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机械毕业设计论文
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机械毕业设计512带式输送机的毕业设计正文,机械毕业设计论文
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毕业设计论文 1 第一章 绪论 带式输送机是连续运行的运输设备 ， 在冶金 、 采矿 、 动力 、 建材等重工业部门及交通运输部门中主要用来运送大量散状货物 ， 如矿石 、 煤 、 砂等粉 、 块状物和包装好的成件物品 。 带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备相比，不仅具有长距离、大运量、连续输送等优点，而且运行可靠 ,易于实现自动化、集中化控制 ,特别是对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。特别是近 10年 ， 长距离 、 大运量 、 高速度的带式输送机的出现 ， 使其在矿山建设的井下巷道 、 矿井地表运输系统及露天采矿场 、 选矿厂中的应用又得到进一步推广 。 选择 带式输送机这种通用机械的设计作为毕业设计的选题，能培养我们独立解决工程实际问题的能力， 通过这次毕业设计是对所学基本理论和专业知识的一次综合运用，也使我们的设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练。 原始参数： 1）输送物料：混凝土 2）物料特性：（ 1） 砂石贮料斗容量 4 m3 （ 2） 配料周期 60S （ 3）在输送带上堆积角： =20 （ 4） 计量斗容积 0.8m3 3）输送系统及相关尺寸：（ 1）运距： 3m （ 2）倾斜角： =0 设计解决的问题： 熟悉带式输 送机的各部分的功能与作用，对主要部件进行选型设计与计算，解决在实际使用中容易出现的问题，并大胆地进行创新设计。 nts毕业设计论文 2 第二章 带式输送机概述 2.1 带式输送机的应用 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。 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。 其中带输送机是连续运输机中是使用最广泛的，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。 2.2 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。其简介如下： nts毕业设计论文 3 80TDQDDXU 型 固 定 式 带 式 输 送 机轻 型 固 定 式 带 式 输 送 机普 通 型型 钢 绳 芯 带 式 输 送 机型 带 式 输 送 机管 形 带 式 输 送 机带 式 输 送 机气 垫 带 式 输 送 机波 状 挡 边 带 式 输 送 机特 种 结 构 型钢 绳 牵 引 带 式 输 送 机压 带 式 带 式 输 送 机其 他 类 型2.3 各种带式输送机的特点 （ 1） 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。 （ 2） 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。 （ 3） 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 030 045 提高到 090 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 。 （ 4）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。 （ 5）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 。 （ 6）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 nts毕业设计论文 4 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。 （ 7）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。 2.4 带式输送机的发展状况 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。主要有：钢绳芯带式输送机 、 钢绳牵引胶带输送机和排弃场的连续输送设施等。 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 (可达 16 )，经营费用低，由于缩短运输距离可节省基建投资。 目前，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。我国已于1978年完成了钢绳芯带式输送机的定型设计。钢绳芯带式输送机的适用范围： （ 1）适用于环境温度一般为 40 40 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 (16 )和向下 ( 010 012 )运输，也可以转弯运输； 运输距离长，单机输送可达 15km； （ 3）可露天铺设，运输线可设防护罩或设通廊； （ 4）输送带伸长率为普通带的 1/5左右；其使用寿命比普通胶带长；其成槽性好；运输距离大。 2.5 带式输送机的工作原理 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。带式输送机组成及工作原理如图 2-1所示，它主要包括一下几个部分： nts毕业设计论文 5 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。 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 。 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1S增加，此法提高牵引力虽然是可行的。但因增大1S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1S，以提高牵引力。 （ 2）增加围包角0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0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。故在传动中拟采用这种方法。 2.6 带式输送机的结构和布置形式 2.6.1 带式输送机的结构 带式输送机主要由以下部件组成：头架、驱动装置、传动滚筒、尾架、托辊、中间架、尾部改向装置、卸载装置、清扫装置、安全保护装置等。 输送带是带式输送机的承载构件，带上的物料随输送带一起运行，物料根据需要可以在输送机的端部和中间部位卸下。输送带用旋转的托棍支撑 ，运行阻力小。带式输送nts毕业设计论文 6 机可沿水平或倾斜线路布置。使用光面输送带沿倾斜线路布置时，不同物料的最大运输倾角是不同的，如下表 2-1所示： 表 2-1 不同物料的最大运角 物料种类 角度 物料种类 角度 煤块 18 筛分后的石灰石 12 煤块 20 干沙 15 筛分后的焦碳 17 未筛分的石块 18 0 350mm矿石 16 水泥 20 0 200mm油田页岩 22 干松泥土 20 由于带式输送机的结构特点决定了其具有优良性能，主要表现在：运输能力大，且工作阻力小，耗电量低，约 为刮板输送机的 1/3到 1/5；由于物料同输送机一起移动， 同刮板输送机比较，物料破碎率小；带式输送机的单机运距可以很长，与刮板输送机比较，在同样运输能力及运距条件下，其所需设备台数少，转载环节少，节省设备和人员，并且维护比较简单。由于输送带成本高且易损坏，故与其它设备比较，初期投资高且不适应输送有尖棱的物料。 输送机年工作时间一般取 4500-5500小时。当二班工作和输送剥离物，且输送环节较多，宜取下限；当三班工作和输送环节少的矿石输送，并有储仓时，取上限为宜。 2.6.2 布置方式 电动机通过联轴器 、 减 速器带动传动滚筒转动或其他驱动机构，借助于滚筒或其他驱动机构与输送带之间的摩擦力，使输送带运动。带式输送机的驱动方式按驱动装置可分为单点驱动方式和多点驱动方式两种。 通用固定式输送带输送机多采用单点驱动方式，即驱动装置集中的安装在输送机长度的某一个位置处，一般放在机头处。单点驱动方式按传动滚筒的数目分，可分为单滚筒和双滚筒驱动。对每个滚筒的驱动又可分为单电动机驱动和多电动机驱动。因单点驱动方式最常用，凡是没有指明是多点驱动方式的，即为单驱动方式，故一般对单点驱动方式，“单点 ” 两字省略。 单筒 、 单电动机驱动方 式最简单，在考虑驱动方式时应是首选方式。在大运量 、 长距离的钢绳芯胶带输送机中往往采用多电动机驱动。 nts毕业设计论文 7 第三章 带式输送机的设计计算 3.1 已知原始数据及工作条件 带式输送机的设计计算，应具有下列原始数据及工作条件资料 （ 1）物料的名称和输送能力： （ 2）物料的性质： 1） 粒度大小，最大粒度和粗度组成情况； 2） 堆积密度； 3） 动堆积角、静堆积角，温度、湿度、粒度和磨损性等。 （ 3）工作环境、露天、室内、干燥、潮湿和灰尘多少等； （ 4）卸料方式和卸料装置形式； （ 5）给料点数目和位置； （ 6）输送机布置形式 和尺寸，即输送机系统（单机或多机）综合布置形式、地形条件和供电情况。输送距离、上运或下运、提升高度、最大倾角等； （ 7）装置布置形式，是否需要设置制动器。 原始参数和工作条件 （ 1）输送物料： 混凝土 （ 2）物料特性：（ 1） 砂石贮料斗容量 4 m3 （ 2） 配料周期 60S （ 3）在输送带上堆积角： =20 （ 4） 计量斗容积 0.8m3 （ 3） 输送系统及相关尺寸： （ 1）运距： 3m （ 2）倾斜角： =0 初步确定输送机布置形式，如图 3-1所示： nts毕业设计论文 8 3.2 计算步骤 3.2.1 带宽的确定 : 按给 定的工作条件 ,取原煤的堆积角为 20 . 原煤的堆积密度按 900 kg/ 3m ; 输送机的工作倾角 =0 ; 带式输送机的最大运输能力计算公式为 3 .6Qs （ 3.2-1） 式中： Q 输送量（ )/ht ； v 带速（ )/sm ； 物料堆积密度（ 3/kg m ）； s 在运行的输送带上物料的最大堆积面积 , 2m K-输送机的倾斜系数 带速选择原则： (1)输送量大、输送带较宽时，应选择较高的带速。 (2)较长的水平输送机，应选择较高的带速；输送机倾角愈大，输送距离 愈短，则带速应愈低。 (3)物料易滚动、粒度大、磨琢性强的，或容易扬尘的以及环境卫生条件要求较高的，宜选用较低带速。 (4)一般用于给了或输送粉尘量大时，带速可取 0.8m/s1m/s；或根据物料特性和工艺要求决定。 (5)人工配料称重时，带速不应大于 1.25m/s。 (6)采用犁式卸料器时，带速不宜超过 2.0m/s。 (7)采用卸料车时，带速一般不宜超过 2.5m/s；当输送细碎物料或小块料时，允许带速为 3.15m/s。 (8)有计量秤时，带速应按自动计量秤的要求决定。 nts毕业设计论文 9 (9)输送成品物件时，带速一般小于 1.25m/s。 带速与带宽 、 输送能力 、 物料性质 、 块度和输送机的线路倾角有关 .当输送机向上运输时，倾角大，带速应低；下运时，带速更应低；水平运输时，可选择高带速 .带速的确定还应考虑输送机卸料装置类型，当采用犁式卸料车时，带速不宜超过 3.15m/s. 表 3-1倾斜系数 k选用表 倾角( ) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 k 1.00 0.99 0.98 0.97 0.95 0.93 0.91 0.89 0.85 0.81 输送机的工作倾角 =0 ; 查 DT带式输送机选用手册（表 3-1） (此后凡未注明均为该书 )得 k=1 按给顶的工作条件 ,取原煤的堆积角为 20 ; 混凝土 的堆积密度为 900kg/ 3m ; 考虑 工作条件取带速为 1.6m/s; 将个参数值代入上式 , 可得到为保证给顶的运输能力 ,带上必须具有的的截面积 S 23503 . 6 3 . 6 9 0 0 1 . 6 1 0 . 0 6 7 5Q m 经如上计算 ,确定选用带宽 B= 680S型煤矿用阻燃输送带的技术规格： 纵向拉伸强度 750N/mm； 带厚 8.5mm; 输送带质量 9.2Kg/m. 3.2.2 输送带宽度的核算 输 送大块散状物料的输送机，需要按（ 3.2-2）式核算，再查表 2-3 2 200B （ 2.2-2） 式中 最大粒度， mm。 表 2-3不同带宽推荐的输送物料的最大粒度 mm 带宽 B 500 650 800 1000 1200 1400 nts毕业设计论文 10 粒度 筛分后 100 130 180 250 300 350 未筛分 150 200 300 400 500 600 计算： 8 0 0 2 3 0 0 2 0 0 8 0 0B 故，输送带宽满足输送要求 。 3.3 圆周驱动力 3.3.1 计算公式 1） 所有长度（包括 L 80m） 传动滚筒上所需圆周驱动力UF为输送机所有阻力之和，可用式（ 3.3-1）计算： 12U H N S S S tF F F F F F （ 3.3-1） 式中HF 主要阻力， N； NF 附加阻力， N； 1SF 特种主要阻力， N； 2SF 特种附加阻力， N； StF 倾斜阻力， N。 五种阻力中，HF、NF是所有输送机都有的，其他三类阻力，根据输送机侧型及附件装设情况定，由设计者选择。 2） 80Lm 对机长大于 80m的带式输送机，附加阻力NF明显的小于主要阻力，可用简便的方式进行计算，不会出现严重错误。为此引入系数 C作简化计算，则公式变为下面的形式： 12U H S S S tF C F F F F （ 3.3-2） 式中 C 与输送机长度有 关的系数，在机长大于 80m 时，可按式（ 2.3-3）计算，或从表查取 0LLC L （ 3.3-3） nts毕业设计论文 11 式中0L 附加长度，一般在 70m到 100m之间； C 系数，不小于 1.02。 C 查 DT（ A）型带式输送机设计手册 表 3-5 既本说明书表 3-4 L 80 100 150 200 300 400 500 600 C 1.92 1.78 1.58 1.45 1.31 1.25 1.20 1.17 L 700 800 900 1000 1500 2000 2500 5000 C 1.14 1.12 1.10 1.09 1.06 1.05 1.04 1.03 表 3-4系数 C 3.3.2 主要阻力计算 输送机的主要阻力HF是物料及输送带移动和承载分支及回程分支托辊 旋转所产生阻力的总和。可用式（ 2.4-4）计算： ( 2 ) c o s H R O R U B GF f L g q q q q （ 3.4-4） 式中 f 模拟摩擦系数，根据工作条件及制造安装水平决定，一般可按表查取。 L 输送机长度（头尾滚筒中心距）， m； g 重力加速度； 初步选定托辊为 DT 6204/C4，查表 27，上托辊 间距 0a 1.2m，下托辊间距 ua m，上托辊槽角 35，下托辊槽角。 ROq 承载分支托辊组每米长度旋转部分重量， kg/m，用式（ 3.4-5）计算 10ROGq a （ 3.4-5） 其中1G 承载分支每组托辊旋转部分重量， kg； 0a 承载分支托辊间距， m； nts毕业设计论文 12 托辊已经选好，知 1 24.3G kg计算：10ROGq a =24.31.2 =20.25 kg/m RUq 回程分支托辊组每米长度旋转部分质量， kg/m，用式（ 3.3-6）计算： 2RUUGq a （ 3.3-6） 其中2G 回程分支每组托辊旋转部分质量 Ua 回程分支托辊间距， m； 2 15.8G kg 计算：2RUUGq a =15.83 =5.267 kg/m Gq 每米长度输送物料质量 3 .6mG I Qq = 350 6 0 . 7 3 43 . 6 1 . 6 kg/m Bq 每米长度输送带质量， kg/m，Bq=9.2kg/m ( 2 ) c o s H R O R U B GF f L g q q q q =0.045 300 9.8 20.25+5.267+（ 2 9.2+60.734） cos35 =11379N f 运行阻力系数 f值应根据表 3-5选取。取 f =0.045。 输送机工况 f 工作条件和设备质量良好，带速低，物料内摩擦较小 0.02 0.023 工作条件和设备质量一般，带速较高，物料内摩擦较大 0.025 0.030 工作条件恶劣、多尘低温、湿度大，设备质量较差，托辊成槽角大于 35 0.035 0.045 表 3-5 阻力系数 f nts毕业设计论文 13 3.3.3 主要特种阻力计算 主要特种阻力1SF包括托辊前倾的摩擦阻力 F和被输送物料与导料槽拦板间的摩擦阻力glF两部分，按式（ 3.3-7）计算： SlFF+glF（ 3.3-7） F 按式（ 2.3-8）或式（ 3.3-9）计算： （ 1） 三个等长辊子的前倾上托辊时 0 ( ) c o s s i nBGF C L q q g （ 3.3-8） （ 2） 二辊式前倾下托辊时 0 c o s c o s s i nBF L q g （ 3.3-9） 本输送机没有主要特种阻力1SF，即1SF=0 3.3.4 附加特种阻力计算 附加特种阻力2SF包括输送带清扫器摩擦阻力rF和卸料器摩擦阻力aF等部分，按下式计算： 23S r aF n F F （ 3.3-10） 3rF A P （ 3.3-11） 2aF B k（ 3.3-12） 式中3n 清扫器个数，包括头部清扫器和空段清扫器； A 一个清扫器和输送带接触面积， 2m ，见表 P 清扫器和输送带间的压力， N/ 2m ，一般取为 3 441 0 1 0 1 0 N/ 2m ； 3 清扫器和输送带间的摩擦系数，一般取为 0.50.7； 2k 刮板系数，一般取为 1500 N/m。 表 3-6导料槽栏板内宽、刮 板与输送带接触面积 nts毕业设计论文 14 带宽 B /mm 导料栏板内宽 1b/m 刮板与输送带接触面积 A/m2 头部清扫器 空段清扫器 500 0.315 0.005 0.008 650 0.400 0.007 0.01 800 0.495 0.008 0.012 1000 0.610 0.01 0.015 1200 0.730 0.012 0.018 1400 0.850 0.014 0.021 查表 3-7得 A=0.008m2 ，取 p =10 410 N/m2 ，取3=0.6，将数据带入式（ 3.3-11） 则rF=0.008 10 410 0.6=480 N 拟设计的 总图中有两个清扫器和一个空段清扫器（一个空段清扫器相当于 1.5个清扫器） aF=0 由式（ 3.3-10） 则 2SF=3.5 480=1680 N 3.3.5 倾斜阻力计算 倾斜阻力按下式计算：StFSt GF q g H （ 3.3-13） 式中：因为是本输送机水平运输，所有 H=0 St GF q g H =0 由式（ 2.4-2）12U H S S S tF C F F F F UF=1.12 11379+0+1680+0 =14425N nts毕业设计论文 15 3.4 传动功率计算 3.4.1 传动轴功率（AP）计算 传动滚筒轴功率（AP）按式（ 3.4-1）计算： 1000UA FP （ 3.4-1） 3.4.2 电动机功率计算 电动机功率MP，按式（ 3.4-2）计算： AMPP （ 3.4-2） 式中 传动效率，一般在 0.850.95之间选取； 1 联轴器效率； 每个机械式联轴器效率：1=0.98 液力耦合器器：1=0.96； 2 减速器传动效率，按每级齿轮传动效率 .为 0.98计算； 二级减速机：2=0.98 0.98=0.96 三级减速机：2=0.98 0.98 0.98=0.94 电压降系数，一般取 0.900.95。 多电机功率不平衡系数，一般取 0 .9 0 0 .9 5 : ，单驱动时， 1 。 根据计算出的MP值，查电动机型谱，按就大不就小原则选定电动机功率。 由式（ 3.5-1）AP=14425 1.61000=23080W 由式（ 2.5-2） MP= 230800 . 9 8 ( 0 . 9 8 0 . 9 8 0 . 9 8 ) 0 . 9 5 0 . 9 5 2 nts毕业设计论文 16 =55614W 选电动机型号为 YB200L-4， N=30 KW，数量 2台。 3.5 输送带张力计算 输送带张力在整个长度上是变化的，影响因素很多，为保证输送机上午正常运行，输送带张力必须满足以下 两个条件： （ 1）在任何负载情况下，作用在输送带上的张力应使得全部传动滚筒上的圆周力是通过摩擦传递到输送带上，而输送带与滚筒间应保证不打滑； （ 2）作用在输送带上的张力应足够大，使输送带在两组托辊间的垂度小于一定值。 3.5.1 输送带不打滑条件校核 圆周驱动力UF通过摩擦传递到输送带上（见图 3-3） 图 3-3作用于输送带的张力 如图 4所示，输送带在传动滚简松边的最小张力应满足式 (28)的要求 。 min maxLS CF传动滚筒传递的最大圆周力max aF K F。动载荷系数 1.2 1.7aK :；对惯性小、起制动平稳的输送机可取较小值 ;否则，就应取较大值。取aK1.5 传动滚筒与输送带间的摩擦系数，见表 3-7 表 3-7 传动滚筒与输送带间的摩擦系数 工作条件 nts毕业设计论文 17 取AK=1.5 ，由式 maxUF=1.5 14425=21638N 对常用 C= 11e=1.97 该设计取 =0.05； =470o 。 min maxLS CF=1.97 21638=42626N 3.5.2 输送带下垂度校核 为了限制输送带在两组托辊间的下垂度，作用在输送带上任意一点的最小张力minF，需按式（ 2.5-1）和（ 2.5-2）进行验算。 承载分支0m i n()8BGadma q q gFha承(3.5-1) 回程分支0m i n8Badma q gFha回（ 3.5-2） 式中admha 允许最大垂度，一般 0.01； 0a 承载上托辊间距（最小张力处） ； ua 回程下托辊间距（最小张力处）。 取admha=0.01 由式（ 2.5-2）得： minF承 1 . 2 6 0 . 7 3 4 ) 9 . 88 0 . 0 1 （ 9.2=10280 N 光面滚筒 胶面滚筒 清洁干燥 0.25 0.03 0.40 环境潮湿 0.10 0.15 0.25 0.35 潮湿粘污 0.05 0.20 nts毕业设计论文 18 minF回 3 9 . 2 9 . 8 33818 0 . 0 1N 3.5.3 各特性点张力计算 为了确定输送带作用于各改向滚筒的合张力，拉紧装置拉紧力和凸凹弧起始点张力等特性点张力，需逐点张力计算法，进行各特性点张力计算。 2 0 0 04 0 0 0810 9765432 13 0 0 0 0 02 9 5 0 0 0图 3-4 张力分布点图 (1)运行阻力的计算 有分离点起，依次将特殊点设为 1、 2、 3、 ，一直到相遇点 10点，如图 2-4所示。 计算运行阻力时，首先要确定输送带的种类和型号。在前面我们已经选好了输送带，680S型煤矿用阻燃输送带，纵向拉伸强度 750N/mm；带厚 8.5mm;输送带质量 9.2Kg/m. 1)承载段运行阻 力 由式（ 3.5-3）： 00) c o s ( ) s i n )Z t z ZF q q q L q q L g （ 3.5-3） = ( 6 0 . 6 7 9 . 2 2 0 . 2 5 ) 3 0 0 0 . 0 4 c o s 0 9 . 8 =10598N 2)回空段运行阻力 由式（ 3.5-4） 00) c o s ( ) s i n )K t k k kF q q L q q L g （ 3.5-4） 56 ( 9 . 2 5 . 2 7 ) 2 9 5 0 . 0 3 5 c o s 0 9 . 8F : =1464N 12 ( 9 . 2 5 . 2 7 ) 4 0 . 0 3 5 c o s 0 9 . 8F : =20N nts毕业设计论文 19 9 1 0 ( 9 . 2 5 . 2 7 ) 2 0 . 0 3 5 c o s 0 9 . 8F : =10N 34 ( 9 . 2 5 . 2 7 ) 1 0 . 0 3 5 c o s 0 9 . 8F : =5N 3)最小张力点 有以上计算可知， 4点为最小张力点 (2)输送带上各点张力的计算 1）由悬垂度条件确定 5点的张力 承载段最小张力应满足 minF承 1 . 2 6 0 . 7 3 4 ) 9 . 88 0 . 0 1 （ 9.2=10280N 2)由逐点计算法计算各点的张力 因为7S=10280N,根据 表 14-3选FC=1.05， 故有76FSS C =9790N 5 6 5 6S S F :8326N 54FSS C =7929N 3 4 3 4S S F :7924N 32FSS C =7546N 1 2 1 2S S F :7526N 87ZS S F 20878N 98FS S C=21921N YS=1 0 9 9 1 0S S F :21931N (3)用摩擦条件来验算传动滚筒分离点与相遇点张力的关系 滚筒为包胶滚筒，围包胶为 470。由表 14-5选摩擦系数 =0.35。并取摩擦力备nts毕业设计论文 20 用系数 n=1.2。 由式（ 3.5-5）可算得允许YS的最大值为： m a x 11(1 )YeSS n （ 3.5-5） = 4700 . 3 5 180 17 5 2 6 ( 1 )1 . 2e =33340NYS故摩擦条件满足。 3.6 传动滚筒、改向滚筒合张力计算 3.6.1 改向滚筒合张力计算 根据计算出的各特性点张力 ,计算各滚筒合张力。 头部 180o 改向滚筒的合张力 : F改 1 = 89SS =20878+21921=42799N 尾部 180o 改向滚筒的合张力 : F改 2 = 67SS =9790+10280=20070N 3.6.2 传动滚筒合张力计算 根据各特性点的张力计算传动滚筒的合张力 : 动滚筒合张力 : 1 2 1 0 1F F S S =21926+7526=29452N nts毕业设计论文 21 3.7 传动滚筒最大扭矩计算 单驱动时 ,传动滚筒的最大扭矩maxM按式（ 3.7.1）计算： m ax 2000UFDM （ 3.7.1） 式中 D 传动滚筒的直径（ mm）。 双驱动时 ,传动滚筒的最大扭矩maxM按式（ 3.7.2）计算： 1 2 m a xm a x ()2000UUF F DM （ 3.7.2） 初选传动滚筒直径为 500mm,则传动滚筒的最大扭矩为 : 1 2 max()UUFF=29.452KN m a x2 9 . 4 5 2 0 . 52M =5.4KN/m 3.8 拉紧力计算 拉紧装置拉紧力0F按式（ 3.8-1）计算 01iiF S S （ 3.8-1） 式中iS 拉紧滚筒趋入点张力（ N）； 1iS 拉紧滚筒奔离点张力（ N）。 由式（ 2.8-1） 0 2 3F S S=7924+7546=15470 N =15.47 KN 查煤矿机械设计手册初步选定钢绳绞筒式拉紧装置。 3.9 绳芯输送带 强度校核计算 nts毕业设计论文 22 绳芯要求的纵向拉伸强度XG按式（ 3.9-1）计算； m ax 1X FnG B（ 3.9-1） 式中1n 静安全系数，一般1n=7: 10。运行条件好，倾角好，强度低取小值 ；反之，取大值。 输送带的最大张力maxF 21926 N 1n选为 7,由式（ 3.10-1） 2 1 9 2 6 7 192800XG N/mm 可选输送带为 680S,即满足要求 . 第四章 驱动装置的选用与设计 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。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 6 7 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 3 5s。驱动装置是整个皮带输送机的动力来源，它由电动机 、 偶合器，减速器 、 联轴器 、 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。 减速器有二级 、 三级及多级齿轮减速器，第一级为直齿圆锥齿轮减速传动，第二、三级为斜齿圆柱齿轮降速传动，联接电机和减速器的连轴器有两种，一是弹性联轴器，一种是液力联轴器。为 此，减速器的锥齿轮也有两种；用弹性联轴器时，用第一种锥齿轮，轴头为平键连接；用液力偶合器时，用第二种锥齿轮，轴头为花键齿轮联接。 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。 4.1 电机的选用 nts毕业设计论文 23 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 低。若电机的转速高，则极对数少，尺寸和重量小，价格也低。本设计皮带机所采用的电动机的 总功率为 54kw，所以需选用功率为 60kw 的电机， 拟采用 YB200JDSB型电动机，该型电机转矩大，性能良好，可以满足要求。 查运输机械设计选用手册，它的主要性能参数如下表： 表 4-1 YB200JDSB型电动机主要性能参数 电动机型号 额定功率kw 满载 转速 r/min 电流 A 效率 功率因数cos YB200L- 30 1470 56.8 92.5 0.87 起动电流 /额定电流 起动转矩 /额定转矩 最大转矩 /额定转矩 重量 kg 7.0 1.9 2.0 320 4.2 减速器的选用 4.2.1 传动装置的总传动比 已知输送带宽为 800mm ，查运输机械选用设计手册表 2 77 选取传动滚筒的直径 D为 500mm ，则工作转速为： 6 0 6 0 1 . 6 6 1 . 1 5 / m i n0 . 5wvnrD ， 已知电机转速为mn 1470 r/min ， 则电机与滚筒之间的总传动比为： nts毕业设计论文 24 1470 246 1 . 1 5mwnin 本次设计选用 JS30 型 .矿用减速器 ,传动比为 25，可传递 30KW功率。第一级为螺旋齿轮，第二级 、 第三级为斜齿和直齿圆柱齿轮传动，其展开简图如下： 图 4-1 JS30型 减速器 展开简图 电动机和 I轴之间， IV轴和传动滚筒之间用的都是联轴器，故传动比都是 1。 4.2.2 液力偶合器 液力传动与液压传动一样，都是以液体作为传递能量的介质，同属液体传动的范畴，二者的重要区别在于，液压传动是同过工作腔容积的变化，是液体压力能改 变传递能量的；液力传动是利用旋转的叶轮工作，输入轴与输出轴为非刚性连接，通过液体动能的变化传递能量，传递的纽矩与其转数的平方成正比 目前，在带式输送机的传动系统中，广泛使用液力偶合器，它安装在输送机的驱动电机与减速器之间，电动机带动泵轮转动，泵轮内的工作液体随之旋转，这时液体绕泵轮轴线一边作旋转运动，一边因液体受到离心力而沿径向叶片之间的通道向外流动，到外缘之后即进入涡轮中，泵轮的机械能转换成液体的动能，液体进去涡轮后，推动涡轮旋转，液体被减速降压，液体的动能转换成涡轮的机械能而输出作功它是依靠液体环流 运动传递能量的，而产生环流的先决条件是泵轮的转速大于涡流转速，即而者之间存在转速差 液力传动装置除煤矿机械使用外，还广泛用于各种军用车辆，建筑机械，工程机nts毕业设计论文 25 械，起重机械，载重汽车小轿车和舰艇上，它所以获得如此广泛的应用，原因是它具有以下多种优点： ） 能提高设备的使用寿命 ） 由于液力转动的介质是液体，输入轴与输出轴之间用非刚性连接，故能将外载荷突然骤增或骤减造成的冲击和振动消除或部分消除，转化为连续连续渐变载荷，从而延长机器的使用寿命这对处于恶劣条件下工作的煤矿机械具有这样意义 ） 有良好的启动性能由于泵轮扭矩 与其转速的平方成正比，故电动机启动时其负载很小，起动较快，冲击电流延续时间短，减少电机发热 ） 良好的限矩保护性能 ） 使多电机驱动的设备各台电机负荷分配趋于均匀 本次设计选用的 YOD400，输入转速为 1470r min，效率达 0.96，起动系数为 1.31.7。 4.2.3 联轴器 本次驱动装置的设计中，较多的采用联轴器，这里对其做简单介绍： 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为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nts毕业设计论文 26 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： 1）十字滑块联轴器 十字滑块联轴器由两国在端面上开有凹槽的半联轴器和一个两面带有凸牙的中间盘所组成。因凸牙可在凹槽中滑动，故可补偿安装及运转时两轴间的相对位移。 这种联轴器零件的材料可用 45 钢，工作表面须进行热处理，以提高其硬度；要求较低时也可用 Q275 钢，不进行热处理。为了减少摩擦及磨损，使用时应从中间盘的油孔中注油进行润滑。 因为半联轴器与中间盘组成移动副，不能发生相对转动，故主动轴与从动轴的角速度应相等。但在两轴间有相对位移的情况下工作时，中间盘就会产生很大的 离心力，从而增大动载荷及磨损。因此选用时应注意其工作转速不得大于规定值。 这种联轴器一般用于转速 2 5 0 / m innr ,轴的刚度较大，且无剧烈冲击处。效率1 ( 3 5 ) yfd ，这里 f 为摩擦系数，一般取为 0.120.25； y 为两轴间径向位移量，单位为 mm ； d 为轴径，单位为 mm 。 2）滑块联轴器 这种联轴器与十字滑块联轴器相似，只是两边半联轴器上的沟槽很宽，并把原来的中间盘改为两面不带凸牙的方形滑块，且通常用夹布胶木制成。由于中间滑块的质量减小，又具有较高的极限转速。中间滑块也可用尼龙 6制成，并在配制时加入少量的石墨或二硫化钼，以便在使用时可以自行润滑。 这种联轴器结构简单，尺寸紧凑，适用于小功率、高转速而无剧烈冲击处。 3)十字轴式万向联轴器 这种联轴器可以允许两轴间有较大的夹角（夹角 最大可达 0035 45 ），而且在机nts毕业设计论文 27 器运转时，夹角发生改变仍可正常传动；但当 过大时，传动效率会显著降低。这种联轴器的缺点是：当主动轴角速度为常数时，从动轴的角速度并不是常数，而是在一定范围内变化，因而在传动中将产生附加动载荷。为了改善这种情况，常将十字轴式万向联轴器成队使用。 这种联轴器结构紧凑，维护方便，广泛应用于汽车、多头钻床等机器的传动系统中。小型十字轴式万向联轴器 已标准化，设计时可按标准选用。 4）齿式联轴器 这种联轴器能传递很大的转矩，并允许有较大的偏移量，安装精度要求不高；但质量较大，成本较高，在重型机械中广泛使用。 5）滚子链联轴器 滚子链联轴器的特点是结构简单，尺寸紧凑，质量小，装拆方便，维修容易、价廉并具有一定的补偿性能和缓冲性能，但因链条的套筒与其相配件间存在间隙，不宜用于逆向传动、起动频繁或立轴传动。同时由于受离心力影响也不宜用于高速传动。 （ 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。 1）弹性套柱销联轴器 这种联轴器的构造与凸缘联轴器相似，只是套有弹性套的柱销代替了联接螺栓。因为通过蛹状的弹性套传递转矩，故可缓冲减振。这种联轴器制造容易，装拆方便，成本较低，但弹性套易磨损，寿命较短。他适用于联接载荷平稳、需正反转或起动频繁的传递中小转矩的轴。 2）弹性柱销联轴器 这种联轴器与弹性套柱销联轴器很相似，但传递转矩的能力很大，结构更为简单，安装、制造方便，耐久性好， 也有一定的缓冲和吸振能力，允许被联接两轴有一定的轴向位移以及少量的径向位
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