带式输送机设计

I摘要作为一种输送松散物料的主要设备，带式输送机具有输送能力大、结构简单、投资费用相对较低及维护方便等特点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。本次毕业设计是关于矿用固定式带式输送机的设计。首先对胶带输送机作了简单的概述；接着分析了带式输送机的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的输送机各主要零部件进行了校核。普通型带式输送机由六个主要部件组成传动装置，机尾和导回装置，中部机架，拉紧装置以及胶带。目前，带式输送机正朝着长距离，高速度，低摩擦的方向发展，近年来出现的气垫式带式输送机就是其中的一个。在带式输送机的设计、制造以及应用方面,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距,国内在设计制造带式输送机过程中存在着很多不足。本次带式输送机设计代表了设计的一般过程,对今后的选型设计工作有一定的参考价值。关键词带式输送机选型和设计主要部件IIABSTRACTITISWELLKNOWNTOUSTHATCONVEYORBELTCONVEYORISAKINDOFLOOSEMATERIALS,MAJOREQUIPMENTBECAUSEOFITSLARGETRANSMISSIONCAPACITY,SIMPLESTRUCTURE,RELATIVELYLOWINVESTMENTCOSTSANDEASYMAINTENANCE,ITHASBEENWIDELYUSEDINPORTS,DOCKS,METALLURGICAL,POWERPLANTS,COKINGPLANTS,OPENPITCOALMINEANDTRANSPORTATIONOFMATERIALSTHEDESIGNISAGRADUATIONPROJECTABOUTTHEBELTCONVEYORUSEDINCOALMINEATFIRST,ITISINTRODUCTIONABOUTTHEBELTCONVEYORNEXT,ITISTHEPRINCIPLESABOUTCHOOSECOMPONENTPARTSOFBELTCONVEYORAFTERTHATTHEBELTCONVEYORABASEONTHEPRINCIPLEISDESIGNEDTHEN,ITISCHECKINGCOMPUTATIONSABOUTMAINCOMPONENTPARTSTHEORDINARYBELTCONVEYORCONSISTSOFSIXMAINPARTSDRIVEUNIT,JIBORDELIVERYEND,TAILENDERRETURNEND,INTERMEDIATESTRUCTURE,LOOPTAKEUPANDBELTTODAY,LONGDISTANCE,HIGHSPEED,LOWFRICTIONISTHEDIRECTIONOFBELTCONVEYORSDEVELOPMENTAIRCUSHIONBELTCONVEYORISONEOFTHEMATPRESENT,WESTILLFALLFARSHORTOFABROADADVANCEDTECHNOLOGYINDESIGN,MANUFACTUREANDUSINGTHEREAREALOTOFWASTESINTHEDESIGNOFBELTCONVEYORKEYWORDBELTCONVEYORLECTOTYPEDESIGNMAINPARTSI目录前言11带式输送机概述211带式输送机国内外的发展情况及差距2111国外带式输送机技术的现状2112国内带式输送机技术的现状3113国内外带式输送机技术的差距412带式输送机的发展趋势713带式输送机的应用914带式输送机的工作原理和分类9141带式输送机常用的种类及型号1015带式输送机的结构和布置形式12151带式输送机的结构12152布置方式132带式输送机的设计计算1421已知原始数据及工作条件1422计算步骤15221带宽的确定15222输送带宽度的核算1723计算圆周力18231圆周驱动力18232计算主要阻力FU20233计算主要特种阻力FS121234计算特种附加阻力FS223235计算倾斜阻力FST24236计算牵引力FU2424计算传动功率2425输送带张力计算25251计算最小张力26252输送带上各张力的计算283驱动装置的选用3231电动机的选用3232减速器的选型3333联轴器的选用及其结构334传动滚筒的设计35II41结构与种类3542设计筒体39421计算筒体的厚度39422滚筒筒体强度的校核3943传动滚筒轴的设计计算41431求轴上的功率P,转速N和转矩T41432轴的最小直径的确定42433传动滚筒轴的结构设计4244驱动滚筒的校核465拉紧装置的设计与选用4851拉紧置的选型与布置48511拉紧装置的选型48512拉紧装置的布置4952设计拉紧装置506其他部件的设计与选用5161托辊的选用5162校核辊子载荷56621静载计算56622动载计算5763改向装置5864制动装置的选用及其结构5865机架与中间架59651机架59652中间架61653机尾或导回装置617辅助设备的设计与选用6271给料和卸料装置62711给料装置62712卸料装置6272清扫装置63721输送带清扫器的安装位置6473头部漏斗6574电气及安全保护装置65总结67致谢68参考文献691前言带式输送机是一种利用连续而具有挠性输送带来输送物料的连续运输机械，是散状物料和成件物品的主要输送设备之一，具有输送物料种类广泛、输送能力范围宽、输送线路适应性强、灵活的装卸料、可靠性强、安全性高、费用低等优点，广泛应用于煤炭冶金、港口、化工、电力等领域。采用固定结构式的带式输送机已形成通用型的系列产品，因此我们开拓思维、努力创新并结合自己原有的知识和现有的资料对其进行创新完善。在此过程中检验自己的创新能力，使其应用的范围更加广泛，在国民经济的各个领域起到更加重要的作用。带式输送机的最新发展方向一时呈现长距离、大运量、高速度、集中控制等特点。带式输送机的另一特点是承载物料得带也是传递动力得牵引件，这与其他输送机械由明显的区别。随着煤矿现代化的发展和需要，我国对固定带式输送机及其关键技术、关键零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，研制成功了软启动的制动装置以及PLC控制为核心的电控装置，并且井下大功率防爆变频器也已经进入研发、试制阶段。随着高产高效矿井的发展，带式输送机各项技术指标有了很大提高。思维的不断开阔、制造技术的不断提高和制造材料的不断改进，带式输送机将以前所未有的速度发展。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。设计解决的问题熟悉带式输送机的各部分的功能与作用，对带式输送机及其主要部件进行选型设计与计算，解决在实际使2用中容易出现的问题，并大胆地进行创新设计。31带式输送机概述11带式输送机国内外的发展情况及差距111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。目前，在煤矿井下使用的带式输送机已达到表11所示的主要技术指标，其关键技术与装备有以下几个特点设备大型化。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T以上高产高效集约化生产的需要。应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术，采用大功率软起动与自动张紧技术，对输送机进行动态监测与监控，大大地降低了输送带的动张力，设备运行性能好，运输效率高。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有受限制，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。新型、高可靠性关键元部件技术。如包含CST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FSW生产的FSW1200/（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，4运输能力达3000T/H以上，它的机尾与新型转载机（如美国久益公司生产的S500E）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。表11国外带式输送机的主要技术指标主参数顺槽可伸缩带式输送机大巷与斜井固定式强力带式输送机运距/M600075006000带速/1MS45647,最高达10输送量/TH3500500040005000驱动功率/KW1500400035007000，最大达15000112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。在“八五”期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，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PLC为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。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12所示。表12国内带式输送机的主要技术指标主参数顺槽可伸缩带式输送机大巷与斜井固定式强力带式输送机运距/M200030003000带速/1MS35445,最高达8输送量/TH25003000300040005驱动功率/KW1200200015003000，最大达10000113国内外带式输送机技术的差距1、大型带式输送机的关键核心技术上的差距带式输送机动态分析与监测技术长距离、大功率带式输送机的技术关键是计与监测，它是制约大型带式输送机发展的核心技术。目前我国用刚性理论来分析研究带式输送机并制订计算方法和设计规范，设计中对输送带使用了很高的安全系统（一般取N10左右），与实际情况相差很远。实际上输送带是粘弹性体，长距离带式输送机其输送带对驱动装置的起、制动力的动态响应是一个非常复杂的过程，而不能简单地用刚体力学来解释和计算。已开发了带式输送机动态设计方法和应用软件，在大型输送机上对输送机的动张力进行动态分析与动态监测，降低输送带的安全系统，大大延长使用寿命，确保了输送机运行的可靠性，从而使大型带式输送机的设计达到了最高水平（输送带安全系数N56），并使输送机的设备成本尤其是输送带成本大为降低。可靠的可控软起动技术与功率均衡技术长距离大运量带式输送机由于功率大、距离长且多机驱动，必须采用软起动方式来降低输送机制动张力，特别是多电机驱动时。为了减少对电网的冲击，软起动时应有分时慢速起动；还要控制输送机起动加速度0301M/S2，解决承载带与驱动带的带速同步问题及输送带涌浪现象，减少对元部件的冲击。由于制造误差及电机特性误差，各驱动点的功率会出现不均衡，一旦某个电机功率过大将会引起烧电机事故，因此，各电机之间的功率平衡应加以控制，并提高平衡精度。国内已大量应用调速型液力偶合器来实现输送机的软起动与功率平衡，解决了长距离带式输送机的起动与功率平衡及同步性问题。但其调节精度及可靠性与国外相比还有一定差距。此外，长距离大功率带式输送机除了要求一个运煤带速外，还需要一个验6带的带速，调速型液力偶合器虽然实现软启动与功率平衡，但还需研制适合长距离的无级液力调速装置。当单机功率500KW时，可控CST软起动显示出优越性。由于可控软起动是将行星齿轮减速器的内齿圈与湿式磨擦离合器组合而成（即粘性传动）。通过比例阀及控制系统来实现软起动与功率平衡，其调节精度可达98以上。但价格昂贵，急需国产化。2、技术性能上差距我国带式输送机的主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需要，尤其是顺槽可伸缩带式输送机的关键元部件及其功能如自移机尾、高效储带与张紧装置等与国外有着很大差距。装机功率我国工作面顺槽可伸缩带式输送机最大装机功率为4250KW，国外产品可达4970KW，国产带式输送机的装机功率约为国外产品的3040，固定带式输送机的装机功率相差更大。运输能力我国带式输送机最大运量为3000T/H，国外已达5500T/H。最大输送带宽度我国带式输送机为1400MM，国外最大为1830MM。带速由于受托辊转速的限制，我国带式输送机带速为4M/S，国外为5M/S以上。工作面顺槽运输长度我国为3000M，国外为7300M。自移机尾随着高产高效工作面的不断出现，要求顺槽可伸缩带式输送机机尾随着工作面的快速推进而快速自移。国内自移机尾主要依赖进口，主要有2种（A）随转载机一起移动的由英国LONGWALL公司生产的自移机尾装置。（B）德国DBT公司生产的自移机尾装置。前者只有一个推进油缸，后者则有2个推进油缸。LONGWALL公司生产的自称7机尾用于在国内带宽12M的输送机上，缺点是自移机尾输送带的跑偏量太小，纠偏能力弱，刚性差。德国生产的自移机尾在国内使用效果优于前者，水平、垂直2个方向均有调偏油缸，纠偏能力强。因此，前者还需完善，后者则需研制。但对自移机尾的要求是共同的，既要满足输送机正常工作时防滑的要求，又要满足在输送机不停机的情况下实现快速自移。高效储带与张紧装置我国采用封闭式储带结构和绞车红紧为主，张紧小车易脱轨，输送带易跑偏，输送带伸缩时，托辊小车不自移，需人工推移，检修麻烦。国外采用结构先进的开放式储带装置和高精度的大扭矩、大行程自动张紧设备，托辊小车能自动随输送带伸缩到位。输送带有易跑偏，不会出现脱轨现象。输送机品种机型品种少，功能单一，使用范围受限，不能充分发挥其效能，如拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用；另外，我国煤矿的地质条件差异很大，在运输系统的布置上经常会出现一些特殊要求，如弯曲、大倾角（25）直至垂直提升等，应开发特殊型专用机种带式输送机。3、可靠性、寿命上的差距输送带抗拉强度我国生产的织物整芯阻燃输送带最高为2500N/MM，国外为3150N/MM。钢丝绳芯阻燃输送带最高为4000N/MM，国外为7000N/MM。输送带接头强度我国输送带接头强度为母带的5065，国外达母带的7075。托辊寿命我国现有的托辊技术与国外比较，寿命短、速度低、阻力大，而美国等使用的新型注油托辊，其运行阻力小，轴承采用稀油润滑，大大地提高了托辊的使用寿命，并可作为高速托辊应用于带式输8送机上，使用面广，经济效益显著。我国输送机托辊寿命为2万H，国外托辊寿命59万H，国产托辊寿命仅为国外产品的3040。输送机减速器寿命我国输送机减速器寿命2万H，国外减速器寿命7万H。带式输送机上下运行时可靠性差。4、控制系统上差距驱动方式我国为调速型液力偶合器和硬齿面减速器，国外传动方式多样，如BOSS系统、CST可控传动系统等，控制精度较高。监控装置国外输送机已采用高档可编程序控制器PLC，开发了先进的程序软件与综合电源继电器控制技术以及数据采信、处理、存储、传输、故障诊断与查询等完整自动监控系统。我国输送机仅采用了中档可编程序控制器来控制输送机的启动、正常运行、停机等工作过程。虽然能与可控启（制）支装置配合使用，达到可控启（制）动、带速同步、功率平衡等功能，但没有自动临近装置，没有故障诊断与查询等。输送机保护装置国外带式输送机除安装防止输送带跑偏、打滑、撕裂、过满堵塞、自动洒水降尘等保护装置外，近年又开发了很多新型监测装置传动滚筒、变向滚筒及托辊组的温度监测系统；烟雾报警及自动消防灭火装置；纤维织输送带纵撕裂及接头监测系统；防爆电子输送带秤自动计量系统。这些新型保护系统我国基本处于空白。而我国现有的打滑、堆煤、溜煤眼满仓保护，防跑偏、超温洒水，烟雾报警装置的可靠性、灵敏性、寿命都较低。12带式输送机的发展趋势煤矿带式输送机技术的发展趋势是1、设备大型化、提高运输能力9为了适应高产高效集约化生产的需要，带式输送机的输送能力要加大。长距离、高带速、大运量、大功率是今后发展的必然趋势，也是高产高效矿井运输技术的发展方向。在今后的10年内输送量要提高到30004000T/H，带速提高至46M/S，输送长度对于可伸缩带式输送机要达到3000M。对于钢绳芯强力带式输送机需加长至5000M以上，单机驱动功率要求达到10001500KW，输送带抗拉强度达到6000N/MM（钢绳芯）和2500N/MM（钢绳芯）。尤其是煤矿井下顺槽可伸缩输送技术的发展，随着高产高效工作面的出现及煤炭科技的不断发展，原有的可伸缩带式输送机，无论是主参数，还是运行性能都难以适应高产高效工作面的要求，煤矿现场急需主参数更大、技术更先进、性能更可靠的长距离、大运量、大功率顺槽可伸缩带式输送机，以提高我国带式输送机技术的设计水平，填补国内空白，接近并赶上国际先进工业国的技术水平。其包含7个方面的关键技术带式输送机动态分析与监控技术；软起动与功率平衡技术；中间驱动技术；自动张紧技术；新型高寿命高速托辊技术；快速自移机尾技术；高效储带技术。2、提高元部件性能和可靠性设备开机率的高与低主要取决于元部件的性能和可靠性。除了进一步完善和提高现有元部件的性能和可靠性，还要不断地开发研究新的技术和元部件，如高性能可控软起动技术、动态分析与监控技术、高效贮带装置、快速自移机尾、高速托辊等，使带式输送机的性能得到进一步的提高。3、扩大功能，一机多用化拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用，使其发挥最大的经济效益。开发特殊型带式输送机，如弯曲带式输送机、大倾角或垂直提升输送机等。1013带式输送机的应用带式输送机由驱动装置、拉紧装置、输送带中部构架和托辊组成，输送带作为牵引和承载构件借以连续输送散碎物料或成件品。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。所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。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。可用于水平运输或倾斜运输。14带式输送机的工作原理和分类带式输送机又称为胶带输送机，其最重要的部件是输送带，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所示，它主要包括一下几个部分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。11图11带式输送机组成1张紧装置2装料装置3犁形卸料器4槽形托辊5输送带6机架7动滚筒8卸料器9清扫装置10平行托辊11空段清扫器12清扫器输送带1绕经传动滚筒2和机尾换向滚筒3形成一个无极的环形带。输送带的上、下两部分都支承在托辊上。拉紧装置5给输送带以正常运转所需要的拉紧力。工作时，传动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行。物料从装载点装到输送带上，形成连续运动的物流，在卸载点卸载。一般物料是装载到上带承载段的上面，在机头滚筒在此，即是传动滚筒卸载，利用专门的卸载装置也可在中间卸载。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。141带式输送机常用的种类及型号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，12一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80TDQXU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。属于高强度带式输送机，其输送带的带芯DX型钢绳芯带式输送机中有平行的细钢绳，一台运输机运距可达几公里到几十公里。U形带式输送机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提高到使输送带成U形。这样一来034509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。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。1315带式输送机的结构和布置形式151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。带式输送机可沿水平或倾斜线路布置。表13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180350MM矿石16水泥200200MM油田页岩22干松泥土20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13所示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。14输送机年工作时间一般取45005500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。152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。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、长距离的钢绳芯带式输送机中往往采用多电动机驱动。带式输送机常见典型的布置方式如下表14所示表14带式输送机典型布置方式152带式输送机的设计计算21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（1）物料的名称和输送能力（2）物料的性质粒度大小，最大粒度和粗度组成情况；堆积密度；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）输送物料散状物料（2）物料特性1）块度0200MM2）散装密度700KG/3M3）在输送带上动堆积角204）物料温度2X200200600故，输送带宽满足输送要求。23计算圆周力231圆周驱动力传动滚筒上所需圆周驱动力为所有阻力之和，可按式（21）、UF式（22）进行计算。N21UFHN1S2STFLG2COSNROQUBQGNF1S2STF22当输送机倾角小于18时，可选取COS1。对于长距离带式输送机（机长大于80M），附加阻力明显小于主要阻力可引入系数C来考虑附加阻力，它取决于输送机的长度，可按（23）进行计算。CFLG2COSUFROQUBQG1SF2ST23式中C系数；20F模拟摩擦系数，根据工作条件及制造、安装水平选取；L输送机长度（头、尾滚筒中心距），M；G重力加速度，取G981M/；2S承载分支托辊组每米长度旋转部分重量，KG/M；ROQ回程分支托辊组每米长度旋转部分质量，KG/M；U每米长度输送带质量，KG/M；B每米长度输送物料质量，KG/M；GQ主要阻力，N；HF附加阻力，N；特种主要阻力，即托辊前倾摩擦阻力及导料槽摩擦阻力，1SN；特种附加阻力即清扫器、卸料器及翻转回程分支输送带的2SF阻力，N；倾斜阻力，N；STH输送机卸料段和装料段间的高度差，M。查DTII带式输送机设计手册表35，C189。查DTII带式输送机设计手册表36，F0022。查DTII带式输送机设计手册表37，查得上托辊为前倾槽型托辊89。查DTII带式输送机设计手册表37，查得单位长度托辊组转动部分质量774KG1G21托辊间距012A645KG/MROQ01AG274查得单个下托辊89。查得单个单位长度下托辊转动部分质量715KG。2G3A238（KG/M）RUQAG23157计算单位长度输送带质量B初选输送带为尼龙芯带。查DTII带式输送机设计手册（以后凡省略则均为此书）表3896BQ计算单位长度输送物料长度GQ由公式（347）计算KG/M24GQVI输送能力，/S；I3M物料松散密度，KG/；3V带速，M/S。则3472KG/MGQIVQ6312022232计算主要阻力FUFRG2COSUFROQBQG0022X75X98X6452382X963472XCOS1299561233计算主要特种阻力FS1主要特种阻力包括托辊前倾的摩擦阻力和被输送物料与导料1SF槽拦板间的摩擦阻力两部分，按式（35）计算GL251S1按式（26）或式（27）计算F（1）三个等长辊子的前倾上托辊时（20COSINBGCLQG6）（2）二辊式前倾下托辊时270COSINBFLQG由于托辊是用三个等长度的承载托辊则0COSINBGCLQG式中槽形系数；承载、回程托辊和输送带的摩擦系数，00304；0装有前倾托辊的设备长度，M；L23托辊轴线相对于垂直输送带纵向轴线的前倾角，；取04，03，12，77M；C0L查表242，15；则0COSINBGFLQG040377（763472）981COS12SIN159037N输送物料与导料挡板间的摩擦力1GF12BVLI式中物料和导料挡板间的摩擦系数，20507L倒料槽板长度，M；导料挡板内部宽度，M；查表3111B输送能力，/S；VI3G重力加速度，取G981M/；2S物料松散密度，KG/；3MV带速，M/S。取06，L30M,046M；21B008/SVI63Q702324则1GF12BVLIV2249506138170719（N）则903771916227（N）1S1G234计算特种附加阻力FS2特种附加阻力包括输送带清扫器摩擦阻力和犁式卸料器摩2SFRF擦阻力等部分。A2SR输送带清扫器的摩擦阻力APRF3式中A输送带和输送带清扫器的接触面积，；2MP输送带清扫器和输送带间的压力（一般310410N/）；410输送带和输送带清扫器的摩擦系数，0507；33取P6N，06；43查表311，头部清扫的面积0008；1A空段清扫器的面积0012；2则A0021A2AP002606720（N）RF3410表31导料槽栏板内宽、刮板与输送带接触面积25刮板与输送带接触面积A/M2带宽B/MM导料栏板内宽/M1B头部清扫器空段清扫器5000315000500086500400000700180004950008001210000610001001512000730001214000850001400180021由于无卸料器，则0AF则7200720（N）2SR235计算倾斜阻力FST倾斜阻力按下式计算GHSTFGQ式中H输送机受料点与卸料点间的高差，M输送机向上提升时，H取正值；输送机向下运输时，H取负值。则GH3472981655614NSTFGQ236计算牵引力FU将上述数据代入公式（23）中得CFLG2COSUFROQBQG1SF2ST189857215347205614810751（N）2624计算传动功率VAPUF式中传动滚筒轴所需功率，KW；圆周驱动力，KN；UV带速，M/S；代入数据，得V810751161297201（W）1297KWAPUF驱动电机轴所需功率MPKW（带式输送机所需正功率）M1A式中09810940921单机驱动不平衡系数1；三级减速器效率094；联轴器效率098；则1409（KW）MP1A9207选配电动机功率为22KW。查DTII固定式带式输送机选用手册附表111,查得，电机为Y200L26。2725输送带张力计算输送带张力在整个长度上变化的，影响因素很多，为保证输送机的正常运行，输送带的张力必须满足以下两个条件（1）输送带的张力在任何负载情况下，作用到全部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）作用到输送带上的张力应足够大，使输送带在两组承载托辊间保持垂度小于一定值。251计算最小张力为限制输送带在两组承载托辊间的下垂度，作用在输送带上任意一点的最小张力，则MINF承载分支MAX0I8HGQGB取12M1MAXH0NF652118897234692IN回程分支AHGQBU30MXI圆周驱动力通过摩擦传递到输送带上，为保证输送带工作时不U打滑，需在回程带上保持最小张力，按式（28）进行计算MIN2F（21MAXIN2EFU8）式中满载输送机起动或制动时出现的最大圆周驱动力；MAXU28传动滚筒与输送带间的摩擦系数；传动滚筒的围包角，一般取160240；尤拉系数；E查表312，025按公式求起动时传动滚筒上最大圆周力（29）AUKFMAX,取518107511216126NMAXU由表313查得则402E868661161MIN2FN令868661，计算输送机各点张力，忽略附加阻力，IN取N82可得稳定运行工况下8686618107511679412（N）UF2MAX1输送带层数计算由公式得25层1MAXBNZB10826794按表216取4层，与初选相同。传动滚筒合力NF由手册式358121612628686612953448NMINAX2UN29各改向滚筒合力，根据各类侧型输送机改向滚筒所处的位置分别确定。为减少改向滚筒品种，一般相同直径的改向滚筒总是取为完全一样的型号。根据查手册表61初选传动滚筒直径D800MM，许用合力NF110KN，L1000MM满足要求。传动滚筒扭矩N20MAXAXDFMU5486201648645KNM20KNM初选规格满足要求。传动滚筒图号为04613YZDTIA252输送带上各张力的计算图23输送带张力计算点分布图根据通用机械设计逐点点张力计算要点如下1按输送带运行的方向定出一些特殊点,一般从主动滚筒的分离点开始,图33中1点,即使传动滚筒与输送带的分离点,张力用来表示,F30此时。1LF2特殊点。特殊点是指各滚筒的分离点与相遇点,曲线段的进、出点,直线摩擦驱动的相遇点与分离点,装载位置的起点与终点等图43中的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10点,在这儿是以滚筒的相遇点和分离点来取的,其中2点处的滚筒,对输送带与滚筒的围包角较小,故可认为是一点。也就是说,在此,2点处滚筒对输送带的运行阻力可不计要注意到的是,各点的序号是按输送带的运行方向依次来定的,此顺序不能打乱3在上述的规定下,就有后点从顺序上来讲的张力,等于其前一点的张力加上此两点间运行阻力的代数和,即表达式21011IIIF式中后一点输送带的张力，N；I输送带的张力，N；III1点之间的运行阻力，N；要注意的是其可以是正1IF值也可以是负值；用式（210）,可逐点写出各点的张力表达式2F1233124F341234F545311F2345F56CF12345776FC1234F576878F12345768F989FC1234F576891092F12345FC7689Y10输送带回空段的阻力为COSSINKIBRUBFGLWQGQL回空段托辊组运行阻力系数，KG/M查表314KW0035。根据承载段运行阻力为正压力阻力系数下滑力ZF因为32正压力COSGBROQGLQGL下滑力（）GLIN所以（）GLZFCOSGBROKIQGLQGLWBGQSIN702951（N）当承载段向上运行时，下滑力为正；向下运行时下滑力为负。由于2点、3点，4点与5点之间，以及6点、7点和8之间运距短且无空载托辊，可近似。2345,8,FF9取104。FC根据上式计算得123456789100876903625FF333驱动装置的选用31电动机的选用选择带式输送机用电动机考虑的电动机的机械特性（1）电动机的转矩。电动机必须提供足够的启动力矩，克服带式输送机的静阻力，即。式中为圆周力。、分别为承载和UFABUFAB回程总阻力。电动机除克服带动输送机的静阻力外，还要克服物料、工作构件和输送机回转部分惯性力的动力矩和输送机驱动部件的惯性力矩，这些都要在启动时间内完成。因此，电动机的转矩表示为12NCDM式中克服输送机的静阻力矩；C克服物料、工作构件和输送机回转部分（不包括驱动装置）1D惯性力的力矩；克服驱动装置部件惯性力的力矩。2DM（2）启动力矩。由于加速度非恒定量，实际上最大启动力矩要大于平均理论值的133倍。电动机的启动过载系数要满足MAXNMAX13NDMK额定额定式中已选电动机的额定输出转矩。额定根据第二部分计算所选电动机型号为Y200L26,额定功率为22KW，满载时转速为970R/MIN。3432减速器的选型通过长期应用,和各部门试验结果得出的常用减速器的公称减速比值是8,10,112,125,14,16,18,20,224,25,28,315,40等计算应比公称减速比值要小或基本等于公称值。减速比计算公式为VDNI609式中电动机的同步转数，一般取0N15/MIN0/I750/MINRRR、传动滚筒的直径；D带速，。V/S此时，103489625136I故，取I315选取减速器型号为DCY224，I31533联轴器的选用及其结构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35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。对于弹性元件的挠性联轴器，这类联轴器因装有弹性元件，适用于各种机械联接两同轴线的传动轴，通常用于动频繁的高低速运动。工作温度为2080；传递公称扭矩为4020000NM。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。此次设计选用梅花形弹性联轴器，它的型号为。其结构如图31所示。512606ACMLIMTB图31梅花形弹性联轴器364传动滚筒的设计滚筒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机端部改向的改向滚筒、增加传动滚筒包角的增面滚筒和用于拉紧装置的拉紧滚筒。铸焊结构滚筒由滚筒轴、轴承座、接盘轮毂、辐板以及筒体一部分铸造在一起、筒体等部件组成，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镶有陶瓷以增大传动滚筒与输送带间的摩擦系数。滚筒轴承一般用球面调心滚子轴承，本次设计选用就是球面调心滚子轴承。A焊接结构滚筒B铸焊结构滚筒图41传动滚筒典型结构图41结构与种类1驱动方式分传动滚筒有；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37筒输入轴相联。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按轴承内孔大小分，传动滚筒可分为1轻型孔径在50100MM轻型滚筒的结构是轴与轮毂之间采用过盈配合或配单键，辐板与筒体焊接，其中轮毂与轴采用键连接的结构用于传动滚筒。2中型孔径在120180MM；中型滚筒的结构是轴与轮毂用胀套连接，辐板与筒体焊接。3重型孔径在200220MM重型滚筒的结构是轴与轮毂采用胀套连接，这种结构的滚筒是筒体的一部分、辐板、轮毂铸成一体的接盘与筒体的另一部分焊接而成，也就是铸焊滚筒。这种分类对于改向滚筒也适用。外面铸上一层橡胶的滚筒称为铸胶滚筒；用机械方法包上一层橡胶的滚筒称为包胶滚筒；什么也不包的滚筒称为光面滚筒。改向滚筒常为光面滚筒，此次设计用滚筒的属于中型。3）按外形分，传动滚筒可分为1鼓形滚筒。用钢板卷圆焊接而成，中间部分筒体大于两边筒秤约几毫米，目的是防止输送带跑偏。2叶片式滚筒滚筒由许多横向叶片组成，目的是便于清洁输送带，此类滚筒又称为自清扫滚筒。如果将叶片改为圆钢棒，称为棒式滚筒。自然也可将圆柱形钢壳上开上横槽，也可其到自清扫作用，此类滚筒称为格栅滚筒。3沟槽胶面滚筒滚筒的护面开上菱形、人字形、直线形、环形、38梯形则分别称为菱形护面、人字形护面等各种护面形状的滚筒，其目的是增大摩擦系数和便于排出粘着物料。传动滚筒常选用菱形和人字形。此次设计综合考虑到滚筒工作要求和各类滚筒优缺点，选用人字形滚筒，以便增大摩擦系数和便于排出粘着物料。4按功能分，传动滚筒可分为1真空滚筒。为增大输送带同该筒之间的摩擦力，在滚筒装体真空泵或外接真空泵，使输送带间滚筒包角之间成真空，增大摩擦力。但内部结构复杂真空滚筒尚未得到推广。2磁力滚筒。滚筒内装有磁铁，如输送带下层为磁性覆盖胶。根据异性相吸作用。能增大摩擦力。当使用普通输送带时，磁力滚筒就成为除铁滚筒3轮胎滚筒。滚筒外面由许多充气轮胎构成，轮胎表向带有沟槽。各轮胎充气压不同时，也起到鼓形滚筒作用。4陶瓷滚筒。滚筒护面由许多陶瓷片镶成、一方面可增大摩擦力，另方面便于清扫陶瓷片也可做成插板式，以便于更换。滚筒包胶的主要优点就是表面摩擦系数大，包胶是在滚筒的表面上用冷粘或硫化一层橡胶。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包胶滚筒。人字形包胶滚筒如图42所示。这种滚筒有方向性，不得反向运转。带人字形沟槽滚筒有沟槽的存在，能使表面水薄膜中断，不积水，同时输送带与滚筒接触时，输送带表面的水能挤压到沟槽里。由于这两种原因，即使在潮湿的条件下，摩擦系数仍降低很少。菱形包胶滚筒如图43所示，这种滚筒没有方向性，滚筒可正反转，同样起到人字形沟槽增加摩擦系数和排水的作用，对于可逆输送机采用菱形滚筒比较合适。39图42人字形沟槽包胶滚筒图43菱形包胶滚筒胀套连接结构是国际上广泛应用于重型载荷下机械连接的一种先进基础部件。胀套的结构如图44所示，其原理是当旋转紧定螺钉时，前压环和后压环相互靠近，迫使带张口的外环胀大，内环缩小，从而使轴和轮毂形成过盈配合，达到连接的目的。胀套的传递负荷是通过胀套的内外环产生的压力和摩擦力来实现的。采用胀套连接的优点是容易实现高精度的定位，可传递大扭矩和轴向力；可连接不可焊材料；可从外部安装拆卸，并可重复使用；降低了孔和轴的加工精度和加工费用。图44胀套结构本次设计初步选型传动滚筒04613YZDTIA4042设计筒体421计算筒体的厚度筒体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。关于筒体厚度的计算十分困难，并且一般计算值偏小。但考虑到耐磨损等因素，筒体的厚度一般都取得较厚。选Q235A钢板用作电动滚筒筒体材料，并取。4S对于Q235A钢，235N/，则5875N/。S2M2M28671038175PTLDR式中P功率，KW；V带速，M/S；L筒长，MM；R滚筒半径，RD/2；许用应力，N/。2M查表得，L1000MM则2228671038175PTLDMR3MM20804422滚筒筒体强度的校核已知带速V16M/S,筒长L1000MM,直径D800MM，筒体厚度T3MM,材料为Q235A钢板,1216126N。MAX,UF传动滚筒扭矩MNDMU504862016AXMA41因WMMAXN2式中W抗弯截面模数，对于内径D，外径为D的传动滚筒，其抗弯截面模数应按圆柱壳理论选取W196301632MTRT因此MAXAXMAX225093MMRTTAAA47216WTT式中R壳（滚筒）的平均半径，MM；T壳滚筒的厚度，MM；则/42740586930935222MAXMNTRM正应力/7238405675472222MAXT根据第四强度理论，合成弯矩可以写成32K式中弯矩作用下的正应力，；2/MN扭矩作用下的剪切应力，；许用应力，取/15S42滚筒体均为235A钢制造，该钢的235MPA,S其许用应力为1567MPA222738473K9525/MN所以满足强度要求。43传动滚筒轴的设计计算431求轴上的功率P,转速N和转矩T传动滚筒轴的设计因滚筒材料为Q235A钢，其密度为，与滚筒的直径D630MM,厚度T3MM,可求得滚筒质37810/KGM量为M14695KG，1409（KW）。MP则318R/MIN5310INMT9550423140NM894则轴的角转速333RAD/S60143260WN1332M/S3VR0535142F43432轴的最小直径的确定式中3PDANKWR/MIN