圖書分類號：密 級：畢 業(yè) 設 計 說 明 書大傾角帶式輸送機設計DESIGN OF LARGE DIP BELT CONVEYOR學 生 姓 名學 號班 級指 導 老 師專 業(yè) 名 稱學 院 名 稱年 5 月 26 日學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明： 所呈交的學位 論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經注明引用或參考的內容外，本論文不含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標注。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。論文作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權協(xié)議書本人完全了解關于收集、保存、使用學位論文的規(guī)定，即：本校學生在學習期間所完成的學位論文的知識產權歸所擁有。有權保留并向國家有關部門或機構送交學位論文的紙本復印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱?？梢怨紝W位論文的全部或部分內容，可以將本學位論文的全部或部分內容提交至各類數據庫進行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。論文作者簽名： 導師簽名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日I摘要隨著科技的發(fā)展，大傾角輸送機已在運輸行業(yè)廣泛使用起來。本篇論文簡單介紹了帶式輸送機現狀及國內外的技術差距，詳細的說明了輸送機的分類及特點，闡述了輸送機的工作原理并設計出了一套可行性較高的總體方案，通過已給定的參數進行一系列的設計計算對輸送機各個部件做出設計選型，完成整個機體的設計。大傾角帶式輸送機的基本部件均可與普通輸送機通用，因此維修方便，而與通用帶式輸送機相比，大傾角帶式輸送機可以以 0°～90°任意角度進行輸送，這大大地減少了機器的占地面積也節(jié)約了工程投資的費用，為我國輸送行業(yè)的發(fā)展做出了巨大地貢獻。關鍵詞 帶式輸送機；大傾角；滾筒IIAbstractWith the development of science and technology, large angle conveyors have been widely used in the transportation industry. This paper briefly introduces the status quo of belt conveyors and the technological gaps at home and abroad. It explains in detail the classification and characteristics of conveyors, elaborates the working principle of conveyors and designs a set of feasible overall plans. A series of design calculations are performed on the given parameters to design and select the various components of the conveyor to complete the design of the entire body. The basic components of the large-angle belt conveyor can be used in common with common conveyors, so it is easy to maintain. Compared with the universal belt conveyor, the large-angle belt conveyor can be transported at any angle from 0° to 90°. Greatly reduced the area of the machine also saved the cost of the project investment, and made great contributions to the development of the transportation industry in China.Keywords belt conveyor large angle rollerIII目 錄摘要 IAbstract .II1 緒論 .11.1 帶式運輸機的現況 11.1 帶式輸送機的分類及特點 11.2 帶式輸送機的工作原理 31.3 所選課題的內容及意義 32 總體設計方案 .52.1 總體設計 52.2 輸送機主要部件用途及選擇 52.3 布置形式的選擇 82.4 托輥間距離的選擇 83 輸送機參數的設計計算 .93.1 輸送機輸送量的計算 93.2 輸送機的運行功率及張緊計算 103.2.1 傳動滾筒上所需的圓周力 .103.2.2 張緊力的計算 .114 輸送機部件的選型 .134.1 輸送帶 134.1.1 輸送帶的選用 .134.1.2 輸送帶的結構與選用 .134.2 電動機的選用 174.3 減速器的選用 174.4 托輥 184.4.1 托輥的分類與選用 .184.4.2 輥子載荷計算 .184.4.3 輥子軸的基本選擇 .204.5 張緊裝置 214.5.1 張緊裝置在輸送機中重要地位 .214.5.2 張緊裝置的分類 .214.6 制動裝置 214.6.1 制動器的分類 .224.6.2 制動力的計算 .225 附屬裝置 .24IV5.1 給料裝置 245.1.1 對給料裝置的基本要求 .245.1.2 裝料點的緩沖 .245.2 清掃裝置 245.2.1 清掃器的類型 .255.2.2 清掃器的安裝位置 .255.3 機架 256 總裝圖 .27結論 .28致謝 .29參考文獻 .3011 緒論1.1 帶式運輸機的現況現如今，科學技術的飛速發(fā)展和良好的國際形勢為帶式輸送機的發(fā)展帶來了前所未有的機遇?？偟膩碚f，國內外帶式輸送機的發(fā)展趨勢越來越好，輸送機功能越來越多。接下來將對國內外帶式輸送機的現狀進行分析。國外帶式輸送機現狀：從工業(yè)技術上而言，國外帶式輸送機發(fā)展明顯快于國內，特別是一些發(fā)達國家，帶式輸送機技術更是有了迅猛的發(fā)展。帶式輸送機的功能也比我們豐富很多，其應用范圍比之前任何時候都更加廣泛。此外，同樣發(fā)展很快的還有帶式輸送機自身的技術和設備，以長距離、大運量作為主要的發(fā)展方向，因而大大地改善了輸送機運輸距離短、輸送量小的弊端。國內帶式輸送機現狀：隨著改革開放開展的不斷深入，我國生產水平越來越高，工業(yè)發(fā)展對煤礦事業(yè)的需求也在進一步增大，這都將給我國帶式輸送機帶來極大的機遇。新中國以來，我國科技發(fā)展越來越快，這大大地提高了帶式輸送機技術，加快了帶式輸送機的發(fā)展?？傊?，經過我國帶式輸送機快速發(fā)展，帶式輸送機的類型越來越豐富。帶式輸送機隨著科技發(fā)展的頂力支持，不僅在輸送距離取得了極大的提高，帶式輸送機功率較之從前也有了大幅度的提升。由此可見，改革以來我國確實在帶式輸送機技術方面取得了巨大的發(fā)展。然而，站在國際的角度來講，依照我國目前的運輸技術確實與國外的存在相當的差距，國外帶式輸送機技術仍然處在領先的水平。因此，雖然我們已經在帶式輸送機的發(fā)展技術方面取得了極大的突破，但我們就此因為成績而不斷自喜，我們更要看到的是自身的不足以及與先進水平的差距，并且要不斷研究并學習他國的先進技術，努力提升自身的技術，縮小雙方差距，爭取做出進一步的突破性發(fā)展。1.1 帶式輸送機的分類及特點帶式輸送機是一種以摩擦力為動力并作連續(xù)運動輸送物料的機器，主要由輸送裝置、傳動裝置和輔助裝置等組成。帶式輸送機的類型多種多樣，大體可分為兩種類型：一種是普通帶式輸送機，這種帶式輸送機在輸送過程中，上帶面呈現為槽型，下帶面呈現為平型，整個輸送帶以托輥來支撐；另一種是擁有特殊結構形式的帶式輸送機，這種輸送機都是依據工地現場的實際情況從而進行設計的，詳細介紹見圖 1-1、1-2、1-3：2圖 1-1 輸送機的分類及特點圖 1-2 輸送機的分類與特點3圖 1-3 輸送機的分類與特點1.2 帶式輸送機的工作原理帶式輸送機主要由一條閉合輸送帶及套在輸送帶當中兩端的輥子組成。其中，連接電動機的輥子稱為主動輥，則另外一端的滾筒稱為被動輥。輸送帶的傳動是通過帶與主動輥之間產生的摩擦力，而主動輥則是由于電動機通過減速器驅動。一般來說，主動輥安裝在卸料端以此增加牽引力，更便于輸送帶的拖動。1.3 所選課題的內容及意義本次課題的主要內容是完成 45°大傾角帶式輸送機的設計。根據具體要求，確定傳動方案，完成各部件的設計選用以及重要部件的校核。最后完成設計計算說明書的書寫并畫出總體的裝配圖及部分部件的零件圖。隨著我國輸送機技術的進一步提升，原本的普通輸送機已經越來越不能滿足實際生產的需求，因此，必須要向長距離、大運量的方向發(fā)展。雖然我國在大傾角帶式輸送機4方面已有涉足，但在國內 18°傾角以上的輸送機仍在改進發(fā)展階段，而煤礦運輸中使用的輸送機大都在 18°～25°左右，所以，認真完成此次畢業(yè)設計，不僅能將學到的理論知識運用到實際設計當中，更能為以后工作打下良好的設計基礎。52 總體設計方案2.1 總體設計大傾角帶式輸送機設計最大的特點便是輸送角度較之普通輸送機有了較大的提升，因為輸送角度大，在上升輸送階段為防止物料下滑，因此選用了特殊輸送帶來代替了通用式輸送帶，輸送帶上裝有擋邊和橫隔板，可以在輸送過程中有效地阻止物料的下滑設計內容：45° 傾角的帶式輸送機，其水平輸送距離 7.3m、垂直提升高度 3.3m、輸送量 90t/h、帶速 2m/s、物料堆積密度 0.7t/m3。2.2 輸送機主要部件用途及選擇大傾角帶式輸送機作為現代運輸行業(yè)必要的運輸器械，被廣泛應用于煤礦輸送和食品輸送，組成主要包括機頭部分（電機、滾筒等）、機身部分（托輥、支架等）、機尾部分、附屬裝置（張緊裝置、清掃裝置等），其主要作用及基本選擇如下：（1）輸送帶輸送帶是輸送機的重要組成之一，其承載作用。此次設計為 45°的較大傾角輸送，所以必須采用特殊的輸送帶來替代普通的輸送帶。普通輸送帶帶面平坦，雖略有粗糙感，但是物料上升過程中難免會產生下滑，而波狀擋邊輸送帶結構與通用帶大有不同，由基帶、擋邊和橫隔板組成，橫隔板可以承載物料，擋邊可以防止物料泄露，便于大傾角輸送，故此選擇波狀擋邊輸送帶傳送。圖 2-1 普通輸送帶 圖 2-2 波狀擋邊輸送帶（2）驅動裝置驅動裝置是輸送機的動力部分，由電動機、減速器、聯軸器、傳動滾筒等組成，其基本傳動方案設計如下：方案一：二級圓柱齒輪減速器6圖 2-2 二級圓柱齒輪減速器傳動圖結構簡單，應用廣泛。方案二：二級圓錐-圓柱齒輪減速器圖 2-3 二級圓錐- 圓柱齒輪減速器傳動圖方案三：一級蝸桿減速器1-電動機 2-聯軸器 3-減速器 4-聯軸器 5-滾筒 6-輸送帶圖 2-4 一級蝸桿減速器傳動圖7蝸桿減速器結構簡單，尺寸緊湊，但效率較低，適用于載荷較小、間歇工作的場合。（3）改向滾筒改向滾筒用作改變輸送帶的運行方向，裝在輸送帶的下表面。（4）壓帶輪壓帶輪用于改變輸送帶的運行方向，裝在輸送帶的上表面。（5）清掃裝置清掃裝置用在輸送帶的表面，清掃粘在帶表面的物料。選用頭部清掃器裝在靠近頭部滾筒處，用于打掃輸送帶工作面上的物料；選用空段清掃器考級尾部滾筒處，用于打掃背面上的物料。（6）托輥托輥用作支撐輸送帶和帶上的物料，讓其運行穩(wěn)定。選用上托輥用作支撐輸送帶及其上的物料；選用下托輥用作支撐輸送帶；選用凸弧段托輥用作支撐凸弧段輸送帶及其上的物料；選用凹弧段托輥用作壓住輸送帶。（7）張緊裝置張緊裝置的作用是保證正常運行的工作張力，可有兩種方式進行張緊：方式一：螺旋式張緊裝置圖 2-5 螺旋式張緊裝置實物圖方式二：重錘車式張緊裝置1-滾筒 2-張緊小車 3-重錘8圖 2-6 重錘車式張緊裝置結構示意圖上述兩種張緊裝置，當輸送機長度小于 50m 時，可使用螺旋式張緊裝置；當輸送機長度大于 50m 時，可采用重錘車式張緊裝置。本次設計輸送機長不到 10m，因此選用螺旋式張緊裝置進行張緊。2.3 布置形式的選擇輸送機的布置形式根據輸送角度、受料段、卸料段、機尾長度等選擇，其布置形式多種多樣如：水平式、斜式、Z 型、S 型、L 型等（如圖 2-7）。圖 2-7 輸送機布置形式為更好的獲得受料和卸料條件并進行輸送，故選擇（b）圖布置形式。2.4 托輥間距離的選擇托輥之間的距離與輥子的承重能力和輸送帶下垂的程度兩個條件有關。一般來說，上托輥與下托輥的托輥間距離應為 1000mm，受料段間距為 250mm，凸弧段托輥間距一般為承載段間距的 1/2，若受力過大可自行調整。93 輸送機參數的設計計算3.1 輸送機輸送量的計算此次設計依據《運輸機械設計選型手冊》（上冊） [1]選用下列計算公式，則輸送量的計算如下：當 tq≤ts 時（3-1）sqtvBHQ/1802??當 tqts 時（3-2）)/(2qst?式中 ——輸送量，t/h；Q——物料堆積密度，t/m 3；P——橫隔板寬度，m ；2H——有效帶寬， m，B 2=B-2(B3+B1)；B——基帶，m；——空邊寬， m；3——波底寬， m；1——帶速，m/s；v——物料與基帶的理論接觸長度，m；T、 TS(B)型橫隔板 ；qt ?cot2Htq?C、TC 、TCS(B)型橫隔板 ；)cot574.0(2???Htq——輸送傾角，45°；?——橫隔板間距， m；st因其是較大角度輸送，故選擇 TC 型橫隔板，計算如下：（3-3）)cot574.0(2???tq即tq=0.14×（0.5574+1）tq=0.218mtq90t/h此數據滿足設計使用要求。3.2 輸送機的運行功率及張緊計算3.2.1 傳動滾筒上所需的圓周力傳動滾筒上所需要的圓周力 FU（3-5）StHUFC??式中 ——主要阻力，N，β90°時，HF（3-6）????????? 21212 )/()()( LqqLfgGBH——附加阻力系數，見[1]表 7-23；C——擋邊機水平投影長度，m；L——擋邊機提升高度，m；——模擬摩擦因數，見表 3-2；f——重力加速度，g=9.81m/s 2；g——上托輥轉動部分質量，kg/m，見表 3-1，一般上托輥間距為 1m；1q——下托輥轉動部分質量，kg/m，見表 3-1，一般下托輥間距為 1.2m；2表 3-1 上、下托輥轉動部分質量 kg/mB/mm 500 650 800 1000q1 5 6 7 11q2 4 5 6 11——擋邊輸送帶每米質量，kg/m；B（3-7）stsoBqq/2??即qB=13.25+2×2.78+0.46×2.9/0.252qB=24.1kg/m——基帶每米質量， kg/m，見[1] 表 7-6；oq——擋邊每米質量，kg/m，見[1]表 7-8；s——有效帶寬， m，見 [1]表 7-11；2B——橫隔板每米質量，kg/m，見[1]表 7-9；t——橫隔板間距， m；s——每米物料質量，kg/m。Gq11（3-8）)6.3/(vQqG?即qG=90/(3.6×2)qG=12.5(kg/m)帶入數據FH=0.03×9.81×8×[7+6+(2×24.1+12.5)×7.3/8]FH=161(N)（3-9）gqGSt?式中 ——提升阻力，N。StF帶入數據FSt=9.81×12.5×7.3FSt=895.2(N)則FU=CFH+FSt=9×161+895.2FU=2344(N)表 3-2 模擬摩擦系數安裝情況 工作條件 f工作環(huán)境良好，制造、安裝良好，帶速低，物料內摩擦系數小 0.020按標準設計、制造、調整好，物料內摩擦系數中等 0.022～0.03水平、向上 傾斜的工況多塵，低溫，過載，高帶速，安裝不良，托輥質量差，物料內摩擦大 0.023～0.0353.2.2 張緊力的計算（1）輸送帶最大張力(N) （3-10）HgqFSBU??0max式中 —輸送帶最小初張力。0S(N) （3-11）LGB10)(5?式中 ——托輥間距，m，一般取為 1m。1L帶入數據S0≥5×(24.1+12.5)×1×9.81S0≥1795(N)Smax=1795+2344+9.81×24.1×7.3Smax=5865(N)12（2）帶芯層數的計算帶芯層數 Z（3-12）???BmSZax?式中 ——輸送帶安全系數，見表 4-3；m——輸送帶強度，見表 4-1。???帶入數據Z=5965×10/(800×56)Z=1.31則：選擇 4 層，EP100 帶芯。（3）輸送帶帶長的計算（3-13）LDL???2)(210?L0——輸送帶全長；L——輸送機頭部輥子與改向輥子中心間距長度，m；D1——頭部輥子直徑；D2——尾部輥子直徑；ΔL——輸送機尾部水平間距長度。帶入數據L0=2×5652+3.14×(300+300)/2+2×1700=15646mm圓整至 L0=16m。134 輸送機部件的選型4.1 輸送帶4.1.1 輸送帶的選用輸送帶是輸送機組成的一部分，在輸送機中起曳引和承載作用，輸送帶的選用對于輸送機來說比較重要，好的輸送帶使用壽命長，避免頻繁更換。波狀擋邊帶其輸送傾角大，可達 90°，最大輸送物料塊度為 550mm；結構簡單，運行可靠；是一般用途的散狀物料連續(xù)輸送設備，可廣泛用于煤炭、建筑、化工等行業(yè)。而圓管帶雖然上述大多優(yōu)點，但卻擁有輸送帶性能要求高，運行阻力大，輸送量小，設計計算復雜等缺點，故此經過綜合性的考慮選用波狀擋邊輸送帶。4.1.2 輸送帶的結構與選用波狀擋邊輸送帶主要起承載物料并輸送的作用。其構成如圖 4-1。1-基帶 2-波狀擋邊 3-橫隔板圖 4-1 波狀擋邊輸送帶4.1.2.1 基帶的選用波狀擋邊輸送帶基帶的外形結構與其他輸送帶一樣，但是橫向剛度比較大，所以需14要使用特殊的輸送帶作為基帶。（1）基帶的規(guī)格與技術參數此次設計選用棉帆布作為基帶抗拉體材料，其規(guī)格和技術參數見表 4-1。表 4-1 棉帆布基帶的規(guī)格和技術參數抗拉體材料 基帶型號扯斷強度/[N/(mm? 層)] 每層厚度/mm每層質量/(kg/m2)棉帆布 CC-56 56 1.5 1.36抗拉體材料伸長率（定負荷）/% 基帶寬/mm 層數棉帆布 1.5 ?2 300 ?2400 3 ?12)/(2mkg質 量厚 度覆 蓋 膠抗拉體材料上 下棉帆布 4.30157.8605.9 7.15430.（2）基帶的質量表 4-2 棉帆布的每米質量基帶寬/mm500 650 800 1000帆布層數上覆蓋膠+下覆蓋膠厚度/mm每米質量 /(kg/m)33.0+1.54.5+1.56.0+1.55.025.886.7443.0+1.54.5+1.56.0+1.55.826.687.557.578.709.829.3110.7012.1053.0+1.54.5+1.56.0+1.58.629.7310.8710.6011.9813.3813.2514.9816.7163.0+1.54.5+1.56.0+1.511.8013.2814.6514.8616.5918.3273.0+1.54.5+1.56.0+1.516.4718.2019.93（3）基帶的橫向剛度15基帶的橫向剛度=基帶中心處的下撓值/基帶寬?；貦M向寬度的選擇應考慮輸送機提升的高度和傾角，從經濟方面考慮，輸送機提升高度和傾角較大時，應選擇橫向剛度較大的基帶；反之，應選擇橫向剛度較小的基帶。一般情況下，基帶的橫向剛度值不得超過 0.03,；對于特別重要的輸送機，基帶的橫向剛度值應小于 0.03。（4）基帶的安全系數帆布基帶的安全系數見表 4-3。如果工作條件惡劣或擋邊機特別重要，安全系數應大于以上推薦值。表 4-3 帆布基帶的安全系數層數帶芯材料2 ?4 5 ?8 9 ?12棉帆布基帶 8 9 104.1.2.2 波狀擋邊的選擇波狀擋邊有矩型、S 型、 W 型、WM 型（如圖 4-2）。矩型擋邊 S 型擋邊W 型擋邊 WM 型擋邊圖 4-2 擋邊形狀此次設計采用 S 型波狀擋邊，其主要參數見表 4-4。16表 4-4 波狀擋邊的主要參數 mm擋邊高 H 波頂寬 TW 波底寬 BW 波形劇 P 質量 qs/(kg/m)160 4.42200 5.8224066 75 638.494.1.2.3 橫隔板的結構與選用橫隔板的形狀有很多種，如圖 4-3：圖 4-3 橫隔板形狀因為此次設計的傾角較大，故此采用 TCS 型橫隔板進行設計，其主要參數見表 4-6。橫隔板間距 ts 與擋邊高 H 和輸送傾角 β 有關（見表 4-5）。表 4-5 橫隔板間距 mmHβ40 60 80 100 120 160 200 24040°45°8012025237837850450°55°12625237850460°12625265°12625270°80126 126126126252252378 252278 25237817表 4-6 橫隔板參數質量 qt/（kg/m）橫隔板高度/mm配用擋邊高度/mmT 型 TS(B)型 TC 型 TCS(B)型 C 型110 120 2.93 - 2.90 - 3.08140 160 3.83 5.20 3.89 7.55 5.70180 200 5.16 6.47 5.16 8.82 7.30220 240 9.10 9.66 9.10 10.36 -表 4-7 空邊帶寬 B3 和有效帶寬 B2 mmHB80 100 120 160 200400 18061806500 2572572507650 3313501800 46462460121000 5054.2 電動機的選用電動機功率 P（4-1）)10/(?vFPU?式中 P——電動機功率，kW；——傳動效率， η=0.75～0.9。?帶入數據P=2344×2/(1000×0.9)P=5.2(kW)因 P=3.27kW，查《機械設計課程設計手冊》（第三版） [2]表 12-1，選用功率為5.5kW，型號 Y132S-4 同步轉速為 1500r/min，滿載轉速為 1440r/min 的電機。4.3 減速器的選用在確定電動機后，通過了解電動機的額定轉速 nd 和工作機主軸轉速 n0，對傳動裝置18的總傳動比進行如下計算：（4-2）0nid?式中 ——機構的總傳動比；i——電動機滿載轉速，n=1440r/min ；dn——傳動滾筒轉速，r/min。0（4-3）Dvn????1060式中 ——主動輥子的直徑，mm。D帶入數據n0=2×60×1000/(3.14×300)n0=60.7(r/min)i=1440/60.7i=23.7本次設計采用 KA47 型減速機。4.4 托輥托輥也是輸送機組成的一個重要部件，其種類多種多樣。在整個輸送機當中，托輥的作用是承載并支撐輸送帶及輸送帶上的物料，所以，托輥本身的選擇特別的重要。若輸送帶和物料的質量是一定的，要想托輥運轉更加靈活則必須要將托輥與輸送帶之間的摩擦力降低。4.4.1 托輥的分類與選用托輥按照放置位置的不同可分為承載托輥和專用托輥，承載托輥是用于支撐輸送帶和物料，專用托輥用于緩沖和過度。本次設計選用直徑為 Φ300 的輥子放在頭部的位置與電機相連稱為主動輥子；同樣選用直徑為 Φ300 的輥子放在尾部的位置稱為被動輥子；選用直徑為 Φ72 的一組輥子安裝在輸送帶的下方起支撐作用，被稱為過渡輥；選用直徑為Φ145 的輥子與直徑為 Φ320 的壓帶輪同軸，改變輸送帶工作表面的運行方向；最后選用直徑為 Φ136 的輥子改變輸送帶非工作表面的運行方向。4.4.2 輥子載荷計算同樣根據《運輸機械選型設計手冊》選擇下列公式進行校核計算：（1）靜載計算191）承載分支托輥（4-4）gqvIeaPBm)(0??式中 P0——承載分支托輥靜載荷， N；a0——承載分支托輥間距，m；e—— 輥子載荷系數系數，取 e=0.8；v—— 帶速，m/s；gB——每米輸送質量，kg/m；Im——輸送量，kg/s；Im=Q/3.6 (4-5)帶入數據Im=25kg/sP0=0.8×1×(25/2+31.72)×9.81P0=347N選取輥子直徑為 Φ72mm，L=1050mm ，軸承型號為 6305/C4 承載能力為 1.18kN 的輥子。2）回程分支托輥（4-6）gqeaPBu?式中 Pu——回程分支托輥靜載荷， N；au——回程分支托輥間距，m。帶入數據Pu=0.8×1×31.72×9.81Pu=249N選取輥子直徑為 Φ72mm，L=1050mm ，軸承型號為 6305/C4 承載能力為 1.18kN 的輥子。（2）動載計算1）承載分支托輥（4-7）adsfP0'?式中 P0’—— 承載分支托輥動載荷，N；fs —— 運行系數，取 fs=1.1；fd —— 沖擊系數，取 fd=1；20fa —— 工況系數，取 fa=1。帶入數據PO’=347×1.1×1×1P0’=382N1180N2）回程分支托輥（4-8）asuf?'式中 Pu’——回程分支托輥動載荷，N。帶入數據Pu’=249×1.1×1Pu’=274N1180N所以，上述所選托輥均能滿足要求。4.4.3 輥子軸的基本選擇圖 4-1 過渡軸1.軸的材料的選擇軸的材料主要是碳素鋼和合金鋼，兩者相比較而言，碳素鋼價格較低且應力集中小，因此本次設計選用碳素鋼做為軸的材料。在碳素鋼中，得到廣泛應用的 45 鋼，所以在使用時為了保證軸的性能，可以做調質處理。2.各軸段直徑和長度的確定（1）確定軸的最小直徑查《機械設計手冊》（第 2 卷），由于彎矩較小，載荷平穩(wěn)，無軸向載荷，所以[τ y]取較大值，τ y=30MPa，A 0 取小值，A 0=66mm2，則軸的最小許用直徑為：(4-9)30minPAd?帶入數據，得 dmin=2521軸上鍵槽對軸有削弱作用，所以本次設計選取最小主軸直徑 dmin=30mm。（2）初步確定軸上各段長度與直徑取主軸的長為 181mm，其余的軸的參數依靠主軸的參數來進行計算如下：軸 1 段初定尺寸：l 1×d1=80×35mm；軸 2 段初定尺寸：l 2×d2=10×40mm；軸 3 初定尺寸為：l 3×d3=90×35mm。軸承與軸承配件選擇：深溝球軸承，代號 6306 安裝在軸 3 段。（4）選定各軸段的尺寸軸 1 段：l 1×d1=78×30mm；軸 2 段：l 2×d2=10×35mm；軸 3 段：l 3×d3=88×30mm。4.5 張緊裝置4.5.1 張緊裝置在輸送機中重要地位張緊裝置是輸送機的重要組成部分之一，主要是保證帶擁有足夠的張力，防止打滑，因此張緊裝置對于輸送機來說是必不可少的存在。4.5.2 張緊裝置的分類拉緊裝置可分為以下幾種：（1）螺旋式張緊裝置這個裝置是在輸送距離較短的機器上使用的，且輸送機是小功率輸送。安裝的位置要在特定的地方安裝，即帶有螺母的滑動架上，運動方式移動，并且此架上還要有軸承座的裝置。確保在工作的時候，它們之間會相對帶動著一起運動，同時可用此來調整帶的張力。（2）重錘式張緊裝置這個裝置應用范圍大，結構不復雜。它最特殊地方是在運動的同時可以保持牽引力的平穩(wěn)。與上述的裝置適用范圍相反，它也是有缺點的，即要占用比較大的地方，所以空間小時無法使用。（3）鋼絲繩絞筒式張緊裝置通過鋼絲繩拉緊輸送帶。這種方式在帶式輸送機上應用廣泛。本次設計中，在輸送機尾部靠近被動輥子處采用了螺旋張緊裝置對帶進行張緊。224.6 制動裝置當物料進行傾斜輸送停止傳送時，向上進行輸送物料時帶會產生反轉，向下進行輸送物料時帶會發(fā)生順滑現象，從而引起各類的運輸事故，因此，安裝一個制動器是非常需要的。4.6.1 制動器的分類制動器的種類多種多樣，在不同的條件下可選用不同形式的制動器。下面介紹幾種常用的逆止器：（1）帶式逆止器帶式逆止器主要用在輸送傾角不大于 18°時的上運式輸送機，當輸送帶向上運輸時，一旦運輸停止時，在重力的作用下，帶會發(fā)生逆轉，從而將滾筒卡住，使輸送帶制動。其結構簡單、成本低，但缺點是在機尾處受載處會發(fā)生堵料，因此不適合用在功率較大的輸送機。（2）滾柱逆止器滾柱逆止器是比較常用的上運式帶式輸送機的一種，由于其安裝在減速器的輸出軸上，所以適合用于輸送機的功率小場合。（3）液壓推桿制動器液壓推桿制動器可用于向上運動的輸送機，也可用于向下運動的輸送機，高速軸上安裝，運動平穩(wěn)，應用廣泛。（4）盤形制動器盤形制動器制動力矩特別大，但是散熱功能好，因此可以調整自身的油壓，此制動器的特點是制動力矩大，并且可以無極調節(jié)，而且散熱性能好，油壓可以調整。適合用在大用于大功率場合，其安裝于高速軸上。4.6.2 制動力的計算輸送機向上運輸時，當停止運送，輸送帶會發(fā)生后退，稱為逆止，這種時候便需要安裝逆止裝置和制動器。查《運輸機械設計選用手冊（上）》 [1]選用下列公式進行計算：即（4-10）)(5.1maxHstBFF??式中 ——制動力，N；BF——主要運行阻力，N；H——最大下滑力，N。maxst23其中 （4-11）]cos)2([0?GtHqfLgF??又 21,.0ft帶入數據FH=0.012×4.385×9.81×[7+6+(2×10.6+12.5)cos60°]FH=15.4(N)而（4-12）qgHFst?max帶入數據Fstmax=12.5×9.81×4.385Fstmax=537.7(N)故FB=1.5×(537.7-15.4)FB=783.45N電動軸上的最大制動力矩（4-13）ikDMB???2式中 MB——制動力矩；K——安全制動系數，本次設計取 k=1.25；——電機到傳動滾筒的傳動效率，本次設計取 η=0.9。?帶入數據 35.1290.6045.783??BMB=22.48N查《運輸機械設計選用手冊（上）》表 1-86，選擇制動器型號為 YWZ5-500/201。查《運輸機械設計選用手冊（上）》表 1-90，選擇逆止器型號為 NF80。245 附屬裝置5.1 給料裝置5.1.1 對給料裝置的基本要求裝載并輸送物料是輸送機最基本也是最重要的工作之一，這兩項皆是由輸送帶來完成的，故此，選擇一條合適的輸送帶就變得尤其重要。而給料裝置是影響帶的磨損情況的主要因素之一，因此，為了減輕對輸送帶的磨損與負荷，就必須要對給料裝置提出一些要求：（1）在進行輸送前，需要對給料裝置做出檢查，避免給料發(fā)生堵塞導致不能形成一條流暢的輸送線；（2）輸送物料時，放置物料的速度應盡量參照帶速，并且保證放置的物料不發(fā)生偏斜；（3）為了避免在各種各樣的情況下發(fā)生物料的滑落現象，應每隔一段距離設置一個擋板；（4）放置尖銳物料或者重型物料是應在物料下方鋪設棉層避免損傷裝置。（5）為了防止裝料泄露，給料裝置的寬度應該小于帶寬。5.1.2 裝料點的緩沖當輸送機輸送的是比較大塊的物料時，對輸送帶會有很大的力度沖擊，這會對輸送帶產生很大的傷害，帶的表面可能會發(fā)生很嚴重的磨損因而直接導致輸送帶需要頻繁的更換，增加投入費用。因此，為了避免發(fā)生這些磨損，對裝料點提出以下建議：（1）輸送帶承受的重量越小帶面所受的磨損也越小，同時也要保證每小時的輸送量，不能一味的減少物料放置的量，因此裝料時每次防止物料的多少必須經過慎重的計算。（2）物料放置時的高度也會對帶面產生較大的影響，一般給料高度越大，承受載荷越大，所以要降低給料高度。（3）在不改變輸送物料和給料高度的前提下使用可以減輕輸送帶的動載荷的方法來降低物料的緩沖，減輕輸送帶的動載荷有很大方法，其中最有效的方法之一便是給緩沖托輥加個襯。（4）除此之外，輸送大塊時的輸送帶也需要比輸送散裝物料和小塊物料的輸送帶擁有更加厚實的上、下覆蓋膠。5.2 清掃裝置25清掃裝置對于輸送機來說也是非常重要的一部分，若在一臺輸送機中沒有安裝清掃裝置，那么，當輸送機完成一輪物料輸送時，輸送帶的工作面和非工作面都會粘上一些物料的碎屑，尤其輸送散裝物料時碎屑會更多。若碎屑沒有能夠清理干凈便可能會跟隨輸送帶進入滾筒，增加附著力，造成輸送帶跑偏，增加輸送帶的不必要磨損；也有可能會跟隨輸送帶進入托輥內，增加了載荷，造成軸承損壞。若是以手動來清除這些碎屑的則有可能會造成意外的人身事故。由此可見，安裝一個良好的清掃裝置對輸送機來說非常的重要。5.2.1 清掃器的類型清掃器的類型多種多樣，而在輸送機的各個部位也可以按照不同的要求安裝不同的清掃器，下面便簡單的介紹幾款清掃器：（1）刮板清掃器刮板清掃器可分為單刮板清掃器和多刮板清掃器，分別是用一塊刮板或多塊刮板與輸送帶的工作表面相接觸從而產生摩擦而工作的。其中，單刮板清掃器是一塊刮板刮過整個輸送帶面，雙刮板清掃器是多個刮板組合跨過輸送帶工作表面。（2）旋轉清掃器旋轉清掃器的主要結構是安裝在清掃器上的硬毛刷和尼龍刷，當清掃器開始工作時也是通過硬毛刷和尼龍刷的運轉來打掃工作表面的（3）螺旋清掃器螺旋清掃器主要用在惡劣情況下，因為其主要工作部分是一個螺旋狀的刮刀。（4）噴水器和刮水器在一些結構緊湊的地方可能沒有多余的空間來安裝清掃器，整個時候便可以安裝一個噴水器和刮水器，噴水器利用水流先將輸送機沖刷一遍再以刮水器將水刮干凈。雖然這兩種器械組合使用很方便，但卻有兩個缺點：一是必須要及時將沖刷出來的水清理干凈避免積留；二是在天氣惡劣是會影響使用。5.2.2 清掃器的安裝位置清掃器的作用是清除殘留在輸送帶表面的碎屑物料，不同的清掃器安裝在不同的位置，刮板清掃器是利用刮板的來回運動進行清掃，因此適合安裝在空載段用來清掃非工作面的殘留物料；旋轉清掃器是利用硬毛刷和尼龍刷的旋轉進行清掃的，因此需要一定的工作空間，可以安裝在輸送帶與滾筒相接處的后面。5.3 機架265.3.1 機架的結構如圖所示的四種機架結構，可滿足帶寬 500～1400㎜多種形式的典型布置。圖 5-1 機架的結構01 機架：用在頭部傳動的滾筒及頭部卸料的滾筒上，選用時應標注角度。02 機架：用在尾部改向滾筒或中間卸料的傳動滾筒上。03 機架：用在頭部卸料的傳動滾筒上，04 機架：用于傳動滾筒設在下分支的機架。可用于單滾筒傳動，也可以用于雙滾筒傳動。01，02 機架適用于 B=500～1400mm 的輸送機；03，04 機架適用于 B=800～1400mm的輸送機。圖書分類號：密 級：畢 業(yè) 設 計 說 明 書大傾角帶式輸送機設計DESIGN OF LARGE DIP BELT CONVEYOR學 生 姓 名學 號班 級指 導 老 師專 業(yè) 名 稱學 院 名 稱年 5 月 26 日學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明： 所呈交的學位 論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經注明引用或參考的內容外，本論文不含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標注。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。論文作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權協(xié)議書本人完全了解關于收集、保存、使用學位論文的規(guī)定，即：本校學生在學習期間所完成的學位論文的知識產權歸所擁有。有權保留并向國家有關部門或機構送交學位論文的紙本復印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱?？梢怨紝W位論文的全部或部分內容，可以將本學位論文的全部或部分內容提交至各類數據庫進行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。論文作者簽名： 導師簽名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日I摘要隨著科技的發(fā)展，大傾角輸送機已在運輸行業(yè)廣泛使用起來。本篇論文簡單介紹了帶式輸送機現狀及國內外的技術差距，詳細的說明了輸送機的分類及特點，闡述了輸送機的工作原理并設計出了一套可行性較高的總體方案，通過已給定的參數進行一系列的設計計算對輸送機各個部件做出設計選型，完成整個機體的設計。大傾角帶式輸送機的基本部件均可與普通輸送機通用，因此維修方便，而與通用帶式輸送機相比，大傾角帶式輸送機可以以 0°～90°任意角度進行輸送，這大大地減少了機器的占地面積也節(jié)約了工程投資的費用，為我國輸送行業(yè)的發(fā)展做出了巨大地貢獻。關鍵詞 帶式輸送機；大傾角；滾筒IIAbstractWith the development of science and technology, large angle conveyors have been widely used in the transportation industry. This paper briefly introduces the status quo of belt conveyors and the technological gaps at home and abroad. It explains in detail the classification and characteristics of conveyors, elaborates the working principle of conveyors and designs a set of feasible overall plans. A series of design calculations are performed on the given parameters to design and select the various components of the conveyor to complete the design of the entire body. The basic components of the large-angle belt conveyor can be used in common with common conveyors, so it is easy to maintain. Compared with the universal belt conveyor, the large-angle belt conveyor can be transported at any angle from 0° to 90°. Greatly reduced the area of the machine also saved the cost of the project investment, and made great contributions to the development of the transportation industry in China.Keywords belt conveyor large angle rollerIII目 錄摘要 IAbstract .II1 緒論 .11.1 帶式運輸機的現況 11.1 帶式輸送機的分類及特點 11.2 帶式輸送機的工作原理 31.3 所選課題的內容及意義 32 總體設計方案 .52.1 總體設計 52.2 輸送機主要部件用途及選擇 52.3 布置形式的選擇 82.4 托輥間距離的選擇 83 輸送機參數的設計計算 .93.1 輸送機輸送量的計算 93.2 輸送機的運行功率及張緊計算 103.2.1 傳動滾筒上所需的圓周力 .103.2.2 張緊力的計算 .114 輸送機部件的選型 .134.1 輸送帶 134.1.1 輸送帶的選用 .134.1.2 輸送帶的結構與選用 .134.2 電動機的選用 174.3 減速器的選用 174.4 托輥 184.4.1 托輥的分類與選用 .184.4.2 輥子載荷計算 .184.4.3 輥子軸的基本選擇 .204.5 張緊裝置 214.5.1 張緊裝置在輸送機中重要地位 .214.5.2 張緊裝置的分類 .214.6 制動裝置 214.6.1 制動器的分類 .224.6.2 制動力的計算 .225 附屬裝置 .24IV5.1 給料裝置 245.1.1 對給料裝置的基本要求 .245.1.2 裝料點的緩沖 .245.2 清掃裝置 245.2.1 清掃器的類型 .255.2.2 清掃器的安裝位置 .255.3 機架 256 總裝圖 .27結論 .28致謝 .29參考文獻 .3011 緒論1.1 帶式運輸機的現況現如今，科學技術的飛速發(fā)展和良好的國際形勢為帶式輸送機的發(fā)展帶來了前所未有的機遇?？偟膩碚f，國內外帶式輸送機的發(fā)展趨勢越來越好，輸送機功能越來越多。接下來將對國內外帶式輸送機的現狀進行分析。國外帶式輸送機現狀：從工業(yè)技術上而言，國外帶式輸送機發(fā)展明顯快于國內，特別是一些發(fā)達國家，帶式輸送機技術更是有了迅猛的發(fā)展。帶式輸送機的功能也比我們豐富很多，其應用范圍比之前任何時候都更加廣泛。此外，同樣發(fā)展很快的還有帶式輸送機自身的技術和設備，以長距離、大運量作為主要的發(fā)展方向，因而大大地改善了輸送機運輸距離短、輸送量小的弊端。國內帶式輸送機現狀：隨著改革開放開展的不斷深入，我國生產水平越來越高，工業(yè)發(fā)展對煤礦事業(yè)的需求也在進一步增大，這都將給我國帶式輸送機帶來極大的機遇。新中國以來，我國科技發(fā)展越來越快，這大大地提高了帶式輸送機技術，加快了帶式輸送機的發(fā)展?？傊?，經過我國帶式輸送機快速發(fā)展，帶式輸送機的類型越來越豐富。帶式輸送機隨著科技發(fā)展的頂力支持，不僅在輸送距離取得了極大的提高，帶式輸送機功率較之從前也有了大幅度的提升。由此可見，改革以來我國確實在帶式輸送機技術方面取得了巨大的發(fā)展。然而，站在國際的角度來講，依照我國目前的運輸技術確實與國外的存在相當的差距，國外帶式輸送機技術仍然處在領先的水平。因此，雖然我們已經在帶式輸送機的發(fā)展技術方面取得了極大的突破，但我們就此因為成績而不斷自喜，我們更要看到的是自身的不足以及與先進水平的差距，并且要不斷研究并學習他國的先進技術，努力提升自身的技術，縮小雙方差距，爭取做出進一步的突破性發(fā)展。1.1 帶式輸送機的分類及特點帶式輸送機是一種以摩擦力為動力并作連續(xù)運動輸送物料的機器，主要由輸送裝置、傳動裝置和輔助裝置等組成。帶式輸送機的類型多種多樣，大體可分為兩種類型：一種是普通帶式輸送機，這種帶式輸送機在輸送過程中，上帶面呈現為槽型，下帶面呈現為平型，整個輸送帶以托輥來支撐；另一種是擁有特殊結構形式的帶式輸送機，這種輸送機都是依據工地現場的實際情況從而進行設計的，詳細介紹見圖 1-1、1-2、1-3：2圖 1-1 輸送機的分類及特點圖 1-2 輸送機的分類與特點3圖 1-3 輸送機的分類與特點1.2 帶式輸送機的工作原理帶式輸送機主要由一條閉合輸送帶及套在輸送帶當中兩端的輥子組成。其中，連接電動機的輥子稱為主動輥，則另外一端的滾筒稱為被動輥。輸送帶的傳動是通過帶與主動輥之間產生的摩擦力，而主動輥則是由于電動機通過減速器驅動。一般來說，主動輥安裝在卸料端以此增加牽引力，更便于輸送帶的拖動。1.3 所選課題的內容及意義本次課題的主要內容是完成 45°大傾角帶式輸送機的設計。根據具體要求，確定傳動方案，完成各部件的設計選用以及重要部件的校核。最后完成設計計算說明書的書寫并畫出總體的裝配圖及部分部件的零件圖。隨著我國輸送機技術的進一步提升，原本的普通輸送機已經越來越不能滿足實際生產的需求，因此，必須要向長距離、大運量的方向發(fā)展。雖然我國在大傾角帶式輸送機4方面已有涉足，但在國內 18°傾角以上的輸送機仍在改進發(fā)展階段，而煤礦運輸中使用的輸送機大都在 18°～25°左右，所以，認真完成此次畢業(yè)設計，不僅能將學到的理論知識運用到實際設計當中，更能為以后工作打下良好的設計基礎。52 總體設計方案2.1 總體設計大傾角帶式輸送機設計最大的特點便是輸送角度較之普通輸送機有了較大的提升，因為輸送角度大，在上升輸送階段為防止物料下滑，因此選用了特殊輸送帶來代替了通用式輸送帶，輸送帶上裝有擋邊和橫隔板，可以在輸送過程中有效地阻止物料的下滑設計內容：45° 傾角的帶式輸送機，其水平輸送距離 7.3m、垂直提升高度 3.3m、輸送量 90t/h、帶速 2m/s、物料堆積密度 0.7t/m3。2.2 輸送機主要部件用途及選擇大傾角帶式輸送機作為現代運輸行業(yè)必要的運輸器械，被廣泛應用于煤礦輸送和食品輸送，組成主要包括機頭部分（電機、滾筒等）、機身部分（托輥、支架等）、機尾部分、附屬裝置（張緊裝置、清掃裝置等），其主要作用及基本選擇如下：（1）輸送帶輸送帶是輸送機的重要組成之一，其承載作用。此次設計為 45°的較大傾角輸送，所以必須采用特殊的輸送帶來替代普通的輸送帶。普通輸送帶帶面平坦，雖略有粗糙感，但是物料上升過程中難免會產生下滑，而波狀擋邊輸送帶結構與通用帶大有不同，由基帶、擋邊和橫隔板組成，橫隔板可以承載物料，擋邊可以防止物料泄露，便于大傾角輸送，故此選擇波狀擋邊輸送帶傳送。圖 2-1 普通輸送帶 圖 2-2 波狀擋邊輸送帶（2）驅動裝置驅動裝置是輸送機的動力部分，由電動機、減速器、聯軸器、傳動滾筒等組成，其基本傳動方案設計如下：方案一：二級圓柱齒輪減速器6圖 2-2 二級圓柱齒輪減速器傳動圖結構簡單，應用廣泛。方案二：二級圓錐-圓柱齒輪減速器圖 2-3 二級圓錐- 圓柱齒輪減速器傳動圖方案三：一級蝸桿減速器1-電動機 2-聯軸器 3-減速器 4-聯軸器 5-滾筒 6-輸送帶圖 2-4 一級蝸桿減速器傳動圖7蝸桿減速器結構簡單，尺寸緊湊，但效率較低，適用于載荷較小、間歇工作的場合。（3）改向滾筒改向滾筒用作改變輸送帶的運行方向，裝在輸送帶的下表面。（4）壓帶輪壓帶輪用于改變輸送帶的運行方向，裝在輸送帶的上表面。（5）清掃裝置清掃裝置用在輸送帶的表面，清掃粘在帶表面的物料。選用頭部清掃器裝在靠近頭部滾筒處，用于打掃輸送帶工作面上的物料；選用空段清掃器考級尾部滾筒處，用于打掃背面上的物料。（6）托輥托輥用作支撐輸送帶和帶上的物料，讓其運行穩(wěn)定。選用上托輥用作支撐輸送帶及其上的物料；選用下托輥用作支撐輸送帶；選用凸弧段托輥用作支撐凸弧段輸送帶及其上的物料；選用凹弧段托輥用作壓住輸送帶。（7）張緊裝置張緊裝置的作用是保證正常運行的工作張力，可有兩種方式進行張緊：方式一：螺旋式張緊裝置圖 2-5 螺旋式張緊裝置實物圖方式二：重錘車式張緊裝置1-滾筒 2-張緊小車 3-重錘8圖 2-6 重錘車式張緊裝置結構示意圖上述兩種張緊裝置，當輸送機長度小于 50m 時，可使用螺旋式張緊裝置；當輸送機長度大于 50m 時，可采用重錘車式張緊裝置。本次設計輸送機長不到 10m，因此選用螺旋式張緊裝置進行張緊。2.3 布置形式的選擇輸送機的布置形式根據輸送角度、受料段、卸料段、機尾長度等選擇，其布置形式多種多樣如：水平式、斜式、Z 型、S 型、L 型等（如圖 2-7）。圖 2-7 輸送機布置形式為更好的獲得受料和卸料條件并進行輸送，故選擇（b）圖布置形式。2.4 托輥間距離的選擇托輥之間的距離與輥子的承重能力和輸送帶下垂的程度兩個條件有關。一般來說，上托輥與下托輥的托輥間距離應為 1000mm，受料段間距為 250mm，凸弧段托輥間距一般為承載段間距的 1/2，若受力過大可自行調整。93 輸送機參數的設計計算3.1 輸送機輸送量的計算此次設計依據《運輸機械設計選型手冊》（上冊） [1]選用下列計算公式，則輸送量的計算如下：當 tq≤ts 時（3-1）sqtvBHQ/1802??當 tqts 時（3-2）)/(2qst?式中 ——輸送量，t/h；Q——物料堆積密度，t/m 3；P——橫隔板寬度，m ；2H——有效帶寬， m，B 2=B-2(B3+B1)；B——基帶，m；——空邊寬， m；3——波底寬， m；1——帶速，m/s；v——物料與基帶的理論接觸長度，m；T、 TS(B)型橫隔板 ；qt ?cot2Htq?C、TC 、TCS(B)型橫隔板 ；)cot574.0(2???Htq——輸送傾角，45°；?——橫隔板間距， m；st因其是較大角度輸送，故選擇 TC 型橫隔板，計算如下：（3-3）)cot574.0(2???tq即tq=0.14×（0.5574+1）tq=0.218mtq90t/h此數據滿足設計使用要求。3.2 輸送機的運行功率及張緊計算3.2.1 傳動滾筒上所需的圓周力傳動滾筒上所需要的圓周力 FU（3-5）StHUFC??式中 ——主要阻力，N，β90°時，HF（3-6）????????? 21212 )/()()( LqqLfgGBH——附加阻力系數，見[1]表 7-23；C——擋邊機水平投影長度，m；L——擋邊機提升高度，m；——模擬摩擦因數，見表 3-2；f——重力加速度，g=9.81m/s 2；g——上托輥轉動部分質量，kg/m，見表 3-1，一般上托輥間距為 1m；1q——下托輥轉動部分質量，kg/m，見表 3-1，一般下托輥間距為 1.2m；2表 3-1 上、下托輥轉動部分質量 kg/mB/mm 500 650 800 1000q1 5 6 7 11q2 4 5 6 11——擋邊輸送帶每米質量，kg/m；B（3-7）stsoBqq/2??即qB=13.25+2×2.78+0.46×2.9/0.252qB=24.1kg/m——基帶每米質量， kg/m，見[1] 表 7-6；oq——擋邊每米質量，kg/m，見[1]表 7-8；s——有效帶寬， m，見 [1]表 7-11；2B——橫隔板每米質量，kg/m，見[1]表 7-9；t——橫隔板間距， m；s——每米物料質量，kg/m。Gq11（3-8）)6.3/(vQqG?即qG=90/(3.6×2)qG=12.5(kg/m)帶入數據FH=0.03×9.81×8×[7+6+(2×24.1+12.5)×7.3/8]FH=161(N)（3-9）gqGSt?式中 ——提升阻力，N。StF帶入數據FSt=9.81×12.5×7.3FSt=895.2(N)則FU=CFH+FSt=9×161+895.2FU=2344(N)表 3-2 模擬摩擦系數安裝情況 工作條件 f工作環(huán)境良好，制造、安裝良好，帶速低，物料內摩擦系數小 0.020按標準設計、制造、調整好，物料內摩擦系數中等 0.022～0.03水平、向上 傾斜的工況多塵，低溫，過載，高帶速，安裝不良，托輥質量差，物料內摩擦大 0.023～0.0353.2.2 張緊力的計算（1）輸送帶最大張力(N) （3-10）HgqFSBU??0max式中 —輸送帶最小初張力。0S(N) （3-11）LGB10)(5?式中 ——托輥間距，m，一般取為 1m。1L帶入數據S0≥5×(24.1+12.5)×1×9.81S0≥1795(N)Smax=1795+2344+9.81×24.1×7.3Smax=5865(N)12（2）帶芯層數的計算帶芯層數 Z（3-12）???BmSZax?式中 ——輸送帶安全系數，見表 4-3；m——輸送帶強度，見表 4-1。???帶入數據Z=5965×10/(800×56)Z=1.31則：選擇 4 層，EP100 帶芯。（3）輸送帶帶長的計算（3-13）LDL???2)(210?L0——輸送帶全長；L——輸送機頭部輥子與改向輥子中心間距長度，m；D1——頭部輥子直徑；D2——尾部輥子直徑；ΔL——輸送機尾部水平間距長度。帶入數據L0=2×5652+3.14×(300+300)/2+2×1700=15646mm圓整至 L0=16m。134 輸送機部件的選型4.1 輸送帶4.1.1 輸送帶的選用輸送帶是輸送機組成的一部分，在輸送機中起曳引和承載作用，輸送帶的選用對于輸送機來說比較重要，好的輸送帶使用壽命長，避免頻繁更換。波狀擋邊帶其輸送傾角大，可達 90°，最大輸送物料塊度為 550mm；結構簡單，運行可靠；是一般用途的散狀物料連續(xù)輸送設備，可廣泛用于煤炭、建筑、化工等行業(yè)。而圓管帶雖然上述大多優(yōu)點，但卻擁有輸送帶性能要求高，運行阻力大，輸送量小，設計計算復雜等缺點，故此經過綜合性的考慮選用波狀擋邊輸送帶。4.1.2 輸送帶的結構與選用波狀擋邊輸送帶主要起承載物料并輸送的作用。其構成如圖 4-1。1-基帶 2-波狀擋邊 3-橫隔板圖 4-1 波狀擋邊輸送帶4.1.2.1 基帶的選用波狀擋邊輸送帶基帶的外形結構與其他輸送帶一樣，但是橫向剛度比較大，所以需14要使用特殊的輸送帶作為基帶。（1）基帶的規(guī)格與技術參數此次設計選用棉帆布作為基帶抗拉體材料，其規(guī)格和技術參數見表 4-1。表 4-1 棉帆布基帶的規(guī)格和技術參數抗拉體材料 基帶型號扯斷強度/[N/(mm? 層)] 每層厚度/mm每層質量/(kg/m2)棉帆布 CC-56 56 1.5 1.36抗拉體材料伸長率（定負荷）/% 基帶寬/mm 層數棉帆布 1.5 ?2 300 ?2400 3 ?12)/(2mkg質 量厚 度覆 蓋 膠抗拉體材料上 下棉帆布 4.30157.8605.9 7.15430.（2）基帶的質量表 4-2 棉帆布的每米質量基帶寬/mm500 650 800 1000帆布層數上覆蓋膠+下覆蓋膠厚度/mm每米質量 /(kg/m)33.0+1.54.5+1.56.0+1.55.025.886.7443.0+1.54.5+1.56.0+1.55.826.687.557.578.709.829.3110.7012.1053.0+1.54.5+1.56.0+1.58.629.7310.8710.6011.9813.3813.2514.9816.7163.0+1.54.5+1.56.0+1.511.8013.2814.6514.8616.5918.3273.0+1.54.5+1.56.0+1.516.4718.2019.93（3）基帶的橫向剛度15基帶的橫向剛度=基帶中心處的下撓值/基帶寬?；貦M向寬度的選擇應考慮輸送機提升的高度和傾角，從經濟方面考慮，輸送機提升高度和傾角較大時，應選擇橫向剛度較大的基帶；反之，應選擇橫向剛度較小的基帶。一般情況下，基帶的橫向剛度值不得超過 0.03,；對于特別重要的輸送機，基帶的橫向剛度值應小于 0.03。（4）基帶的安全系數帆布基帶的安全系數見表 4-3。如果工作條件惡劣或擋邊機特別重要，安全系數應大于以上推薦值。表 4-3 帆布基帶的安全系數層數帶芯材料2 ?4 5 ?8 9 ?12棉帆布基帶 8 9 104.1.2.2 波狀擋邊的選擇波狀擋邊有矩型、S 型、 W 型、WM 型（如圖 4-2）。矩型擋邊 S 型擋邊W 型擋邊 WM 型擋邊圖 4-2 擋邊形狀此次設計采用 S 型波狀擋邊，其主要參數見表 4-4。16表 4-4 波狀擋邊的主要參數 mm擋邊高 H 波頂寬 TW 波底寬 BW 波形劇 P 質量 qs/(kg/m)160 4.42200 5.8224066 75 638.494.1.2.3 橫隔板的結構與選用橫隔板的形狀有很多種，如圖 4-3：圖 4-3 橫隔板形狀因為此次設計的傾角較大，故此采用 TCS 型橫隔板進行設計，其主要參數見表 4-6。橫隔板間距 ts 與擋邊高 H 和輸送傾角 β 有關（見表 4-5）。表 4-5 橫隔板間距 mmHβ40 60 80 100 120 160 200 24040°45°8012025237837850450°55°12625237850460°12625265°12625270°80126 126126126252252378 252278 25237817表 4-6 橫隔板參數質量 qt/（kg/m）橫隔板高度/mm配用擋邊高度/mmT 型 TS(B)型 TC 型 TCS(B)型 C 型110 120 2.93 - 2.90 - 3.08140 160 3.83 5.20 3.89 7.55 5.70180 200 5.16 6.47 5.16 8.82 7.30220 240 9.10 9.66 9.10 10.36 -表 4-7 空邊帶寬 B3 和有效帶寬 B2 mmHB80 100 120 160 200400 18061806500 2572572507650 3313501800 46462460121000 5054.2 電動機的選用電動機功率 P（4-1）)10/(?vFPU?式中 P——電動機功率，kW；——傳動效率， η=0.75～0.9。?帶入數據P=2344×2/(1000×0.9)P=5.2(kW)因 P=3.27kW，查《機械設計課程設計手冊》（第三版） [2]表 12-1，選用功率為5.5kW，型號 Y132S-4 同步轉速為 1500r/min，滿載轉速為 1440r/min 的電機。4.3 減速器的選用在確定電動機后，通過了解電動機的額定轉速 nd 和工作機主軸轉速 n0，對傳動裝置18的總傳動比進行如下計算：（4-2）0nid?式中 ——機構的總傳動比；i——電動機滿載轉速，n=1440r/min ；dn——傳動滾筒轉速，r/min。0（4-3）Dvn????1060式中 ——主動輥子的直徑，mm。D帶入數據n0=2×60×1000/(3.14×300)n0=60.7(r/min)i=1440/60.7i=23.7本次設計采用 KA47 型減速機。4.4 托輥托輥也是輸送機組成的一個重要部件，其種類多種多樣。在整個輸送機當中，托輥的作用是承載并支撐輸送帶及輸送帶上的物料，所以，托輥本身的選擇特別的重要。若輸送帶和物料的質量是一定的，要想托輥運轉更加靈活則必須要將托輥與輸送帶之間的摩擦力降低。4.4.1 托輥的分類與選用托輥按照放置位置的不同可分為承載托輥和專用托輥，承載托輥是用于支撐輸送帶和物料，專用托輥用于緩沖和過度。本次設計選用直徑為 Φ300 的輥子放在頭部的位置與電機相連稱為主動輥子；同樣選用直徑為 Φ300 的輥子放在尾部的位置稱為被動輥子；選用直徑為 Φ72 的一組輥子安裝在輸送帶的下方起支撐作用，被稱為過渡輥；選用直徑為Φ145 的輥子與直徑為 Φ320 的壓帶輪同軸，改變輸送帶工作表面的運行方向；最后選用直徑為 Φ136 的輥子改變輸送帶非工作表面的運行方向。4.4.2 輥子載荷計算同樣根據《運輸機械選型設計手冊》選擇下列公式進行校核計算：（1）靜載計算191）承載分支托輥（4-4）gqvIeaPBm)(0??式中 P0——承載分支托輥靜載荷， N；a0——承載分支托輥間距，m；e—— 輥子載荷系數系數，取 e=0.8；v—— 帶速，m/s；gB——每米輸送質量，kg/m；Im——輸送量，kg/s；Im=Q/3.6 (4-5)帶入數據Im=25kg/sP0=0.8×1×(25/2+31.72)×9.81P0=347N選取輥子直徑為 Φ72mm，L=1050mm ，軸承型號為 6305/C4 承載能力為 1.18kN 的輥子。2）回程分支托輥（4-6）gqeaPBu?式中 Pu——回程分支托輥靜載荷， N；au——回程分支托輥間距，m。帶入數據Pu=0.8×1×31.72×9.81Pu=249N選取輥子直徑為 Φ72mm，L=1050mm ，軸承型號為 6305/C4 承載能力為 1.18kN 的輥子。（2）動載計算1）承載分支托輥（4-7）adsfP0'?式中 P0’—— 承載分支托輥動載荷，N；fs —— 運行系數，取 fs=1.1；fd —— 沖擊系數，取 fd=1；20fa —— 工況系數，取 fa=1。帶入數據PO’=347×1.1×1×1P0’=382N1180N2）回程分支托輥（4-8）asuf?'式中 Pu’——回程分支托輥動載荷，N。帶入數據Pu’=249×1.1×1Pu’=274N1180N所以，上述所選托輥均能滿足要求。4.4.3 輥子軸的基本選擇圖 4-1 過渡軸1.軸的材料的選擇軸的材料主要是碳素鋼和合金鋼，兩者相比較而言，碳素鋼價格較低且應力集中小，因此本次設計選用碳素鋼做為軸的材料。在碳素鋼中，得到廣泛應用的 45 鋼，所以在使用時為了保證軸的性能，可以做調質處理。2.各軸段直徑和長度的確定（1）確定軸的最小直徑查《機械設計手冊》（第 2 卷），由于彎矩較小，載荷平穩(wěn)，無軸向載荷，所以[τ y]取較大值，τ y=30MPa，A 0 取小值，A 0=66mm2，則軸的最小許用直徑為：(4-9)30minPAd?帶入數據，得 dmin=2521軸上鍵槽對軸有削弱作用，所以本次設計選取最小主軸直徑 dmin=30mm。（2）初步確定軸上各段長度與直徑取主軸的長為 181mm，其余的軸的參數依靠主軸的參數來進行計算如下：軸 1 段初定尺寸：l 1×d1=80×35mm；軸 2 段初定尺寸：l 2×d2=10×40mm；軸 3 初定尺寸為：l 3×d3=90×35mm。軸承與軸承配件選擇：深溝球軸承，代號 6306 安裝在軸 3 段。（4）選定各軸段的尺寸軸 1 段：l 1×d1=78×30mm；軸 2 段：l 2×d2=10×35mm；軸 3 段：l 3×d3=88×30mm。4.5 張緊裝置4.5.1 張緊裝置在輸送機中重要地位張緊裝置是輸送機的重要組成部分之一，主要是保證帶擁有足夠的張力，防止打滑，因此張緊裝置對于輸送機來說是必不可少的存在。4.5.2 張緊裝置的分類拉緊裝置可分為以下幾種：（1）螺旋式張緊裝置這個裝置是在輸送距離較短的機器上使用的，且輸送機是小功率輸送。安裝的位置要在特定的地方安裝，即帶有螺母的滑動架上，運動方式移動，并且此架上還要有軸承座的裝置。確保在工作的時候，它們之間會相對帶動著一起運動，同時可用此來調整帶的張力。（2）重錘式張緊裝置這個裝置應用范圍大，結構不復雜。它最特殊地方是在運動的同時可以保持牽引力的平穩(wěn)。與上述的裝置適用范圍相反，它也是有缺點的，即要占用比較大的地方，所以空間小時無法使用。（3）鋼絲繩絞筒式張緊裝置通過鋼絲繩拉緊輸送帶。這種方式在帶式輸送機上應用廣泛。本次設計中，在輸送機尾部靠近被動輥子處采用了螺旋張緊裝置對帶進行張緊。224.6 制動裝置當物料進行傾斜輸送停止傳送時，向上進行輸送物料時帶會產生反轉，向下進行輸送物料時帶會發(fā)生順滑現象，從而引起各類的運輸事故，因此，安裝一個制動器是非常需要的。4.6.1 制動器的分類制動器的種類多種多樣，在不同的條件下可選用不同形式的制動器。下面介紹幾種常用的逆止器：（1）帶式逆止器帶式逆止器主要用在輸送傾角不大于 18°時的上運式輸送機，當輸送帶向上運輸時，一旦運輸停止時，在重力的作用下，帶會發(fā)生逆轉，從而將滾筒卡住，使輸送帶制動。其結構簡單、成本低，但缺點是在機尾處受載處會發(fā)生堵料，因此不適合用在功率較大的輸送機。（2）滾柱逆止器滾柱逆止器是比較常用的上運式帶式輸送機的一種，由于其安裝在減速器的輸出軸上，所以適合用于輸送機的功率小場合。（3）液壓推桿制動器液壓推桿制動器可用于向上運動的輸送機，也可用于向下運動的輸送機，高速軸上安裝，運動平穩(wěn)，應用廣泛。（4）盤形制動器盤形制動器制動力矩特別大，但是散熱功能好，因此可以調整自身的油壓，此制動器的特點是制動力矩大，并且可以無極調節(jié)，而且散熱性能好，油壓可以調整。適合用在大用于大功率場合，其安裝于高速軸上。4.6.2 制動力的計算輸送機向上運輸時，當停止運送，輸送帶會發(fā)生后退，稱為逆止，這種時候便需要安裝逆止裝置和制動器。查《運輸機械設計選用手冊（上）》 [1]選用下列公式進行計算：即（4-10）)(5.1maxHstBFF??式中 ——制動力，N；BF——主要運行阻力，N；H——最大下滑力，N。maxst23其中 （4-11）]cos)2([0?GtHqfLgF??又 21,.0ft帶入數據FH=0.012×4.385×9.81×[7+6+(2×10.6+12.5)cos60°]FH=15.4(N)而（4-12）qgHFst?max帶入數據Fstmax=12.5×9.81×4.385Fstmax=537.7(N)故FB=1.5×(537.7-15.4)FB=783.45N電動軸上的最大制動力矩（4-13）ikDMB???2式中 MB——制動力矩；K——安全制動系數，本次設計取 k=1.25；——電機到傳動滾筒的傳動效率，本次設計取 η=0.9。?帶入數據 35.1290.6045.783??BMB=22.48N查《運輸機械設計選用手冊（上）》表 1-86，選擇制動器型號為 YWZ5-500/201。查《運輸機械設計選用手冊（上）》表 1-90，選擇逆止器型號為 NF80。245 附屬裝置5.1 給料裝置5.1.1 對給料裝置的基本要求裝載并輸送物料是輸送機最基本也是最重要的工作之一，這兩項皆是由輸送帶來完成的，故此，選擇一條合適的輸送帶就變得尤其重要。而給料裝置是影響帶的磨損情況的主要因素之一，因此，為了減輕對輸送帶的磨損與負荷，就必須要對給料裝置提出一些要求：（1）在進行輸送前，需要對給料裝置做出檢查，避免給料發(fā)生堵塞導致不能形成一條流暢的輸送線；（2）輸送物料時，放置物料的速度應盡量參照帶速，并且保證放置的物料不發(fā)生偏斜；（3）為了避免在各種各樣的情況下發(fā)生物料的滑落現象，應每隔一段距離設置一個擋板；（4）放置尖銳物料或者重型物料是應在物料下方鋪設棉層避免損傷裝置。（5）為了防止裝料泄露，給料裝置的寬度應該小于帶寬。5.1.2 裝料點的緩沖當輸送機輸送的是比較大塊的物料時，對輸送帶會有很大的力度沖擊，這會對輸送帶產生很大的傷害，帶的表面可能會發(fā)生很嚴重的磨損因而直接導致輸送帶需要頻繁的更換，增加投入費用。因此，為了避免發(fā)生這些磨損，對裝料點提出以下建議：（1）輸送帶承受的重量越小帶面所受的磨損也越小，同時也要保證每小時的輸送量，不能一味的減少物料放置的量，因此裝料時每次防止物料的多少必須經過慎重的計算。（2）物料放置時的高度也會對帶面產生較大的影響，一般給料高度越大，承受載荷越大，所以要降低給料高度。（3）在不改變輸送物料和給料高度的前提下使用可以減輕輸送帶的動載荷的方法來降低物料的緩沖，減輕輸送帶的動載荷有很大方法，其中最有效的方法之一便是給緩沖托輥加個襯。（4）除此之外，輸送大塊時的輸送帶也需要比輸送散裝物料和小塊物料的輸送帶擁有更加厚實的上、下覆蓋膠。5.2 清掃裝置25清掃裝置對于輸送機來說也是非常重要的一部分，若在一臺輸送機中沒有安裝清掃裝置，那么，當輸送機完成一輪物料輸送時，輸送帶的工作面和非工作面都會粘上一些物料的碎屑，尤其輸送散裝物料時碎屑會更多。若碎屑沒有能夠清理干凈便可能會跟隨輸送帶進入滾筒，增加附著力，造成輸送帶跑偏，增加輸送帶的不必要磨損；也有可能會跟隨輸送帶進入托輥內，增加了載荷，造成軸承損壞。若是以手動來清除這些碎屑的則有可能會造成意外的人身事故。由此可見，安裝一個良好的清掃裝置對輸送機來說非常的重要。5.2.1 清掃器的類型清掃器的類型多種多樣，而在輸送機的各個部位也可以按照不同的要求安裝不同的清掃器，下面便簡單的介紹幾款清掃器：（1）刮板清掃器刮板清掃器可分為單刮板清掃器和多刮板清掃器，分別是用一塊刮板或多塊刮板與輸送帶的工作表面相接觸從而產生摩擦而工作的。其中，單刮板清掃器是一塊刮板刮過整個輸送帶面，雙刮板清掃器是多個刮板組合跨過輸送帶工作表面。（2）旋轉清掃器旋轉清掃器的主要結構是安裝在清掃器上的硬毛刷和尼龍刷，當清掃器開始工作時也是通過硬毛刷和尼龍刷的運轉來打掃工作表面的（3）螺旋清掃器螺旋清掃器主要用在惡劣情況下，因為其主要工作部分是一個螺旋狀的刮刀。（4）噴水器和刮水器在一些結構緊湊的地方可能沒有多余的空間來安裝清掃器，整個時候便可以安裝一個噴水器和刮水器，噴水器利用水流先將輸送機沖刷一遍再以刮水器將水刮干凈。雖然這兩種器械組合使用很方便，但卻有兩個缺點：一是必須要及時將沖刷出來的水清理干凈避免積留；二是在天氣惡劣是會影響使用。5.2.2 清掃器的安裝位置清掃器的作用是清除殘留在輸送帶表面的碎屑物料，不同的清掃器安裝在不同的位置，刮板清掃器是利用刮板的來回運動進行清掃，因此適合安裝在空載段用來清掃非工作面的殘留物料；旋轉清掃器是利用硬毛刷和尼龍刷的旋轉進行清掃的，因此需要一定的工作空間，可以安裝在輸送帶與滾筒相接處的后面。5.3 機架265.3.1 機架的結構如圖所示的四種機架結構，可滿足帶寬 500～1400㎜多種形式的典型布置。圖 5-1 機架的結構01 機架：用在頭部傳動的滾筒及頭部卸料的滾筒上，選用時應標注角度。02 機架：用在尾部改向滾筒或中間卸料的傳動滾筒上。03 機架：用在頭部卸料的傳動滾筒上，04 機架：用于傳動滾筒設在下分支的機架?？捎糜趩螡L筒傳動，也可以用于雙滾筒傳動。01，02 機架適用于 B=500～1400mm 的輸送機；03，04 機架適用于 B=800～1400mm的輸送機。