可伸缩带式输送机总体设计及驱动装置的设计论文

辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 1 前言 带式输送机 （如图 0是以输送带作牵引和承载构件，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。 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。 通用带式输送机由输送带、托辊、滚筒及驱动、制动、张紧、改向、装载、卸载、清扫等装置组成。 带式输送机 因其 输送量大、运行费用低、使用范围广、结构简单、便于维护、能 耗较小、使用成本低 等优势， 而被 广泛应用 于港口、码头、冶金、热电厂、焦化厂、露天矿和煤矿井下的物料输送。 带式输送机自 1795 年产生以 来，随着新材料，新技术的大量采用，在国民经济中发挥作用越来越大， 是国民经济不可缺少的关键设备之一。 图 0送机 侧视图和航拍图 he s 用带式输送机主要用于煤矿下顺槽运输、巷道掘井运输、集中运输 和 巷道运输。具有运输最大，运输距离长，设备事故少和运输成本低等显著优点，是 综采和一般机采工作而不可少的主要配套设备之一。 可 伸缩带式输送机的总体设计及驱动装置的设计 2 1 概述 可伸缩带式输送机 国内外的发展现状 国外带式输送机技术的现状 国外带式输送机技术的发展很快， 其主要表现在 2 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 7。目前，在煤矿井下使用的带式输送机已达到表 1所示的主要技术指标 。 表 1国外带式输送机的主要技术指标 of in 参数 顺槽可伸缩带式输送机 运距 /m 2000 3000 带速 / 4 输送量 / 2500 3000 驱动总功 率 / 1200 2000 国内带式输送机技术的现状 我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。 近年来， 带式输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产吕开发都取得了很大的进步。如大倾角长距离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均填补了国内空白，并对带式输送机的减低关键技术及其主要元部 件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软起动和制动 装 置以及以 核心的可编程电控装置，驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器 7。目前，我国煤矿井下用带式输送机的主要技术特征指标如表 1所示 。 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 3 表 1国内 可伸缩 带式输送机的主要技术指标 of in 参数 顺槽可伸缩带式输送机 运距 /m 1000 2000 带速 / 2 送量 / 800 1800 驱动总功率 / 250 750 可伸缩带式输送机的分类和总体分析 可伸缩带式输送机以输送带做牵引机构，同时又是承载构件。整个输送带支承在托辊上，并且绕过驱动滚筒和张紧滚筒，驱动滚筒利用摩擦带动输送带，以完成物料输送。 可伸缩带式输送机按机身结构可分为：绳架吊挂式、绳 架落地式、钢架吊挂式、钢架落地式；按运行功能分类：近水平式、缓倾斜式；按传动方式分：单电动机传动、双电动机传动、三电动机传动。 可伸缩带式输送机的系统设计可以从动力系统、传动系统、执行系统、操纵和控制系统等系统进行设计。 动力系统：动力系统包括动力机及其配套装置，是机械系统的动力源。可伸缩带式输送机的动力源可由电动机或电动滚筒提供。 传动系统：传动系统是把动力机的动力和运动传递给执行系统的中间装置。可伸缩带式输送机的传动系统主要由减速器或电动滚筒中的减速机构和滚筒体来实现的。 执行系统：执行系统包括机械的执 行机构和执行构件。可伸缩带式输送机的执行系统可包括储带装置 的各 执行构件，输送带，托辊，清扫器，拉紧装置，输送带收敛装置，机尾移动装置、制动装置等 操纵和控制系统：操纵和控制系统都是为了使动力系统、传动系统、执行系统彼此协调运行，并准确可靠的地完成整机功能的装置。可伸缩带式输送机的操纵和控制系统主要由 保护装置及电机和液压 装置 等 的 控制装置组成。 可伸缩带式输送机设计的 意义 和 设计的 内容 设计的意义 由于采煤机械化的不断发展，采煤工作面的推进速度越来越快，这就要求顺槽运输设备能够比较迅速的伸 长或缩短。而原有的顺槽运输设备拆装麻烦，且花费的时间在总的采煤时间中所占的比重大，影响了采煤生产力的进一步提高，可伸缩带式输送机就是为了适应采煤工作面快速推进而设计制造出来的一种顺槽运输设备。可伸缩带式输送机与顺槽桥可 伸缩带式输送机的总体设计及驱动装置的设计 4 式转载机以及工作面刮板输送机组成了综合机械化采煤工作面的配套设备，并已成为我国煤矿综合机械化采煤工作面的配套设备之一。 设计主要进行的内容 本次设计主要进行以下设计内容：翻阅资料，查看相关市场现有的产品；对比各方案并 对可伸缩原理进行选择，可伸缩带式输送机各零部件的结构介绍和选择，输 送带 和 托辊的选择及相关计算 ；电动滚筒类型的选择 、 功率的计算 、以及各组成零件的选择和相关计算； 电动滚筒的效率和温升的检验和计算。 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 5 2 可伸缩带式输送机的总体设计 可伸缩带式输送机总体结构的方案设计 可伸缩带式输送机的原理 可伸缩 带 式 输送机与普通 带 式 输送机的工作原理一样， 都 是以 输送 带作为牵引承载机构 的连续运输设备，它与普通 带 式 输送机相比增加了储带装置和 输送带 收放 装置等，当游动小车向机尾一端移动时，胶带进入储带装置内，机尾回缩；反之则机尾延伸，因而使输送机具有可伸缩的性能。 可伸缩带式输送机结构原理及其组成部分如图 2示： 图 2伸缩带式输送机原理图 he s 2345678910可伸缩带式输送机总体 选型 依据带 式输送机的井下工作的具体条件，选钢架落地式可伸缩带式输送机。钢架落地可伸缩带式输送机的整机结构特点 ： 1） H 形支架选择铸件制造， H 形支架采用铰接以满足 快速安装与快速拆卸的要求 ， 2） 上托辊为铰接式的槽形托辊，槽形角为 30 度，用 螺栓连接在 H 形支架上。 3） 下托辊架设在 H 形支架的凹槽内，凹槽有 3 个，可以调节托辊的位置，防止输送带跑偏。 4） H 形支架两柱中心宽度随输送带的宽度而异 。本设计选 1586 钢架落地式可伸缩带式输送机拆装方便，机身强度大，运行平稳，适用于无淋水和无底鼓的巷道。 可 伸缩带式输送机的总体设计及驱动装置的设计 6 可伸缩带式输送机的结构选择与设计 可伸缩带式输送机由机头部、储带装置、中间机身部、 机尾部、托辊、输送带、清扫器、制动装置和保护装置等部件组成。 机头部 机头部是带式输送机的驱动部分 ，它 由传动卷筒、减速器、液力联轴器、机架、卸载滚筒、清扫器组成。电机通过液力联轴器、减速器分别传递转距给两个传动滚筒 。本设计从节省设计空间的角度， 选择电动滚筒做驱动装置。 机架为焊接结构，用螺栓组装，机头传动装置所有的零部件均安装在机架上。 当水平铺设输送距离小于 500采用一组传动装置；大于 500，采用两组传动装置。本设计中选用两组传动装置。 （ 1） 机头架与卸载滚筒 图 2载 滚筒 he 伸缩带式输送机的机头架是由型钢焊接而成的机构件，在它前端是卸载臂，装有卸载滚筒，传动装置安装在后部框架内。 机头最前部有外伸的卸载臂，由卸载滚筒 （ 如图 2和伸出架组成，滚筒安装在伸出架上，其轴线位置可通过轴承两侧的螺栓进行调节，以调整胶带在机头部的跑偏，在卸载滚筒的下部装 有 清扫器，由于清扫器刮板紧压在胶带上，故可除去粘附着的碎煤 。并使用 带式逆止器以防止停车时胶带倒转。 卸载臂根据结构不同有两种形式。整体卸载臂：结构简单用于小型输送机。分解卸载 臂：有些较大型的带式输送机，为缩小安装与拆卸运输的体积，减轻运输的重量，把卸载臂作成可分解型式。本设计选用 整体卸载臂 。 （ 2） 驱动装置 1)驱动装置的布置形式 对于带式输送机驱动滚筒位置的选择，应有如下要求：努力使胶带所受张力最小，并辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 7 力求所需的牵引力和张紧力较小，这样可使胶带和拉紧装置的尺寸、重量最小，并减小运行阻力、降低能量消耗、减小胶带和改向滚筒的磨损。通常，驱动装置布置在输送机的机头和机尾的若干滚筒上（必要时还可布置到中间传动滚筒上）。在上运输送机上，如果没有安装中间驱动，则通过将全部驱动装置布置在头 部而得到最小输送带张力。本设计依据前人的设计经验选择驱动装置布置在头部的布置形式。 2） 驱动装置的选择 目前国内外用于带式输送机上的驱动装置大致有以下几种。前三种属外部驱动，后两种属内部驱动。 电动机 圆柱齿轮减速器（或涡轮减速器） 传动滚筒 电动机 行星齿轮减速器 传动滚筒。 电动机 上置式齿轮减速器 传动滚筒 油（风）冷电动滚筒 齿轮传动滚筒 综合分析比较一下五种驱动装置的优缺点，总的来看，第 1 和第 2 种属常规的外置式减速器，体积和 重量大，结构亦较复杂。第 2 种外形尺寸虽然比第 1 种小，但结构比较复杂。第 4 和 5 种驱动装置是将减速器或将电动机、减速器一起布置在传动滚筒内部，这样设计使整套驱动装置的体积大大减小，结构显得紧凑，重量也轻。第 3 驱动装置介于前四种之间。这种方案只适用于中小功率的驱动装置。本设计预计选用油冷电动滚筒。 储带装置 （ 1） 储带装置的传动系统及其结构的选择 1） 储带装置的传动系统 储带装置用以在短期内储存缩短输送机多余的输送带，或补充延长输送机所需要的输送带。 可伸缩带式输送机储带装置采用移动滚 筒折返的方法进行储带 在回采工作面，当转载机移动到极限位置后，拆去带式输送机机尾处的中间架，将机尾向前移动。与此同时，开动储带装置牵引小车，牵引小车向右移动，将缩机尾多余的输送带储存在储带仓内，待移动小车到极限位置后，从储带仓拆去一段输送带，将移动小车返回左侧位置，重新储带。 在掘进工作面延长带式输送机机尾时，松开牵引绞车，移动小车向左移动，将储存的输送带补充到延长的机尾，移动小车到极限位置后，再补充一段输送带。 可 伸缩带式输送机的总体设计及驱动装置的设计 8 本设计的可伸缩带式输送机 伸缩长度 参数 为 50m，可选择两次折返储带装置。 2） 储带装置的结构 选择 储带装置是用槽钢和角钢焊接成 的 构件，再组成若干的箱形框架结构，由储带转向架，储带仓，托带小车，移动小车和张紧装置组成。仓内有供 2 个小车行走用的轨迹，改变储带仓的长度，可以改变储带的长度。一般的储带仓每节长度为 3m，在两次折返的储带装置中，安装 7 节可储带 50m。本设计就按此选择。 储带转向架 储带转向架紧接在机头架的后部，有若干个固定换向滚筒和若干个压紧滚筒组成。 本设计 使用 了 2 个换向滚筒， 2 个压紧滚筒。 拖带小车 图 2带小车 he 23拖带小车又称游走小车，其上设有若干托辊，用以承托迂回、折返的输送带，在储带转向架与移动小车之间游动，避免多层折返输送带垂度过大而引起上、下层输送带间的拍打和摩擦。拖带小车由车轮、托辊和车架组成。 移动小车： 移动小车是供储存输送带迂回、折返和储存或释放输送带的移动装置。 移动小车上设有改向滚筒，改向滚筒的数量确定输送带迂回、折返的次 数。 输送带迂回、折返两次 ， 常 选用的改向滚筒为两个 。 为了避免迂回、折返输送带的干扰，移动小车上设有托辊 。 小车前后下部设有两对车轮，供小车在轨道上行走。 小车的后部设有滑轮组，供钢丝绳或圆环链牵引。 另设有内、外爬钩用以防止小车脱轨。 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 9 图 2动小车 he 2） 张紧装置 根据带式输送机摩擦传动原理可知，为了保证带式输送机正常运转，必须使输送带在传动滚筒的分离点处具有一定的张力，该张力的大小由张紧装置来调节。因此，对张紧装置的要求是能测出输送带张力并能自动调节张力的大小，以保持输送带在传动滚筒分离点处具有合适的预紧力。 张紧装置 的 作用是使输 送带达到必要的张力，以免在驱动滚筒上打滑，并使输送带在托辊间的挠度保证在规定范围内。 包含的类型有 垂直重垂拉紧装置 、 重垂车式拉紧装置 、固定绞车拉紧装置 、 动绞车拉紧装置 、 液压自动拉紧装置 等。 可以采用 液压张紧装置，液压张紧装置由框架、千斤顶、牵引链、推移杠杆和推移导轨等部件组成。框架固定在储带仓后部，推移杠杆中间和千斤顶活塞杆连接，两侧通过链卡头与牵引链连结，杠杆下部在导轨内移动。牵引链绕过移动小车和链轮，当操作千斤顶活塞杆前进时，移动小车随之张紧。 本设计由于采用的具体结构也可由拉移动小车的液压绞车充当张紧装 置。 液压张紧装置的执行机构为液压绞车。液压绞车结构紧凑、拉力大，比起电动绞车有很大的优越性。液压绞车在常态下是液压闭锁制动的，即在失压时能可靠的保持张紧力，在皮带机正常运行时能保 持张力恒定。当需 调整张力时，泵站启动向液压马达供油，即可迅速的改变液压绞车的张力。液压绞车可以直接安装在收放带机架上，也可以另外设置基础。因体积小巧，不需为液压张紧绞车另设巷道空间。 （ 3） 输送带收敛装置 这款可伸缩带式输送机的输送带收敛装置借鉴了一些现有的成型的设计，采用独立的收敛装置，利用液压原理实现卷带。收敛过程由一 个液压缸和三 个液压夹完成的，利用液压缸和液压夹的夹紧状态与松状态的配合实现将皮带拉出，然后将皮带割断再利用液压卷可 伸缩带式输送机的总体设计及驱动装置的设计 10 带装置卷带，实现输送带的收敛。 液压收放带装置解决 了 顺槽伸缩皮带机快速订扣和自动成卷收带两大问题。该装置由液压驱动，操作手动换向阀实现各个动作，具备的功能有：皮带接头自动拖拉到位 ，快速取出储带仓 内 的皮带及重新订制皮带接头 ，这些动作 是在收放带机架内进行的 。 首先， 需把皮带接头停 预定 位置，若接头 不在预定 位置，可由液压移动夹带机构拖动皮带接头至 预定 位置 。 收放带机架两端安装有固定夹带机构，拆开皮带接头前，把 接头两端夹住，防止皮带跑掉。夹带机构由油缸实现夹带，快速可靠。由移动夹带机构和固定夹带机构配合可把接头处的皮带拉松。拉松的皮带可以进行订制，也可以送入卷带装置收带。 卷带装置 由液压马达带动，卷带力大，速度可控。能把储带仓内的皮带全部卷出。 卷带装置可以实现90 旋转，把卷好的皮带移出皮带机架。 （ 4） 液压订扣机和液压泵站 液压订扣机： 顺槽伸缩皮带机需要频繁订扣，在收放带机架的中部设有专供订扣机操作的平台，使皮带订扣可以固定在此处进行。液压收放带装置的泵站能直接向液压订扣机供油，在液压力的作用下，订扣能快速的自动 完成。 液压泵站： 液压泵站 是 液压自动张紧装置的控制中心，所有动作的实现都是通过液压泵站来完成的。液压泵站采用立式电机结构，液压泵置于油箱 中，操纵阀在泵站的正面和人的操作高度一致，有明确的操作指示，并 有保护 罩，电控换向阀部件密封在背后的箱体内。液压泵站由电控箱控制，可 完成 手动和自动 的 操作模式 ，泵站的各种手动换向阀可控制各个动作，实现收放带的全部功能。在自动操作模式下，由电控箱直接控制泵站，实现张紧装置的功能。把泵站的自动控制功能及相关的元部件去除即充为液压收放带装置的液压泵站；把泵站的手动换向阀去掉，即变为液 压张紧装置的液压泵站。 中间机身 中间架由无螺栓连接的快速可拆支架，由 H 型支架、平托辊和 槽形托辊、 调心 托辊等组成，是机器的非固定部分 。 可伸缩带式输送机的中间机 身有：绳架吊挂式、绳架落地式、钢架落地式、钢架吊挂式和混合式。本 设计预计选取钢架落地式中间机身。 机尾部 （ 1） 机尾结构的选择： 机尾由支柱、导轨、机尾滚筒、机尾架等部件组成。 支柱即是机尾的支架，又是机尾移动时的滑行装置。 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 11 机尾滚筒与机头卸载滚筒结构相似，有时直径较小。滚筒轴的位置可借顶在滚筒轴承座上的调整 螺栓进行调节，从而调节输送带的跑偏现象。 导轨下部用螺柱固定在支柱上，端部用柱销与另一节导轨铰接，以适应底板的高低不平。 为了缓冲货载对输送带的冲击，在机尾架上采用套有胶圈的槽形托辊，而且托辊的间距较小。 （ 1） 机尾移动装置的选择与设计 带式输送机机尾的推动装置有液压和绞车牵引两种。 a 液压移动装置 液压移动装置由液压缸、操纵阀、圆弧链、链轮架和链轮等零部件组成。 液压缸一端通过圆柱销与机尾一侧连接装置连接，另一端通过圆弧链绕过两个链轮与机尾另一侧连接装置连接，构成一个封闭环。 链轮架两侧分别 通过 2 根锚固定在支柱上。 操作液压缸杆缩回，就可移动机尾。 液压缸所需的高压液由泵站供给。 b 回柱绞车牵引装置 通过滑轮转向，用慢速回柱绞车牵引机尾移动，一次移动距离大，设施简单，目前应用的 较多。 本设计选用液压移动装置。 托辊和输送带 a 托辊的结构：带式输送机的托辊有槽形、平行托辊、 调心托辊 和缓冲托辊。 槽形托辊（由 2 5 个辊子组成）支承承载分支，用以输送散粒物料 ， 一般由 3 个托辊组成，呈槽形，用以承托载货输送带。 调心托辊用以调整带的横向位置，避免跑偏 。平行托辊为平形，用以承托回空输 送带。 缓冲托辊装在 机尾 受料处，以减小物料对 输送 带的冲击 ， 托辊上套有胶圈或在托辊体上直接硫化一层橡胶。 b 输送带： 输送带的结构最为简易，它由橡胶制成的覆盖胶，包裹在带芯骨架的上下两面，用隔离层黏接物，将覆盖胶和带芯粘合在一起。 用户可根据带式输送机的输送高度、物料的种类、容量、输送量、输送长度等诸因素通过计算确定输送机的布局以及所选用的胶带宽度、帆布层数和胶带厚度 。 本设计依据煤矿安全规程（ 1992 年版）第 115 条中规定“胶带输送机应采用阻燃带”。所以覆盖胶选耐燃带材料是氯丁二烯 、丁苯橡胶和天可 伸缩带式输送机的总体设计及驱动装置的设计 12 然橡胶混 炼而成的材料，还要加上阻燃剂。本设计带芯 选钢丝绳芯。 清扫器 带式输送机的清扫器分为板式清扫器和犁式清扫器。 （ 1） 板式清扫器安设在带式输送机机头卸载滚筒下部的机头架上，用以对卸载后残留、粘集在输送带承载面的煤粉和污物进行清扫 。 板式清扫器又可分为弹簧式清扫器和重砣式清扫器，这两种清扫器结构简单，在各型带式输送机上得到广泛应用。 图 2簧清扫器 he 2（ 2） 犁式清扫器安 设在带式输送机机尾滚 筒的前部，用以清扫输送带非承载面的杂物，以免进入机尾滚筒。犁式刮 板也是由两层钢板夹一层橡胶板组成，依据自身的重量压在输送带的非承载面。为了伸、缩输送带，可以用悬吊器将梨板吊起。 本设计依据具体情况分析 选用板式清扫器。 制动装置 对于倾斜输送物料的带式输送机，其平均倾角大于 4 度时，为防止有载停车时发生逆转（上运时）或顺滑（下运时）现象应设置制动器。目前有带式逆止器、滚柱逆止器、液压电磁闸瓦制动器和盘形制动器。带式输送机常用的制动装置为液压推杆闸瓦式制动装置。 图 2带式逆止器 图 2柱逆止器 he he 1 2 3 1 2 3 4制动系统应用在正常制动和停电紧急制动时，制动装置应满足下列技术要求：（摘自辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 13 1） 制动减加速度为 s。 2） 制动系统中制动装置的制动力矩不得小于该输送机所需的制动力矩 。 3） 频繁制动（ 10 次 /小时）时温度：液力制动：介质液温不得超过 85 。 机械 摩擦制动：摩擦表面温度不得超过 150 4） 制动轮装配后，外圆径向跳动量不大于零件外圆允差的 150 5） 闸瓦式制动器装配后，应保证闸瓦在松闸状态下，闸瓦不接触制动轮表面。制动时，闸瓦与制动轮的接触面积不低于 90 式逆止器 。 卸料装置 带式输送机可 采用端部滚筒卸料，也可以在中间任意点利用卸料小车或卸料挡板卸料。采用端部滚筒卸料不会产生附加阻力，适合于卸料点固定的场合。卸载小车可沿着导轨在输送机纵向方向内移动，物料经卸料小车的上滚筒抛出，经导料漏斗向输送机一侧或两侧卸料。卸料挡板为平挡板或 V 型挡板，他不但可以适 合在平托辊的输送机上卸件货，也可以向一侧或两侧卸散货。本设计 采用滚筒卸料。 保护装置 可伸缩带式输送机的保护装置主要有防跑偏保护装置，打滑、低速、满仓、断带保护装置，烟雾保护装置。防跑偏保护装置可设置前倾侧托辊、采用双锥形滚筒、 也可采用自动校正机尾滚筒、还可采用 A 型防跑偏开关、也有用 带式输送机防跑偏保护装置。打滑、低速、满仓、断带保护装置可采用切割盘、磁感应发生器。烟雾保护装置可采用 用防爆型烟雾检测器或 雾传感器。 技术经济性分析 本设计 从合适地选择各零部件 以 实现整机运行效果的最优 的角度来设计 。另外也考虑到了输送性能的稳定性 和 所占空间的体积等 因素的影响 ， 所以本设计所选的各结构均原理简单，应用的效果好。 而且各结构都有自身的优势和特点，如 液压张紧绞车体 积小巧，不需要另设巷道，采用电动滚筒驱动大大地节省了空间等。本设计由于合理的选用了这些机构使得整机的性价比有所提高。 可伸缩带式输送机总体设计的相关计算 本设计的可伸缩带式输送机的输送量为 500t/h,伸缩 带式 输送 机长 500m， 可伸缩长度 为 50m，水平运输，静堆积角 =30可 伸缩带式输送机的总体设计及驱动装置的设计 14 物料的最大块度的长尺寸 为 300 初选输送机带速 带速是输送机的重要参数，带速的大小对带式输送机的尺寸、自重、造价和工作的平稳性都有很大影响 。因此，在设计带式输送机时，要从生产条件和实际情况出发来选择带速。选择带速时可参考如下几点： （ 1） 被输送物料的特征：输送耐磨性小、颗粒度不大、不怕破碎的物料时，宜选用较高带速，即 v=2s；输送磨损性大，大块度物料时，宜选择低速，即 v=m/s；输送散状物料，速度过高容易扬起灰尘，污染周围环境，一般取带速在 1 m/s 左右。 （ 2） 较长及水平的输送机选择较高带速，倾角越大、机身越短，带速应越 低 。 （ 3） 采用电动卸载小车时，带速不宜超过 m/s，因为带速过高 会 使物料来 不及卸出。 根据所要设计的输送机的输送量的要求为 500t/h，及物料的性质查表 1初选输送机带速为 2m/s。 带宽的选择和校核 输送带的宽度的计算公式： c(m) (2式中 B 输送带的宽度 ， m； Q 输送量 ， t/h； K 物料的断面系数，查 表 30估取 K=350； v 输送带运行速度， m/s； 物料的散碎密度， t/ c 倾角系数。 c 1m 按物料的块度进行教核 B 200 ( (2式中 物料的最大块度的长尺寸， 宁工程技术大学毕业设计（论文） 15 1000 2 300+200=800 经校核带宽可选为 1m，带速也可选为 2m/s。 托辊选择和校核 本设计依据表 8查得带宽为 1000输送机，平托辊长 1150辊直径 D 在范围 108159 ,可在 108， 133， 159 三个尺寸中选 用，本设计选用直径 D 为 108承可选用 4 4轴承座可选用冲压座 。 由表 8中查得槽形托辊可选用参数 D=133 或 108设计选 D=133槽形托辊长 L=380轴承可选用 44 轴 承 座 可 选 铸 铁 ， 本 设 计 可 选轴承 4外形尺寸 :A=1290=1350=220=170本设计尾部滚筒中心线距缓冲托辊可选用1274头部滚筒中心线距第一组托辊距离可选 600托辊间距的布置应保证胶带在托辊间所产生的挠度尽可能的小，胶带在托辊间的挠度值一般不超过托辊间距的 25%，带式输送机上托辊的间距从表 1查得，根据散状物 料堆积密度为可取上托辊间距为1300装载处的托辊间距应密集一些，一般取间距为 300设计取 托辊间距可取 2500取为上托辊间距的 2 倍，本设计取 2600有载分支每隔 10 组槽形托辊放置一组调心托辊，下分支每隔 6平行托辊放置一组调心托辊。 本设计预选的 电动 卷筒为焊接结构 的 光面驱动滚筒， 滚筒宽度要比 b 大些，一般按下式计算 (1 0 0 2 0 0 ) ， 输送带带宽 1000，滚筒宽 1150架宽度参考前人的设计尺寸初选 1586 图 2料和输送带作用在各辊子上的载荷 he on 式输送机的托辊载荷 可以用 不同的模型进行计算，而且各个辊子的受力情况也不相同，图 2通常采用的物料和输送带作用在各辊子上的载荷，它是将物料和 输送带的载可 伸缩带式输送机的总体设计及驱动装置的设计 16 荷的 70%作用在中间辊子上，侧托辊各 15%。 单个托辊的载荷可表示为： 承载托辊： 12() q K q a g (2回程托辊： 2 q (2式中 a 托辊间距， m； 1K 物料系数，对平行托辊组1 1K，对等长三辊槽形托辊组1K= 2K 输送带系数，对平托辊组2 1K ， 对等长三辊槽形托辊组2K= 输送带的单位质量， kg/m，4kg/m； 物料的单位质量， kg/m。 G Qq v （ 2 =500 1000/7200=kg/m 12() q K q a g=(34) 据初选的上托辊直径 133D 上托辊长 380L 表 8查得托辊的承载能力为 算托辊实际承受载荷 N 远远小于托辊的承载能力 以校核合格。可以选用处选型号的托辊。 初选输送带 考虑到井下运输的特殊条件及工作环境，查表 4初选钢丝绳芯输送带：规格向拉伸强度 2000N/钢丝绳最大直径 钢丝绳间距 12带厚 20平方米质量 34kg/覆盖胶厚度 8覆盖胶厚度 6丝绳根数为 79 根 . 运行阻力的计算 输送机的圆周力表示为： U H N S t F F F (2辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 17 式中 主要阻力 ， N； 附加阻力 ， N； 倾斜阻力 ， N； 特种阻力 ， N。 （ 1） 主要阻力 主要阻力为承载段和空载段托辊旋转阻力，由托辊轴承和密封件摩擦产生，托辊轴承一旦进入赃物此阻力即加大。 g ( 2 ) c o s H R O R U B GF f L q q q q (2式中 f 区段上的模拟摩擦系数，通常 f 取 为基本估计 。 L 带式输送机的长度， m； g 重力加速度 ， N/ 承载托辊单位质量 ， kg/m；承 载 带 托 辊 旋 转 部 分 质 量承 载 带 托 辊 间 距；查表 8槽形托辊旋转部分质量 19.9 1 9 . 9 1 5 . 3 0 81 . 3（ kg/m） 回程托辊单位质量 ， kg/m；回 程 段 托 辊 旋 转 部 分 质 量回 程 带 托 辊 间 距；查表 8得平行托辊旋转部分质量 1 2 . 8 4 . 9 2 32 . 6(kg/m) 输送带单位质量 ， 物料的单位质量 ， 输送机区段的平均倾角 本设计中 g ( 2 ) c o s H R O R U B GF f L q q q q =500 2 34+ =10 =98 5246 伸缩带式输送机的总体设计及驱动装置的设计 18 （ 2） 附加阻力料段的惯性阻力及物料与输送带间的摩擦阻力，物料与导料槽侧板间的摩擦阻力，清扫器的摩擦阻力，输送带经过滚筒的弯曲阻力和非 传动滚筒的轴承阻力。 附加阻力 加以考虑 1 (2( 1) F(2本设计取装料系数B约为 且附加阻力中所占比例较小时，系数 C 可由表2给出，根据输送机的长度为 500m 选取 C 等于 1) F (1 . 2 1 ) 1 5 2 4 6 . 6 3 4 N （ 3） 倾斜阻力c o sS t GF q H g (2式中 H 物料提升高度 ； m。 本设计取为零。 （ 4） 特种阻力 特种阻力并不是出现在所有的输送机上。仅产生于特殊布置的输送机及区 段上。特种阻力包括：托辊前倾摩擦阻力，物料与导料板间的摩擦阻力，卸料器的刮板阻力。 本设计可以特种阻力为零考虑。 因此 U H N S t F F F =15246 宁工程技术大学毕业设计（论文） 19 = 输送带张力的计算 计算输送带张力的理论依据 （ 1） 欧拉定理 驱动滚筒力的分析如图所示： 图 2动滚筒力的分析 he of 据 各力的平衡可得出著名的欧拉公式 12T T e （ 2 式中 1T 输送带紧边拉力 ， N； 2T 输送带松边拉力 ， N； 输送带同传动滚筒的摩擦系数； 输送带在传动滚筒上的包角。 上式推导如下，设滚筒的圆周力为根据力矩原理得： 12 0 T R F R （ 2 12 T（ 2 在 d角内取一微分单元的输送带 d来进行分析。设 N 为滚筒的反作用力，则推得： 12 0TT dT （ 2 则可推得： 1 2 2 2 2( 1 )F T T e T T T e （ 2 可 伸缩带式输送机的总体设计及驱动装置的设计 20 （ 2） 逐点计算原理 带式输送机的拉力各点不尽相同，原因是各点产生的阻力不同，阻力是逐渐增加的。显然，最大拉力产生在传动滚筒的趋入点外，而最小拉力却不能固定。 输送带上某点的拉力应等于前一点拉力加上 到此点拉力的阻力之和，即： 1 1 W （ 2 为了方便计算，我们可令承载段的总阻力之和为 A ,令回程段的总拉力之和为 B ，如图 图 2送带拉力示意图 he of s 这时有 41T A T（ 2 23T B T（ 2 23T B T （ 2 34 2 F （ 2 由此可解出各点拉力。 胶带张力的计算 输送带的张力的计算：输送带的张力是按逐点计算法计算。但 由于带式输送机是靠摩擦传递牵引力，故输送带的张力应满足传递所需牵引力和摩擦条件的要求；另一方面，为了保证输送带平稳运行，要求输送带在两托辊间的垂度不超过允许值。因此用逐点计算法计算输送带各点张力时，必须同时满足上述两个要求。 本设计的传动示意图 2下： 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 21 图 2伸缩带式输送机传动示意图 of s 4 5 ( ) c o s s i U BW q q g L q g L =（ 34+5 5 =中 L 初取 5m，为 依据本设计所选托辊轴承为滚动轴承在表 30查得 6 1 ( ) c o s s i U BW q q g L q g L =(34+ 500 500 =中 L 估取 500m。 2 3 ( ) c o s ( ) s i O G B GW q q q g L q q g L = ( 3 4 + 1 5 . 3 0 8 + 6 9 . 4 4 4 ) 9 . 8 5 0 0 0 . 0 4 c o s 0 + ( 3 4 + 6 9 . 4 4 4 ) 9 . 8 1 0 0 0 s i n 0 =中根据托辊轴承的类型从表 30查得 为 设以1则 3 2 2 3S S W 11 . 0 6 2 3 2 7 5 . 3 9 2S （ N） 11 . 1 2 2 4 6 7 1 . 9 1 6S （ N） 5 4 4 5S S W ， 111 . 1 2 2 4 6 7 1 . 9 1 6 6 6 . 7 5 3 1 . 1 2 2 4 7 3 8 . 6 6 9 （ N） 可 伸缩带式输送机的总体设计及驱动装置的设计 22 6 1 6 1S S W 1 6 6 7 5 5S(N) 为了保证输送带不打滑，按尤拉公式： 1 e（ 2 则可计算 5 1611 . 1 2 S 2 4 7 3 8 . 6 6 96 6 7 5 . 2 9 5 S S 式中 胶带与滚筒的间摩擦系数，摩擦系 数对驱动滚筒所能传递的牵引力有很大影响，而影响摩擦系数的因数很多但主要是输送带与驱动滚筒接触材料、 表面状态以及工作条件，一般情况下，摩擦系数可按表 30选取，本设计采用光面驱动滚筒，则依据滚筒和输送带的材料选 = 围包角；本设计预取总围包角 400。 相遇点的张力 ， N； 分离点张力 ， N。 4000 . 2 180 1 . 5 6 5 1611 . 1 2 2 4 7 3 8 . 6 6 9 1 . 5 66 6 7 5 . 2 9 5S S 则求得： 1 7 9 8 9 1 3S N 1 . 0 6 7 9 8 9 1 . 2 0 3 （ N） 根据垂度要求满足垂度条件的重段输送带的最小张力2S： 2 5 ( ) c o gS q q l g =5 (34+ =宁工程技术大学毕业设计（论文） 23 显然22满足要求。 3 2 2 3S S W 11 . 0 6 2 3 2 7 5 . 3 9 2S （ N） ， 1 . 0 6 1 0 7 9 6 0 . 0 6 7 1 1 4 4 3 7 . 6 7 1 （ N） 5 4 4 5S S W ， 1 1 4 4 3 7 . 6 7 1 6 6 . 7 5 3 1 1 4 5 0 4 . 4 0 4 （ N） 6 1 6 1S S W 1 6 6 7 5 5S 7 9 8 9 1 . 2 0 3 6 6 7 5 . 2 9 5 7 3 2 1 5 . 9 0 8 （ N） 胶带安全系数的验算 由 输送带张力的计算可知输送带的最大张力为5 1 1 4 5 0 4 . 4 0 4 ，求得安全系数 m 得： m a 0 0 0 2 0 0 0m = 1 7 . 4 6 71 1 4 5 0 4 . 4 0 4S （ 2 式中 G 胶带断裂强度， G 2000 N/ 胶带最大张力 ，m a x 1 1 4 5 0 4 . 4 0 4S N。 因此 m 7，故符合要求。 可 伸缩带式输送机的总体设计及驱动装置的设计 24 3 驱动装置的结构的选择与设计 电动滚筒的概述 电动滚筒的分类 本设计预计选用电动滚筒用做驱动装置。 电动滚筒是一种将电机和减速器共同置于滚筒体内部的新型驱动装置。它主要应用于固定式和移动式带式输送机、替代传统的电动机，减速器在驱动滚筒之外的分离式驱动装置。 依据电机的冷却方式不同可将电动滚筒分为三类 ： 风冷式电动滚筒 ： 这种电动滚筒的特点是电