机械设计与制造专业毕业论文td型皮带输送机设计

摘 要本次毕业设计是关于带式输送机的设计。首先对输送机作了简单的概述；接着分析了带式输送机的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的输送机各主要零部件进行了校核。普通型带式输送机由六个主要部件组成：传动装置，机尾和导回装置，中部机架，拉紧装置以及胶带。最后简单的说明了输送机的安装与维护。目前，胶带输送机正朝着长距离，高速度，低摩擦的方向发展，近年来出现的气垫式胶带输送机就是其中的一个。在胶带输送机的设计、制造以及应用方面,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距,国内在设计制造带式输送机过程中存在着很多不足。本次带式输送机设计代表了设计的一般过程, 对今后的选型设计工作有一定的参考价值。 关键词：带式输送机；选型设计；主要部件AbstractThe design is a graduation project about the belt conveyor used in coal mine. At first, it is introduction about the belt conveyor. Next, it is the principles about choose component parts of belt conveyor. After that the belt conveyor abase on the principle is designed. 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 conveyors 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; Electrotype Design; main parts 目 录前 言11 带式输送机的概述21.1 带式输送机的应用21.2 带式输送机的经济效益比较41.3 带式输送机的分类61.4 各种带式输送机的特点71.5 带式输送机的发展状况81.6 带式输送机的工作原理92 带式输送机的设计计算112.1 已知带式输送机的原始数据112.2 带式输送机的计算112.2.1 输送带宽度的计算112.2.2 张力的逐点计算122.2.3 功率的计算142.2.4 胶带核算152.2.5 允许垂直核算152.2.6 电动机功率的计算153减速器的设计计算183.1 传动装置的运动和动力参数183.1.1 确定电动机转速183.1.2 各轴转速计算193.1.3 各轴输入功率193.1.4 各轴输入转矩213.2 齿轮的设计223.2.1 高速级齿轮223.2.2 低速级齿轮243.3 各轴的计算273.3.1 初算轴径273.3.2 输入轴的设计计算273.3.3 中间轴的设计计算283.3.4 输出轴的设计计算294 输送带部件的选用314.1 输送带314.2 输送带的修复324.3 输送带安全规范344.4 传动滚筒354.5 托辊354.5.1 托辊的选型354.5.2 托辊的校核384.6 制动装置404.7 改向装置404.8 拉紧装置414.8.1 拉紧装置的分类414.8.2 常见的拉紧装置424.8.3 拉紧装置的作用434.8.4 张紧装置在使用中应满足的要求435 其他部件的选用445.1 机架与中间架445.2 卸料装置455.3 清扫装置455.4 头部漏斗495.5 电气及安全保护装置506 总结51致 谢52参考文献53前 言带式输送机是连续运行的运输设备，在冶金、采矿、动力、建材等重工业部门及交通运输部门中主要用来运送大量散状货物，如矿石、煤、砂等粉、块状物和包装好的成件物品。带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备相比，不仅具有长距离、大运量、连续输送等优点，而且运行可靠,易于实现自动化、集中化控制,特别是对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。特别是近10年，长距离、大运量、高速度的带式输送机的出现，使其在矿山建设的井下巷道、矿井地表运输系统及露天采矿场、选矿厂中的应用又得到进一步推广。选择带式输送机这种通用机械的设计作为毕业设计的选题，能培养我们独立解决工程实际问题的能力，通过这次毕业设计是对所学基本理论和专业知识的一次综合运用，也使我们的设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练。已知原始数据和工作条件：1.带式输送机 L=250m；2输送物料：煤，粒度0-100毫米，动堆积角；3输送量：Q=800吨/时；4 工作环境：露天；5 尾部给料，导料槽长3米。头部有弹簧清扫器，尾部有空段清扫器。1 带式输送机的概述1.1 带式输送机的应用带式输送机自1795年被发明以来，经过两个多世纪的发展，已被电力、冶金、煤炭、化工、矿山等各行各业广泛采用。特别是第二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，它已经可以同火车、汽车运输相抗衡，成为三足鼎立局面，并成为各国争先发展的行业。它具有一下特点：（1）结构简单。带式输送机的结构由传动滚筒、改向滚筒、托辊或无辊式部件、驱动装置、输送带等几大件组成，仅有十多种部件，能进行标准化生产，并可按需要进行组合装配、结构十分简单。（2）输送物料范围广泛。带式输送机的输送带具有抗磨、耐酸碱、耐油、阻燃等各种性能，并耐高、低温，可按需要进行制造，因而能输送各种散料、块料、化学品、生熟料和混凝土。（3）输送量大。运量可从每小时几公斤到几千吨，而且是连续不间断运送，这是火车、汽车运输望尘莫及的。（4）运距长。单机长度可达十几公里一条，在国外已十分普及，中间无需任何转载点。德国单机60公里一条已经出现。越野的带式输送机常使用中间摩擦驱动方式，使输送长度不受输送带强度的限制。（5）对线路适应性强。现在的带式输送机在越野敷设时，已从槽形发展到圆管形，它可在水平及垂直面上转弯，打破了槽形带式输送机不能转弯的限制，因而能依山靠水，沿地形而走，可节省大量修隧道、桥梁的基建投资。（6）装卸料十分方便。带式输送机可根据工艺流程需要，可在任何点上进行装、卸料，圆管式带式输送机也是如此。还可以在回程段上装、卸料，进行方向运输。（7）可靠性高。由于结构简单，运动部件自重轻，只要输送带不被撕破，寿命可长达十年之久，而金属结构部件，只要防锈好，几十年也不坏。（8）营运费低廉。带式输送机的磨损件仅为托辊和滚筒，输送带寿命长，自动化程度高，使用人员很少，平均每公里不到1人，消耗的机油和电力也很少。（9）基建投资省。火车、汽车输送的坡度都太小，因而延长米大，修建的路基长。而带式输送机一般可在20以上，如用圆管式90都能上去，又能水平转弯，大大节省了基建投资。另外，通过合理设计也可大量节约基建投资。现国外带式输送机每公里成本费为100万300万美元，国内为人民币500万元，其中输送带占整机成本的3050。随着化学工业的发展，输送带成本将进一步下降。（10）能耗低、效率高。由于运动部件自重轻，无效运量少，在所有连续式和非连续式运输中，带式输送机耗能最低、效率最高。（11）维修费少。带式输送机运动部件仅是托辊和滚筒。输送带又十分耐磨。相比之下，火车、汽车磨损部件要多得多，且更换磨损件也较为频繁。（12）应用领域广阔，市场巨大。根据调查，我国现有带式输送机约200万台，其中，锅炉上媒约40万台；煤矿120万台；火力发电厂167座，每厂约3km，折合1万台；建材厂和水泥厂6千个，平均每厂50台，共计30万台；港口码头约1万台，不包括卸船机和散货装船机等。而当作环保机械的圆管式带式输送机在火力发电厂中的除灰系统的潜力更大。综上所述，带式输送机的优越性已十分明显，它是国民经济中不可缺少的关键设备。加之国际互联网络化的实现，又大大缩短了带式输送机的设计、开发、制造、销售的周期，使他更加具有竞争力。1.2 带式输送机的经济效益比较 如上所述，带式输送机的市场是广阔的，它的各种经济技术指标如表11表14所示：表1-1 中国铁路、公路和带式输送机运输的经济性比较表项 目平均坡度/（）基建费经营费能耗指标/（万元m1）倍数/（万元（tm）1）倍数/（kwh（tm）1）倍数铁路运输24590.0052660.0137公路运输460.61.430.0114550.00543带式输送机运输15900.40.7510.0009310.001871注：根据鞍山矿山设计院1986年的调查结果表12 德国槽形带式输送机和铁路、卡车、有轨电车基建费比较表项目槽形带式机铁路有轨电车卡车从矿山到港口距离/km10.4623.510.4617.38每吨公里运费/万元1.00.582.291.30每吨的相对运费/万元1.01.300.810.79相对基建投资比例1.01.130.810.97注：燃化通讯，1897年表13 德国卡车和带式输送机设备投资和运费比较表距离/km带式输送机设备投资费用/万元卡车设备投资费用/万元带式输送机运费/（元（tkm）1）卡车运费/（元（tkm）1）21319.52334.50.45721.82741928.52740.50.32431.01562537.53004.40.27960.751183146.53288.60.24360.6293103791.13451.00.22740.5481注：燃化通讯，1897年表14 中国山西铝厂龙门山石灰石矿带式输送机与电机车、卡车运输方案比较表运输方式运距/km1988年预算/（元t1）1988年成本/（元t1）年运费/万元带式输送机（钢芯胶带）1.20.2750.8140电机车方案1.10.3050.9195卡车方案1.22.43.0600注：连续输送技术，1987年第3期 由上表数据可以看出，在相同运输条件下，使用带式输送机作为运输工具成本最低、运费最省、经济效益最高。1.3 带式输送机的分类带式输送机分类方法有多种，按运输物料的输送带结构可分成两类，一类是普通型带式输送机，这类带式输送机在输送带运输物料的过程中，上带呈槽形，下带呈平形，输送带有托辊托起，输送带外表几何形状均为平面；另外一类是特种结构的带式输送机，各有各的输送特点。其简介如下：1.4 各种带式输送机的特点（1）QD80轻型固定式带输送机 QD80轻型固定式带输送机与TD型相比，其带较薄、载荷也较轻，运距一般不超过100m，电机容量不超过22kw。（2）DX型钢绳芯带式输送机 它属于高强度带式输送机，其输送带的带芯中有平行的细钢绳，一台运输机运距可达几公里到几十公里。（3）U形带式输送机 它又称为槽形带式输送机，其明显特点是将普通带式输送机的槽形托辊角由3045提高到90使输送带成U形。这样一来输送带与物料间产生挤压，导致物料对胶带的摩擦力增大，从而输送机的运输倾角可达25。（4）管形带式输送机 U形带式输送带进一步的成槽，最后形成一个圆管状，即为管形带式输送机，因为输送带被卷成一个圆管，故可以实现闭密输送物料，可明显减轻粉状物料对环境的污染，并且可以实现弯曲运行。（5）气垫式带输送机 其输送带不是运行在托辊上的，而是在空气膜(气垫)上运行，省去了托辊，用不动的带有气孔的气室盘形槽和气室取代了运行的托辊，运动部件的减少，总的等效质量减少，阻力减小，效率提高，并且运行平稳，可提高带速。但一般其运送物料的块度不超过300mm。增大物流断面的方法除了用托辊把输送带强压成槽形外，也可以改变输送带本身，把输送带的运载面做成垂直边的，并且带有横隔板。一般把垂直侧挡边作成波状，故称为波状带式输送机，这种机型适用于大倾角，倾角在30以上，最大可达90。（6）压带式带输送机 它是用一条辅助带对物料施加压力。这种输送机的主要优点是：输送物料的最大倾角可达90，运行速度可达6m/s，输送能力不随倾角的变化而变化，可实现松散物料和有毒物料的密闭输送。其主要缺点是结构复杂、输送带的磨损增大和能耗较大。（7）钢绳牵引带式输送机 它是无际绳运输与带式运输相结合的产物，既具有钢绳的高强度、牵引灵活的特点，又具有带式运输的连续、柔性的优点。1.5 带式输送机的发展状况目前带式输送机已广泛应用于国民经经济各个部门，近年来在露天矿和地下矿的联合运输系统中带式输送机又成为重要的组成部分。主要有：钢绳芯带式输送机、钢绳牵引胶带输送机和排弃场的连续输送设施等。这些输送机的特点是输送能力大(可达30000t/h)，适用范围广(可运送矿石，煤炭，岩石和各种粉状物料，特定条件下也可以运人)，安全可靠，自动化程度高，设备维护检修容易，爬坡能力大(可达16)，经营费用低，由于缩短运输距离可节省基建投资。目前，带式输送机的发展趋势是：大运输能力、大带宽、大倾角、增加单机长度和水平转弯，合理使用胶带张力，降低物料输送能耗，清理胶带的最佳方法等。1.6 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。带式输送机组成及工作原理如图1-1所示，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。图1-1 带式输送机简图1-张紧装置 2-装料装置 3-犁形卸料器 4-槽形托辊 5-输送带 6-机架 7-动滚筒 8-卸料器 9-清扫装置 10-平行托辊 11-空段清扫器 12-清扫器输送带1绕经传动滚筒2和机尾换向滚筒3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5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。2 带式输送机的设计计算2.1 已知带式输送机的原始数据1.带式输送机 L=250m；2输送物料：煤，粒度0-100毫米，动堆积角；3输送量：Q=800吨/时；4 工作环境：露天;5 尾部给料，导料槽长3米。头部有弹簧清扫器，尾部有空段清扫器。2.2 带式输送机的计算 2.2.1 输送带宽度的计算 根据 已知Q=800吨/时，=0.6吨/米3。选取带速=3.15米/秒；k=470；得c=1.0；=0.94.得：米 ， 选取B=1000毫米的胶带，于是查表2-1知，满足块度要求。表2-1 各种带宽适用的最大块度(mm)带宽5006508001000120014001600最大块度1001502003003503503502.2.2 张力的逐点计算设带式输送机各点的张力如下所示，则得各点张力关系如下： 弹簧清扫器阻力：公斤得：改向滚筒阻力系数得：空载段运行阻力：有Z=58.取Z=5；取上下胶层厚（3+1.5）毫米；得公斤/米，得公斤，下托辊间距米所以，得：公斤/米得。代入上式得：公斤空段清扫器阻力：公斤得：改向滚筒阻力系数。得：改向滚筒阻力系数得导料槽阻力： 公斤物料加速阻力：因为 公斤/米所以 公斤承载段运行阻力：得公斤；得米，故公斤/米得故公斤得： 根据式采用光面传动滚筒，得代入上式得： 则：，所以 公斤公斤2.2.3 功率的计算传动滚筒轴功率为：电动机功率为，其中，所以应选JO2924电动机，额定功率为75Kw2.2.4 胶带核算求得胶带最大张力为2887公斤，查表，当B=1000毫米，Z=5层时，胶带的最大允许张力为3110公斤，所以满足最大张力要求。2.2.5 允许垂直核算承载段最小张力必须满足： 而承载段最小张力：公斤，故满足要求。2.2.6 电动机功率的计算拉紧力：公斤负载起动时，电动机功率才能满足起动功率要求。静功率 公斤。已知，代入上式得 千瓦动功率 已知L=250米，公斤/米。，查电动机技术数据表， 公斤/米2。按下式计算：已知公斤/米，公斤/米；选用传动滚筒D=1000毫米，尾轮D=800毫米，曾面轮两个，D=350毫米，得公斤。将以上数据代入上式求 公斤/米再将以上数据代入; 取,查电动机技术数据表， ，不大于，原选JO2924电动机，额定功率为75Kw，小于负荷起动功率121Kw，故不能满足负荷起动时的要求。试改选JO2934电动机，额定功率100Kw，公斤/米2 ， 根据这些数据重新计算： 所以还是不能满足，再选JS1154电动机， JS1154电动机额定功率大于126Kw，所以满足要求，故选JS1154电动机，额定功率为135Kw，转速1475转/分。3减速器的设计计算3.1 传动装置的运动和动力参数选择的运动简图如图3-1图 3-13.1.1 确定电动机转速，并且通过法兰盘与中间轴相连，则传动装置总传动比，其中：为高速级传动比，为低速级传动比，且，取，则有：，3.1.2 各轴转速计算电动机轴 I轴 II轴 轴 中间轴 3.1.3 各轴输入功率由表3-1，滚动轴承效率，8级精度齿轮传动（稀油润滑）效率，滑块联轴器效率表 3-1 各轴效率类别传动形式效率圆柱齿轮传动很好跑合的6、7级精度（稀油润滑）0.98-0.998级精度的一般齿轮传动（稀油润滑）0.979级精度（稀油润滑）0.96加工齿的开式传动（干油润滑）0.94-0.96铸造齿的开式传动0.90-0.93圆锥齿轮传动很好跑合的6、7级精度（稀油润滑）0.97-0.988级精度的一般齿轮传动（稀油润滑）0.94-0.97加工齿的开式传动（干油润滑）0.92-0.95铸造齿的开式传动0.88-0.92续表 3-1类别传动形式效率蜗杆传动有自锁性的普通圆柱蜗杆传动（稀油润滑）0.40-0.45单头普通圆柱蜗杆传动（稀油润滑）0.70-0.75双头普通圆柱蜗杆传动（稀油润滑）0.75-0.82三头和四头普通圆柱蜗杆传动（稀油润滑）0.80-0.92带传动平带开式传动0.98V带传动0.96链传动滚子链传动0.396齿形链传动0.97摩擦传动平摩擦轮传动0.85-0.92卷绳轮传动0.95轴承（一对）滚动轴承（球轴承取大值）0.99-0.995滑动轴承（液体摩擦取大值，润滑不良取小值）0.97-0.995联轴器浮动联轴器（滑块联轴器等）0.97-0.99齿式联轴器0.99弹性联轴器0.99-0.995万向联轴器0.95-0.98续表 3-1类别传动形式效率减（变）速器单级圆柱齿轮减速器0.97-0.98两级圆柱齿轮联轴器0.95-0.96单级NGW型行星齿轮减速器0.95-0.98单级圆锥齿轮减速器0.95-0.96两级圆锥圆柱齿轮减速器0.94-0.95无级变速器0.92-0.95电动机轴 I轴 II轴 III轴 中间轴 3.1.4 各轴输入转矩电动机轴 I轴 II轴 III轴 中间轴 将以上算得的运动和动力参数列入下表3-2： 表 3-2 各轴输入转矩电动机轴I轴II轴III轴中间轴转速n（0562.3062.30功率（）70.068.666.263.962.6转矩（）453.22444.162508.279795.269595.99传动比15.8524.181效率0.9790.9650.9650.983.2 齿轮的设计3.2.1 高速级齿轮 A. 选择材料及确定许用应力 因要求结构紧凑故采用硬齿面的组合小齿轮用20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度为5662HRC，;大齿轮用20Cr渗碳淬火，齿面硬度为5662HRC，; 取取B. 按轮齿弯曲强度设计计算 齿轮按8级精度制造。取载荷系数K=1.3（表113），齿宽系数（表116）.小齿轮上的转矩 齿数 取 ，则，取。实际传动比。齿形系数 。得。由图119得。因 故应对小齿轮进行弯曲强度计算。法向模数 Mm取。中心距 取 齿轮分度圆直径 齿宽 取 C. 验算齿面接触强度故，安全。D. 齿轮的圆周速度选8级制造精度是合宜的。主要尺寸：分度圆直径 ， 中心距 3.2.2 低速级齿轮A. 选择材料及确定许用应力 因要求结构紧凑故采用硬齿面的组合小齿轮用20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度为5662HRC，;大齿轮用20Cr渗碳淬火，齿面硬度为5662HRC，; 取取B. 按轮齿弯曲强度设计计算齿轮按8级精度制造。取载荷系数K=1.3，齿宽系数（表116）.小齿轮上的转矩 齿数 取 ，则，取。实际传动比。齿形系数 。得。由图119得。因 故应对小齿轮进行弯曲强度计算。法向模数 Mm取。中心距 取 齿轮分度圆直径 齿宽 取 C. 验算齿面接触强度 故，安全。D. 齿轮的圆周速度对照表112，选8级制造精度是合宜的。主要尺寸： 分度圆直径 ， 中心距 3.3 各轴的计算3.3.1 初算轴径选取轴的材料为45#钢调质处理，c=112，高速轴：，根据联轴器参数选中间轴：，低速轴：，根据联轴器参数选3.3.2 输入轴的设计计算A. 轴的结构设计 1)轴上零件的定位，固定和装配两级展开式圆柱齿轮减速器中可将齿轮安排在箱体两侧，齿轮由由轴肩定位，套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩定位，轴承两端分别用端盖密封与固定。采用过渡配合固定。 2)确定轴各段直径和长度I段： 长度取II段: 初选用型滚动球轴承，其内径，外径，宽度考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定，为此,故II段长：III段 :安装轴承的轴肩定位， 段直径长度 段直径. 长度该轴段安装高速小齿轮，齿轮分度圆直径为，可以判断,因此，该齿轮为齿轮轴。VI段安装轴承的轴肩定位, VII段 该段为支撑段，取初选用6213型滚动球轴承，其内径，外径,宽度3.3.3 中间轴的设计计算轴的结构设计 1)轴的零件定位，固定和装配齿轮的一端用轴肩定位，另一段用套筒固定，传力较方便。两端轴承常用同一尺寸，以便加工安装与维修，为便于装拆轴承，轴承上轴肩不宜太高。轴承两端分别用端盖密封与固定。 2)确定轴的各段直径和长度I段：取初选型滚动球轴承，其内径为，外径为，宽度为。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，则取套筒长，则该段长。II段：安装高速大齿轮段长 直径。III段：固定II段齿轮轴肩取 IV段：取 该轴段安装低速小齿轮，齿轮分度圆直径为，安装轴径为，可以判断,因此，该齿轮为齿轮轴。齿轮距III段轴径。V段： 轴承选型滚动球轴承，内径,外径，宽度3.3.4 输出轴的设计计算A. 轴的结构设计 1)轴的零件定位，固定和装配两级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承非对称分布，齿轮右面用轴肩定位，左面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承依次从右面装入。 2)确定轴的各段直径和长度初选型深沟球轴承，其内径为，大径,宽度为。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，则取套筒长为，则I段长，II段安装齿轮段长度为，,轴肩定位为，III段，IV段取套筒长为，初选型深沟球轴承，其内径为，大径，宽度为，故此段长，V段，VI段，。4 输送带部件的选用4.1 输送带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。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。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。4.2 输送带的修复 橡胶输送带在使用过程中难免发生各种破损，例如运料过程中混入的各种条状利器，如电焊条、钢钎等，随时可能嵌入输送带造成纵向撕裂（尤其易发生在圆管形输送带和钢丝绳芯输送带上），或者使用机械皮带口脱落、托辊破损、钢丝绳芯外露以及下料档边破损等，致使输送带跑偏，均可造成输送带纵向撕裂。 使用橡胶修补剂修补上述缺陷是比较容易的，比硫化修补快而经济。橡胶修补剂为预聚基化合物，常温下是双组分液体，按比例混合后自硫化成聚氨酯橡胶，室温下固化成形，与输送带、金属体粘结良好，本体具有高弹性、高耐磨性和高韧性。 橡胶修补剂修补纵向撕裂的橡胶钢芯带十分有效，但不能作为粘结剂使用。对于输送带表面局部破损在直径不大于带宽的1/5时输送带仍有足够的整体强度，用修补液可以修补而不漏料。 修补工艺分为三步：（1）表面处理表面处理的目的是使修补剂同输送带骨架更好地粘结。将破口打磨粗糙成6090坡口，并清净表面，这是修补成功的关键所在。操作上要根据破损情况，切割成不同的割坡口，如图4-1所示,最好用砂轮打磨，用清洗液（如丙酮之类）进行清洗后保洁。图41 表面处理（2）调胶修补选用成液体状的修补剂，按比例将树脂和固化剂进行混合，搅拌均匀，涂抹在坡口中。一般固化时间为几分钟到十几分钟，必须在固化前完成修补工作，坡口应大一些，使修补剂能把未破损的覆盖胶粘上。（3）养生固化修补剂在坡口中发生自硫化，获得其理化性能和与基体的粘结效果，一般在常温下为几小时至几天，最初几小时为基本硫化，可达到完全固化的7080程度，一天即24h可达到90。环境温度升高，则固化时间显著缩短，放在冬季室外施工时需加保温或加温固化措施。输送带的连接和修复可以采用剥层机、开口机、削边机、打磨机、烘胶机等机械化、自动化工具，国内均有生产。随着纳米技术的应用，发现了陶瓷MM-合成橡胶95，可以立即修复损坏的输送带；MM-SS钢陶瓷可以修复机架、滚筒等的裂缝。4.3 输送带安全规范 国家在GB1 478493带式输送机安全规范中，对输送带部件做了明文规定，现将有关输送带的安全规范摘编如下： （1）输送机必须按物料特性与输送量要求选用，不得超载使用，必须防止堵塞和溢料，保持输送畅通。 （2）输送带应有适合特定的载荷和输送物料特性的足够宽度。 （3）输送带必须有足够的强度，严禁以低强度代替高强度输送带。 （4）输送带芯体外露必须及时修补，如芯体锈蚀、断裂、断段、腐蚀，必须更换损坏区域。（5）宜设输送带初期损坏检测装置和防跑偏装置。（6）运行中输送带着火时，应先停机再灭火。（7）安装输送带后，不允许用火、电焊机加工机架。（8）煤矿用阻燃带接头检验规范应按MT 318-92行业标准执行。其机接接头使用寿命不得低于10万转，胶粘接头使用寿命不得低于25万转。4.4 传动滚筒图4-2 驱动滚筒结构示意图滚筒长度计算：已知带宽B1000，传动滚筒直径为1000，滚筒长度比胶带宽略大，一般取（100200）取B1=1100mm4.5 托辊4.5.1 托辊的选型托辊通常用无缝钢管制成外壳，其壁厚为0.1mm，轴为2045钢制成，但也使用PVC管材、玻璃钢、橡胶、陶瓷管做外壳，后几种好处是耐腐蚀，不生锈，密度小，除玻璃钢外承载负荷比钢管低。还有用铸石、木材做托辊外壳的，运转效果也好。轴套和密封零件用高精度的冲压件制作。托辊轴承注入长效润滑油，保证修理前的使用期达到3年或18000h，与轴承的寿命相当。轴承部件采取不同的密封级别。直径为89mm和108mm的托辊一般采用单列迷宫式密封；直径为133mm的托辊有两种密封形式，一种是单列迷宫式密封，适用于严重污染和含尘量很高的作业条件；直径为159mm的托辊具有双列冲制密封件，适用于带宽为800mm、1000mm及1200mm的重型输送机，以及带宽为1400mm、1600mm、1800mm和2000mm的标准型输送机。影响托辊寿命的主要因素是托辊承受的载荷及输送带速度。托辊的设计就是，要保证在工作条件下托辊的寿命在3年以上。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。槽形托辊上托辊选用槽型托辊，下托辊为平行托辊。为了防止和克服输送带跑偏现象，上分支隔一段距离设置一组槽型调心托辊，下分支隔一段距离设置一组平行调心托辊。在受料出为了减少对输送带的冲击，选用缓冲托辊。其结构简图如下：缓冲托辊a)橡胶圈式 b)弹簧板式托辊间距：托辊间距的布置应遵循胶带在托辊间所产生的挠度尽可能小的原则。胶带在托辊间的挠度值一般不超过托辊间距的2.5。在装载处的上托辊间距应小一些，一般的间距为300600mm，而且必须选用缓冲托辊，下托辊间距可取25003000mm，或取为上托辊间距的两倍。 在有载分支头部、尾部应各设置一组过渡托辊，以减小头、尾过渡段胶带边缘的应力，从而减少胶带边缘的损坏。过渡托辊的槽角为与两种，端部滚筒中心线与过渡托辊之间的距离一般不大于8001000mm。选型：该设计采用槽形托辊用于输送散粒物料的带式输送机的上分支，最常用的由三个棍子组成的槽形托辊。由原始尺寸B1000mm，取托辊图号为TD4C1, 托辊直径D为108mm。采用图号为TD4C9的缓冲托辊；结构型式为橡胶圈式，托辊直径选为108mm。下托辊采用平行型托辊图号为TD4C3,托辊直径为108mm托辊的间距设计由带宽B1000mm，取上托辊间距为1400mm，下托辊间距为3200mm。表4-1 常用的托辊阻力系数工作条件平行托辊槽型托辊室内清洁、干燥、无磨损性尘土0.0180.02空气湿度、温度正常,有少量磨损性尘土0.0250.03室外工作,有大量磨损性尘土0.0350.044.5.2 托辊的校核上托辊的校核所选用的上托辊为槽形托辊，其结构简图如图4-3：图4-3 槽形托辊结构简图 1）承载分支的校核 得，上托辊直径为108mm，长度为315mm，轴承型号为4G204，承载能力为4400N，大于所计算的，故满足要求。 2）动载计算承载分支托辊的动载荷：式中：运行系数，查表2-36，取1.2；冲击系数，查表2-37，取1.04；工况系数，查表2-38，取1.00。则：故承载分支托辊满足动载要求。4.6 制动装置对于倾斜输送物料的带式输送机，其平均倾角大于时，当满载停车时会发生上运物料时带的逆转和下运物料时带的顺滑现象，从而引起物料的堆积、飞车等事故，所以应设置制动装置。制动器是用于机器或机构减速使其停止的装置，有时也能用作调节或限制机构的运行速度，它是保证机构或机器安全正常工作的重要部件. 输送机向上运输时，在停车时需防止输送带的反向倒退，此时的制动一般称为逆止。向下运输时，在停车时需防止输送带的正向前进，此时称为制动。输送机应根据其工作条件设计制动装置（逆止装置）。作用在传动滚筒所需的制动力（或逆止力）应按照输送机水平、上运和下运三种情况分别确定。 因为本设计是水平带式输送机，不需要制动装置4.7 改向装置带式输送机采用改向滚筒或改向托辊组来改变输送带的运动方向。改向滚筒可用于输送带、或的方向改变。一般布置在尾部的改向滚筒或垂直重锤式的张紧滚筒使输送带改向，垂直重锤张紧装置上方滚筒改向，而改向以下一般用于增加输送带与传动滚筒间的围包角。改向滚筒直径有250、315、400、500、630、800、1000mm等规格选用时可与传动滚筒直径匹配，改向时其直径可比传动滚筒直径小一档，改向或时可随改向角减小而适当取小12挡。本次设计采用4个直径400mm的改向滚筒,改向180，改向托辊组是若干沿所需半径弧线布置的支承托辊，它用在输送带弯曲的曲率半径较大处，或用在槽形托辊区段，使输送带在改向处仍能保持槽形横断面。输送带通过凸弧段时，由于托辊槽角的影响，使输送带两边伸长率大于中心，为降低胶带应力应使凸弧段曲率半径尽可能大一般按织物芯带伸长率为%、钢绳芯带为0.2计算4.8 拉紧装置4.8.1 拉紧装置的分类拉紧装置的可分为固定式拉紧装置和自动式拉紧装置两大类；A. 固定式拉紧装置 固定式拉紧装置分重力拉紧装置和刚性拉紧装置。重锤式、水箱式都属于重力拉紧装置。重力式拉紧装置始终使输送带初拉力保持恒定，在启动制动时会产生上下振动，但惯性力很快消失。刚性拉紧装置有螺旋拉紧、手动或电动拉紧装置等几种，它们的拉紧力是固定不变的，不能自动调整。在安装后，拉紧一次可运行一段时间，但还要收紧一次，以消除蠕变。B. 自动式拉紧装置带式输送机是恒定转矩的，因此输送带拉力是固定的，自动测力拉紧装置以拉紧力作为反馈信号随着时间变化设定拉力，进行比较，并随时调整拉紧装置的改向滚筒的位移。如启动时会自动加大拉紧力，运转时恢复恒定拉力，对延长输送带寿命十分有利。4.8.2 常见的拉紧装置常见的拉紧装置有以下几种：（1）螺旋式拉紧装置拉紧滚筒的轴承座安装在带有螺母的滑动架上，滑动架可在尾架的导轨上移动。当旋转螺杆时，可使滑动架带动拉紧滚筒一同前进或后退，以调节输送带的张力。螺旋式拉紧装置结构简单，但是拉紧力的大小不易掌握，工作过程中拉紧力不能保持恒定，一般用于机长小于80m、功率较小的输送机。（2）车式拉紧装置拉紧滚筒固定在小车上，通过重锤的重力牵引小车，从而达到张紧输送带的作用。这种拉紧装置的优点是拉紧力恒定，能自动补偿输送带的伸长，适用于长距离固定式带式输送机。（3）垂直式拉紧装置利用重锤重力可使拉紧滚筒沿垂直导轨移动产生拉紧力，它能保证输送带在各种运动状态下有很定的牵引力，可以自动补偿输送带的伸长，适用于长距离固定式带式输送机。其缺点是需要有足够的空间放置拉紧滚筒、重锤和要保证拉紧所需的行程，因此在空间受限的条件下无法使用。（5）钢丝绳绞筒式拉紧装置利用钢丝缠绕在绞筒上，将输送带拉紧。一般绞筒都是经过涡轮减速器来带动。这种方式在带式输送机上广泛地使用。4.8.3 拉紧装置的作用拉紧装置的作用是：保证输送带在传动滚筒的绕出端（即输送带与传动滚筒的分离点）有足够的张力，能使滚筒与输送带之间产生必须的摩擦力，防止输送带打滑；保证输送带的张力不低于一定值，以限制输送带在各支撑托辊间的垂度，避免撒料和增加运动阻力；补偿输送带在运转过程中产生的塑性伸长和过渡工况下弹性伸长的变化。4.8.4 张紧装置在使用中应满足的要求A. 布置输送机正常运行时，输送带在驱动滚筒的分离点具有一定的恒张力，以防输送带打滑。 B. 布置输送机在启动和停机时，输送带在驱动滚筒的分离点具有一定恒张力，比值一般取1.31.7（可以通过设计计算不小于启动系数进行确定）。 C. 保证输送带承载分支和回空分支最小张力处的输送带下垂度不应超过标准规定值（GB/T171191997，规定：输送带下垂度为两组托辊间距的1/100。而MT/T4671996规定为1/50）。D. 补偿输送带的塑性伸长和过渡工况下弹性伸缩的变化。E. 为输送带接头提供必要的张紧行程。F. 在工况过渡过程中，应能将输送带中出现的动力效应减至最小限度，以防损坏输送机。 本次设计选用螺旋拉紧装置。5 其他部件的选用5.1 机架与中间架 输送机的机架随输送机类型的不同而不同，有落地式和吊挂式，而落地式又有钢架落地式和绳架落地式，吊挂式有钢架吊挂式和绳架吊挂式等种类。本皮带运输机是属于DT型固定式，选用钢架落地式机架。该种机架机身机构简单，节省钢材，安装、拆卸方便，不易跑偏等特点。中间架用于安装托辊。标准长度为6000mm，非标准长度为30006000mm及凸凹弧段中间架；支腿有I型(无斜撑)、H型(有斜撑)两种。中间架和中间架支腿全部采用螺栓联接，便于运输和安装。中间架为螺栓联接的快速拆装支架，它由钢管、H型支架、下托辊、和挂钩式槽形托辊组成，是机器的非固定部分，钢管作为可拆卸的机身，用弹性柱销架设在H型支架的管座中。柱销固装在钢管上，只是打入的位置适当转动钢管，就能方便地从管座中抽出或放入中间架作为输送机架的一部分，输送机架的选型即决定了中间架的型式图5-1 中间架5.2 卸料装置 带式输送机可以在末端卸料，也可在中间卸料，前者不需专门的卸料装置，后