毕业设计（论文）-带式输送机的设计.doc

机电与车辆工程学院毕业设计（论文）题 目： 带式输送机的设计 专 业： 机电技术教育 班 级： 机电093班 姓 名： 学 号： 指导教师： 日 期： 2013年 6 月 4 日 目 录摘 要31 绪论41.1 本课题研究的目的和意义41.2 本课题研究的内容51.3 国内外的技术现状与发展趋势52 总的结构设计72.1 总体结构72.2 输送带82.3 驱动滚筒82.4 改向滚筒92.5 托辊92.6 清扫器102.7 导料槽102.8 头架102.9 尾架112.10 拉紧装置122.11 制动装置122.12 电动滚筒123 设计计算123.1 原始数据及其工作条件123.2 输送带倾角的计算133.3 带面物料堆积厚度的计算133.4 验算输送能力是否符合要求133.5 驱动滚筒上所需圆周驱动力的计算143.6 电机的选择173.7 输送带张力的计算183.8 校核棍子载荷193.9 减速器的设计204 主要设计参数295 带式输送机常见故障的分析与处理305.1 带式输送机皮带跑偏的处理305.2带式输送机的撒料305.3 异常噪音315.4 减速机的断轴315.5 皮带的使用寿命较短315.6 凸凹段曲率半径对带式输送机的影响326 结 论327 致 谢328 参考文献34ABSTRACT.35带式输送机的设计摘 要：带式输送机是由承载的输送带兼作牵引机构的连续运输设备。在当今社会应用日益广泛，既可输送各种散料，也可输送各种纸箱、包装袋等单件重量不大的货品。其主要应用于煤炭、冶金、交通、矿山、建材、电力、化工、粮食、饲料、茶叶、烟草等行业传输物料的生产线。本文通过对国内外带式输送机技术现状的分析，得出了其在以后的发展趋势；在对带式输送机的各部件进行设计与选择，得出了对其整体的设计与选择；在其计算中验证了带式输送机各部件满足的功能要求，并针对输送机结构的复杂和维修不便进行了进一步的研究。关键词：带式输送机，滚筒，张紧装置，制动装置；1 绪论带式输送机运用输送带的连续或间歇运动来输送各种轻重不同的物品，既可输送各种散料，也可输送各种纸箱、包装袋等单件重量不大的件货，用途广泛。应用于煤炭、冶金、交通、矿山、建材、电力、化工、粮食、饲料、茶叶、烟草等行业传输物料的生产线。可由单机或多机组合成输送系统来输送物料，适用于输送松散密度为0.52.5t/的各种粒状、粉状等散体物料，也可输送成件物品。在煤矿的开采过程中，带式输送机的作用至关重要，其性能的好坏直接影响到煤矿行业的发展和效益，因此研究带式输送机对煤矿行业和其他一些输送类的行业有着非常重要的意义。带式输送机的工作环境一般情况下都比较恶劣，对带式输送机的性能要求也很高，在研究的同时，对其性能进行分析与提高也式目前输送行业中不可缺少的重要部分。在本次设计中的带式输送机采用了全封闭式结构，对带式输送机的工作环境恶劣的方面进行了一些改进。带式输送机制造以其优质、高效、工艺适应性广的技术特色，深受制造业的重视，在煤矿、工程运输等高技术领域及机械制造、煤矿开采、汽车制造等产业部门一直有着广泛的应用。近些年，带式输送机又在其他一些产业部门表现出具有巨大的潜力和广阔的市场应用前景。1.1 本课题研究的目的和意义带式输送机是以皮带兼作牵引机构和承载机构的一种运输设备，它在地面或井下运输具有广泛的应用。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。 带式输送机因其具有结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长、运转稳定、工作可靠性和密封性好、占据空间小等特点，并能适应在各种恶劣工作环境下工作包括潮湿、泥泞、粉尘多等，所以它已经是国民经济中不可或缺的关键设备。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，使它更加具有竞争力。 目前，带式输送机已经成为露天矿和地下矿的联合运输系统中重要的组成部分。同样，作为一种新型的连续运输设备，在其发展的初期还存在着很多问题，如：如何选择合理的机型，研制出结构新颖、简单、投资少的输送机已成为发展的重要方向之一。为了更好的研究带式输送机的工作组成原理，发现及改进其不足之处，本次设计以CC-56型输送机作为研究对象，解决输送机的理论计算和部件设计等问题，从理论上分析带式输送机的计算过程。并通过本次设计可以实现将原料从低处运到高处，而且结构稳固，材料节省，适用于中短距离的输送的带式输送机。相信随着本次课题的不断深入，对带式输送机将会有深入的了解，为以后的学习也能打下夯实的基础。1.2 本课题研究的内容首先了解带式输送机的基本知识，包括其主要设备工作方式和工作原理，并根据任务书查阅相关资料，进行总体方案的分析和设计：包括选择输送机的类型、零件型号，带速的选择，布置形式的选择等，为后面的计算做准备；然后通过设计的数据，根据带式输送机各零部件的强度、刚度、寿命要求以及各零部件之间的相互关系，计算出零件的结构尺寸并校核；再根据上一步计算出的结构尺寸用AUTOCAD完成带式输送机相关结构的零件图和装配图，根据实际需要，生成实际生产需要的工程图纸，可与传统的设计结果进行比较。1.3 国内外的技术现状与发展趋势1.3.1 国外带式输送机技术现状国外的带式输送机技术比较成熟，发展也很迅速，无论是从它的功能来说还是他的技术性来说，都属于比较前列的。一些带式输送机被广泛的应用，而且使用范围还在扩大，功能还在加强，例如高倾角带式输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型。在技术上他们也不见先进，能够胜任远距离输出，而且输送量非常大，他们的核心技术是开发应用于带式输送机动态分析与监控技术，目前的发展方向正朝着更加高效和安全的方向，目的是让输送机能够输送更远的距离和更多的输送量。1.3.2 国内带式输送机技术的现状我国生产制造的带式输送机拥有较多不同类型的品种。在“八五”期间，为了提高每日的开采量，国家大力研发输送机的综合采集设备技术，通过实施一条龙“日产万吨综采设备”项目，使带式输送机的技术水平有了很大的提高，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。例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这些在过去没有的都相继出现，填补了国内空白。而且带式输送机的重要技术和元件都进行了深入研究和研发，只做了许多借助软件运行和制动的装置，加入了变频电控的功能，在驱动方面也有所改进。1.3.3 国内外带式输送机技术的差距及发展趋势1、大型带式输送机的关键核心技术上的差距（1）带式输送机动态分析与监测技术 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。目前我国用刚性理论来分析研究带式输送机并制订计算方法和设计规范，设计中对输送带使用了很高的安全系统（一般取n=10左右），与实际情况相差很远。实际上输送带是粘弹性体，长距离带式输送机其输送带对驱动装置的起、制动力的动态响应是一个非常复杂的过程，而不能简单地用刚体力学来解释和计算。国外已开发了带式输送机动态设计方法和应用软件，在大型输送机上对输送机的动张力进行动态分析与动态监测，降低输送带的安全系统，大大延长使用寿命，确保了输送机运行的可靠性，从而使大型带式输送机的设计达到了最高水平（输送带安全系数n=56），并使输送机的设备成本尤其是输送带成本大为降低。 （2）可靠的可控软起动技术与功率均衡技术 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。为了减少对电网的冲击，软起动时应有分时慢速起动；还要控制输送机起动加速度0.30.1 m/s2，解决承载带与驱动带的带速同步问题及输送带涌浪现象，减少对元部件的冲击。由于制造误差及电机特性误差，各驱动点的功率会出现不均衡，一旦某个电机功率过大将会引起烧电机事故，因此，各电机之间的功率平衡应加以控制，并提高平衡精度。国内已大量应用调速型液力偶合器来实现输送机的软起动与功率平衡，解决了长距离带式输送机的起动与功率平衡及同步性问题。但其调节精度及可靠性与国外相比还有一定差距。此外，长距离大功率带式输送机除了要求一个运煤带速外，还需要一个验带的带速，调速型液力偶合器虽然实现软启动与功率平衡，但还需研制适合长距离的无级液力调速装置。当电机功率50 kW时， 可控启动传输-CST(用于大惯性负载平滑启动的多级减速齿轮装置,多用于煤矿和矿山中带式输送机的驱动)显示出优越性。由于可控软起动是将行星齿轮减速器的内齿圈与湿式磨擦离合器组合而成（即粘性传动）。通过比例阀及控制系统来实现软起动与功率平衡，其调节精度可达98% 以上。但价格昂贵，急需国产化。2、技术性能上差距我国带式输送机的主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需要，尤其是顺槽可伸缩带式输送机的关键元部件及其功能如自移机尾、高效储带与张紧装置等与国外有着很大差距。（1）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4250 kW，国外产品可达4970 kW，国产带式输送机的装机功率约为国外产品的30%40%，固定带式输送机的装机功率相差更大。（2）运输能力 我国带式输送机最大运量为3000 t/h，国外已达5500 t/h。（3）最大输送带宽度 我国带式输送机为1400 mm，国外最大为1830 mm.（4）带速 由于受托辊转速的限制，我国带式输送机带速为4m/s，国外为5m/s以上。（5）工作面顺槽运输长度 我国为3000 m，国外为7300m。（6）高效储带与张紧装置 我国采用封闭式储带结构和绞车拉紧为主，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。输送带有易跑偏，不会出现脱轨现象。（7）输送机品种 机型品种少，功能单一，使用范围受限，不能充分发挥其效能，如拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用；另外，我国煤矿的地质条件差异很大，在运输系统的布置上经常会出现一些特殊要求，如弯曲、大倾角（+25）直至垂直提升等，应开发特殊型专用机种带式输送机。3、可靠性、寿命上的差距（1）输送带抗拉强度 我国生产的织物整芯阻燃输送带最高为2500 N/mm，国外为3150 N/mm。钢丝绳芯阻燃输送带最高为4000 N/mm，国外为7000 N/mm。（2）输送带接头强度 我国输送带接头强度为母带的50%65%，国外达母带的70%75%。（3）托辊寿命 我国现有的托辊技术与国外比较，寿命短、速度低、阻力大外国的比我们的寿命多30%40%（4）输送机减速器寿命 我国输送机减速器寿命3万h，国外减速器寿命7万h。（5）带式输送机上下运行时可靠性差.4、控制系统上差距（1）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（软启动）可控传动系统等，控制精度较高。（2）监控装置 国外输送机已采用高档可编程序控制器PLC，开发了先进的程序软伯与综合电源继电器控制技术以及数据采信、处理、存储、传输、故障诊断与查询等完整自动监控系统。我国输送机仅采用了中档可编程序控制器来控制输送机的启动、正常运行、停机等工作过程。虽然能与可控启（制）支装置配合使用，达到可控启（制）动、带速同步、功率平衡等功能，但没有自动临近装置，没有故障诊断与查询等。（3）输送机保护装置 国外带式输送机除安装防止输送带跑偏、打滑、撕裂、过满堵塞、自动洒水降尘等保护装置外，近年又开发了很多新型监测装置：传动滚筒、变向滚筒及托辊组的温度监测系统；烟雾报警及自动消防灭火装置；纤维织输送带纵撕裂及接头监测系统；防爆电子输送带秤自动计量系统。这些新型保护系统我国基本处于空白。而我国现有的打滑、堆煤、溜煤眼满仓保护，防跑偏、超温洒水，烟雾报警装置的可靠性、灵敏性、寿命都较低。5、发展趋势目前世界上输送机向远距离、高带速、大输送量、高可靠性发展，我国在这方面还有很大的发展空间.2 总的结构设计2.1 总体结构带式输送机主要由机架，输送皮带，皮带辊筒，张紧装置，传动装置，拉紧装置，卸料罩和机架等组成。机身采用优质钢板折弯连接而成 ，由前后支腿的高低差形成机架上平面呈一定角度倾斜。机架上装有皮带辊筒、托辊等，用于带动和支承输送皮带。机架两侧装有不锈钢挡板，挡板与输送皮带之间采用带密封，防止物料泄漏。图1带式输送机简图1-螺旋拉紧尾架装置 2-漏斗装置 3-防偏装置 4-平行上托辊 5-槽型托辊组装置 6-输送带 7、15-中间架8-头架装置 9-平行下托辊 10、11-支腿 12-漏斗支架 13-改向滚筒吊架 14-改向滚筒2.2 输送带输送带是输送机中最重要、最昂贵、耐久性最差的部件，在输送机运转过程中，输送带受到各种不同性质和大小的裁荷作用，处在极复杂的应力状态下。输送带最典型的损坏形式有：工作面层和边缘磨损；受大块矿岩冲击作用引起击穿、撕裂和剥离；芯体通过短笛和托辊组受反复弯曲应力引起疲劳；在环境介质作用下，引起强度指标降低和老化等等。计算表明，输送带的费用约占输送机全部设备费用的一半。因此，根据输送机的使用条件；选择合适的输送带，并在运行中加强维护管理，延长其使用寿命，对提高输送机工作效率，降低输送机生产成本具有重要意义。带式输送机使用的输送带有橡胶带、塑料带、钢带、金属带等。橡胶带工艺简单、生产率高、成本低、质量好，工作环境温度在-10+ 400C之间，物料温度不得超过+500C。当温度超过500C以后，胶带的弹性开始消失，如温度过低时，胶带就变硬发生裂纹。塑料输送带是用维尼纶棉混纺织物编织成的整体平带芯，用聚氯乙烯塑料作覆面的一种输送带。这种输送带具有耐油、酸、碱等特点，应用性非常广泛。钢带，金属带结构工艺比较复杂，价格较高，这里不多叙述。由于我设计的此带式输送机是用于煤矿散料的输送，其属于松散密度较小、摩擦性较小的物料，所以选择的输送带为橡胶带，型号：CC-56，Z=4。2.3 驱动滚筒驱动滚筒是带式输送机传递动力的主要部件，驱动滚筒的作用是通过筒面和带面之间的摩擦驱动使输送带运动，同时改变输送带的运动方向。驱动滚筒是传递动力的主要部件，为了传递必要的牵引力，输送带与滚筒间必须具有足够的摩擦力。根据摩擦传动的理论，在设计或选择驱动装置时，可采用增加输送带与驱动滚筒问的摩擦和围包角的方法来保证获得必要的牵引力。采用单滚筒驱动时；围包角可达180240；当采用双滚筒驱动时，围包角为360480左右。本系列驱动滚筒根据承载能力非为轻型、中型和重型三种。滚筒直径有500、630、800、1000mm。同一种滚筒直径又有几种不同的轴径和中心跨距供选用。本驱动滚筒的选择将由下面计算部分计算结果得出。2.4 改向滚筒只改变输送带运动方向而不传递动力称为改向滚筒(如尾部滚筒、垂直拉紧滚筒等)，改向滚筒为钢板焊接结构，并采用滚动轴承，直径与驱动滚筒直径及输送带在改向滚筒上的围包角有关，改向滚筒用于输送带的180度、90度及小于45度改向。180度改向滚筒一般用于输送机尾部作尾轮或螺旋拉紧装置作张紧轮。90度改向滚筒一般用于垂直拉紧装置作改向轮。小于45度改向滚筒则一般用于增面轮。由此得出：在此带式输送机上，对于在尾部用作螺旋拉紧的改向滚筒选用标准件DTII02B4102，其许用合力为59kN,其余的改向滚筒选用标准件DTII02B1051。2.5 托辊托辊是带式输送机的输送带及货载的支承装置。托辊随输送带的运行而转动，以减小输送机的运行阻力。托辊质量的好坏取决带式输送机的使用效果，特别是输送带的使用寿命。而托辊的维修费用成为带式输送机运营费用的重要组成部分。所以要求托辊：结构合理，经久耐用，回转阻力系数小，密封可靠，灰尘、煤粉不能进入轴承，从而使输送机运转阻力小、节省能源、延长使用寿命。托辊按用途分类如下：（1）槽形托辊：用于承载分支输送散状物料；（2）平行托辊：平行上托辊用于承载分支输送成件物品，平行下托辊用于回程分支支撑输送带，如下图2所示；（3）调心托辊：用于调整输送带跑偏，保证输送带稳定运行；（4）缓冲托辊：安装在输送带受料段的下方，减小输送带所受的冲击，延长输送带使用的寿命；图2 平行上托棍装置（5）回程托辊：用于下分支支撑输送带；（6）过度托辊：安装在滚筒与第一组托辊之间，可使输送带逐步成槽形或由槽形展平，以降低输送带边缘因成槽延伸而产生的附加应力，同时也防止输送带展平时出现散料现象。2.6 清扫器输送带的工作表面绕过卸载滚筒时，不可能将上面的碎散物料完全卸干净，特别是在输送潮湿物料时更难卸净，如不设法清除这些残余物料，输送带经过改向滚筒或托辊时，由于受到这些物料的挤压而损坏。所以，清扫器对延长输送带的使用寿命具有很大的意义。清扫器的形式很多，下面介绍几种常用的清扫器。一般有弹簧清扫器和空段清扫器和转刷清扫器三种。（1）弹簧清扫器装于头部卸料滚筒下方，以清除输送带工作面上粘附的物料，结构比前者简单。（2）空段清扫器(犁式刮板清扫器)装于输送带回空段约改向滚筒的前面，以清除工作带非工作面上粘附的物料。（3）转刷清扫器分头部清扫和尾部清扫两种，要求和弹簧清扫器联合使用。2.7 导料槽正确地设置受料装置，能够减轻输送带在受料处的磨损，延长其使用寿命。受料方式一般采用溜槽给到输送机上，为了减小对输送带的磨损，应使溜槽的方向与物料运动方向和输送带运行方向相一致，溜槽的倾角不宜过大，最好使物料下落的水平分速度与输送带的运行速度相等。物料的给入点应避免设在滚筒或托辊的上面，减小大块物料击伤输送带的可能性。导料槽可使从漏斗落下的物料在达到带速之前集中到输送带的中部。导料槽的底边宽为2/31/2带宽。导料槽由前部、中部和后部三部分组成，中段数量可根据需要任意增加。导料槽的长度应按落料速度与输送带稳定运行速度之差来选取。导料槽的截面结构可分为矩形和喇叭形两种。2.8 头架头架用来安装驱动滚筒和改向滚筒，其侧面与驱动装置架组装在一起。头架有平形输送机头架及槽形输送机头架两种。前者不能安装卸料斗及护罩，供输送成件物品时选用，后者可以安装卸料斗及护罩，供输送散状物料时选用。所以在这里选用槽形输送机头架。图3 头架装置2.9 尾架尾架用以安装尾部滚筒，尾架的结构与所采用的拉紧装置有关，所以应当根据所采用的拉紧装置来选择尾架。尾架有螺旋拉紧装置尾架、直角尾架和中间拉紧装置尾架三种。本文设计选择螺旋拉紧装置尾架。（1）螺旋拉紧装置尾架用于尾部拉紧，机长80m的输送机。（2）直角尾架用于尾部拉紧，机长20m的轻负荷输送机。（3）中间拉紧装置尾架用于不宜采用尾部拉紧的输送机。图4 尾架装置2.10 拉紧装置在各种具有挠性牵引构件的输送机中，必须装有拉紧装置。带式输送机的拉紧装置的作用：(1) 使输送带具有足够的初张力，保证输送带与驱动滚筒之间所必须的摩擦力，并且使摩擦力有一定的贮备；(2) 补偿牵引构件在工作过程中的伸长；(3) 限制输送带在各支承托辊间的垂度，保证输送机正常平稳地运行。拉紧装置有尾部螺旋拉紧、直角拉紧、中部螺旋拉紧和中间垂直拉紧等四种拉紧装置，尾部螺旋拉紧装置的拉紧行程有500、800mm两种，按输送机长的1%选取，试用于输送长度小于80m的输送机。直角拉紧装置是将螺旋拉紧装置垂直安装于直角尾架上，拉紧行程为200mm，试用于输送长度小于20m的轻负荷输送机。中部螺旋拉紧装置将螺旋拉紧装置垂直安装于中间机架上，拉紧行程为300mm使用于带面高度为800mm以上、输送长度小于30m的轻荷载输送机。中间重锤拉紧装置的拉紧行程大于500mm，适用于输送长度大于50m的输送机。本次设计考虑到输送距离为40米，故初步选择尾部螺旋拉紧装置。 2.11 制动装置对于倾斜输送物料的带式输送机，为了防止有载停车时发生倒转或顺滑现象，或者对于停车特性与时间有严格要求的带式输送机，应设置制动装置。如果制动装置的平均倾角大于4时，就应增设逆止装置或制动装置。逆止装置和制动装置在带式输送机上的表现形式有较多种类，视输送机的具体使用条件采用不同形式的逆止器或制动器。标准设计中有带式逆止器、非接触逆止器、滚柱逆止器和液压电磁闸瓦制动器4种。本文设计的带式运输机采用的是带式逆止器。2.12 电动滚筒根据不同的使用条件和工作要求，带式输送机的驱动方式，可分单电机驱动、多电机驱动、单滚筒驱动、双滚筒驱动和多滚筒驱动几种。本机为散料的输送，要求结构紧凑和轻巧，可采用电动滚筒。电动滚筒是将电动机和减速器装入驱动滚筒内，电动滚筒适用于功率在55kW下，也适用于环境潮湿、机头空间位置狭小和有腐蚀性的场合。3 设计计算3.1 原始数据及其工作条件（1）输送的物料：煤炭散料、干稻谷等；（2）输送的能力：30吨/小时；（3）输送距离：40米；（4）输送高度：4米；（5）皮带的宽度：0.6米；（6）输送机的布置形式：固定式。3.2 输送带倾角的计算有已知条件可知，此带式输送机的输送距离L=40m,输送高度H=4m,带式输送机装料端是水平的，设其水平的长度为4m。设皮带的倾斜角为（如图5），由直角三角形几何关系显然可知： Tan=4/（40-4）=0.111从而可算出倾斜角=，由倾斜角的大小可以查得皮带倾斜系数k=0.98；图5 输送带3.3 带面物料堆积厚度的计算输送机的带速v=1.5m/s,输送带的有效装载宽度设为b=0.4m,散料的堆积厚度设为h。又查得散料的松散密度=0.75xkg/,即0.75吨/立方米，所以vbh*3600*0.75=30,代入可得 h=0.0185m=18.5mm3.4 验算输送能力是否符合要求由输送能力Q的计算公式Q=3600vAc （3.1） =3600vyc 式中 Q输送机的输送能力，t/h； V带速，m/s； A带面堆料的面积，； 物料的松散密度，t/ m3； y断面系数； c倾角系数； B带宽，m。由堆积角大小可查得断面系数y=0.046，由皮带倾角的大小可查得倾角系数c=0.98又查得物料散料的密度为=7.5x=0.75 t/ m3又当输送机倾斜角小于，取c=1，则输送机的最大输送能力计算公式为Q=3600vy把以上数据代入可得Q=3600x1.5x0.6x0.6x0.75x0.046 =67.068 ()满足输送要求。3.5 驱动滚筒上所需圆周驱动力的计算（1）、驱动力的计算 传动滚筒上所需圆周驱动力为所有阻力之和，计算公式=CfLg+(2+)+Hg+ （3.2）由几何关系容易算出L=40.2（m） 式中：C系数，取为2.4； f模拟摩擦系数，取为0.2；L输送机长度（头、尾滚筒中心距），m; g重力加速度，取g=9.8m/; 承载分支托棍每米长旋转部分质量，kg/m; 回程分支托棍每米长旋转部分质量，kg/m； 每米长输送带的质量，Kg/m; 每米长输送物料的质量，Kg/m; H输送机卸料段和装料段间的高差，m； 导料槽阻力，N； 内、外清扫器的阻力。查得上托棍，=250mm,轴承6204。查得单个上托棍转动部分质量=2.15kg。=3x2.15/1=6.45(kg/m)图6 上托棍装置查得下托棍，=750mm, 轴承6204。查得单个下托棍转动部分质量=5.79kg=5.79x1/3=1.93(kg/m)图7 下托棍装置计算。由前面可知初选输送带CC-56，Z=4层。查得CC-56，Z=4输送带的每层质量1.15kg/,上胶厚=3.0mm,下胶厚=1.5mm。每毫米厚胶料质量1.19kg/。则=4x1.15+(3.0+1.5)x1.19x1.0=12.26 (kg/m)计算。由公式=/v （3.3）可得 =/v=Q/3.6v=30/3.6x1.5=5.56 (kg/m)导料槽阻力式中 v带速，m/s； B带宽，m； 物料密度，kg/ ； 导料槽长，m。又上述可知 v=1.5m/s, B=0.6m, =750, =4.5m 代入 =得 （3.4） = =29（N）式中A清扫器接触面积，一个头部清扫器和二个空段清扫器，A=0.6x0.01x1+0.6x0.01x2=0.018 ()； P清扫器与皮带间的压力，可取为；清扫器与皮带间的摩擦系数，可取为=0.6。所以 =0.018xx0.6 =324 (N)将上述数据代入=Cfg+(2+)+Hg+可得 =2.4x0.2x40.2x9.8x6.45+1.93+(2x12.26+5.56)+5.56x4x9.8+29.1+324=7272.82+218.0+29.1+324=7843.92 (N)3.6 电机的选择3.6.1 传动功率的计算 由公式，=v可得 （3.5） =v =7843.92x1.5=11765.88 (w)=11.77 （kw）3.6.2 电动机功率的计算 公式，（3.6） 式中，电动机功率，kw； 传动滚筒轴功率，kw;传动总效率，取为=0.8；K备用系数，取为1。 所以，由知 =14.713 （kw）3.6.3 确定电动机转速同一类型的电动机，相同的额定功率有多种转速可供选用。如选用低转速电动机，因极数较多而外廓尺寸及重量较大，故价格较高，但可使传动装置总传动比及尺寸减小。选用高转速电动机则相反。因此应全面分析比较其利弊来选定电动机转速。根据前面已得出的运输带速度，可算出其转速： (1.6)查阅资料得减速器单级的合理传动比范围为87；同步带合理传动比范围为24，斜齿轮合理传动比范围为35。则总的合理传动比范围为：故可推算电动机转速的可选项范围：符合这一范围的同步转速有750/min、1000/min、1500/min 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量，查有关资料可知电动机的型号为1FT6081-8AC7，所选电动机的额定功率，满载转速，输出轴直径D=35mm。3.7 输送带张力的计算3.7.1 限制输送带下垂度的最小张力承载分支的最小张力 （3.7）取=0.01，=1.0m，代入上式可得2182.95 （N）回程分支的最小张力取=3.0m,代入可得4615.8 （N）3.7.2 输送带工作时不打滑需保持的最小张力为保证输送带工作时不打滑，需在回程带上保持的最小张力为 （3.8）式中满载输送机启动或制动时的最大圆周驱动力； 传动滚筒和输送带间的摩擦系数； 传动滚筒的围包角； 尤拉系数。先计算启动时传动滚筒上的最大圆周力，其计算公式为 =，取=1.5，则 =7843.92x1.5=11765.88 (N)查得=3.40，则11765.88x =4902.45 (N) 则在稳定工况下输送带的最大驱动力=+=4902.45+7843.92=12746.37 （N）所选的改向滚筒和电动滚筒在许用合力上面符合要求3.7.3 输送带的层数计算输送带的层数的计算公式为 Z= （3.9）式中，Z输送带层数； 稳定工况下输送带的最大张力； n稳定工况下输送带的静安全系数； 输送带的纵向扯断强度； B带宽。查得n=10, =56代入可得Z=3.79，可取为Z=4，与初选相符。拉紧装置中锤质量可查得为402kg。3.8 校核棍子载荷3.8.1 静载计算承载分支，= （3.10）式中，承载分支托棍静载荷，N；e辊子载荷系数，取为0.8；承载分支托棍间距，m；V 带速，m/s;每米长输送带质量，kg/m;输送能力，kg/s由前述可知=1.0m,v=1.5m/s, =12.56kg/m, =18.63kg/s 代入可得=244.81（N）又查得上平行托棍，=750mm,轴承6204，承载能力2340N，能满足要求。查得槽形托辊。=250mm，轴承6204，承载能力2340N，能满足要求：回程分支=1x3x12.56x9.8=369.3 (N)；又查得下托棍，=750mm, 轴承6204，承载能力813N，也能满足要求。3.8.2 动载计算承载分支，= （3.11）设每天运行时间大于16h，取=1.2，又粒径小，取=1.0，取1.1。则 =244.81x1.2x1.0x1.1=323.15(N)2340(N)回程分支： =369.3x1.2x1.1=487.5 (N)200mm而小于500mm，故选用辐板式。其结构尺寸： 由大齿轮孔径D=65mm；则D1=1.6D=104mm彀长L=（1.21.5）D=80mmB2，取辐板厚C=0.3B=15mm （取，孔径，取） 小齿轮的设计因其中径d1=55mm，故选用齿轮轴式。其结构尺寸为：中径d1=55mm，顶径da1=60mm，宽度B1=55（6）经校核强度足够3.9.2 减速器轴的设计设置轴上输入的功率为P2=7.2Kw，n2=765/min。因其与大带轮相联，且带轮作用在轴上的力F=1773.8N。齿轮的切应力Ft=3273N。设计过程：（1）计算轴上的扭矩TNmm（2）求作用在齿轮轴上的力Ft=3273N，取齿轮压力角a= 因为是直齿圆柱齿轮，则Fa=0圆周力Ft，径向力Fr的方向如图： 图8 圆周力、径向力受力图（3）初步确定轴的最小直径由参考文献初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45#钢，调质处理。取。于是有：dmin=考虑到齿轮轴的装配需要，取该齿轮轴的最小尺寸 36mm。显然输入轴的最小直径是安装的大带轮的。（4）小齿轮的中径d1=55mm2dmin，故该齿轮做成齿轮轴。（5）轴的结构设计根据轴向定位的要求确定轴的各段直径及长度，画出其结构草图如下：图9 齿轮轴的结构草图 为了满足大带轮的轴向定位值，F8轴段左端需有一台阶，故取7-8段的直径为，右端用轴端档板定位。按轴端直径取档圈只压在大带轮上而不压在轴的端面上，故取7-8段的长度应比彀孔长度略短一些。取。 初步选择滚动轴承因轴承只受径向力，故选用圆柱滚子轴承。参照工作要求并据，由轴承产品目录中选取42209圆柱滚子轴承，其尺寸为 ，故，。 因为小齿轮中径，底径df=48.75mm。为了保证齿轮的加工。在2-3段与4-5段靠近齿形部分下挖一部分，而在另一端留足滚动轴承的轴肩。故在2-3段与4-5段中下挖部分的直径，取为。轴肩部分取为，下挖部分长度取，台阶部分取。 为了满足装配要求取。至此，已初步确定各段长度和直径。（6）轴上的周向定带轮的周向定位，采用平键联结。由文献3查得平键截面(GB1096-79查得)。键槽用键槽铣刀加工。长为56mm(标准键长由文献3GB1096-79查得)。其与轴的配合为H7/r6。滚动轴承与轴的定位是借过度配合来保证，此处选轴的尺寸公差为m6。（7）确定轴上圆角和倒角的尺寸由文献查得，取轴上所有倒角（轴端）为；各轴肩处圆角半径为R1.5。（8）按弯扭合成应力校核轴的强度。 求轴上载荷首先根据轴的结构简图，作出轴的计算简图。在确定轴承的支点位置后，此轴即可作为简支梁，其支承跨距为L2=L3=79mm。带轮重心点到支承点距离L1=73.5mm。根据轴的计算简图，扭矩图和计算弯矩图。从轴的结构上看，截面C处的计算转矩大，是轴的危险截面。现将计算出的截面C处Mh，Mv，M及Mca的值于下表。表1 轴的设计计算表载荷水平面垂直面支反力R弯矩M；总弯矩扭矩T计算弯矩Mca 按弯矩合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受的最大计算弯矩的截面（即危险截面c）的强度，则由文献2及上表中的数据可得（式中W由文献2表15-4查得）前面已选定轴的材料为45#钢，调质处理，又文献2表15-1查得=60Mpa。因此，故安全。（9）画出齿轮轴的工作图，见下图图10 齿轮轴工作图Pa=P2 ，转速n3=n2/4=765/4=191.25r/min，大齿轮中径为d2=220mm，齿轮上的圆周力。设计过程：1）确定转矩T3，齿轮上的圆周力Ft2Nmm。N因齿形角为2）初步确定轴的最小直径按文献初步估算轴的最小直径，选取材料为45号钢，调质处理。取A。112，于是有：mm轴的最小直径处为联轴器。为了使轴径与联轴器孔径相适应，选取联轴器孔径为45 mm，故取mm。3.9.3 结构尺寸设计（1）确定轴上零件的装配方案，画出其结构草图，如图11图11 大齿轮零件装配图（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。 为了满足半联轴器的定位要求，1-2段左端需制出一轴肩，故取2-3段的直径m；右端用档圈定位。按轴端直径取档圈直径cm。半联轴器与轴配合的毂孔长度mm，为保证轴端档圈只压在半联轴器上而不在轴的端面上，帮1-2段的长度应比11略短。现取mm。 初步选择流动轴承，因轴只受轴径向力，故选用深沟球轴承。参照工作需求并根据 mm。选用深沟球轴承6111。其尺寸为；故 mm。 mm。流动轴承的一端用轴肩定位，由文献3表6-1，查得轴承的定位轴肩高度mm。因此取mm。 取安装齿轮处的轴段5-6段的直径mm。齿轮左端用轴肩定位，轴肩高度取，则mm，另一端用轴承端盖定位，mm。D：根据装配需要取mm，mm， mm。至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。1）轴上的零件与轴的周向定位齿轮，半联轴器与轴的定位均采用平键联接。按由文献表查得平键的截面尺寸为 (GB1096-79)，键槽用键槽铣刀加工，长为68 mm，同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，选择齿轮轮毂与轴的配合为；同样，半联轴器与轴的联结，选用平键为 (GB1096-79)，闰联轴器与轴的配合为。流动轴承与轴的周身定位是借过渡配合来保证。此处选轴的直径尺寸公差为。2）定轴上圆角和倒角尺寸由文献，取轴端倒角为。圆角半径为。3）按弯扭合成应力校核轴的强度（1）首先根据轴的结构图，做出轴的计算简图。简支梁轴的跨距为mm，根据轴的见图做出轴的弯曲图，扭距图和计算弯矩图，从轴的结构图和计算玩具图中可以看出截面c处的计算弯矩最大，是轴的危险截面，现将计算出的截面c处的，及值列于下表。表2 轴的设计计算载荷水平面H垂直面V支反力NN弯矩MNmmNmm总弯矩Nmm扭矩TNmm计算弯矩NmNmm进行校核时，通常只校核轴上最大计算弯矩的截面（即c面）的强度，则由文献2及上表中数值可得。Mpa。前面已选定轴的材料为45号钢，调质处理，而且Mpa。因此，合适。（2）大齿轮轴计算简图（见图12） 图12大齿轮轴计算简图4 主要设计参数带速v=1.5m/s；平行上托棍间距=0.5m；槽形托辊间距=1m；下托棍间距=2m；上托棍槽角=；下托棍槽角为0；上托辊和下托棍棍径为89mm；谷物的堆积角为；皮带倾斜系数k=0.98；伺服电机电压：220v；电机电压： 380v。5 带式输送机常见故障的分析与处理带式输送机作为连续散状物料运输机械已广泛应用于码头、电厂、冶金、粮食等行业。并应用于装船机，斗轮堆取料机等散状物料运输机械上。本文是从使用者角度出发，分析与说明此类设备常见故障的原因及处理方法。5.1 带式输送机皮带跑偏的处理带式输送机运行时皮带跑偏是最常见的故障。为解决这类故障重点要注意安