毕业设计（论文）-可伸缩带式传输机的结构设计

1、可伸缩带式传输机的结构设计摘 要早在20世纪60年代，就已出现带式输送机应用于物品。从20世纪70年代至今，带式输送机已经在矿物运输中逐步取代汽车运输,成为了散状货物的主要运输设备。带式输送机在各个领域出的技术不断推进，扩宽了带式输送机的应用范围。而可伸缩带式传输机是应用最为普遍，传输物料最为高效的一种传输机机型。它既有物料搬运量大,输送时间长,连续交通运输的特点,也容易达到集中与自动化的目标。尤其在煤矿事业上的应用广泛,可伸缩履带传输机已经发展成为煤矿开采时必不可少的一种设备。其中主要内容包括对于使用可移动伸缩履带式油料传输机的专用皮带和油料传送器产品种类的结构选择,传动装置的结构设计,中间

2、架和支撑架的结构选择与重量计算,张紧传动装置的重量计算,传动装置的结构选择,托辊和滚筒的结构选择与重量计算等,并且对可伸缩带式传输机的整体结构以及工作原理做出了概述。可伸缩式皮带传输机主要依靠滚筒传动时通过摩擦力来传递皮带的运动,并且还在其结构上加上了存放带式装置,实现了结构的伸缩功能，时输送机能够伸长缩短，以达到不同输送距离的目的，提高工作效率，减少工作人员所需的操作，具有一定的实践价值。关键词：可伸缩；输送带；储带装置；传动滚筒 Structure design of telescopic belt conveyerAbstractAs early as the 1960s, belt c

3、onveyor has been used in goods. Since 1970s, belt conveyor has gradually replaced automobile transportation in mineral transportation and become the main transportation equipment of bulk goods. Belt conveyor technology in various fields continues to advance, expanding the application range of belt c

4、onveyor. The retractable belt conveyor is the most widely used and the most efficient one. It not only has the characteristics of large material handling capacity, long conveying time and continuous transportation, but also easy to achieve the goal of centralization and automation. Especially in the

5、 coal mine industry is widely used, telescopic crawler conveyor has developed into an essential equipment in coal mining. The main contents include the structure selection of the special belt and oil conveyor using the movable telescopic crawler oil conveyor, the structure design of the transmission

6、 device, the structure selection and weight calculation of the intermediate frame and support frame, the weight calculation of the tension transmission device, the structure selection of the transmission device, the structure selection and weight calculation of the idler and roller, etc, And the ove

7、rall structure and working principle of the telescopic belt conveyor are summarized. The retractable belt conveyor mainly relies on the friction force to transfer the belt movement when the roller is driving, and the storage belt device is added to its structure to realize the retraction function of

8、 the structure. The conveyor can be extended and shortened to achieve the purpose of different conveying distances, improve the work efficiency and reduce the operation required by the staff, which has a certain practical value.Key words：extensible；belt conveyor；Structure design；Parts design 目 录1 绪论

9、51.1 课题研究的目的和意义51.2 国内外发展状况51.3 可伸缩带式传输机工作原理62 技术任务书82.1 设计依据82.2 产品的应用82.3 可伸缩带式输送机设计的基础数据83 设计计算说明书93.1 输送带的选择及设计计算93.1.1 输送带的选择93.1.2 输送带带宽的计算93.1.3 单位输送带上物料的质量103.1.4 输送能力的验算113.1.5 牵引力的计算113.2 滚筒的设计计算123.2.1 滚筒的选择123.2.2 滚筒直径的确定133.2.3 滚筒的转速143.3 托辊的设计计算153.3.1 托辊的概述153.3.2 托辊的结构与种类153.3.3 托辊垂度

10、与间距的设计计算163.3.4 输送带的最小拉力173.3.5 托辊的静载荷计算173.3.6 托辊的动载荷计算183.3.7 计算托辊的槽形角183.4 拉紧装置及收放胶带装置的设计203.4.1 拉紧装置的概述203.4.2 张紧力和行程的计算213.4.3 提高张紧力的方法223.4.4 收放装置设计223.5 输送机传动装置的设计243.5.2 电机的选择243.5.3 减速器的计算与选用253.6 机架设计计算263.6.1 机头卸料架的设计263.6.2 中间架的设计与强度校核263.7 主轴的设计与键的强度校核283.7.1 主轴的设计283.7.2 键的校核324标准化审查报告

11、34结 论35参 考 文 献36致 谢37山西农业大学农业工程学院毕业设计1 绪论1.1 课题研究的目的和意义可伸缩式的带式输送传输机是多种带式输送传输机其中的一种普通输送机类型,它的基本工作结构就是将运输皮带的两个滚筒安装在同一高度水平或者是不同高度的两端输送机架上,且输送带和滚筒的各种不同运动路线以及不同倾角等的情况下，能够使输送带连续地向同一个方向进行输送运动,使物料同传输带一起被输送到目的地。可拆卸伸缩履带式物料传输机其他普通类型的履带式物料输送机设备相比,具有较为优良的正常运输运行性能,尤其是在连续正常运输的情况下,能够连续性地进行正常运输,运行平稳,生产管理效率高,工作可靠,且在正

12、常运输工作时间和运行期间噪音小,结构简单,维修方便,能量小和损耗小,运行时间及维护费和成本低,易于用户进行远程监控操作以及对各种计算机设备进行完全自动化远程控制等诸多优点。本次的设计是以此为基础,对可伸缩履带式传动机进行了系统深入的全面了解。对于可伸缩带式传动机的总体结构进行了设计,并且针对其中关键部件进行了设计与计算,对主要的承载结构件也进行了动力学计算与校验。通过对可伸缩式带传动机的设计,构成了输送机全方位系统化的设计理念。达到了实际和理论有机结合。1.2 国内外发展状况20世纪80年代末，国内的带式传输机在各个不同的方面上都有了不小的进展，带式传输机的种类也在随之逐渐增加。国家的”七五“

13、与“九五”攻关项目，研发出了大倾角，长距离的带式传输机，填补了国内的空白。而且“九五”重点攻克可伸缩带式传输机，在带速，运量，运距等参数与国外公司的著参数基本一致，标志着我国的可伸缩带式传输机的技术已达到国际先进水平。 国内外商用带式移动输送机的技术优势及未来发展主要特点体现在以下三个主要方面:1)数控是商用带式移动输送机的重要核心技术,长距离、高速大功率商用带式移动输送机的一个重要设备关键技术,但是重点在于对输送动态的实时监测和自动设计,是直接影响大型商用带式移动输送机未来技术发展的一个重要核心技术；2）关键参数的进步，在大运量、带宽、带速与运输长度等方面时决定带式输送机是否高产高效的主参数

14、；3）输送机的正常工作运行可靠性与产品使用寿命,输送带的振动耐受性与接头处的振动强度以及生产输送带式托辊机的使用寿命都已经是一个直接影响生产输送带式承载物料的重要因素。 带式钢绳输送机在国内已被广泛应用于各个运输行业与政府部门,尤其特别是在一些处于露天与地下与煤矿相隔离连接的特殊地方,带式钢绳输送机更是其重要的一种输送传动工具,主要输送类型设备有采用钢绳芯包夹带式带线输送机、可以自由伸缩的芯带式钢绳输送传动机和采用钢绳芯带牵引式橡胶带带式输送机这几种不同输送类型的带式输送传动机。输送机设备具有承载运量大,运行平稳等特点。广泛的用于煤炭的运输。国内外商用带式移动输送机的技术优势及未来发展主要特点

15、体现在以下三个主要方面:1)数控是商用带式移动输送机的重要核心技术,长距离、高速大功率商用带式移动输送机的一个重要设备关键技术,但是重点在于对输送动态的实时监测和自动设计,是直接影响大型商用带式移动输送机未来技术发展的一个重要核心技术；2）关键参数的进步，在大运量、带宽、带速与运输长度等方面时决定带式输送机是否高产高效的主参数；3）输送机的连续工作运行可靠性与连续使用寿命,输送带的拉力耐受性与承承抗拉力的强度以及在接头处造成输送带的连续使用寿命等都可能是直接造成影响安装到输送带式电力输送机的重要因素。1.3 可伸缩带式传输机工作原理伸缩履带式输送机的主要零部件有:驱动装置、清洁装置、打磨装置、

16、存放装置、仓库装置、张紧装置、托辊、尾架、头部结构、中间结构、尾部改向装置等。输送带的主要作用是承载物料的重量，通过摩擦力带动物料一起运动，卸料出可以在机尾出或者按需求在中部卸载,输送带输送时需要使用旋转式的托辊来支撑,运行时阻力小,可沿着向水平或者向后倾斜的路线进行布置。输送带是由托辊承载及其它牵引部件牵引的运输构件,带式物料输送机主要是对各种物料载体进行不断地运输，从而构成的一种能够连续运输的设备。其基本总体结构工作原理设计如下图按图1-1所示,输送带从机尾处一直绕到卸载滚筒处，经过传动滚筒以及机身中部的储带仓在绕回机尾形成一个循环，张紧装置依靠拉动移动小车增加皮带循环长度来改变其张紧力。

17、工作时物料依靠传动齿轮以及驱动器和本装置的传动齿轮以及驱动器来传动输送滚筒,依靠传动输送带与传动齿轮以及传动器在滚筒之间摩擦产生较大摩擦力时传动输送带停止运行,物料在传动输送带上与传动齿轮共同移动。1-卸载滚筒；2-传动滚筒；3-储带仓；4-尾部滚筒图1-1 可伸缩带式输送机结构原理图这种可以伸缩履带式运输机一般都是在端部进行卸载,但是当使用特殊的卸载方法进行卸载时,也就是可以实现中间卸载。在结构上相同于固定型带式输送电动机上,又添加了一个伸缩式输送电动机。储带装置是由收放装置以及机尾改向装置组成的。收放装置是依靠一个卷带设备将传输带卷起来，卷成一卷再拿出便于下一次收传输，反之是放带。这样我们

18、即可根据所需而自行改变输送电动机的位置。而且可伸缩履带传输电动机非分为水平式与倾斜型两种。2 技术任务书2.1 设计依据本次设计是参考矿山运输机械、运输机械设计选用手册、国内外煤矿带式输送机的现状与发展等等的参考文献的一次对可伸缩带式传输机的结构设计。通过在网上查阅相关资料，并且在纸上的设计计算与校核，由此做出的一次关于可伸缩的带式输送机的设计。2.2 产品的应用可伸缩履带式传动机的工业应用极其之广,尤其是在煤炭、冶金等领域之中,可伸缩履带式传动输送机。可伸缩履带式输送机是连续运载各种物料的输送机械中,是效率最高、使用范围最广的一种输送机型,也是从煤矿或火力发电厂装卸和运送煤炭的重要交通运输装

19、置。它的特点是运输量大、能源消耗低、工作时间和阻力小、煤炭的抛洒速度低、破碎性小,因此煤炭利用率高进而节约资源。这种可伸缩式带传动机主要适应于综合性的机械化采煤工作面顺槽运输。2.3 可伸缩带式输送机设计的基础数据可伸缩带式输送机的基础数据是根据任务书给定的参数进行设计计算的，基础参数如下：输送量Q：350T/h；带速V：2m/s；动堆积角：20°；输送长度L：600m；原煤最大块度QMAX=200mm；输送机工作倾角：0°；原煤堆积密度：800kg/m3；工作环境：井下、潮湿。3 设计计算说明书3.1 输送带的选择及设计计算3.1.1 输送带的选择在可伸缩带式传输机中，输

20、送带起着不可代替的作用，在成本方面，占着总成本的百分之五十左右。在工作过程中，受着复杂的应力，如弯曲应力拉伸应力等。此外在接触面上，与物料直接接触，会受到物料的冲击力或者摩擦力等，所以输送带会出现磨损而导致工作失效。因此，要综合所运输的物料，工作环境等方面的因素去选择输送带的种类。输送带的选择会直接影响到可伸缩带式传输机的寿命与性能，还会影响到整个结构以及其他构件，如滚筒，托辊等的设计选择。输送带外部用橡胶覆盖，形成一层覆盖层。对于需要与物料经常接触的上覆盖层需要较厚橡胶层，因为容易受到磨损与冲击；而下覆盖层较薄，是与下托辊接触的层面，收到的摩擦力较小，而相对的挤压力较大，因此下覆盖层较薄。加

21、厚侧面橡胶层，可以减少输送带跑偏时与机架的磨损。要正确选择输送带以减少磨损，以增加寿命。因为井下作业时燃烧会导致爆炸，皮带应选择阻燃的，所以材料选择氯丁CR。因为输送的物料时煤炭，要求的强度较高，所以选用阻燃尼龙皮带。3.1.2 输送带带宽的计算第一步先计算输送带的带宽。带宽的计算需要靠物料的横截面面积进行计算，物料横截面面积的计算需要运输量与单位长度质量之间的关系公式，如下。输送机传输量公式： （3-1）式中Q-运输量，单位t/h；q-单位长度上的物料质量，单位kg/m；v-物料的运输速度，大小为2m/s。其中q的计算公式如下： （3-2）式中F-物料竖直方向上截面的截面积，单位m2； -物

22、料堆积密度，大小800kg/m3。综合两个公式，并将F放置到公式的一边：= （3-3）查询矿山运输机械，当托辊槽型角为30°且动堆积角为20°的时候，选用800mm带宽时最大物料截面积为0.06510m2，所以带宽满足要求。3.1.3 单位输送带上物料的质量根据传输量公式并将q放置公式单独一边，带入数值可得： (3-4)查询新型带式输送机设计手册，在带式输送机中的上托辊每米机身24kg，每两个托辊间隔1.5m。下托辊同理重19kg间隔2m。而缓冲托辊为27.7kg，间隔为0.42m，过度托辊重21.3kg。根据不同托辊质量间距的选用，传输带的选用NN-150，能够在地下工作

23、时减少静电以及燃烧爆炸等，材质为锦纶帆布。查阅输送机械设计手册可知，其扯断强度=150N/mm·层，每层厚度为1.1mm，每层重量为1.15kg/m。输送带上胶厚度为3mm，下胶厚度为1.5mm。胶的重量度量为1.19kg/mm。皮带厚度计算公式如下： (3-5)查阅设计手册，每米传输带的重量为8.03kg/m。当一米输送带内托辊的质量计算为：= (3-6)空段单位长度上分布的托辊旋转部分质量为：= (3-7)单位长度上分布缓冲托辊旋转部分质量为： (3-8)3.1.4 输送能力的验算QO (3-9)式中Q0-水平传输量t/h；K-输送机的倾角系数，查矿山运输机械表4-13,K=1；

24、F-物料横断面积F=0.06510m2；v-带速，v=2m/s2；-物料松散密度，=800kg/m3。由于Q0>Q,因此可以满足所需传输量。3.1.5 牵引力的计算本次设计选定的数据为600m的运输长度，根据矿山运输机械可以了解到，当运输距离80m以上时，附加力很小，可用一个系数C，简化牵引力公式如下： (3-10)式中P-传输带牵引力，单位N；C-附加阻力系数，大小取1.17；q-单位长度的物料质量，大小为48.61kg/m；qB-输送带的重量，大小为8.03kg/m；qu-空载时托辊旋转部分重量，大小为6.33kg/m；q0-空载时托辊旋转部分的质量，大小分别是16kg/m；L-运输

25、距离，大小为600m；g-重力加速度，大小9.8m/s2；-皮带上托辊的阻力系数，重段大小是0.03，空段大小是0.025。分别代入计算，承载时产生牵引力： (3-11)空载时产生的牵引力： (3-12)3.2 滚筒的设计计算3.2.1 滚筒的选择滚筒是一种可伸缩履带式传动器的一个重要组成部分,其作用原理就是传递力矩。在输送电动机中,根据传动滚筒的功能大小,可以划分为传动滚筒和改向滚筒两类。传动滚筒的主要作用是传递力矩，而改向滚筒的作用是改变方向但是不能够做到传递力矩，因此整个结构也就相对简化。而这种传动滚筒则是直接与齿轮驱动器或传感器相连,需要向齿轮传递力矩,形成传递力矩的传输通道,结构相对

26、复杂。驱动器和皮带装置的传动功率主要由两个组成部分中的因素共同决定,一个因素就是齿轮驱动滚筒和齿轮皮带之间的传动摩擦阻力系数,二个因素就是齿轮驱动器和皮带之间的传动包角等。传动滚筒主要有许多种不同的分类方法,一般而言较为常用的分类方法主要是根据其驱动模式和结构外形异同而定。按照驱动方法的不同可以将其分为外驱动或内驱动两种,外驱动即是指驱动器装置位于滚筒的外部,驱动器装置经过减速器机构将其接入。内驱动即是一个驱动器,它位于滚筒内部,也称为电动滚筒,本设计选择外驱动。根据其外形来分类滚筒可以将其分为三类:1、人字型滚筒,其主要特点之一就是滚筒中间部位的半径稍微超过了两侧滚筒的半径,这样就可以有效地

27、控制和减少皮带跑偏。其整个整体的结构通常都是由钢板进行直接焊缝制作。2、片式滚筒,这种类型滚筒的机械结构主要是由许多个齿轮和叶片组合构成,可以做到清扫皮带的功能。由片式滚筒可以延伸而产生的棒式滚筒与格栅式滚筒。3、槽型表面滚筒,这种类型的滚筒在保护层上有这许多类似形状的圆槽,如菱形、人字型、直线型等等的形状，可以做到增加接触面摩擦力的功能，并且还可以具有一定的自我清理功能。本次设计选用的是菱形的护面。3.2.2 滚筒直径的确定当滚筒收到的弯矩一定时，滚筒直径越大受力越小，疲劳极限越不容易达到。查阅带式输送机设计手册，可得公式： (3-13)D-滚筒的直径，单位mm；Cf-滚筒的计算系数，大小为

28、100；Z-输送带得帆布的层数，大小为3；T-出从带帆布得厚度，大小为1.1mm。将数值代入公式，得： (3-14)由上面公式可以得知，滚筒若要满足弯曲疲劳极限，则需要满足滚筒直径大于330mm，查阅手册可以知道，传动滚筒得范围为500到1000毫米，因此滚筒选择与330mm最为接近的直径，即为500mm。则卸载滚筒与机尾滚筒的取值大小分别为400mm和320mm。滚筒由辐板、滚筒筒身以及轮毂构成。各部分和轴的选材以及许用应力如下：滚筒-45钢无缝钢管钢，许用应力4650N/mm2;辐板-Q235钢；轮毂-ZG20Mn5v，许用应力66N/mm2；轴-40Cr，许用应力5075N/mm2。滚筒

29、和轴是通过键传递动力，并且滚筒的便面需要增加胶处理，胶处理能够增加滚筒表面的摩擦系数，使皮带能够稳定的高效的传动，本次设计所选用的是菱形包胶。滚筒和轴之间采用的是轴承支撑。由于传动皮带的宽度为800mm,并且轴承的中心距需要比带宽大350mm到900mm，滚筒的结构见图见下图3-1所示。图3-1 主滚筒结构图3.2.3 滚筒的转速查阅带式输送机设计手册，可得公式： (3-15)V-输送带的速度，大小为2m/s；n-滚筒转速；D-滚筒直径。为了简便公式书写，带入一个系数其关系式如下：V=n (3-16)的值根据设计手册，查询得0.00586，综合两个公式并带入数值得： (3-17)滚筒内部两幅板

30、之间的间距： (3-18)滚筒长度L为：（100200）=800+150=950mm (3-19)3.3 托辊的设计计算3.3.1 托辊的概述托辊传动机是真个传输电动机中最主要的一个传动构件,它的主要功能和用处是在输送机工作时支撑着输送带,确保了承载质量好的输送带可以把垂直和挠度都控制在合理的范围之内,保证整个传动机构的运转。在进行设计托辊时就需要从其总体布置的各个方面和构造上进行综合考虑,一方面我们需要尽力降低所需维护与修理,另一方面我们还需要做到便于安装与维护保养。在实际的工作当中,减少了托辊旋转时的运动惯量和阻力系数,能够大大提高传输电机总体运行距离而正常工作时的稳定性。3.3.2 托辊

31、的结构与种类随着传输机的新型构造以及功能的不断更新,托辊的整体结构以及安装方式也在不断地进行着更新与发展。托辊在设计的实际中,设计主要目的是为了需要参考回转阻力较小,加工成本相对较低,承重力较强。托辊的基本构造主要由回转体、轴、传动机械支架、轴承座和传动蜜蜂等构件所组成,轴承通常安装在内部,轴的两头经过支架托住。托辊的种类通常分为普通托辊以及专业托辊。其中普通托辊的主要作用是在传输机在正常工作时作为上下托辊，在传输过程中用于载重与传输。而专业托辊的主要作用是传输带之间的过渡以及防止其偏离。托辊一般是一组一组的装配。其中上托辊通常是由互相平行的两个托辊组成，或者由三个槽型的托辊组成。中间托辊表现

32、为相互水平的形态，而两侧托辊表现为有一定的角度。通常角度为30°到45°。在构造上通常用到的就是三个托辊长度一样。缓冲托辊通常要装配在传输机的上料的部分，它具有一定的保护作用，通常缓冲托辊的上面都会触及有弹性圆盘，用于缓冲在正常工作时遇到的冲击，通常的构造上会由三到五个托辊构成。缓冲托辊安装在传动机的接收处以英语来保护皮带。缓冲式托辊中的各种辊子均是由带有一定空隙的弹性圆盘组成。缓冲式托辊的标准载重与普通托辊相同。在输送带运动质量大以及形状较小的情况下,有时可能会因为需要在传输带上整条线装配一个缓冲式托辊。缓冲式托辊一般是由三至五个托辊组合而构成。3.3.3 托辊垂度与间距

33、的设计计算托辊在选择具体的型号的时候，需要综合考虑输送量以及使用寿命。查询带式输送机设计手册，可得知皮带在承载货物的时候，垂度计算公式： (3-20)同查询得，皮带回程时（即不载货物时），垂度的计算公式： (3-21)在式中h-皮带在竖直方向上的位移，单位m； a0-上托辊之间的距离，单位m； Au-下托辊之间的距离，单位m； g-重力加速度，大小取9.8m/s2； Tmin-皮带上最小的拉力，单位KN； qa-单位距离上皮带在承载物料时的重量，单位kg/m； qb-单位距离上皮带未承载物料时的重量，单位kg/m。 其中qa与qb之间的关系式之前已经算出，查阅文献可知上托辊垂度一般定为2%5%

34、之间，本次设计取3.5%，代入上面式子可得： (3-22)根据皮带竖直方向位移的计算，取上托辊间距为1.5mm。下托辊的垂度取值5%可得： (3-23)同理可得下托辊间距取值为3.0m。3.3.4 输送带的最小拉力同上步计算皮带垂度的公式，将Tmin放到等式的一边，可知其与垂度与承受到的重力有关，公式如下： (3-24)式中h-上下托辊的数值距离，单位m；ao-上托辊之间的间隔，单位m；g-重力加速度，大小为9.8m/s2；qa-承载时单位距离上的重量，单位是kg/m，大小已知。将已知数据数据代入上式可得：/1.31 (3-25)3.3.5 托辊的静载荷计算根据带式输送机设计手册托辊的静载荷计

35、算公式如下： (3-26)式中P0-承载分支托辊的静载荷，单位N；e-托辊的载荷系数；q-单位长度上输送带的质量，大小48.61kg/m；Im-传输机的运输能力，即Q=350t/h；v-物料的运输速度，大小2m/s；ao-上托辊的间距，大小1.5m。将已知数值带入式子可得： (3-27)同理空载时的静载荷可有如下公式算得： (3-28)3.3.6 托辊的动载荷计算根据设计手册，托辊的动载荷的计算同静载荷，分为两个阶段：，承载分支 (3-29)回程分支 (3-30)式中fs-运行系数，大小为1.1；fd-冲击系数，大小为1.06；fa-工况系数，大小为1.1。3.3.7 计算托辊的槽形角托辊的槽

36、型角时托辊续订的一个重要参数，托辊的槽型角决定着物料是否能稳定的放置在皮带上，直接性的影响着传输机的运输能力如下图4-1可存放货物的最大宽度为B，图中时为0.8B，则载货量为S1+S2，且中间托辊的宽度为0.4B，则总载货量计算公式如下： 图 4-1货载断面积图 (3-31) (3-32)载货量:(3-33)一已知动堆积角=20°，可得： (3-34) (3-35)令=0得： (3-36)计算可得： (3-37)则：根据计算的结果可以看到，动堆积角为20°，托辊的槽角为30°，此时结构能够承载的货物量最大。且之前选择的带宽为800mm，所以选择托辊的轴承型号为20

37、4，基本尺寸是内径20mm，厚度13mm。3.4 拉紧装置及收放胶带装置的设计3.4.1 拉紧装置的概述这种带式传动器在工况下需要有一定的预紧力,以便于保证传动带能够稳定地进行。在滚筒传输机当中,预紧力主要是通过传动拉紧设备所需要提供的,它的主要功能和作用有两点:1、确保传输带在滚筒再正常运行时哦的分离地方具有足够的预紧力,以便于满足彼此之间摩擦力的要求;2、确保传输带在高速工作时具有足够的预紧力,保证了传输带垂直和挠度控制在一个合理的范围内;3、用于弥补传输带因受到的拉力而造成的弹性延申,以及传输带永久拉伸的重量;4、构造传输带接头。对于运输距离比较长的传输机，需要对在不同工作状况下张紧力进

38、行综合考察，通过有效的变换，提高传输带的寿命。在传输机的启动与停止过程中需要不同的预紧力，在传输物料的时候也需要不同的预紧力，所以需要张紧装置去控制调整预紧力。张紧装置依据构造形式以及用处分成三种方式，重锤式、自动拉进式以及固定式。下面对三种拉紧装置各自概述。重锤式拉紧装置。这个是最为简洁、用处最为广泛的一种拉紧装置，它的预紧力在一定情况下式保持为一定值的。固定式拉紧装置。它能够在传输机非工作时对预紧力进行调试与改正。正常工作时则不予以调试与改正。拉紧的形状有绞车和螺旋确定的方式。自动绞车拉紧装置。它是当下体型较大的带式传输机应用较多的一种拉紧装置，能够做到自动调节预紧力，但是整个构造以及对于

39、尽力的调整控制较为繁琐。在带式传输机之中，张紧装置的构造要合理，保证在启动与停止的时候不会打滑，所以拉紧装置在整体构造上要综合考察以下几个元素：1、张紧装置要尽力在装配在张力较小的地方；2、需要考虑张紧装置所能够作用到的区域，如果作用不到则可以增加拉紧装置的数量；3、张紧装置需要装配在传动装置的边上；4、使用任何种类的张紧装置都需要使张紧装置进入与皮带驶出的位移线和滚筒的位移轨迹相互平行。3.4.2 张紧力和行程的计算张紧力在空载时或者是承载不同重量的物料时是不同的，张紧力时皮带传输中必不可少的一种力，本次设计选用电动绞车拉紧，拉紧装置的最大拉紧力的计算公式如下： (3-38)根据输送机设计手

40、册可知，当带宽为800mm，并且要满足30KN的拉紧力时，拉近杠四需要满足拉力的强度校核，查阅手册选择14mm直径的钢丝作为拉紧钢丝，拉紧行程为17m。拉紧速度为0.01m/s，绞车的牵引力为5KN，滑轮的直径为200mm。钢丝绳选择型号为6×19-14-155-1。拉紧装置需要电机提供相应的动力，其公式如下： (3-39)根据矿山机械的选择BJO2-41-4型电机，电机的功率为4KW。因为物体在受到轴向拉力的时候都会有一定的弹性变形，所以在正常工作或者是最大牵引力的时候皮带的长度会大于停机时皮带的长度，因此需要确定拉近小车所在的位移范围，所以计算其工作行程如下式：=（） (3-40

41、)系数取值为0.03 (3-41)3.4.3 提高张紧力的方法适合的张紧力是带式传输机在正常工作时必不可少的需要考虑的一个重要因素，在实际上设计时，怎样在某些情况与形状下增加张紧力也是必不可少的要考虑的因素。提高张紧力的方式有三种：1、增加张紧力。直截了当的增大张紧力是最简单的，与此同时这样也是弊处最大的一种方式，过于庞大的张紧力对传输带的抗拉与抗压强度的要求更高，但是传输带的费用在整体中占到了百分之五十左右，较高强度的传输带会出现经济问题，使之在经济方面不够实用。2、增加包角。包角是皮带与托辊之间所接触时的弧线所对的圆心角，增大包角能够适当地减少所需的张紧力，也可以增大托辊与与皮带之间所产生

42、的摩擦力，以用来满足工作所需的大驱动力。3、增加阻力系数。通过在托辊以及滚筒上面增加额外的各种类型的形状，增大传输带与滚筒或托辊的阻力系数，以用来提高正常工作所需张紧力。在本次的毕业设计中，所用到的是双滚筒驱动，采用增大包角的形式去适应所需的拉紧力，并且在滚筒之上额外附加菱形的包角，以用来适应工作所需的阻力系数。3.4.4 收放装置设计收放器主要作用是对传输带的存储与放出,它装配于储带仓的后部,具有一个能够将皮带卷起来的构件。当储带仓之中的传输带达到一定的量,然后还依靠卷带器放出传输带,放出之后重复之前步骤继续卷带储带。收放器的主要零部件有:卷带器机架、驱动装置、减速装置、卷筒、移动架、移动车

43、以及自动调解托辊等构成。他的具体构造见下图5-2所示。由上下图中我们可以清楚看到。移动式车辆顶针式移动小车主要由三个部分共同结合组成,分别为车辆顶针架、小型的车辆内部框架以及两个移动车轮所组合构成,是整个移动小车辆中收放移动设备的主要框架。它主要的工作目的就是通过利用电动输送小车将装在胶带上的卷筒从大量纸张中自动取出并快速放入输送到每个卷带卷筒所在地的指定位置,同时将已经完整卷好的大量纸张从胶带卷筒中拖拉了卷带出来。收放式减速装置的传动轴承轴和支撑轴均端于四轴减速机动力输出的主轴。所以当我们临时需要对皮带小车自动进行卷筒皮带的收放工作时,需要首先将皮带小车自行推到自动收放的皮带框架内,用皮带销

44、子自动固定好皮带小车的各个移动架,然后再手动操作皮带小车的移动手柄,能够直接让皮带小车和自动减速器轴上的固定物和金属物直接通过进入移动到皮带卷筒的移动转盘和卷轴内。这时候就是通过与移动顶针的相互作用和移动离合器相互作用结合,能够有效促使移动卷筒上的移动胶卷卷带头和移动传递电缆到移动胶带上的移动电缆头相连接。手动皮带收放器通常装配着有螺杆,通过它可以使移动的横状梁架做在纵向做运动,从而做到对皮带的放松与拉紧。对于可伸缩带式传输机总共有三个搅拌,三个当中的两个装配在在卷带器内,另外一个装配在传动滚筒的放出皮带的地方。在收放器上装配有自动调节托辊,主要目的是减少在收入与放出皮带的过程中皮带出现的跑偏

45、现象。1-手动胶带夹板；2-调心托辊；3-卷带装置架；4-移动顶针小车；5-电动机；6-胶带卷筒图5-2 收放胶带装置收放装置需要动力，通过上方对收放装置的设计，并查阅新型带式输送机设计手册计算其功率： (3-42)式中P'-收放装置电机功率，单位KW；Q- -运输量，大小为350t/h；L-物料的运输距离，大小为600m；L0-长度系数，取值为50m。将数值带入式子可得： (3-43)根据矿山机械设计手册选JBY44T2型电动机，电机功率PW=4KW。3.5 输送机传动装置的设计3.5.1 传动装置的概述带式传输机是一种运输距离很长的一种运输设备，因此其动力传输需要稳定的装置去传递动

46、力，所以传动装置时传输集中的重要组成构建，并且根据不同的特殊需求或者是特殊工况可以将其安装在传输机的头部或者是尾部。3.5.2 电机的选择查阅带式输送机设计手册，轴功率的计算公式公式如下： (3-44)式中P0-轴功率，单位KW;P- -驱动滚筒所需拉力，大小19390KN；v-带速，大小2m/s2。将已知数值带入式子得： (3-45)则电机的计算功率式子如下： (3-46)式中PM-电机得功率，单位KW;K1-电机功率系数，大小取1.4；K2-电机启动方式系数，大小取1；P0-轴所需功率，单位KW。根据电机的功率决定选择电机的型号为YBS-40-4，采用两台电机传动的方式。所选电机的额定转速

47、为1470r/min，额定功率为40KW，电压380/660V。3.5.3 减速器的计算与选用减速器的选用需要先计算传动比，首先需要计算传动轴上的转速： (3-47)式中n1-传动轴转速，单位r/min；v-物料得传输速度，大小为2m/s；-常数，大小取3.14；r-传动滚筒得半径，大小为250mm。将已知数值代入式子中可得： (3-48)计算电机到传动轴的传动比： (3-49)从上面式子的电机传动轴的传动比以及传动轴转速等基本参数中考虑，本次设计选择JS40型减速机，下图时其构造。 图6-1 减速器外型尺寸结构示意图他采用的是三级减速机，i1=2.6364，i2=2.386，i3=2.933

48、，则i总=18.499。减速机采用的是飞溅润滑，自然冷却。3.6 机架设计计算3.6.1 机头卸料架的设计机架是承受整个传输机重量的部件，尤其是在机头卸料架的部分承受着冲击力压应力等，需要足够的强度确保物料能够稳定卸载，机架可分为刚性与柔性两种，柔性是指着有绳索承受着传输机的重量，优点是不怕潮湿的地面的影响，但是不易于拆卸。刚性机架是用槽钢和钢管并用，便于拆装。他的主要结构示意图如下图7-1所示。图7-1 机头卸料支架示意图3.6.2 中间架的设计与强度校核中间架是由两边的架腿以及中间的纵向梁构成的，架腿是承受整个机构重量的部件，固定在地面上，纵向梁是承载上托辊以及上面的传输带和物料的构件，且

49、纵梁上面有放置上托辊的鞍座，在放置上托辊鞍座的下方焊接一个横梁加强其承载能力，再在其下方焊接下托辊勇于承受空载时的传输带的重量。中间架的示意图如下：图7-2 中间架示意图 根据输送机工作中的主要受力，对其进行受力分析，首先计算每个之间支腿所承受的力Q1，计算公式如下： (3-50)式中Q1-每条腿收到的压力，单位KN；qG-物料单位质量，大小为48.61kg/m；qB-传输带单位长度质量，大小8.03kg/m；q0-上托辊单位长度质量，大小16kg/m；qK-中间架单位长度质量，大小查表为46.13kg/m；g-重力加速度，大小为9.8m/s2；a-托辊间距，大小为3m。带入已知数值可得： (

50、3-51)在传输带工作中可能会出现传输带跑偏的现象，且会因此产生一定的弯矩，T1大小为5584.4N.mm,其计算公式如下：(3-52)钢管的最大弯距为： =2409，7×0.75 (3-53)根据计算的结果，选择钢管的外径为60mm，内径为53mm。则其抗弯截面模量计算结果如下： (3-54)计算钢管所承受的弯曲应力，计算公式如下： (3-55)Q235钢已知其抗拉强度为380到470MPa。大于算出的弯曲应力，因此Q235钢满足要求。3.7 主轴的设计与键的强度校核3.7.1 主轴的设计 (3-56)式中P3-传动轴功率，单位KW；P-电机功率，大小为40KW；-减速器传递效率，

51、大小取0.95。带入数值可得：= (3-57)传动轴上的转速为： (3-58)其扭矩为： (3-59)通过计算轴的材质选择40Cr。查表15-3机械设计，A0=112，计算传动轴的最小直径可得： (3-60)式中dmin-传动轴最小直径，单位mm；A0-常数系数，大小为112；P3-传动轴的功率，大小38KW；n3-传动轴转速，大小79.679r/min。根据上述算出的传动轴最小直径，再根据工作需求确定的各段基本尺寸如下图8-1所示。图8-1主轴的结构尺寸为了保证能够有效确保整个传动轴在正常安装时仍然能够保持具有一定的传动固态,因此我们就可能需要多加精心设计一些传动轴承保护套件或者也就是传动轴肩。在本次全国大学生艺术毕业设计竞赛中的两个主轴上,需要分别安装一个新的主滚筒,所以我们在主主轴的左和右端分别重新设计了一个高于主轴的旋肩,对滚筒的旋转方向分别进行了精确定位,右端则主要是分别采用了没有弹性材料遮挡的线圈。因为整个滚筒和它的腹板都主要是通过安装焊接件的方式进行装配焊接到整个一体的,因此他们的焊接长短间距可以直接依靠滚筒的腹板大小尺寸来进行判断。初步设计筛选该段线路轴线的标准长度一般应为950mm。轴承在正常运行工作时,需要同时分别承担着各种旋转径向和非轴法向的滚动负载,