基于Solidworks的散裝物料傳送裝置設(shè)計【礦用固定式帶式輸送機的設(shè)計】【說明書+CAD+SOLIDWORKS+仿真】

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Then, it is checking computations about main component parts. The ordinary belt conveyor consists of six main parts: Drive Unit, Jib or Delivery End, Tail Ender Return End, Intermediate Structure, Loop Take-Up and Belt. At last, it is explanation about fix and safeguard of the belt conveyor. Today, long distance, high speed, low friction is the direction of belt conveyor’s development. Air cushion belt conveyor is one of them. At present, we still fall far short of abroad advanced technology in design, manufacture and using. There are a lot of wastes in the design of belt conveyor. Keyword: belt conveyor; Lectotype Design;main parts 目錄 摘要 1 Abstract 2 1緒論 5 2帶式輸送機概述 6 2.1 帶式輸送機的應(yīng)用 6 2.2 帶式輸送機的分類 6 2.3 帶式輸送機的發(fā)展?fàn)顩r 7 2.5 帶式輸送機的結(jié)構(gòu)和布置形式 7 2.6.1 帶式輸送機的結(jié)構(gòu) 7 2.6.2 布置方式 8 3 帶式輸送機的設(shè)計計算 10 3.1 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件 10 3.2 計算步驟 11 3.2.1 帶寬的確定: 11 3.3 圓周驅(qū)動力 14 3.3.1 計算公式 14 3.3.2 主要阻力計算 15 3.3.3 主要特種阻力計算 17 3.3.4 附加特種阻力計算 18 3.3.5 傾斜阻力計算 19 3.4傳動功率計算 19 3.4.1 傳動軸功率（）計算 19 3.4.2 電動機功率計算 20 3.5 輸送帶張力計算 21 3.5.1 輸送帶不打滑條件校核 21 3.5.2 輸送帶下垂度校核 22 3.6 傳動滾筒、改向滾筒合張力計算 23 3.6.1 改向滾筒合張力計算 23 3.6.2 傳動滾筒合張力計算 23 3.7 傳動滾筒最大扭矩計算 24 3.8 拉緊力計算 24 3.9繩芯輸送帶強度校核計算 25 4 驅(qū)動裝置的選用與設(shè)計 26 4.1 電機的選用 26 4.2 減速器的選用 27 4.2.1 傳動裝置的總傳動比 27 5 帶式輸送機部件的選用 29 5.1 輸送帶 29 5.2 傳動滾筒 29 5.2.1 傳動滾筒的作用及類型 29 5.2.2 傳動滾筒的選型及設(shè)計 30 5.3 托輥 30 5.3.1 托輥的作用與類型 30 5.3.2托輥的校核 32 6其他部件的選用 35 6.1 機架與中間架 35 結(jié)論 37 致謝 38 參考文獻 39 4 1緒論 帶式輸送機是連續(xù)運行的運輸設(shè)備，在冶金、采礦、動力、建材等重工業(yè)部門及交通運輸部門中主要用來運送大量散狀貨物，如礦石、煤、砂等粉、塊狀物和包裝好的成件物品。帶式輸送機是煤礦最理想的高效連續(xù)運輸設(shè)備，與其他運輸設(shè)備相比，不僅具有長距離、大運量、連續(xù)輸送等優(yōu)點，而且運行可靠,易于實現(xiàn)自動化、集中化控制,特別是對高產(chǎn)高效礦井，帶式輸送機已成為煤炭高效開采機電一體化技術(shù)與裝備的關(guān)鍵設(shè)備。特別是近10年，長距離、大運量、高速度的帶式輸送機的出現(xiàn)，使其在礦山建設(shè)的井下巷道、礦井地表運輸系統(tǒng)及露天采礦場、選礦廠中的應(yīng)用又得到進一步推廣。 選擇帶式輸送機這種通用機械的設(shè)計作為畢業(yè)設(shè)計的選題，能培養(yǎng)我們獨立解決工程實際問題的能力，通過這次畢業(yè)設(shè)計是對所學(xué)基本理論和專業(yè)知識的一次綜合運用，也使我們的設(shè)計、計算和繪圖能力都得到了全面的訓(xùn)練。 原始參數(shù)： 1）輸送物料：散裝煤 2）物料特性：（1）塊度：0～300mm （2）在輸送帶上堆積角：ρ=20° （3）物料溫度：<50℃ 3）輸送系統(tǒng)及相關(guān)尺寸：（1）運距：60m （2）傾斜角：β=0° （3）最大運量:600/h 2帶式輸送機概述 2.1 帶式輸送機的應(yīng)用 帶式輸送機是連續(xù)運輸機的一種，連續(xù)運輸機是固定式或運移式起重運輸機中主要類型之一，其運輸特點是形成裝載點到裝載點之間的連續(xù)物料流，靠連續(xù)物料流的整體運動來完成物流從裝載點到卸載點的輸送。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等各企業(yè)中，連續(xù)運輸機是生產(chǎn)過程中組成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線不可缺少的組成部分。 連續(xù)運輸機可分為： （1）具有撓性牽引物件的輸送機，如帶式輸送機，板式輸送機，刮板輸送機，斗式輸送機、自動扶梯及架空索道等； （2）不具有撓性牽引物件的輸送機，如螺旋輸送機、振動輸送機等； （3）管道輸送機(流體輸送)，如氣力輸送裝置和液力輸送管道。 其中帶輸送機是連續(xù)運輸機中是使用最廣泛的，帶式輸送機運行可靠，輸送量大，輸送距離長，維護簡便，適應(yīng)于冶金煤炭，機械電力，輕工，建材，糧食等各個部門。 2.2 帶式輸送機的分類 帶式輸送機分類方法有多種，按運輸物料的輸送帶結(jié)構(gòu)可分成兩類，一類是普通型帶式輸送機，這類帶式輸送機在輸送帶運輸物料的過程中，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，各有各的輸送特點。其簡介如下： 2.3 帶式輸送機的發(fā)展?fàn)顩r 目前帶式輸送機已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)經(jīng)濟各個部門，近年來在露天礦和地下礦的聯(lián)合運輸系統(tǒng)中帶式輸送機又成為重要的組成部分。主要有：鋼繩芯帶式輸送機、鋼繩牽引膠帶輸送機和排棄場的連續(xù)輸送設(shè)施等。 這些輸送機的特點是輸送能力大(可達30000t/h)，適用范圍廣(可運送礦石，煤炭，巖石和各種粉狀物料，特定條件下也可以運人)，安全可靠，自動化程度高，設(shè)備維護檢修容易，爬坡能力大(可達16°)，經(jīng)營費用低，由于縮短運輸距離可節(jié)省基建投資。 目前，帶式輸送機的發(fā)展趨勢是：大運輸能力、大帶寬、大傾角、增加單機長度和水平轉(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年完成了鋼繩芯帶式輸送機的定型設(shè)計。鋼繩芯帶式輸送機的適用范圍： （1）適用于環(huán)境溫度一般為°°C；在寒冷地區(qū)驅(qū)動站應(yīng)有采暖設(shè)施； （2）可做水平運輸，傾斜向上(16°)和向下()運輸，也可以轉(zhuǎn)彎運輸；運輸距離長，單機輸送可達15km； （3）可露天鋪設(shè)，運輸線可設(shè)防護罩或設(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；運輸距離大。 2.5 帶式輸送機的結(jié)構(gòu)和布置形式 2.6.1 帶式輸送機的結(jié)構(gòu) 帶式輸送機主要由以下部件組成：頭架、驅(qū)動裝置、傳動滾筒、尾架、托輥、中間架、尾部改向裝置、卸載裝置、清掃裝置、安全保護裝置等。 輸送帶是帶式輸送機的承載構(gòu)件，帶上的物料隨輸送帶一起運行，物料根據(jù)需要可以在輸送機的端部和中間部位卸下。輸送帶用旋轉(zhuǎn)的托棍支撐，運行阻力小。帶式輸送機可沿水平或傾斜線路布置。使用光面輸送帶沿傾斜線路布置時，不同物料的最大運輸傾角是不同的，如下表2-1所示： 表2-1 不同物料的最大運角 物料種類 角度 物料種類 角度 煤塊 18° 篩分后的石灰石 12° 煤塊 20° 干沙 15° 篩分后的焦碳 17° 未篩分的石塊 18° 0—350mm礦石 16° 水泥 20° 0—200mm油田頁巖 22° 干松泥土 20° 由于帶式輸送機的結(jié)構(gòu)特點決定了其具有優(yōu)良性能，主要表現(xiàn)在：運輸能力大，且工作阻力小，耗電量低，約為刮板輸送機的1/3到1/5；由于物料同輸送機一起移動，同刮板輸送機比較，物料破碎率小；帶式輸送機的單機運距可以很長，與刮板輸送機比較，在同樣運輸能力及運距條件下，其所需設(shè)備臺數(shù)少，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)少，節(jié)省設(shè)備和人員，并且維護比較簡單。由于輸送帶成本高且易損壞，故與其它設(shè)備比較，初期投資高且不適應(yīng)輸送有尖棱的物料。 輸送機年工作時間一般取4500-5500小時。當(dāng)二班工作和輸送剝離物，且輸送環(huán)節(jié)較多，宜取下限；當(dāng)三班工作和輸送環(huán)節(jié)少的礦石輸送，并有儲倉時，取上限為宜。 2.6.2 布置方式 電動機通過聯(lián)軸器、減速器帶動傳動滾筒轉(zhuǎn)動或其他驅(qū)動機構(gòu)，借助于滾筒或其他驅(qū)動機構(gòu)與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶運動。帶式輸送機的驅(qū)動方式按驅(qū)動裝置可分為單點驅(qū)動方式和多點驅(qū)動方式兩種。 通用固定式輸送帶輸送機多采用單點驅(qū)動方式，即驅(qū)動裝置集中的安裝在輸送機長度的某一個位置處，一般放在機頭處。單點驅(qū)動方式按傳動滾筒的數(shù)目分，可分為單滾筒和雙滾筒驅(qū)動。對每個滾筒的驅(qū)動又可分為單電動機驅(qū)動和多電動機驅(qū)動。因單點驅(qū)動方式最常用，凡是沒有指明是多點驅(qū)動方式的，即為單驅(qū)動方式，故一般對單點驅(qū)動方式，“單點”兩字省略。 單筒、單電動機驅(qū)動方式最簡單，在考慮驅(qū)動方式時應(yīng)是首選方式。在大運量、長距離的鋼繩芯膠帶輸送機中往往采用多電動機驅(qū)動。帶式輸送機常見典型的布置方式如下表2-2所示： 表2-2 帶式輸送機典型布置方式 10 帶式輸送機的設(shè)計計算 3 帶式輸送機的設(shè)計計算 3.1 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件 帶式輸送機的設(shè)計計算，應(yīng)具有下列原始數(shù)據(jù)及工作條件資料 （1）物料的名稱和輸送能力： （2）物料的性質(zhì)： 粒度大小，最大粒度和粗度組成情況； 堆積密度； 動堆積角、靜堆積角，溫度、濕度、粒度和磨損性等。 （3）工作環(huán)境、露天、室內(nèi)、干燥、潮濕和灰塵多少等； （4）卸料方式和卸料裝置形式； （5）給料點數(shù)目和位置； （6）輸送機布置形式和尺寸，即輸送機系統(tǒng)（單機或多機）綜合布置形式、地形條件和供電情況。輸送距離、上運或下運、提升高度、最大傾角等； （7）裝置布置形式，是否需要設(shè)置制動器。 原始參數(shù)和工作條件 （1）輸送物料：散裝煤 （2）物料特性： 1）塊度：0～300mm 2）在輸送帶上堆積角：ρ=20° 3）物料溫度：<50℃ （3）輸送系統(tǒng)及相關(guān)尺寸： 1）運距：60m 2）傾斜角：β=0° 3）最大運量:600/h 初步確定輸送機布置形式，如圖3-1所示： 圖3-1 傳動系統(tǒng)圖 3.2 計算步驟 3.2.1 帶寬的確定: 按給定的工作條件,取原煤的堆積角為20°. 輸送機的工作傾角β=0°; 帶式輸送機的最大運輸能力計算公式為 （3.2-1） 式中：輸送量（600/h）； ——帶速（； S——在運行的輸送帶上物料的最大堆積面積, K——輸送機的傾斜系數(shù) 帶速選擇原則： (1)輸送量大、輸送帶較寬時，應(yīng)選擇較高的帶速。 (2)較長的水平輸送機，應(yīng)選擇較高的帶速；輸送機傾角愈大，輸送距離愈短，則帶速應(yīng)愈低。 (3)物料易滾動、粒度大、磨琢性強的，或容易揚塵的以及環(huán)境衛(wèi)生條件要求較高的，宜選用較低帶速。 (4)一般用于給了或輸送粉塵量大時，帶速可取0.8m/s~1m/s；或根據(jù)物料特性和工藝要求決定。 (5)人工配料稱重時，帶速不應(yīng)大于1.25m/s。 (6)采用犁式卸料器時，帶速不宜超過2.0m/s。 (7)采用卸料車時，帶速一般不宜超過2.5m/s；當(dāng)輸送細碎物料或小塊料時，允許帶速為3.15m/s。 (8)有計量秤時，帶速應(yīng)按自動計量秤的要求決定。 (9)輸送成品物件時，帶速一般小于1.25m/s。 帶速與帶寬、輸送能力、物料性質(zhì)、塊度和輸送機的線路傾角有關(guān).當(dāng)輸送機向上運輸時，傾角大，帶速應(yīng)低；下運時，帶速更應(yīng)低；水平運輸時，可選擇高帶速.帶速的確定還應(yīng)考慮輸送機卸料裝置類型，當(dāng)采用犁式卸料車時，帶速不宜超過3.15m/s. 表3-1傾斜系數(shù)k選用表 傾角(°) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 k 1.00 0.99 0.98 0.97 0.95 0.93 0.91 0.89 0.85 0.81 輸送機的工作傾角=0°; 查DTⅡ帶式輸送機選用手冊（表3-1）(此后凡未注明均為該書)得k=1 按給頂?shù)墓ぷ鳁l件,取原煤的堆積角為20°; 考慮工作條件取帶速為1.6m/s; 將個參數(shù)值代入上式, 可得到為保證給頂?shù)倪\輸能力,帶上必須具有的的截面積 S= 圖3-2 槽形托輥的帶上物料堆積截面 表3-2槽形托輥物料斷面面積A 槽 角λ 帶寬B=500mm 帶寬 B=650mm 帶寬 B=800mm 帶寬B=1000mm 動堆積角ρ20° 動堆積角ρ30° 動堆積角ρ 20° 動堆積角ρ 30° 動堆積角ρ 20° 動堆積角ρ 30° 動堆積角ρ 20° 動堆積角ρ 30° 30° 0.0222 0.0266 0.0406 0.0484 0.0638 0.0763 0.1040 0.1240 35° 0.0236 0.0278 0.0433 0.0507 0.0678 0.0798 0.1110 0.1290 40° 0.0247 0.0287 0.0453 0.0523 0.0710 0.0822 0.1160 0.1340 45° 0.0256 0.0293 0.0469 0.0534 0.0736 0.0840 0.1200 0.1360 查表3-2, 輸送機的承載托輥槽角35°，物料的堆積角為20°時，帶寬為1000mm的輸送帶上允許物料堆積的橫斷面積為0.1110，此值大于計算所需要的堆積橫斷面積,據(jù)此選用寬度為1000mm的輸送帶能滿足要求。 經(jīng)如上計算,確定選用帶寬B=1000mm,680S型煤礦用阻燃輸送帶。 680S型煤礦用阻燃輸送帶的技術(shù)規(guī)格： 縱向拉伸強度750N/mm； 帶厚8.5mm; 輸送帶質(zhì)量9.2Kg/m. 3.2.2輸送帶寬度的核算 輸送大塊散狀物料的輸送機，需要按（3.2-2）式核算，再查表2-3 （2.2-2） 式中——最大粒度，mm。 表2-3不同帶寬推薦的輸送物料的最大粒度mm 帶寬B 500 650 800 1000 1200 1400 粒度 篩分后 100 130 180 250 300 350 未篩分 150 200 300 400 500 600 計算： 故，輸送帶寬滿足輸送要求。 3.3 圓周驅(qū)動力 3.3.1 計算公式 1）所有長度（包括L〈60m〉） 傳動滾筒上所需圓周驅(qū)動力為輸送機所有阻力之和，可用式（3.3-1）計算： （3.3-1） 式中——主要阻力，N； ——附加阻力，N； ——特種主要阻力，N； ——特種附加阻力，N； ——傾斜阻力，N。 五種阻力中，、是所有輸送機都有的，其他三類阻力，根據(jù)輸送機側(cè)型及附件裝設(shè)情況定，由設(shè)計者選擇。 2） 對機長大于60m的帶式輸送機，附加阻力明顯的小于主要阻力，可用簡便的方式進行計算，不會出現(xiàn)嚴(yán)重錯誤。為此引入系數(shù)C作簡化計算，則公式變?yōu)橄旅娴男问剑? （3.3-2） 式中——與輸送機長度有關(guān)的系數(shù)，在機長大于80m時，可按式（2.3-3）計算，或從表查取 （3.3-3） 式中——附加長度，一般在70m到100m之間； ——系數(shù)，不小于1.02。 查〈〈DTⅡ（A）型帶式輸送機設(shè)計手冊〉〉表3-5 既本說明書表3-4 表3-4系數(shù)C L 80 100 150 200 300 400 500 600 C 1.92 1.78 1.58 1.45 1.31 1.25 1.20 1.17 L 700 800 900 1000 1500 2000 2500 5000 C 1.14 1.12 1.10 1.09 1.06 1.05 1.04 1.03 3.3.2 主要阻力計算 輸送機的主要阻力是物料及輸送帶移動和承載分支及回程分支托輥旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生阻力的總和?？捎檬剑?.4-4）計算： （3.4-4） 式中——模擬摩擦系數(shù)，根據(jù)工作條件及制造安裝水平?jīng)Q定，一般可按表查取。 ——輸送機長度（頭尾滾筒中心距），m； ——重力加速度； 初步選定托輥為DTⅡ6204/C4，查表27，上托輥間距＝1.2m，下托輥間距 ＝３m，上托輥槽角35°，下托輥槽角０°。 ——承載分支托輥組每米長度旋轉(zhuǎn)部分重量，kg/m，用式（3.4-5）計算 （3.4-5） 其中——承載分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分重量，kg； ——承載分支托輥間距，m； 托輥已經(jīng)選好，知 計算：==20.25 kg/m ——回程分支托輥組每米長度旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，kg/m，用式（3.3-6）計算： （3.3-6） 其中——回程分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量 ——回程分支托輥間距，m； kg 計算：==5.267 kg/m ——每米長度輸送物料質(zhì)量 =kg/m ——每米長度輸送帶質(zhì)量，kg/m，=9.2kg/m =0.045×300×9.8×[20.25+5.267+（2×9.2+60.734）×cos35°]=11379N 運行阻力系數(shù)f值應(yīng)根據(jù)表3-5選取。取=0.045。 表3-5 阻力系數(shù)f 輸送機工況 工作條件和設(shè)備質(zhì)量良好，帶速低，物料內(nèi)摩擦較小 0.02～0.023 工作條件和設(shè)備質(zhì)量一般，帶速較高，物料內(nèi)摩擦較大 0.025～0.030 工作條件惡劣、多塵低溫、濕度大，設(shè)備質(zhì)量較差，托輥成槽角大于35° 0.035～0.045 3.3.3 主要特種阻力計算 主要特種阻力包括托輥前傾的摩擦阻力和被輸送物料與導(dǎo)料槽攔板間的摩擦阻力兩部分，按式（3.3-7）計算： + （3.3-7） 按式（2.3-8）或式（3.3-9）計算： 三個等長輥子的前傾上托輥時 （3.3-8） 二輥式前傾下托輥時 （3.3-9） 本輸送機沒有主要特種阻力，即=0 3.3.4 附加特種阻力計算 附加特種阻力包括輸送帶清掃器摩擦阻力和卸料器摩擦阻力等部分，按下式計算： （3.3-10） （3.3-11） （3.3-12） 式中——清掃器個數(shù)，包括頭部清掃器和空段清掃器； A——一個清掃器和輸送帶接觸面積，，見表 ——清掃器和輸送帶間的壓力，N/，一般取為3 N/； ——清掃器和輸送帶間的摩擦系數(shù)，一般取為0.5~0.7； ——刮板系數(shù)，一般取為1500 N/m。 表3-6導(dǎo)料槽欄板內(nèi)寬、刮板與輸送帶接觸面積 帶寬B /mm 導(dǎo)料欄板內(nèi)寬 /m 刮板與輸送帶接觸面積A/m 頭部清掃器 空段清掃器 500 0.315 0.005 0.008 650 0.400 0.007 0.01 800 0.495 0.008 0.012 1000 0.610 0.01 0.015 1200 0.730 0.012 0.018 1400 0.850 0.014 0.021 查表3-7得 A=0.008m，取=10N/m，取=0.6，將數(shù)據(jù)帶入式（3.3-11） 則=0.008×10×0.6=480 N 擬設(shè)計的總圖中有兩個清掃器和一個空段清掃器（一個空段清掃器相當(dāng)于1.5個清掃器） =0 由式（3.3-10） 則 =3.5×480=1680 N 3.3.5 傾斜阻力計算 傾斜阻力按下式計算： （3.3-13） 式中：因為是本輸送機水平運輸，所有H=0 =0 由式（2.4-2） =1.12×11379+0+1680+0 =14425N 3.4傳動功率計算 3.4.1 傳動軸功率（）計算 傳動滾筒軸功率（）按式（3.4-1）計算： （3.4-1） 3.4.2 電動機功率計算 電動機功率，按式（3.4-2）計算： （3.4-2） 式中——傳動效率，一般在0.85~0.95之間選??； ——聯(lián)軸器效率； 每個機械式聯(lián)軸器效率：=0.98 液力耦合器器：=0.96； ——減速器傳動效率，按每級齒輪傳動效率.為0.98計算； 二級減速機：=0.98×0.98=0.96 三級減速機：=0.98×0.98×0.98=0.94 ——電壓降系數(shù)，一般取0.90~0.95。 ——多電機功率不平衡系數(shù)，一般取，單驅(qū)動時，。 根據(jù)計算出的值，查電動機型譜，按就大不就小原則選定電動機功率。 由式（3.5-1）==23080W 由式（2.5-2） =2 =55614W 選電動機型號為YB200L-4，N=30 KW，數(shù)量2臺。 3.5 輸送帶張力計算 輸送帶張力在整個長度上是變化的，影響因素很多，為保證輸送機上午正常運行，輸送帶張力必須滿足以下兩個條件： （1）在任何負載情況下，作用在輸送帶上的張力應(yīng)使得全部傳動滾筒上的圓周力是通過摩擦傳遞到輸送帶上，而輸送帶與滾筒間應(yīng)保證不打滑； （2）作用在輸送帶上的張力應(yīng)足夠大，使輸送帶在兩組托輥間的垂度小于一定值。 3.5.1 輸送帶不打滑條件校核 圓周驅(qū)動力通過摩擦傳遞到輸送帶上（見圖3-3） 圖3-3作用于輸送帶的張力 如圖4所示，輸送帶在傳動滾簡松邊的最小張力應(yīng)滿足式(28)的要求。 傳動滾筒傳遞的最大圓周力。動載荷系數(shù)；對慣性小、起制動平穩(wěn)的輸送機可取較小值;否則，就應(yīng)取較大值。取1.5 ——傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)，見表3-7 表3-7 傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù) 工作條件 光面滾筒 膠面滾筒 清潔干燥 0.25～0.03 0.40 環(huán)境潮濕 0.10～0.15 0.25～0.35 潮濕粘污 0.05 0.20 取=1.5，由式 =1.5×14425=21638N 對常用C==1.97 該設(shè)計取=0.05；=470。 =1.9721638=42626N 3.5.2 輸送帶下垂度校核 為了限制輸送帶在兩組托輥間的下垂度，作用在輸送帶上任意一點的最小張力，需按式（2.5-1）和（2.5-2）進行驗算。 承載分支 (3.5-1) 回程分 （3.5-2） 式中——允許最大垂度，一般0.01； ——承載上托輥間距（最小張力處）； ——回程下托輥間距（最小張力處）。 取=0.01 由式（2.5-2）得： =10280 N N 3.6 傳動滾筒、改向滾筒合張力計算 3.6.1 改向滾筒合張力計算 根據(jù)計算出的各特性點張力,計算各滾筒合張力。 頭部180改向滾筒的合張力: ==20878+21921=42799N 尾部180改向滾筒的合張力: ==9790+10280=20070N 3.6.2 傳動滾筒合張力計算 根據(jù)各特性點的張力計算傳動滾筒的合張力: 動滾筒合張力: =21926+7526=29452N 3.7 傳動滾筒最大扭矩計算 單驅(qū)動時,傳動滾筒的最大扭矩按式（3.7.1）計算： （3.7.1） 式中D——傳動滾筒的直徑（mm）。 雙驅(qū)動時,傳動滾筒的最大扭矩按式（3.7.2）計算： （3.7.2） 初選傳動滾筒直徑為500mm,則傳動滾筒的最大扭矩為: =29.452KN =5.4KN/m 3.8 拉緊力計算 拉緊裝置拉緊力按式（3.8-1）計算 （3.8-1） 式中——拉緊滾筒趨入點張力（N）； ——拉緊滾筒奔離點張力（N）。 由式（2.8-1） =7924+7546=15470 N =15.47 KN 查〈〈煤礦機械設(shè)計手冊〉〉初步選定鋼繩絞筒式拉緊裝置。 3.9繩芯輸送帶強度校核計算 繩芯要求的縱向拉伸強度按式（3.9-1）計算； （3.9-1） 式中——靜安全系數(shù)，一般=710。運行條件好，傾角好，強度低取小值；反之，取大值。 輸送帶的最大張力21926 N 選為7,由式（3.10-1） N/mm 可選輸送帶為680S,即滿足要求. 4 驅(qū)動裝置的選用與設(shè)計 帶式輸送機的負載是一種典型的恒轉(zhuǎn)矩負載，而且不可避免地要帶負荷起動和制動。電動機的起動特性與負載的起動要求不相適應(yīng)在帶式輸送機上比較突出，一方面為了保證必要的起動力矩，電機起動時的電流要比額定運行時的電流大6～7倍，要保證電動機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的動力來源，它由電動機、偶合器，減速器 、聯(lián)軸器、傳動滾筒組成。驅(qū)動滾筒由一臺或兩臺電機通過各自的聯(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，傳動滾筒的機架與電機、減速器的機架均安裝在固定大底座上面，電動機可安裝在機頭任一側(cè)。 4.1 電機的選用 電動機額定轉(zhuǎn)速根據(jù)生產(chǎn)機械的要求而選定，一般情況下電動機的轉(zhuǎn)速不低500r/min，因為功率一定時，電動機的轉(zhuǎn)速低，其尺寸愈大，價格愈貴，而效率 低。若電機的轉(zhuǎn)速高，則極對數(shù)少，尺寸和重量小，價格也低。本設(shè)計皮帶機所采用的電動機的總功率為54kw，所以需選用功率為60kw的電機， 擬采用YB200JDSB－４型電動機，該型電機轉(zhuǎn)矩大，性能良好，可以滿足要求。 查《運輸機械設(shè)計選用手冊》，它的主要性能參數(shù)如下表： 表4-1 YB200JDSB－４型電動機主要性能參數(shù) 電動機型號 額定功率kw 滿載 轉(zhuǎn)速r/min 電流A 效率％ 功率因數(shù) YB200L-４ 30 1470 56.8 92.5 0.87 起動電流/額定電流 起動轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 重量kg 7.0 1.9 2.0 320 4.2 減速器的選用 4.2.1 傳動裝置的總傳動比 已知輸送帶寬為1000，查《運輸機械選用設(shè)計手冊》表2－77選取傳動滾筒的直徑D為300，則工作轉(zhuǎn)速為： ， 已知電機轉(zhuǎn)速為＝1470 r/min ， 則電機與滾筒之間的總傳動比為： 本次設(shè)計選用 JS30型.礦用減速器,傳動比為25，可傳遞30KW功率。第一級為螺旋齒輪，第二級、第三級為斜齒和直齒圓柱齒輪傳動，其展開簡圖如下： 圖4-1 JS30型減速器展開簡圖 電動機和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。 5 帶式輸送機部件的選用 5.1 輸送帶 輸送帶在帶式輸送機中既是承載構(gòu)件又是牽引構(gòu)件（鋼絲繩牽引帶式輸送機除外），它不僅要有承載能力，還要有足夠的抗拉強度。輸送帶有帶芯（骨架）和覆蓋層組成，其中覆蓋層又分為上覆蓋膠，邊條膠，下覆蓋膠。 輸送機的帶芯主要是有各種織物（棉織物，各種化纖織物以及混紡織物等）或鋼絲繩構(gòu)成。它們是輸送帶的骨干層，幾乎承載輸送帶工作時的全部負載。因此，帶芯材料必須有一定的強度和剛度。覆蓋膠用來保護中間帶芯不受機械損傷以及周圍有害介質(zhì)的影響。上覆蓋膠層一般較厚，這是輸送帶的承載面，直接與物料接觸并承受物料的沖擊和磨損。下覆膠層是輸送帶與支撐托輥接觸的一面，主要承受壓力，為了減少輸送帶沿托輥運行時的壓陷阻力，下覆蓋膠的厚度一般較薄。側(cè)邊覆蓋膠的作用是當(dāng)輸送帶發(fā)生跑偏使側(cè)面與機架相碰時，保護帶芯不受機械損傷。 5.2 傳動滾筒 5.2.1 傳動滾筒的作用及類型 傳動滾筒是傳動動力的主要部件。作為單點驅(qū)動方式來講，可分成單滾筒傳動及雙滾筒傳動。單滾筒傳動多用于功率不太大的輸送機上，功率較大的輸送機可采用雙滾筒傳動，其特點是結(jié)構(gòu)緊湊，還可增加圍包角以增加傳動滾筒所能傳遞的牽引力。使用雙滾筒傳動時可以采用多電機分別傳動，可以利用齒輪傳動裝置使兩滾筒同速運轉(zhuǎn)。如雙滾筒傳動仍不需要牽引力需要，可采用多點驅(qū)動方式。 輸送機的傳動滾筒結(jié)構(gòu)有鋼板焊接結(jié)構(gòu)及鑄鋼或鑄鐵結(jié)構(gòu)，新設(shè)計產(chǎn)品全部采用滾動軸承。傳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是表面磨擦系數(shù)小，所以一般用在周圍環(huán)境濕度小的短距離輸送機上，鑄（包）膠滾筒的主要優(yōu)點是表面磨擦系數(shù)大，適用于環(huán)境濕度大、運距長的輸送機，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。 5.2.2 傳動滾筒的選型及設(shè)計 傳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80100㎜。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120180㎜。軸與輪轂為脹套聯(lián)接。 ③ 重型：軸承孔徑200220㎜。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。 輸送機的傳動滾筒結(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上。鑄（包）膠滾筒的主要優(yōu)點是表面摩擦系數(shù)大，適用于環(huán)境濕度大、運距長的輸送機，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，不得反向運轉(zhuǎn)。人字形溝槽鑄（包）膠滾筒，溝槽能使水的薄膜中斷，不積水，同時輸送帶與滾筒接觸時，輸送帶表面能擠壓到溝槽里，由于這兩種原因，即使在潮濕的場合工作，摩擦系數(shù)降低也很小?？紤]到本設(shè)計的實際情況和輸送機的工作環(huán)境：用于工廠生產(chǎn)，環(huán)境潮濕，功率消耗大，易打滑，所以我們選擇這種滾筒。鑄膠膠面厚且耐磨，質(zhì)量好；而包膠膠皮易掉，螺釘頭容易露出，刮傷皮帶，使用壽命較短，比較二者選用鑄膠滾筒。 5.3 托輥 5.3.1 托輥的作用與類型 （一）作用 托輥是決定帶式輸送機的使用效果，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)運行，在有載分支形成槽形斷面，可以增大運輸量和防止物料的兩側(cè)撒漏。一臺輸送機的托輥數(shù)量很多，托輥質(zhì)量的好壞，對輸送機的運行阻力、輸送帶的壽命、能量消耗及維修、運行費用等影響很大。 安裝在剛性托輥架上的三個等長托輥組是最常見的，三個托輥一般布置在同一個平面內(nèi)，兩個側(cè)托輥向前傾；亦可將中間托輥和側(cè)托輥錯開布置。后一種形式托輥組的優(yōu)點是能接觸到每一個托輥，便于潤滑；缺點是托輥組支架結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量大，并且輸送帶運行阻力大約增加10％。因此實際上主要采用三個托輥布置在同一平面內(nèi)的托輥組。 （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5-3 槽形托輥 槽形托輥(圖5-3)用于輸送散粒物料的帶式輸送機上分支，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系列由三個輥子組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。 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％，運輸量可提高13％，帶式輸送機的無載分支常采用平形托輥。帶式輸送機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阻力系數(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。 （三）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。 帶式輸送機在運轉(zhuǎn)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)膠帶跑偏現(xiàn)象，即膠帶運行中心線偏離輸送機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。最簡單的調(diào)心托輥是上分支采用前傾式槽形托輥，下分支采用V型前傾式托輥，前傾托輥的兩個側(cè)托輥朝膠帶運行方向前傾。由于托輥有前傾角，則膠帶運行速度和托輥周圍速度之間相差一個角度，因而托輥相對膠帶就有一個相對速度;使托輥有沿軸向產(chǎn)生相對運動的趨勢，但是，托輥受托輥架的限制不能運動，于是兩側(cè)托輥相對膠帶就產(chǎn)生一個向內(nèi)的橫向摩擦力。當(dāng)膠帶位于正中央時，膠帶兩側(cè)受力平衡。當(dāng)膠帶偏向一側(cè)時，該側(cè)膠帶和托輥所受正壓力增加，則膠帶所受到的橫向摩擦力大于另一側(cè)，因而使膠帶又回復(fù)到正中位置。這種托輥防跑偏簡單可靠，但由于膠帶運行時存在附加滑動摩擦力，增加了膠帶的磨損，前傾托輥只能用于膠帶單向運行。 5.3.2托輥的校核 （一）上托輥的校核 所選用的上托輥為槽形托輥，其結(jié)構(gòu)簡圖如下： 圖5-7 槽形托輥結(jié)構(gòu)簡圖 （1）承載分支的校核 查表2-74得，上托輥直徑為100mm，長度為330mm，軸承型號為4G204，承載能力為4400N，大于所計算的，故滿足要求。 （2）動載計算 承載分支托輥的動載荷： 式中：—— ——運行系數(shù)，查表2-36，取1.2； ——沖擊系數(shù)，查表2-37，取1.04； ——工況系數(shù)，查表2-38，取1.00。 則： 故承載分支托輥滿足動載要求。 6其他部件的選用 6.1 機架與中間架 機架式支承滾筒及承受輸送帶張力的裝置。 （1）機架有四種結(jié)構(gòu)如圖所示。可滿足帶寬500~1400㎜、傾角、圍包角多種形式的典型布置。并能與漏斗配套使用。 圖6-1 機 架 a.01機架：用于傾角的頭部傳動及頭部卸料滾筒。選用時應(yīng)標(biāo)注角度。 b．02機架：用于傾角的尾部改向滾筒或中間卸料的傳動滾筒。 c．03機架：用于傾角的頭部探頭滾筒或頭部卸料傳動滾筒，圍包角小于或等于。 d．04機架：用于傳動滾筒設(shè)在下分支的機架?？捎糜趩螡L筒傳動，也可以用于雙滾筒傳動（兩組機架配套使用)。圍包角大于或等于。 e．01，02機架適于帶寬500~1400mm；03，04機架適于帶寬800~1400mm。 (2).本系列機架適用于輸送帶強度范圍；CC-56棉帆布3~8層，NN-100~300尼龍帶及EP-100~300聚酯帶3~6層；鋼繩芯帶ST2000以下。 (3) 滾筒直徑范圍：500~1000mm。 (4) 中間架用于安裝托輥。標(biāo)準(zhǔn)長度為6000mm，非標(biāo)準(zhǔn)長度為3000~6000mm及凸凹弧段中間架；支腿有I型(無斜撐)、H型(有斜撐)兩種。中間架和中間架支腿全部采用螺栓聯(lián)接，便于運輸和安裝。 中間架為螺栓聯(lián)接的快速拆裝支架，它由鋼管、H型支架、下托輥、和掛鉤式槽形托輥組成，是機器的非固定部分，鋼管作為可拆卸的機身，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，只是打入的位置適當(dāng)轉(zhuǎn)動鋼管，就能方便地從管座中抽出或放入。 槽形托輥軸的兩端加工成矩形，這樣就可以把單個滾筒放進機架中，即可以定位又可以起到固定軸的作用。因為皮帶運輸機的滾筒很多，損壞的也經(jīng)常，當(dāng)輥子需要維修時，就可以快速取下，以便于維修和更換，對運輸很小，提高了工作效率。這就是快速拆裝的特點。 中間架作為輸送機架的一部分，輸送機架的選型即決定了中間架的型式。 輸送機的機架隨輸送機類型的不同而不同，有落地式和吊掛式，而落地式又有鋼架落地式和繩架落地式，吊掛式有鋼架調(diào)掛式和繩架吊掛式等種類。本皮帶運輸機是屬于DTⅡ型固定式，選用鋼架落地式機架。 該種機架機身機構(gòu)簡單，節(jié)省鋼材，安裝、拆卸方便，不易跑偏等特點。 結(jié)論 本次設(shè)計主要是根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進行仿形設(shè)計，嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)范進行設(shè)計與計算。 設(shè)計的主要成果為： （1）熟練地掌握了輸送機各部分的結(jié)構(gòu)、原理和功能，了解了國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀。(2) 掌握了輸送機在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，并在設(shè)計中針對每個問題做了適當(dāng)?shù)慕鉀Q。(3) 對托輥的改進。A:由于拋落的煤塊，特別是大塊堅硬煤巖對膠帶的沖擊，使得膠帶承受很大的連續(xù)性或脈動的沖擊，壽命下降，另外也使的托輥維修率加大，還有，由于井下的實際使用條件及運輸要求，想改變拋落高度H、帶式輸送機的線速度v、煤炭自身的重量Q等都受到多方面的限制。因此，就需要我們從緩沖托輥的角度來考慮拋落沖擊所造成的負面影響。 致謝 通過畢業(yè)設(shè)計，全面的了解了帶式輸送機的結(jié)構(gòu)原理和設(shè)計使用。在今后的實際應(yīng)用中可以作為工作的思路和在學(xué)習(xí)的途徑。在本次設(shè)計中翻閱了大量的技術(shù)資料，為自己補充了許多課本之外的知識，拓寬了知識面，豐富了知識內(nèi)容，是一次難得的機會。 此次設(shè)計我們同學(xué)之間經(jīng)常聯(lián)系和交流設(shè)計的意見，互相幫助、互相借鑒，集思廣益都為做好本次設(shè)計而努力。在設(shè)計期間，遇到疑難問題請教指導(dǎo)趙老師，她都耐心的講解，做好本次畢業(yè)設(shè)計離不開她的指導(dǎo)。同時，感謝礦院的其他老師，他們都為培養(yǎng)我們做了很多努力。 本設(shè)計一定有很多不足指出，還希望各位指導(dǎo)老師，多提寶貴意見，幫助我做好這邁出校門的的第一步，為今后更好的適應(yīng)煤礦機電工作，做一個很好的鋪墊。今后的工作中一定還有許多的問題和需要老師幫助的地方，到時我還需向各位老師求教。千言萬語也代替不了一下“謝謝”，最后再次真誠的表示感謝！ 40 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 參考文獻 參考文獻 [1] 機械工程手冊、電機工程手冊編輯委員會.機械工程手冊—機械產(chǎn)品（二）[M].機械工業(yè)出版社.1982年8月. 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