可伸缩带式输送机机头及机头架设计

可伸缩带式输送机机头及机头架设计第一章带式输送机概述及发展现状1.1概述带式输送机是化工、煤炭、冶金、建材、电力、轻工、粮食及交通运输等部门广泛使用的运输设备。带式输送机是利用摩擦力传递运动，以胶带、刚带、刚纤维带和化纤维带作为传送物料和牵引工件的一种适应能力强、应用广泛的连续输送机械。其特点是承载物料的带也是传递动力的牵引件，这是于其他输送机有着显著的区别。带式输送机结构简单、运行可靠、输送量大、输送物料广、装、卸比较方便等优点，所以在各行各业中得到广泛应用，尤其在煤矿生产中发挥着巨大作用。1.2带式输送机在国内外的研究现状1.2.1国内煤矿带式输送机的现状及存在问题80年代末期以来,我国煤矿用带式输送机也有了很大的发展,对带式输送机的关键技术研究和新产品开发都取得了可喜的成果。输送机产品系列不断增多,从定型的、等系列发展到多功能、适应特种用途的各种带式输送机系列,如国家“七五”、“九五”攻关项目大倾角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填补了多项国内空白,开发了大倾角、长距离输送原煤的新型带式输送机系列产品,并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发,应用动态分析技术和中间驱动与智能化控制等技术,研制成功了多种软起动和制动装置及以为核心的可编程电控装置。随着我国高产高效矿井的发展,煤矿井下带式输送机目前已达到主要特征指标。1.2.2国外煤矿用带式输送机技术的现状和发展趋势国外带式输送机技术的发展主要表现在两方面:(1)带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化,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;(2)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、高带速等大型输送机已成为其发展的主要方向。目前,世界上单机运距最长达304k带式输送机已在澳大利亚的铝钒土矿投入使用;运输量达到37500/,带速为74/的一条大型带式输送机已应用于德国露天煤矿。而带式输送机的关键技术与装备有以下特点:(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300500万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,采用各种软起动与自动张紧技术,对输送机进行动态监测与监控,大大降低了输送带的动张力,输送机始终处于最佳运行状态,设备性能好,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不受限制,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。如英国生产的1200/(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/以上,它的机尾与新型转载机(如美国久益公司生产的500)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。第二章带式输送机的结构组成和原理带式输送机的结构。它由输送带、驱动装置、托辊、机架、清扫器、拉紧装置和制动装置等组成。输送带绕经驱动滚筒和尾部改向滚筒形成无极的环形封闭带。上、下两股输送带分别支承在上托辊和下托辊上。拉紧装置保证输送带正常运转所需的张紧力。工作时，驱动滚筒通过摩擦力驱动输送带运行。物料装在输送带上与输送带一同运动。通常利用上股输送带运送物料，并在输送带绕过机头滚筒改变方向时卸载。必要时，可利用专门的卸载装置在输送机中部任意点进行卸载。2.1输送带输送带是输送机中最昂贵、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载荷作用，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可伸缩带式输送机机头及机头架设计设备费用的一半。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。通用带式输送机所用的输送带有橡胶带和塑料带两种。橡胶带适用于工作环境温度在-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。温度超过+900C时，应使用防火输送带；温度低于-15-550C时应使用抗寒输送带。I类输送带的覆盖胶采用天然橡胶、合成橡胶、天然橡胶和合成橡胶的混合物或各种合成橡胶的混合物制成，目的是为了使覆盖胶具有最好的抗切割和耐磨蚀的综合性能。II类输送带的覆盖胶采用天然橡胶、合成橡胶、天然橡胶与合成橡胶的混合物或各种合成橡胶的混合物制成。正类输送带的覆盖胶具有良好的耐磨性，但抗切割性和抗凿蚀性不如I类输送带高。2.2驱动装置驱动装置是带式输送机的动力传递机构。一般由电动机、联轴器、减速器及驱动滚筒组成。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。要求结构紧凑和轻巧的情况下，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。滚筒可分驱动滚筒和改向滚筒两种。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。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)。滚筒又分钢板焊接滚筒(大型的)和铸造滚筒(小型的)。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。用双滚筒传动能大大提高输送机的牵引力，所以常常被采用，尤其是当运输长度比较长时，一般采用双滚筒驱动。驱动滚筒的表面有光面和胶面两种型式。胶面的用途是增大驱动滚筒与输送带间的摩擦系数，减小滚筒的磨损。当功率不大，环境湿度小的情况下，可选用光面滚筒；环境潮湿，功率又大，容易打滑的情况下，应选用胶面滚筒作为驱动滚筒。2.3改向滚筒改向滚筒分别有180，90和45三种改向。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。改向滚筒为钢板焊接结构，并采用滚动轴承。驱动滚筒与改向滚筒直径间关系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5005004003203206505006304005004004003203208005006308004005006304004004003203203201000630800500630500500400400可伸缩带式输送机机头及机头架设计100080050040012006308001000125050063080010005005005006304004004004001400800100012501400630800100012505005006306304004004004002.4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。托辊分钢托辊和塑料托辊两种。钢托辊多由无缝钢管制成。托辊辊子直径与输送带宽度有关。通用固定式输送机标准设计中，带宽B为800mm以下的输送机，选用托辊直径为89mm；带宽10001400mm选用辊子直径为108mm。托辊按用途又可分为槽形托辊、乎形托辊、缓冲托辊和调心托辊。为了提高生产率，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；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。槽形托辊中倾斜托辊与水平托辊轴线之问的夹角称为槽角。槽角大小是决定运输物料的重要参数。我国过去的带式输送机，槽角一般为20。TD75型系列设计，槽角采用30，也有采用35和45的。在相同带宽条件下，槽角由20增至30，输送带运送散状物料的横断面积增大20，运输量可提高13，并可在运行中减少物料洒落。托辊间距的布置应保证输送带在托辊问所产生的下垂度尽可能地小。输送带在相邻托辊间的下垂度一般不超过托辊间距的2.5。输送带上托辊间距为1200mm（当带宽小于1400mm）；下托辊间距一般取3000mm或者是上托辊间距的2倍；在受料处，托辊的间距为300600mm。凸弧段上托辊间距为水乎段托辊间距的l2。输送机头部滚筒中心线到第一组槽形上托辊的距离，一般可取为上托辊间距的11.3倍，尾部滚筒到第一组托辊间距不小于上托辊间距。在输送带的受料处，须装设缓冲托辊，以减少冲击作用，保护输送带；缓冲托辊的构造与一般托辊基本相同，标准设计中采用橡胶因式和弹簧板式两种。橡胶因式就是在管体外面套装若干橡胶圈；弹簧板式是托辊的支座具有弹性，以缓冲物料的冲击。为了防止和克服输送带的跑偏，在输送带的重载段每隔10组槽形托辊，设置一组槽形调心托辊。在输送带的回空段，每隔610组下托辊设置一组下平形调心托辊。槽形调心托辊或平行调心托辊，除了完成一般支承作用外，托辊架还能绕垂直轴自由回转。当输送带跑偏时，输送带的一边便压在立辊上，使其旋转，从而带动托辊架回转一定的角度a，这时托辊速度与带速方向不一致，产生一个与输送带跑偏方向相反的分速度，使输送带向输送机中心线侧移动，从而纠正跑偏现象。当输送带回复到运行中心位置时，回转的托辊架也恢复正常位置。2.5机架带式输送机机架有落地式和绳架吊挂式两种结构。落地式机架又有固定式和移动式两种。选煤厂主要采用固定落地式机架。固定带式输送机的机架是用角钢和槽钢焊接而成的结构件。按照机架的用途，可分为头架、尾架、中间架和驱动装置架。可伸缩带式输送机机头及机头架设计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。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。中间架用以安装上、下托辊，它是由一节节的组装而成。标准设计中，中间架有标准和非标准两种规格，标准中间架长为6000mm，非标准中间架长为30006000mm。中间架的两端与头架和尾架相接。中间架宽度约比输送带宽300500mm。中间架的高度一般为550650mm。2.6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。拉紧装置的结构形式有：螺旋式、车式和垂直式三种。1)螺旋式拉紧装置张紧滚筒两端的轴承座安装在带有螺母的滑架上，滑架可以在尾架上移动。转动尾架上的螺杆，可使滚筒前后移动，以调节输送带的张力。螺扦的螺纹应能自锁，防止松动。具有结构简单紧凑的优点，缺点是工作过程中，张紧力不能保持恒定。一般用于机长较短(小于80m)，功率较小的输送机上。螺旋拉紧装置的适用功率范围及许用张紧力(即上、下两分支输送带张力之和)列于。螺旋式张紧装置的功率和许用张紧力B，mm500650800100012001400实用功率kw15.620.525.2354258张紧力N1201802403805006602)车式拉紧装置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。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。3)垂直拉紧装置垂直拉紧装置。滚筒1安装在框架2上，重锤3吊挂在框架上，框架沿导轨上下移动，利用重锤的重力使输送带经常处于张紧状态。该装置适用于长度较大(大于100m)的输送机或输送机末端位置受到限制的情况。这种拉紧装置一般适合装设在驱动滚筒近处或利用输送机走廊下面的空间。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。2.7制动装置带式输送机用于倾斜输送物料时，为了防止因满载停机发生倒转或顺滑造成事故，平均倾角大于4时，就应增设逆止或制动装置。带式输送机的逆止和制动装置的种类较多，视输送机的具体使用条件采用不同形式的逆止或制动器。标准设计中有带式逆止器、滚柱逆止器和液压电磁闸瓦制动器3种。2.7.1带式逆止器常用的带式逆止器。它是李机头架上装设一段逆止带(橡胶带)1，带的一端是固定端，另一端为活动端，并夹着一很小铁条2。当正常运转时，逆止带l的自由端被输送带推向后面，由于铁条2的两端受挡板3的作用，所以逆止带始终与滚筒保持一定的距离。当输送机逆转时；逆止带的自由端就被输送带带动而塞至滚筒与输送带之间，在摩擦力作用下，拖住滚筒，达到制止逆转的目的。带式逆止器结构简单，价格低廉，应用较广。但是它必须使输送机倒转一定距离以后才能达到制动目的。从而易造成给料处堵塞、溢料。如头部滚筒直径越大，制动时倒转距离就越长，所以对功率较大的带式输送机不宜、使用带式逆止器。可伸缩带式输送机机头及机头架设计2.7.2滚柱逆止器滚柱逆止器适用于向上运输的带式输送机。滚柱逆止器的星轮2装在减速器通向滚筒出铀的另一端上，底座l则安装在驱动架上。当输送机正常工作时，滚往3处在星轮切口最宽处的间隙中，因而它不妨碍星轮的运转；若发生逆转时，滚柱3被契入底座固定圈与星轮2切口的狭窄处之间，因而起到逆止作用。滚柱逆止器最大制动力矩达48500Nm，其制动平稳可靠。选用时按减速器型号选配，减速器型号在ZQ65以上均可采用。2.7.3液压电磁闸瓦制动器这种制动器对向上、水平或向下运输的带式输送机均可采用。其动作迅速。多用于大功率、长距离的输送机上。安装在紧靠驱动电机的高速轴上，作为因断电停机和紧急刹车之用。：适用于对停机时间有要求的场合。2.8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。单刮板清扫器。用橡胶片1制成刮板，用螺栓装在倒U形的扁钢5上，扁钢5的两端与杠杆2一起装在轴4上，轴4可以在孔中转动，杠杆的另一端装有重砣3，使刮板经常压在头部卸料滚筒的输送带上，利用它可以清除输送带工作表面的残余物料。TD75型系列带式输送机所用的弹簧清扫器。这种清扫器的橡胶刮板6用弹簧7和螺杆8压紧在输送带表面上，以清扫残余物料。所以其结构比前者简单。当残余物料不易清除时，可以来用较为完善的转刷清扫器。转刷可用尼龙或棕毛等制成。利用滚筒的转铀带动转刷作与输送带运转方向相反的转动。并用重物将转刷压紧在输送带上。转刷回转速度一般为150-250m/min。在尾部改向滚筒前的回空输送带上，应采用空段清扫器(犁式刮板清扫器)，用以清扫输送带非工作面上的物料。2.9卸料装置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。在选煤厂中，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。对于煤炭，给料溜槽倾角一船采用40一50。为了避免大块硬物料对输送带的冲击损伤，给料溜槽后壁应设有筛孔，让细粒物料先落入作为保护层。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。为了避免给料时物料洒落，溜槽的宽度应小于输送带的宽度，通常其宽度多为输送带宽度的2/3以下。溜槽导向板的下部应装设挡板。挡料板的长度约为带宽的24倍，理想的挡板是由不带织物带芯的软橡胶制成，其高度高出带面15D一350mm为宜。带式输送机一般是在输送带绕过端部滚筒时，利用物料的自重和所受的离心力(在滚筒圆周上)将物料卸到卸料漏斗中，然后由漏斗再导入其它设备。如需要在中间任何地点卸料时，可采用中间卸料装置，常用的有犁式卸料器和电动卸料车。犁式卸料器有单侧卸料和双侧卸料两种。如果按操作方式分，又可分为手动犁式卸料器和气动犁式卸料器。气动卸料器的气压为0.4-1.5MPa。双侧卸料的犁式即料器。弯曲成夹角60一90的犁板，在犁板的输送带下面设置平板，当需要卸料时，将犁板落下，压在输送带的工作面上，物料随输送带的移动被犁板分流，流入漏斗l中。为防止犁板磨损带面，犁板与带面接触的部位最好采用不带织物带芯的软橡胶片制成的刮板，而且输送机的速度不宜太快，一般应小于2.0m/s。有可伸缩带式输送机机头及机头架设计时候，为了使卸料器能在几个地方卸载，可以将犁式卸料器装设在输送机两侧轨道上行走的小车上。犁式卸料器结构简单，但对输送带磨损较为严重。因此，只限于应用在水平或倾角小于8的带式输送机上，或者用于运送磨损性较小的细粒物料的输送机上。电动卸料车。装设两个改向滚筒的小车，利用车轮可以在输送机机架两边铺设的导轨上行走。输送带的承载段绕过滚筒时，将物料卸到安在小车上的叉形漏斗中。如果需要端部卸料，可以将叉形漏斗闸门关闭，此时物料可以通过中间的漏斗重新卸回输送带的承载段上。小车的行走是由电动机通过链轮带动车轮来实现的。采用电动卸料车的输送机带速一般不宜超过2.5m/s。电动卸料车可避免输送带承受额外的磨损(如犁式卸料器)，其运转可靠，适宜卸载任何性质的物料。但结构复杂，高度较大。在选煤厂，该卸料装置广泛用在煤仓，可用于将煤炭分配到各个仓格中。第三章基本参数的选取及计算3.1原始数据及工作条件1.物料名称：原煤2.输送能力：100吨/小时3.物料性质：1)粒度：a=200mm2)堆积密度：=0.97吨/立方米4.工作环境：井下，多粉尘，过载。5.卸料方式：犁式卸料6.输送机布置的形式（侧形）及相关尺寸：7输送机的驱动方式：单电机双滚筒驱动。3.2带速的选择3.2.1带速选择条件1)带速是输送机的重要参数，应遵从以下原则进行选择：长距离大运量宽度大的输送机可选择较高的带速;2)倾角越大、输送距离越短则带速应越小；3)粒度越大磨琢性大、易粉碎和易起尘的物料宜选用较低带速；4)采用卸料车卸料时带速不宜2.5m/s，采用犁式卸料式的，带速不宜2m/s；所以选取带速：=1.6m/s；3.2.2带宽的计算表3-1速度系数带宽B/mm序号物料特性物料种类500,650800,10001200,14001磨性小品质不因粉化而降低原煤砂泥土等0.8-2.51.0-3.151.5-5.02中等磨性粒度150mm以下矿石石渣等0.8-2.01.0-2.51.0-4.03磨性大粒度350mm以下矿石石渣等0.8-1.61.0-2.51.0-3.154磨琢性大，易粉碎烧结矿0.8-1.60.8-2.00.8-2.05磨性小品质因粉化而降低谷物化肥0.8-2.00.8-2.50.8-3.15vQBk断可伸缩带式输送机机头及机头架设计式中：Q小时输送量，t/h;断面系数，查表取370k断速度系数，查表取3-1；v倾角系数，查表取0.94k物料的堆积密度，0.97吨/立方米带速，=1.6m/s；考虑到有一定的富余能力，故带宽取B500mm;3.2.3输送带宽的校验输送大块物料的输送机，需按下式核算：20Ba式中：a为最大块度，mm.所以：mm;206B因而，B=500mm不满足块度要求，所以取B650mm;3.2.4输送能力的校验2Qk断表3-2不同带宽推荐输送物料的最大粒度mmB500650800100012001400筛分后100130180250300350粒度未筛分150200300400500600计算得：20.653710.946.728/10/Qtht所以满足要求。3.3圆周驱动力的计算3.3.1计算公式对于机长长度大于80m的带式输送机，附加阻力明显小于主要阻力，NF可用简便的方式进行计算，不会出现严重的错误。为此引入系数C作简化计算，则公式为下面的形式：12uHsstFC式中：C与输送机长度有关的系数，在机长大于80m时可按下式计算，或从表中查得。100.4337.94.71.6m0L可伸缩带式输送机机头及机头架设计式中：附加长度，一般在70-100m之间；0LC系数，不小于1.02；查表3-3取C1.09；L输送机长度（头到尾的中心距），m。表3-3系数C（装料系数在0.71.1范围内）L/m8010015020030040050060070080090010001500200025005000C1.921.781.581.451.311.251.201.171.141.121.101.091.061.051.041.033.3.2主要阻力输送机的主要阻力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的阻力总和。可HF以下式计算：(2)cosROUBGfLgqq式中：模拟摩擦系数，根据工作条件及制造安装水平决定，一般可由3-4表查取；fL输送机长度（头到尾的中心距），m；g重力加速度g9.812/s承载分支托辊组每米长度旋转部分重量，用下式计算：ROq/kg表3-4模拟摩擦系数f安装情况工作条件f工作环境良好，制造、安装良好，带速低，物料内摩擦系数小0.020按标准设计、制造、调整好，物料内摩擦系数中等0.022水平、向上倾斜及向下倾斜的电动工况多尘，低温，过载，安装不当，托辊质量差物料内摩擦大0.023-0.03向下倾斜设计制造正常处于发电状态0.012-0.016其中：承载分支托辊旋转部分质量，从表中查取：为6.451Gkgkg承载分支托辊间距，m；取1.2m；0a0a则：10ROGqa6.45.38/12ROqkgm可伸缩带式输送机机头及机头架设计回程分支托辊组每米长度旋转部分质量，,用下式计算：RUq/kgm其中：回程2G分支托辊旋转部分质量，从表中查kg取：为5.97kg回程分支托辊间距，m；取3m；UaUa则：每米长度输送带质量，kg/m,初始计算时可凭经验取值，也可以在有关手册中查得，如Bq发现实际选用的值与初始计算值有较大的出入时，应按实际值重新计算；Bq7.57kg/m；B每米长度输送物料质量，kg/m;按下式计算：Gq3.6GIQq则：；107.36/3.Gkgm输送机倾角，（）；所以主要阻力为：0.259.815.39(27.51.36)cos0195.27HFN3.3.3主要特种阻力主要特种阻力包括托辊前倾的摩擦和被输送物料与导料槽拦板间的摩擦力两部分，1SFglF按下式计算：1SglF三个等长辊子的前倾上托辊时：()cosinBGFCLq式中：2RUGqa7.142.38/RUqkgm可伸缩带式输送机机头及机头架设计槽形系数，槽形时为0.4，槽角时为0.43，所以：0.43；C3035C托辊和输送带间的摩擦系数，一般取为0.30.4；所以取0.3装有前倾托辊的输送机的长度，m；1000m；LL托辊前倾角度，查得；126。则：0.430(7.5.3)9.81cos0in126716FN。的计算：gl式中：导料槽拦板的长度，m；m=2m；l导料槽两栏板间宽度，m；可由表3-5查得：0.40m；1b表3-5导料槽栏内宽、刮板与输送带接触面积刮板与输送带接触面积A/m3带宽B/mm导料栏板内宽b1/mm头部清扫器尾部清扫器5000.31540.0050.0086500.4000.0070.0108000.4950.0080.01210000.6100.0100.01512000.7300.0120.01814000.8500.0140.021物料与导料拦板间的摩擦系数，同般为0.5-0.7；0.6；则：2.86glFN所以：17.12.860.2SglN3.3.4附加特种阻力附加特种阻力包括输送带清扫器的摩擦阻力和犁式卸料器的摩擦阻力等部分，按下2SFrFaF式计算：23sranrFAp2aBk21glIglFb可伸缩带式输送机机头及机头架设计式中：清扫器个数，包括头部清扫器和空段清扫器；本设计有2个3nA一个清扫器和输送带接触面积，平方米，见表3-3；取0.001；清扫吕和输送带间的压力，一般取为；p2/Nm442310/Nm:这里；4210/清扫器和输送带间的摩擦系数，一般取为；这里取0.6；3.57刮板系数，一般取为；2k50/Nm所以：0.65197aF4.8r285aN3.3.5倾斜阻力倾斜阻力按下式计算：stGFqgH式中：H输送机受料点和卸料点间的高差，m；输送机向上提升时，H取为正值；输送机向下运输时，H取为负值；17.36980sin1742.5stFN3.3.6圆周驱动力所以传动滚筒上的圆周驱动力：.4.2.3.01.23U3.4输送带的张力输送带的张力在整个长度上是变化的，影响因素很多，为保证输送机的正常运行，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，而输送带与滚筒之间应保证不打滑；2)作用在输送带上的张力应该足够大，使输送带在两组托辊间的垂度小于一定值；3.4.1输送带不打滑条件圆周驱动力通过摩擦传递到输送带上（见下图）：UF12Fu?为保证输送带工作时不打滑，需在回程带上保持最小张力按下式计算：2min可伸缩带式输送机机头及机头架设计2minax1UFe式中：-输送机满载起动或制动时出现的最大圆周驱动力，启动时，启maxUFmaxUAFK动系数；1.37AKmax.53014.297.UFN-传动滚筒与输送带的摩擦系数见下表，取；0表3-6传动滚筒和橡胶带之间的摩擦系数滚筒覆盖面运行条件光滑裸露的钢滚筒带人字沟槽的橡胶覆盖面带人字沟槽的聚氨酯覆盖面带人字沟槽的陶瓷覆盖面干态起动0.35-0.400.40-0.450.35-0.400.40-0.45清洁潮湿有水运行0.100.350.350.35-0.40污浊的湿态运行0.05-0.100.25-0.300.200.35-运输带在所有传动滚筒上的围包角，rad,其值根据几何条件而定，一般单滚筒驱取3.33.7，折合，双滚筒驱动睦7.7，折合；在这里；-欧拉系数；见19024807.e表3-7计算得：；0.274.6e所以：2min1419.529.3.FN表3-7欧拉系数e摩擦系数围包角/度0.050.100.150.200.250.300.350.400.450.501751.161.351.561.812.102.442.823.283.84.411801.171.361.581.842.152.502.913.393.954.601851.181.381.621.912.242.633.103.644.275.021901.181.391.641.942.292.703.183.754.445.251951.191.411.671.972.342.783.293.904.625.482001.191.421.692.012.402.853.404.044.825.732051.201.431.712.052.452.923.504.185.005.982101.201.441.732.082.503.003.604.325.206.322151.211.461.762.122.553.083.724.485.416.532201.211.471.782.162.603.173.834.655.646.822251.221.481.802.192.673.253.954.815.857.122301.221.491.832.232.733.324.074.976.097.432351.231.511.852.272.793.424.205.166.337.77可伸缩带式输送机机头及机头架设计2401.231.521.872.322.853.514.345.356.608.133.4.2输送带的下垂度的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，需按如下minF公式进行验算：承载分支0min()8BGadmqgFh回程分支minuBadm式中：-允许最大下垂度，一般；admh0.1-承载上托辊间距（最小张力处）；这里取；00.2a-回程下托辊间距（最小张力处）；这里取；u3um通过计算得：承载分支：满足要求；0.2.1admh回程分支：满足要求；.ad3.4.3特性点张力计算为了确定输送带作用于各改向滚筒的合力，拉紧装置拉紧力和凸凹弧起始张力等特性点张力，需按逐点张力计算法，进行各特性点张力计算。1.逐点张力计算通式已知输送带第点张力为时，沿输送带动行方向上第i点张力值为：1i1isis1iiiSF式中i至i-1点之间各阻力之和。iF根据公式可导出的计算通式为：iS112()iiHiNiStiiSiSFF实际上只能是括号中这些阻力的一部分。而究竟包括哪些阻力，则需要具体分析。iF为简化计算，输送带经过改向滚筒的弯曲阻力和改向滚筒轴承阻力之和W可用下式计算：1t可伸缩带式输送机机头及机头架设计1()iWKS式中改向滚筒趋入点张力，N；1iS-改向滚筒阻力系数；K时，为1.02；45时，为1.03；90时，为1.04；18为输送带在改向滚筒上的围包角。在顺序计算各点张力时，上式也可表示为：1iiSK式中改向滚筒奔离点张力。iS2.逐点计算法的计算程序逐点计算法是从传动滚筒上奔离点输送带张力开始沿输送带运行方向，逐点计算到传动滚1S筒趋入点输送带张力。nS（1）首先，根据不打滑条件和输送带下垂度校核两个条件确定值；2minF（2）令，然后计算；2min1F（3）尾部改向滚筒的奔离点为承载分支最小张力处。计算出该点张力后，就与输送带下垂度校核时得出的值进行比较，取两者中的较大值作为该点张力，再进行随后的计算。2in3.5各特性点张力计算根据不打滑条件，传动滚筒奔离点最小张力为：11529.43N令亦能满足空载边垂度条件1min59.43SNF回2150S32.(4)N19.63.0S542.0.1235.SN可伸缩带式输送机机头及机头架设计651230.SN7641.2350.184.3SN8()mRUBfLgq28.9(.7)13698.04.136.589.4SN11()cosiROUBStfLgqF1958.425.75.97073.642.837N109.3eSN特性点S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11力N1153011530119911199112350123501284418836195903797519259传动滚筒上传递的最大牵引力为:1()llFe=11529.43(2.321)=15218.85N传动滚筒上传递的最大牵引力为:21max()ylFe=11529.43（2.321）2.32=35306.41N3.6滚筒合力传动滚筒合力按下式计算：nmax2in4197.259.4362.58uFN23150+=3NBS49NC67284519DF89136+0=6NES103795+12=734NFS可伸缩带式输送机机头及机头架设计根据查DT型带式输送机设计手册表6-1选传动滚筒直径D=630mm,输送机代号nF6563.2，许用合力73kN，满足要求。传动滚筒的最大扭矩（）按式（3.5-1）计算：maxM（3.5-1）20axDU式中D传动滚筒直径，mm。计算得：max314.67980.3679.80NmkNm初选规格满足要求，输送机代号为6563.2，传动滚筒图号为：DT（A）65A206Y。3.7传动滚筒轴功率传动滚筒轴功率（）按式（3.6-1）计算：AP（3.6-1）10uAFv计算得：KW23.483.8电动机功率3.8.1电机功率计算电动机功率，按式（3.7-1）计算：MP（3.7-1）A式中传动功率，一般在0.850.95之间选取；电压降系数，一般取0.900.95多电机驱动功率不平衡系数，一般取0.900.95，单电机驱动时，=1。联轴器效率；1每个机械式联轴器：=0.98；1液力耦合器：=0.96；减速器传动效率，按每级齿轮传动效率为0.98计算；2二级减速器：=（0.98*0.98）=0.96；三级减速器：=（0.98*0.98*0.98）=0.942可伸缩带式输送机机头及机头架设计0.986.40.8所以：235.9.1AMPkW3.8.2确定驱动装置根据传动滚筒直径、输送带代号、带速和电动机功率，查DT型带式输送机设计手册表7-1驱动装置选择表，查得驱动装置组合号为615.根据组合号查表7-3驱动装置组合表可知驱动装置各部件型号：电动机Y250M-455kW液力耦合器YOX450减速器DCY280-31.5制动器YWZ5-3153.9逆止力的计算倾斜输送机，一般应进行逆止力计算。不同工况下，输送机带料停车时产生的逆止力是不同的。经过分析，通过输送带作用于传动滚筒上的最大逆转力出现在输送机承载段只有上升段满载，而其他区段为空载的条件下。为阻止逆转，传动滚筒上需要的逆止力可用下式计算：LF0.8(2)sinLStROUBGHFfgLqq代入数据得：1743.5.59.810(5.3704.92)73642sinLN出于安全上的考虑对阻止逆转的力乘了0.8的系数。作用于传动滚筒上的逆止力矩为：LM495.16/20LFDMm式中：D为滚筒直径，mm。D650。逆止器需要的逆止力矩为：L528.4LNi式中：i-从传动滚筒轴到减速器安装逆止器轴的速比；这里取i1；从传动滚筒轴到减速器逆止器轴的传动效率。这里取0.95；LL3.9.1逆止器的选择当应当配设逆止器；5当时，可根据逆止力计算结果考虑是否设置逆止器。可伸缩带式输送机机头及机头架设计已经配有制动器的输送机一般无需再同时配设逆止器。3.10输送带选择计算3.10.1织物输送带层数棉、尼龙、聚酯等织物芯输送带层数按下式计算：ZmaxFnB式中：稳态工况下输送带最大张力，N；maxF；in1S4670.uNB输送带的宽度，B650mm；输送带的纵向扯断强度，N/mm；20/mn-稳定工况下，织物芯输送带静安全系数，n=8;棉帆布芯带n=8-9。尼龙、聚酯帆布芯带n=10-12；代入数据得：41670.8Z3.552取整Z=4层.3.10.2输送带厚度和单位质量1.输送带厚度Bd棉、尼龙和聚酯等织物芯带厚度由下式计算：Bd23lBZ式中：织物芯带每层厚度，mm，这里取0.9mm1Bd、织物带芯上下层厚度，mmm；这里查得：；2323Bdm31.5Bd所以：；40.91.58Bm2.输送带单位质量Bq各种织物输送带的质量，用下式计算：123(.4.1)BBBBdqZd(4.23560./kgm式中：织物芯带层每层质量kg/m2；见表4-2，查得，1.221Bq1Bq可伸缩带式输送机机头及机头架设计3.10.3输送带总长度、总平方米数和总质量1.输送带总长度输送带订货总长度用下式计算：DL2354ZANm式中：由输送机几何尺寸决定输送机带周长，m；2310mZLZL接头长度；织物芯带:A(1)60)/1ALbBctg=(41)2506/.8tm式中：阶梯宽度，mm；见表3-11250bN接头数，；310ZLN表3-11阶梯宽度b可伸缩带式输送机机头及机头架设计3.11凸凹弧段尺寸3.11.1凸弧段曲率半径计算凸弧段最小曲率半径（见图3-4）按下式计算：1R各种织物带：(3842)sinB式中输送带宽度，m；B=0.65m；B托辊槽角，（）；=。5计算得：m140.65sin314.9R3.11.2凹弧段曲率半径计算输送带凹弧段的曲率半径（见图3-5），应保证输送带空载启动时，输送带不会从托辊上跳起，凹弧段最小曲率半径，一般按式（3.11-3）计算：2（3.11-3）2(1.35)XBFRqg式中凹弧段起点处输送带张力，N；XF输送带质量，kg/m；Bqg重力加速度，；（取为9.81）。2ms而9XHFSA-凹弧段尺寸凸弧段尺寸可伸缩带式输送机机头及机头架设计式中=19589.54N；9S而输送机的主要阻力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的阻力总HF和。可以下式计算：(2)cosROUBGfLgqq式中：模拟摩擦系数，根据工作条件及制造安装水平决定，一般可由下表查取；f=0.025fL输送机机尾水平距离，m；L=20m。g重力加速度g9.812/s承载分支托辊组每米长度旋转部分重量，用下式计算：ROq/kgm则：回程分支托辊组每RUq米长度旋转部分质量，,用下式计算：/kgm表3-2安装情况工作条件f工作环境良好，制造、安装良好，带速低，物料内摩擦系数小0.020按标准设计、制造、调整好，物料内摩擦系数中等0.022水平、向上倾斜及向下倾斜的电动工况多尘，低温，过载，安装不当，托辊质量差物料内摩擦大0.023-0.03向下倾斜设计制造正常处于发电状态0.012-0.016其中：回程分支托辊旋转部分质量，从表中查取：为5.792Gkgkg回程分支托辊间距，m；取3m；UaUa则：10ROGqa5.791.3/3Rqkgm6.45.38/2kg2RUUGqa可伸缩带式输送机机头及机头架设计每米长度输送带质量，kg/m,初始计算时可凭经验取值，也可以在有关手册中查得，如Bq发现实际选用的值与初始计算值有较大的出入时，应按实际值重新计算；Bq7.57kg/m；B每米长度输送物料质量，kg/m;按下式计算：Gq3.6GIQq则：；107.36/3.Gkgm输送机倾角，（。）；0.259.815.9(2.571.36)cos0195.27HFN19589.54+195.27=19784.81NX凹弧段最小曲率半径：2R219784.32.95m3.12托棍的选用计算3.12.1托辊型号的选择托辊型号的选择与以下因数有关：载荷的大小及特征、输送带的宽度与速度、使用条件、输送机的工作制度、被输送物料的性质、预定的轴承寿命、维修制度等。表3-12带宽与托辊直径的关系带宽B/mm500800800100012001400托辊直径/mm89108、133108、133、159表3-13托辊棍子适应的带速棍径，mm89108133159194带速，m/s0.52.50.53.151.04.01.05.01.255.0根据上表选托辊直径为89mm。3.12.2辊子载荷计算1.静载计算承载分支托辊：0()mBIPeaqgv式中：承载分支托辊静载荷，N；0承载分支托辊间距，m；=1.2；a0a可伸缩带式输送机机头及机头架设计辊子载荷系数，见表3-14e带速，m/s；=1.6；vvms每米长输送带质量，；=7.57；BqkgBqkgm输送能力，；mIs。1027.83.6mQIkgs表3-14辊子载荷系数表e托辊型式e一节辊1二节辊0.63三节辊0.8从表中的差得e=0.8；N027.8.81(.5)9.1234.806P回程分支托辊：uBPeaqg式中辊子载荷系数，查表得e=1；e回程分支托辊静载荷，N；uP回程分支托辊间距，m。a137.59812.7u2.动载计算承载分支托辊：0sdaPf回程分支托辊：us式中承载分支托辊动载荷，N；0P回程分支托辊动载荷，N；u运行系数，见表3-15；sf冲击系数，见表3-16；d工况系数，见表3-17.af表3-15运行系数sf可伸缩带式输送机机头及机头架设计运行条件，每天运行小时sf1001501.021.031.061.071.091.131.23150300细料中有少量大块1.041.061.111.121.161.241.39150300粗料中有少量大块1.061.091.141.161.211.351.571503001.201.321.571.701.902.302.94根据上表查得：=1.2,=1.02,=1.10sfdfaf表3-17工况系数工况条件af正常工作和维护条件有磨蚀或磨损性物料磨蚀性较高的物料100110115承载分支托辊：=234.801.21.021.10=316.13N0P回程分支托辊：=222.791.21.10=294.08Nu查运输机械设计选用手册表，上辊，轴承，承载能89mL205420G力，能满足要求。2340查运输机械设计选用手册表，下辊，轴承，承载能力7，能满足要求。81N第四章主要零件的设计及强度计算4.1轴的设计及轴承的选择4.1.1主传动滚筒轴设计轴径的设计初步确定轴的最小直径，选取轴的材料为45钢，调质处理。根据4表15-3，A0=110，于是得：可伸缩带式输送机机头及机头架设计dmin=A0