皮带机的设计说明书.doc

太原理工大学阳泉学院毕业设计说明书毕业生姓名：昝栋专业：机械设计制造及其自动化学号：090531018指导教师张银喜所属系（部）：机电系二一一年五月太原理工大学阳泉学院毕业设计评阅书题目： DSJ可伸缩带式输送机选型设计 机电系 机械设计制造及其自动化 专业 姓名昝栋设计时间：2011 年3月 28日2011年6月 10日 评阅意见：成绩： 指导教师：（签字） 职务：201 年月日太原理工大学阳泉学院毕业设计答辩记录卡 机电 系机械设计制造及其自动化专业 姓名昝栋答 辩 内 容问 题 摘 要评 议 情 况 记录员： （签名）成 绩 评 定指导教师评定成绩答辩组评定成绩综合成绩注：评定成绩为100分制，指导教师为30%，答辩组为70%。 专业答辩组组长：（签名） 201 年月日摘 要带式输送机在国民经济各部门应用非常广泛，从常规上可分为普通型和特殊型。本文着重介绍可伸缩带式输送机的设计，首先对带式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；接着对所选择的可伸缩带式输送机各主要零部件进行了校核。最后简单的说明了可伸缩带式输送机的安装与维护。普通型带式输送机主要由胶带、中间架、头架、尾架、拉紧装置、托辊和滚筒等零部件组成。在选择这些部件时要根据运距、输送物料的性质及运输机所在场合等来确定。带输送速度的确定要依据带宽及运送物料的性质、运距等进行确定。这根据所选资料,确定驱动型式和计算各点张力，根据计算结果进行功率计算来选择电动机型号和制动器的型号。后根据以上数据进行标准件的选择和验算，并进行总体布置设计和画出相关零部件图。关键词：带式输送机 储带装置 胶带 驱动滚筒 托辊 AbstractThe machines of belt transport are applied in each section of national economy. It can be divided into the common type from the normal regulations with the special type. This thesis emphasizes the common type in introduction the machine of flexible belt transports. At first, it is introduction about the belt conveyor. Next, it is the principles about choose component parts of flexible belt conveyor. After that the belt conveyor abase on the principle is designed. Then, it is checking computations about main component parts. At last, it is explanation about fix and safeguard of the belt conveyor.The common type main component with belt、Shelf of middle、Head shelf、Tail shelf、Holdback gear、Components such as carrier roller and cylinder and so on. While choosing these parts must be according to the distance of transport、nature of the supply matter and situation. The speeds of the belt really settle to breadth、distance and deliver material. Immediately we accord to the data to make sure the tension at some point and the model of driving. Then choose electric motor and brake. Precede the choice of the standard piece with check to calculate according to the above data finally, combine the proceeding is total to arrange the design with draw the related spare parts diagram.Keyword: Belt conveyer storage belt device Belt Driving roller Roller目 录摘 要iAbstractii第一章 带式输送机概述1第一节 带式输送机简介1第二节 带式输送机的分类1一 各种带式输送机的分类1二 各种带式输送机的特点2三 可伸缩带式输送机的发展现状3四 煤矿带式输送机技术的发展趋势4第二章 可伸缩带式输送机总体方案设计6第一节 可伸缩带式输送机的工作原理6第二节 传动方案和总体设计8第三章 主要技术参数的设计计算9第一节 设计原始数据9第二节 输送带宽的选择9第三节 胶带带型的选择11第四节 胶带运行阻力的计算11第五节 带张力的计算12第六节 驱动滚筒功率及电动机功率的计算14第七节 胶带悬垂度校核及强度验证15一 胶带悬垂度校核15二 胶带强度验算16第四章 驱动装置的设计与选用18第一节 电动机的选用18第二节 减速器设计与选型20第三节 联轴器的选用20第四节 驱动滚筒设计及强度校核21一 驱动滚筒表面选型21二 驱动滚筒的校核22第五章 拉紧装置的设计24第一节 拉紧装置的选型与布置24一 拉紧装置的选型24二 拉紧装置的布置26第二节 储带装置的结构设计26第三节 拉紧力和拉紧行程的计算27第六章 机身主要部件的设计29第一节 托辊的设计29第二节 托辊的校核32一 承载分支的校核32二 回程分支的校核34三 改向装置35第四节 机架与中间架35第七章 辅助设备的设计38第一节 给料装置38一 给料装置的基本要求38二 装料段拦板的布置及尺寸38三 装料点的缓冲39第二节 卸料装置40第三节 清扫装置40第四节 制动装置42一 制动装置的作用42二 制动装置的种类42三 制动装置的选型44第五节 头部漏斗45第八章 安装、运转与维护46第一节 可伸缩带式输送机的安装46一 可缩带式输送机安装前的准备工作46二 落地式可伸缩带式输送机的安装46第二节 可伸缩带式输送的运转47一 未装胶带前的空运转47二 上胶带以后的空运转47第三节 可伸缩带式输送机的定期检查48一 日检查48二 周检查48三 月检查49四 半年或年检查49第九章 带式输送机的润滑50结 论51英语文献52翻译部分54致 谢55参考文献56第一章 带式输送机概述第一节 带式输送机简介带式输送机是连续运输机的一种，连续运输机是固定式或运移式起重运输机中主要类型之一，其运输特点是形成装载点到装载点之间的连续物料流，靠连续物料流的整体运动来完成物流从装载点到卸载点的输送。在工业、农业、交通等各企业中，连续运输机是生产过程中组成有节奏的流水作业运输线不可缺少的组成部分。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（如机车类）相比，具有输送距离长、运量大、连续输送等优点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中化控制，尤其对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭开采机电一体化技术与装备的关键设备。随着我国高产高效矿井的出现，原有的带式输送机无论是主参数还是运行性能都已不能满足要求，必须向长距离、高带速、大运量、大功率的大型化方向发展，并要改善和提高运行性能，确保安全可靠。连续运输机可分为：（1）具有挠性牵引物件的输送机，如带式输送机，板式输送机，刮板输送机，斗式输送机、自动扶梯及架空索道等；（2）不具有挠性牵引物件的输送机，如螺旋输送机、振动输送机等；（3）管道输送机（流体输送），如气力输送装置和液力输送管道。其中带式输送机是连续运输机械中是使用最广泛的， 带式输送机运行可靠，输送量大，输送距离长，维护简便，适应于冶金煤炭，机械电力，轻工，建材，粮食等各个部门。 第二节 带式输送机的分类一 各种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。其分类如下简单表示。二 各种带式输送机的特点（1）可伸缩带式输送机：由于综合机械化采煤工作面推进速度比较快，所以顺槽的长度和运输距离变化比较快，这就要求顺槽运输设备能够比较迅速地进行伸长或缩短。可伸缩带式输送机是为了适应这种需要而设计制造的。它的主要特点是机身可以很方便地收缩，它有一个贮带装置，可以贮存一卷胶带。可伸缩带式输送机有钢丝绳吊挂式和落地架式两种。（2）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。（3）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。（4） 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提高到使输送带成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。（5）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。（6）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。（7）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。（8）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。根据本次设计所要求的工作条件，即能够灵活迅速的伸长和缩短，故选用可伸缩带式输送机。三 可伸缩带式输送机的发展现状早在20世纪70年代，就已经出现了运输距离达到100 m的带式输送机输送线路。近年来，带式输送机在矿山运输中已经逐渐开始取代汽车和机车运输，成为散装物料的主要运输装备。不断出现新型带式输送机，拓宽了带式输送机的应用领域。可伸缩带式输送机是连续输送物料机械中效率最高、使用最普遍的一种机型，是巷道掘进运输和采煤工作面顺槽运输的主要设备。在煤炭、冶金领域中，可伸缩带式输送机得到了广泛应用。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。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，经营费用低，由于缩短运输距离可节省基建投资。未来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。目前带式输送机的适用范围：（1）适用于环境温度一般为C；在寒冷地区驱动站应有采暖设施；（2）可做水平运输，倾斜向上（+）和向下（-）运输，也可以转弯运输；运输距离长，单机输送可达15 km；（3）可露天铺设，运输线可设防护罩或设通廊；四 煤矿带式输送机技术的发展趋势 （1）设备大型化、提高运输能力为了适应高产高效集约化生产的需要，带式输送机的输送能力要加大。长距离、高带速、大运量、大功率是今后发展的必然趋势，也是高产高效矿井运输技术的发展方向。在今后的10a内输送量要提高到30004000 t/h，还速提高至46m/s，输送长度对于可伸缩带式输送机要达到3000m。对于钢绳芯强力带式输送机需加长至5000m以上，单机驱动功率要求达到10001500 kw，输送带抗拉强度达到6000 N/mm（钢绳芯）和2500 N/mm（钢绳芯）。尤其是煤矿井下顺槽可伸缩输送技术的发展，随着高产高效工作面的出现及煤炭科技的不断发展，原有的可伸缩带式输送机，无论是主参数，还是运行性能都难以适应高产高效工作面的要求，煤矿现场急需主参数更大、技术更先进、性能更可靠的长距离、大运量、大功率顺槽可伸缩带式输送机，以提高我国带式输送机技术的设计水平，填补国内空白，接近并赶上国际先进工业国的技术水平。其包含7个方面的关键技术：带式输送机动态分析与监控技术；软起动与功率平衡技术；中间驱动技术；自动张紧技术；新型高寿命高速托辊技术；快速自移机尾技术；高效储带技术。（2）提高元部件性能和可靠性设备开机率的高与低主要取决于元部件的性能和可靠性。除了进一步完善和提高现有元部件的性能和可靠性，还要不断地开发研究新的技术和元部件，如高性能可控软起动技术、动态分析与监控技术、高效贮带装置、快速自移机尾、高速托辊等，使带式输送机的性能得到进一步的提高。（3）扩大功能，一机多用化拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用，使其发挥最大的经济效益。开发特殊型带式输送机，如弯曲带式输送机、大倾角或垂直提升输送机等。国外带式输送机技术的发展很快，其主要表现在两个方面：一方面是：带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型；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。目前，在煤矿井下使用的带式输送机关键技术与装备有以下几个特点：(1)设备大型化。其主要技术参数与装备均向着大型化发展，以满足年产5001000万t以上高产高效集约化生产的需要。 (2)应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术，采用大功率软起动与自动张紧技术，对输送机进行动态监测与监控，大大地降低了输送带的动张力，设备运行性能好，运输效率高。(3)采用多机驱动与中间驱动及其功率平衡、输送机变向运行等技术，使输送机单机运行长度在理论上已有受限制，并确保了输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。(4)新型、高可靠性关键元部件技术。如包含CST等在内的各种先进的大功率驱动装置与调速装置、高寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高效贮带装置、快速自移机尾等。如英国FSW生产的FSW1200/（23）400（600）工作面顺槽带式输送机就采用了液粘差速或变频调速装置，运输能力达3000 t/h以上，它的机尾与新型转载机配套，可随工作面推移而自动快速自移、人工作业少、生产效率高。第二章 可伸缩带式输送机总体方案设计机械产品的方案设计首先确定它的工作原理方案，再确定机械运动方案。机械系统的工作原理方案和机械传动方案的优劣是决定产品性能、成本，是关系到产品水平及市场竞争力的关键所在。因此，机械系统的运动方案设计阶段是机械产品设计中最重要的设计阶段，是机械产品至关重要的环节。第一节 可伸缩带式输送机的工作原理机械化采煤工作面采下的煤经由工作面刮板输送机运送到顺槽桥式转载机上，经转载机转载到可伸缩胶带输送上机，再由可伸缩胶带输送机将煤运到采区煤仓或上、下山运输设备上。转载机的悬供部分与胶带输送机机尾段的最大搭接部分长度约为12m。当工作面推进约12m时，转载机机头小车沿胶带输送机机尾两侧的导轨行走到极限位置，需将胶带输送机缩短（或伸长）12m，转载机方能继续移动并与可伸缩胶带输送机配合工作，这时贮带装置要收贮（或放出）24m长胶带。上述工作完成后，重新张紧胶带，以保证运输持续进行。由于贮带仓中贮存胶带的长度有限，所以在后退式采煤时，胶带输送机逐渐缩短，胶带逐渐收贮，每隔一段时间需将满的胶带取出；当前进式采煤或巷道掘进时，可伸缩带式输送机逐渐伸长，放出胶带，贮带仓放空后，即需加带贮满，方能继续工作。可伸缩带式输送机的传动原理与普通带式输送机相同，输送带都是绕经传动滚筒和机尾换向滚筒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。普通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。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。在结构上可伸缩带式输送机与普通带式输送机相比最突出的特点是它有一个贮带仓和一套贮带装置，这套装置起暂时贮存适量胶带的作用，当移动机尾进行伸缩工作时，贮带装置可适当地放出或收贮一定长度的胶带。普通型带式输送机的机身的上带是用槽形托辊支撑，以增加物流断面积，下带为返回段（不承载的空带）一般下托辊为平托辊。带式输送机可用于水平、倾斜和垂直运输。对于普通型带式输送机倾斜向上运输，其倾斜角不超过18，向下运输不超过15。总之，本次设计的带式输送机要求用于顺槽运输，而在综合机械化采煤工作中，工作面推进速度比较快，顺槽巷道的长度和运输距离也相应发生变化，这就要求巷道运输设备能够比较灵活地进行伸缩或缩短，故本次设计选用落地架式可伸缩带式输送机。输送带是带式输送机部件中最昂贵和最易磨损的部件。当输送磨损性强的物料时，如铁矿石等，输送带的耐久性要显著降低。提高传动装置的牵引力可以从以下三个方面考虑：（1）增大拉紧力：增加初张力可使输送带在传动滚筒分离点的张力增加，此法提高牵引力虽然是可行的。但因增大必须相应地增大输送带断面，这样导致传动装置的结构尺寸加大，是不经济的。故设计时不宜采用。但在运转中由于运输带伸长，张力减小，造成牵引力下降，可以利用拉紧装置适当地增大初张力，从而增大，以提高牵引力。（2）增加围包角：对需要牵引力较大的场合，可采用双滚筒传动，以增大围包角。（3）增大摩擦系数：其具体措施可在传动滚筒上覆盖摩擦系数较大的衬垫，以增大摩擦系数。通过对上述传动原理的阐述可以看出，增大围包角是增大牵引力的有效方法。故在传动中拟采用双滚筒驱动，以增加围包角。双滚筒驱动围包角可以达到450 480，在此初定围包角为450。第二节 传动方案和总体设计由于我设计的皮带输送机用于井下巷道，工作环境恶劣，运输量大且空间狭小，为了减小设计尺寸且提高运输能力，拟采用大功率单电动机驱动，与机身平行安装，双滚筒采用齿轮啮合传动。按照皮带输送机的一般工作原理可得到总体的传动方案，拟定采用如下线路布置传动方案。图21 带式输送机传动方案图1头部卸载滚筒 2驱动滚筒 3储带换向滚筒4拉紧滚筒 5尾部换向滚筒第三章 主要技术参数的设计计算第一节 设计原始数据（1） 运输物料：原煤（2） 运输能力：（3） 输送距离：（4） 粒度大小：（5） 倾角大小：（6） 设计带速： （7） 原煤松散密度：（8） 工作条件：多灰，用于顺槽运输，每天平均工作超过10小时。 第二节 输送带宽的选择普通带式输送机设计中，首先要考虑的是带宽。除了特轻型带式输送机外，常用的标准是500mm， 650mm， 800mm， 1000mm， 1200mm， 1400mm， 1600mm， 1800mm，2000mm与2400mm.，带宽由所运送的物料最大粒度和输送机的输送量来共同确定。由于输送物料为原煤，查矿山运输机械表03，知其动堆积角，由倾角知其倾角系数。由公式：式中：运输量，；输送物料密度，；代入数据得： =880mm由于原煤未经筛选，故按下式进行校核：式中： 由可取则： 且查运输机械手册表1-4可知，取 工作宽度：校核运输能力：如图31 所示，截面积 ，查表K=0.1737则故，满足输送量要求。图31 等长三辊槽型界面第三节 胶带带型的选择由原始数据：粒度大小：，倾角大小：，设计带速：，原煤松散密度：，工作条件：潮湿多灰，用于顺槽运输，每天平均工作超过10小时，查运输机械手册表1-3可知，本次设计的输送带选择阻燃橡胶输送带，胶带衬里帆布层。第四节 胶带运行阻力的计算本次设计的输送带选择阻燃橡胶输送带，胶带衬里帆布层数Z由带宽B确定，由于B=1000mm， 查表矿山运输与提升2-3，选取 Z=6 。又输送物料为原煤，物料特性，中小粒度且磨损性小，故输送带选取覆盖胶型，覆盖胶厚度由矿山运输机械表13知：上胶厚3.0mm，下胶厚1.0mm 。依据上述条件，查表15普通橡胶输送带规格知，该胶带每米质量：被输送物料每米长质量可按下式计算：托辊形式选择为上托辊槽角的槽型托辊，下托辊为平托辊，托辊转动部分质量：根据物料疏松密度和带宽，查表111，选取上托辊间距，下托辊间距。则托辊转动部分每米质量： 由于托辊工作在井下，且潮湿多灰，由表118选取输送带托辊运行阻力系数为：槽型托辊： 平行托辊： 则承载直线段的运行阻力： 空载直线段的运行阻力：受料区的惯性阻力：式中： 则：清扫器阻力：由B=1000mm ，查表得：弹簧清扫器：空段清扫器：则 第五节 带张力的计算为了最终确定所需牵引力，计算电动机功率，以及对胶带强度、悬垂度进行校核，确定拉近装置的拉紧力，都必须计算出胶带张力。在进行胶带张力计算时，采用逐点计算法，逐点计算法就是沿胶带运行方向，输送带上任意点的张力等于前一点的张力与这两点之间的运行阻力之和。逐点计算法步骤：首先从驱动滚筒的绕出点开始，将输送机的轮廓分为相互衔接的若干区段，在各个区段的连接点上注明标号，然后依次求出各点的张力。图32 为胶带张力的计算示意图：图32 胶带张力示意图根据张力示意简图列出各点的张力如下：将上面各式代入参数值可得：由于带式输送机依靠摩擦力传动，必须保证驱动滚筒与胶带之间不打滑，并且有一定的备用摩擦力。即必须满足：式中：由：则：联立方程组：得： 将值代入以上各式，即可求得各点张力，第六节 驱动滚筒功率及电动机功率的计算胶带输送机传动滚筒上的圆周力：则驱动滚筒轴功率： 根据下式计算电动机功率：式中： 则电动机功率 考虑到在井下工作及其他因素，取N=250kw。第七节 胶带悬垂度校核及强度验证一 胶带悬垂度校核在胶带自身重力和载荷的作用下，胶带在两托辊间必然有悬垂度，托辊间距确定以后，胶带张力越小其悬垂度就越大。如果悬垂度过大，胶带在两托辊之间松弛变平，物料易撒落下滑，同时胶带的运行阻力也大为增加，所以必须对胶带的悬垂度进行校核。要满足悬垂度要求，须满足下面条件：1有载分支胶带：式中：将数据代入上式：由故有载分支悬垂度符合要求。2回程分支胶带：式中：将数据代入上式：由故回程分支悬垂度符合要求。综上，胶带悬垂度符合要求。二 胶带强度验算输送带是输送机最昂贵、耐久性最差的部件。在输送机运转过程中，输送带受各种大小和性质不同的载荷作用，处在极其复杂的应力状态下。输送带最典型的破坏形式有：工作面层和边缘磨损，受大块矿石冲击作用引起击穿，撕裂和剥离；芯体通过滚筒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，而且输送带很高的折旧费又是决定带式输送机使用范围和使用效果的重要因素。因此，根据输送机的具体使用条件，正确地计算、选择输送带类型及其技术规格，具有极其重要的经济意义。根据输送机的结构和使用条件不同，对输送带的要求为：足够大的抗拉和抗弯强度，较小的弹性伸长和残余伸长，耐磨、耐疲劳，抗击穿和抗剥离的性能好，纵向和横向的柔性适当，静电效应低，耐老化、耐热性能好等等。输送带的强度一般根据计算出的最大张力和生产力算出，可用带宽和衬垫层数校核其安全系数。校核按下面的公式进行：式中：由 Z=6 且使用机械接头，查矿山运输机械表119得，橡胶带安全系数为10。查煤矿机械设计手册得阻燃橡胶带强度，允许最大张力。将数据代入公式得：则：，胶带强度满足要求。第四章 驱动装置的设计与选用带式输送机的负载是一种典型的恒转矩负载，而且不可避免地要带负荷起动和制动（即满起动和停车）。电动机的起动特性与负载的起动要求不相适应在带式输送机上比较突出，一方面为了保证必要的起动力矩，电机起动时的电流要比额定运行时的电流大67倍，要保证电动机不因电流的冲击过热而烧坏，电网不因大电流使电压过分降低，这就要求电动机的起动要尽量快，即提高转子的加速度，使起动过程不超过35s。为了做到这一点，过去曾用加大电动机功率的方法，对于小型、短的带式输送机还可以。另一方面，输送带是一种粘性体，大型带式输送机在起动（制动）的不稳定阶段，驱动装置施加到输送带上的牵引力（制动力）及惯性力将以一定的波速在带内传播、叠加、反射，在输送带内引起多边的应力变化，若其瞬时峰值应力超过允许值，将会损伤输送带甚至使之破段，或使托辊、滚筒早期损坏，这要求有尽量小的起动（制动）加速度以降低起动（制动）时的冲击。现代带式输送机的起动加速度要求控制在0.10.3m/s之间。大型带式输送机停车制动时在输送带上出现的应力变化有时甚至比起动时更剧烈。为了解决这一矛盾，缓解对电动机的冲击，常常使用液力偶合器、可控减速器、CST可控驱动系统。驱动装置是整个皮带输送机的动力来源，它由电动机、减速器 、联轴器、逆止器、传动滚筒组成。驱动滚筒由一台或两台电机通过各自的联轴器、减速器、和链式联轴器传递转矩给传动滚筒。传动滚筒采用焊接结构，主轴承采用调心轴承，传动滚筒的机架与电机、减速器的机架均安装在固定大底座上面，电动机可安装在机头任一侧。本次可伸缩带式输送机设计采用双滚筒传动，主要是为了增加胶带在传动滚筒上的包角，从而提高牵引力。第一节 电动机的选用电动机额定转速根据生产机械的要求而选定，一般情况下电动机的转速不低于500r/min，因为功率一定时，电动机的转速低，其尺寸愈大，价格愈贵，而效率较低。若电机的转速高，则极对数少，尺寸和重量小，价格也低。本次设计皮带机所需电动机的总功率为250 kw，考虑煤矿井下安全问题, 拟采用YBSS-250型三相异步防爆电动机，即单电机驱动，需在机头架主、副滚筒轴上安装一对大小相等齿数相等的联动齿轮，当电机启动后，通过液力联轴器，减速器和联动齿轮同时传动主副滚筒，驱动胶带运行。YBSS-250型三相异步防爆电动机具有体积小、重量轻、外形美观、防爆安全、运行可靠、寿命长，性能优良、安装简便、维护方便等优点，可以满足要求。电动机防爆标志代表的意义:电动机型号代表的意义如：YB2-200L1-2WY- 异步电动机 B- 隔爆型2- 第二次改型设计 200- 机座中心高 L- 机座长度代号 1- 铁心长度代号 2- 电动机级数 W- 特殊环境代号表4-1 YBSS-250 型电动机主要性能参数型号额定功率(kW)额定电流(1140V)A额定转速( r/min)效率(%)YBSS-250250153148093.5功率因数()噪声(dB)2.36.02.20.8597第二节 减速器设计与选型由输送带的宽度B=1000mm，查表选取驱动滚筒直径D=630mm，则驱动滚筒转速：已知电动机转速：则电动机与滚筒间的总传动比为：一般情况下，在选用减速器时都优先选用常用减速比，常用减速器公称减速比 、10、11.2、12.5、14、16、18、20、22.4、25、 28、31.5、40等。在这里选标准减速比i20。由于电动机与输送机平行布置，所以选择圆锥圆柱齿轮减速器，并拟采用三级减速。第三节 联轴器的选用联轴器是机械传动中常用的部件。它用来把两轴联接在一起，机器运转时两轴不能分离；只有在机器停车并将联接拆开后，两轴才能分离。联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、承载后的变形以及温度变化的影响等，往往不能保证严格的对中，而是存在着某种程度的相对位移。这就要求设计联轴器时，要从结构上采取各种不同的措施，使之具有适应一定范围的相对位移的性能。根据对各种相对位移有无补偿能力（即能否在发生相对位移条件下保持联接的功能），联轴器可分为刚性联轴器（无补偿能力）和挠性联轴器（有补偿能力）两大类。挠性联轴器又可按是否具有弹性元件分文无弹性元件的挠性联轴器和有弹性元件的挠性联轴器两个类别。刚性联轴器这类联轴器有套筒式、夹壳式和凸缘式等。凸缘联轴器是把两个带有凸缘的半联轴器联成一体，以传递运动和转矩。凸缘联轴器的材料可用灰铸铁或碳钢，重载时或圆周速度大于30m/s时应用铸钢或碳钢。由于凸缘联轴器属于刚性联轴器，对所联两轴的相对位移缺乏补偿能力，故对两轴对中性的要求很高。当两轴有相对位移存在时，就会在机件内引起附加载荷，使工作情况恶化，这是它的主要缺点。但由于构造简单、成本低、可传递较大转矩，故当转速低、无冲击、轴的刚性大、对中性较好时亦常采用。挠性联轴器1）无弹性元件的挠性联轴器这类联轴器因具有挠性，故可补偿两轴的相对位移。但因无弹性元件，故不能缓冲减振。常用的有以下几种：十字滑块联轴器、滑块联轴器、十字轴式万向联轴器、齿式联轴器、滚子链联轴器等等。2）有弹性元件的挠性联轴器这类联轴器因装有弹性元件，不仅可以补偿两轴间的相对位移，而且具有缓冲减振的能力。弹性元件所能储存的能量愈多，则联轴器的缓冲能力愈强；弹性元件的弹性滞后性能与弹性变形时零件间的摩擦功愈大，则联轴器的减振能力愈好。常常有以下几种，弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器、梅花形弹性联轴器、蛇形弹簧联轴器等等。本次选用了蛇形弹簧联轴器，它属于一种结构先进的金属弹性变刚度联轴器，它靠蛇形弹簧钢片嵌入两半联轴器的齿槽内来传递扭矩，其主要零件有：两个半联轴器、两半外罩，两 个密封圈及蛇形弹簧片等。联轴器以蛇形弹簧片轴向嵌入两半联轴器的齿槽内来实现主动轴与从动轴的连接，运转时，是靠原动端齿面对簧片的轴向作用力带动从动 端，从而来传递扭矩，这样避免了共振现象发生，且簧片在传递扭矩时所产生的弹性变形，使机械系统能获得较好的减振效果，其平均减振率达65%以上。蛇形弹簧片采用优质弹簧钢制造，经严格的加工、处理、具有良好的机械性能，从而使联轴器的使用寿命比非金属弹性元件联轴器大为增长。第四节 驱动滚筒设计及强度校核一 驱动滚筒表面选型驱动滚筒是传递力的主要部件。作为单点驱动方式来讲，可分成单滚筒传动及双滚筒传动。单滚筒传动多用于功率不太大的输送机上，功率较大的输送机可采用双滚筒传动，其特点是结构紧凑，还可增加围包角以增加传动滚筒所能传递的牵引力。使用双滚筒传动时可以采用多电机分别传动，也可以利用齿轮传动装置使两滚筒同速运转。如双滚筒仍不满足牵引力需要，可采用多点驱动方式。输送机的驱动滚筒有钢板焊接结构或铸铁结构，新设计产品全部采用滚动轴承。驱动滚筒的表面有钢制光面滚筒、铸（包）胶滚筒等，钢制光面滚筒主要缺点是表面磨擦系数小，所以一般用在周围环境湿度小的短距离输送机上，铸（包）胶滚筒的主要优点是表面摩擦系数大，适用于环境湿度大、运距长的输送机，铸（包）胶滚筒按其表面行状又可分为铸（包）胶滚筒、菱形铸（包）胶滚筒和人字形沟槽铸（包）胶滚筒。菱形铸（包）胶滚筒它是在钢制光面滚筒表面加一层菱形橡胶层，这种滚筒没有方向性，适用于可逆输送机。试验证明，菱形铸（包）胶滚筒的摩擦系数比人字形铸（包）胶滚筒略小一些，因而在菱形铸（包）胶滚筒之后又有出现一种带有轴向沟槽的菱形铸（包）胶滚筒，克服了上述不足。人字形沟槽铸（包）胶滚筒为了增大摩擦系数，在钢制光面滚筒表面上，加一层带人子沟槽的橡胶层面。这种滚筒有方向性，不得反向运转。人字形沟槽铸（包）胶滚筒，沟槽能使水的薄膜中断，不积水，同时输送带与滚筒接触时，输送带表面能挤压到沟槽里，由于这种原因，即使在潮湿的场合工作，摩擦系数降低也很小。比较二者区别与各自优点及输送机现场工作条件，选择人字形沟槽铸（包）胶滚筒。二 驱动滚筒的校核由带宽B=1000mm且用于井下，选取驱动滚筒直径D=630mm ，滚筒长度略宽于胶带，一般取：，即驱动滚筒直径的验算：实验表明，驱动滚筒的摩擦系数与胶带和滚筒之间的单位压力有较大关系。在单位压力较大的区域摩擦系数随压力的增加而减小，因此驱动滚筒的直径应按平均压力进行验算：式中： 因此驱动滚筒直径合适。第五章 拉紧装置的设计拉紧装置在带式输送机的设计中，具有十分重要的作用。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，能使滚筒与输送带间产生必须的摩擦力，防止输送带打滑；保证输送带不低于一定值，以限制输送带在各支承托辊间的垂度，避免撒料和增加运动阻力；补偿输送带载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。第一节 拉紧装置的选型与布置在带式输送机的设计中，选择合适的拉紧装置，确定合理的布置条件，是保证输送机正常运转、启动和制动时输送带在滚筒上不打滑的必要条件。一 拉紧装置的选型常用的拉紧装置有以下几种：（1）螺旋式拉紧装置 螺旋式拉紧装置如图所示，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。它利用人力旋转螺杆来调节输送带的张力。螺旋式拉紧装置的结构简单紧凑，但是拉紧力的大小不易掌握，工作过程中不能保持恒定。一般用于机长小于100m，功率较小的输送机上，可按机长的选取拉紧行程。图5-1 螺旋式拉紧装置1-螺杆 2-滚筒 3-机架 4-可移动的滚筒轴承座根据系列，其拉紧行程分为500、800、1000三种，许用的最大拉紧力见表表5-4螺旋拉紧装置的最大拉紧力带宽（mm）500650800100012001400最大拉紧力（kN）91624385475（2）小车重锤式拉紧装置 小车重锤式拉紧装置结构原理如图所示，其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。它的结构也较简单，可保持恒定的拉紧力，其大小决定于重锤的重量。小车重锤式拉紧装置外形尺寸大、占地多、质量大，适用于长度、功率较大的输送机，尤其是倾斜输送机上。图5-2 小车重锤式张紧装置1-重锤 2-小车 3-滑轮组 4-绞车(3)垂直式拉紧装置垂直式拉紧装置是利用重锤重力，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恒定的牵引力，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要的行程，因此在空间受限的条件下无法使用。(4)钢绳绞筒式拉紧装置利用钢绳缠绕在绞筒上，将输送带拉紧。一般绞筒都是经过蜗轮减速器来带动。这种方式结构简单安装方便维修简易， 在带式输送机上广泛使用。综合分析各自特点及考虑制造成本的因素，拟选择钢绳绞筒式拉紧装置。二 拉紧装置的布置带式输送机拉紧装置位置的合理布置，对输送机正常运转、启动和制动，以及拉紧装置的设计、性能及成本的影响都十分大，一般情况下拉紧装置的布置应遵循以下原则：（1）为降低拉紧装置的成本，使其张紧力最小，一般张紧装置尽可能布置在输送带张力最小处。（2）长运距水平输送机和坡度在5以下的倾斜输送机，拉紧装置一般布置在驱动滚筒的空载侧（张力最小处）。（3）距离较短的输送机和坡度在6以上的倾斜输送机拉紧装置一般布置在输送机机尾，并尽可能将输送机局部滚筒作拉紧滚筒。（4）拉紧装置的布置位置还要考虑输送机的具体安装布置形式，使拉紧装置便于安装、维护。一般情况下，拉紧装置布置在胶带张力最小处。对于输送距离大于300m的水平输送机，拉紧装置常设置在靠近驱动滚筒的无载分支上，本次设计拟采用此方法。第二节 储带装置的结构设计本次设计的输送机为可伸缩带式输送机，它较普通带式输送机多了储带装置。储带装置包括储带转向架、储带仓架、换向滚筒、托辊小车、游动小车、张紧装置、张紧绞车等。它用以完成胶带的储藏、拉紧、储进或放出。储带装置的骨架由框架和支架用螺栓连接而成，在机头传动装置框架上装有两个固定换向滚筒与游动小车上的两个换向滚筒一起供胶带在储带装置中往复导向，架子上面安装固定槽形托辊和平托辊，以支撑胶带，架子内侧有轨道，供支撑托辊的支撑小车和游动小车行走；固定换向滚筒为定轴式，用于储带装置进行储带时换向。托辊支撑小车由三个下托辊、车架和滚轮等组成，用以支撑胶带，使其悬垂度不致过大，托辊小车随游动小车位置的变动而变动，但需要用人力加以调整。 游动小车由车架、换向滚筒、滑轮组、车轮等组成，滑轮组装在车身后与另一滑轮组相连接，等高安装的两滑轮组可保证受力时车身不被抬起，这样，对保持车身稳定，防止换向滚筒上的胶带跑偏效果较好，车身下部还装有止爬钩，用以防止车轮脱轨掉道。 游动小车向左侧移动时，胶带放出，机身伸长，游动小车向右侧移动时，胶带储存，机身缩短，通过钢丝绳拉紧游动小车可使胶带得到适当的张紧度。 在储带装置的后部，设有张紧绞车、胶带张力指示器和张力缓冲器，张力指示器显示当前张力大小，方便随时调整