机械毕业设计（论文）-凤凰沟矿上运带式输送机系统设计【全套图纸】.doc

山东科技大学学士学位论文摘 要带式输送机经过一百多年的发展，已成为一个庞大的家族。能跟据生产需求设计出各种各样的特种输送机。例如，大倾角型、可伸缩型。它们各有自己独特的优点，适用于某些特殊的场合。从工作原理上使得运距与输送能力不受限制，并可依据吨公里输送能力的大小而很容易的形成系列；并且结构简单，成本低；输送带自重相对于所容物料应尽可能的小，以降低成本；能够解决清扫干净的问题。本设计主要进行系统整体布置，包括带式输送机基本参数的确定计算，托辊、滚筒的选择，驱动装置的布置、拉紧装置采用的液压拉紧的布置、以及清扫装置、起制动装置的选择和布置。根据初步设计结果选择机械设备、部件和电气设备。对其中的主电机、液粘软启动的控制泵、润滑泵的工作过程进行控制，并选择相应的保护装置。关键词：基本参数、液压拉紧、液粘软启动、电气控制、可编程控制器。全套图纸，加153893706Abstract After 100 years development, the belt conveyor has become a huge family. Various kinds of belt conveyers can be designed for special uses. For example, belt conveyor for big inclination angle, expandable belt conveyor. Each of them has its unique advantages respectively, and is suitable for certain situation. There is no limit for the transporting ability and distance theoretically, and they can be easily specified into series according to their transporting ability. And the structure is simple, the cost is low; the belt conveyor weight should be low comparing to the material it carries, in order to reduce the cost; Cleaning problems should be solved easily. This design is mainly about the layout of the whole system, including the calculating and determining of the belt conveyers basic parameters, choosing the supporting rollers, the drums, the driving devices and their layout, the tensioning devices, and the cleaning devices, as well as starting devices and braking system and their layout. Then choose the machinery devices and components and the electronic devices. And control the working process of the main electric motor, the pump for the soft-start control and the pump for lubrication, and choose the corresponding protecting devices. Keywords: basic parameter、hydraulic pressure tautness、the fluid soft-start、electrical control、Programmable controller.目 录摘要.目录.1 绪论.1 1.1带式输送机简介.11.2带式输送机的工作原理.22 带式输送机设计计算.42.1带式输送机机型的选择.42.2基本参数的选择确定.52.2.1输送机类型的确定.52.2.2带速与带宽的选择确定.8 2.2.3输送线路的初步设计.92.2.4基本参数的确定计算.102.2.5输送带张力的计算.202.2.6输送带强度校核.232.2.7计算滚筒牵引力与电动机功率.232.2.8拉紧力与拉紧行程的计算.242.2.9制动力矩计算.272.2.10驱动装置的选择及其布置.272.2.11制动装置.312.2.12清扫装置.322.2.13装载装置.322.2.14液粘软启动.333 可编程控制器.373.1 PLC的功能和应用.373.2可编程控制器的基本组成.383.3可编程控制器的工作方式.47 3.3.1 PLC的循环扫描工作方式.48 3.3.2 PLC的I/O滞后现象.494 带式输送机电控装置.514.1控制装置的主要功能. 514.2各控制部件的功能. 514.3系统工作原理.53 4.3.1自动工作方式.53 4.3.2手动工作方式.55 4.3.3手动调试方式.574.4信号与报警.57参考文献. 58致谢辞.59 附录. 6081- 1 绪 论1.1 带式输送机简介带式输送机是输送能力最大的连续输送机械之一。其结构简单、运行平稳、运转可靠、能耗低、对环境污染小、便于集中控制和实现自动化、管理维护方便，在连续装载条件下可实现连续运输。它是运输成件货物与散状物料的理想工具，因此被广泛用于国民经济各部门。尤其在矿山用量最多、规格最大。带式输送机是连续动作的运输设备。由于它具有运输能力大，运行阻力小，耗电量小，运行平稳，在运输途中对物料的损伤小等优点，被广泛应用于国民经济的各个部门。在矿井想到内采用带式输送机运煤炭，对建设现代化矿井有重要作用。矿用带式输送机的结构特点是边拆装、可伸缩。带式输送机的基本组成部分是：输送带、驱动滚筒、改向滚筒、托辊、机架、驱动装置、拉紧装置和清扫装置。输送带绕经驱动滚筒和改向滚筒，拉紧滚筒结成环形。用拉紧装置将它张紧后，驱动装置带动驱动滚筒连续旋转时，依靠滚筒与输送带之间的摩擦力，带动输送带运行。带式输送机是靠摩擦传动，有足够的摩擦牵引力是它可靠运行的基本保证。装到输送带上的物料随它一起运行到端部卸出。 带式输送机按使用条件分为：通用固定式（安装在地脚螺钉上）；便拆装式（不用地脚螺栓便于拆装移置）；移动式（安装在行走轮上）。井下采取的便拆装式中，有吊挂式（中间机架吊挂在巷道支架或顶板上）和落地式（中间机架在地板上放置）之分。为适应采取顺槽运输距离经常改变的要求，还有可伸缩带式输送机。可伸缩带式输送机设有储存输送带的储带装置，可资一定长度内任意改变其运输距离而不用接长或截短输送带。此外还有各类特殊带式输送机，如钢丝绳牵引式，线摩擦式和大倾角式等。带式输送机不宜运送有棱角的物料。除了专门设计的可转弯运行的之外，带式输送机必须严格按直线运行。与其它重输送机相比，带式输送机必须更精心的维护才能安全可靠的运行。1.2 带式输送机的工作原理：带式输送机是依靠驱动滚筒与输送带之间的摩擦，将牵引是以挠性体与圆柱体之间的摩擦理论为基础的。这个理论用著名的欧拉公式1表达。 如上图所示的带式输送机，输送带在驱动滚筒的围包角为，驱动滚筒以图标方向运动。设输送带在与驱动滚筒相遇点4处的张力为，分离点的张力为，据欧拉公式，当驱动滚筒与输送带之间不打滑时，两力有如下关系 (1.1)式中 滚筒与输送带间的摩擦系数； e自然对数的底。这个公式表示：当输送带在分离点1的张力为时，由于滚筒与输送带间相遇点需要的张力大于。驱动滚筒将因摩擦力不够而在输送带上空转。为明确表示上述极限关系，将上式改成： (1.2)输送带两端的张力差就是驱动滚筒圆周上的牵引力，根据欧拉公式，驱动滚筒能够传递给输送带的最大摩擦牵引力为： (1.3)在实际应用中，为使带式输送机安全可靠的运行，应给摩擦牵引力留有一定的余量，实际许用的摩擦牵引力为， (1.4)据此求得输送带在驱动滚筒相遇点的许用张力： (1.5) n摩擦力备用系数，一般取n=1.15-1.20为提高摩擦驱动所能传递的牵引力，可以从如下三个方面着手：（1） 增大输送带在驱动滚筒分离点上的张力。但采用这个方法会使输送带所受的最大张力也增大。若大幅增加，需要选用高一级强度的输送带，这是不利的。因此这种办法只能在实际运转中，因某种原因出现驱动滚筒打滑时采用；（2）增大围包角。单滚筒驱动，输送带在驱动滚筒上的最大围包角为200230；采用双滚筒驱动，围包角可达450480；（3） 增大摩擦系数，将驱动滚筒表面包一层摩擦系数高的材料。2 带式输送机设计计算普通带式输送机是指那些输送机承载断面为开式槽形的输送机1。该种输送机的设计通常包括初步设计和施工设计两个方面的内容。前者主要是通过理论上的分析计算选出满足生产要求的输送机各部件，确定合理的运行参数，或者对确定的部件参数进行验算，并完成输送线路的宏观设计；后者主要是跟据初步设计完成输送机的安装布置图。在给定的工作条件下，带式输送机选型设计计算合理与否关系到能否高效、安全、可靠的完成生产运输的问题。一般说来，尽管带式输送机的类型众多，但选型设计不外乎两种情况：一种是成套供应的设备（或对已有设备）的计算，如矿用吊挂式、可伸缩带式输送机功率、输送带强度和主要部件是否满足要求。另一种是对通用设备（TD75、DT和DX系列输送机）的选型设计，需要通过计算从系列部件中选择合适的具体部件（如滚筒、输送带、托辊和驱动装置等），最后组装成满足具体生产条件下的通用带式输送机。设计要求：（一）原始条件：运量210t/h，运输长度=220m，倾斜角=21,带速=2.0m/s,带宽=0.8m；（二）采用液粘软起动技术。2.1普通带式输送机类型的选择在全面分析原始资料的基础上，本着技术上可靠、安全，投资上经济的原则选择输送机的类型。在矿井下应优先考虑整机带式输送机，在地面则优先考虑通用带式输送机和钢绳芯带式输送机等。由于输送路线千变万化，客观条件各异，因此不管选用整机定型还是非整机定型的输送机都应尽可能使用单机输送，避免多台串联运行。由于本设计的运量不大，带长一般，采用通用带式输送机。2.2基本参数的选择确定2.2.1 输送带类型的确定：输送带在带式输送机中，既是承载构件又是牵引构件，它不仅要有承载能力，还要有足够的强度。输送带由芯体和覆盖层构成。芯体承受拉力，覆盖层保护芯体不受损伤和腐蚀。1）输送带的分类按覆盖保护层的材料分，有橡胶输送带和塑料输送带。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。织物层芯输送带又被分为分层织物层芯和整体编织织物层芯两类，且织物层新的材质有棉、尼龙、维纶和聚酯，聚酯材料不仅扯断强度高，伸长率也较尼龙小。整体编织织物层芯输送带与分层织物层芯输送带相比，在带强相同的前提下，整体输送带的厚度小、柔性好、耐冲击性好、使用中不会发生层间剥裂，但其伸长率较高，在使用过程中，需较大的拉进行程。 钢丝绳带芯由许多根柔软的细钢丝绳，沿宽度方向相隔一个小间距均匀排列而成，用与钢丝绳有良好粘合性的胶料粘合而成。钢丝绳芯输送带的纵向拉伸强度高，抗弯曲疲劳性能好；伸长率小，需要的拉紧行程小。同其他种类输送带相比，在带强相同的前提下，钢丝绳芯输送带的厚度小。2）输送带的连接为了便于制造和搬运，输送带的长度一般制成每段100200m，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由机械接法与硫化胶接法两种，硫化胶接法又分为热硫化法和冷硫化法；塑料输送带则有机械接头和塑化接头两种。（1） 机械接头机械接头是一种可拆卸的接头。它对带芯有损伤，接头强度效率低，只有25%-60%，使用寿命短，并且接头通过滚筒时对滚筒表面有损害，常用于短距离运输或移动式带式输送机上。织物层芯输送带常采用的机械接头形式有铰接活页式、铆钉固定的夹板式和勾状卡子式。钢丝绳芯输送带一般不采用机械接头方式。（2）硫化（塑化）接头硫化（塑化）接头是一种不可拆卸的接头形式。它具有承受拉力大、使用寿命长、对滚筒表面不产生损害、接头强度效率可高达60%-95% 的优点。但存在接头工艺过程复杂的缺点。对于分层织物层芯输送带在硫化前，将其端部按帆布层数切成阶梯状。然后将两个端头互相很好的粘合，用专用硫化设备加压加热并保持一定时间即可完成。值得注意的是接头静载强度1为原来强度的，其中为帆布层数。对于钢丝绳芯输送带，在硫化前将接头处的钢丝绳剥出，然后将钢丝绳按某种排列形式搭接好，附上硫化胶料，即可在专用硫化设备上进行硫化接头。（3）冷粘连接法（冷硫化法） 冷粘连接法与硫化连接主要不同之点是冷连接使用的胶料涂在接口上后不需加热，只需施加适当的压力保持一定时间即可。冷连接只适用于分层织物层芯的输送带。输送带是输送机的重要部件，要求它具有较高的强度和较好的挠性，其价格比较昂贵，约占输送机总成本的25%-50%。在类型确定上需考虑以下几点：煤矿井下必须使用阻燃输送带1，并且尽量选用橡胶贴面，其次为橡塑贴面和塑料贴面的阻燃输送带；在同等条件下优先选择分层带，其次整体带芯带和钢丝绳芯带；优先选用尼龙、维纶、帆布层带，因在同样抗拉强度下，上述材料比棉帆布带体轻、带薄、柔软、成槽性好、耐水和抗腐蚀；覆盖胶的厚度主要取决于被运物料的种类和特性，给料冲击的大小，带速与机长。厚度选择推荐见表1-1。 表1-1 输送带覆盖胶推荐厚度1物料特性物料名称覆盖胶厚度，mm上胶层下胶层2t/块度2t/磨损性大的大块物料大块铁矿石，油母页岩等6.01.5由于本设计输送运量不大，运距较短，选用尼龙层带。初选尼龙层带型号NN-200,层数4层，带芯强度200N/mm,上下覆盖面厚度确定，上覆盖层厚3mm，下覆盖层厚1.5mm，每层尼龙厚1.2mm，带厚9.3mm，破断伸长率：15%25%，每米计算系数为：K=1.25。输送带连接方法选用硫化接头以满足承受大拉力的要求。2.2.2 带速与带宽的选择确定输送机的设备运输能力与带速和带宽的平方成正比。在生产率相同的条件下，通常最好采用较小的带宽，从而相应的增加带速。当带速增加时，输送机的线载荷减小，张力随着降低，可以采用强度较低，价格便宜的输送带；另外，带速增加使驱动装置减速比减小，导致驱动装置的尺寸和重量相应的减小。因此，提高带速、减小带宽有很大的经济意义。煤矿井下带式输送机常用带速：1.6m/s、2m/s、2.5m/s、3.15m/s等。带速选择后可以确定带宽。带宽应满足两个条件：设计输送能力条件和物料块度条件。1） 满足设计输送能力的带宽： (2.1)式中2 -设计运输能力，t/h； -满足设计运输能力的输送带宽度，m； -物料断面系数； -输送带运行速度，m/s； -物料的散状密度，t/m；-倾角系数。 本设计虽运量不大，但是倾角较大，所以托辊的形式选择3节45槽型，由倾角系数表选择=0.85,物料散状密度=0.9t/,带速=2.0m/s，运量=210t/h,根据经验取动堆积角d=30。2)满足物料块度条件的带宽对于筛分过的物料 (2.2)对于未筛分过的物料 (2.3)式中2 -物料平均块度的长尺寸，mm； -物料中最大块度的长尺寸，mm； -满足块度条件的输送宽度，mm。根据、和带型从相应的规格表中选取标准带宽的输送带。其中 物料的最大块度=300mm，所以取带宽为800mm。2.2.3 输送线路初步设计线路初步设计的任务是根据使用地点的具体情况、用户要求或输送机类型情况，进行输送机的整体布置。主要内容包括驱动装置的型式、数量和安装位置的确定，拉紧装置的形式和安装位置的确定，机头、机尾布置，装卸位置及形式，清扫装置的类型及位置的确定等。最后根据这些内容画出输送机的布置简图，为设计计算和施工设计打下基础。本设计由于运距较短，整机布置选择简单的布置方式，如图2.1： 图2.1 输送机设计原理图2.2.4基本参数的确定计算1）输送带线质量当输送带选定后，可从其规格表中通过计算得出输送带每米长的质量，即线质量 。尼龙带的线质量计算公式1为：（覆盖层厚度1.2+层数K）带宽2）物料线质量已知设计运输能力=210t/h，输送带运行速度=2.0m/s时，物料线质量。3）托辊旋转部分线质量、。托辊的选择托辊是用来支撑输送带和输送带上的物料，减少输送带的运行阻力，保证输送带的垂度不超过技术规定，使输送带沿预定的方向平稳的运行，带式输送机上的主要部件是托辊，其成本占输送机总成本的25%-30%，总重约占总机重量的30%-40%；它是日常主要管理、维修和更换的对象。因此，它的可靠性和寿命决定着输送机的功效。托辊使用寿命短会增加输送机的维修费用；转动不灵活，会增加输送机的功耗；堵转的托辊会磨损昂贵的输送带，甚至可导致矿井瓦斯、煤尘爆炸的严重事故。通常托辊的预期使用寿命大约在2-5万小时，但在恶劣的工作条件下，如煤矿井下工作，它的实际使用寿命低于预期的使用寿命。尽管托辊具体结构形式众多，但结构原理是大体相同的。它主要由心轴、管体、轴承座、轴承和密封装置等组成，并且大多做成定轴式。（1） 托辊的主要技术要求 托辊的主要技术指标为旋转阻力、使用寿命及抗静电等诸方面。煤矿井下用带式输送机托辊技术条件（ZB D93 00990），对托辊的具体技术性能做了规定。 托辊的使用寿命，按规定方法，托辊强化试验寿命折算成托辊实际使用寿命不得少于15000h。 当托辊的管体使用非金属材料（如铸石、橡胶、塑料等），在环境温度为255C，相对湿度为60%-70%的条件下，其每组测试电阻的算术平均值不得大于。（2）托辊类型及其作用托辊按其用途的不同主要分为承载托辊（又称上托辊）、回程托辊（又称下托辊）、缓冲托辊调心托辊。托辊的结构与具体布置形式主要取决于输送机的类型和所托运物料的性质。 承载托辊安装在有载分支上，以支撑输送带与物料。在生产实践中，要求它能根据所输送物料性质的不同，使输送带的承载截面的形状有相应的变化。例如，输送散装物料，为了提高生产率和防止物料的撒落，通常采用槽形托辊，槽形托辊一般有三个或三个以上托辊组成。目前普通槽形托辊的成槽角均为30，托辊之间成绞接或固支。对于成件物品的运输通常采用平行承载托辊。 槽型托辊组一般由三个或三个以上托辊组成，其中刚性三节槽型托辊与串挂三节槽型托辊1尤为常见。 对于刚性三节托辊，由于三个托辊被互相独立的安装在刚性托辊架上，并且一般布置在同一平面内，因此这种托辊具有更换方便、固定性强、运输阻力小等特点。但存在防冲击与震动性能差、调整困难等缺点。该种托辊常使用载荷比较稳定、冲击振动小、工作条件较好的带式输送机上。 对于串挂三节槽型托辊组，托辊互相之间用铰链连接，悬挂到刚性机架或者弹性机架（钢丝绳）上。这种托辊组的优点是重量较轻、安装和整组更换容易，可以在不停机的情况下更换整套托辊组。可以根据载荷情况自动作垂直方向的弹性调整，且可由挠性连接装置吸收系统的震动与冲击，从而使噪声大大降低。为适应不同宽度的输送带，可以方便的增减托辊数量，如六节450mm长的托辊可用于24002600mm宽的输送带。回程托辊安装在空载分支上，以支撑输送带。通常采用平行托辊，大型输送机优先采用V形回程托辊。缓冲托辊大多安装在输送机的装载点上，以减轻物料对输送带的冲击。在运输沉重的大块物料的情况下，有时也需要沿输送机全线设置缓冲托辊。常用的缓冲托辊有弹簧钢板式和橡胶圈式两种。过渡托辊安装在滚筒与第一组托辊之间，可使输送带逐步成槽或槽面展平，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撒料现象。输送带运行时，由于张力的不平衡、物料偏堆积、机架变形、托辊轴承损坏以及风载荷作用等使其产生跑偏。为了纠正输送带得跑偏，目前应用最为普遍的是前倾托辊，它取代了调心托辊，靠普通槽形托辊的两侧辊向输送带运行方向倾斜2-3实现防跑偏。（3）托辊间距的选择托辊间距的选择应考虑物料性质、输送带的重度及运行阻力等条件的影响。承载分支托辊间距可参考表。缓冲托辊间距一般为承载托辊间距的0.3-0.5倍，约为0.3-0.6m。回程托辊间距可按2-3m考虑或取为承载托辊得2倍。调心托辊按承载托辊每隔7-10组安装一组选择。 表1-2 承载托辊间距参考表1散物料积密度t/m 带宽，mm400500650800100012001400160020002.51.21.21.11.11.0头部滚筒或尾部滚筒距第一组槽型托辊的距离下式计算： (2.4)式中 -滚筒与第一组托辊之间的距离，m；-输送带宽度，m；-托辊成槽角，rad。表1-3 F托辊回转部分质量1托辊形式带宽，100mm56.58101214161820槽形承载托辊铸铁座111214222525475072冲压座89111720-回程平行、V形托辊铸铁座81012172039（V）42(V)61(V)65(V)冲压座79111518-托辊直径mm89108133169轴承型号204305406407根据带宽以及前面所选的槽形承载托辊、冲压座质量11Kg，初选托辊直径为89mm,轴承型号为204。由表1-2选择承载托辊间距1.3m,由回程托辊间距是承载托辊间距的2倍，2.6m。成槽角=45=0.785。头部滚筒活尾部滚筒距第一组槽型托辊的距离：(m)。本设计的带式输送机的带宽=800mm，堆积密度=0.9 t/m，经查表1-2、1-3可知选承载分支托辊间距=1.3m，承载托辊旋转部分质量=11 kg （冲压座）回程托辊间距=2.6m，其托辊回转部分质量=11（冲压座）。因此，可求出托辊旋转部分线质量。承载托辊旋转部分线质量为：； (2.5)回程托辊旋转部分线质量为：。 (2.6)4）计算输送带许用张力 对于层芯带： = (2.7)式中 -输送带许用张力，N； -带芯拉断强度，N/mm； Z-层数； -输送带宽度，mm； -输送带安全系数。塑化接头=10，机械接头=10。 由前面所选的尼龙带，,取12,=800mm,得：。5）选择滚筒滚筒是带式输送机的重要部件。按其结构与作用的不同分为传动（驱动）滚筒、电动滚筒、外装式电动滚筒和改向滚筒。传动滚筒传动滚筒用来传递牵引力或制动力。传动滚筒有钢制光面滚筒、包胶滚筒和陶瓷滚筒等。钢制光面滚筒主要缺点是表面摩擦系数小，所以一般常用于短距离输送机中。包胶滚筒主要优点是表面摩擦系数大，适用于长距离大型带式输送机。包胶滚筒按其表面形状又可分为：光面包胶滚筒、人字形沟槽包胶滚筒和菱形（网状）包胶滚筒。光面包（铸）胶滚筒制造工艺相对简单，易满足技术要求，正常工作条件下摩擦系数大。能减少物料粘结，但在超市场合，由于表面无沟槽致使无法截断水膜，因而摩擦系数显著下降。为了增大摩擦系数，在光面钢制滚筒表面上，冷粘或硫化一层人字形沟槽的橡胶板，为使这层橡胶板粘的牢固，必须先在滚筒表面挂上一层很薄的衬胶（一般小于2mm）,然后再把人字形沟槽橡胶冷粘或硫化在衬胶上。这种带人字形的沟槽滚筒，由于有沟槽存在，能使表面水薄膜中断，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了。由于这两个原因，即使在潮湿的条件下，摩擦系数也降低不大。但是，此种滚筒具有方向性，不具有反向运转。菱形（网纹）包胶滚筒，除了具有人字形沟槽胶面滚筒的优点外，最突出的一个优点是它没有方向性，有效防止了输送带得跑偏，对可逆输送机尤为适用。但摩擦系数比人字沟槽胶面稍有降低。尽管如此，人们还是认为菱形沟槽胶面比人字形沟槽胶面优越。继菱形沟槽胶面滚筒之后又出现了一种带轴向槽的菱形沟槽胶面滚筒1。因为轴向沟槽使摩擦系数升高，从而弥补了菱形沟槽胶面滚筒比人字沟槽胶面滚筒摩擦系数小的缺点。普通传动滚筒都是采用焊接结构，即轮毂、辐板和筒皮之间均采用焊接结构。该类滚筒适用于中小型带式输送机。在大功率的带式输送机中，必须采用铸焊结合的结构形式，滚筒两端的轮毂、辐板和筒皮为整体制造，然后再与中间筒皮焊在一起。电动滚筒将减速器与电动机装入传动滚筒内部便成为电动滚筒。它具有结构紧凑、占据空间、外观整齐等优点。整个驱动装置质量、成本低，有显著的经济效益。但由于电机散热条件差，工作时滚筒内部发热，往往造成密封件被破坏，润滑油进入电机而使电机烧坏。并且当需对电机调速、制动以及对滚筒进行维修时会感到很不方便。同时由于滚筒内部空间的限制，其传递功率不会很高。外装式电动滚筒将减速器装入滚筒内部，驱动电机放在外部便形成了外装式电动滚筒。它与电动滚筒相比不仅改善了电机工作条件和维修条件，而且可用其他动力进行驱动。改向滚筒改向滚筒有钢制光面滚筒和光面包（铸）胶滚筒。包（铸）胶的目的是为了减少物料在其表面的粘结以防止输送带的跑偏与磨损。滚筒的轴承有布置在内侧和外侧两种形式。表1-4 DX系列滚筒直径1带宽800100012001400160018002000滚筒宽度950115014001600180020002200传动滚筒直径800，1000，1250，1400，16001000，1250，1400，1600改向滚筒直径400，500，630，800，1000，1250，1600，500，630，800，1000，1250，1400，1600630，800，10001250，14001600（1） 滚筒直径的选择计算在带式输送机的设计中，正确合理的选择滚筒直径具有很大的意义。如果直径增大可改善输送带的使用条件，但在其他条件相同之下，直径增大会使其重量、驱动装置、减速器的传动比和质量相应提高。因此，滚筒直径尽量不要大于确保输送带正常使用条件所需的数值。在选择传动滚筒直径时，可按四个方面考虑：为限制输送带绕过传动滚筒时产生过大的附加弯曲应力，传动滚筒直径应按下面方法计算1：对于固定式使用帆布芯层带的带式输送机传动滚筒直径硫化接头 (2.8)机械接头 (2.9)本设计中，传动滚筒直径：=1254=500mm对于移动式和井下便于拆装式使用帆布芯层带的输送机传动滚筒直径： (2.10)对于钢绳芯带式输送机的传动滚筒直径： (2.11)式中 -传动滚筒直径，mm；-帆布层数；为限制输送带的表面比压，以免造成覆盖胶脱落，传动滚筒直径为织物芯带 (2.12)式中 -传动滚筒直径，mm； -围包角影响系数，当围包角小于90时，=0.8，否则，=1； B-输送带宽度，mm; -输送带张力，N。限制覆盖胶或花纹变形量小于6%的，传动滚筒直径为织物芯带 (2.13)式中 -传动滚筒直径，mm； -围包角影响系数，当围包角小于90时，=0.8，否则，=1； -输送带总厚度，mm； 按照以上三方面的考虑，以及TD75系列滚筒直径，可选取驱动滚筒直径为500mm。当输送带弯曲频次高时，滚筒直径则要相应大一点以补偿高频次弯曲疲劳破坏程度。本输送机虽然速度不是很高，但是长度较短，输送带的弯曲频次较高（改向滚筒也如此），故传动滚筒的直径选稍微大一些，以补偿较高的弯曲频次。取传动滚筒的直径最终为630mm。 尾部改向滚筒可按下式计算： (2.14) (2.15)式中 -尾部改向滚筒直径，mm；-其他改向滚筒直径，mm； -传动滚筒直径，mm。根据TD75系列滚筒直径标准，选择尾部改向滚筒直径为500mm,其他改向滚筒直径为400mm。6) 计算各直线区段阻力对于承载分支：（=0.04） (2.16)对于回程分支：（=0.035） (2.17)式中 承载分支直线运行阻力，N；回程分支直线运行阻力，N；重力加速度，m/s；输送机长度，m；输送倾角；输送带在承载分支运行的阻力系数，见表1-5；输送带在回程分支运行的阻力系数，见表1-5。表1-5 输送带沿托辊运行的阻力系数1工作条件（槽形）（平行）滚动轴承含油轴承滚动轴承含油轴承清洁、干燥0.020.040.0180.034少量尘埃，正常湿度0.030.050.0250.040大量尘埃，湿度大0.040.060.0350.0562.2.5 输送带张力计算用逐点法计算输送带关键点张力，输送带张力应满足两个条件：输送带张力应满足两个条件2：（1） 摩擦传动条件，即输送带的张力必须保证输送机在任何正常工况下都无输送带打滑现象发生。传动滚筒与输送带间的摩擦系数可参考表1-6选取，对于塑面带应相应减少。 表1-6 传动滚筒与输送带间的摩擦系数1运行条件光滑裸露的钢滚筒带人字形沟槽的橡胶覆盖面带人字形沟槽的聚胺基酸脂覆盖面带人字形沟槽的陶瓷覆盖面干态运行0.35-0.40.4-0.450.35-0.40.4-0.45清洁湿态（有水）运行0.10.350.350.35-0.4污浊湿态（泥土）运行0.05-0.10.25-0.30.20.35图2.2 输送带设计原理图按输送带摩擦条件：采用逐点张力法计算输送带各点张力：（）；外载荷要求滚筒的输出牵引力： 滚筒所能输出的最大牵引力为：,考虑到安全备用系数n,其额定牵引力：。其中，n取1.20。围包角取为，滚筒与皮带之间的摩擦系数通常为0.25。令，即= (2.18)；（2）垂度条件，即输送带的张力必须保证输送带在两托辊间的垂度不超过规定值，或者满足最小张力条件。对于承载分支输送带所需最小张力： (2.19) 对于回程分支输送带最小张力： (2.20)可知承载分支、回程分支最小张力都满足输送带的垂度要求。2.2.6 输送带强度校核：2.2.7 计算滚筒牵引力与电动机功率： 由于满载工作下电动机的运行状态，有可能是电动状态也可能是发电状态，所以在牵引力和功率计算上有区别。尤其应注意各种阻力的正方向和正常发电状态而空载电动状态下的功率验算。电动机备用功率一般按15%-20%考虑。1）传动滚筒的表面牵引力：。 (2.21)2） 考虑到传动滚筒轴承摩擦阻力及输送带在传动滚筒上的弯曲阻力，传动滚筒主轴牵引力为：3）电动机功率：。 (2.22)（其中，电动机功率备用系数为，传动装置的效率为，带速。）2.2.8 拉紧力与拉紧行程的计算：1）拉紧力P 当系统的拉紧位置、方式及输送带的张力一定时，根据力平衡原则，可以计算出所需拉紧力的大小。图2.2中，。2) 拉紧行程：拉紧行程应根据输送机的长度及输送带的类型而定，拉紧总行程等于工作行程与安装行程之和，即 (2.23)工作行程主要考虑输送带工作一段时间之后产生的蠕变量和由于接头及其他损坏使输送带截短量，决定于输送带的类型和输送机长度，即 (2.24)式中 L-输送机总长度，m； -输送带工作时的伸长系数。其中输送带伸长系数按表1-7查取可知=0.02。表1-7 输送带伸长系数1输送机长度，合成纤维输送带钢绳芯输送带10000.010.0015安装行程是为了搭接输送带和修理驱动装置等时所需量，其大小为 (2.25)式中 -输送带宽，m。拉紧装置的选择与布置：拉紧装置又称张紧装置，它是带式输送机必不可少的部件，具有以下四个主要作用2：（1）使输送带有足够的张力，以保证输送带与滚筒间产生必要的摩擦力并防止打滑；（2）保证输送带各点的张力不低于一定值，以防止输送带在托辊之间过分松弛而引起撒料和增加运动阻力；（3）补偿输送带的塑性伸长和过渡工况下弹性伸长的变化；（4）为输送带重新接头提供必要的行程。 按拉紧装置的原理不同，常用的拉紧装置有以下几种2：（1）重锤拉紧装置。重锤拉紧装置应用十分普通。它是利用重锤的重量产生拉紧力，并保证输送带在各种工况下有恒定的拉紧力，可以自动补偿由于温度改变和磨损而引起输送带的伸长变化。重锤拉紧装置在结构上简单，工作上可靠，维护量小，是一种较理想的拉紧装置。它的缺点是占用空间较大，工作拉紧力不能自动调整。根据输送机的长度和使用场合的不同，重锤拉紧装置的具体结构形式也有所不同，如重锤垂直拉紧装置和重锤车式拉紧装置，它们适用于固定长距离带式输送机上。（2）固定式拉紧装置。固定式拉紧装置的拉紧滚筒在输送机运转过程中位置是固定的，其拉紧行程的调整有手动和电动两种方式。其优点是结构简单紧凑，对污染不敏感，工作可靠，缺点是输送机运转过程中由于输送带的弹性变形和塑性伸长引起张力降低，可能导致输送带在传动滚筒上打滑。常用的结构类型有螺旋拉紧装置（拉紧行程短，拉紧力小，故适用于机长小于80m的短距离带式输送机上）和钢绳绞车拉紧装置（利用钢丝绳缠绕在绞筒上，将输送带拉紧）等。（3）自动拉紧装置。自动拉紧装置是一种在输送机工作中能按一定的要求自动调节拉紧力的拉紧装置。在现代长距离带式输送机中使用较多。它使输送带具有合理的张力图，自动补偿输送带的弹性变形和塑性变形。它的缺点是结构复杂，外形尺寸大，对污染较敏感及需要辅助装置。自动拉紧装置的类型很多，按作用原理分，有连续作用和周期作用两种；按控制参数分，有一个、两个或三个等（常作为控制参量的有张力、带速和传动滚筒的利用弧）；按拉紧装置的驱动方式分，有电力驱动与液力驱动两种；按被调节的绕出点张力的变化规律分，有稳定式、随动式和综合式三种。在带式输送机的工艺布置中，选择合理的拉紧装置，确定合理的安装位置，是保证输送机正常运转、启动和制动时输送带在传动滚筒上不打滑的重要条件，通常确定拉紧装置的位置时需要考虑以下三点：（1）拉紧装置应尽量安装在靠近传动滚筒的空载分支上，以利于启动和制动时不产生打滑现象，对运距很短的输送机可布置在机尾部，并将尾部滚筒作为拉紧滚筒；（2）拉紧装置应尽可能布置在输送带张力最小处，这样可以减小拉紧力，缩小拉紧行程；（3）应使输送带在拉紧滚筒的绕入和饶出分支方向与滚筒位移线平行，而且施加的拉紧力要通过滚筒中心。2.2.9 制动力矩：1)电动机运行状态带式输送机所需的制动装置总制动力矩1：2.2.10 驱动装置及其布置驱动装置及其布置驱动滚筒的作用是在带式输送机正常运行时提供牵引力或制动力。采用驱动装置最好达到以下要求1：电动机无载启动；输送带的加、减速度特性任意可调；能满足频繁启动的需要；过载保护；多电机驱动时，各点受的负荷均衡。驱动滚筒的作用是在带式输送机正常运行时提供牵引力或制动力。它主要有传动滚筒、减速器、联轴器和电动机等组成。电动机与减速