机械毕业设计（论文）-可伸缩式皮带给料机设计【全套图纸】.doc

中国矿业大学2008届本科毕业设计 第101页1 绪论全套图纸，加153893706可伸缩带式给料机是以胶带兼作牵引机构和承载机构的一种运输设备，它由许多零部件和具有某些特殊功能的装置组成。由输送带，托辊，机架，驱动装置，拉紧装置，储带装置，清扫装置，伸缩装置等重要组成部分，它们的结构和工作原理对带式输送机整体特性影响很大。因为带式给料机的给料量大，运输平稳，所以被广泛的应用于各种散料集散地的生产现场。1.1可伸缩带式给料机的用途用传统的皮带机给汽车、火车、轮船装煤炭及其它物料时，由于机尾滚筒位置固定，卸载滚筒始终出在一个位置，使皮带机不能在原处一次性装满货物，所以要用车辆必须来回倒货调车，变换位置才能装满车，这样既耽误时间又耗费能源，另外由于托辊夹角小使皮带机倾角只能为17度，给一些高大容器装载带来很多的困难。本设计的目的是设计一可伸缩式大倾角皮带机，在卸载滚筒处设置有可伸缩的液压支柱使皮带可延长或缩短，给装车带来方便，由于托辊之间夹角增大使皮带机倾角可达到25度。1.2给料机械的特点、分类和应用1.2.1连续输送机械的特点给料机械是以形成连续物流方式沿一定线路输送货物的机械。其特点是连续运动。与具有间歇动作的起重机械比较具有以下优点：1输送能力大。可不间断地连续输送贷物，其装载和卸载都是在输送过程中不停顿的情况下进行。同时由于不经常起动和制动，故可采用较高的工作速度。2结构比较简单。输送机械沿一定线路全长范围内设置并输送货物，动作单一，结构紧凑，自身质量较小，造价较低。因受载均匀，速度稳定，工作过程中所消耗的功率变化不大。在相同输送能力的条件下，输送机械所需功率一般较小。3输送距离可以较长；不仅单机长度日益增加，且可由多台单机组成长距离的输送线路，便于实现程序化控剐和自动化操作。其缺点是：1通用性较差；每种机型一般只适用于输送一定种类的货物。2.必须沿整条输送线路布置。输送线路一般固定不变。在输送线路变化时往注要按新的线路重新布置在需要经常改变装载点及卸载点的场合，必须将输送机安装在专门机架或臂架上，借助它们的移动来适应作业要求。3.大多不能自动取料。除少数连续输送机能从堆料中取料外，大多要靠辅助设备-除少效连续输遂机能自行从料堆中取料外，大多要靠辅助设备供料。4不能输送笨重的大件物品，不宜输送质量大的单件物品或集装容器。1.2.2连续输送机械的分类连续输送机械在国民经济各部门被广泛应用，种类也非常繁多：连续输送机械可打为机械式和流体式两大类，如图1-1。图1-1连续运输机械的种类1机械式机械式输送机械是依靠工作构件的机械运动进行输送。按其结构形式不同可分为有挠性牵引构件的、无挠性牵引构件和连续装卸机械。（1）有挠性牵引构件的输送机械有挠性牵引构件的输送机的特点是：物料放在牵引构件上或牵引构件连续的承载构件上，利用牵引机构的连续运动来输送物料。这类输送机械除具有牵引机构件、承载构件、驱动装置、张紧装置以外，一般还具有装载、卸载、改向等装置，它包括带式输送机、斗式提升机、板式输送机、刮板输送机、埋刮板输送机、悬挂输送机、自动扶梯等，它们分别采用输送带或链条作为牵引构件。（2）无挠性牵引构件的输送机械无挠性牵引构件的输送机械的特点是：利用工作构件的旋转运动或往复运动是货物在封闭的管道或料槽移动。它们输送货物的工作原理各自根本不同，且共性的零件也很少，如螺旋输送机、振动给料机、滚柱输送机等。2流体式流体式输送机则是利用空气或水等流体的动力通过管道进行输送，如气力输送机和液力输送装置等。1.2.3连续输送机械的应用范围输送机械在国民经济的各个部门中得到了广泛的盈盈，已经遍及各个行业。在重工业 及及交通运输部门组要用于输送大宗散粒物料；在现代生产企业中，输送机械是生产过程中组成有节奏的流水线作业所不可缺少的设备，通过输送机械的应用实线车间运输和加工安装过程的机械化，并实现程序化和自动化；在食品、化工、轻纺等许多部门，输送机械往往不单纯进行物料输送，还在输送的同时进行某些工艺处理，在大型工程项目的施工工地，输送机械可用来搬运大量土方和建材物料；在机场，港口，输送机械还用来输送旅客和行李。带式输送机是以带条作为牵引构件和承载构件的连续余数机械，它可供输送各种各式各样的散货和件杂货物，输送带长度可达数公里（国外最长的钢丝绳牵引胶带输送机长度达14.6km），也有不超过数米长的小型带式输送机，也称为给料机。带式输送机是散货码头的最主要的也是比较理想的输送设备，应用最为广泛。斗式提升给料机是用于垂直或大倾角输送粉状、颗粒状及小块物料的连续运输机械，不仅广泛用于堆场、仓库和矿井、还可用它来卸船和卸车。板式给料中的链板输送机的结构和工作原理与带式输送机相似，其主要区别在于，刮板输送机用链条作为牵引构件，用对接的或搭接的平形板或槽形板等构件作为承载构件的输送机械。适用于输送散粒或成件货物，并在输送中可完成各种工艺流程或工艺操作。埋刮板给送机，在无端的链条上相隔一定距离固定以块刮板，链条和刮板在封闭的矩形断面管道内运动，由加料口导入管内的物料被刮板带动。工作时，刮板和链条完全埋在物料中，用来水平或垂直输送物料。埋刮板输送机结构简单，尺寸，重量也较小，输送线路布置灵活。但对输送物料有一定要求，不宜输送大块的、容重较大的、粘结性和磨损性大而不允许破碎的物料。螺旋给料机，是借助带有螺旋片的转动轴在一封闭的料槽内旋转，将物料退役而进行输送的机械。由于装入料槽物料的受到本省重力及对料槽的摩擦力作用，而不和螺旋一起旋转，只沿料槽向前运移，其情况好像不能旋转的螺母沿螺杆做直线运动一样。在垂直的螺旋输送机中，物料是靠离心力和对槽壁所产生的摩擦力而向上运移的。螺旋输送机结构简单，横截面尺寸小，密封性能好，便于中间装料和卸料，操作安全方面，制造成本低。但输送过程中物料易破碎，零件易磨损，消耗功率大。螺旋输送机可用于短距离（一般小于40m）输送各种粉状、粒状、小块物料，也可作为其他输送机的供料辅助机械，或作为螺旋卸料车的主要组成部分。棍子给送机，是在机架上装有棍子组，并由动力带动部分或全部棍子转动，货物依靠转自棍子与货物接触表面的摩擦力来输送。这种输送机多用于袋装货物或软包装的件货。气力输送机能从车厢或船舱内的任意角落自动吸取散料物料和散粮卸车、卸船的主要机械设备。在实际应用中，除了采用各种通用的输送机和特种输送机以外，往往还根据生产作业的需要，将各种输送机安装在不同结构形式并且具有多种工作结构的机架或门架上构成某种专用机械。以港口的散粒物料连续装卸船为例，我国的各个散粒物料出口专业化码头均装备了以带式输送机为主体的散粒物料装船系统；而在散粒物料进口专业化码头均装备了以各种输送机为主体的散粒物料装船系统；例如在散粮码头卸船作业的双带式卸船机、埋刮板卸船机、气力吸粮机等；用于化肥卸船作业的螺旋卸船机；用于煤炭卸船作业的链斗卸船机；用于卸驳船作业的悬链式链斗卸船机。这些散粒物料连续装卸机械的迅速发展开拓了输送机械新的发展领域。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、港口等各行业广泛应用。特别是第三次工业革命带来了新材料、新计算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，它的明显优势，使它成为各国争先发展的行业。1.3带式给料机的发展历史及发展趋势带式给料机是一种小型的带式输送机，可伸缩带式给料机是一种为适应具体应用情况下的的小型带式输送机，其原理和连续运输机械中的带式输送机原理一样，都是利用胶带与滚筒的摩擦力来运输物料。1.3.1带式输送机的发展历史1880 年德国的LMG 公司设计的一台链斗挖掘机尾部带一条蒸汽驱动的带式输送机。1896 年美国纽约发表了鲁宾斯为带式输送机的发明人。应当承认在二十世纪八十年代之前带式输送机技术上的重要研究成果和具有商业价值的开发工作，这在很大程度上源于德国、英国和澳大利亚采矿工业的研究成果。在德国，在汉诺威大学成立了运输机械研究所。在荷兰的代夫特大学进行了运输机械研究，而在英国，在地下和倾斜输送机的输送带方面用固体织物、加固编织物和钢丝绳牵引带。在英国，钢丝绳牵引输送机有限公司建造了大倾角输送带，它靠被搁在输送带上的两条钢丝绳驱动来运送产品，与此成对比的是在欧洲和美国，内部张力加强的普通输送带被非常广泛地应用着。在1980 年以前，澳大利亚、南非和加拿大采矿工业很大程度上得益于欧洲和美国的开发研究。澳大利亚、加拿大和非洲看到钢丝绳带在长距离和大张力倾斜运输方面上的应用，也引进钢丝绳芯、帆布层和固体织物带。在研究方面，大量重要的工作发源于1980 年以前的德国。研究主要针对普通的输送带技术。在德国，一些创始研究人员有VIERLING，LACHMANN，GRIMMER，ALLES，OEHMEN，HAGER 和FUNKE。他们都致力于设计、输送机理论和运行。特别是FUNKE 在汉诺威完成了关于输送带特别是针对钢丝芯输送带动态特性的博士论文。在有关制动时间的停车方面，通过FUNKE 的研究，建立了停车时高的动张力产生是由于输送带内具有很大的弹性能所致。在荷兰，JONKERS 和SPAANS 发展了一些考虑到橡胶和输送带的弹性而引起滚动阻力损耗的初期理论，而ZUR（波兰）发展了输送机理论。在英国，固体织物带类的发展（Fenner），使其在地下矿井里得到了广泛地应用，而钢丝绳牵引输送机有限公司（现在Svedala）建造了长距离输送机。BTR 和Dunlop 也是活跃的输送带生产商。在德国，输送带生产商ContiTech，Clouth，Phoenix 和Scholtz 都为欧洲市场开发了帆布层和钢丝绳芯带，很大程度上得到了大学研究成果的帮助。日本和韩国也都向世界市场供应帆布和钢丝芯输送带。北美市场的制造商主要有Goodyear，Scandura，GeorgiaDuck 等。Goodyear 已经在世界各地建立输送带制造厂，包括加拿大，美国，爱尔兰，澳大利亚以及南非，让输送带的分布在全球的基础之上，又授权被动的市场解决用户问题。设备供应商不得不开发一个比较宽广的机械范围以驱动长的、高强度的输送带。采用Voith、Fluiddrive 的液力耦合器和不同的电动机控制器控制实现控制启动，可以建造长距离、升程高的带式输送机。直到1980 年，固定式输送机就已经存在并正在设计大运量、长距离的带式输送机，且具有独特的特点。不容置疑，在欧洲和美国1980 年以前的研究，已能使公司构思大运量、长距离的运输系统。在1980 年以前，它们或是已被安装，或是处在设计阶段。从这一点上，在80 年代以前，新的研究需要及时解决在输送机发展型式上遇到的许多运行中的问题。1980-2000 年期间，输送机的研究进入了新的阶段。杂志和有关资料1980 年以前，在德国发表有关带式运输机的研究成果的杂志是Foerdern und Heben(运输和起重)，Glueckauf Forschung 和Braunkohle(褐煤)等。其它较少的技术杂志，包括“煤炭保护装置和采矿技术”（英国），“煤炭”（美国），“澳大利亚煤矿工人”（澳大利亚），“南非机械工程杂志”和“物料搬运新闻”（南非）。除这些杂志之外，还有许多来自德国大学的有关运输研究的论文。关于设计和计算输送机的其它参考资料存在于公司的设计手册（Goodyear, Dunlop, ContiTech, Clouth,Apex Belting, Uniroyal 等）。出版物大都提供了一个基本原则，如CEMA（输送机设备制造商协会，美国），计算输送带张力和功率基于托辊的损耗，输送带的弯曲和取决于托辊间输送带的挠度的拉伸和附加因素阻力。尽管CEMA 手册（1979）不是一个正式的标准，但是它在世界范围内被用作参考，当然，对任何一个输送带厂商来说都不是详细而精确的。然而，CEMA 适用于输送带的长度大约在1km 以下的设计计算。输送带制造的标准，如AS1332，1333 和1334（澳大利亚），这跟英国类似，南非和日本的等同。在美国，没有输送带制造标准，然而，参考美国材料实验协会相关的橡胶试验是可行的。在19802000 年间，出现了很多重要的文献，在澳大利亚，有关带式输送机的研究开始于CSIRO，之后在Newcastle(Harrison)延续，其出版物主要发表在澳大利亚工程研究所的机械工程学报、散状物料搬运(Bulk Solids Handling)和一些国际范围的会议上。在早期，德国引导了输送机技术及其出版物。1982 年DIN 公布了德国工业标准DIN22101（散状物料带式输送机），取代了1942 年的旧版本。国际标准组织（ISO）在1979 年公布了它的输送机设计标准ISO5048。一个著名的关于带式输送机技术的会议论坛Beltcon，它1981 年开始于南非。同时，国际性杂志散状物料搬运(Bulk Solids Handling)，首次由R.Woehlbier 博士用英语编辑由德国的Trans. Tech. Publications出版。Bulk Solids Handling 已经成为关于带式运输的技术性文献最重要的英语杂志。目前还出版了从这本杂志中精选的有关带式输送机研究方面的论文集，The Best of Bulk Solids handling Conveyor Belt Technology (1987, 1994, 2000)。现在，大多数的关于带式输送机的文章都想方设法发表在这本杂志上。在中国，“起重运输机械”杂志于1961 年创刊，每年都有关于带式输送机的文章发表，但研究性的论文偏少。1985 年创刊的“胶带机”(后改为“连续输送技术”，现在与“选矿机械”合并为“物料搬运与分离技术”)是主要刊载带式输送机研究与工程实践的专业杂志，在带式输送机的研究与发展方面起到了重要的作用。“矿山机械”，“煤矿机械”等专业杂志也有一定数量的论文发表。一些大学学报也有相关论文发表，如：太原重型机械学院学报，东北大学学报，山东矿业学院学报等。1994 年出版了“DT型固定带式输送机设计选用手册”以替代TD75，在工程应用方面提高了我国的带式输送机设计水平，目前正在对其进一步修订。近年来，国内出版的偏重研究的专(译)著主要有：杨复兴编译, 胶带输送机结构, 原理与计算(上、下), 北京:煤炭工业出版社, 1983孙可文，带式输送机的传动理论与设计计算，煤炭工业出版社，1991宋伟刚，散状物料带式输送机设计，东北大学出版社，20001.3.2带式输送机的发展趋势随着我国煤炭产量的提高以及双高工作面的出现，特别是采掘设备生产能力的大幅度提高，带式输送机朝着长距离、大运量、大功率、高倾角、高速度方向发展。但我国现有的带式输送机技术难以完全满足煤矿生产的需要，因此，近阶段带式输送机的主攻领域和研究方向有以下几个方面：新型启动技术；新型制动技术输送机自动张紧技术；顺槽可伸缩带式输送机机尾快速自移技术；上下运大倾角输送技术运人技术；可伸缩下运带式输送机机尾移动技术。近年来DT2型带式输送机发展比较突出，它是在DT75的基础上发展起来的，可广泛应用于冶金,煤炭，交通电力，建材，化工，轻工，粮食和机械等行业，输送堆积密度为5002500Kg/的各种散装物料和成件物品，使用环境温度为。对于有耐热，耐寒，防腐，防爆和阻燃等要求的工作环境，在选用本系列产品时，需选用特种橡胶输送带，并采用相应防护措施。1.3.3带式输送机发展的市场需求在19802000 年之间，采矿业有了较大的新发展，改变了散状物料的输送方式，从间断输送方式发展到金属矿山的连续开采和煤矿的连续开采工艺，实现了用输送机输送。(1)发展的原因在最近的几十年里，世界经历了空前的发展，此时，需要新的矿山提供能量和原材料。由于许多贫瘠的矿山已经关闭，所以较大的矿山需要开采大量的煤、矿石或者岩石产品。国内以宝钢为首的大型钢铁企业的建立与改造；西部煤炭资源的开发和通过港口的外运。(2)经济的原因更高的产量和许多新的采矿业务在第三世界国家，系统成本降低，致使营业利润更快更大。通过技术经济比较，已经证明在一定距离上，带式输送机输送优于汽车和列车运输。采用带式输送机可实现长距离、大运量输送。(3)环境的因素输送机在环境敏感地区或靠近城市的发展地区的开发，已经引起了对水平和垂直转弯普通的、管状的以及钢丝绳的带式输送机，进行重大的技术模拟和技术创新。(4)企业的因素许多较小的矿山被大公司购买，从而使得采矿和分布合理化。公司时常依赖于运输零件的“单方供应”，从新的发展中孤立业务营运，包括一种实施新的带式输送机运输技术的能力。国内的矿山企业和钢铁企业也面临着重组和扩大的局面。(5)工程技术上述因素(1)至(4)引起降低输送安全系数和与之相关的故障、磨损问题的需要。提高可靠性的需要已经引起了对动力学和设备设计的研究。在上述原因影响下，输送机要满足这些要求，输送机研究会向着能够解决输送机问题的方向前进。上面叙述的因素时常导致全新的运输问题的探讨。在本文的下一部分，所阐述的研究被看作是由满足上述因素的需要发展而来的。已经产生了新的观念，并且已经对运输系统的设计和结构产生了影响。1.4可伸缩大倾角带式给料机的特点装卸火车、轮船时以及堆取料机等都需要用给料机把贮存在料仓、漏斗的散料转给带式输送机系统，虽然振动式给料机对煤、砂等大宗散粒能均匀给料，但它不能处理粘性、磁性的铁矿粉，也不能承受较大仓压力，特别是它的噪声令人难以忍受。本设计为可伸缩大倾角的带式给料机，除了具有连续运输机械的共性特点外，还具有以下特点： 1.使用可伸缩的带式给料机，可实现多点卸料，方便装载。 2.可减小占地面积，充分利用空间，缩短运距，减小投资。3.具有行走轮，移动方便4.结构简单。带式输送机的结构有传动滚筒、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，仅有十多个部件，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。5输送物料范围广泛。带式输送机的输送带具有抗磨、耐酸性、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。6.输送量大。运量可从每小时几公斤到几千吨。7.装卸料方便。带式输送机可根据工艺流程需要，可在任何点进行装卸料，并且，通过合理设计还能反向运输。8.可靠性高。由于结构简单，运输部件自重轻，只要输送带不被撕破，寿命很长，而金属结构部件，只要防锈好，几十年也不坏。9.能耗低，效率高。由于运动部件自重轻，无效运量小，在所以连续式和非连续运输中，带式输送机能耗最低，效率最高。10.维修费用少。带式输送机运动部件仅是滚筒和托辊，输送带又十分耐磨，损坏的部件少，效率最高。10.应用领域广泛，具有较大的市场。1.5 给料机的工作原理及结构1.5.1 胶带的摩擦传动原理带式输送机所需要的牵引力是通过传动滚筒与胶带之间的摩擦力来传递的。图1-2所示为带式输送机传动原理简图。带式给料机的传动原理：当电动机经减速器带动传动滚筒转动时（或有电动滚筒作为驱动装置），传动滚筒靠摩擦力带动胶带沿圈中所示箭头方向运动，使得胶带与传动滚筒相遇点的张力Fy大于分离点的张力FL 。Fy与FL之差值为传动滚筒所传递的牵引力。输送带绕经传动滚筒和改向滚筒、拉紧滚筒接成环形，拉紧装置给输送带以正常运行所需的张力。工作时，驱动装置驱动传动滚筒，通过传动滚筒与输送带之间的摩擦力带动输送带连续运行，装到输送带上的物料随它一起运行到端部卸出，利用专门的卸载装置也可在中间部位卸载。1.5.2给料机的结构整机采用与分体式框架结构，主要有固定臂主梁，伸缩臂移动机构，行走支架组成。带式给料机的是一种小型的带式输送机,其结构与带式输送机的基本组成部分基本相同，包括以下几个共同的部分：输送带、托辊、驱动装置(包括传动滚筒)、机架、拉紧装置和清扫装置，除此之外，可伸缩给料机还有伸缩移动装置。1.输送带输送带在带式输送机中既是牵引机构又是承载机构。它不仅应有足够的强度，还要有相应的承载能力。为此，输送带是由承受拉力并具有一定宽度的柔性带芯、上下覆盖层及边线保护层构成。我国目前生产的输送带有以下几种：橡胶输送带、塑料输送带和钢丝绳输送带2.托辊托辊是承托输送带使它的垂度不超过限定值以减少运行阻力，保证带式输送机平稳运行的部件。托辊沿带式输送机全长分布，数量很多，其总重约占整机的3040，价值约占整机的20，所以，托辊质量的好坏直接影响输送机的运行，而且托辊的维修费用已成为带式输送机运营费用的重要组成部分，这就要求托辊运行阻力小，运转可靠，使用寿命长等。因此，对托辊的结构形式、材质、润滑及辊径等的改进和提高都是国内外重点研究的内容。托辊按用途不同可分为：承载托辊、调偏托辊和缓冲托辊。3.驱动装置驱动装置的作用是：将电动机的动力传递给输送带，并带动它运行。功率不大的带式输送机一般采用电动机直接启动的方式；而对于长距离、大功率、高带速的带式输送机。采用的驱动装置满足下列要求：（1）电动机无载启动；（2）输送带的加、减速度特性任意可调；（3）能满足频繁启动的需要；（4）有过载保护；（5）多电动机驱动时，各电机的负荷均衡。给料机采用可控方式使输送带启动，这样可减少输送带及各部件所受的动负荷及启动电流。电动滚筒一种特殊的传动滚筒。电动滚筒将电机和减速齿轮全安装在滚筒内，其中内齿轮装在滚筒端盖上，电动机经两级减速齿轮带动滚筒旋转。电动滚筒结构紧凑，外形尺寸小，功率范围为2.255kW，环境温度不超过40。适用于短距离及较小功率的单机驱动带式输送机，特别适合于带式给料机，可以使结构更为紧凑，其冷却方式有有风冷和油冷两种。4.机架机架是用于支承滚筒及承受输送带张力的装置，给料机的机架包括固定臂主梁、伸缩臂两部分。5.拉紧装置拉紧装置的作用：使输送带具有足够的张力，保证输送带和传动滚筒之间产生力使输送带不打滑，并限制输送带在各托辊间的垂度，使输送带正常运行。 常见的几种拉紧装置有：螺旋拉紧装置、钢丝绳绞车式拉紧装置垂直式和重锤车式拉紧装置以及液压绞车自动拉紧装置，本设计采用螺旋拉紧装置。6制动装置带式输送机用的制动装置有逆止器和制动器。逆止器是供向上运输的输送机停车后限制输送带倒退用；制动器是供向下运输的输送机停车用。7清扫装置清扫装置是为卸载后的输送带清扫表面粘着物之用。最简单的清扫装置是刮板式清扫器，是用重锤或弹簧使刮板紧压在输送带上。此外，还有旋转刷、指状弹性刮刀、水力冲刷、振动清扫等。采用哪种装置，视所运物料的粘性而定。输送带的清扫效果，对延长输送带的使用寿命和双滚筒驱动的稳定运行有很大影响。8装载装置装载装置由漏斗和挡板组成。对装载装置的要求：当物料装在输送带的正中位置时，应使物料落下时能有一个与输送方向相同的初速度；当运送物料中有大块时，应使碎料先落在输送带垫底，大块物料后落入输送带以减轻对输送带的损伤。9伸缩移动装置伸缩臂移动穿行于固定臂主梁之中，伸缩臂尾部带有导向的上下行走滚轮支撑，置于固定臂主梁的轨道上。固定臂主梁内侧装有导向支撑滚轮，用于支撑伸缩臂，且允许伸缩臂灵活伸缩。伸缩臂由液压缸的伸缩来实现伸缩臂的伸缩，从而控制卸料点。1.6设计要求、目的及基本参数1.6.1设计要求设计一可伸缩皮带给料机，用于给汽车、火车、轮船装煤，最大给料量为600t/h，皮带机倾角25，最大可伸缩行程2.5m。1.6.2设计目的用传统的皮带机给汽车、火车、轮船装煤炭及其它物料时，由于机尾滚筒位置固定，卸载滚筒始终出在一个位置，使皮带机不能在原处一次性装满货物，所以要用车辆必须来回倒货调车，变换位置才能装满车，这样既耽误时间又耗费能源，另外由于托辊夹角小使皮带机倾角只能为17度，给一些高大容器装载带来很多的困难。本设计的目的是设计一可伸缩式大倾角皮带机，在卸载滚筒处设置有可伸缩的液压支柱使皮带可延长或缩短，给装车带来方便，由于托辊之间夹角增大使皮带机倾角可达到25度。1.6.3设计参数原始数据及工作条件物料名称：煤炭输送量：Q=600t/h。 物料的性质：粒度0-300mm、松散密度=900kg/m3、动静堆积角=300；工作环境：漏天；卸料方式：头部自由卸料；给料方式：尾部给料，导料槽长度为 1m ；最大可伸缩行程：s=2.5m；机身长度：10m；倾角为：25。2 整体结构设计2.1 散状物料的特性散状物料的特性包括粒度和粒度组成，堆积密度，堆积角，倾斜输送时的最大倾角，温度，水分，粘性和磨琢性等，均与带式输送机的设计计算和设备选型关系极大。设计时，所有物料特性均为作为已知条件给出。其中与输送机设计计算关系最大的物料堆积密度，输送机允许最大倾角。具体参照表3-1。2.2带速的选择带速是输送机的重要参数，应遵循以下原则进行选择：（1）长距离，大运量，宽度大的输送机可选择较高带速；（2）倾角越大，运距越短带速也应越小；（3）粒度大，磨琢性大，易粉碎，易起尘的物料宜选用较低带速（4）采用卸料车卸料时带速不超过2.5m/s；（5）采用犁式卸料器卸料时，带速不超过2m/s；（6）输送成件物品时，带速不的超过1.25m/s；与物料特性有关的常用带速，可按DTII(A)型带式输送机表3-1选取。表2-2常用带速m/s序号物料特性物料种类带宽B500650 8001000120014001磨琢性小，品质不会因粉化而降低原煤，砂泥土，原盐等0.8-2.51.0-3.151.5-5.02中等磨琢性中小粒度矿石，石渣，钢渣等0.8-2.01.0-2.51.0-4.03磨琢性大，粒度大矿石，石渣，钢渣等0.8-1.61.0-2.51.0-3.154磨琢性大，易碎烧焦矿，焦碳等，0.8-1.60.8-2.00.8-2.05磨琢性小，品质会因粉化而降低谷物，化肥，无烟煤等0.8-2.00.8-2.50.8-3.15本系列驱动装置配用的带速及其与带宽和输送能力的关系见DT2(A)型带式输送机表2-3。2.3总体布置设计1概述影响带式输送机总体布置的因素有：输送机倾角，受料段和机尾长度，卸料段，弧线段，过度段，拉紧装置的形式和位置，驱动装置位置等。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，特别对于由多台输送机组成的输送系统更是这样。本设计的输送机倾角为8度，对于带速超过2.5m/s的输送机，为保证机尾不撒料，输送机的最大倾角应较规定值减小24，速度越高 ，倾角应越小。输送多种物料的输送机的最大倾角，按最大倾角规定值最小的那种物料确定。槽角=45的输送机，其最大倾角可较一般输送机提高23，同时采取特殊措施时除外。下运带式输送机的倾角应较一般输送机减少2 4。某些情况下，无论上运或者下运的输送机的倾角可以提高到28或者更高，此时需要采取特殊措施，例如，降低带速，提高托辊槽角，改变侧型以增加水平或较缓坡段等，并请教专家进行经济和技术评估，不应贸然采取大倾角。防止物料下滑的措施目前能实现大倾角运输的带式输送机主要有四种机型，压带式输送机、管状输送机、波纹挡边横隔板带式输送机和深槽型带式输送机。经过研究对比,采用深槽型带式输送机优点较多。深槽型结构简单,它可以用普通胶带实现大倾角运输,并能满足中间多点装载的要求，传动、清扫、防偏比较简单，制造也较方便，成本低。但槽角选择太大胶带易损坏，且影响胶带使用寿命，若太小，不能提高其输送倾角。为此,决定采用45槽形托辊组,如图,它有以下特点： (1)用普通托辊布置成深槽形，不但省工省料而且便于加工制造和维修，配件通用性好。(2)适当选定槽角=45，上运原煤的许用倾角可实现26，比原有的皮带运行许用倾角约大8。(3)承载面积增加20%,运输能力相应提高,运料不易散图2-1 45深槽托辊示意图3受料段和机尾长度受料段应尽量设计成水平段，必要倾斜受料时，其倾角应尽量小。物料落到输送机的受料点，应是输送带正常成曹的地方，并是导料曹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45，并在导料槽前后均配设过渡段，以更好的消除导料槽撒料的可能性。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，以保证所有过度托辊均不在凸弧段上。带速3.15m/s的输送机的卸料段一般应设计成水平段。5拉紧装置本设计采用的是螺旋拉紧装置。6过渡段大运量，长距离，输送带张力大和重要的输送机一般应设置过渡段。有条件时，设置了头部过渡段的输送机应设置相应尾部过渡段。7驱动装置位置单滚筒传动输送机，其驱动装置一般应设置在头部滚筒处。本机驱动装置也设置在头部传动滚筒处，因工艺布置的需要，或者为了维修方便，或为了不增加投资，可考虑将驱动装置设置在中部或者在尾部。采用双滚筒传动或者多滚筒传动时，驱动装置位置则根据计算确定。2.4滚筒匹配输送机各滚筒直径的匹配见DT2(A)型带式输送机表2.5。一般情况下，首先计算确定传动滚筒直径，然后按DT2(A)型带式输送机表2-5和表2-6所选定匹配关系确定其它滚筒。只有当合力不够时，才选用较匹配关系更大的滚筒直径。本设计选择传动滚筒直径为0.63m，其尾部改向滚筒直径0.5m，卸载滚筒直径0.25m，中部改向滚筒0.25m。2.5托辊间距托辊间距应满足辊子承载能力和输送带下垂度两个条件，常用托辊间距见表3-2：常用托辊间距堆积密度承载托辊间距/mm回程托辊间距1.6120030001.6100030003 参数计算3.1计算标准本设计关于给料机的输送能力、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GB/T17119-1997idt ISO5048:1989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。3.2原始参数1运输物料：原煤2输送量：Q=600t/h 3工作环境：漏天4粒度：0-300mm5松散密度=900kg/m36机身长度：10m；7倾角：=25。8最大可伸缩行程：s=2.5m；9给料方式：尾部给料，导料槽长度为 1m ；10卸料方式：头部自由卸料；3.3初定设计参数上托辊间距a0=900mm；下托辊间距au=3000mm；托辊槽角=450；托辊直径108mm；导料槽长度1000mm；上胶带厚度3mm，下胶带厚度1.5mm。3.3.1带速的确定带速根据带宽和被运物料性质决定，我国带速已经标准化，具体参数选取参考表3-19（矿井运输提升）。查表初步确定带速1.25m/s 。3.3.2带宽B的确定按给定条件Q=600t/h，=900kg/m3，v=1.25m/s。根据表3-18输送机的倾斜系数表，递推取k=0.71，求出物料断面积A为式中：Q输送量（t/h）；A 输送带上的最大横断面积，m2 v带速（/s）；物料的松散密度（kg/m3）；k输送机的倾斜系数；按槽角=450 ，堆积角=300，查取带宽B1200mm。（表3-17物料的最大截面积）查表3-20（各种带宽使用的最大块度）可知能满足块度要求。3.4运行阻力的计算给料机的运行阻力有以下几种阻力组成：主要阻力、附加阻力、特种组要阻力、附加特种阻力、倾斜阻力。（此部分的计算公式依据矿井运输提升，中国矿业大学出版社）3.4.1主要阻力主要阻力包括：托辊旋转阻力和输送带的前进阻力。托辊阻力式由辊轴承和密封间的摩擦产生的；输送带前进阻力是由于输送带在托辊上反复被压凹陷，以及输送带和物料经过托辊时反复变形产生的。主要阻力的计算由表3-22查得 模拟摩擦因数f=0.025(多尘、过载)由表3-23查得 mRO=20kg；mRU=18kg； 由式3-29 查手册表3-8（初始计算张力时使用的输送带质量），选用尼龙带L=10mf 模拟摩擦因数，查表3-22，取f=0.025；L 输送机长度，L=8.5m；g 重力加速度，g=9.81m/s2； 输送机的工作倾角，=250 Q 输送能力，t/h，Q=600t/h；qB 每米长输送带的质量，kg/m；qG 每米长输送物料的质量，kg/m；qRO承载分支托辊每米长旋转部分的质量，kg/m；mRO 承载分支中一组托辊旋转部分的质量，kg,查表3-23，mRO=20kg；lRO承载分支（上）托辊的间距，查表3-10（上托辊间距表）lRO=0.9m。 qRU 回程分支托辊每米长旋转部分的质量，kg/m；mR U 回程分支中一组托辊旋转部分的质量，kg；查表3-23，mRU=18kg；lRU 回程分支中下托辊旋的间距，m，查表2-7，lRU=3m；则： =0.025109.81(216.3+133)cos250+22.2+7.5=441N3.4.2附加阻力附加阻力包括：物料在装卸段被加速度的惯性阻力和摩擦阻力；物料在装在段的导料挡板侧壁上的摩擦阻力；除驱动滚筒外的滚筒轴承阻力；输送带在滚筒上绕行的弯曲阻力。附加阻力的计算：由式 =600(1.25-1.1)88N式中：FNa物料在装载段被加速度惯性阻力和摩擦阻力； v 输送带速度，m/s，v=1.25m/s。 v0装入的物料在输送带运行方向的速度分量，v0=1.1m/s；由式，式中：1物料与输送带间的摩擦因数，1=0.6；2 物料与导料挡板间的摩擦因数，2=0.6；QV容积输送能力，QV=0.67m3/h；bl导料挡板间的宽度，bl=1.5m；带入数据，得FNC滚筒轴承阻力(忽略不计)；FNd输送带绕经滚筒的弯曲阻力，(忽略不计)；则，附加阻力为： =23+88 =111N3.4.3特种主要阻力特种主要阻力包括：由于槽形托辊的两侧辊向前倾斜引起的摩擦阻力；在输送带的重段沿线设有导料挡板式，物料与挡板间的摩擦阻力。由式3-35（托辊前倾的摩擦阻力）由式FSa托辊前倾的摩擦阻力；C s槽形系数，由于采用45度槽角，取Cs=0.5；o承载托辊与输送带间的摩擦系数，取0.4；L装有前倾托辊的区段长度；托辊轴线相对于垂直输送带纵向轴线的前倾角，取=1.5度；故由式 = =1014NFSb物料与导料拦板间的摩擦阻力；特种主要阻力：3.4.4特种附加阻力特种附加阻力包括：输送带清扫器的阻力；犁式卸料器的阻力；卸料车的阻力；空段输带的翻转阻力。由式采用犁式卸料器，其阻力为： =0.01261040.6 =432N式中：A输送带与和清扫器的接触面积，手册3-11，A=0.012 m2；p输送带和清扫器间的压力，p=6104n/ m ； 3清扫器与输送带之间的摩擦因数，查表3-26，取3=0.6。FSd犁式卸料器的摩擦阻力，由于不采用卸料器，故FSd=0。则3.4.5倾斜阻力倾斜阻力FSt是克服物料上运式要克服的重力，倾斜阻力：式中：H输送机提升物料的高度，m，H=Lsin带入数据，得倾斜阻力：3.4.6圆周驱动力带式输送机传动滚筒所需要的牵引力式所有运行阻力之和，圆周驱动力FU为：=441+111+1042+432+5514=7540N3.5传动功率的计算3.5.1传动滚筒的轴功率式中：PA驱动滚筒所需要的功率，KW；Fu驱动滚筒的圆周力，N；v带速，m/s。3.5.2电机功率电动机的功率PM为：式中：电动滚筒的机械效率，取=0.92， 滚筒时传动效率，采用光表面滚筒时传动效率为=0.95。3.6胶带张力3.6.1输送带不打滑条件校核输送带不打滑的条件为：式中：根据给定条件，取=0.35，=2100，查表3-13，得e=3.6。则3.6.2输送带下垂度校核由式3-52（手册）得承载分支最小张力Fmin为：式中(h/a)adbm允许最大下垂度，取0.02；a 0 承载上托辊间距（最小张力处），a 0=0.9m；au回程下托辊间距（最小张力处）， au=3m；由式3.5-3得回程分支最小张力Fmin为：，带入数据得3.6.3传动滚筒合力Fn由式文献1式3.5-8，传动滚筒合力：Fn=FUmax2S1=11310+25188=21686N自行设计电动滚筒，直径D=630mm。传动滚筒扭矩。3.6.4各特性点张力根据不打滑条件，传动滚筒奔离点的最小张力为5188N。令S1=5188NF回min亦满足空载边垂度条件正常运行时各点的张力：空段阻力FK,忽略部分长度，则 =16.3100.0259.81cos250+6100.0259.81-16.3109.81sin250 = -625N重段阻力Fzh =(16.3+133)(0.025cos250+sin250)109.81+22.2100.0259.81 =6576NS2=S1+FK=5188-625=4563NS3=1.03S2=4700N由于尾部改向滚筒的奔离点是承载分支最小张力处，并且S3F承min=8238N,因此3点处的张力应由满足下垂度的要求的力确定。故取S3=8238NS4=S3+Fzh =8238+6576 =14814NS5=S4=14814N3.7拉紧装置计算3.7.1拉紧力的计算根据特性点张力计算结果F0=S2+S3=4563+8238=12801N12.8KN采用液压拉紧装置或螺旋拉紧装置3.7.2拉紧行程的确定：拉紧行程S按下式计算：式中：输送带伸长率，织物芯带从表（4-20）中查取，（DT带式输送机设计手册），查表得，=1.5%；Sa安装行程。LZ皮带总长代入数据，得3.8胶带及托辊的安全验算3.8.1输送带的选择计算 1初选输送带CC-56，由式(3-91)=7540+5188=12728N式中 Fmax稳定工况下输送带最大张力，N； B输送带宽度，mm； 输送带纵向扯断强度，N/mm； n稳定工况下，织物芯输送带安全系数。2. 胶带强度校核胶带接头采用硫化接头连接，其强度取带强的80%。安全系数n=12 胶带层数：取层数Z=6 式中：BFmaxn56120012728123.8.2传动滚筒直径的核算由式(3.9-2)核算传动滚筒直径：故滚筒直径符合要求。3.8.3托辊载荷的核算选取托辊直径d=108mm。辊子载荷校核1 净载荷校核（1） 重载段辊子校核=1105.30 N式中： e-辊子载荷系数； e=0.80 Im-输送能力； Im=Q/3.6=166.66 kg/s 查手册得辊子额定载荷 , 故满足要求。（2） 空载段辊子校核=527.97N式中： e-辊子载荷系数； e=0.63 28.483查手册知辊子额定载荷，故满足要求。2动载荷校核（1） 重载段辊子校核=1593.95 N式中：fs运行系数；fs =1.10冲击系数，=1.14 -工况系数； =1.15 ，=1105.30 N查手册得辊子额定载荷,故满足要求。（2）空载段辊子校核=667.88 N式中：527.971.101.15辊子额定载荷,故满足要求。4 驱动装置的设计驱动装置是带式给料机的原动力部分，由传动滚筒、制动器，逆止器等组成。由于本设计