400米固定带式输送机的设计.docx

论文题目400米固定带式输送机的设计二、题目：400米固定带式输送机的设计400米固定带式输送机的设计摘要带式输送与他运输设备(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。而固定带式输送机在带式输送机类型中占有很大的比重。固定带式输送机是输送带、托辊、滚筒及驱动、制动、张紧、改向、装载、卸载、清扫等装置组成的组合装置，所以系统的设计是一个综合考虑的过程。本设计针对带式输送机的设计进行了详细的设计说明与部件的选择与计算，应用DIN计算方法对系统进行了严谨校核与安全系数检验。本设计的第一章首先介绍了固定带式输送机、分类组成以及其存在的优缺点、现存的设计方法与设计步骤等。第二章根据系统的工作环境结合实际要求确定输送机的结构与布局 。根据所设计的事的实地要求以及运量、环境温度等要素的要求，总体布局系统，实现对整体改进与优化。根据合理的基本参数设计的带式输送机结构受力合理，有较高的安全系数和较长的使用寿命，大大改善了原有设备的技术性能，不仅提高了生产效率并且提降低了生产、维修成本，增加了企业的收益。第三章，部件的选择，包括驱动滚筒类型与直径的选择，上下托辊组的选择，改向滚筒直径、拉紧装置、驱动装置、输送带、机架等的选择设计。第四章，对整体的设计进行了校核，包括张力的校，传动滚筒围包角的校合，以及系统中各个参数的选择与确定，安全系数的计算与校合。通过详细的校合计算保证了带式输送机以及驱动滚筒、改向滚筒、拉紧装置、输送带等各部件的可靠性，有利于提高设备质量、精度，延长系统的使用寿命，提高经济效益。本设计说明在综合考虑的基础上进行了详细的设计说明，实现了系统的优化，保证了系统可靠性与应用性。关键词：带式输送机； 托辊； 驱动滚筒； 改向滚筒；拉紧装置； 输送带目 录绪论 1简 介11.1带式输送机的结构原理 11.2带式输送机分类11.3 带式输送机的优缺点 3 1.3.1 优点 3 1.3.2 缺点 41.4 设计应考虑的问题、设计依据 41.4.1 设计应考虑问题 41.4.2 设计的依据 51.4.3 设计的计算程序 61.1.4 现存设计方法 6第二章 滚筒组的选型与设计计算 72.1 滚筒组的结构与种类 72.2 滚筒的选择计算 92.3 滚筒结构设计计算11第三章 托辊的设计和选择123.1 托辊的结构和种类123.1.1 托辊的结构 123.2 托辊的选择计算13 3.2.1 托辊的载荷 143.2.2 轴承的寿命 143.3 托辊组的间距设计14第四章 驱动装置164.1 液力耦合器工作原理164.2 液力耦合器的种类17 4.2.1 限矩型液力耦合器17 4.2.2 可控充液限矩型液力耦合器17 4.2.3 调速型液力耦合器18第五章 拉紧装置205.1 拉紧装置概述20 5.1.1 输送带拉紧装置的作用 20 5.1.2 拉紧装置在带式输送机中的布置位置 205.2 拉紧装置的种类21 5.2.1 重锤拉紧装置 21 5.2.2 固定拉紧装置 22 5.2.3 自动绞车拉紧装置 22第六章 输送带的选择246.1 输送机对输送带的要求246.2 输送带的结构种类256.3 输送带的选择28第七章 基本参数的拟定30第八章 总体布局的设计328.1 总体布置的要点328.2 设计布置形式32第九章 张力计算339.1 阻力计算339.2 电动机功率计算359.3 起动时间计算379.4 满载起动409.5 正常运行419.6 空载起动429.7 空载运行439.8 制动的阻力计算439.9 满载制动449.10 空载制动489.11 安全系数的确定4910结论5111致谢5212参考文献53400米固定带式输送机的设计第一章 绪论1.1简介输送机是在一定的线路上连续输送物料的物料搬运机械，又称连续输送机。输送机可进行水平、倾斜和垂直输送，也可组成空间输送线路，输送线路一般是固定的。输送机输送能力大，运距长，还可在输送过程中同时完成若干工艺操作，所以应用十分广泛。输送机械按使用的用途分可以分为带式输送机、螺旋输送机、斗式提升机、大倾角输送机等。带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。应用它，可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。带式输送机与其他运输设备(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，广泛地应用在冶金、煤炭、交通、水电、化工、建材、电力、轻工、粮食、港口、船舶等部门。同时在矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中，广泛应用带式输送机。它用于水平运输或倾斜运输。 1.2 带式输送机的结构原理与分类1.2.1 结构原理 带式输送机是以输送带做牵引和承载的构件，通过承载物料的输送带的运动进行物料输送的连续输送设备。其结构原理如图1.1所示，输送带绕经传动滚筒和尾部改向滚筒形成无极环形带，上下输送带由托辊支撑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。输送带一般在端部卸载，当采用专门卸载装置时，也可以在中间卸载。图1.1带式输送机结构原理图。1.2.2 带式输送机分类 按可否移动分类：固定带式输送机、移动带式输送机、移置带式输送机、可伸缩带式输送机。 按承载能力分类：轻型带式输送机、通用带式输送机、钢丝芯带式输送机。 按输送带的结构形式分类：普通输送带带式输送机、钢绳牵引带式输送机、钢带输送机、网带输送机、花纹带式输送机。 按承载方式分类：托辊带式输送机、气垫带式输送机、深槽型带式输送机按输送机线路布置分类：直线带式输送机、平面弯曲带式输送机、空间弯曲带式输送机。 按驱动方式分类：单滚筒驱动带式输送机、多滚筒驱动带式输送机、线摩擦带式输送机、磁性带式输送机。1.3 带式输送机的优缺点1.3.1 优点 （1） 输送物料种类广泛，输送物料的范围可以从很细的各种粉状物料到大块的矿石、石块、煤或纸浆木料，以最小的落差输送精细筛分过的或易碎的物料。由于橡胶输送带具有较高的抗腐蚀性，在输送强腐蚀性或强磨损性物料时维修费用比较低。带式输送机还可以输送碱性物料，也可以输送成件物品。（2） 输送能力范围宽，可以满足任何要求的输送任务，同时带式输送机动力消耗低，由于物料与输送带几乎无相对移动，不仅使运行阻力小(约为刮板输送机的)，而且对货载的磨损和破碎均小，生产率高。这些均有利于降低生产成本。带式输送机的输送线路适应性强又灵活。线路长度根据需要而定短则几米，长可达10km以上。可以安装在小型隧道内，也可以架设在地面交通混乱和危险地区的上空。（3）输送线路适应性强，满足坡度为30%-50%的地形，适应地形，在空间或水平弯曲从而降低基建投资，并能避开场内或其它拥挤地区，以免受铁路、公路以及河流、以及山脉的干扰。线路也可根据需要延长。（4）装卸料灵活，根据工艺流程的要求，带式输送机能非常灵活地从一点或多点受料也可以向多点或几个区段卸料。当同时在几个点向输送带上加料(如选煤厂煤仓下的输送机)或沿带式输送机长度方向上的任一点通过均匀给料设备向输送带给料时，带式输送机就成为一条主要输送干线。带式输送机可以在贮煤场料堆下面的巷道里取料，需要时，还能把各堆不同的物料进行混合。物料可简单地从输送机头部卸出，也可通过犁式卸料器或移动卸料车在输送带长度方向的任一点卸料。带式输送机与其堆料机和取料机相配合，已经成为大规模准取款状物料(如煤、矿石等)的唯一有效的方法。（5）可靠性强，安全性高，费用低，在环保方面，带式输送机工作时噪声小，必要时，带式输送机可被封闭在机罩里，不致于飘散灰尘污染空气。若在转运站，灰尘可被密封在转运溜槽里，如与除尘器相连，粉尘还可收集起来。带式输送机与其它输送设备相比，存在结构复杂，受倾角的限制的缺点，在运送高度比较高时，带式输送机所需厂房面积和长度均较大。1.3.2 缺点 皮带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装的尺寸精度与日常的维护保养。跑偏的原因有多种，需根据不同的原因区别处理，如调整承载托辊组、安装调心托辊组、调整驱动滚筒与改向滚筒位置、张紧处的调整等等。同时皮带输送机的撒料是一个共性的问题，原因也是多方面的。但重点还是要加强日常的维护与保养。1.4 设计的应考虑问题、设计依据、程序及现存设计方法1.4.1 带式输送机设计应考虑的问题（1）合理的转载方式，提出给料装置和卸料装置的要求。（2）输送机线路上输送机之间的相互关系。启动顺序是受料的输送机先启动，停机顺序是给料的输送机先停机，注意启动时间和停机时间要求。（3）当不满足上述启动和停机顺序的要求时，需考虑在输送机间设缓冲料槽。（4）环保要求，对于粉尘大的情况考虑采用密闭输送机或设置必要的除尘设备。（5）系统的监控（6）设备移至能力要求零件的标准化和通用化及易损件的供货可能。（7）优先采用长距离、大运量输送机，采用适应工艺要求倾角的输送机。1.4.2 设计依据在设计之前需要充分了解对设备的要求，这些要求就是设计的依据。（1）输送量：物料均匀时能够直接给出输送量，当物料流动不均匀时可以考虑给出料流量的基本统计数据。应该根据经济分析确定是否增设料仓，而不应该一味的增大输送机的设计运输量来满足不均匀料流的最大输送量要求。（2）输送机线路的详细尺寸：包括最大长度，倾角，提升高度，直线段、曲线段的尺寸等。（3）物料性质：密度、安息角、物料粒度、最大块度情况、物料的湿度、磨损性、粘接性和摩擦系数。（4）工作条件和环境状况：露天或室内、环境温度、环保要求、移动或固定、伸缩要求。（5）给料和卸料方法。（6）工作制度：每天的运转时间、每年的工作天数、工作年限。（7）设计要求：输送带的最大垂度要求、模拟摩擦阻力系数、输送带和滚筒的摩擦系数、输送带的安全系数。这些参数虽然可以在设计过程中根据设备的工作条件和环境状况在手册中得到，但是应仔细研究，提出这些参数。 1.4.3 设计计算程序带式输送机的设计程序是一个循环的设计过程，下面给出了一个完整的设计程序。（1）根据输送量和物料的性质初步确定输送机的运行速度。在可能的条件下应该尽量采用高带速，因为高带速的采用可以减少带宽，以及相应的托辊长度、滚筒宽度、支架宽度、降低运行阻力。（2）初步确定输送带、托辊和中间架的结构和参数。（3）标准方法的计算：功率的计算。可以根据设备的重要程度选择标准计算方法。（4）确定驱动装置的位置和功率分配。设计的原则是使输送带的张力尽量减小。（5） 输送带张力的初步计算：应用驻点计算方法计算输送带的最大张力和最小张力，验算输送带的强度和输送带的挠垂度，给出初步的张紧力要求。在计算中可以先不考虑曲线段的影响。（6）曲线段的设计：根据初步计算出的张力，设计曲线段。（7）拉紧装置的初步设计：根据驱动装置的布置确定拉紧装置的位置和张紧力、拉紧行程。（8）零部件的设计1.4.4 现存设计方法TD62、TD75、DT等联合设计，形成了DT（A）设计选型手册。另外，机械行业、煤炭行业以及电力行业分别针对行业特点制定了相应的设计或设备规范。1997年制定了国家标准GB/T17119-1997连续搬运设备带承受托辊的带式输送机运行功率和张力计算。其计算方法基本上采用国际标准ISO5048计算方法。国外的设计计算方法有德国标准计算方法、美国输送机制造商协会（CEMA）功率和张力计算方法，以及日本标准计算方法等。另外，一些制造厂商也采用自己公司的计算方法。- 29 -第二章 滚筒组的选型与设计计算2.1 滚筒的结构和种类滚筒组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扭矩传到输送带上。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、拉紧滚筒和用于拉紧装置的导向滚筒。滚筒组由滚筒轴、轴承座、轮毂、辐板、筒壳等部分组成，如图2.1所示。有的滚筒还有轮毂和滚筒轴的连接件、轮毂和辐板的连接件。一般地，传动滚筒的表面覆盖有橡胶或陶瓷以增大驱动滚筒与输送带间的摩擦系数。图2.1 滚筒的结构示意图带式输送机滚筒有很多种类型，主要有如下几种分类：1、 驱动方式（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连。（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在筒内，称为齿轮滚筒，或称外装式减速滚筒，适用于大功率带式输送机。2、轴承内孔大小和载荷（1）轻型 孔径在50-100mm，轴与轮毂采用过盈配合。（2）中型 孔径在120-180mm，轴与轮毂采用环形锁紧器连接。（3）重型 孔径在200-220mm，轴与轮毂采用环形锁紧器连接。（4）工程级滚筒 满足特殊输送机滚筒的载荷条件而经过特殊设计的滚筒。3、外形（1）鼓形滚筒（2）叶片式滚筒（3）沟槽胶面滚筒4、工作功能（1）真空滚筒（2）磁力滚筒（3）轮胎滚筒（4）陶瓷滚筒滚筒包括有改向滚筒 和驱动滚筒两类，改向滚筒的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，改向滚筒与驱动滚简直径配套关系见表2.1。改向滚筒为钢板焊接结构，并采用滚动轴承。表2.1 驱动滚筒和改向滚筒之间的直径关系B驱动滚筒直径180改向滚筒直径90改向滚筒直径45改向滚筒直径5005004003203206505006304005004004003203208005006308004005006304004004003203203201000630800100050063080050050050040040040012006308001000125050063080010005005005006304004004004001400800100012501400630800100012505005006306304004004004002.2滚筒的选择计算在带式输送机的设计中一般只需选择出滚筒，选择滚筒的主要指标是滚筒的直径。选用大直径的滚筒对输送带的使用有利。但是，当滚筒直径增大后，驱动滚筒的质量、驱动装置减速器的减速比、减速器的质量和尺寸都需要相应增大。选择滚筒直径主要考虑以下因素。输送带绕过滚筒时输送带的弯曲应力。1） 输送带发生弯曲的频次2） 输送带与滚筒面间的最大或平均比压。3） 输送带许用强度利用率。4） 输送机的安装地点和使用条件。5） 包胶和包胶的变形量。6） 内部结构的安装条件。输送带许用比压的滚筒直径D = （2-1）=式中：输送带许用比压，钢绳芯带=0.6Mpa,织物带=0.4Mpa;输送带围包角，rad; 输送带紧边张力，N；输送带松边张力，N;t滚筒的厚度其值见表2.2。圆整后得D=1000mm。表2.2 大型带式输送机滚筒厚度滚筒直径/mm滚筒长度/mm1800200024002800630161880018 2022221000202224241250202224261500222424261800222426282.3滚筒的结构设计计算滚筒壳的厚度取决于滚筒的直径、筒体长度、输送带张力、制动时的磨损等因素。一般大型带式输送机筒壳厚度见表4.2。在确定筒壳的厚度后，对筒壳的强度进行验算。本系统滚筒选择：传动滚筒直径1000mm，厚度为20mm；改向滚筒系列直径分别为800mm，400mm，500mm，630mm。第三章 托辊的设计和选择托辊是带式输送机的主要部件之一，托辊的作用是支撑输送带，减小运行阻力，并使输送带的垂度不超过一定限度，以保证输送带平稳运行。托辊的总重约占整机重量的30%40%。因为数量较多，托辊质量的好坏直接影响输送机的正常运行和运营费用。托辊的问题应该从托辊的结构和托辊组的布置来考虑。3.1托辊的结构和种类3.1.1托辊的结构对于托辊组的最基本的要求是：使用可靠、回转阻力系数小、制造成本低、具有足够的承载能力。普通托辊它由管体、轴承座、轴承、轴和密封件构成，轴承布置在托辊管体的内部，托辊轴的两端由托辊支架支撑。管体一般由无缝钢管或焊接钢管制造。无缝钢管制造的管体由于钢管的壁厚不均匀，运行时产生附加动载荷，使输送带产生振动，同时使轴承及密封件过早破坏，一般只适用于低速运行的输送机。焊接钢管壁均匀，运行平稳，适用于高速运行。轴承座有铸造和冲压、酚醛塑料加布三种。托辊的密封采用迷宫式密封。托辊按用途不同可分为普通承载托辊和专用托辊。普通承载的托辊是在正常段的上分支和下分支托辊，它们的作用是支撑输送带和物料；专用托辊的作用是输送带的过渡导向、输送带运行的防偏以及缓冲等。托辊都是成组地安装在输送机上。上托辊组可以由单个托辊的平形托辊两个、三个托辊的槽形托辊组。槽形托辊组的中间托辊水平布置，侧托辊的槽角一般为。最常用的托辊组是三个辊子的长度相等并布置在同一平面内，如图3.2所示。这种托辊组的优点是：可以降低托辊架的高度，减小等效的托辊组间距，可用于输送带的刚度较小和空间较小的地方。它能够提高生产率，输送散状物料，支承输送带重段的上托辊一般采用槽型托辊。相反输送成件物品输送机的上托辊，选煤厂手选输送带的上托辊，及支承输送带回空段的下托辊，均采用平形托辊。平行托辊见图3.1图3.1 带式输送机平行托辊示意图图3.2 带式输送机托辊示意图3.2 托辊的选择计算托辊的选择主要考虑托辊组的承载能力和寿命。需要考虑下列因素：载荷的大小及特征、输送带的宽度和运行速度、使用条件、输送机的工作制度、被运送物料的性质、轴承寿命、维修制度等。3.2.1 托辊的载荷单个辊子的载荷可表示为承载托辊： （3-1）回程托辊： （3-2）3.2.2 轴承寿命由于每个辊子中有两个轴承，考虑辊子的自重、冲击力、非均匀装载和非均匀载荷布置，当量载荷可按下式计算 （3-3）3.3托辊组间距托辊组沿输送机纵向的布置问题就是如何确定托辊组间距。托辊间距主要有：正常的直线段托辊间距、从槽形到与滚筒接触的平形的过渡段、线路在凸曲线处和凹曲线处的弯曲段和受料处的托辊间距。在正常的直线段托辊间距可根据表3.1选取为1.25米。表3.1 托辊的间距松散物料的堆积密度t/m3胶带宽B，mm500600800100012001400上托辊间距l0，mm1.61.6120012001200110012001100本系统托辊选择上托辊组为槽型托辊组，托辊直径为133mm，长度为465mm，下托辊为水平回程托辊，直径133mm，长度1400mm；导料槽处缓冲托辊组，滚子直径133mm，长度465mm；过渡托辊组，滚子直径133mm，长度465mm。第四章 驱动装置4.1 液力耦合器的工作原理以液体为工作介质的一种非刚性联轴器，又称液力联轴器。图4.1 液力耦合器工作原理图液力耦合器(见图4.1)的泵轮和涡轮组成一个可使液体循环流动的密闭工作腔，泵轮装在输入轴上,涡轮装在输出轴上。动力机（内燃机、电动机等）带动输入轴旋转时，液体被离心式泵轮甩出。这种高速液体进入涡轮后即推动涡轮旋转，将从泵轮获得的能量传递给输出轴。最后液体返回泵轮，形成周而复始的流动。液力耦合器靠液体与泵轮、涡轮的叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩。它的输出扭矩等于输入扭矩减去摩擦力矩，所以它的输出扭矩恒小于输入扭矩。液力耦合器输入轴与输出轴间靠液体联系，工作构件间不存在刚性联接。液力耦合器的特点是：能消除冲击和振动；输出转速低于输入转速，两轴的转速差随载荷的增大而增加;过载保护性能和起动性能好,载荷过大而停转时输入轴仍可转动,不致造成动力机的损坏;当载荷减小时，输出轴转速增加直到接近于输入轴的转速，使传递扭矩趋于零。液力耦合器的传动效率等于输出轴转速与输入轴转速之比。一般液力耦合器正常工况的转速比在0.95以上时可获得较高的效率。液力耦合器的特性因工作腔与泵轮、涡轮的形状不同而有差异。它一般靠壳体自然散热，不需要外部冷却的供油系统。如将液力耦合器的油放空，耦合器就处于脱开状态，能起离合器的作用。4.2 液力耦合器的种类4.2.1 限矩型液力耦合器限矩型液力耦合器一般具有辅助腔或挡板等限矩措施，能够限制超载力矩使其升至一定范围后不在升高，从而保护电动机。它的特点是运转前充入一定量的工作液体，在运转期间，其充液量不能改变。同一型号的液力耦合器所传递的功率随充液量变化而不同，充液量越多，传递功率就越大。根据运行功率的需要，充液率可在40%80%内设定。由于限矩型液力耦合器设有辅助腔，运行时辅助腔中可存有部分液体，因而工作腔内的充液量可在一定范围内变化，从而使其性能发生变化。4.2.2 可控充液限矩型液力耦合器它是一种双涡轮带延迟的充水液力耦合器。如图4.2所示图4.2 可控充液限矩型液力耦合器工作原理将液力耦合器旋转体置于密闭壳体内，旋转体边缘周边均匀开设泄油孔，另有供油系统向液力耦合器工作腔供油。液力耦合器的充油受电磁换向阀控制，定量油泵的流量大于液力耦合器泄油孔的泄出量。停止充油时，工作腔的充满度就降低（力矩下降），连续充油时，工作腔充满度增高（力矩上升），即可用控制充油来调节力矩。可根据主电动机的载荷（电流）变化来控制电磁换向阀的开通和关闭，达到控制液力耦合器的充油或不充油。通过调整油阀开度可达到1.3到1.5倍的初始转矩。这种液力耦合器是处于限矩型液力耦合器和调速型液力耦合器之间的一种新型耦合器。4.2.3 调速型液力耦合器调速型液力耦合器（YOT）的结构比限矩型液力耦合器要复杂的多。它主要由泵轮、泵轮、涡轮、涡轮轴、旋转外壳及导管组件、冷却系统等构成。它的主要特点是在输入转速不变的情况下，通过导管或其他调节方式调节工作腔中的充液量以改变转速和力矩，其充液量的调节是在运行中进行的。调速型液力耦合器进、出工作腔的油路为循环回路，按调节方式可分为进口调节式、出口调节式及复合调节式3种。 系统驱动装置选择电机型号：Y280S-4 ，75KW，耦合器型号 ：YOXF450,减速器型号：ZLY315-20，制动器型号：YWZ5315/50第五章 拉紧装置5.1 拉紧装置概述在各种具有挠性牵引构件的输送机中，必须装有拉紧装置。5.1.1 输送带拉紧装置的作用带式输送机的正常运转必须使输送带具有一定的张紧力，提供张紧力的设备就是拉紧装置。所谓拉紧，具有吸收输送带伸长和为输送带提供张紧力两层含义。一般的输送机拉紧装置的作用如下：1） 保证输送带在传动滚筒分离点具有足够的张力，以满足传动滚筒的摩擦传动要求。2） 保证输送带最小张力点的张力，以满足输送带的垂度限制条件。3） 满足输送带动张力引起的弹性伸长要求的拉紧行程。4） 补偿输送带的永久伸长。5） 为输送带接头提供必要的行程。对于长距离、高张力的输送机需要考虑在不同的工作状态提供不同的张紧力，以提高输送带的使用寿命。在输送机的起动、制动时为保证起动、制动力的传递所需要的张紧力不同。输送带的张力分布也不同，需要考虑在这两种工况下满足输送带的垂度条件所需要的张紧力也相应增大。所以要求在起动、制动过程中要有大于正常运行时的张紧力。这就要求拉紧装置在不同的工况下能够提供相应的张紧力。5.1.2 拉紧装置在带式输送机中布置的位置一般情况下，布置拉紧装置必须考虑的因素如下。1） 拉紧装置要尽量布置在输送带的张力最小处。2） 需要考虑拉紧装置张紧力的作用区域，必要时可以设计两个拉紧装置。3） 拉紧装置应尽量靠近传动滚筒处。4） 在双滚筒驱动时，一般拉紧装置设置在后一个传动滚筒的分离点；考虑传递制动力的要求也可设置在两个传动滚筒之间。5） 采用任何形式的拉紧装置都必须布置成拉紧滚筒绕入和绕出输送带分支与滚筒位移线平行，而且施加的张紧力要通过滚筒中心。5.2 拉紧装置的种类拉紧装置按作用可以分为重锤式、固定式和自动拉紧三类。5.2.1 重锤拉紧装置重锤拉紧装置是结构最简单、应用范围最广泛的拉紧装置。它是保持张紧力不变的拉紧装置，尽管在输送机起动和停止时拉紧重锤也有惯性产生。分析表明，重锤的加速度远小于重力加速度，因而，可近似看作张紧力不变。重锤拉紧装置的基本结构形式是垂直重锤式和重锤车式，关于它们的结构如图5.1所示。缺点是改向滚筒多，而且物料容易落入输送带与张紧滚筒之间，从而损坏输送带。图5.1 重锤拉紧装置的结构示意图5.2.2 固定拉紧装置固定拉紧装置是在输送机的运转过程中拉紧滚筒位置保持不变的拉紧装置。这类拉紧装置是在输送机的停机状态对张紧力或拉紧行程进行调整，而在运行时无法及时调整。固定拉紧装置有螺旋拉紧和绞车固定拉紧。螺旋拉紧装置如图所示；图5.2为电动绞车拉紧装置。图5.2 固定拉紧装置的结构示意图5.2.3 自动绞车拉紧前面提到的固定轿车拉紧装置，在其上设置自动控制系统可以构成自动拉紧装置。自动拉紧装置是现代大型带式输送机中广泛应用的拉紧形式。由于自动拉紧装置要完成自动拉紧过程，拉紧装置的结构和控制都较复杂。机尾张紧滚筒安装在尾架导轨可移动的小车上，钢丝绳的一端连接在小车上，而另一端悬挂着重锤，如5.3所示。它是依靠重锤的重力拉紧输送带，故可以自动张紧输送带，保持恒定的张紧力。适用于输送机距离较长，功率较大的场合，尤其适于倾斜输送的输送机上。其缺点是机尾需要有较大的空间。图5.3 自动绞车拉紧装置的结构示意图第六章、输送带的选择6.1 输送机对输送带的要求带式输送机的输送带是输送机的重要部件，在输送机中输送带的成本占整个设备成本占整个设备成本的30%50%。在运转过程中，输送带所受的载荷是极复杂的，它除受纵向的拉伸应力外，还受经过滚筒和托辊的弯曲应力。大多数输送带的损坏表现为工作面层和边缘磨损，受大块、尖利物料的冲击引起击穿、撕裂和剥离。合理选择输送带，对输送机的设计十分重要。对输送带的要求：1）要有足够的拉伸强度和模量，以达到在所要求的距离内输送材料所需要的传输功率以及在负荷状态下允许最低装载所产生的运转伸长率。2）要有良好的负荷支撑及足够的宽度，以满足运输物料时所需要的类型和体积。3）要有柔性，目的在于在长度方向上能围绕滚筒弯曲，如果需要的话，希望在横向形成槽形。4）要有尺寸稳定性，使输送带运转时平稳。5）承载面的覆盖胶要经受得起承载物体的负荷冲击，并且能帮助恢复弹性，传动时，覆盖胶能与滚筒有足够的摩擦力。6）要有良好的粘合力，避免脱层。7）耐撕裂性能好，耐损伤。8）能联结成环形。对于重要的输送带，必须考虑输送机的全部工作条件以提出最终的性能要求，则提出输送带设计需要考虑问题：1）输送的物料：一般情况下，需要考虑物料的一般特性、密度、最大粒度等；特殊情况需要考虑有无油或者化学药品、热料的最高温度等。2）最大承载量或所需要的最大输送能力、带宽、带速等。3）输送机线路布置：沿输送机走向头、尾滚筒之间的距离；提升或下降的高度，或任何向上、或者向下倾斜输送机段的顶部和底部标高。4）驱动装置：单滚筒或者是双滚筒驱动，如果为双滚筒驱动，电动机的功率在第一和第二传动滚筒上的分配；输送带在传动滚筒上的包角；驱动装置的位置。5）滚筒直径：滚筒直径需要根据输送带的实际要求来确定。6）拉紧装置：需要考虑拉紧装置的形式、位置以及拉紧行程7）托辊：托辊形式、槽角、间距。8）在寒冷气候下使用时，预计的最低工作温度。6.2 输送带的结构与种类（1）、普通结构输送带普通输送带包括三个组成部分，如图6.1所示图6.1 织物增强输送带的横断面示意图覆盖层上覆盖层和下覆盖层；带芯（骨架）单层和多层；隔离层带芯的粘接介质。输送带的带芯受到上下覆盖层的保护，上覆盖层是承载面，下覆盖层是与滚筒和托辊的接触面。通常情况下，上覆盖层比下覆盖层厚，输送带的上覆盖层承受载荷的冲击和摩擦，下覆盖层受滚筒和托辊的摩擦，下覆盖层过厚使输送机的运行阻力增大。普通输送带主要用于通用固定式、绳架吊挂式及可伸缩式带式输送机。采用多点驱动长距离带式输送机也可用普通输送带。普通输送带横断面结构图 见图6.2；塑料带结构见图6.3图6.2 横剖面结构图其中：（a）帆布芯带条 （b）钢丝芯带条 （c）整芯带条图6.3 塑料带结构其中：1）为上覆盖塑料层 2）为织物衬垫 3）为下覆盖塑料层（2）、特殊结构输送带特殊结构输送带包括钢绳牵引输送带、旅客输送带、花纹输送带、挡边输送带、防撕裂输送带、无覆盖胶输送带等。其中，钢绳牵引输送带：它是由上覆盖层、耳槽、下覆盖层、充填胶、方钢条和帆布层等组成。钢绳牵引输送带特别适用于长距离输送机并可以运送人员。它应该满足应具有较高的破断强度、钢丝绳芯与橡胶具有较高的粘着力、应具有较高的耐疲劳强度、应具有良好的柔性。故此，本设计的输送带采用钢丝绳牵引输送带。6.3 输送带的选择输送带的选择需要考虑多方面的因素，主要是：输送机系统对输送带的相关要求；地形环境条件与安全方面的要求；输送物料的种类、形态、粒度、特性，有无热作用与化学作用；要求最大宽度、工作张力与输送能力；滚筒最小直径；成槽性与横向刚度；负载支撑；拉紧方式与行程；受料点与受料条件，以及输送带的运转周期；抗冲击与抗撕裂方面的要求；接头条件。故此，输送带的选择应注意以下几个方面：（1）、输送带的形态和结构：不同的输送方式，如平行、槽形、大倾角、弯曲和转弯输送，箱形、管形、封闭式输送，以及提升式输送等。这些不同的输送方式决定于输送带的输送能力，并受到地形和环保条件的限制，是决定输送带抗拉体材质、结构、安全系数的大小、需用输送带长度的前提。（2）、带芯材质、结构的选择：输送带的性能与带芯材质、结构和层数的关系很大。目前，各种分层带正由多层向单层或少层发展，最大帆布层在6层以内。以由低到高的不同强度级织物来满足不同带强的要求，少层的优点在于：层数少，可减少层与层之间应力分布的不平衡，提高强度利用率，提高性价比，可减少脱层现象，提高疲劳强度，延长使用寿命，纵向挠曲性可由织物提高纬密或不同纬向材料来增加横向增强层来调节。可降低接头的总长度，提高接头效率。（3）、覆盖层的选择：覆盖层的选择包括覆盖材料、表面形态和厚度。根据表6.1选取覆盖胶层的取值。表6.1 输送带覆盖胶的选择覆盖胶类别主要产品一般用途抗切割和抗撕裂性耐磨性耐油性正 常 工 作 条 件I类极好极好不推荐输送大块矿石，锋利的切割性物料，用于极其恶劣的工作条件II类良好极好不推荐输送切割作用不大的具有磨蚀性的经过筛分的物料，用于繁重的工作条件有油和化学物质的工作条件耐油氯丁橡胶（一般称为人造橡胶）良好很好对于石油好，对植物油和动物油相当好输送喷过大量油的煤，任何用大量石油处理过的和含有大量石油的物料耐油丁腈橡胶良好良好对于石油、植物油和动物油均很好输送油质谷物或种子，输送食品、油脂和喷过油的煤中等耐油橡胶良好良好对于石油、植物油和动物油均限制使用输送喷过少量油的煤、含油中等的谷物、饲料、木屑和磷酸盐 本系统带的确定：综合以上要求，输送料为铁矿石，工作温度为-30。-40。，运行过程中冲击较大，磨损大，故选择带St2000，纵向拉伸强度2000N-1，带厚20mm，上覆盖胶厚度8mm，下覆盖胶厚度6mm，钢丝绳根数94根。第七章 基本参数拟定 带式输送机的设计计算过程需要反复进行，以确定各个部件。本算例是带宽较大的输送机的算例，计算过程采用DIN22101的算法。计算过程包括正常运行、起动、停机工况，讨论了托辊前倾对总阻力的影响，最后计算出输送带的安全系数。输送物料：铁矿石;物料堆积密度： =1.7；输送量： =2200；带宽 B=1200mm；输送带型号 St2000；上下覆盖厚度（8+6）mm；输送机长度 L=400m；有料长度 =395m；提升高度 H=1m；上托辊直径 =133mm；下托辊直径 =133mm；上托辊槽角=，三辊；下托辊槽角 =0 ，单辊；上托辊间距 1.5=1m；下托辊间距 =2.53.5=2.5m；输送带最大相对垂度：h=1=0.01；附加阻力系数：C=1.08；物料每米质量：=260输送量单位质量：=34托辊槽角系数：=0.4(=)；输送带与托辊间的摩擦系数：=0.5；驱动单元效率： =0.95；电动机同步转速：=1500r/min；模拟摩擦阻力系数：f=0.022；耦合器起动系数 =1.2；滚筒直径 D=1500mm；输送带与传动滚筒间的摩擦系数：=0.25；输送带与传动滚筒间包角=201 ，=209；上托辊旋转部分单位长度质量：22.1 Kg/m；下托辊旋转部分单位长度质量：12.12 Kg/m；输送带最大相对垂度：1=0.0第八章 系统总体布局8.1 总体布置的要点1）考虑驱动单元模块化，多滚筒传动功率均采用等功率分配制。2）为了提高输送带和胶面滚筒的使用寿命，避免物料粘到传动滚筒上，影响摩擦传动和功率平衡，对于双滚筒驱动不要采用S型布置方式。3）拉紧装置一般布置在输送带张力最小处。对于水平输送采用多电机分别起动时，拉紧装置应在先起动的传动滚筒绕出边。4）加料点应尽量设在水平段或角度小的倾斜段，各种卸料装置应尽量设在水平段或角度小的倾斜段。5）尽量减小输送带弯曲次数，提高输送带疲劳寿命。6）输送机尽可能布置成直线型，避免过急的凸弧布置形式，以利于正常运行。8.2 设计布置形式根据上述和本设计要求，采用如下图布置形式。输送机布置如图8.1图8.1 输送机布置形式第九章、张力、阻力计算与校合、安全系数计算为计算各点张力的方便，这里的阻力计算并未按主要阻力、附加阻力、特种阻力和提升阻力来计算，而是分别计算上、下分支的阻力。上分支包括：物料主要阻力、空载主要阻力、物料提升阻力、输送带提升阻力、托辊前倾引起的阻力、物料部分的阻力和输送带部分的阻力。下分支阻力包括：主要阻力和输送带下降阻力。9.1 阻力计算 为计算各点张力的方便，这里计算未按主要阻力、附加阻力、特种阻力和提升阻力来计算，而是分别计算上下分支的阻力。上分支阻力包括：物料主要阻力、空载主要阻力、物料提升阻力、输送带提升阻力、托辊前倾引起的阻力、物料部分阻力、输送带部分的阻力。下分支阻力包括：主要阻力和输送带下降阻力。在标准中没有考虑带宽的影响，计算中采用的附加阻力系数与从标准查出的不同，取值相对小一些的数值1.0（从标准查出的为1.25）。上分支物料主要阻力 FF （9-1）=1.00.0223959.81260=22165N 上分支空载主要阻力FF=（9-2）=1.00.0224009.81(22.1+34) =4843N下分支主要阻力FF=（9-3）=1.00.0223609.81(12.12+34) =3981N上分支物料提升阻力FF=q（9-4）=19.81260=2551N上分支输送带提升阻力=19.8134=333.5N 下分支输送带下降阻力