毕业设计--筛选回料带式输送机.doc

机电与车辆工程学院毕业设计机电与车辆工程学院毕业设计 （说明书）（说明书） 题 目： 筛选回料带式输送机 专 业： 机电技术教育 班 级： 08 机电（1）班 姓 名： 陈玉龙 学 号： 1664080103 指导教师： 李立和 日 期： 2012 年 5 月 目目录录 1概况及现状分析1 2 带式输送机的总体设计.2 2.1 带式输送机的工作原理.2 2.2 带式输送机的结构和布置形式.3 2.3 总体设计要求.5 2.4 输送带宽度的计算.5 3 传动装置与驱动装置的设计6 3.1 传动滚筒功率的计算.6 3.2 传动滚筒的选择.7 3.3 电动机功率的计算.8 3.4 电动机的选择.8 3.5 传动方案.9 3.6 减速器的选择.12 3.7 带轮的设计.12 4 输送带的计算与选择13 4.1 输送带简介.13 4.2 输送带的种类.13 4.3 输送带的连接.14 4.4 最大张力的计算.15 4.5 输送带层数的选择.16 5 带式输送机其他部件的选择16 5.1 联轴器.16 5.2 托辊.17 5.3 拉紧装置的选用.19 5.4 机架的选择.19 5.5 栏板的设置.19 5.6 清扫装置.20 6 带式输送机的安装及其维护20 7 带式输送机电控原理图22 8 总结24 9 致谢24 10 参考文献24 11英文摘要.25 筛选回料带式输送机 机电技术教育 陈玉龙 指导教师 李立和 摘要摘要：带式输送机主要由驱动装置、传动装置、制动装置、输送带、托辊、头架、尾 架、清扫器和拉紧装置等组成。本次设计在给定原始数据的基础上，进行了带式输送机 的总体设计，确定了输送机的工作原理，结构和布置形式，接着进行了输送带的长和宽， 张力，电动机功率等相关计算。重点介绍了驱动装置的设计，同时介绍了其他部件的选 择，以及带式输送机的安装、维护和检修方法，最后进行带式输送机的控电原理图的设 计。. 关键词关键词：带式输送机 传送带 托辊 传动滚筒 电动机 1 1 概况及现状分析 1.1 带式输送机的发展概况 带式输送机是连续运动的无端输送带输送货物的机械。它结构简单、造价低、 运输距离长，而且有很高的生产率。主要用于冶金、采矿、煤炭、电站、港口以及 工业企业。随着现代工业科学技术的不断发展，带式输送机在工业生产中重要性越 来越大，是工业机械化的重要内容。带式输送机是最重要的现代散状物料输送设 备， 它广泛应用于电力、冶金、化工、煤矿、港口、建材、粮食等领域。因此，对 带式 输送机进行设计十分必要。 由于组成带式输送机的基本部件有几十种，每种又包括 若干类型，加之不同的 地形、工况、布置形式又有多种变化，使得带式输送机的设 计任务相当繁重，尤其 部件的选型涉及较多的知识、经验与规则。随着国内外市场 的迅速发展，带式输送 机市场的竞争也日趋激烈。为了适应用户要求，必须向新产 品、多品种方向发展， 因此，以往的设计方法已经不能满足当前的需要，采用现代 化的设计方法和 cad 技 术，增强竞争能力。并在课题的研究中将对带式输送机的基 本设计思想进行较深入 的研究，应用现代的设计计算方法对带式输送机的设计理论 进行分析，相信通过本 课题的研究，必定会对带式输送机的设计提出新的理念，进 一步完善设计结果。 1.2 带式输送机的现状分析 我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。在“八五”期间，通过国家一条 龙“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井 下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产吕开发都取得了很大的进步。 如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填 补了国内空白，并对带式输送机的减低关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产 品开发，研制成功了多种软起动和制动装置以及以 plc 为核心的可编程电控装置， 驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器。 国外带式输送机技术的发展很快，其主要表现在 2 个方面：一方面是带式输送机 的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带输送机、管状带式输送机、空间转弯带 式输送机等各种机型；另一方面是带式输送机本身的技术与装备有了巨大的发展，尤 其是长距离、大运量、高带速等大型带式输送机已成为发展的主要方向，其核心技术 是开发应用于了带式输送机动态分析与监控技术，提高了带式输送机的运行性能和可 靠性。目前，在煤矿井下使用的带式输送机已达到表 1 所示的主要技术指标，其关键 技术与装备有以下几个特点：设备大型化。应用动态分析技术和机电一体化、计 算机监控等高新技术，采用大功率软起动与自动张紧技术，对输送机进行动态监测与 监控，大大地降低了输送带的动张力，设备运行性能好，运输效率高。采用多机驱 动与中间驱动及其功率平衡、输送机变向运行等技术，使输送机单机运行长度在理论 2 上已有受限制，并确保了输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。 新型、高可靠性关键元部件技术。 1.3 带式输送机应用前景 国外带式输送机技术的发展主要表现在三个方面： (1)带式输送机功能多元化、 应用范围扩大化，如大倾角带式输送机、管状带式 输送机、空间转弯带式输送机等 各种机型； (2)带式输送机本身的技术向长运距、大运量、高带速等大型带式输送机 方向发 展； (3)带式输送机本身关键零部件向高性能、高可靠性方向发展。在矿井下， 由于受环 境条件的限制，其带式输送机的技术指标要比地面用带式输送机的指标高。 我国带式输送机的发展： (1)大型化、智能化(2)提高关键零部件的性能和可靠性 (3)扩大功能，一机多用化(4)开发专用机种(5)重视输送过程的动态影响由于长距离大 功率输送而引起的动态影响对带式输。 2带式输送机的总体设计 2.1 带式输送机的工作原理 带式输送机又称胶带运输机,其主要部件是输送带,亦称为胶带,输送带兼作牵引机 构和承载机构。它主要包括一下几个部分:输送带(通常称为胶带) 、托辊及中间架、 滚筒拉紧装置、制动装置、清扫装置和卸料装置等.。 输送带绕经驱动滚筒和尾部改向装置形成一个无极的环形带.输送带的上、下两部 分都支承在托辊上.拉紧装置给输送带以正常运转所需要的拉紧力.工作时,传动滚筒通 过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行.物料从装载点装到输送带上,形成连续运 动的物流,在卸载点卸载.一般物料是装载到上带(承载段)的上面,在机头滚筒(在此,即是 传动滚筒)卸载,利用专门的卸载装置也可在中间卸载。 普通型带式输送机的机身的上带是用槽形托辊支撑,以增加物流断面积,下带为返 回段(不承载的空带)一般下托辊为平托辊.带式输送机可用于水平、倾斜和垂直运输.对 于普通型带式输送机倾斜向上运输,其倾斜角不超过 18,向下运输不超过 15。 输送带是带式输送机部件中最昂贵和最易磨损的部件.当输送磨损性强的物料时, 如铁矿石等,输送带的耐久性要显著降低。输送带见图： 3 图 2-1 带式输送机输送带简图 提高传动装置的牵引力可以从以下三个方面考虑： （1）增大拉紧力。增加初张力可使输送带在传动滚筒分离点的张力增加，此 1 s 法提高牵引力虽然是可行的。但因增大必须相应地增大输送带断面，这样导致传动 1 s 装置的结构尺寸加大，是不经济的。故设计时不宜采用。但在运转中由于运输带伸长， 张力减小，造成牵引力下降，可以利用拉紧装置适当地增大初张力，从而增大，以 1 s 提高牵引力。 （2）增加围包角对需要牵引力较大的场合，可采用双滚筒传动，以增大围包 0 角。 （3）增大摩擦系数其具体措施可在传动滚筒上覆盖摩擦系数较大的衬垫，以 0 增大摩擦系数。 通过对上述传动原理的阐述可以看出，增大围包角是增大牵引力的有效方法。 故在传动中拟采用这种方法。 2.2 带式输送机的结构和布置形式 2.2.1 带式输送机的结构带式输送机的结构 带式输送机主要由以下部件组成：头架、驱动装置、传动滚筒、尾架、托辊、中 间架、尾部改向装置、卸载装置、清扫装置、安全保护装置等。 输送带是带式输送机的承载构件，带上的物料随输送带一起运行，物料根据需要 可以在输送机的端部和中间部位卸下。输送带用旋转的托棍支撑，运行阻力小。带式 输送机可沿水平或倾斜线路布置。使用光面输送带沿倾斜线路布置时，不同物料的最 大运输倾角是不同的，如下表 2-1 所示： 表 2-1 不同物料的最大运角 物料种类角 度物料种类角 度 4 煤 块 18 筛分后的石灰石 12 煤 块 20 干 沙 15 筛分后的焦碳 17 未筛分的石块 18 0350mm 矿石16 水 泥 20 0200mm 油田页 岩 22 干 松 泥 土 20 由于带式输送机的结构特点决定了其具有优良性能，主要表现在：运输能力大， 且工作阻力小，耗电量低，约为刮板输送机的 1/3 到 1/5；由于物料同输送机一起移动， 同刮板输送机比较，物料破碎率小；带式输送机的单机运距可以很长，与刮板输送机 比较，在同样运输能力及运距条件下，其所需设备台数少，转载环节少，节省设备和 人员，并且维护比较简单。由于输送带成本高且易损坏，故与其它设备比较，初期投 资高且不适应输送有尖棱的物料。 输送机年工作时间一般取 45005500 小时。当二班工作和输送剥离物，且输送环 节较多，宜取下限；当三班工作和输送环节少的矿石输送，并有储仓时，取上限为宜。 2.2.2 布置方式布置方式 电动机通过联轴器、减速器带动传动滚筒转动或其他驱动机构，借助于滚筒或其 他驱动机构与输送带之间的摩擦力，使输送带运动。带式输送机的驱动方式按驱动装 置可分为单点驱动方式和多点驱动方式两种。 通用固定式输送带输送机多采用单点驱动方式，即驱动装置集中的安装在输送机 长度的某一个位置处，一般放在机头处。单点驱动方式按传动滚筒的数目分，可分为 单滚筒和双滚筒驱动。对每个滚筒的驱动又可分为单电动机驱动和多电动机驱动。因 单点驱动方式最常用，凡是没有指明是多点驱动方式的，即为单驱动方式，故一般对 单点驱动方式， “单点”两字省略。 单筒、单电动机驱动方式最简单，在考虑驱动方式时应是首选方式。在大运量、 长距离的钢绳芯胶带输送机中往往采用多电动机驱动。带式输送机常见典型的布置方 式如下图 2-2 所示： 5 图 2-2 带式输送机典型布置方式 2.3 总体设计要求 1、物料名称：石英砂返料；2.、物料容重：1.4 吨/米 3；3、工作方式：连续 ；4、处理能力 30 吨/小时：5、水平长度大于 14 米；6、输送高度 4.3 米；7、物料粒 径：小于 6 目-5mm。 本次设计，根据指导老师给定的数据进行输送机的设计。 2.3.1 带式输送机主要技术参数的确定带式输送机主要技术参数的确定 根据指导老师给出的原始参数，以及表 2-1 选择筛分过的石灰石的最大运输角， 12，由于高度 4.3 米，可以计算得出，水平输送距离为 20.22 米(l )，输送带长 20.68 h 米，根据通用带式输送机设计 ，选取带速 v=2 米/秒。 2.4 输送带宽度的计算 宽度： b= cvrk q 式中： q输送量（吨/时） ； v带速（米/秒） ； 物料容重（吨/） ； 3 米 k断面系数，k 与物料的动队积角及带宽 b 有关； c倾角系数； 速度系数。 6 已知 q=30 吨/时，=1.4 吨/。 3 米 参考表 2-1通用带式输送机设计 ，选取带速 v=2 米/秒。 参考表 2-3-1机械化运输设计手册 ，选取 k=400。 查表 2-3-2机械化运输设计手册 ，得 c=0.85。 查表 2-3-3机械化运输设计手册 ，得=1.0。 将以上个数值代入计算式得：b= cvrk q = 0 . 185. 024 . 1400 30 =0.18(米) 根据表 2-1机械化运输设计手册选取 b=500 毫米的胶带，查表可知能满足要 求。 3传动装置与驱动装置的设计 3.1 传动滚筒功率的计算 有公式：n。=( klv +k+ 0.00273 q)k k 1h h l 2 qh 34 式中：n。传动滚筒轴功率（千瓦） ； klv-输送带及托辊转动部分运转功率（千瓦） ； 1h k-物料水平运输功率（千瓦） ； 2h lq 0.00273q-物料垂直提升功率（千瓦） ；h l -输送机水平投影长度（米） ； h h-输送机垂直提升高度（米） ； k -空载运行功率系数，可根据托辊阻力系数 w(见表 2-3-8) 按表 2-3-9机械 1 化运输设计手册选取； k -物料水平运行系数； 2 k -附加功率系数； 3 k -卸料车功率系数，当无卸料车时，k =1，当有卸料车时，对于光面滚筒 44 k =1.16，对于胶面滚筒 k =1.11。 44 7 已知：l =20.22（米） ； h v=2 米/秒；q=30 吨/时； h=4.3 米； r=1.4 吨/米 ；=12 3 查表 2-3-8机械化运输设计手册 ，得 w=0.03 (少量尘埃，正常温度)； 查表 2-3-9机械化运输设计手册 ，得 k =0.01； 1 查表 2-3-10机械化运输设计手册 ，得 k =8.17 10； 2 5 查表 2-3-11机械化运输设计手册 ，得 k =1.279 3 取 k =1.0。 4 将以上各数值带入计算式得： n。=( klv +k+ 0.00273 q)k k 1h h l 2 qh 34 =（0.01） 5 1017 . 8 222.20 3 . 43000273 . 0 22.20300 . 1279 . 1 =（0.28015+0.055+0.353）279. 1 =1.1（千瓦） 3.2 传动滚筒的选择 3.2.1 传动滚筒的作用及类型传动滚筒的作用及类型 传动滚筒是传动动力的主要部件。作为单点驱动方式来讲，可分成单滚筒传动及 双滚筒传动。单滚筒传动多用于功率不太大的输送机上，功率较大的输送机可采用双 滚筒传动，其特点是结构紧凑，还可增加围包角以增加传动滚筒所能传递的牵引力。 使用双滚筒传动时可以采用多电机分别传动，可以利用齿轮传动装置使两滚筒同速运 转。如双滚筒传动仍不需要牵引力需要，可采用多点驱动方式。 输送机的传动滚筒结构有钢板焊接结构及铸钢或铸铁结构，新设计产品全部采用 滚动轴承。传动滚筒的表面形式有钢制光面滚筒、铸（包）胶滚筒等，钢制光面滚筒 主要缺点是表面磨擦系数小，所以一般用在周围环境湿度小的短距离输送机上，铸 （包）胶滚筒的主要优点是表面磨擦系数大，适用于环境湿度大、运距长的输送机， 铸（包）胶滚筒按其表面形状又可分为光面铸（包）胶滚筒、人字形沟槽铸（包）胶 滚筒和菱形铸（包）胶滚筒。 3.2.2 传动滚筒的选用传动滚筒的选用 综上，各种滚筒的优缺点，本次设计所选用的滚筒为胶面滚筒，采用滚筒为钢板 焊接结构，采用滚筒轴承。 根据表 2-2-7机械化运输设计手册可查得所选用的胶面滚筒直径为 500 毫米。 8 普通型橡胶输送带采用硫化接头时，传动滚筒直径与帆布层数之比 d/z125 因为 d=500，z=3 ,所以，d/z=167，符合要求。 根据表 2-2-8机械化运输设计手册可查得所选用的各项数值符合表中所规定 的数值。其示意图如图 1-3 所示，有关参数值见表 3-1 表 3-1 bdall1l2kmnqphhh1dbds 5005008506001097505.511570-2803401003360551627 图 3-1 传动滚筒示意图 可以计算出滚筒的转速为 50 转/秒。 3.3 电动机功率的计算 1）根据式（2-3-5） 机械化运输设计手册 ， 对光面滚筒：)(25 . 1 88 . 0 1 . 1 0 . 1 0 kw n kn 对胶面滚筒：)(2 . 1 90 . 0 1 . 1 0 . 1 0 kw n kn 3.4 电动机的选择 在工业上一般采用三相交流电动机，y 系列三相交流异步电动机由于具有结构简 单、价格低廉、维护方便等特点。一般用于空气中不含易燃、易炸或腐蚀性气体的场 所。适用于电源电压为 380v 无特殊要求的机械上，如机床、泵、风机、各种运输机、 搅拌机、农业机械等。故在本输送机的设计中优先考虑。电动机的结构有开启式、防 护式、封闭式和防爆式。在此可选用封闭式的电动机。综合考虑各因素可选用 y 系列 全封闭式自扇冷式笼型三相异步电动机。 9 3.4.1 确定电动机的转速确定电动机的转速 同一功率的异步电动机有同步转速 3000、1500、1000、750 r/min 等几种。一般 来说，电动机的同步转速愈高，磁极对数少，外阔尺寸小、价格低；反之，转速愈低， 外阔尺寸愈大，价格愈高。由于工作机滚筒的转速很低，所以不易选用高速电动机， 一般应选择同步转速为 1000 或 1500 r/min 的电动机。 3.4.2 电动机功率的选择电动机功率的选择 选择的原则：功率选得过小，不能保证工作机的正常工作或使电动机长期过载而 过早损坏；功率选得过大，则电动机价格高，且经常不在满载下运行，而且功率因数 很低，造成浪费。 对于长期连续工作，载荷较稳定的机械，可根据电动机所需的功率 pd 来选择， 而不必校验电动机的发热和启动力矩，选择时应使电动机的额定功率 pn 稍大于电动 机的所需功率 pd 。由上面计算可知电动机的所需功率为：pd=1.2 kw ,所以我们应选 择电动机的同步转速为 1500 或 1000 r/min ，功率为 2.2 kw。 3.4.3 电动机的型号的确定电动机的型号的确定 根据电动机的所需功率和同步转速，由机械设计手册表 16-1 可得电动机型 号为 y112m-6 和 y100l1-4 型。现将此两种电动机的数据和总传动比列于表中： （总传动比为电动机的满载转速和滚筒转速的比值） 表 3-2 方案号电动机的型 号 额定功 率 kw 同步转 速 满载转 速 总传动 比 外伸轴 径 轴外伸 长度 1y112m-62.2100094019.672860 2y100l-42.21500144030.182860 由计算结果可看出,y112m-6 型号的电动机总传动比较小，这样选择减速器时也 可以选用传动比较小的减速器就可达到要求，比较适宜，所以我选择同步转速为 1000 r/min、满载转速为 940r/min 的电动机。 3.5 传动方案 1)计算设计功率 d p 根据工作情况由表 8-1-22机械设计手册 ，查得工况系数2 . 1 a k 所以，)(42 . 2 2 . 22 . 1kwpkp ad 2)选定带型 根据，min/940)(42 . 2 rnkwpd和 由机械设计手册图 8-1-2 选定 a 型。 10 3)带轮基准直径 1d d 由表 8-1-12 和表 8-1-14机械设计手册取小带轮直径mmdd90 1 4)大带轮基准直径 2d d 大带轮基准直径，)1 ( 12 dd did 取弹性滑动率，015 . 0 所以，)1 ( 12 dd did =124.55mm)015 . 0 1 (90405 . 1 由表 8-1-12机械设计手册 ，取=125mm. 2d d 实际传动比： 41 . 1 )015 . 0 1 (90 125 )1(2 1 d d d d i 5)所以从动轮的实际转速 67.666 41 . 1 940 2 i n n m 6)带速v sm nd v/43 . 4 100060 9409014 . 3 100060 11 7)初定轴间距 0 a 取mma500 0 8)所需 v 带基准长度 0d l 0 2 12 2100 4 )( )( 2 2 a dd ddal dd ddd = 5004 )90125( )12590( 2 14 . 3 5002 2 =1338.16mm 查表 8-1-8机械设计手册 ，选取mmld1250 9)实际轴间距a mm ll aa dd 456 2 16.13381250 500 2 0 0 11 10)小带轮包角 1 3 . 57180 12 1 a dd dd = 3 . 57 456 90125 180 = 6 . 175 120 11)v 带的基本额定功率 1 p 根据和，由表 8-1-27（d） 机械设计手册,用内插法mmdd90 1 min/940 1 rn 得 a 型 v 带的kwp71 . 0 10 800950 68 . 0 77 . 0 77. 0 1 11)额定功率的增量 1 p 根据和，由表 8-1-27（d） 机械设计手册,由表 9-13 得 kmin/940 1 rn 405 . 1 i , 3 100275 . 1 b 由表 9-14 得 k1036 . 1 用内插法得 a 型 v 带的kwp09 . 0 ) 1036. 1 1 1 (940100275 . 1 3 1 12)v 带的根数 z la d kkpp p z )( 11 根据，查表 8-1-23机械设计手册得， 6 . 175 1 99 . 0 a k 根据，查表 8-1-8机械设计手册得，1250 d l93 . 0 l k 所以： la d kkpp p z )( 11 = 93 . 0 99 . 0 )09 . 0 77 . 0 ( 42.42 =3.06 所以取 z=3（根） 13)单根 v 带的预紧力 12 2 0 2 ) 1 5 . 2 (500mv v p k f d a 由表 8-1-24机械设计手册 ，查得 a 型带 m=1.7kg/m. 2 0 43 . 4 7 . 1 43 . 4 3 42 . 2 ) 1 99 . 0 5 . 2 (500 f =172.23(n) 14)压轴力 q f 2 sin22 1 0 ffq = 2 6 . 175 sin223.1722 =9993. 092.688 =688.41（n） 3.6 减速器的选择 因为总传动比为 19.67，所以根据气垫带式输送机设计选用手册选择传动比 为 14 的 dby160 型减速器，型号为 dby160-14，属于二级圆柱齿轮减速器。其规格 如下： 表 3-3 d d1 l l d d2 l l2 d d l l b b1 t t1 b b t t2 b b3 t t3 1 60 4 0 4 8 7 0 1 40 4 3 5 1.5 2 0 7 4.3 d dby 1 180 4 42 1 10 5 50 1 10 8 80 1 170 1 2 4 45 1 4 5 53.5 2 22 8 85 3.7 带轮的设计 3.7.1 带轮的设计要求和带轮材料带轮的设计要求和带轮材料 带轮应既有足够的强度，又应使其结构工艺性好，质量分布均匀，重量轻，并避 免由于铸造而产生过大的内应力，带速 v25m/s 时带轮应进行动平衡试验。 轮槽表面应光滑（表面粗糙度一般取） ，以减轻带的磨损。带轮材料umra2 . 3 常用灰铸铁、钢、铝合金或工程塑料等，灰铸铁应用最广，当带速 v25m/s 时用 ht150h 或 ht200，v2545m/s 时则采用 ht300 或铸钢如 zg310-570，zg340- 640，也可用钢板冲压焊接而成，小功率 13 传动的带轮也可以用铸铝或塑料 3.4.2 带轮的结构。 带轮由轮缘、轮辐和轮毂三部分组成。轮辐部分有实心辐板（或孔板）和椭圆轮 辐式等三种型式。可根据带轮的基准直径参考表来确定 v 带轮的典型结构。 3.7.2 带轮的技术要求带轮的技术要求 1)带轮各部位不允许有裂缝、砂眼、缩孔及气泡。 2)带轮轮槽工作面的表面粗糙度，轮毂孔， 轮缘和轴孔umra6 . 1umra2 . 3 端面，轮槽底，轮槽的棱边要倒圆或修钝。umra 5 . 123 . 6umra5 .12 3)毂孔公差为 h7 或 h8，轮毂长度上偏差为 it14，下偏差为 0。 4)准宽度制 v 带轮轮槽间累积误差应小于表 8-1-17机械设计手册规定值，同 一带轮任意两轮槽的基准直径误差不得大于表 8-1-17机械设计手册的规定值。 5)轮圆跳动公差应小于规定值。 轮的平衡要求按 gb11357-89带轮的材质，表面粗糙度及平衡的规定，动平 衡要求见表 8-1-19机械设计手册 。 4输送带的计算与选择 4.1 输送带简介 输送带在带式输送机中既是承载构件又是牵引构件（钢丝绳牵引带式输送机除外） ，它不仅要有承载能力，还要有足够的抗拉强度。输送带有带芯（骨架）和覆盖层组 成，其中覆盖层又分为上覆盖胶，边条胶，下覆盖胶。 输送机的带芯主要是有各种织物（棉织物，各种化纤织物以及混纺织物等）或钢 丝绳构成。它们是输送带的骨干层，几乎承载输送带工作时的全部负载。因此，带芯 材料必须有一定的强度和刚度。覆盖胶用来保护中间带芯不受机械损伤以及周围有害 介质的影响。上覆盖胶层一般较厚，这是输送带的承载面，直接与物料接触并承受物 料的冲击和磨损。下覆胶层是输送带与支撑托辊接触的一面，主要承受压力，为了减 少输送带沿托辊运行时的压陷阻力，下覆盖胶的厚度一般较薄。侧边覆盖胶的作用是 当输送带发生跑偏使侧面与机架相碰时，保护带芯不受机械损伤。 4.2 输送带的种类 按输送带带芯结构及材料不同，输送带被分成织物层芯和钢丝绳芯两大类。织物 层芯又分为分层织物芯和整体织物层层芯两类，且织物层芯的材质有棉，尼龙和维纶 等。 整体编织织物层芯输送带与分层织物层芯输送带相比，在带强度相同的情况下， 14 整体输送带的厚度小，柔性好，耐冲击性好，使用中不会发生层间剥裂，但伸长率较 高，在使用过程中，需要较大的拉紧行程。 钢丝绳芯输送带是有许多柔软的细钢丝绳相隔一定的间距排列，用与钢丝绳有良 好粘合性的胶料粘合而成。钢丝绳芯输送带的纵向拉伸强度高，抗弯曲性能好；伸长 率小，需要拉紧行程小。同其它输送带相比，在带强度相同的前提下，钢丝绳芯输送 带的厚度小。 在钢芯绳中,钢丝绳的质量是决定输送带使用寿命长短的关键因素之一，必须具有 以下特点： (1)应具有较高的破断强度。钢芯强度高则输送带亦可增大，从另一个角度来说， 绳芯强度越高，所用绳之直径即可缩小，输送带可以做的薄些，已达到减小输送机尺 寸的目的。 (2)绳芯与橡胶应具有较高的黏着力。这对于用硫化接头具有重大意义.提高钢绳 与橡胶之间黏着力的主要措施是在钢绳表面电镀黄铜及采用硬质橡胶等。 (3)应具有较高的耐疲劳强度，否则钢绳疲劳后，它与橡胶的黏着力即下降乃至完 全分离。 (4)应具有较好的柔性.制造过程中采用预变形措施以消除钢绳中的残余应力，可 使钢绳芯具有较好的柔性而不松散。 输送带上下覆盖胶目前多采用天然橡胶,国外有采用耐磨和抗风化的橡胶的胶带， 如轮胎花纹橡胶的改良胶作为覆盖胶,以提高其使用寿命。输送带的中间用合成橡胶与 天然胶的混合物。 钢绳芯带与普通带相比较以下优点： (1)强度高。由于强度高，可使 1 台输送机的长度增大很多。目前国内钢绳芯输送 带输送机 1 台长度达几公里、几十公里。伸长量小.钢绳芯带的伸长量约为帆布带伸长 量的十分之一，因此拉紧装置纵向弹性高。这样张力传播速度快，起动和制动时不会 出现浪涌现象。 (2)成槽性好。由于钢绳芯是沿着输送带纵向排列的，而且只有一层，与托辊贴合 紧密,可以形成较大的槽角。近年来钢绳芯输送带输送机的槽角多数为 35，这样不仅 可以增大运量，而且可以防止输送带跑偏。 (3)抗冲击性及抗弯曲疲劳性好，使用寿命长。由于钢绳芯是以很细的钢丝捻成钢 绳带芯，它弯曲疲劳和耐冲击性非常好。 (4)破损后容易修补，钢绳芯输送带一旦出现破损，破伤几乎不再扩大，修补也很 容易。相反，帆布带损伤后，会由于水浸等原因而引起剥离。使帆布带强度降低。 (5)接头寿命长。这种输送带由于采用硫化胶接，接头寿命很长，经验表明有的接 头使用十余年尚未损坏。 (6)输送机的滚筒小。钢绳芯输送带由于带芯是单层细钢丝绳，弯曲疲劳轻微，允 许滚筒直径比用帆布输送带的。 15 钢绳芯输送带也存在一些缺点: (1)制造工艺要求高，必须保证各钢绳芯的张力均匀，否则输送带运转中由于张力 不均而发生跑偏现象。 (2)由于输送带内无横向钢绳芯及帆布层，抗纵向撕裂的能力要避免纵向撕裂。 (3)易断丝。当滚筒表面与输送带之间卡进物料时，容易引起输送带钢绳芯的断丝。 因此,要求要有可靠的清扫装置。 4.3 输送带的连接 为了方便制造和搬运，输送带的长度一般制成 100200 米，因此使用时必须根 据需要进行连接。橡胶输送带的连接方法有机械接法与硫化胶接法两种。硫化胶接法 又分为热硫化和冷硫化胶接法两种。塑料输送带则有机械接法和塑化接法两种。 (1)机械接头 机械接头是一种可拆卸的接头。它对带芯有损伤，接头强度效率低，只有 25% 60%，使用寿命短，并且接头通过滚筒表面时，对滚筒表面有损害，常用于短距或移 动式带式输送机上。织物层芯输送带常采用的机械接头形式有胶接活页式，铆钉固定 的夹板式和钩状卡子式，但钢丝绳芯输送带一般不采用机械接头方式。 (2)硫化（塑化）接头 硫化（塑化）接头是一种不可拆卸的接头形式。它具有承受拉力大， 使用寿命长，对滚筒表面不产生损害，接头效率高达 60%95%的优点，但存在 接头工艺复杂的缺点。 对于分层织物层芯输送带在硫化前，将其端部按帆布层数切成阶梯状，如下图 4- 1 所示： 图 4-1 分层织物层芯输送带的硫化接头 然后将两个端头相互很好的粘合，用专用的硫化设备加压加热并保持一定的时间 即可完成。其强度为原来强度的(i-1)/i100%。其中 i 为帆布层数 4.4 最大张力的计算 根据表 2-3-13机械化运输设计手册 ，按不打滑条件计算 s=k max5 v n0 查表 2-3-14，得 k =219； 5 16 s=k=219=1888（牛顿） max5 v n0 8 . 9 25 . 1 1 . 1 根据表 2-3-14机械化运输设计手册 ，按垂度条件计算 s=k max67 k 8 kh 0 n 查表 2-3-15机械化运输设计手册 ，得 k =260，k =6.5 67 查表 2-3-16机械化运输设计手册 ，得，k =82 8 将所得个值代入上式得： s=k max67 k 8 kh 0 n =（2608 . 9) 1 . 1823 . 45 . 64 . 1 =（364+27.95+90.2）8 . 9 =4724（牛顿） 4.5 输送带层数的选择 输送层数 z= b msmax 式中： s-输送带最大工作张力（牛顿） ； m-安全系数。见表 2-2-3； max -输送带径向扯段强力。 按保证承载段垂直条件计算所得输送带最大张力 s=4724（牛顿） ，b=50 厘米， max = 56=548.8 牛顿/厘米。查表 2-2-3机械化运输设计手册 ，一般当输送带8 . 9层 宽 b=500 时，层数 z 取 3-4，故 m 取 8。 将这些数据代入上式，得： z=1.37 b msmax 8 .54850 84724 按此查表 2-3-17机械化运输设计手册 ，选用 b=500 毫米，z=3 层，胶带的最 大允许张力为 10500 牛顿远大于 s=4724（牛） ，所以符合要求。 max 17 5带式输送机其他部件的选择 5.1 联轴器 5.1.1 联轴器简介联轴器简介 本次驱动装置的设计中，较多的采用联轴器，这里对其做简单介绍： 联轴器是机械传动中常用的部件。它用来把两轴联接在一起，机器运转时两轴不 能分离；只有在机器停车并将联接拆开后，两轴才能分离。 联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、承载后的变形以及温度变化的影响 等，往往不能保证严格的对中，而是存在着某种程度的相对位移。这就要求设计联轴 器时，要从结构上采取各种不同的措施，使之具有适应一定范围的相对位移的性能。 根据对各种相对位移有无补偿能力，联轴器可分为刚性联轴器和挠性联轴器两大 类。挠性联轴器又可按是否具有弹性元件分文无弹性元件的挠性联轴器和有弹性元件 的挠性联轴器两个类别。 刚性联轴器 这类联轴器有套筒式、夹壳式和凸缘式等。凸缘联轴器是把两个带有凸缘的半联 轴器联成一体，以传递运动和转矩。 挠性联轴器 (1)无弹性元件的挠性联轴器 这类联轴器因具有挠性，故可补偿两轴的相对位移。但因无弹性元件，故不能缓 冲减振。常用的有以下几种： 1）十字滑块联轴器 2)十字轴式万向联轴器 3）齿式联轴器 4）滚子链联轴器 5）滑块联轴器 (2)有弹性元件的挠性联轴器 这类联轴器因装有弹性元件，不仅可以补偿两轴间的相对位移，而且具有缓冲减 振的能力。弹性元件所能储存的能量愈多，则联轴器的缓冲能力愈强；弹性元件的弹 性滞后性能与弹性变形时零件间的摩擦功愈大，则联轴器的减振能力愈好。 1）弹性套柱销联轴器 2）弹性柱销联轴器 3）梅花形弹性联轴器 5.1.2 联轴器的选择联轴器的选择 滑块联轴器结构简单，径向尺寸小，具有一定的减振和缓冲性能，制造较复杂。 为了减少工作表面的磨损，滑块用尼龙 6 制成，尼龙滑块中添加少量石墨或二硫化钼， 18 工作时无需润滑。 两轴相对轴向位移为 12 毫米，许用相对径向位移为 0.2 毫米，许用相对角位移 为。联轴器常用 45 钢制造，承力表面经表面硬化处理，要求不高时，也可用0 4 q275 钢制造。通常按标准 jb/zq4384-86滑块联轴器进行选用。标准适用范围轴 径 d=10100 毫米，许用转矩16500，许用转速 n=100001500r/min,重量 n tmn m=0.6120kg. 设计中我采用滑块联轴器，型号为 wh6，这种联轴器既可满足要求，又简单、 可靠且成本低。 5.2 托辊 5.2.1 托辊的作用及类型托辊的作用及类型 （1）作用 托辊是决定带式输送机的使用效果，特别是输送带使用寿命的最重要部件之一。 托辊组的结构在很大程度上决定了输送带和托辊所受承载的大小与性质。对托辊的基 本要求是：结构合理，经久耐用，密封装置防尘性能和防水性能好，使用可靠。轴承 保证良好的润滑，自重较轻，回转阻力系数小，制造成本低，托辊表面必须光滑等。 支承托辊的作用是支承输送带及带上的物料，减小带条的垂度，保证带条平稳运 行，在有载分支形成槽形断面，可以增大运输量和防止物料的两侧撒漏。一台输送机 的托辊数量很多，托辊质量的好坏，对输送机的运行阻力、输送带的寿命、能量消耗 及维修、运行费用等影响很大。 安装在刚性托辊架上的三个等长托辊组是最常见的，三个托辊一般布置在同一个 平面内，两个侧托辊向前倾；亦可将中间托辊和侧托辊错开布置。后一种形式托辊 0 3 组的优点是能接触到每一个托辊，便于润滑；缺点是托辊组支架结构复杂、重量大， 并且输送带运行阻力大约增加 10。因此实际上主要采用三个托辊布置在同一平面内 的托辊组。 （2）类型 托辊可分为槽形托辊、平行托辊、缓冲托辊和调心托辊等； 5.2.2 托辊的选用托辊的选用 本次设计综合各个因素，上托选择了槽型托辊，下托选择了平行托辊，每隔 10 个上托辊安装一个调心托辊，用于防止皮带跑偏。在受料处，为了减少物料对输送带 的冲击，我把托辊设置的密集一些。来减缓加料是物料对输送带的冲击，能够延长输 送带的使用寿命。 5.2.3 托辊的直径和间距托辊的直径和间距 托辊直径与带宽的关系见机械化运输设计手册表 2-2-10，由表 2-2-10机械 19 化运输设计手册表 2-2-10，因带宽为 500，查得所选用的托辊直径为89。 上托辊间距 l 按机械化运输设计手册表 2-2-11 选用，根据机械化运输设计 0 手册表 2-2-11 可查得上托辊的的间距 l 为 1200 毫米。受料处托辊间距视物料容重 0 及块度而定，一般应使托辊间距较小，可以抵抗下料时的冲击，取 300 毫米即可满足 要求。下托辊间距最好为上托辊间距的 2 倍或 3 倍，所以我设计为 2.4 米。 槽形托辊应按输送带的理论高度 h 值布置，根据表 2-2-12，查得 h 的值为 210 毫米。其布置图如下： 图 5-1 托辊 5.3 拉紧装置的选用 拉紧装置的作用是使输送带具有足够的预张力、输送带和传动滚筒间产生摩擦力、 输送带不打滑、限制输送带在各托辊间的垂度，从而保证输送机正常运行。 常用的拉紧装置分螺旋式和垂直重锤拉紧装置两种，必要时选用重锤车式拉紧装 置。拉紧装置应尽可能布置在输送带张力最小的位置，并尽量靠近传动滚筒和便于维 修的位置。在确定拉紧力时，除考虑正常运行外，还应考虑启动、制动及空载空车工 况。 螺旋式拉紧装置适用于长度较短（80 米） ，功率较小的输送机上按机长的 10 选取拉紧行程，其拉紧行程有 500 毫米和 800 毫米两种。车式拉紧装置适用于输送长 度较长，功率较大的场合，其结构简单可靠,垂直拉紧装置适用于在采用车式拉紧装置 有困难的场合，它的优点是利用了输送机走廊的空间布置，便于布置，缺点是改向滚 筒多，而且物料容易掉入输送带与拉紧滚筒之间而损坏输送带，特别是输送潮湿或粘 性较大的物料时，由于清扫不净，这种现象更为严重。 本次设计所选用的输送机，功率小，输送长度也较短，所以选用螺旋式拉紧装置 更为合理，采用螺旋式拉紧装置的优点有，使输送带有足够的张力，保证输送带和 滚筒间不打滑；限制输送带在各支撑间的垂度，使输送机正常运转 20 5.4 机架的选择 机架是支承滚筒及承受输送带张力的装置。 机架包括头架、尾架、中间架、中间腿等部件。 1）头架，头架是输送机支撑滚筒，承受输送张力的装置。头架的种类有，低式 头架、中式头架和高式头架三种。本次设计所选用的头架为低式头架。 2）中间架，中间架是输送机中间部分的支撑构件，中间架的种类分标准中间架 和非标准中间架两种。本次设计选用标准中间架. 3)尾架，本次设计的尾架为螺旋拉紧装置用尾架，是安装螺旋拉紧装置的构件。 本次设计选用 的螺旋拉紧装置。20 5.5 栏板的设置 为了防止块状物料堵塞在拦板之间，通常将两块拦板不是相互平行布置，而是向 前扩张布置。后拦板的下缘做成弧形，而不是直线。 布置中间装料点的拦板时，必须考虑前面装料点给到输送带上的物料能顺利通过。 当各中间装料点的距离较近时，为了避免撒料，最好布置连续的拦板。 为了防止粉矿从拦板下缘与运动输送带的缝隙滑出，需在拦板外侧镶一条厚 8mm16mm 的密封用硬橡胶面，或将托辊组侧托辊的倾角增大到，有时达。 0 45 0 60 这时仅用金属拦板导流就能形成稳定的物流。 拦板的长度随物料各到输送带上的速度和带速之差的增大而增大。拦板之间的最 大间距通常取槽形输送带宽度的。当输送流动性好的物料时，最好将拦板的间距减 2 3 少到槽形输送带宽度的。 1 2 5.6 清扫装置 输送机在运转过程中，不可避免的有部分颗粒和粉料粘在输送带表面，通过卸料 装置后不能完全卸净，表面粘有物料的输送带工作面通过下托辊或改向滚筒时，由于 物料的积聚而使其直径增大，加剧托辊和输送带的磨损，引起输送带跑偏。而且，不 断掉落的物料还污染了场地环境。因此，清扫粘结在输送带表面的物料，对于提高输 送带的寿命和保证输送带的正常工作具有重要意义。 常用的清扫装置是弹簧刮板清扫器，如图 5-3 所示： 图 5-3 弹簧清扫器 1-刮板 2-弹簧 21 6带式输送机的安装及其维护 6.1 带式输送机的安装规范 带式输送机的安装规范为tj231四78 1) 机架中心线对输送机纵向中心线不重合度不应超过 3 毫米； 2) 中间架支腿的不铅垂度或对建筑物地面的不垂直度不应超过 3； 3) 组装中间架应符合下列要求： 中间架在铅垂面内的不垂直度不应超过长度的 1； 中间架接头处左右、高低的偏移均不应超过 1 毫米； 中间架间距 l 的偏差不应超过毫米，相对标高不应超过间距的 2； 5 . 1 托辊横向中心对输送机纵向中心线的不重合度不应超过 3 毫米； 5）拉紧滚筒在输送带连接后的位置，应根据拉紧装置的形式、输送带芯材质、 带长和起、制动要求确定，一般应符合下列要求： a 对垂直或车式拉紧装置，往前松动行程不应小于 400 毫米，往后拉紧行程应为 往前松动行程的 1.5 至 5 倍。 b 对绞车或螺旋拉紧装置，往前松动行程不应小于 100 毫米。 组装清扫装置应符合下列要求： a 刮板清扫面应与胶带接触.其接触长度不应小于带宽的 35。 b 回转式清扫刷子的轴线应于滚筒平行，刷子应与胶带接触，其接触长度不应小 于 90。 6.2 电器及安全保护装置 安全保护装置是在输送机工作中出现故障能进行监测和报警的设备，可使输送机 系统安全生产，正常运行，预防机械部分的损坏，保护操作人员的安全。此外，还便 于集中控制和提高自动化水平。 (1) 电气及安全保护装置的设计、制造、运输及使用等要求，应符合有关国家标 准或专业标准要求，如 iec439低压开关设备和控制装置 ；gb4720装有低压电器 的电控设备 ；gb3797装有电子器件的电控设备 。 (2) 电气设备的保护：主回路要求有电压、电流仪表指示器，并有断路、短路、 过流(过载)、缺相、接地等项保护及声、光报警指示，指示器应灵敏、可靠。 (3) 安全保护和监测；应根据输送机输送工艺要求及系统或单机的工况进行选择， 常用的保护和监测装置如下： a输送带跑偏监测：一般安装在输送机头部、尾部、中间及需要监测的点，轻 度跑偏量达 5带宽时发出信号并报警，重度跑偏量达 l 0带宽时延时动作，报警、 正常停机。 b打滑监测：用于监视传动滚筒和输送带之间的线速度之差，并能报警、自动 22 张紧输送带或正常停机。 c超速监测：用于下运或下运工况，当带速达到规定带速的 l15l25时报警 并紧急停机。 d沿线紧急停机用拉绳开关，沿输送机全长在机架的两侧每隔 60m 各安装组 开关，动作后自锁、报警、停机。 e其他料仓堵塞信号、纵向撕裂信号及拉紧、制动信号、测温信号等，可根据 需要进行选择。 6.3 胶带跑偏处理 带式输送机经常会遇到胶带跑偏问题，对于托辊槽角为 30 的胶带机的胶带跑偏 有几种原因： 胶带本身弯曲不直或