〔大学论文〕DX型钢丝绳芯式带式输送机设计（含word文档） .pdf

摘要 带式输送机自它诞生以来，经过 200 多年不断完善和改进，已进入电力， 冶金，煤炭，化工，矿山，港口等各行各业之中。其机构简单，输送物料范 围广，输送量大，运距长，对线路适应性强，装卸料十分方便，可靠性高， 营运费低廉，基建投资省，耗能低，效率高，维修费少。 本设计为 dx 型钢丝绳芯式带式输送机，采用机头双滚筒驱动，在保证 滚筒不发生打滑的前提下来传递较大的功率，降低输送带的张力和提高使用 寿命。文中根据第二滚筒围包角用足，依此算出输送机的各种参数，进行结 构设计。 由于倾角较大， 按第二滚筒围包角用足进行等驱动功率单元法分配， 本设计采用1:1分配，得出尾部张力最小，根据布置原则，张紧装置一般布 置在输送带张力最小处，所以本文采用重载车式张紧装置进行张紧。如今， 带式输送机正向长距离、高带速、大功率、大运量的大型化方向发展，使其 在煤炭行业得到广泛应用。 关键词带式输送机双滚筒驱动张紧 abstract the belt conveyer with continue development and improvement has entered all trades and professions such as power, metallurgy, coal, chemical engineering, mine and port since being born for more than 200 years. its construction is simple , it is broad to transport stock scope, it is big to transport quantity, the length of haul distance has strong adaptability for line, handling material is very convenient, reliability ishigh , it can reduce investment in basic construction, high efficiency, low maintenance cost. the design is dx model core type belt conveyer of wire rope, themachine header adopts two cylinder drives ,in guarantee cylinder do not occur the prerequisite with slippery dozen transmit greater power, reduce raising the tension of belt conveyer and improve service life. in writing according to second cylinder surround bale angle use enough, according to this various parameters that make conveyer finally, carry out structural design. since inclination is greater, according to second cylinder wait for drive with foot power unit law distribution, this design adopts 1: 1 is distributed , it is minimum to reach tail tension, basis arrange principle, tension station arranges normally, is in the tension minimum place of conveyer belt , so, this paper use the burden vehicle tension equipment to tighten. now belt conveyers development towards to long distance, high belt speed, great power and high transportation, and the advantage of this kind of conveyer realizes easily, make extensive application in coal industry. keywordbelt conveyertwo cylinder drivetight 目录 摘要.i abstract.ii 第 1 章绪论.1 1.1 前言.1 1.2 带式输送机的发展史1 1.2.1 国外带式输送机的发展.1 1.2.2 国内带式输送机的发展.2 1.2.3 国内外带式输送机的差距.2 1.2.4 带式输送机的发展趋势.3 1.3 带式输送机的分类3 1.4 带式输送机的特点及应用4 第 2 章 带式输送机的整体设计方案. 5 2.1 方案的确定 5 2.2 工作原理.7 第 3 章带式输送机的主要部件与功能.10 3.1 输送带.10 3.1.1 输送带的发展.10 3.1.2 输送带的种类及差异.10 3.1.3 输送带的要求. 11 3.1.4 钢丝绳芯输送带.11 3.2 拉紧装置.12 3.2.1 拉紧装置的作用.12 3.2.2 拉紧装置的分类及特点.12 3.3 托辊.14 3.3.1 托辊的结构及作用.14 3.3.2 托辊的选择. 14 3.4 清扫装置16 3.4.1 清扫器的作用.16 3.4.2 清扫器的形式.16 3.5 传动滚筒、改向滚筒17 3.5.1 传动滚筒的分类.17 3.5.2 改向滚筒的选取.18 3.5.3 环形胀套. 19 3.6 机架的设计与选取20 3.6.1 机头探架. 20 3.6.2 中间支架. 20 第 4 章 带式输送机的设计计算21 4.1 设计参数.21 4.2 根据实际输送量计算带宽21 4.3 运行阻力.23 4.4 牵引力及运行功率28 4.5 输送带张力计算29 4.6 输送带强度验算31 4.7 滚筒直径的确定31 4.8 驱动装置的选型及计算.32 4.8.1 电动机的选型.32 4.8.2 液力偶合器的选型.32 4.8.3 减速器的选型.33 4.8.4 联轴器的选型.36 4.8.5 制动器的选型及计算.37 4.9 拉紧力计算 40 4.10 托辊的选取 41 4.10.1 静载荷计算41 4.10.2 动载荷计算43 结论.45 致谢.46 参考文献.47 附录 149 附录 256 第 1 章绪论 1.1前言 带式输送机自 1795 年被发明以来，经过两个世纪的发展，已被电力、 冶 金、煤炭、化工、矿山、港口等各行业广泛采用。特别是第三次工业革命带 来了新材料、新技术的采用，使带式输送机的发展步入了一个新纪元。当今， 无论从输送量、运距、经济效益等各方面来衡量，以成为全国争先发展的行 业。随着我国工业生产自动化程度的不断提高，带式输送机这一类古老、经 济适用而又现代化的连续输送机械，是国民经济中不可缺少的关键设备 1。 1.2带式输送机的发展史 皮带运输机有着 200 多年的发展史， 影响深远。 自 1972 年圆管胶带输送 机诞生后就在国外迅速普及， 到 2004 年已有700 余种运输机在世界各地生产 并使用。进入 21 世纪，我国发明了可伸缩、可升降的圆管胶带输送机；气垫 式圆管胶带输送机；中摩式圆管胶带输送机和圆管胶带输送机用高温耐热胶 带、无缝托辊组 12。 1.2.1 国外带式输送机的发展 国外带式输送机技术发展的很快，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；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。 1.2.2 国内带式输送机的发展 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品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。 1.2.3 国内外带式输送机的差距 1.大型带式输送机核心技术上的差距 .长距离、 大功率带式输送机的技术关键是动态设计与监测， 它是制约 大型带式输送机发展的核心技术。 .长距离大运量带式输送机由于功率大、 距离长且多机驱动， 必须采用 软起动方式来降低输送机制动张力，特别是多电机驱动时。 2.技术性能上差距 .装机功率。我国工作面顺槽可伸缩带式输送机最大装机功率为 kw2504，国外产品可达kw974，国产带式输送机的装机功率约为国外 产品的%4030，固定带式输送机的装机功率相差更大。 .运输能力。我国带式输送机最大运量为3000t/h，国外已达5500t/h。 .最大输送带宽度。我国带式输送机为1400mm，国外最大为1830mm。 .自移机尾。 随着高产高效工作面的不断出现， 要求顺槽可伸缩带式输 送机机尾随着工作面的快速推进而快速自移。但对机尾自移的要求是一样的 既要满足输送机正常工作时防滑的要求，又要满足在输送机不停机的情况下 实现快速自移。 .高效储带与张紧装置。我国采用封闭式储带结构和绞车张紧为主， 张 紧小车易脱轨，输送带易跑偏，输送带伸缩时，托辊小车不自移，需人工推 移，检修麻烦。国外采用结构先进的开放式储带装置和高精度的大扭矩、大 行程自动张紧设备，托辊小车能自动随输送带伸缩到位。输送带不易跑偏， 不会出现脱轨现象。 3.可靠性、寿命上的差距 .输 送 带 抗 拉 强 度 。 我 国 生 产 的 织 物 整 芯 阻 燃 输 送 带 最 高 为 2500n/mm，国外为3150n/mm。钢丝绳芯阻燃输送带最高为4000n/mm，国 外为7000n/mm。 .输送带接头强度。我国输送带接头强度为母带的%6550，国外达 母带的%7570。 .托辊寿命。我国输送机托辊寿命为 2万h，国外托辊寿命95万h， 国产托辊寿命仅为国外产品的%4030。 4.控制系统上的差距 .驱动方式。 我国为调速型液力偶合器和硬齿面减速器， 国外传动方式 多样，如 boss 系统、cst 可控传动系统等，控制精度较高。 .监控装置。 .输送机保护装置。 1.2.4 带式输送机的发展趋势 .设备大型化、提高运输能力。 .设备开机率的高与低主要取决于元部件的性能和可靠性。 .扩大功能，一机多用化 1.3带式输送机的分类 1.传送机的分类方法很多,按外形分，带式输送机可分为 .平行和槽形带式输送机。我国现行标准是dt和75td 型带式输 送机有固定式和移动式两大类。 .夹带式带式输送机。该机实际上是两个槽形带式输送机相扣在一起， 即在普通槽形带式输送机再加上一条压带，各有一套驱动装置驱动，或者共 用一套。 .波纹挡边斗式输送机。在平行橡胶带再冷粘或硫化上波纹挡边在两 边， 中间隔一段用橡胶隔板分开成斗形。 在转弯处用压轮压住波纹挡边外缘， 它能垂直提升，适用于散料干料，如料湿便会卸不干净，故机头处装有振打 器。 .波纹挡边袋式输送机。施加上是用许多橡胶袋串联在一起，袋口向内 翻，外形如波纹挡边输送机。 .吊装式蛋管形带式输送机。物料装入输送带后，输送带两边合拢成立 式椭圆形，将输送带两边吊挂于小滑车上，滑车装在工字纵梁上，用钢丝绳 牵引滑车拖动输送带运动，在机头和机尾处均设有大转盘，使输送带打开或 合拢，有如上山缆车装置。驱动装置也装在机头。 .固定式圆管形带式输送机。该机输送带卷成圆管型运料，可在拖辊上 运行，也可在瓷辊上运行，所以称为固定式1。 2.按驱动方式分，带式输送机又可分为三大类 .有辊式， 输送带全由托辊支撑运转。 .无辊式，输送带靠气垫、磁垫、水垫支撑运转。 .直线驱动方式，将电动机驱动变为直线电动机驱动方式，转子线圈放 在带内，钉子线圈放在带外，当转子运转时输送带也就运动了1。 1.4带式输送机的特点及应用 带式输送机是有挠性牵引构件的连续运输机械，具有结构简单，输送物 料范围广，输送量大，运距长，对线路适应性强，装卸料十分方便，可靠性 高，营运费低廉，基建投资省，能耗低，维修费少等特点，广泛应用于化工、 煤炭、冶金、建材、电力、轻工、粮食及交通运输等部门 18。 第 2 章带式输送机的整体设计方案 2.1方案的提出 随着现代化大型煤矿矿井的发展，煤矿井下用带式输送机在向大功率、 大运量、长距离方向发展，本设计为dx型钢丝绳芯式带式输送机，与普通 带式输送机相比其特点如下： .单机运输距离长。 带式输送机的运输长度主要取决于胶带的抗拉强度。普通胶带受其抗拉 强度的限制，不能满足长距离运输的要求，而钢丝绳芯胶带的拉伸强度大， 抗冲击好，寿命长，使用伸长小，成槽性好，耐曲挠性好，适于长距离运输。 运输能力大。钢绳芯胶带内的钢绳柔软且为纵向排列，放在托辊上的成槽性 好，因此它的生产率高，运输能力大。只要适当的提高带速，增大带宽，生 产率将会急剧上升。 .经济效果好。 钢绳芯胶带输送机比汽车、火车的爬坡能力大，故能缩短运输距离，减 少基建工程量和投资，缩短施工时间。 .结构简单。 .使用寿命长。 钢绳芯胶带为单层结构，故柔软，弹性好，耐冲击，弯曲疲劳小，工作 时更能适应在托辊上运行。同时因为单机长度长，在同样使用年限中胶带受 冲击，受弯曲次数少，因此使用寿命长，一般可达十年左右。 .运行速度大。 在运输量相同的条件下，可减小带宽，节省投资。带式输送机按外形分 为平行和槽形带式输送机、夹带式输送机、波纹挡边斗式、波纹挡边袋式、 吊装式蛋管形、固定式圆管形。按驱动方式分为有辊式、无辊式、直线驱动 方式。 本设计采用固定槽形带式输送机， 并且全程输送带全由托辊支撑运转。 带式输送机从整体看，有头部驱动、头尾驱动和多驱动三种类型。由于 本设计用于井下向上运输，选择头部驱动，并且由设计参数m800=l可知本 输送机比较长，所以选择头部双滚筒驱动即两部电动机、液力偶合器、减速 器、联轴器等。也就是两个滚筒各用一台电动机，称之为双滚筒分别驱动。 双滚筒驱动功率分配的原则有张力最小分配和比例分配两种。 （a）（b） （c） 图 2-1驱动装置布置示意图 a头部驱动：b头尾驱动：c多驱动 张力最小分配是指传递一定的牵引力，输送带的张力最小。按照此原则 分配的优点是，传递一定的牵引力时，使输送带张力最小，有利于输送带运 行，但缺点是很难选到合适的电动机，且两滚筒所用的电动机功率不同、减 速器不同、设计和使用不便。 比例分配是将比例将总功率分到两个滚筒上，通常采用 1：1 和 2：1 两 种。按照 2：1 分配是将相遇点一侧的滚筒 1 的功率按两倍于滚筒 2 分配， 按 这种方法分配的优点是滚筒即可使用相同的电动机、减速器及有关设备，又 可充分发挥滚筒 1 的摩擦牵引力。 传递同样牵引力时， 所需输送带的张力大。 缺点是滚筒 1 需要两套电动机和减速器，占地面积大。按照 1：1 分配是两滚 筒功率相同，各为总功率的 0.5，这种分配的优点是电动机、减速器及有关 设备完全一样，运转维护方便。 因此本设计采用双滚筒分别驱动，并且按照等功率驱动单元法进行 1： 1 分配。 2.2工作原理 dx型钢丝绳芯式带式输送机属于高强度带式输送机，适用于散状物料 大运量和长距离的输送，可输送松散密度 3 2.5t/m0.5 =的物料。其工作原 理如图 2-2 所示，其主要组成部分是：胶带，托辊，传动滚筒，拉紧装置， 制动器及头尾清扫装置。输送带绕经头部双滚筒驱动、改向滚筒、拉紧滚筒、 导料滚筒连接成封闭环形，用张紧装置将它们张紧，在驱动装置的驱动下， 靠胶带与驱动滚筒之间的摩擦力，使输送机连续运转，从而达到将货物由一 个地方运到另一个地方的目的。 图 2-2钢丝绳芯带式输送机工作原理图 1胶带；2传动滚筒；3换向滚筒；4托辊；5拉紧装置 dx型钢丝绳芯式带式输送机是大运量、倾角较大、长距离、胶带张力 很大的矿山首选，主要用于平巷、斜井。根据我的设计参数以及应用范围本 设计采用两套传动装置，其作用是将电动机的转矩传给胶带，使胶带连续运 行的装置，由电动机、传动滚筒、液力偶合器、减速器和联轴器等组成。由 于本设计是长距离、大功率、高带速的输送机，满足电动机无载起动，输送 带的加、减速度特性任意可调，能满足频繁起动的需要，过载保护，并且各 电动机的负荷均衡。 图 2-3机头部 图 2-3 位机头部，包括电动机、液力偶合器、减速器、联轴器、传动滚 筒等，其中液力偶合器置于电动机和减速器之间，用花键连接，联轴器置于 减速器和传动滚筒之间用花键连接起来。是通过电动机的输出轴将其动力通 过液力偶合器传递给减速器输入轴，用弹性柱销齿式联轴器将减速器输出轴 与传动滚筒的输入轴连接起来，靠滚筒与输送带的摩擦传递牵引力，将电动 机的动力传递给胶带，由于输送带式挠性牵引构件，滚筒驱动的带式输送机 依靠输送带与滚筒间的摩擦传递牵引力。为增大滚筒的摩擦牵引力可以从以 下三个方面着手： 加大输送带的拉紧力，以增大输送带在驱动滚筒分离点的张力。 增加围包角。 增加摩擦系数，在驱动滚筒表面包覆高摩擦材料。 图 2-4机身部 图 2-4 为 机身部由中间架和托辊组成， 中间架是刚性的具有斜撑的支腿 组成。托辊是承托输送带，使输送带的垂度不超过限定值，保证输送机平稳 运行并且通过尾部张紧装置将其拉紧把物料从一个地方运到另一个地方，中 间机身每十组设置7组正常 o 35 槽形托辊，2组 o 35 槽形前倾托辊，一组锥形 上调心托辊，防止跑偏。 图 2-5机尾部 图 2-5 为机尾部，尾部接料处布置缓冲托辊，起缓冲作用以减少对输送 带的压力，保护输送带，延长其使用寿命。尾部用重载车拉紧利用自身重力 和重物进行拉紧，接收物料将物料运到头部导料滚筒将物料卸下。 头部安装重锤清扫器，尾部安装回程清扫器将输送带清扫干净，延长输 送带、滚筒等的使用寿命。本设计为大运量、长距离、输送带张力大，所以 在头部和尾部均放置过渡段， 过渡段就是布置过渡托辊的地方， 本文选用 o 20 过渡托辊。 第 3 章带式输送机的主要部件与功能 3.1输送带 输送带在带式输送机中既是承载机构又是牵引机构，它不仅要有承载能 力，还要有足够的强度。 3.1.1 输送带的发展 输送带最初是由传送带发展而来， 早在 1768 年就已被发现， 但它是帆布 带。1858 年出现了增强骨架，1868 年出现了两层骨架的橡胶输送带，1892 年才解决了橡胶输送带成槽能力，后来又发明了合成纤维，将棉与尼龙或聚 酯纱合捻作经线，提高了输送带的成槽性和强度。随后发明了钢丝绳芯阻燃 带。 3.1.2 输送带的种类及差异 输送带是由芯体和覆盖层构成，芯体要承受拉力，覆盖层保护不受损伤 和腐蚀。芯体的材料有织物和钢丝绳两类。织物芯体有多层帆布粘合的及整 体编织的两种。织物芯体的材质有棉、尼龙和聚酯。覆盖层的材料有橡胶和 塑料两种。钢丝绳芯输送带属于橡胶输送带。 整体编织芯体的输送带与多层粘合的相比，强度相同时，整编芯体的厚 度小，柔性好，耐冲击性好、使用中不会发生层间剥落，但是伸长率高，使 用时需要有较大的拉紧行程。钢丝绳芯体是由许多柔软的细钢丝绳相隔一定 间距排列，用与钢丝绳有良好粘合性的胶料粘合而成，见图 3-1 所示。钢丝 绳芯输送带的强度高，抗冲击性和抗弯曲疲劳性能好；伸长率小，需要的拉 紧行程小。 3.1.3 输送带的要求 通过上述， 本设计采用钢丝绳芯式输送带 ， 而输送带的寿命由输送的物 料和使用条件决定，对输送带的要求是： .有足够的抗张强度和模量，伸长率低； .度和宽度要满足各行各业的需要； .有柔性，但伸长率有一定限制； .载带的覆盖胶能满足冲击负荷的冲击和耐磨性好，耐疲劳性高。 3.1.4 钢丝绳芯输送带 钢丝绳芯带由芯胶，钢丝绳，覆盖层和边胶构成，如图 3-2 所示，其特 点是拉伸强度大，抗冲击好，寿命长，使用伸长小，成槽性好，耐曲挠性好。 适于长距离，大运程，高速度输送物料。 图 3-1钢丝绳芯体横断面 图 3-2钢丝绳芯输送带 钢丝绳芯输送带的连接，是将被连接带端两端头的钢丝绳互相搭接，用 橡胶硫化法粘结在一起，即二级错位搭接。钢丝绳芯输送带接头的硫化，应 将两个带端绳芯上的橡胶剥落并打磨干净，将两端的钢丝绳按一定的排列方 式错位搭接。在钢丝绳的间隙中加中间胶条，然后在搭接的钢丝绳上，铺中 间胶片和覆盖胶片。最后盖上上、下垫板，进行硫化。 3.2拉紧装置 3.2.1 拉紧装置的作用 拉紧装置是是输送带具有足够的张力，保证输送带和传动滚筒间产生摩 擦力使输送带不打滑，保证带式输送机正常运转必不可少的重要部件，它的 功能有： .使输送带在传动滚筒上形成正压力， 靠摩擦力将传动滚筒的圆周力传 递出来。 .限制输送带在托辊间的垂度， 防止输送带在托辊间距内过分松弛而丧 失槽形，引起物料和输送带跑偏，增加运行阻力。 .补偿输送带的弹性伸长和线粘性伸长。时间长了输送带会自动伸长， 而且在过度工况下发生永久伸长。 .为重连接头提供必要的行程。 .在长距离带式输送机中，拉紧装置对其拉力产生重大影响。 3.2.2 拉紧装置的分类及特点 拉紧装置可分为固定式拉紧装置和自动式拉紧装置两大类： .固定式拉紧装置。 固定式拉紧装置分重锤式、 重载车式、 固定绞车式。 重锤式拉紧是靠重锤及车架自身重量将滚筒车架朝下拉紧，滚筒车架在下分 支作垂直位移，拉紧力不变，适用于张力不太大的上运输送机。固定绞车式 是依据电动绞车通过滑轮组用钢丝绳牵引滚筒车架， 采用普通的拉力计控制， 不能自动控制绞车，在开机前、停机后，可以开动绞车，是车架有位移，改 变拉紧力，而在运转中绞车不开，车架无位移，但拉紧力随输送带张力变化 而自行变化，不能保持恒定，适用于水平运输或小倾角向上运输送机。重载 车式见表 3-1 所示。 .自动式拉紧装置。包括自动绞车式拉紧，它是电动绞车，通过滑轮组 用钢丝绳牵引滚筒车架，采用电磁传感器测力计给出电信号，可以在输送机 运转是自动控制绞车，在开车、停车后及运转中可以使滚筒车架有位移，拉 紧力可以变化，也可以保持恒定，适用于惯性力大，拉紧力大，并需要控制 拉紧力的输送机、下运输送机及大型水平输送机。 表 3-1 拉紧装置 型式结构特点拉紧性质拉紧力 kn 拉紧速度 m/s 适用范围 重载车 式 靠车上重块及自 重将滚筒车架朝 斜下方向拉紧 滚筒车架有位 移，但张紧力 不变 包括车重 和重块 拉紧速度快 只适用大 于 12倾 角的上运 输送机 本设计为向上运输的输送机倾角为 14 ，所以拉紧装置选用重载车式张 紧，见图 3-3 所示。 图 3-3 拉紧装置 3.3 托辊 3.3.1 托辊的结构及作用 托辊是带式输送机的重要部件，作用是支撑输送带和物料重量，主要包 括托辊轴、密封件、轴承座、棍皮、轴承等。托辊的密封形式是托辊的设计 要点，其作用是防尘、放水，使轴承有良好的工作环境。如图 3-4 所示。 图 3-4 托辊结构 1轴；2辊皮；3轴承；4轴承座；5密封圈；6内外密封圈；7挡圈 3.3.2 托辊的选择 托辊的选择与以下因素有关： 载荷的大小及特征、 输送带的宽度与速度、 使用条件、输送机的工作制度、被输送物料的性质、预定的轴承寿命、维修 制度等。 托辊按用途分有承载托辊（见图 3-5 所示） 、调心托辊（见图 3-6 所示）、 缓冲托辊（见图 3-7 所示） 。 图 3-5 承载托辊及托辊架 图 3-6 缓冲托辊 图 3-7 缓冲托辊 本设计上托辊选用 35 。槽形托辊，在头尾部安装 20过渡托辊，每十组 托辊中有一组调心托辊，两组前倾托辊，其余为正常槽形托辊，在尾部受料 处安装缓冲托辊，回程段安装平行下托辊。调心托辊的作用是用于调整输送 带跑偏，防止蛇行，保证输送带稳定运行。槽形托辊是为了增大输送带的承 载断面，将承载段的输送带用短托辊成槽形断面。下托辊是一个长托辊，因 为回程为无载段，不要求增大装载量。 3.4 清扫装置 3.4.1 清扫器的作用 输送带输送的材料往往带有粘性物质，其中一部分会粘在输送带工作面 上，在卸料时不能卸掉，粘着物料便进入空行段的下托辊上，把托辊弄脏并 年由这些附着物。物料进入托辊壳体内，从而增大轴承座上的径向载荷和轴 向载荷，使轴承快速磨损，托辊壳体粘上物料会撕裂和拉毛输送带的面胶， 加速输送带磨损毁坏。 如果粘着物进入机尾改向滚筒， 就会粘在滚筒表面上， 越粘越多，附着力也越来越大，结果造成输送机跑偏，增加输送带磨损，由 此可见输送机清扫器的作用不容忽视，对输送带、滚筒、托辊等的寿命都可 以延长。 3.4.2 清扫器的形式 提高清扫器能力的措施有很多，总的思路是使清扫器经久耐磨、具有较 高弹性、清扫效果好、避免输送带受损、延长其使用寿命。清扫器分为单刮 板式或多刮板清扫器、旋转式输送带清扫器、螺旋式清扫器、自动补偿式旋 转式清扫器、喷水器和刮水器。 本设计在机头是用重锤清扫器（见图 3-9 所示），机尾使用回程清扫器 （见图 3-10 所示） 。 此类头部清扫器安装应使从输送带上清扫下来的物料能 落人卸料溜槽内或能收集起来进行处理，一般弹簧或配重的单刮板或多刮板 清扫器应安装在输送带刚离开滚筒之后的位置上。尾部清扫器安装在输送带 刚离开滚筒之后输送带的空载段上。 图 3-8 重锤清扫器 1刮板；2压板；3清扫器架；4固定座；5重轴组件；6重锤 图 3-9 回程清扫器 1吊杆；2弹簧；3刮板；4压板 3.5 传动滚筒、改向滚筒 3.5.1 传动滚筒的分类 传动滚筒是传递带式输送机功率的圆柱形筒，是靠摩擦向输送带传递牵 引力的滚筒，是传递动力的主要部件。按驱动方式分为外驱动式，即驱动装 置放在传动滚筒外面，减速器直接同传动滚筒输入轴相联和内驱动式，即将 驱动装置全部放在传动滚筒内，又称电动滚筒。按轴承内孔大小来分，传动 滚筒可分为轻型， （孔径在mm15050） ；中型， （孔径在mm180120） ；和 重型， （孔径在mm220200） ；按外形分，传动滚筒可分为：鼓形滚筒， 用钢板卷圆焊接而成，中间部分筒径大于两边筒径约几毫米，目的是防止输 送带跑偏。叶片式滚筒是由许多横向叶片组成，目的是便于清洁输送带。 沟槽胶面滚筒，滚筒的护面开上菱形、人字形、直线形、环形、梯形。 本设计选用人字形包胶滚筒（即用机械方法包上一层橡胶） （见图 3-10、 3-11 所示） ，其目的是增大摩擦系数和便于排出粘着物料。 图 3-10 人字形包胶滚筒 图 3-11 传动滚筒结构图 3.5.2 改向滚筒的选取 改向滚筒仅作为引导输送带改变方向或者增加输送带与传动滚筒间的围 包角的圆柱形筒。改向滚筒不承担转矩，结构比较简易。改向滚筒用于改变 输送带运行方向， 由于 180 改向是一般放在尾部或者垂直拉紧装置处， 90 改 向放在垂直装置的上访，增面滚筒一般用于小于或等于 o 45 的场合。并且改 向滚筒按承载能力分轻型、中型、中型，分档直径分别为mm15050、 mm180120、mm220200，结构型式与传动滚筒一致。 本设计选用裸漏光钢面滚筒，选用180度的改向滚筒，直径分别为 mm1000和mm630的头部导料滚筒和尾轮，3个增面滚筒直径为mm400的改 向滚筒。 3.5.3 环形胀套 50 年代末以来，滚筒的幅板已采用了变截面结构，轮壳与轴之间已采用 无键连接，即环形胀套结构，简称胀套器。环形胀套分 51 zz共5种，具有 以下特点： .由于取消了键槽，轴的槽截面没有削弱，因而可降低盈利集中系数值。 .传递力矩均匀，使轴受力合理，比键连接可采用较小的轴截面。 .装配简单，轴向定位可调整，拆装维修方便。 .可改善筒体的制造工艺，降低对轮壳和轴的加工精度要求。 环形胀套的结构如图 3-12 所示： 图 3-12环形胀套结构图 它是由内外环及前后压环等组成。使用时，在螺钉拧紧力矩的作用下， 前后压环互相靠近，其锥面迫使带开口的外环涨大，内环缩小，从而使其与 轮壳和轴形成过盈配合而起到连接作用。 本设计采用3z型， 它的承载能力大， 适宜受扭矩负荷，可用于重型滚筒。 3.6机架的设计与选取 机架是承受滚筒、托辊、输送带、物料和一些清扫装置、拉紧装置的钢结 构，可以承受冲击、拉伸、压缩和弯曲应力。机架分为刚性和柔性两种。刚 性机架可作为固定式和移动式的机架。机架有四种，本设计选用刚性的，03 号 机 架 11 03 号 机 架 ， 用 于 0o 180倾 角 的 头 部 探 头 滚 筒 适 用 于 mm1400800，见图 3-13 所示。 图 3-1303 号机架 中间架包括刚性和柔性的，有斜撑支腿和无斜撑支腿的两种，本设计选 用刚性、有斜支撑的中间架，见图 3-14。 图 3-14中间机架 第 4 章带式输送机的设计计算 4.1设计参数 本系统设计的基本参数为：输送机的额定输送能力为600t/hq=，运行 速度为3.15m/sv=，输送机长度800ml=的dx型钢丝绳芯带式输送机的结 构设计。 4.2根据实际输送量计算带宽 选取输送带带宽 13 考虑采区上山的工作条件，为保证给定的运输能力，输送带上必需具有 的最大堆积横截面积 vk q f 6 . 3 =（4-1） 式中q输送量，(t/h)； 物料松散密度,( 5 t/m )，见表 4-1 1，本设计取 55 0.9 10900kg/m=； v运行速度， （m/s） ； k倾角系数，见表 4-2 18，选倾角为 14 。 表 4-1各种散状物料的特性 物料名称 松散密度 33 10 kg/m 安息角运行方向最大倾斜角 原煤0.8 1.0 o 50 oo 18 20 表 4-2倾角系数 输送机倾角m6810 1214161820 倾角系数k0.980.970.950.930.910.890.850.81 则最大堆积横截面积f vk q f 6 . 3 = 91 . 0 49006 . 3 600 = 2 m0510.= 物料的动堆积角一般是安息角的50% 70%， 由原煤的安息角为 50 （由 表 4-1 查取） ，所以动堆积角 3025=，本设计取 30=，选取输送机 的承载托辊槽角为 35 。由表三选出带宽为800mm的输送带上所以允许物料 堆积的横截面积为 2 0.07898m ，见表 4-3 1所示，此值大于计算所需的堆积横 截面积，据此选用宽度为800mm的输送带能满足需要。 表 4-3平形和三节托辊槽形输送带上最大截面积 f() 带宽)(mmb堆积角槽角 35 800 300798. 0 查表 4-4 18，带宽为 mm800的输送带，能适用于运送最大块度为mm800 的原煤。 表 4-4部分带宽适用的最大块度(m) 带宽5 . 065. 08 . 012 . 14 . 1 最大块度1 . 015 . 0 2 . 03 . 035 . 0 35 . 0 胶带宽度的计算 13 kvk q b = （4-2） 式中b带宽， （m） ； k货载断面系数，它与带面上的物料动堆积角有关，见表 4-5 20。 表 4-5货载断面系数 动堆积角 10 20 25 30 35 k 槽形 平形 316 67 385 135 422 172 458 209 496 247 则胶带宽度b kvk q b = 91 . 0 15 . 3 9 . 0458 600 =m71250. 考虑矿井的增产的能力，货载块度及胶带的性能,选用带宽为800mm的 胶带合适。 胶带宽度算出后选择标准宽度应进行块度校核见表 4-6 18。 对于原煤：2002 max +abmm6002002002=+= 可见所选带宽合适。 表 4-6各种带宽适用的最大块度（mm） 带宽5006508001000 最大块度100150200300 输送能力的验算 12 kfvq=6 . 3 max 91. 00798. 09006 . 3=930.28 t/h qq max 600t/h满足输送量的要求,通过计算,验证了所选带宽合适。 4.3运行阻力 1.主要阻力 zhu w 13 +=glqqqqw ggdzhu cos)2(（4-3） 式中q单位长度输送带上装运的物料量, （kg/m ） ； d q单位长度输送带的质量， （kg/m ） ，见表 4-7； g q 重段单位长度上分布的托辊旋转部分的质量， （kg/m ） ； g q 空段单位长度上分布的托辊旋转部分的质量， （kg/m ） ； l输送机长度， （m） ； g重力加速度， （ 2 m/s ） ，取 2 m/s8 . 9=g； w输送带在托辊上运行的阻力系数，见表 4-8； 输送机的工作倾角 14=。 其中，w由表 4-8 选取030. 0=w，由表 4-9 可以选用3000s型矿用阻燃 输送带且33.3kg/m d q=。 单位长度输送带上装运的物料量q v q q = 6 . 346 . 3 600 =41.67kg/s=（4-4） 重段、空段单位长度上分布的托辊旋转部分的质量 g q 、 g q 如下: 2 . 1 14 = = l m q g g 11.7kg/m=（4-5） 3 12 = = l m q g g 4kg/m=（4-6） 式中l重段托辊组的间距， （m） ，见表 4-9 1； g m 重段托辊组旋转部分的质量， （kg） ，见表 4-10 1； g m 空段托辊组旋转部分的质量， （kg） ，见表 4-10 1； l 空段托辊组的间距， （m） ，见表 4-10 1。 则运行阻力 zhu w +=glqqqqw ggdzhu cos)2( 030 . 0 8 . 98004 7 . 1114cos) 3 . 33267.41(+= n3228401.= 表 4-7输送带质量 输送带强度 x g，n/mm 3000 钢绳直径，mm18 . 9 上下覆盖胶厚，mm88+ 带宽bmm800 输送带每米质量)kg/m( d q 3 . 33 表 4-8阻力系数w 机型水平及上运型 工作条件 室内清洁干 燥,设备质 量良好 湿度正常,灰 尘不大,设备 质量一般 灰尘较多,输送摩 擦较大的物料,设 备质量较差 湿度大,尘大,寒冷, 使用条件恶劣,设 备质量较差 阻力系数w020 . 0 025 . 0 030 . 0 04 . 0 表 4-9上托辊间距 物料密度)kg/m(10 55 带宽mm/b 6 . 1500650800100012001400 间距120012001200 表 4-10托辊转动部分质量 托辊型式 带宽mm/b 80010001200 托辊质量 g m、 g m 上托辊铸铁座142225 下托辊铸铁座121720 上托辊间距)m(l 上托辊转动部分质量kg/m, g q 2 . 1 7 . 11 4 . 18 8 . 20 下托辊间距)m(l 下托辊转动部分质量kg/m, g q 347 . 57 . 6 2.附加阻力 fu w 对于长距离的带式输送机m80，附加阻力明显小于主要阻力，采用 将主要阻力乘一个大于1的系数c来计入附加阻力的计算，以简化运行阻力 的计算，见表 4-11 14。 表 4-11计入附加阻力的系数c值 )m( ,l100150200300400500600700800 c78 . 1 58. 145. 131 . 1 25. 120 . 1 17 . 1 14 . 1 12 . 1 3.主要特种阻力 1t w 主要特种阻力包括：由于槽形托辊的两侧辊向前倾斜引起的摩擦阻力 1b w； 在输送带的重段沿线设有导料拦板时， 物料与拦板之间的摩擦阻力 2b w。 托辊前倾的摩擦阻力 1b w sincos)( 001 +=gqqlcw qcaob （4-7） 式中 cao c槽形系数，取4 . 0； 0 承载托辊与输送带间的摩擦系数，4 . 03 . 0 0= ，取3 . 0； q l装有前倾托辊的区段长度，(m)； 侧辊轴线相对于与输送带纵轴线垂直的平面的前倾角，取 321= 。 则sincos)( 001 +=gqqlcw qcaob 321sin14cos8 . 9) 3 .3367.41(8003 . 04 . 0+= 1652.06n= 由于不设裙板，0 2 = b w 主要特种阻力 1t w 211bbt www+=006.1652+=1652.06n=（4-8） 4.附加特种阻力 2t w 清扫器的摩擦阻力 sao w包括头部和尾部摩擦阻力之和，其中头部约为 b1000700)(，尾部约为b200，所以 sao w为 8 . 010001000=bwsao800=n（4-9） 犁式卸料器的摩擦阻力 xl w kbw xl = （4-10） 式中b输送带宽,(m)； a k犁式卸料器的阻力系数，一般为n/m1500； kbw xl = 15008 . 0=n1200=（4-11） 附加特种阻力等于清扫器和犁式卸料器的摩擦阻力之和即： xlsaot www .2 +=（4-12） 1200800 +=n2000= 5.倾斜阻力 xie w 倾斜阻力是在倾斜安装的输送机上，物料提升上运要克服的重力即： sinqlgqhgwxie= 14sin8 . 980067.41=n1479034.=（4-13） 4.4牵引力及运行功率 驱动滚筒上所需的牵引力 u f是所有运行阻力之和 xiettfuzhuu wwwwwf+= 21 18 （4-14） 210 )2( ttgg wwqhgglqqqqc+ += 200006.165214.7903432.2840112. 1+= n68114495.= 带式输送机所需运行功率 0 p 带式输送机驱动滚筒上所需的运行功率，取决于牵引力和输送带的速度，即 vfp u = 0 468.114495=kw458=（4-15） 电动机功率 021 pkkpm=（4-16） 式中 m p电动机功率，(kw)； 1 k电动机功率系数，采用鼠笼型电动机时，多机驱动 4 . 125 . 1 1 =k，取3 . 1 1 =k； 2 k电动机起动方式系数，一般选取为1； 0 p传动滚筒轴功率，(kw)。 则电动机功率为： 021 pkkpm=kw4595.=（4-17） 根据电动机所需功率选取两台功率为315kw的4-yb355l型鼠笼式隔 爆电动机。其铭牌数据见表 4-12 1。 表 4-12yb系列隔爆型三相异步电动机技术数据（380v、50hz） 同步转速r/min1500 型号功 率 kw 电流 a 转速 r/min 效 率 % 功率 因数 cos 堵转 转矩/ 额定 转矩 堵转 电流/ 额定 电流 最大 转矩/ 额定 转矩 重量 kg 4-l yb3553155601480 5 . 9589 . 0 6 . 10 . 72 . 22180 4.5输送带张力计算 本设计输送机的工作系统如图 4-1 所示。 图 4-1输送机工作系统图 限制输送带下垂度的最小张力 承载分支： max 0 2 min 8 )( y gqql s g + 2 . 102 . 0 8 8 . 92 . 1) 3 . 3367.41( 2 + =（4-18） n35510.= 式中 max y输送带最大允许垂度，取02 . 0 max =y。 回程分支 max 2 0 min 8 )( y glq s g 302 . 0 8 8 . 93 3 . 33 2 =6118.88n=（4-19） 式中 max y输送带最大允许垂度，取02 . 0 max =y。 输送带工作时不打滑需保持的最小张力 1_)( 1 maxmin2 e fs u （4-20） 由于采用双滚筒驱动假设1滚筒用足，按照1:1分配，每个传动滚筒受到 最大的力的一半。 a u u k f f= 2 max 2 5 . 168.114495 =（4-21） n4785871.= 1_ 180 25 . 0 14 . 3 210 1 61.104200 min25 = e ssn4757291.=（4-22） 54 05 . 1 ss=04.60156=（4-23） hgqfss 0243 +=（4-24） 式中 2 f下分支运行阻力，(n)。 cos)( 2 +=glqqf g （4-25） 14cos8 . 980003 . 0 )4 3 . 33(+=n378512.= 则hgqfss 0243 += 14sin8 . 9800 3 . 3337.851204.60156+= n886118385509= 满足条件。 5max1 sfs u +=95.5787168.114495+=n55172367.= 其中 6 s、 7 s、 8 s、 9 s为增面滚筒的张力点，张力损失忽略不计。 4.6输送带强度验算 选用的s3000型阻燃输送带的拉断强度为n/mm3000,带宽为mm800， 安 全系数为： 18 max1 s bg m x = 55.172367 8003000 =10 9 . 13=（4-26） 由于输送带是钢丝绳芯，其安全系数为10，即所选带型合适，满足张力要求。 4.7滚筒直径的确定 根据经验公式150 d d 20 （4-27） 其中d滚筒直径,(mm)； 钢丝绳直径,(m