZEL法（德國人赫特澤爾于1940年提出的公式）來計算輸送帶壽命[17]，即：
（2—14）
則 %100%180%100%100%120%
120%80%450
式中 -----可持久耐用的輸送量，查《新型帶式輸送機(jī)手冊》表6—29，=450萬t；
-----上覆蓋膠耐用度，查《新型帶式輸送機(jī)手冊》表6—30，=100%；
-----上覆蓋膠厚度與拉伸強(qiáng)度有關(guān)的耐用度，查《新型帶式輸送機(jī)手冊》表6—31，=100%；
-----運(yùn)輸物種的耐用度，查《新型帶式輸送機(jī)手冊》表6—32，=180%；
-----裝載點(diǎn)有關(guān)的耐用度（一個裝載點(diǎn)），查《新型帶式輸送機(jī)手冊》表6—33，=100%；
-----傾角的耐用度，查《新型帶式輸送機(jī)手冊》表6—33，=100%；
-----裝載地點(diǎn)有關(guān)的耐用度，查《新型帶式輸送機(jī)手冊》表6—33，=120%；
-----拉緊裝置型式有關(guān)的耐用度，查《新型帶式輸送機(jī)手冊》表6—33，=120%；
-----驅(qū)動系統(tǒng)型式有關(guān)的耐用度，查《新型帶式輸送機(jī)手冊》表6—33，=80%；
第3章 帶式輸送機(jī)滾筒設(shè)計計算
滾筒是帶式輸送機(jī)的重要部件，按在輸送機(jī)中所起的作用滾筒可分為傳動滾筒和改向滾筒兩大類。傳動滾筒的作用是將驅(qū)動裝置提供的轉(zhuǎn)矩傳到輸送帶上，改向滾筒包括用于輸送帶在輸送機(jī)端部的改向、增加傳動滾筒包角的導(dǎo)向滾筒、拉緊滾筒是用于拉緊裝置的導(dǎo)向滾筒。改向滾筒不承擔(dān)轉(zhuǎn)矩，結(jié)構(gòu)比較簡單。傳動滾筒和驅(qū)動裝置相連，是帶式輸送機(jī)最重要的部件，驅(qū)動功率的大小往往取決于傳動滾筒表面同輸送帶之間的摩擦系數(shù)和輸送帶在該滾筒上的包角[18]。
按驅(qū)動方式分，傳動滾筒有：
1、 外驅(qū)動式，即驅(qū)動裝置放在傳動滾筒外面，減速器直接同傳動滾筒輸入軸相聯(lián)。本設(shè)計選用此種結(jié)構(gòu)。
2、 內(nèi)驅(qū)動式，即將驅(qū)動裝置全部放在傳動滾筒內(nèi)，此種方式又稱為電動滾筒。如果僅將減速器裝入滾筒內(nèi)，稱為齒輪滾筒，或稱為外裝式減速滾筒，適用于大功率帶式輸送機(jī)。
按外形分，傳動滾筒可分為：
1、人字形滾筒。用鋼板卷圓焊接而成，中間部分筒徑大于兩邊筒徑約幾毫米，目的是防止輸送帶跑偏。
2、片式滾筒。滾筒由許多葉片組成，目的是便于清潔輸送帶，此類滾筒又稱為自清掃滾筒。如果將葉片改為圓鋼棒，稱為棒式滾筒。自然也可以將圓柱形鋼殼上開上橫槽，也可以起到自清掃作用，此類滾筒稱為格柵滾筒。
3、槽膠面滾筒。滾筒的護(hù)面開上菱形、人字形、直線形、環(huán)形、梯形則分別稱為菱形護(hù)面、人字形護(hù)面、直線形護(hù)面、環(huán)形護(hù)面、梯形護(hù)面等各種護(hù)面形狀的滾筒，其目的是增大摩擦系數(shù)和便于排除黏著物料。傳動滾筒護(hù)面常選用菱形和人字形。本設(shè)計選用菱形膠面滾筒。
3.1直徑的確定
輸送帶的彎曲疲勞極限與滾筒直徑成反比，滾筒直徑越大越有利，依層厚度而定。
查《新型帶式輸送機(jī)手冊》有滾筒直徑表達(dá)式：
（3—1）
式中 -----滾筒直徑，；
-----滾筒因子，查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》表6—28，；
-----帆布層數(shù)，；
-----每層芯厚度，。
則
查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》表10—2，可知當(dāng) 時，傳動滾筒直徑的范圍為～1000，故上述符合。查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》表10—4，取主滾筒直徑，軸承號為3520。同理，查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》表10—8，卸載滾筒直徑，機(jī)尾滾筒。
3.2直徑的驗算與材料的選擇
1）查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》，根據(jù)滾筒平均表面壓強(qiáng)可求得滾筒直徑的計算公式為：
（3—2）
則傳動滾筒的平均面壓為：
式中 -----平均接觸面壓，對于織物帶芯，有；
-----筒皮的最大承受能力，查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》續(xù)表10—8，；
-----滾筒直徑，；
-----輸送帶寬，。
則卸載滾筒的平均面壓為：
式中 -----平均接觸面壓，對于織物帶芯，有；
-----筒皮的最大承受能力，查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》續(xù)表10—8，；
-----滾筒直徑，；
-----輸送帶寬，。
故滾筒直徑的選擇滿足條件的要求。
2）材料的選用：
主滾筒材料選擇按GB711-85的技術(shù)要求，選用無縫鋼管鋼。45鋼管 ～。
輻板采用鋼板Q235—A結(jié)構(gòu)。
由于滾筒直徑，故輪轂材質(zhì)選用,許用應(yīng)力 。
軸選用40Cr調(diào)質(zhì)處理，～。
滾筒與軸之間采用鍵聯(lián)接，一端用軸肩定位，另一端采用過盈配合，由于部件比較大，所以可以固定住。在主滾筒上覆蓋膠用以增加滾筒與皮帶之間的摩擦系數(shù)，無縫鋼管與輻板之間采用焊接的方式。
滾筒包膠的主要優(yōu)點(diǎn)就是表面摩擦系數(shù)大，包膠是在光面鋼制滾筒表面上用冷粘或硫化一層橡膠。本設(shè)計傳動滾筒選用菱形（網(wǎng)紋）包膠滾筒。這種滾筒沒有方向性，滾筒可正反轉(zhuǎn)，對于可逆運(yùn)輸送機(jī)采用菱形滾筒比較適合，其中，主滾筒結(jié)構(gòu)圖如下：
圖3—1 主滾筒結(jié)構(gòu)圖
3.3兩軸承座中心距A的計算
查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》有兩軸承座中心距的計算公式如下：
對于～
（～） （3—3）
式中 -----帶寬，；
所以中心距只要在這個范圍中就可以，可以根據(jù)圖紙中零件的布置確定。
為了防止覆蓋膠開裂，滾筒直徑應(yīng)大于35倍帶厚（上下覆蓋膠最大值與芯體厚度之和）。
3.4滾筒的轉(zhuǎn)速
由《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》查得設(shè)計輸送帶時常用公式將滾筒外徑換算為帶速，而一旦選定滾筒直徑后，引入一個系數(shù)，公式可變?yōu)椋?
（3—4）
則滾筒的轉(zhuǎn)速為：
式中 -----帶速，；
-----滾筒轉(zhuǎn)速，；
-----系數(shù)，查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》表10—12，=0.00586。
由《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》可知：
滾筒兩幅板間距：
。
滾筒長度L為：
（100～200）=800+150=950
第4章 帶式輸送機(jī)托輥設(shè)計計算
托輥是帶式輸送機(jī)的主要部件之一，托輥的作用是支撐輸送帶，減小運(yùn)行阻力，并使輸送帶的垂度不超過一定限度，以保證輸送帶平穩(wěn)運(yùn)行。托輥的總重約占整機(jī)重量的30%～40%。因為數(shù)量多，托輥質(zhì)量的好壞直接影響輸送機(jī)的正常運(yùn)行和運(yùn)營費(fèi)用。托輥的問題應(yīng)該從托輥的結(jié)構(gòu)和托輥組的布置來考慮。要盡量減少托輥的經(jīng)常維修與更換的麻煩及費(fèi)用，大幅度降低了勞動強(qiáng)度，確保帶式輸送機(jī)的安全正常運(yùn)行。保證運(yùn)行阻力系數(shù)和轉(zhuǎn)動慣量大幅度降低，可以使帶式輸送機(jī)實現(xiàn)長運(yùn)距、大運(yùn)量、高速度的運(yùn)轉(zhuǎn)工作，使運(yùn)行阻力和轉(zhuǎn)動慣量小，能夠長期保持托輥和膠帶之間基本實現(xiàn)同步運(yùn)行，相互之間磨損微小，不但托輥不易磨損、膠帶和驅(qū)動滾筒的使用壽命可延長2～3倍，還要大幅度降低主機(jī)的配置功率，提高主機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性等。
4.1托輥的結(jié)構(gòu)與種類
隨著帶式輸送機(jī)的發(fā)展，從托輥的結(jié)構(gòu)到托輥組的型式不斷有新的變化，面對如此眾多的托輥和托輥組型式，如何合理地選擇合適的托輥組型式是一個問題。對托輥組的最基本的要求是：實用可靠、回轉(zhuǎn)阻力系數(shù)小、制造成本低、具有足夠的承載能力。
普通托輥的結(jié)構(gòu)是由管體、軸承座、軸承、軸和密封件構(gòu)成，軸承布置在托輥管體的內(nèi)部，托輥軸的兩端由托輥支架支撐。
托輥按用途不同可分為普通承載托輥和專業(yè)托輥。普通承載托輥是在正常段的上分支和下分支托輥，它們的作用是支撐輸送帶和物料；專用托輥的作用是輸送帶的過渡導(dǎo)向、輸送帶運(yùn)行的防偏以及緩沖等。
托輥都是成組地安裝在輸送機(jī)上。上托輥組可以由單個托輥的平行托輥或兩個、三個槽形的托輥組組成。槽形托輥組的中間托輥水平布置，側(cè)托輥的槽角一般為30°、35°和45°。最常用的托輥組是三個輥子的長度相等并布置在同一平面內(nèi)。
緩沖托輥安裝在輸送機(jī)的受料處用以保護(hù)輸送帶。緩沖托輥的每個輥子由具有一定間隔的彈性圓盤制成。緩沖托輥的額定負(fù)荷和標(biāo)準(zhǔn)托輥相同。在運(yùn)輸沉重和大塊物料的情況下，有時需沿輸送機(jī)全線設(shè)置緩沖托輥。緩沖托輥通常用3～5個托輥組成。
下托輥通常是單個水平托輥，大型輸送機(jī)也可采用兩個輥子，兩個輥子布置成V形，用以防止跑偏和較高的承載能力。
輸送帶運(yùn)行時可能由于輸送帶制造的偏差、物料偏心堆積、機(jī)架變形、托輥軸承缺陷以及輸送帶張力分布不均。引起輸送帶跑偏。為防止跑偏多采用調(diào)心托輥組。調(diào)心托輥組多在側(cè)邊上設(shè)立輥，雖然可以起到強(qiáng)制地糾偏作用，但是由于立輥和輸送帶的邊緣連續(xù)接觸，會加大輸送帶邊緣的磨損，降低輸送帶的使用壽命。
4.2托輥的選擇計算
4.2.1托輥垂度與間距的設(shè)計計算
托輥的選擇主要考慮托輥組的承載能力和壽命。當(dāng)選擇托輥間距時[19]，需要考慮的因素是輸送帶質(zhì)量、托輥額定負(fù)荷、垂度、托輥壽命、輸送帶額定負(fù)荷和輸送帶拉力等。
如果在兩個托輥之間卸料，槽形輸送帶的垂度太大，物料就可能從輸送帶邊上溢出。對于要求較高的設(shè)計，特別是長距離帶式輸送機(jī)的設(shè)計，托輥之間的垂度應(yīng)予以限制。在穩(wěn)定工況下必須限定在3%以下，帶速越高，物料塊度越大，則垂度應(yīng)越小。
由《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》查得
承載段垂線垂度的基本公式為：
（4—1）
回程段垂線垂度的基本公式為：
（4—2）
式中 -----在兩個托輥之間的垂度下降距離，；
-----上托輥間距，；
-----輸送帶和物料的單位質(zhì)量，
；
-----輸送帶的單位質(zhì)量，；
-----物料的單位質(zhì)量，；
-----重力加速度，；
-----下托輥間距，；
-----輸送帶的最小拉力，。
一般垂度在2%～5%之間選取，經(jīng)驗表明，當(dāng)輸送帶的垂度大于5%時，卸料經(jīng)常會撒出。從上式可求出上托輥間距為：
取帶垂度為3.5%，則可取上托輥間距大于即可，可取上托輥間距為；
下托輥間距為：
取帶垂度為5%，則可取下托輥間距大于即可，所以取下托輥間距為。
4.2.2輸送帶的最小拉力
1、當(dāng)采用垂度基本公式時，允許的垂度應(yīng)考慮輸送帶芯的強(qiáng)度，因成槽形產(chǎn)生的輸送帶跨距與強(qiáng)度等因素。當(dāng)垂度為3%時，輸送帶的最小拉力為：
（4—3）
式中 -----在兩個托輥之間的垂直下降距離，；
-----上托輥間距；；
-----下托輥間距，；
-----輸送帶和物料的單位質(zhì)量，
。
2、對托輥間距要遵守的限制條件有：
1）當(dāng)輸送帶以正常負(fù)荷運(yùn)行時，應(yīng)保持垂度的最大值不超過3%（ISO規(guī)定為0.5%~2%）；
2）當(dāng)有輸送帶處在停機(jī)狀態(tài)時，應(yīng)保持垂度的最大值不超過5%；
3）托輥間距不能超過槽形托輥正常間距的2倍；
4）在任何托輥上的負(fù)荷都不能超過托輥的額定負(fù)荷。
下托輥間距一般取為3m，受料處托輥間距視物料容量和塊度而定。一般取為上托輥間距的～，生產(chǎn)經(jīng)驗證明，在確定加料段下面的托輥間距時，應(yīng)力求使物料負(fù)荷的主要部分位于兩個托輥之間的輸送帶上。
頭部滾筒到第一組槽形托輥（調(diào)心托輥）的間距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。
3、托輥的最小空隙
ISO規(guī)定了托輥圓周和托輥橫梁或任何其他結(jié)構(gòu)頂部之間的空隙a的最小值，查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》表8-47，得出托輥直徑～之間，最小空隙。
4.2.3托輥的靜載荷計算
查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》可得：
承載分支托輥的靜載荷如下式：
（4—4）
空載分支托輥的靜載荷如下式：
（4—5）
式中 -----承載分支托輥靜載荷，N；
-----回程分支托輥靜載荷，；
------托輥載荷系數(shù)，查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》表8-49所示，一節(jié)輥時，三節(jié)輥時；
-----上托輥間距，；
-----輸送能力，；
-----帶速，；
-----每米帶質(zhì)量，；
-----下托輥間距，。
4.2.4托輥的動載荷計算
查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》可得托輥的動載荷如下式：
承載分支
（4—6）
回程分支
（4—7）
式中 -----運(yùn)行系數(shù)，查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》表8-50所示，=1.1；
-----沖擊系數(shù)，查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》表8-51所示，=1.06；
-----工況系數(shù)，查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》表8-49所示，有腐蝕磨損物料=。
4.2.5托輥的額定負(fù)荷和最大轉(zhuǎn)速
查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》托輥的實際負(fù)荷為：
（4—8）
式中 -----托輥的實際負(fù)荷，；
-----輸送帶單位長度質(zhì)量，；
-----物料單位長度質(zhì)量，；
g-----重力加速度，；
-----托輥間距，；
-----系數(shù)，根據(jù)物料塊度選擇，=1.0~1.4，??；
-----系數(shù)，根據(jù)環(huán)境干濕程度選擇，=1.0~1.15，??；
-----系數(shù)，根據(jù)工作時間長短選擇，=0.8~1.2，??；
-----系數(shù)，根據(jù)帶速快慢選擇，=0.8~1.06，??；槽形托輥：
托輥的實際負(fù)荷小于查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》表8-53值額定負(fù)荷，即，故符合條件。
平行托輥：
=8.03×9.8×1.12×1.1×0.95×3.0=
托輥的實際負(fù)荷小于查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》表8-53值=，平形托輥實際負(fù)荷不能大于表值，故符合條件。
托輥最大轉(zhuǎn)速：輸送帶速2，托輥直徑89，帶速為0.42~3.09，托輥轉(zhuǎn)速在90~645。
4.2.6計算托輥的槽形角
適當(dāng)提高槽形角，可以增大帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸量。從國外資料來看，增大槽形角也是發(fā)展方向。從貨載斷面積圖4-1可以看出，貨載面積S為S1和S2之和，設(shè)貨載寬度為。中間托輥長為，則查《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》有：
圖 4—1貨載斷面積圖
則
取動堆積角°，可得：
]
令=0得：
解后可得
計算結(jié)果表明，當(dāng)動堆積角時，最優(yōu)的托輥槽角約為°，此時，貨載斷面積最大，即帶式輸送機(jī)在此槽形角時有最大的運(yùn)輸量。
托輥型號的選擇：根據(jù)《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》表8—52托輥直徑選用，帶寬時，托輥直徑。根據(jù)《新型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》表8—57，可選出直徑為托輥的軸承型號為204。查《機(jī)械設(shè)計手冊》上冊，第2分冊，第2版（修訂）查得額定動負(fù)荷；額定靜負(fù)荷公斤；極限轉(zhuǎn)速脂潤滑轉(zhuǎn)/分；動潤滑1800轉(zhuǎn)/分，尺寸, , , 。
第5章 拉緊裝置及收放膠帶裝置的設(shè)計
5.1拉緊裝置的概述
5.1.1 拉緊裝置的作用
帶式輸送機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)必須使輸送帶具有一定的張緊力，提供張緊力的設(shè)備就是拉緊裝置。所謂“拉緊”，具有吸收輸送帶伸長和為輸送帶提供張緊力兩層含義。一般的輸送機(jī)拉緊裝置作用如下：
1）保證輸送帶在傳動滾筒分離點(diǎn)具有足夠的張力，以滿足傳動滾筒的摩擦傳動要求；
2）保證輸送帶最小張力點(diǎn)的張力，以滿足輸送帶的垂度限制條件；
3）滿足輸送帶動張力引起的彈性伸長要求的拉緊行程；
4）補(bǔ)償輸送帶的永久伸長；
5）為輸送帶接頭提供必要的行程。
對于長距離、高張力的輸送機(jī)需要考慮在不同的工作狀態(tài)提供不同的張緊力，以提高輸送帶的使用壽命。在輸送機(jī)的起動、制動時為保證起動、制動力的傳遞所需要的張緊力不同。輸送帶的張力分布也不相同，需要考慮在這兩種工況下滿足輸送帶的垂度條件所需要的張緊力也相應(yīng)增大。所以要求在起動、制動過程中要有大于運(yùn)行時的張緊力。這就要求拉緊裝置在不同的工況下能夠提供相應(yīng)的張緊力。
5.1.2拉緊裝置的種類
拉緊裝置按作用可以分為重錘式、固定式和自動拉緊三類。
1.重錘拉緊裝置
重錘式拉緊裝置是結(jié)構(gòu)最簡單、應(yīng)用范圍最廣泛的拉緊裝置。它是保持張緊力不變的拉緊裝置，盡管在輸送機(jī)起動和停機(jī)時拉緊重錘也有慣性力產(chǎn)生。分析表明，重錘的加速度遠(yuǎn)小于重力加速度，因而，可近似看作張緊力不變。
2.固定拉緊裝置
固定拉緊裝置是在輸送機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中拉緊滾筒位置保持不變拉緊裝置。這類拉緊裝置是在輸送機(jī)的停機(jī)狀態(tài)對張緊力或拉緊行程進(jìn)行調(diào)整，而在運(yùn)行時無法及時調(diào)整。固定拉緊有螺旋拉緊和絞車固定拉緊。
絞車?yán)o裝