皮带转载机的设计

1、皮带转载机的设计院 （系）：专 业：学 号：学生姓名：指导教师： 年 月摘 要在信息技术时代, 某些关键性的技术使皮带转载机的生产产生了飞跃, 包括运行阻力计算方法、标准、动力学分析、高张力输送带设计、接头分析、输送机试验台的发展及缓冲、清扫和监控技术。作为连续散状物料运输机械已广泛应用于码头、煤矿、电厂、冶金、粮食等行业。在分析常规设计方法的基础上，对带式输送机的现代设计方法进行讨论，合理利用带式输送机的优化设计方法对皮带转载机逐步进行设计。从皮带跑偏的现象着手,分析了皮带机随机性跑偏的原因,通过利用防止跑偏装置,解决了皮带跑偏的问题。通过对长距离带式输送机张紧装置要求的分析,最终确定了张紧

2、装置。同样的对转载机在安全方面一系列成功改造,通过安装刮渣装置的改造,取得了良好的效果,保证了岗位作业人员的身体健康和人身安全。并对皮带在运行中所产生的各类问题进行了分析，通过查阅相关资料，给出了适当的解决办法。再通过对皮带转载机的设计进行校验，最终给出了带式输送机的设计计算过程和计算结果。关键词：皮带转载机，跑偏，张紧，改进vabstractin the information technology times, certain key technology to reproduce belt machine output in the leap, including running res

3、istance calculation methods, standards, dynamic analysis, high tension belt design, joint analysis, conveyor test and the development of the buffer, cleaning and monitoring technology. as bulk materials transport machinery has been widely used in terminals, coal mines, power plants, metallurgy, food

4、 and other industries. base on analysis of the conventional design method, by discussed conveyor modern design methods, rational use of the belt conveyor design optimization of the method gradually design. from the belt runs, analyzes the reasons of the belt random wrong. through the use of devices

5、to prevent random wrong, at last solve belt problem of random wrong. through the long-distance belt conveyor tensioning device requirements analysis, ultimately determine the tensioning device. as same, in the machine security make some success improvement, with the installation of the devices remov

6、al sediment, achieved good results, ensuring the operational status of the health and personal safety. also analyzed the various problems the belt in the operation, through access to the relevant information, made the appropriate solution methods. then on the belt loader design verification, and ult

7、imately given a belt conveyor design process and the results.keywords: the leather belt reprint machine, runs, tensioning, improvementreversed loader(转载机),off tracking,目 录引言1第1章 皮带转载机简介2第2章 巷道掘进中转载技术概况32.1 转载机的发展32.2 转载机的现状及发展缓慢的原因42.3 各种转载机的特点及适用范围5第3章 皮带转载机的主要部件及其功能73.1 输送带73.2 驱动装置73.3 电动滚轴73.4 传

8、动滚筒73.5 改向滚筒73.6 托辊73.7 卸料装置83.8 机架、头部漏斗、头部护罩、导料槽等8第4章 部件的选用94.1 输送带94.2 传动滚筒104.3 托辊10第5章 转载机设计计算及参数确定135.1 输送带宽度的设计计算135.1.1 输送带宽度的计算13 5.1.2 输送带宽度的校核145.2 驱动装置的设计计算15 5.2.1 传动滚筒轴功率计算16 5.2.2 液压传动机功率计算17 5.2.3 输送带最大张力计算18 5.2.4 皮带的应力校核195.2.5 带的预紧装置的设计19 5.2.6 输送带层数计算20 5.2.7 皮带的硫化胶接层长度计算及硫化方法20 5

9、.2.8 中间支架的设计及材料的选择22 5.2.9 中间支架的校核23第6章 皮带转载机常见故障及其处理256.1 皮带跑偏256.1.1 槽形托辊不正256.1.2 平行266.1.3 滚筒表面有煤泥266.1.4 皮带接头不正266.1.5 给料不正276.2 皮带打滑28 6.2.1 原因28 6.2.2 处理方法296.3 托辊组的管理与维护296.4 轴承发热29 6.4.1 原因29 6.4.2 维护轴承的注意事项296.5 扯皮带29 6.5.1 原因30 6.5.2 预防和处理方法306.6 划破皮带30 6.6.1 原因30 6.5.2 预防和处理方法306.7 压住皮带3

10、0 6.7.1 原因、预防和处理方法30结论31致谢33参考文献34引言随着我国国民经济的飞速发展，作为我国主要能源工业的煤炭处于供不应求的状况，造成了煤矿重采煤轻的掘进现状，导致了采掘失调。掘进机是一种集切割、装载、运输和行走为一体的综合性机型。掘进成巷速度是由多方面因素决定的,包括钻孔、爆破、装岩、支护、运输、提升等, 在我国的巷道掘进中，等矿车是常有的事，如果在后配套运输方面，采用桥式皮带转载机,后配带式输送机,就使得连续掘进成为可能。皮带转载机又名胶带转载机、带式转载机。它是靠胶带的连续运动传送各种物料的机器。它可输送原煤、矿石、砂子、水泥、面粉等散状物料；也可以输送成件物品，如麻包、

11、设备等。皮带转载机使用的输送带，并不是皮带，而是橡胶、塑料输送带以及胶带同嵌钢丝绳芯、尼龙布芯、维尼纶布芯、人造丝芯等组成的各种平面或花纹输送带。它广泛用于冶金、煤炭、农业、水电、交通等部门。第1章 皮带转载机简介皮带转载机是工矿企业常用的一种运输段备。在煤矿和选煤厂，皮带转载机的用途十分广泛，如运送原煤、精煤、中煤、煤泥和矸石等；手选矸石也要使用特制的拣矸皮带转载机。井下平巷或顺槽使用非固定式皮带转载机，斜井井筒、井口或选煤厂使用固定式皮带转载机。这两种转载机的构造完全相同，它们的区别只是机架与地面不固定或固定。皮带转载机可用作水平运输、倾斜运输或水平与倾斜的综合运输设备。倾斜式皮带转载机的

12、倾斜角度，要根据所运物料的性质来规定。例如，原煤皮带是18，筛选块煤皮带是16，选后细精煤或中煤皮带是19。煤矿和选煤厂使用的倾斜式皮带转载机的最大容许倾斜角度一般不超过20。皮带转载机胶皮带的速度，决定于胶皮带的宽度和物料的性质。运煤皮带的速度通常为1.252.4m/s；输送矸石皮带的速度通常为11.6m/s；需要挑选矸石时，为便于矸手选矸石输送皮带的一般是0.30.4m/s。皮带转载机又名胶带转载机、带式转载机。它是靠胶带的连续运动传送各种物料的机器。它可输送原煤、矿石、砂子、水泥、面粉等散状物料；也可以输送成件物品，如麻包、设备等。皮带转载机使用的输送带，并不是皮带，而是橡胶、塑料输送带

13、以及胶带同嵌钢丝绳芯、尼龙布芯、维尼纶布芯、人造丝芯等组成的各种平面或花纹输送带。它广泛用于冶金、煤炭、农业、水电、交通等部门。与其他运输手段相比，具有以下优点：(一) 结构简单。仅有胶带、托辊、滚筒、驱动装置等几大部件。同时，除胶带以外的部件，各中小企业均可自制，结构长度也可长可短。(二) 使用方便。可以在特种场所(露天或井下)安装、使用，操作简单、安全。(三) 维修容易。需要经常维修的主要是托辊。胶带使用寿命长，磨损小，更换方便快捷。(四) 运输量大、动力消耗小。被输送物料和胶带之间没有相对运动，运动件只需克服托辊与胶带间的摩擦阻力，摩擦损耗小，与其他运输机具相比，在同样运输量下，动力消耗

14、小。同时，由于是连续运动，故运输量大，能够适应不同坡度的连续运输工况。(五) 节省人力。由于操作简单，维修容易，需要的管理人员相对较少。一般情况下，一个班只要一个操作工和一个维修工就可以。同时，还易于实行集中遥控，自动保护。(六) 运费低廉。由于动力消耗小，运量入，用的管理人员少，单位运费就比较便宜。例如：单台钢丝绳皮带输送机(st3150)，机长11 公里，每小时运磷矿而可达2000吨。美国诺福克港使用st1400 皮带机装船，每小时装煤达16000 吨之多。第2章 巷道掘进中转载技术概况在我国巷道掘进中,使用了多种形式的装载机:耙斗、立爪、蟹爪、铲斗和侧卸装岩机等。这些装岩机械都可直接向矿

15、车卸煤矸,但它们或是只能向邻近一辆矿车卸煤矸,或是虽能向一列矿车卸煤矸,但装岩效率却因此降低(如侧卸装岩机)。所谓转载,就是使装载机能高效地向多辆矿车或一列矿车卸煤矸的中间环节。2.1 转载机的发展国外一直很重视掘进中的转载环节,发展了多种形式的转载机。使用较广的有自立式皮带转载机、吊挂式皮带转载机、可伸缩皮带运输机、自行矿车、梭式矿车及仓式列车等。1965年前苏联某金矿掘进断面为10m2运输平巷时,采用了nh6-3型蟹爪装岩机,与9台各长8m的皮带运输和1台横放转载机配套,创岩巷掘进1237.6m的世界纪录。在巷道台阶式掘进中,前苏联曾在1个工作面使用2台皮带转载机:上工作面转载机和下工作面

16、转载机。我国在上个世纪60 年代就开始了转载机的研制,以皮带转载机研制最为活跃。煤科总院北京建井研究所1974年研制出了zp-1型皮带转载机,煤科总院上海分院研制的与耙斗装岩机配套的c-650 型皮带转载机，1979年通过原煤炭部鉴定。六五和七五期间,北京建井研究所研制了lzp-150p、lzp-150s、lzp-200、szd800/10.5以及szd650/11g 等皮带转载机,它们与耙斗、侧卸、立爪、蟹爪等装岩机配套使用。1984年9月,lzp-200型自行式皮带转载机与zpd-50a 型耙斗配套使用,在徐州矿务局三河尖矿西翼重车线巷道掘进中,取得月进尺201.1m 的好成绩。80年代鉴

17、定的以侧卸装岩机为主配套的普及型和提高型岩巷机械化作业线,均成功使用了zp-1型皮带转载机。各矿务局还自行研制了多种型式的皮带转载机,如可弯曲皮带转载机、吊挂式皮带转载机等。梭车作为转载设备,在我国冶金矿山已广为使用。上个世纪80年代初起,我国一些煤矿也开始试用梭车。开滦马家沟矿于1980 年57月,使用单台8m3梭车与0.3m3耙斗配套,进尺800 多米。1982 年10月,使用2 台8m3 梭车与0.6m3 耙斗配套,创月进583.8m 的好成绩。湖南省煤炭二处在涟邵矿区冷水江煤矿塘冲矿井主平硐掘进中,采用s8d 梭车和zp-60 型液压耙斗装岩机配套,自1983 年10月中旬始,4个月成

18、巷532m。梭车在平硐中应用,更具优越性,不需二次卸载。上海分院研究开发了带调车盘的pt 系列耙斗装岩机,将提高装车、调车综合能力作为整体目标。该型机在川煤九处试验时,在后配套能力充裕的条件下,两条作业线均达到了平均月进尺200m 和工效2m3/工的高水平。江苏省煤炭建设公司第四建井工程处104掘进队在三河尖矿西大巷施工中,用这类设备月进尺曾达300m。有的矿根据各种转载机的特点,把多种型式的转载机组合起来使用,效果也很好。陕西省煤炭建设公司第二工程处在王村矿使用梭车和皮带转载机组合转载系统,装岩机将矸石装入梭车,梭车将矸石卸入皮带转载机,皮带转载机将矸石转入一列矿车中。该系统充分利用了梭车存

19、矸量大和皮带转载机装矿车方便的优点,使巷道掘进速度提高20%,巷道成本下降5.5%。2.2 转载机的现状进入上个世纪90年代以来,岩巷掘进机械化作业得到了进一步发展,而转载机的应用却呈下降趋势。在以耙斗装岩机为主的机械化作业线中,调车又回到了车场存车、人力推车的落后方式。在以侧卸装岩机为主配套的机械化作业线中,转载机用得也很少,但也有使用转载机取得好成效的实例。如开滦钱家营矿开拓一队自1990年4月开始试用szd-800g型皮带转载机与侧卸装岩机配套出矸,取得良好成绩。阳泉矿务局第二工程处在贵石沟矿井520水平北石门运输大巷施工中,用s8 梭车与2000dl 钻装机配套使用,在掘进断面为20.

20、4m2 的大断面中,最高月进尺达150m。北京建井研究所还承担了国家八五重点攻关课题液压带式转载机的研制工作,重点解决以往皮带转载机与侧卸装岩机配套使用中存在的4个主要问题,即重载启动、运输带寿命、弯道通过能力和连续卸煤矸问题,采取了增大电机功率、减小运行阻力、双滚筒驱动等措施使转载机的重载启动能力增加到原来的3倍以上，同时开发了运岩用的专用输送带。转载是掘进的主要环节。以dyp-60型耙斗装岩机为例,其理论生产率为80-120m3/h,装一辆1.1m3矿车的纯装岩时间仅为33-50s 左右；如果采用车场、浮放道岔人工推车方式调车，双轨巷理想情况下(打高速)存车场距工作面30-80m，单轨巷为

21、100-150m；使用浮放道岔,人工推一辆矿车往返平均距离在60m 以上,推车时间至少60s。可见装岩机的效率发挥不到50%。侧卸装岩机的情况也类似。以zc-3 型侧卸装岩机(斗容0.6m3,行走速度0.83m/s)向一列10 辆1.1m3 矿车卸煤矸为例,若最前面一辆矿车距工作面距离为5m,装满一矿车需2 铲斗(考虑铲斗装满系数),装满最前面一辆矿车装岩机往返行走20m,装满第二辆矿车行走20+2.24m(2.2m 为矿车长),依此类推,装满一列矿车装岩机行走596m。对于断面为14m2、循环进尺1.6m的情况,一循环装矸量大约4 列矿车,侧卸装岩机行走2384m,装岩机工作时间为66.54

22、min(加上每铲卸一斗时间14s)。如果使用转载机或梭车,装一列矿车仅行走200m,一个循环走800m,比不用转载机少走1584m,节省时间31.81min,提高效率48%。现场使用也表明,当与转载机配套时,侧卸装岩机的实际生产率可提高50%左右,履带寿命提高近2 倍。由于行走距离的减少,侧卸装岩机对底板的破坏程度减轻,使用侧卸装岩机工作面泥水淤积严重的状况也得到改善。对于大断面、深孔爆破、装矸量大的巷道施工,转载机的作用更为明显。转载机是提高装煤矸效率、减轻劳动强度的一个重要环节。这些年来,转载机没有能够在煤矿得到大面积推广的原因是多方面的。首先,掘进成巷速度是由多方面因素决定的,包括钻孔、

23、爆破、装岩、支护、运输、提升等,转载不过是其中的一个环节,即使装岩工序时间缩短,如果其它环节得不到保证,则仍不能达到高速高效。第二,在我国的岩巷掘进中,等矿车是常有的事。尤其使用转载机后,由于装煤岩效率的提高,等矿车的时间将会更长；如果矿车供应不足,使用任何快速装岩设备也不能提高进尺。第三,在巷道施工中,装岩工序一般占时1.52h左右；如矿车供应及时,不需等待，使用转载机装岩大约可节省0.51h。要充分利用这每班多出来的0.51h,需要编制新的作业循环。而实行新的作业循环对早已习惯三八、四六制作业的施工人员来说有一定难度。第四,使用转载机可少建停车场,节省费用,总的看是经济的。但总有人认为:矿

24、上轨道有的是,多用点算不了什么!要掏几万、10几万买转载机,投资太大。只算小帐,不算大帐,这也是误区。第五,转载设备本身存在问题,如机器的可靠性不高、机动性能差。以皮带转载机为例,从第一台皮带转载机到目前生产的皮带转载机,其行走后轮轴与机架都是刚性固定的,不能摆动。理论分析表明,在后轮轴线与转载机前车盘回转中心相距13.23m的情况下,其拐弯半径在60m以上,不能适应井下巷道的弯曲变化,常常发生脱轨。2.3 各种转载机的特点及适用范围转载设备主要有梭车、仓式列车、调车盘、皮带转载机等,梭车和仓式列车可归为一类。梭车的特点是装矸量大,一辆梭车能装矸78m3，大的能装15m3但使用梭车存在二次向矿

25、车卸载问题。其主要卸载方式有:爬坡道卸载、矸石仓卸载、爬坡卸载架卸载、自行抬高卸载等。矸石仓可将矸石装入一列矿车,其它几种卸载方式一般只能向一辆矿车卸矸,也存在调度矿车的问题。矸石仓卸载方式只有在掘进巷道与运输巷道存在一定高差时方能使用。梭车的二次卸载限制了其在煤矿中的应用。另外梭车拐弯半径较大,单辆在15m以上,三辆串行时在30m以上。调车盘小巧、质量轻、效果好,但须在双轨的情况下才能使用,有摘挂钩问题。调车盘的另一特点是几乎不受巷道弯曲的限制,这一点是梭车、皮带转载机所不及的。皮带转载机的特点是机动、灵活,单、双轨均可使用,转载最为方便,可装一列矿车,不需摘挂钩。在单轨巷可使调车场的数量从

26、每150200m一个减至每500600m一个,节约了开拓、基建投资。第3章 皮带转载机的主要部件及其功能3.1 输送带输送带在带式输送机中起拽引和承载作用。一般采用普通型橡胶输送带、塑料输送带两种。3.2 驱动装置驱动装置是带式转载机中驱动部分，系由安装在驱动装置架上的液压马达、高速轴连器、减速器、低速轴连器组成。3.3 电动滚轴电动滚筒是把液压马达、减速器装入滚筒内的传动滚筒，本身结构紧凑，外形尺寸小，易于安装布置。它可以代替一般的电动机、减速器驱动装置。3.4 传动滚筒传动滚筒是动力传动装置的主要部件。输送带借其与滚筒之间的摩擦力而运行。本系列传动滚筒有胶面和光面之分。胶面滚筒是为了增加滚

27、筒和输送带之间的摩擦系数，从而增加摩擦力。它又分铸胶和包胶两种。3.5 改向滚筒改向滚筒用于改变输送带的运行方向，或增加输送带与滚筒的包角。3.6 托辊托辊用于支承输送带和带上物料，使其稳定运行。槽形托辊用于输送散状物料；平行托辊一般用于输送成件物品；调心托辊用于调整输送带，使它保持正常运行不至跑偏；缓冲托辊装于输送机受料处，以保护输送带，延长输送带使用寿命。本系列有槽形托辊、平行上托辊、平行下托辊、槽形调心托辊、平行上调心托辊、平行下调心托辊、缓冲托辊、重型缓冲托辊等8 种结构形式。3.7 卸料装置卸料装置用于输送机中间卸料。一般有犁式卸料器、卸料车和重型卸料车三种。3.8 机架、头部漏斗、

28、头部护罩、导料槽等机架、头部漏斗、头部护罩、导料槽在带式输送机中分别起支承、防尘和导料作用。第4章 部件的选用4.1 输送带（1）输送带有普通型橡胶带和塑料带两种。塑料带不仅有耐磨、耐酸碱、耐油、耐腐蚀等优点。而且塑料原料可以立足于国内市场，大有发展前途。塑料带特别适用于温度变化不大的地方，如矿井巷道等。（2）普通橡胶带的帆布经向扯断强度力为56公斤/厘米层。（3）本系列设计所适应的带宽b 和层数z 见表4.1。表4.1 宽带b与层数z关系b（毫米）500650800100012001400z（层）3-44-54-65-85-106-12（资源来自:徐灏：机械设计手册，机械工业出版社，1991

29、年9月第一版）（4）橡胶输送带覆盖胶的推荐厚度见表42。表4.2 橡胶输送带履带胶的厚度表物料特性物料名称履带厚度（毫米）上胶面下胶面吨米破碎后的矿石头、选矿产品、各种岩石，油母页岩等.吨米大块铁矿石、油母页岩等.（资源来自:徐灏：机械设计手册，机械工业出版社，1991年9月第一版）（5）橡胶带接头推荐采用硫化接头，这样的接头强度可达到橡胶带本身强度的85%-90%。机械接头采用卡子连接，其强度相当于强度的35%-40%。它适用于检修时间要求短的场合。从保证强度的角度考虑，本设计采用橡胶接头。（6）橡胶带的安全系数m 见表43表4.3 橡胶带的安全系数m帆布层数z3-45-89-12安全系数m

30、硫化接头8910机械接头101112（资源来自:徐灏：机械设计手册，机械工业出版社，1991年9月第一版）（7）塑料输送带为整体结构。整芯塑料带制作工艺简单、生产率高、成本低、质量好。整芯的厚度哟4mm 和5mm 两种。塑料带的接头方式有机械和塑化两种：机械接头与橡胶带相似，此时按；安全系数可取m=18；塑化接头的强度温度能达到塑料本身强度的75-80%，此时安全系数可取m=9。因此整芯塑料接头极为必要。4.2 传动滚筒（1）本系列传动滚筒为钢板焊接结构，采用滚筒轴承。（2）滚筒分为光面、包胶和铸胶筒三种。在功率不大、环境湿度小的情况下可采用光面滚筒。在环境潮湿，功率又大，容易打滑的情况下应采

31、用胶面滚筒。其中铸胶滚筒质量较好，胶层厚而耐磨，推荐选用和生产铸胶滚筒。包胶滚筒也可达到相同的使用性能。虽然使用寿命较短，但现场可以自行更换胶面，故选用橡胶滚筒。（3）各种带宽的传动滚筒直径见表4.4表4.4 各种带宽的传动滚筒直径带宽b500650800100012001400传动滚筒直径d500500500630630800630630800800100080010001000125012501400（资源来自:徐灏：机械设计手册，机械工业出版社，1991年9月第一版）（4）普通型橡胶输送带采用硫化接头时，传动滚筒直径与帆布层的层数之比d/z125。采用机械接头时d/z100。各种帆布层数

32、对应的传动滚筒直径见表4.5表4.5 传动滚筒直径d（毫米）50063080010012501400z硫化接头4567-89-1011-12机械接头567-89-1011-12（资源来自:徐灏：机械设计手册，机械工业出版社，1991年9月第一版）（5）整芯塑料输送带传动滚筒直径的选用与同等强度的橡胶带相同。4.3 托辊托辊是带式输送机的主要部件之一。托辊又分为上托辊、下托辊、缓冲托辊和调心托辊。（1）托辊直径与带宽的关系见表4.6。表4.6 托辊直径与带宽的关系b500-8001000-1400托辊直径76108（资源来自:徐灏：机械设计手册，机械工业出版社，1991年9月第一版）（2）上托辊

33、分为槽形和平行两种。输送散状物料时，一般均采用槽形托辊，起槽角为30。用于手选输送机及输送成件物品时，采用平行托辊。（3）下托辊为平行托辊。（4）为了防止和克服输送带跑偏现象，可选用自动调心托辊。上分支每隔10 组槽形托辊，设置一组调心托辊。（5）托辊辊子有无缝钢管配冲压轴承、铸铁轴承座和全增强塑料三种，均采用滚动轴承，密封结构相同，性能大体相同。全增强塑料托辊，能耐酸、耐碱，但不耐冲击。（6）上托辊间距l0 按表4.7 选用。表4.7 上托辊间距l0和带宽b之间的关系 t/m3b500，560800，10001200，1400l01.61200120012001.6120011001100（

34、资源来自:徐灏：机械设计手册，机械工业出版社，1991年9月第一版）（7）受料处托辊间距视物料容量及块度而定，一般取为上托辊间距的1/2-1/3。下托辊间距可取为3m。凸弧段托辊间距一般取水平段上托辊间距的1/2。头部滚筒轴线到第一组槽形托辊的间距可取为上托辊间距的1-1.3 倍；尾部滚筒到第一组托辊间距不小于上托辊间距。（8）在受料处，为了减少物料对输送带的冲击，应选用缓冲托辊。输送特大块度物料时，可选用重型缓冲托辊。（9）输送重量大于20 公斤的成件物品时，托辊间距不应大于物品在输送方向上长度的1/2，对输送20kg 以下的成件物品时，托辊间距不应大于物品在输送方向上长度的1/2，对输送2

35、0kg 以下的成件物品，托辊间距可取为1m。（10）槽形托辊应按输送带的理论高度h 值布置。不同宽度的h 值见表4.8。表4.8 不同输送带的理论高度hb（毫米）500650800100012001400h（毫米）210230240300330350（资源来自:徐灏：机械设计手册，机械工业出版社，1991年9月第一版）第5章 转载机设计计算及参数确定5.1 输送带宽度的设计计算查皮带输送机设计手册，得输送带宽度计算公式如下： （5.1）式中：q输送量（t/h）；v带速（m/s）；物料容重（t/ m3 ）；k断面系数。k 与物料的动堆积角及带宽b有关，k 值见表5.1；c倾角系数。见表5.2；速

36、度系数。见表5.3；表5.1 断面系数k与动堆积角和带宽的关系b（毫米）15度20度25度30度35度k槽形平行槽形平行槽形平行槽形平行槽形平行500650300105320130355170390210420250800100033511536014540019043523047027012001400355125380150420200455240500285（资源来自:徐灏：机械设计手册，机械工业出版社，1991年9月第一版）表5.2 倾角系数和转载机倾角的关系68101214161820222425c1.00.960.940.920.900.880.850.810.760.740.72

37、（资源来自:徐灏：机械设计手册，机械工业出版社，1991年9月第一版）5.1.1 输送带宽度的计算：根据式（5.1）已知输送量q=120m3 /h=156t/h；查资料得 容重g =0.8 吨/米3 ，动堆积角r =30；参考表5.4，选取带速v=1.25 米/秒；参考表5.1，选取断面系数k=390；查表5.2，得倾角系数c=1；查表5.3，得速度系数x =1表5.3 速度系数与速度的关系v（米/秒）1.62.53.154.01.00.98-0.950.94-0.900.84-0.80（资源来自:徐灏：机械设计手册，机械工业出版社，1991年9月第一版）表5.4 输送散状物时带速参考表物料特

38、性b（毫米）500，650800，10001200，1400v（米/秒）无磨损性或磨损小的物料0.8-2.51.0-3.151.0-4.0有磨损性的中小块物料0.8-2.01.0-2.51.0-3.15有磨损性的大块物料0.8-1.61.0-2.01.0-2.5（资源来自:徐灏：机械设计手册，机械工业出版社，1991年9月第一版）将以上数据代入计算式，得根据表1 选取带宽b=650 毫米的胶带，厚度为上胶+下胶=4.5+1.5，扯断强度为560n/（cm层），查表12 可知满足要求。5.1.2 输送带宽度的校核：（1）根据输送量计算所选用的带宽b 值，还需用物料块度来校核。不同带宽推荐输送物料

39、的最大宽度见表5-5。如果带宽不能满足块度的要求，则可把带宽提高一级。但不能单从块度考虑把带宽提高二级或三级以上，否则造成浪费。（2）输送成件物品时，带宽应比物件横向尺寸大50100mm，物件在输送带上的单位面积压力应小于0.05kg/ cm3。5.2 驱动装置的设计计算通常皮带转载机传统的驱动方式是采用电动机液力偶合器低速联轴器传动滚筒系统，它具有运行稳定、使用可靠、维修方便等优点，但该系统该结构庞大、消耗材料多；而电动滚筒虽然结构紧凑，但滚筒电机散热条件差，在使用过程中发现电动滚筒极易损坏。表5.5 输送不同块度和带宽的关系b500650800100012001400块度筛分过100130

40、180250300350未筛分150200300400500600（资源来自:徐灏：机械设计手册，机械工业出版社，1991年9月第一版）为了解决皮带转载机采用电机驱动带来的一系列问题，本毕业设计采用低速大扭矩液压马达作为皮带转载机的动力，它具有启动性能好、尺寸小、重量轻、可省去笨重的减速装置的优点。与其它传动形式相比，液压传动有以下主要优点：（1）液压传动可以方便的实现无级调速，调速范围大。调速范围可达2000：1；柱塞式液压马达的最低稳定转速为1r/min，这是电力传动很难达到的。（2）液压传动易于实现直线往复运动，以直接驱动工作装置。各液压元件间可用管路连接，故安装方便，便于机械的总体布置

41、。（3）液压传动容量大，即较小重量和尺寸的液压件可传递较大的功率。例如，液压泵与同功率的电机相比，前者外形尺寸为后者的12%13%，重量为后者的10%12%。这样，再加上述优点就可以使整个机械的重量大大减轻。（4）液压系统易于实现安全保护，同时液压传动比机械化传动操作简便，省力，因而提高了机械生产率和作业质量。（5）液压传动的工作介质本身就是润滑油，可使个液压元件自行润滑，因而延长了元件的使用寿命。（6）液压元件易于实现标准化、系列化、通用化，便于组织专业性大批量生产，从而可提高生产率，提高产品质量，降低成本。（7）液压传动与电、气配合，可设计出性能好、自动化程度高的传动及控制系统。由于液压元

42、件的结构紧凑，重量轻，而且液压油具有一定的吸震能力，所以液压系统的惯量小，启动快，工作平稳，易于实现快速而无冲击地变速与换向，应用于工程机械上，可减少变速时的功率损失。bm 型摆线液压马达（以下简称马达）是一种内啮合摆线齿轮式的小型、低速、大扭矩液压马达，其结构简单、低速性能好、短期超载能力强，与同排量的其它类型液压马达相比，具有体积小、重量轻、输出扭矩大等优点，油管只需直接与该马达进出油口相连，便可进行工作，改变油流方向，可得到不同旋转方向。5.2.1 传动滚筒轴功率计算查皮带输送机设计手册得，传动滚筒轴的功率计算式 如下： （5.2）式中： n0 传动滚筒轴功率（kw）；k1lhv输送带及

43、托辊传动部分运转功率（kw）；k2qlh物料水平运输功率（kw）；lh输送机水平投影长度（m）；k1空载运行功率系数。可根据托辊阻力系数（见表5.6）按表5.7选取；k2物料水平运行功率系数。可根据阻力系数按表5.8 选取；k3附加功率系数。可根据输送水平长度h l 和倾角按表5.9 选取；k4卸料车功率系数。当无卸料车时，k4=1。当有卸料时：对于光面滚筒k4=1.16;对于胶面滚筒k4=1.11。表5.6 不同工作条件下的托辊阻力系数工作条件槽形托辊阻力系数w平形托辊阻力系数w清洁，干燥0.0200.018少量尘埃，正常湿度0.0300.025大量尘埃，湿度大0.0400.035（资源来自

44、:徐灏：机械设计手册，机械工业出版社，1991年9月第一版）根据式（5.2）：已知：输送机水平投影长度l h =12 米；带速v=1.25 米/秒；输送量q=156 吨/时；容重=0.8 吨/米3查表5.6，得托辊阻力系数=0.04；查表5.7，得空载运行功率系数k1=0.0165；查表5.8，得物料水平运行功率系数k2=10.8910-5 ；查表5.9，得附加功率系数k3=2.8；表5.7 空载运行功率系数和托辊阻力系数k1wb（mm）500650800100012001400k10.0180.00610.00740.01000.02380.01910.02300.0200.00670.00

45、820.01100.01530.02120.02550.0250.00840.01030.01370.01910.01650.03190.0300.01000.01240.01650.02290.03180.03830.0350.01170.01440.01920.02680.03710.04460.0400.01340.01650.02200.03060.04240.0510（资源来自:徐灏：机械设计手册，机械工业出版社，1991年9月北京第一版）表5.8 物料水平功率系数与托辊阻力系数的关系w0.0180.0200.0250.0300.0350.040k24.9110-55.4510-56

46、.8210-58.1710-59.5510-510.910-5（资源来自:徐灏：机械设计手册，机械工业出版社，1991年9月北京第一版）表5.9 输送机水平投影和带宽、附加功率系数的关系lk15304560100150200300300k302.802.101.801.601.551.501.401.301.2061.701.401.301.251.251.201.201.151.15121.451.251.251.201.201.151.151.141.14201.301.201.151.151.151.131.131.101.10（资源来自:徐灏：机械设计手册，机械工业出版社，1991年9

47、月北京第一版）取卸料车功率系数k4 =1.0。将以上数据代入计算式得：n0 =(0.0165121.25+10.8910-512156) 2.81=1.26 （kw）5.2.2 液压传动机功率计算 （5.3）式中： n 液压传动机功率（kw）；m 液压马达的输出扭矩；mv容积效率；mm机械效率。参考表5.10 ，选取输出扭矩m=298nm，n=260r/min；查手册得，容积效率mv=0.87；查手册得，机械效率mm=087将以上数据代入（5.3），得n=(298260/9550)0.870.87=6.14（kw）传动滚动的功率小于液压马达的输出功率，所以选bm-d250 型液压马达作为该皮带

48、转载机的动力。5.2.3 输送带最大张力计算按不打滑条件计算： （5.4）查资料，得k5 =144，故根据式（5.4）smax=144/ 1261.25=145.152（kg）。表5.10 bm系列液压马达参数汇总型号参数公称排量工作压力mpa输出扭矩转速r/min重量kg额定最高额定最高bm-d80801012.595.54005005.4bm-d10010011.93204005.6bm-d1601601912002506.0bm-d20020023832040010.5bm-d25025029826032011.0bm-d31531537620025011.5bm-d4004004771

49、6020012.0bm-d50050059716020018.0bm-d63063075212516019.0（资源来自:徐灏：机械设计手册，机械工业出版社，1991年9月第一版）按垂度条件计算： （5.5） 查资料，得 k6=430 k7=9.0查资料，得 k8=82将以上各数值代入计算式（5.5），得s max=4300.8+9.00+821.26=447.32（kg）5.2.4 皮带的应力校核扯断强度为56n/（cm层），故所选择皮带强度为224n/（cm层）为带传动工作时，带中的应力有以下几种：1.拉应力紧张边的拉应力1=f1/a；松边的拉应力2=f2/a式中：12的单位为mpa；拉力

50、f1，f2的单位为n；a为带的横截面面积，单位为mm22.弯曲应力带绕在带轮上时要引起弯曲应力，带的弯曲应力b（单位为mpa）为 （5.6）式中：h-带的截面以上的高度，单位为mm； h带的高度，单位为mm；e带的弹性模量，单位为mpa；由上式可见，当h越大、dd越小时，带的弯曲应力b就越大。3.离心应力当带以切线速度v沿带轮轮缘作圆周运动时，带本身的质量将引起离心力。由于离心力的作用，带中产生的离心拉力的横截面上就要产生离心应力c（单位为mpa）。这个应力可用下式计算： （5.7）式中：q代传动单位长度的质量，单位为kg/m； a带的横截面面积，单位为mm2；v带的线速度，单位为m/s。按不

51、打滑计算：fe=1000p/v=6140/320=19n，满足扯端强度要求。5.2.5 带的预紧装置的设计：本设计采用的是手动张紧机构，通过利用螺栓的拧紧，来增大滚筒间距，起到张紧的作用，其中，螺栓要满足强度要求。查机械设计手册，选择直径d=30mm螺栓，材料q345，满足强度条件。图5.1 张紧装置示意图，1为胶带滚筒；2为皮带；3为压板；4为连杆；5为张紧螺栓5.2.6 输送带层数计算查皮带输送机设计手册得，输送带层数得 （5.8）式中： smax 输送带最大工作张力（kg）；m 安全系数；输送带经向扯断强力，普通型橡胶带，=56公斤/厘米.层按保证承载段垂直条件计算所得输送带最大张力s

52、max =447.32kg，b=80cm。输送带经向扯断强力=56公斤/厘米.层。查表4.1，一般当输送带带宽b=650 时，层数z 取45 层，故安全系数m 取9，将以上这些数据代入式（5.8），得z=(447.329)/8056=0.9按此查手册，选用带宽b=650mm，层数z=4 层，胶带的最大允许张力为447.32kg，符合要求。5.2.7 皮带的硫化胶接层长度计算及硫化方法对于普通橡胶带硫化接头计算长度按下式计算：l=（z-1）l+btan30 （5.9）式中：l-普通橡胶带硫化接头长度mz-输送带帆布层数l-硫化接头阶梯长度mb-输送带宽度m查机械设计手册得，z=4，l=0.15，b=0.65代入式（5.9）中得，l=（4-1）0.15+0.650.886=2.08m裁剥皮带接头以前，先在皮带机上把作业地点附近(沿机架的长度约5 米)的槽形托辊和托辊