机械毕业设计（论文）-SDJ型可伸缩带式输送机设计【全套图纸】 .pdf

哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） i 目 录 第第 1 章章 绪论绪论 1 1.1 带式输送机的特点 1 1.2 带式输送机的分类 2 1.3 可伸缩带式输送机的简介 3 1.4 可伸缩带式输送机的分类 4 1.5 可伸缩带式输送机的研究目的 6 第第 2 章章 整机设计整机设计 . 7 2.1 散状物料的特性 7 2.2 带速的选择 7 2.3 总体布置(侧型)设计 7 2.4 滚筒匹配 10 2.5 托辊间距 10 第第 3 章章 设计计算设计计算 . 11 3.1 计算标准、符号和单位 11 3.2 原始数据及工作条件 11 3.3 输送能力和输送带宽度 11 3.4 圆周驱动力 13 3.5 输送带张力 . 16 3.6 传动滚筒轴功率 19 3.7 逆止力计算和逆止器选择 19 3.8 电动机功率和驱动装置组合 20 3.9 输送带选择计算 21 3.10 拉紧参数计算 22 3.11 凸凹弧段尺寸 23 3.12 带式输送机滚筒设计计算 24 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） ii 第第 4 章章 部件选型部件选型 . 27 4.1 输送带 27 4.2 驱动装置 27 4.3 逆止器 30 4.4 传动滚筒 . 30 4.5 改向滚筒 . 32 4.6 托辊 33 4.7 拉紧装置 . 37 4.8 清扫器 40 4.9 机架 . 41 4.10 导料槽 43 4.11 液力偶合器 . 44 4.12 dby dcy 硬齿面圆锥圆柱齿轮减速器 45 4.13 储带装置 . 46 结结 论论 49 致致 谢谢 50 参考文献参考文献 51 附录附录 . 53 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 1 第 1 章 绪论 1.1 带式输送机的特点 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、港口等各行各业广泛采用。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，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。它具有以下特点： (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、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，使输送带长度不受输送带强度的限制。 (5)对线路适应性强。现代的带式输送机在越野敷设时，已从槽型发展到圆管 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，进行反向运输。 (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 o 20 以上，如圆管式 o 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。现在国外带式 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 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 2 占整机成本的 30%35%。随着化学工业的发展，输送带成本将进一步下降。 (10)能耗底，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滚筒和托辊，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为 200 万台， 其中，锅炉上煤约 40 万台；煤矿 120 万台；火力发电厂 167 座，每厂约km3，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。而当作环保机械圆管式带式输送机在火力 发电厂中的除灰系统潜力更大。 综上所诉，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，使它更加具有竞争力。 1.2 带式输送机的分类 按外形分，带式输送机可分为： (1)平行和槽形带式输送机。 我国现行标准是-dt和75-dt型带式输送机， 有固定式和移动式两大类。越野型的带式输送机又分为直线型和弯曲型两大类。 (2)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 普通槽型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。 压带可使用泡沫塑料带、绳带和橡胶输送带。一般可达到大倾角和垂直 o 90 提升的 需要。 (3)波纹挡边斗式输送机。在平行橡胶带上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，适用于散装干料，如料湿便会卸不干净，故机头处装有振打器。 (4)波纹挡边袋式输送机。实际上是用许多橡胶袋串连在一起，袋口向内翻， 外形如波纹挡边输送机。 (5)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。由于使用滑车和工字钢，造价昂贵，沿途还 要设置立柱以便吊挂工字钢纵梁。 吊装式蛋管形带式输送机的缺点是滑车间距太长，输送带会合不拢，一般间 距在m1左右。驱动装置也过于复杂。输送带边缘带有凸缘，有平行合拢和上下错 开合拢两种结构。合拢后输送带成蛋圆形。采用吊挂的缺点是爬坡小于 o 30 ，物料 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 3 同输送带的摩擦系数越小，爬坡度越低；而且装料不能超过 50%，运输量较低。 (6)固定式圆管形带式输送机。该机输送带卷成圆管型运料，可在托辊上运行， 也可在磁辊上运行，所以称为固定式。托辊成六角形安装，有的用 6 个，有的用 4 个、3 个，而我国一般只用 2 个托辊承载。 将物料装入带中，输送带逐渐被卷成圆管形，犹如一根管线，它可以水平转 弯、垂直转弯和做三维方向线路变化。当卸料时，输送带又打开成平行，卸完料 又卷成圆形返回机尾。中国式的是输送带以平行壮返回，并能 o 90 垂直提升。 自然，将输送带卷成类似的几何形状，如三角形、扁圆形、方形均属此类。 它是当代带式输送机的发展方向。 按驱动方式分，带式输送机又可分为三大类： (1)有辊式，输送带全由托辊支撑运转。 (2)无辊式，输送带靠气垫、磁垫、水垫支撑运转。无辊式没有有辊式的阻力， 但它们都有传动滚筒来驱动。20 世纪 70 年代中期出现了中间摩擦驱动方式，即在 带式输送机中部再加若干个短带式输送机，靠输送机之间的摩擦力驱动输送带运 转，因而承载带的拉力被几台中间摩擦驱动机分担，但仍要托辊支撑。 (3)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，定子线圈放在带外，当转子运转时输送带也就运动了。 1.3 可伸缩带式输送机的简介 可伸缩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、张紧装置、储带装置等组 成。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或中间部位卸下，输送带用旋转的托棍支撑，运行阻力 小，可沿水平或倾斜线路布置。 可伸缩带式输送机是以输送带作为牵引和承载构件，通过承载物料的输送带 的运动进行物料输送的连续运输设备。其结构原理如图 1- 1 所示，输送带绕经传动 滚筒和尾部滚筒形成无极环形带，上下输送带由托辊支承以限制输送带的挠曲垂 度，拉紧装置为输送带正常运行提供所需的张力。工作时驱动装置驱动传动滚筒， 通过传动滚筒和输送带之间的摩擦力驱动输送带运行，物料装在输送带上和带子 一起运动。 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 4 1-卸载滚筒；2-传动滚筒；3-储带仓；4-尾部滚筒 图 1-1 可伸缩带式输送机结构原理图 可伸缩带式输送机一般在端部卸载，当采用专门的卸载装置时，也可在中间 卸载。在结构上与通用固定式的主要区别是增加了伸缩输送带的机构。伸缩机构 有储带、卷带、放带和机尾移动装置，中间架便于拆装。储带装置包括一组固定 滚筒和一组装在游动小车上的活动滚筒，输送带绕经两组滚筒，可通过张紧绞车， 增大两组滚筒间的距离，储带装置中卷入的输送带增多，将机尾向前移动，输送 机的运输距离就缩短，反之就增长。收放胶带装置是拆除和接入输送带的设备， 它可将拆除的输送带缠绕成卷，或将成卷输送带接入储带装置；这样便可按需要 改变输送机长度。可伸缩带式输送机也有水平式和倾斜式两种，它与桥式转载机 配合用于回采工作面的下平巷，能加快工作面推进速度，也可用于使用掘进机的 掘进工作面。 1.4 可伸缩带式输送机的分类 按机身结构分类： (1)绳架吊挂式。以悬吊在支架棚梁上的钢丝绳为机架的带式输送机称为绳架 掉挂式带式输送机，钢丝绳在一定距离内张紧锚固，上托辊为铰接式槽形托辊， 用绳卡悬挂在钢丝绳上，下托辊架设在h 形吊架上。 (2)绳架落地式。以钢丝绳为机架，钢丝绳卡在座落在巷道底版上的h 形中间 架上的输送机，称为绳架落地式带式输送机，钢丝绳在一定距离内张紧锚固，上 托辊为铰接式槽形托辊，用绳卡悬挂在钢丝绳上，下托辊架设在h 形中间架上。 (3)刚架吊挂式。以悬吊在支架棚梁上的槽钢纵梁为机架的带式输送机，上、 下托辊均安设在槽钢纵梁上。 (4)刚架落地式。已钢管纵梁为机架，纵梁架设在巷道底板h 形中间架上的输 送机，上托辊为铰接式槽形托辊，悬挂在钢管纵梁上，下托辊架设在h 形中间架 上。 按运行功能分类： 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 5 (1)近水平式() o 4。这类可伸缩带式输送机在机头传动部没有制动装置，只 能在近水平() o 4的巷道中使用，称近水平可伸缩带式输送机。 (2)缓倾斜式() o 16。 这类可伸缩带式输送机在机头传动部设有制动装置或逆 止装置，能在缓倾斜() o 16的巷道中使用，停机后可对传动滚筒进行制动，防止 逆转，称缓倾斜可伸缩带式输送机。向上输送称上运式，向下输送称下运式。 按传动方式分类： (1)单电动机传动。单电动机传动可伸缩带式输送机的传动装置由电动机、液 力偶合器、减速器及传动滚筒等部件组成，由于采用单电动机传动，2 个传动滚筒 之间必须用一对传动比为 1：1 的齿轮联系起来，使 2 个滚筒的转速相同、转向相 反。其中与驱动装置连接的滚筒称主滚筒，无驱动装置的滚筒称副滚筒。 (2)双电动机传动。双电动机传动可伸缩带式输送机的传动装置采用 2 台电动 机，分别驱动 2 个传动滚筒。由于传动滚筒直径的误差（加工误差或运转时磨损 不同，粘结煤粉等原因造成） ，电动机本身特性的差异及输送带本身的弹性都会使 2 台电动机的负荷分配不均。 一般采用液力偶合器连接， 以减缓负荷不均匀的程度。 这类可伸缩带式输送机，可取消 2 个滚筒之间的连接齿轮（1：1 齿轮） ，其传动装 置的布置方式有两种： 1)平行布置，即电动机与减速器平行装配，这种布置方式的电动机在机身的侧 面，便于维护，使用较多。 2)垂直布置， 即电动机与减速器垂直装配， 这种布置方式的电动机在机身下面， 不便维护，因此使用较少。 (3)三电动机传动。当功率较大时，可采用 3 台相同功率的电动机来驱动。它 在主传动滚筒两端各安装一套传动装置，副传动滚筒只安装一套传动装置。这种 布置方式的优点是可以根据负荷情况调节使用，即当负荷不大、不需要 3 台电机 时，可将第三套传动装置的离合器打开，只用两套传动装置工作。 按用途分类： (1)单向可伸缩带式输送机。承载输送带输送煤炭，回空输送带回空。 (2)双向可伸缩带式输送机。1)承载输送带输送煤炭，回空输送带运送掘进工 作面的支护材料。 2)采用双速电动机， 生产运煤时使用高速， 运送材料时使用低速。 3)设有半自动装料装置和自动卸料装置。 按驱动点数量分： (1)单点驱动可伸缩带式输送机。1 台可伸缩带式输送机无论驱动装置数量多 少，其驱动位置只有一处，称单点驱动可伸缩带式输送机是使用较为广泛的带式 输送机。 (2)中间助力多点驱动可伸缩带式输送机。 1 台可伸缩带式输送机设有几处驱动 位置，称多点驱动可伸缩带式输送机。多点驱动可伸缩带式输送机可以降低输送 带的牵引力，因此可使用普通编织输送带，达到减少设备、增长输送距离的目的。 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 6 综采工作面运输巷常用的多点驱动可伸缩带式输送机有两中形式： 1)直线摩擦式多 点驱动带式输送机：它是将原输送机（主机）输送下增设 1 台或多台普通带式输 送机（辅机） ，承托主机输送带同步运行，依靠输送带的摩擦以减小主机输送带的 牵引力。2)中间滚筒卸载式多点驱动带式输送机：它是在 1 台输送机的原有输送带 的中间增设驱动点，以减小输送带的牵引力。 1.5 可伸缩带式输送机的研究目的 可伸缩胶带输送机是机械化采煤工作面顺槽的主要运煤设备。其最大优点是 随工作面的推进，可灵活伸缩。该输送机也可用于掘进工作面的运输作业。 可伸缩带式输送机，主要用于煤矿井下运输大巷的连续输煤设备，分布在主 暗斜井、主井提升、上山运输、下山运输和运输大巷，也可采用综采、普采工作 面的顺槽运输或巷道掘进运输。带宽 b=6501800，倾角 oo 250，该系列产品能 充分满足水平、提升、上运、下运等条件，也可采用凸弧段、凹弧段、直线段相 互组合的输送形式，同时具有运量大、倾角大、拆装、延伸方便、维护率低、功 效大等特点，适应更多的矿井或不同的地质变化要求。 带式输送机的运输能力大、运行阻力小、耗电量低、运行平稳、运途中对物 料的破碎性小、连续运行、容易实现自动控制，因此被广泛应用在国民经济各个 部门。煤矿的井上、下运输，各种类型的带式输送机使用愈来愈多。 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 7 第 2 章 整机设计 2.1 散状物料的特性 原煤松散密度： 3 t/m9 . 0=g， 煤最大块度：mm300 max =a， 下顺槽倾角 o 3=b 。 2.2 带速的选择 根据长运距、大运量、宽度大的输送机可选择较高的带速原则，所以选择带 速：m/s2=v 2.3 总体布置(侧型)设计 2.3.1 概述 影响带式输送机总体布置(侧型)的因素有:输送机倾角、受料段和机尾长度、 卸料段、弧线段、过渡段、拉紧装置的型式和位置、驱动装置位置等。这些因素 的变化都会带来侧向布置的变化。 2.3.2 输送机倾角 输送机的输送能力随其倾角的提高而减小，因而应尽量选用较小倾角，因为 下顺槽倾角 o 3=b ，所以输送机倾角为 o 3 。 2.3.3 受料段和机尾长度 受料段应尽量设计为水平段，必须倾斜受料时，其倾角应尽量小。 物料落到输送机的受料点，应是输送带正常成槽的地方，并使导料槽处在一 种托辊槽角上，以确保受料顺利，方便导料槽的密封。 有条件时，受料段的槽角最好为 o 45 ，并在导料槽前后均配设过渡段，以更好 地消除导料槽撒料的可能性(参见图 2- 1)。 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 8 图 2-1 受料段典型布置之一例 图中尺寸 0 l 为机尾长度。 即受料中心线至尾部改向滚筒中心线间的距离， 推荐 的机尾长度为: mm35001400,1200 mm30001000,800 mm2500650,500 0 0 0 =- =- =- lb lb lb 达不到上述要求时，应根据工况对撒料的可能性作出判断，以决定是否需要 采用其他防撒料措施。中部有受料点的愉送机受料段，可参照机尾受料段的布置 方式进行设计。 2.3.4 卸料段 倾斜输送机的卸料段最好设计成水平段，尽量不采用高式头架和高式驱动装 置架，以方便操作和维修，有利于输送机头部和转运站设计的标准化。 卸料段为水平的倾斜输送机，其折点到头部滚筒中心线的距离应足够，以保 证所有过渡托辊均不在凸弧段上。 带速m/s15. 3的输送机的卸料段一般应设计为水平段。 2.3.5 弧线段 弧线段的曲率半径，根据计算确定。 凹弧段起点至导料槽的距离应足够，以保证在任何条件下，导料槽出口处的 输送带不跳离托辊或顶在导料槽的槽体上。当此距离小于 5 m 时，必须在导料槽 与凹弧起点间设置压轮(见图 2- 2)。 图 2-2 压轮安装位置 凹弧段支承上下托辊的输送机中间架或钢结构衍架亦应为凹弧。一般不宜采 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 9 取折线中间架式钢衍架，同时在托辊支座下架垫块的方法使输送带成凹弧。不得 已而用此法时，要采取相应措施保证输送带下分支成凹弧，并在输送带跳起时不 与中间架或钢衍架的横撑相碰刮。 不允许在凹弧段设置带侧辊的调心托辊组。 一般应在凹弧段靠近凹弧段起点处设置压轮。 凸弧段的输送机中间架或钢结构衍架亦应为凸弧。当凸弧长度超过 5 m，或采 用钢绳芯输送带时，输送带下分支应采用加密托辊方式成弧，不宜采用改向滚筒。 2.3.6 拉紧装置型式 因为设计要求的运距是m850=l，已属于长距离运输，所以根据长距离输送 机拉紧装置选择要求选择电动绞车拉紧装置。 2.3.7 过渡段 大运量、长距离、输送带张力大和重要的输送机一般均应设置过渡段。 头部滚筒中心线至第一组正常槽型托辊中心线的最小过渡段长度，见图 2- 3 和表 2- 1。 表 2-1 推荐的最小过渡段长度 a 带型 张力利 用率 0 0 / 各种织物芯输送带 钢绳芯输送带 90 9060 60 1000 3000 凸弧段托辊间距一般为承载分支托辊间距的 1/2。 受料段托辊间距一般为承载分支托辊间距的 1/21/3。 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 11 第 3 章 设计计算 3.1 计算标准、符号和单位 3.1.1 计算标准 关于带式输送机输送能力、输送带上物料的横截面积、运行功率和张力的计 算，均执行国家标准1989:5048199717119/idtisotgb- 连续搬运设备 带承载 托辊的带式输送机 运行功率和张力的计算。 3.1.2 符号和单位 199717119/-tgb 3.2 原始数据及工作条件 原始数据： 1、输送量：t/h500=q；2、原煤松散密度： 3 t/m9 . 0=g；3、运距：m850=l； 4、煤最大块度：mm300 max =a；5、下顺槽倾角 o 3=b。 工作条件： 井下，空气含尘量大，环境潮湿，环境温度大。 初定设计参数： 1、带宽：mm1000=b；2、带速：m/s2=v；3、上托辊间距：m2 . 1= o a；4、 下托辊间距：m3= n a；5、上托辊槽角： o 35=l；6、下托辊槽角为 o 0 ；上下托辊 径mm133。 3.3 输送能力和输送带宽度 3.3.1 输送带上最大的物料横截面积 为保证正常输送条件下不撒料， 输送带上允许的最大物料横截面积 s 按式(3- 1) 计算(按图 3- 1)。 21 sss+= (3- 1) () 6 cos 2 331 q l tg lbls-+= (3- 2) 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 12 ()() - - +=llsin 2 cos 2 33 32 lblb ls (3- 3) 式中b输送带可用宽度，m，按以下原则取值： m2b时，m05. 09 . 0-=bb； m2b时，m25. 0-=bb； m85. 005. 019 . 0=-=b； 3 l 中间辊长度，m，对于一辊或二辊的托辊组，0 3 =l，mm380 3 =l； q物料的运行堆积角，参考dt ( )a 型带式输送机设计手册 表 2- 1 中数据酌定， o 25=q； 图 3-1 等长三辊槽形截面 计算得： 2 m1227 . 0 =s。 3.3.2 输送能力 1.散状物料输送能力 已知带宽，按式(3- 4)计算输送能力: rsvkq6 . 3= (3- 4) 式中v带速，m/s； m/s2=v； k倾斜输送机面积折减系数，按dt ( )a 型带式输送机设计手册 表 3- 3 查取，99. 0=k； 计算得： ()t/h500t/h787t/h90099 . 0 21227 . 0 6 . 3=q； 满足要求。 3.3.3 输送带宽度 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 13 输送大块散状物料的输送机，需按式(3- 5)核算带宽。 2002+ ab (3- 5) 式中a最大颗粒度，mm，300=a； 80020030021000=+； 满足要求。 3.4 圆周驱动力 3.4.1 计算公式 1.所有长度(包括m80= + =c； 满足要求。 3.4.2 主要阻力 输送机的主要阻力 h f 是物料及输送带移动和承载分支及回程分支托辊旋转 所产生阻力的总和。可用式(3- 9)计算： 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 14 ()dcos2 gbruroh qqqqflgf+= (3- 9) 式中 f 模拟摩擦系数， 根据工作条件及制造安装水平决定， 一般可按dt ( )a 型带式输送机设计手册表 3- 6 查取，022 . 0 =f； l输送机长度(头尾滚筒中心距)，m，m850=l； g 重力加速度 22 m/s10m/s81 . 9 =g； ro q承载分支托辊组每米长度旋转部分重量，kg/m ，用式(3- 10)计算: 0 1 a g qro= (3- 10) 其中 1 g 承载分支每组托辊旋转部分质量，kg，从dt ( )a 型带式输送机 设计手册表 3- 7 查取，kg 9 . 18 1 =g； 0 a 承载分支托辊间距，m，m2 . 1 0 =a； kg/m75.15 2 . 1 9 . 18 = ro q； ru q回程分支托辊组每米长度旋转部分重量，kg/m ，用式(3- 11)计算: u ru a g q 2 = (3- 11) 其中 2 g 回程分支每组托辊旋转部分质量，kg，从dt ( )a 型带式输送机 设计手册表 3- 7 查取，kg 9 . 16 2 =g； u a 回程分支托辊间距, m，m3= u a； kg/m63 . 5 3 9 . 16 = ru q； b q 每米长度输送带质量，kg/m ，可按 dt ( )a 型带式输送机设计手册 表 3- 8 估计取值，kg/m25= b q； g q 每米长度输送物料质量，kg/m ，按式(3- 12)计算: v q qg 6 . 3 = (3- 12) d输送机倾角，()， o 3=d； kg/m 4 . 69 26 . 3 500 = = g q； 计算得： ()n262953cos 4 . 6925263 . 5 75.1510850022 . 0 =+= o h f。 3.4.3 附加阻力 对机长大于 80 m 的带式输送机，附加阻力 n f 明显的小于主要阻力，可用简 便的方式进行计算，不会出现严重错误。为此引人系数 c 作简化计算，则公式变 为下面的形式: stsshu fffcff+= 21 。 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 15 3.4.4 主要特种阻力 主要特种阻力 1s f 包括托辊前倾的摩擦阻力 e f和被输送物料与导料槽拦板间 的摩擦阻力 gl f 两部分，按式(3- 13)计算: gls fff+= e1 (3- 13) e f 按式(3- 14)计算： 三个等长辊子的前倾上托辊时 ()edm eee sincos 0 gqqlcf gb += (3- 14) gl f 计算： 2 1 2 2 2 bv gli f v gl rm = (3- 15) 式中 e c 槽型系数。 o 35 槽角时为 0.43； 0 m托辊和输送带间的摩擦系数，一般取为4 . 03 . 0，取35. 0 0 =m； e l 装有前倾托辊的输送机长度，m，m850= e l； e 托辊前倾角度，查dt ( )a 型带式输送机设计手册表 3- 7 取 / 231o=e； l导料槽栏板长度，m，m10=l； 1 b 导料槽两栏板间宽度， m， 可从dt ( )a 型带式输送机设计手册表 3- 11 中查取，m610 . 0 1 =b； 2 m物料与导料拦板间的摩擦系数，一般取为7 . 05 . 0，取6 . 0 2 =m； svkiv= (3- 16) 计算得： ()()n2904231sin3cos10 4 . 692585035 . 0 43 . 0 / =+= oo e f； () ()n2141 61 . 0 2 101090099 . 0 21227 . 0 6 . 0 22 2 = = gl f； ()n504521412904 1 =+= s f 3.4.5 附加特种阻力 附加特种阻力 2s f包括输送带清扫器摩擦阻力 r f 和犁式卸料器摩擦阻力 a f 等 部分，按下式计算: ars ffnf+= 32 (3- 17) 3 m=pafr (3- 18) 2 kbfa= (3- 19) 式中 3 n 清扫器个数，包括 1 个头部清扫器和 1 个空段清扫器(1 个空段清扫器相 当于 1.5 个头部清扫器)，5 . 2 3 =n； a一个清扫器和输送带接触面积， 2 m ，由dt ( )a 型带式输送机设计手 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 16 册表 3- 11 查得 2 m01 . 0 =a； p 清扫器和输送带间的压力，,n/m2一般取为 244 n/m1010103，取 24 n/m1010=p； 3 m清扫器和输送带间的摩擦系数，一般取为7 . 05 . 0，取6 . 0 3 =m； 2 k 刮板系数，一般取为n/m1500； 计算得： ()n6006 . 0101001 . 0 10 = r f； ()n150015001= a f； ()n300015006005 . 2 2 =+= s f。 3.4.6 倾斜阻力 倾斜阻力按下式计算: st f hgqf gst = (3- 20) 式中h 输送机受料点与卸料点间的高差，m；输送机向上提升时，h 取为正值； 输送机向下运输时，h 取为负值；()m 5 . 443sin850= o h。 计算得： ()n30883 5 . 4410 4 . 69= st f。 故圆周驱动力： ()n6837830883300050452629512 . 1 =+= u f 3.5 输送带张力 输送带张力在整个长度上是变化的，影响因素很多，为保证输送机的正常运 行，输送带张力必须满足以下两个条件: (1)在任何负载情况下，作用在输送带上的张力应使得全部传动滚筒上的圆周 力是通过摩擦传递到输送带上，而输送带与滚筒间应保证不打滑; (2)作用在输送带上的张力应足够大，使输送带在两组托辊间的垂度小于一定 值。 3.5.1 输送带不打滑条件 圆周驱动力 u f 通过摩擦传递到输送带上。 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 17 图 3-2 作用于输送带上的张力示意图 为保证输送带工作时不打滑， 需在回程带上保持最小张力 min2 f按式(3- 21)进行 计算: 1 1 maxmin2 - mj e ff u (3- 21) 式中 maxu f输送机满载启动或制动时出现的最大圆周驱动力，启动时 uau fkf= max ， 启 动 系 数7 . 13 . 1= a k， 取7 . 1= a k； 计 算 得 ： ()n116243683787 . 1 max = u f； m传动滚筒与输送带间的摩擦系数，由dt ( )a 型带式输送机设计手册 表 3- 12 查得35 . 0 =m； j输送带在所有传动滚筒上的围包角，rad。其值根据几何条件确定，一般 单滚筒驱动取7 . 33 . 3，折合 oo 210190=j，双滚筒驱动取7 . 7，折合 o 400=j； mj e欧拉系数，由dt ( )a 型带式输送机设计手册表 3- 13 查得= mj e3.4； 双滚筒传 oo 200200 21 +=jjj，56.114 . 34 . 3 21 = mjmjmj eee； 计算得： ()n11008 156.11 1 116243 min2 = - f 3.5.2 输送带下垂度校核 为了限制输送带在两组托辊间的下垂度，作用在输送带上任意一点的最小张 力 min f,需按式(3- 22)和式(3- 23)进行验算。 承载分支 () adm gb a h gqqa f + 8 0 min (3- 22) 回程分支 adm bu a h gqa f 8 min (3- 23) 式中 adm a h 允许最大下垂度，一般01. 0； 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 18 0 a 承载上托辊间距(最小张力处)； u a 回程下托辊间距(最小张力处)； 计算得； 承载分支 () ()n14160 01 . 0 8 10 4 . 69252 . 1 min = + f 回程分支 ()n9375 01 . 0 8 10253 min = f 3.5.3 特性点张力计算 为了确定输送带作用于各改向滚筒的合张力，拉紧装置拉紧力和凸凹弧起始 点张力等特性点张力，需按逐点张力计算法，进行各特性点张力计算。根据不打 滑条件，传动滚筒奔离点最小张力为()n11008。 令()n11008 1 =s ，据此计算各点张力结果如下表。 图 3-3 特性点张力图 表 3-1 各个特性点张力 (n） 21 ss = 11008 min243 05 . 1 回 fsss=，满足要求 11558 465 05 . 1 sss= 12136 687 05 . 1 sss= 12743 89 05 . 1 ss= 13380 ()ddsin5 . 1cos 910 glqfqqflgss brbru -+= 8880 1011 05 . 1 ss= 9324 min11承 fs=； 满足要求。 3.10 拉紧参数计算 根据特性点张力计算结果： ()n4744512743121361155811008 76320 =+=+=sssst； 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 23 3.11 凸凹弧段尺寸 3.11.1 凸弧段曲率半径计算 凸弧段最小曲率半径 1 r (见图 3- 4)按式(3- 33)计算: 钢绳芯带： ()lsin167100 1 br (3- 33) 式中b 输送带宽度，m，()m1=b； l托辊槽角，()， o 35=l。 图 3-4 凸弧段尺寸示意图 计算得： ()m8035sin1140 1 = o r 3.11.2 凹弧段曲率半径计算 输送机凹弧段的曲率半径(如图 3- 5 所示),应保证 输送机空载启动时，输送带不会从托辊上跳起，凹弧段最小曲率半径 2 r ，一 般按式(3- 34)计算: () gq f r b x 5 . 13 . 1 2 (3- 34) 式中 x f 弧段起点处输送带张力，n，()n14160 11 =sfx； b q 输送带质量,kg/m ，kg/m25= b q； g 重力加速度， 2 m/s (取为 10)； 图 3-5 凹弧段尺寸示意图 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 24 计算得： ()m80 1025 14160 42 . 1 2 = r。 3.12 带式输送机滚筒设计计算 滚筒是带式输送机的重要部件，按在输送机中所起的作用滚筒可分为传动滚 筒和改向滚筒两大类。传动滚筒的作用是将驱动装置提供的转矩传到输送带上， 改向滚筒包括用于输送带在输送机端部的改向、增加传动滚筒包角的导向滚筒、 拉紧滚筒是用于拉紧装置的导向滚筒。改向滚筒不承担转矩，结构比较简单。传 动滚筒和驱动装置相连，是带式输送机最重要的部件，驱动功率的大小往往取决 于传动滚筒表面同输送带之间的摩擦系数和输送带在该滚筒上的包角。 按驱动方式分，传动滚筒有： 1、 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。本设计选用此种结构。 2、 内驱动式，即将驱动装置全部放在传动滚筒内，此种方式又称为电动滚 筒。如果仅将减速器装入滚筒内，称为齿轮滚筒，或称为外装式减速滚筒，适用 于大功率带式输送机。 按外形分，传动滚筒可分为： 1、人字形滚筒。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。 2、片式滚筒。滚筒由许多叶片组成，目的是便于清洁输送带，此类滚筒又称 为自清扫滚筒。如果将叶片改为圆钢棒，称为棒式滚筒。自然也可以将圆柱形钢 壳上开上横槽，也可以起到自清扫作用，此类滚筒称为格栅滚筒。 3、槽胶面滚筒。滚筒的护面开上菱形、人字形、直线形、环形、梯形则分别 称为菱形护面、人字形护面、直线形护面、环形护面、梯形护面等各种护面形状 的滚筒，其目的是增大摩擦系数和便于排除黏着物料。传动滚筒护面常选用菱形 和人字形。本设计选用菱形胶面滚筒。 滚筒直径的验算 滚筒在设计和选用时，还要通过以下个种参数验算滚筒直径： （1）传动滚筒平均表面压强。传动滚筒平均表面压强不得超过允许值，滚筒 直径d的计算公式为： b f d u sf 2 = (3- 35) 式中 s 滚筒表面压强，mpa， mpa5 . 0=s； 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 25 b 带宽，mm，mm1000=b； f 围包角， （） ， o 200=f； u f 圆周力，n，n34189= u f； mm800mm680)m(68 . 0 10005 . 0200 341892 d时 ，255217=hb。 45 号 钢 的 许 用 应 力 mpa6040=s， r c40的许用应力 mpa7550=s。 为了防止覆盖胶开裂，滚筒直径大于 35 倍的带厚（上下覆盖胶最大值与芯体 厚度之和） 。 设计输送带时常需要用公式60/dnvp=将滚筒外径换算为带速，而一旦选定 滚筒直径后，公式变为：nvy= 式中v带速，m/s； 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 26 n滚筒转速，r/min，r/min48=n； y系数，04189 . 0 =y； 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 27 第 4 章 部件选型 4.1 输送带 输送带是带式输送机中的曳引构件和承载构件，是带式输送机最主要的部件， 其价格一般占整机价格的 30%-40%或以上。因而，选择适用的输送带、降低输送带 所承受的张力、保护输送带在使用中不被损伤、方便输送带的安装以及更换和维 修、延长输送带的使用寿命等成为输送机设计的核心内容。 参考新型带式输送机设计手册及设计计算结果，选用的钢芯输送带规格为： 表 4-1 钢芯输送带规格 标准规格 序号 钢丝芯直径 mm/ 间距 mm/ 输送带宽度()mm 及钢丝芯埋装条数 1000 900-st 3.10 10 95 4.2 驱动装置 驱动装置是带式输送机的原动力部分，由电动机、减速器以及高(低)速轴联 轴器、制动器和逆止器等组成。 4.2.1 驱动装置的型式 按与传动滚筒的关系，驱动装置可分为分离式、半组合式和组合式三种，如 表 4- 2。 表 4-2 驱动装置类型 类 型 代号 功率范围 kw/ 驱动系统组成 分 离 式 dcy dby y - 2.2315 联轴器 减速器 直交轴硬齿面 耦合器 联轴器 电机zl yox mll y- zsy zly y - 2.2315 联轴器 减速器 平行轴硬齿面 耦合器 联轴器 电机zl yox mll y- 半 组 合 式 yth 2.2250 减速滚筒 耦合器 联轴器 电机-yox hl y 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 28 组 合 式 t 2.255 电机电动滚筒y 驱动装置中的藕合器有限矩型和调速型两种，采用调速型液力藕合器实现带 式输送机的软启动也有很好的效果，而且特别省钱。需要时，驱动装置还可加设 制动器和逆止器。 4.2.2 驱动装置的选择 计算确定电动机功率和传动滚筒型号后，查相应的选择表可得需要的驱动装 置组合号，再根据布置型式、是否需要制动器、是否需要加配逆止器等条件，在 组合表中查得驱动装置图号及全部组成部件的型号。 因为 y - dby(dcy)适合用于布置要求特别紧凑的地方，所以为了使输送机不 占用太多的空间选择此种布置形式，即： 表 4-3 驱动装置布置 类 型 代号 功率范围 kw/ 驱动系统组成 分 离 式 dcy dby y - 2.2315 联轴器 减速器 直交轴硬齿面 耦合器 联轴器 电机zl yox mll y- 由dt ( )a 型带式输送机设计手册第七章驱动装置型谱，选择装配型式为： 图 4-1 驱动装置装配型式示意图 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 29 图 4-2 电机、液力偶合器和减速器装配示意图 表 4-4 驱动装置组合 组合号 装配型式代 号 电动机规格型号 功率kw/ 耦合器规格型号 517 4 4280-my 90 yox500 组合号 逆止器规格 型号 减速器规格型号 耦合器护罩 517 40nfa 5 .31355-dcy 56yf 表 4-5 驱动装置装配尺寸 0 a 1 a 2 a 3 a b 0 h 1 h 1974.5 2875 390 420 280 400 驱动装置 驱动装置图号 总 质 量 kg/ 代号 2386 ndq4517- dnjq-467 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 30 4.3 逆止器 在一台输送机上采用多台机械逆止器时，如果不能保证均匀分担载荷，则每 台逆止器都必须按一台输送机可能出现的最大逆转力矩来选取，同时还应验算传 动滚筒轴和减速器轴的强度。 采用多台电机驱动及大规格逆止器，应尽量安装在减速器输出轴或传动滚筒 轴上。 nfa 型逆止器由 nf 型逆止器和相应的防转座组成，其主要技术尺寸、标准 安装孔尺寸及防转座以外的外形安装尺寸均与同规格 nf 型逆止器相同。 由dt ( )a 型带式输送机设计手册第十七章驱动装置标准部件产品资料， 查得40nfa逆止器。 图 4-3 逆止器示意图 表 4-6 40nfa逆止器外形安装尺寸 (mm) 规格 min d max d min s max s d l 0 l h 40nfa 60 80 120 166 245 183 48 265 规格 0 h a 1 a 0 a b 1 b 0 b 质量kg/ 40nfa 16 250 200 18 120 75 25 55 4.4 传动滚筒 可伸缩带式输送机传动滚筒均为焊接结构件，根据其与减速器输出轴连接方 式不同，有齿联轴器连接传动滚筒、锥形轴过盈或键连接传动滚筒两种，此外， 引进的波兰带式输送机曾使用过过热保护装置传动滚筒。 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 31 传动滚筒的承载能力扭矩与合力，根据计算结果确定。 传动滚筒应为铸胶表面，选用人字形铸胶表面时应注意使人字刻槽的尖端顺 着输送方向（如图 4- 4 所示） ，菱形铸胶表面适用于可逆运转的输送机。 图 4-4 滚筒胶面与输送方向的关系示意图 由dt ( )a 型带式输送机设计手册第六章查得传动滚筒主要技术参数和尺 寸如下： 图 4-5 传动滚筒示意图 表 4-7 传动滚筒技术参数和尺寸 代号 mm/d 许用扭矩 mkn/ 许用合 力 kn/ 轴承型号 转动惯量 2 mkg/ 质量 kg/ 图号 10080.3 800 27 160 22232 81.8 1375 ()zy a 307100 主要尺寸mm/ a l 2 l d k m n 1600 1150 900 150 250 200 105 q p h h 1 h b 0 d 520 640 200 60 158 36 30m 哈尔滨石油学院本科生毕业设计（论文） 32 4.5 改向滚筒 改向滚筒根据计算出的合力进行选择。 与输送带承载表面接触的改向滚筒一般应选用光面铸胶的表面，而只与输送 带非承载面接触的改向滚筒在大多数情况下亦应是光面铸胶的，只是在传动功率 较小，输送物料较清洁时才选用光面滚筒。 改向滚筒： 图 4-5 改向滚筒示意图 由特性点张力计算和dt ( )a 型带式输送机设计手册第六章查得改向滚筒 主要技术参数和尺寸如下表： 表 4- 8 改向滚筒技术参数和尺寸 mm/b mm/d 许用合力 kn/ 轴承型 号 光面 胶面 转动惯量 2 mkg/ 质量 kg/ 转动惯量 2 mkg/ 质量 kg/ 1000 630 168 22232 34 1180 38.5 1214 800 168 22232 73.3 1313 81.8 1365 mm/d 主要尺寸mm/ 图号 a l 1 l q p 630 1600 1150 1800 520