毕业设计（论文）-双气垫犁式卸料输送机设计

双气垫犁式卸料输送机设计摘要针对目前我国大产量粮食物流装备基本依赖进口，严重制约我国粮食物流装备制造行业的发展现状，以大型港口散粮输送作为研究对象，将长距离、大输送量、高效节能作为设计关键技术指标，对双气垫式皮带输送机结构、输送工艺、智能化控制等关键技术进行了研究。以促进我国大产量高效率粮食物流装备技术整体水平的提高。主要对以下过程进行了改进：在进料方面，采用两边同时进料方式进料，可以大大提高粮食输送效率，同时降低了粮食在输送过程中可能带来的堵料问题的可能。在卸料方面，改进了犁形卸料器的形状和大小，同时针对其移动方式做了大胆的改进以改变其在卸料效率和卸料损伤其它部件的应用。在输送方面，采用下部走料方式，更好的解决了粮食输送过程中带来的粉尘污染，大大减轻了环境污染的程度。关键词：新型高效；绿色环保；下部走料；两端进卸料

目录TOC\o"1-3"\h\u第一章引言 41.1课题来源 41.2选题背景 41.3研究目的及意义 41.4国内外气垫输送设备技术现状 5第二章我国粮食机械运输设备发展状况 5第三章传统皮带输送机的缺点 6第四章新型气垫带式输送机简介 74.1新型气垫带式输送机的整体三维立体模型 74.2各组成部件 74.3应用范围 94.4工作原理及特点 10第五章新型气垫带式输送机各部位选用要求 125.1两边同时进料装置 125.2新型犁式卸料器 135.3新型下走料输送形式 145.4气室的下深槽与上浅槽 175.5螺旋清料装置 215.6滚筒种类及其要求 215.7驱动装置 225.8逆止器 235.9托辊 235.10张紧装置 255.11防雨罩 255.12气源 25第六章设计选型要领 26第七章维护与保养 27第八章研究总体创新点 288.1两边同时进料装置 288.2新型犁式卸料器 288.3新型下走料输送形式 298.4槽型气室结构 298.5螺旋清料装置 29参考文献 29

第一章引言1.1课题来源河南省教育厅重点科技发展计划项目名称：大产量远距离双气垫式皮带输送机的若干关键技术研究编号：14A4600061.2选题背景机械设备行业在我国发展工业化进程中有战略性的地位，对我国的重大工程建设和重点产业调整振兴有非常重要的作用。中国机械设备制造业正处于历史发展高位。2000年以来，我国机械设备产业呈现强劲发展态势，产业体系日益健全，技术水平不断提升，已成为世界重要的装备制造大国。2013年，我国机械工业累计实现主营业务收入20.4万亿元，比上年增长13.8%，增速比上年加快4个百分点；累计完成固定资产投资3.99万亿元，同比增长17.2%。中国经济已经发展到重要的转型时期，而机械设备制造行业则是国家战略转型中一枚最关键的棋子，因而行业发展面临诸多利好因素：首先，宏观经济环境形势有利于行业平稳发展。总体看国内宏观经济走势基本平稳，经济体制改革持续推进；国际经济出现趋暖迹象，发达经济体经济缓慢复苏，美国和日本经济进入低速回升通道，欧元区结束衰退并呈现复苏迹象。其次，政策环境保持稳定有利于行业推进结构调整。2013年底的中央经济工作会议明确了“稳中求进”的经济政策基调，释放了保持现行政策连续性和稳定性的信息，为行业发展提供了稳定的政策环境。由此可见，中国机械输送设备制造行业的投资前景十分广阔。1.3研究目的及意义随着我国的经济高速发展，国际进出口贸易急剧增加，港口散料输送能力要求的提高，特别是货轮对卸料期限制，一条10万吨的货船在港口多停留一天港口需要多支出10万美元；而港口的仓储地往往离海岸边很远，因此，对长距离，大输送量物料输送设备要求较为迫切。一些港口为了解决这个问题，大多采用多级接力输送方式，这种输送方式存在着输送成本高、物料易污染等问题。因此，研发开发具有自主知识产权的大产量、性能可靠的输送机已迫在眉睫，在此背景下课题组针对长距离、大输送量物料输送问题，在消化吸收国内外先进技术的基础上，研发了具有自主知识产权的“高效下行散粮双气垫犁式卸料输送机”。该输送机采用了多项新技术（两边同时进料结构；新型犁式卸料器；新型下走料输送结构；高效节能下深槽与上浅槽结构；螺旋式自动清料器等。）单机输送能力能达到1500t/h，输送距离大于3000m；生产效率大大提高，更加的节能环保。项目的实施将促进产业结构调整、提升该产业整体竞争力和水平的重要作用。因为，我国拥有1.8万km海岸线，11万km内河航道，承担着9%的国内运输和85%以上的外贸运输，沿海沿江有1460多个商港。我国港口与发达国家相比，最为突出的问题是港口物流装备现代化程度低。随着我国对外贸易的不断扩展，以及港口码头的新建，扩建，对输送设备的要求越来越高，长距离、大输送量节能高效下行散粮双气垫犁式卸料输送机将有广阔的应用前景。近年来，随着市场经济的发展，我国输送设备得到了快速发展，输送设备制造行业随之也涌现出一批较高档次产品，但是长期以来对输送机械没有进行、有目标的引进消化吸收，使我国输送设备的总体水平与发达国家的先进水平有较大差距。目前我国输送设备的总体状况是：工艺落后、质量差、可靠性低、自动化和成套化程度不高、能耗偏高和效率低等。多数国产高端气垫输送设备的开发还处于仿制改进阶段，缺乏扎实的基础研究和引进消化吸收后的再创新，装备技术水平只达到国际90年代水平，尤其在机电一体化、工程化和大型成套设备上，差距较为明显。因此，迫切需要加快大产量、高效率粮食物流装备国产化研究，促进我国大产量高效率粮食物流装备技术整体水平更提高。该项目正是在国家发展规划指导下，响应国家提出在粮食行业推行“低能耗”、“高环保”可持续发展要求，根据我国粮食物流技术现状及发展要求，结合我国粮食物流现有国情，顺应当前散粮物流技术发展的大背景下而研发的。1.4国内外气垫输送设备技术现状近年来气垫带式输送机日益引起人们的重视，美国，英国，俄罗斯，日本等国都在加紧研制和生产。其发展初期多用于输送面粉、谷物等密度较小的散状物料，现在开始用于输送矿石等密度较大的散状物料，并逐步向长距离、大运量发展。目前，美国的TRAMCO公司、法国的STOLZ公司都成功研制出了智能化高效节能带式输送机。尽管气垫带式输送机具有很多优点，但还有一些问题需要进一步完善和提高。如许多参数之间的关系尚未精确确定，其设计还属于静态设计，气垫带式输送机的设计和制造在一定程度上依赖于经验。因此，加快其技术的研发和产业化是气垫带式输送机发展得需要。近年来，世界级粮食机械制造公司有计划的收购粮食机械行业内的强势企业，以求垄断国内市场。如果不能正确应对，很多粮机企业将被边缘化，甚至被吞并或消亡。因此，项目研究提高我国的粮机制造和研发能力、创新能力和竞争能力，十分必要。第二章我国粮食机械运输设备发展状况第三章传统皮带输送机的缺点我国是一个粮食大国，经过多年的运粮机械的发展和皮带输送机的改进，目前我国的皮带输送机仍然存在某些问题急需解决。运行不平稳，皮带易跑偏造成撒料，需生产工岗位监护，劳动强度大，并且需要随时对跑偏的皮带进行调整处理，每班需要清理的皮带机周围的矿粉量较大；

2）回程皮带因跑偏造成磨损下托辊吊耳，导致皮带撕边严重，既降低了皮带使用寿命，又造成托辊耳子的早期损坏，增加了备件消耗；

3）皮带跑偏使设备故障率升高，如滚筒挤住皮带造成皮带撕裂或机械事故、托辊脱落造成皮带架划坏皮带等，生产效率下降，运行成本增加；

4）难以实现无人值守的远程自动化控制操作要求；

5）皮带在雨季极易出现打滑现象，加速了皮带的磨损；6）皮带机难以实现卸料完全；7）皮带机的能源消耗量较大。第四章新型气垫带式输送机简介4.1新型气垫带式输送机的整体三维立体模型（去除防护罩）图4.1新型气垫带式输送机的整体三维立体模型如图4.1从整体模型来看，从进料到出料实现了高效率运输粮食的要求，同时其密封装置减轻了环境污染。运用在长距离输送粮食过程，可大大提高生产效率。4.2各组成部件（去除防护罩）图4.2.1总体构件名称注：图中1改向滚筒2进料口3进料器4进料连接架5气室6气室连接架7上中间架支腿8输送托辊9犁式卸料器10上中间架11输送托辊支架12尾部支架13拉紧改向滚筒14拉紧滚筒15传动滚筒16清扫滚筒17下中间架18下中间架支腿19联动支杆20液压推杆21集料板22进气孔23气室支腿24气室连板25头部支架26输送带图4.2.2进料部分注：图中1进料口2进料漏斗3进料口固定板4输送带5防护外壳图4.2.3尾部卸料部分注：图中7上中间架支腿8输送托辊9犁式卸料器10上中间架11输送托辊支架17下中间架18下中间架支腿19联动支杆20液压推杆图4.2.4气室构造注：图中1上进气孔2新型圆弧拐角气室3气室支腿4防护外壳5气室连板6下进气孔4.3应用范围气垫机是通用系列产品，可广泛用于煤炭、电力、冶金、化工、机械、粮食、轻工、港口和建材等行业。由单机或多机组合成输送系统，输送堆积密度一般小于2500kg/m3的各种粉状、粒状和块状物料，尤其适用于输送按一定比例配制好的混合物料，也可输送软包装的成件物品。气垫机适用的工作环境温度一般为-25~+40℃。对于特殊环境如要求具有耐热、耐寒、防水、防腐、防爆和阻燃等条件，应采取相应的防护措施。对于犁式卸料气垫机而言大多用于粮食方面，其对于机械产品的要求一般比较高。1.气垫机输送的物料（1）散状物料气垫机允许输送的散状物料粒度取决于带宽、带速、盘槽槽角和输送倾角，也取决于大块物料出现的频率。各种带宽适用的最大粒度见下表所列。（2）成件物品气垫机适用于输送单件重量较轻、软包装的成件物品，要求成件物品的横向尺寸应比带宽小50～100mm，成件物品在输送带上的单位面积压力应小于5kN/m2。表4.3.1带宽不同与其最大粒度的关系带宽（mm）500600650800100012001400最大粒度（mm）100130150200300350350气垫机输送的输送倾角：气垫机可用于水平，倾斜向上或向下输送。本系列部件也可采用凸、凹弧段与直线段组合的输送型式。1）向上输送散状物料时，不同物料允许的气垫机最大输送倾角见表4.3.2。2）当向下输送散状物料时，允许的气垫机最大输送倾角为表4.3.2所列值的85%。3）成件物品允许的气垫机最大输送倾角见表4.3.3。表4.3.2各种散状物料的特性及允许的最大输送角物料名称堆积密度/（kg·m2）堆积角/°允许最大输送倾角/°风干锯末200~3004030玉米700~8003519土豆600~8002816新木屑200~5005021无烟煤900~10002722焦炭500~7005021~24矿石1600~3517~19干砂1300~140030~3519湿砂1400~19004523~28高炉渣13003521~24剥离物1600~17002520谷物700~8502418化肥900~12001815~18注：物为的堆积密度及堆积角随物料的水分、粒度和带速等的不同而变化，应以实测为准，本表仅供参考。表4.3.3成件物品允许的气垫机最大输送倾角成品物件允许最大输送倾角/°亚麻和黄麻袋子18—20纸质袋子15—174.4工作原理及特点工作原理：气垫带式输送机（以下简称气垫机）是用薄气膜支承输送带及其上物料的带式输送机。它将托辊带式输送机的托辊用带孔的气室代替，当气源向气室内提供具有一定压力和流量的空气后，气室内的空气经盘槽（气室下部的圆弧形槽称为盘槽）上的小孔逸出，在输送带与盘槽之间形成一层具有一定压力的气膜，称为气垫，支承输送带及其上部物料。胶带围绕驱动滚筒和改向滚筒运行，从而把物料从料斗运到料仓。输送机的纵向支架是一个封闭型的长形箱体，俗称气箱（室），气箱上部制作成盘槽形状，称之为盘槽，胶带及其物料由盘槽上的“气垫层”支承，由驱动滚筒驱动，连续运行，空载分支仍然用平托辊支承（承载分支用气垫支承，空载分支用托辊支承，故称之为混合型气垫带式输送机。若空载分支与重载分支一样，均制作一个纵向封闭型的长形气箱，用气垫支承，则称之为全气垫带式输送机），采用一台中低压风机，通过气箱进风口，不停地把空气吹入气箱，空气沿气箱纵向流动充满气箱形成一定的压力，并通过盘槽上的无数节流孔逸入槽底，由于节流孔的布置尺寸和孔径是经过优化组合设计的，因此在胶带和盘槽之间便形成一层稳定的气垫层，气垫支承着胶带及其物料，并具有一倍多的气垫刚度适应承受负荷的变化，变原托辊带式输送机的固体滚动摩擦为流体摩擦，显著地减小了摩擦阻力，同时克服了原托辊带式输送机波浪式运行的弱点，不跑偏、不撒料、运行平稳，安全可靠。与托辊带式输送机相比，气垫机有以下主要特点：（1）耗能少。气垫带式输送机以气垫代替托辊支承，变滚动摩擦为流体摩擦，大大减少了牵引力和运行阻力，在输送量和工艺条件相同的情况下，功率消耗比托辊输送机节约10~20%，输送量越大，输送距离越长，节能效果越显著。（2）重量轻。由于气箱采用箱形断面，气垫带式输送机的纵向支架可承受较大弯矩和扭矩；又因托辊数量极少（仅在输送机两端各设几套过渡托辊），胶带层数和厚度较少，自重较轻，单位自重的强度系数与刚度系数比较大，从而大大提高了设备的超载能力。（3）寿命长。气垫带式输送机便于实现全线防护式密封，同时由于胶带张力小，摩损少，不跑偏，不撕带，加之气垫对胶带有冷却作用，故而胶带寿命可延长1～2倍，设备使用寿命也比托辊输送机长得多。（4）维修费用低。气垫带式输送机用气垫代替了托辊支承，转动部件少，事故点少，可靠性强，摩损小，从而大大减少了维修工作量和维修费用。实践证明，气垫带式输送机比托辊带式输送机节约维修费用60～75%。（5）输送平稳，工作可靠。托辊输送机运行中，输送带是波浪式向前运行，物料颠簸、撒料严重、胶带跑偏、磨损大。气垫输送机完全克服了上述缺点，运行十分平稳，不颠簸，不撒料，不跑偏，不扬尘，不会把散料的粒度自动分级，特别适宜输送按工艺比例配制好的混合散料。（6）启动功率低，可以直接满载启动。托辊输送机的启动功率大，一般约为运行功率的1.5～2.5倍，并且难以实现全线满载启动。气垫带式输送机只要形成稳定的气垫层之后，驱动电机的启动功率与运行功率相差甚微，并且在全线满载时，无须采取任何辅助措施便可轻易直接启动。（7）输送能力高。气垫带式输送机最佳运行速度3～4m/s，最低运行速度0.8m/s，最高可达12m/s。因此，可大大提高输送能力。加之其装料断面大，平稳性好，在同一输送量和工艺条件下，气垫机可减少1～2级型号，即托辊输送机需采用B1200时，气垫机只需采用B1000或B800，托辊机采用6层强力带，气垫机只需用3~4层普通胶带或轻型带，从而大大节约了投资。（8）宜于密封，污染少。气垫带式输送机沿机长设有密闭气箱，可以进行全线密封，易于安装防护罩及安全设施，宜于密闭输送和安装吸尘装置，污染少，噪声小，净化环境，实现文明生产。第五章新型气垫带式输送机各部位选用要求5.1两边同时进料装置图5.1两边同时进料装置图中所示，两边进料装置一改通常所用的进料形式，将粮食分到两端进料，分散了粮食的进料，同时细长的进料形式大大提高了进料速度同时也降低了堵料的可能性，另外此装置主要是针对下走料形式进行的一次比较大胆的改进，目的在于将下走料形式进行的更加高效。其进料速度与输送速度的主要参数如下：表5.1进料速度与输送速度的主要参数胶带宽度（mm）输送长度（m）功率（kw）min功率（kw）max输送速度（m/s）输送速度（t/h）400≤12/1.512-20/2.2-420-25/4-7.51.3-1.640-80500≤12/312-20/4-5.520-30/5.5-7.51.3-1.660-150650≤12/412-20/5.520-30/7.5-111.3-1.6130-320800≤6/46-15/5.515-30/7.5-151.3-1.6280-5401000≤10/5.510-20/7.5-1120-40/11-221.3-210/7.510-20/1120-40/15-301.3-2.0655-12805.2新型犁式卸料器 图5.2新型犁式卸料器如图5.2所示，此装置采用平行机构，其工作时通过尾部的电液压推杆将犁式卸料器平行推到皮带上同时进行固定，减少了因卸料器顶尖的摩擦对皮带的损伤，可大大提高皮带的寿命。同时驱动部分是目前国内最新产品手电两用机械式电液推杆。克服了电动推杆过载能力差、易烧电机、卡死、顶弯丝杆等缺陷，普通电液推杆内外泄漏、不自锁、下滑、爬行等新的弊端。而手电两用机械式电液推杆具有绝对自锁、无内外泄漏、过载能力极大、运行平稳等优点。通过此装置，可大大提高皮带卸料处的效率，提高经济效益。其主要参数如下表5.2：表5.2新型犁式卸料器名称：犁式卸料器型式：双侧可变槽角型号：TD4FIDS适用皮带宽度：600mm犁头型式：圆弧形犁头材质：（PE板）锁气器型式：液压锁器可变槽角角度：35-55电液推杆型号：DYTZ750-50070(采用进口封闭)电机防护等级：IP55电机绝缘等级：F电机功率：500kw电压等级制：50Hz，动力电源380v,控制电源220v限位开关型式：非接触式（接近开关）推杆安装位置：卸料器下方轴销材质：45#锁气器安装位置：胶带机两侧5.3新型下走料输送形式图5.3新型下走料输送形式如上图所示，针对上走料皮带输送机带来的粉尘污染，遂将皮带粮食输送形式改到下走料形式，一方面节省了材料的使用量，另一方面通过下走料这种新型输送形式，可大大改善皮带因上走料带来的种种弊端，诸如：皮带跑偏，撒料等问题。同时在下部输送过程中可大大延长输送距离。输送带的要求：输送带种类有：棉帆布编织带芯输送带、尼龙或聚酯、钢丝带芯等输送带。各种不同材料的强度如下表5.3.1所示：表5.3.1输送带强度种类型号抗拉强度N/（mm/层）输送带宽度(mm）50065080010001200140016001800帆布带CC-5656√√√√√√尼龙带NN-100100√√√√√√NN-150150√√√√√√√NN-200200√√√√√√√NN-250250√√√√√√√NN-300300√√√√√√√聚酯带EP-100100√√√√√√√EP-200200√√√√√√√EP-300300√√√√√√√钢绳芯带ST-630630√√√√√ST-800800√√√√√√ST-10001000√√√√√√ST-12501250√√√√√√ST-16001600√√√√√√ST-20002000√√√√√√ST-25002500√√√√√√ST-31503150√√√√√√其带速的选用有以下规定：本系列带速范围为0.8～5.0m/s。带速、带宽与输送量的匹配关系见表5.3.2：表5.3.2带速v（m·s-1）、带宽B（mm）和体积输送量Iv的匹配关系（m3/h）B/H0.81.0（4.5）5.0500698710813817321665012715919825431739780019824831039749662078110003244055076498111013127716211200594742950118714841870237526722969140082610331322165320662603330537194132注：1输送量Iv值按水平输送，物料堆积密度为1000kg/m3、动堆积角为20°，气室盘槽角为35°时计算的。2表中带速（4.5m/s）为非标准值，一般不推荐使用。气垫机的运行速度可提高到12m/s，但最佳速度为3.15m/s，带速选择应以生产工艺要求和实际需要来选用。1）对于较长的水平输送机，应选择高带速；输送机倾角越大、输送距离较短时，则应选择较低带速。2）输送粉尘很大的物料时，应选择低带速。3）若卸料装置采用犁式卸料器时，带速不宜超过2.0m/s。4）输送成件物品时，带速不大于1.25m/s。3）钢丝绳芯输送带规格和技术参数如下表5.3.3表5.3.3钢丝绳芯输送带规格和技术参数（参考值）项目规格/mm纵向拉伸强度/（N·mm-1）6308001000125016002000钢丝绳最大直径/mm6308001000125016002000钢丝绳间距/mm3.03.54.04.55.06.0带厚/mm131416171720上覆盖胶厚度/mm556668下覆盖胶厚度/mm556666带宽/mm钢丝绳根数80075756363636310009595797979791200113113949494941400113113111111111111输送带质量（kg·m-2）19.020.523.124.727.034.0输送带的胶接方式有加温热接和常温冷接。由于输送带冷接工艺具有操作方便、工艺简单、成本低、不需热源、接头强度高等优点，故现场操作时常采用此种工艺。输送带冷接工艺常用胶料有环氧树脂型和氯丁胶型，两者操作方式相似，接头强度相近。（1）胶接工艺：1）对受潮的胶带应首先预热干燥。2）将胶带按60°角切成阶梯状，在不损伤线芯的情况下，用钢丝砂轮除去芯层表面的残胶，清洗干净。3）将配好的胶料均匀地刷在胶粘面上（切口阶梯面上），待胶粘面的胶液充分挥发后（以不粘手为宜），再刷第二遍胶，必要时可刷第三遍胶，待晾到似干非干的程度（以不粘手而稍有粘手）时，即可进行粘合，合拢后，在输送带上下面的接缝处涂以半凝固的胶粘剂，其宽度为3—5mm，高度以0.5—1mm为宜。4）将粘合后的接头放到约15mm厚的平钢板上，用木锤或橡胶锤从中间向四周锤实，为防止周边开胶翘起而影响强度，可在接头处加压钢板使其固接，为了防止胶料粘在加压钢板上，在加压前可先垫上牛皮纸或塑料布。5）若生产要求尽快交付使用，可在胶料中添加固化剂TQ—1列克纳5—20%，最大添加量时，粘好的接头在常温下固化二小时即可使用，如环境温度低或生主条件许可，可适当延长固化时间，以取得更好的效果。列克纳易受潮变质，引起输送带脱层，故作业时应在干燥的气温下进行为宜。当拆开加压板时，若没有达到工艺要求的固化，一般是固化剂过多造成的，此时可原封不动，加长时间仍可固化。（2）输送带接头的注意事项：1）辅设输送带时，应注意输送带正反面和绕入方向，切勿搞错。调整输送带使其中心与托辊中心一致。2）切割时正确使用小刀，切勿割伤下层帆布，否则会降低输送带强度。为此，切割时一般在帆布间留0.3mm，在胶层与帆布间留0.5mm残留层。3）防止接合面打磨不良或损伤帆布。4）胶粘表面自始至终应保持干净，贴合的各面应用清洗溶剂刷净，防止粘上油污、水或灰尘。清洗溶剂常用的有：120#溶剂汽油和甲苯，前者清洗效果、挥发性略逊于后者，但对人体毒性小，甲苯侧相反。5）帆布受潮后，应晾干或用红外线灯烘干再进行胶接。尼龙帆布吸水性强，操作时更要注意，否则接头处会出现气泡、脱层等缺隙，影响质量。6）防止帆布阶梯裁截面或贴合面误差引起帆布重叠，影响粘接强度，导致胶层早期剥离。7）涂胶要均匀，并完全浸润到胶粘面，切忌造成局部缺胶或气孔，胶浆在涂刷前要充分搅拌。在贴覆盖胶和中间胶层时，应用手辊压实，如出现鼓泡应将其刺穿，以排除结合面残留空气。8）胶接所用胶料应与原输送带相同，应存放在5—20°C的阴暗处，由于胶料一旦凝固就无法重新使用，故需随用随配，用完后将容器内的余料用浸有丙酮的抹布擦净烧毁。9）冷接的胶料属有毒物质，故操作时需戴防护手套和口罩，并站在上风向，以防中毒。10）操作时需准备好气油、丙酮等溶剂以便及时洗涤溅于人体上的胶料。5.4气室的下深槽与上浅槽图5.4.1气室的下深槽与上浅槽如图5.4.1所示，气室的下深槽与上浅槽分布充分利用了气室的空间，下深槽更有利于粮食的输送速度的提高，上浅槽利于回带的进行，同时可以更好的利用了皮带的性质，更好的发挥皮带的各项优势。相比普通的气垫输送机的气室而言，提高了皮带输送机的输送效率。其气孔的分布同样需要严格的科学标准，具体的标准与规定如下阐述：首先,有必要先对气垫压力理论的分布形式作一个基本的了解，气垫流场压力是指盘槽与输送带之间空气层的压力,它由输送带自重产生的压力PⅠ、输送物料产生的压力PⅡ和输送带弯曲成盘槽形状所需的附加弯曲压力PⅢ部分组成。图5.4.2为输送机横截面图，图5.4.3为其气垫压力理论分布图，图5.4.4为实验过程中需要进行试验的静态试验台。从图5.4.3理论分布图看出,整个气垫压力的分布是以气室盘槽纵向中轴线为对称线,中间压力大,两侧逐渐减弱,边缘处与大气相同,压力接近于零。因此孔径与排列方式应与输送带横向各点的压力相适应,即靠近带边的孔径小,中间的孔径较大,或在相同孔径的情况下,采用中间排列密,两侧排列疏的方法,以满足输送带承载的需要。图5.4.4为气垫带式输送机静态实验台。其主要参数如下：气室长度3m；带宽1200mm；试验用输送带长215m；单位长度带重21516N/m；试验用物料褐煤；物料在输送带上动堆积角15°；物料松散密度9800N/m3；圆弧形盘槽槽角38°；圆弧半径905mm。图5.4.5a为每排孔孔径均为310mm，排与排之间的距离不等，中间排列密，两侧排列疏。图5.4.5b为排距相等，但孔径不等。中间一排的孔径为510mm，两侧孔径为310mm。由此得到的试验结果如图5.4.6、如图5.4.7所示。空气由气室经小孔出流后的压力损失主要有两个：一是空气加速的能量消耗。二是小孔出流的压力损失。因这些损失很小，空气经小孔进入气垫场时的压力近似等于气室压力。图5.4.2气室的下深槽与上浅槽图5.4.3气垫压力理论分布图图5.4.4静态试验台图5.4.5盘槽孔的分布图5.4.6孔径相等、排距不等的气垫场压力分布图5.4.7孔径不等、排距相等的气垫场压力分布图5.4.8气体流动方向示意图结果分析从图5.4.6、图5.4.7可以看出，盘槽上开孔布置的方式不同，决定着气垫的厚度大小，气垫厚度的变化直接影响着气垫压力的分布曲线，两条曲线都基本呈抛物线形状，与理论曲线相比，基本吻合。因此两种气孔分布形式在静态实验中均能满足输送带承载的需要。如图5.4.8所示在实际工作状态中，对应不同的带速有其最佳的气孔布置形式，因为气体从气孔流出，必按最短途径流动，即沿输送带横向进入大气，但气体离开气孔后的瞬间，靠近输送带的空气因摩擦作用被具有速度的输送带带动，沿着与v有一定夹角的速度曲线流动；而靠近盘槽底的空气按最短的途径1-2方向溢出，所以从气孔中流出的空气在整个气垫厚度中是沿三角形面积△123流动并形成气垫。如果孔径太小，从气孔中排出气体,向带宽方向流动的速度va很大，与带速v合成后，速度方向与v的夹角会增大，达到45°或更大，va/v值越大，从气孔流出的气体△123的重叠部分(图中阴影重叠部分)将越小，气体沿横向快速进入大气。这时局部地方气垫很薄，不能形成气垫。多次试验后的结果得知，va/v值1/3～1/2较适宜，图5.4.5的气孔布置就是按照试验结果设计的，带速2m/s，气孔排列采用奇数排列。一种排距相等，孔径不等，一种排距不等，孔径相等。气箱要求：气箱是用来形成气垫支承输送带及物料的关键部件，由薄钢板折弯成形焊接而成。本系列设计的气箱结构是用水波纹气流流向理论和二次槽角设计法设计的新型结构，它由折线和曲线组成，便于气流流动的复合曲面。气箱盘槽的槽角一般为36°～43°，气箱标准长度为2m、2.5m、3m三种型式，用户可根据工艺要求进行选择。气箱都带有支架，气箱分为标准气箱、端部气箱、风源气箱、中间气箱、凹弧段气箱和非标气箱。在实际应用中，尽可能采用标准气箱，必要时可根据实际情况制造非标准长度气箱以满足输送机线路布置长度的要求。如需将DTⅡ型或TD75型托辊带式输送机改为气垫机，原则上托辊输送机的支架可维持不变，将托辊去掉，换成气箱及支架。驱动装置和张紧装置原则也可以维持原状。气箱的进风口可根据进风口的设计位置在整体气垫机的某一节或几节上加工开设，推荐将供风装置置于气垫机的中部，尽量使两端长度相等。5.5螺旋清料装置图5.5螺旋清料器针对皮带输送机卸料不完全的问题，之前有很多各种不同的改进方案，对此我们提出了一个具体的构想，将与皮带内圈直接接触处安装上此装置，一方面可以作为主动轴给皮带提供动力，另一方面通过其右旋宽螺纹带可将皮带上未完全卸下来的粮食通过此装置卸下来，既减轻了清料装置对皮带和粮食的损害，同时又提高了粮食的卸料效率和卸料程度。5.6滚筒种类及其要求传动滚筒（当采用电动滚筒驱动时没有该部件）是传递动力的主要部件，分为光面、胶面和铸胶三种形式。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、容易打滑的情况下采用胶面滚筒。表5.6.1传动滚筒直径选择标准滚筒直径mm500630800100012501600覆面形式光胶光胶光胶光胶光胶光胶带宽mm500√√650√√√√800√√√√√√√1000√√√√1200√√√√1400√√√√1600√√√√1800√√√√2000√√√2200√√2400√√注：滚筒直径为不含胶面的名以值。.改向滚筒是用来改变输送带运行方向和增加传动滚筒包角的部件，采用整体滚动轴承座固定在机架上。表5.6.2改向滚筒直径选择标准滚筒直径mm250315400500630800100012501600覆面形式光胶光胶光胶光胶光胶光胶光胶光胶光胶带宽mm500√√√√√√650√√√√√√√√800√√√√√√√√√√√√1000√√√√√√√√√√√√√√1200√√√√√√√√√√1400√√√√√√√√√1600√√√√√√√1800√√√√√√√2000√√√√√√2200√√√√√2400√√√√注：滚筒直径为不含胶面厚度的名义值。5.7驱动装置驱动装置是气垫机的动力装置。由安装在驱动架上的Y系列笼型电动机、液力偶合器（或梅花形弹性联轴器）、减速器、ZL型弹性柱销柱齿式联轴器、制动器（逆止器）等组成。表5.7传动型式与传动功率传动型式功率范围/kw备注：弹性联轴器直接传动2.2~37功率≤220kw时电压为380V功率220kw时电压为6000VY系列电动机加液力耦合器45~315电动滚筒直接传动2.2~160绕线转子电动机220~280注：除电动滚筒直接传动外，其余传动型式均配相应的减速器。本系列电动机功率为2.2～315kw，减速器采用DBY型、DCY型硬齿面圆锥圆柱齿轮减速器，传动比为8~50，共配置了221组驱动装置单元及相应的驱动架。也可采用其它型式的减速装置，如ZDY、ZLY、ZSY、ZQ、SS垂直出轴和NGW等，但要自行配置驱动架。按带宽、带速、电动机功率从“驱动装置选择表”中确定组合号，然后在“驱动装置组合表”中确定所需驱动装置。采用带后辅腔的液力偶合器作为本系列气垫机的专用偶合器。其起动力矩系数限制在1.3~1.7之间。选用时应按所需功率和起动时最大力矩，根据制造厂提供的偶合器特征曲线选定充油量。本系列采用液压推杆闸瓦式制动器，选用时要根据制动力矩与发热情况选用相应规格的推动器。制动器推杆的工作制为100%持续率。5.8逆止器逆止器是防止气垫机逆向运行的机构。1）本系列提供的滚柱逆止器，制动力矩为6.9～23.3kN·m，安装在DCY315以下规格的减速器输出轴上，其它型式的逆止器如NYD型凸块式逆止器及非接触式逆止器可由设计者自行配置。2）在一台气垫机上采用多台机械逆止器时，每台逆止器都必须按气垫机可能出现的最大逆转力矩来选取。同时还应验算传动滚筒轴或减速器轴的强度。3）采用多电动机驱动及大规格的逆止器，应尽量安装在减速器输出轴或传动滚筒轴上。本系列驱动装置为单电动机驱动典型配置，如配置条件发生变化或采用多电动机驱动时，驱动装置的组合形式可由设计者自行调整。5.9托辊托辊辊子为无缝钢管配冲压轴承座，采用滚动轴承。（1）槽形缓冲托辊用于装料处以减少物料对输送带的冲击。（2）槽形托辊装在气室前后机头及机尾过渡段处。（3）平形下托辊用于回程输送带的支承，通常装在气室支腿处。（4）平形下调心托辊用于克服输送带跑偏现象，根据图纸设计要求每隔6—10组平形下托辊安装一组平形下调心托辊。其中辊子的选择尤为重要，下表为选用辊子时的一些特定的标准表5.9.1棍子的选用标准带宽mm50065080010001200140016001800200022002400辊子直径mm89√√√108√√√√√133√√√√√√√150√√√√√√√√√194√√√√√219√√表5.9.2托辊种类及过渡角托辊种类承载托辊槽型托辊30°过度托辊缓冲托辊10°20°30°35°代码0104050607回程托辊平行下托辊摩擦下调心托辊螺旋托辊一节二节一节代码212831托辊间距离是两个相邻托辊辊子中心线之间的距离。确定托辊间距应考虑辊子轴承的承载能力和使输送带获得合适的垂度。输送带最大垂度按下式计算：式中hmax—两组托辊间的输送带最大垂度（m）；g—重力加速度（g=9.81m/s2）；a0—托辊间距（m）；qG—每米长度物料的质量（kg/m）；qB—每米长度输送带的质量（kg/m）；F0—该处输送带张力（N）。稳定工况下的输送带垂度应跟制在托辊正常间距的1%以内。5.10张紧装置张紧装置分螺旋张紧装置、车式张紧装置和重锤式张紧装置，在此改进装置中采用螺旋张紧装置。（1）螺旋张紧装置适用于输送长度小于80m、功率较小的输送机上，张紧行程为机长的1/100左右。（2）车式张紧装置适用于输送长度较大、功率较大的场合。（3）重锤式张紧装置适用于采用车式张紧装置有困难的场合，可随着张力的变化靠重力自动补偿输送带的伸长，用装入重锤块来调节张紧力。表5.10张紧装置选用参数带宽/mm行程/mm最大张紧力/kN滚筒直径/mm5008001000500√√√9400650√√√16400800√√√244001000√√√385001200√√√385001400√√√386305.11防雨罩防雨罩防雨罩是用于气垫机防雨的装置。本系列设计的防雨罩与气室相配，分上、下防雨罩两部分。气垫机可以方便地安装防雨罩，从而可以在不建设输送机走廊的条件下广泛用于露天输送。设计者可根据需要选配。上防雨罩长度与气室标准节长度一致，下防雨罩长度与气室支架安装尺寸一致，都为3m；对非标准长度气室节，防雨罩长度应与之对应相配，由设计者自行设计。表5.11防雨罩类型防雨罩类型三角形防雨罩圆弧形防雨罩下防雨罩代码0101A025.12气源气源是向气垫机气室供气的组合体。它由通风机、风管、调节阀门等组成，当风机噪音大于85dB时，应增设隔音或其他消声装置。第二代气垫带式输送机已配置专用风机，目前已形成气垫机专用风机系列，5-50、7-36、6-41、6-27等。有时也可能选用4-72、9-19、9-26、CQ等型号的风机，其目的是要使选用的风量和风压基本上与风机标定的风量和风压相吻合。图5.12气源示意图本系列通风机选用22kw以下，采用225°、180°和0°三种安装型式，出风口为圆形或方形两种，与气箱采用一段软管连接。为消除通风机噪声（主要是进风口噪声），必须安装消声器或隔音箱。凡空气中含尘量少于150mg/m3时，允许将消声器布置在室内并直接与通风机相联接，否则需把消声器布置在空气洁净的室外，消声器用风管与通风机相连接。消声器水平布置，加在通风机进风口处，5.5kw以下通风机不加消声器。通风机安装位置的确定通风机安装位置有旁路进风、底部进风和顶部进风三种形式，设计时可根据工艺要求任选一种。在空间位置允许的情况下，优先选用顶部进风或旁路进风。第六章设计选型要领1.头尾过渡段：输送带在滚筒处是平面形状，在气室承载面上为圆弧状，因此承载段气室与头、尾滚筒之间应有过渡段。过渡段长度可参照带式输送机滚筒至最近一组槽形托辊的距离确定，或参照下式计算：上式中a0—承载段托辊间距（m），参照TD75或DTⅡ选取；Ld—导料槽长度，（m），若加料段采用气室时，取Ld=0。当盘槽边角λD较大时，L1、L2取大值。L1较大时，应加设1～3组过渡槽形托辊。靠近气室端部的托辊槽角应与盘槽边角一致；靠近滚筒的托辊槽角逐步减小。尾部过渡段采用槽形托辊，当盘槽边角大时，应同头部一样，加过渡槽形托辊。2.盘槽边角：盘槽边角主要根据设计输送量的大小来确定。以带宽B=1000mm为例，当盘槽边角从30°增大到60°时，最大允许装料横断面面积Fmax增大42%，所以增大盘槽边角是提高输送量的有效途径。但是还要考虑盘槽边角与物料品种和粒度的关系。深槽型盘槽（λD≥45°）不宜输送软包装成件物品。3.受料点及多点装料问题的处理：气室用薄钢板制成，不能承受最大负荷的冲击，设计时一般仍保留缓冲托辊，但此时托辊的槽角与盘槽边角应一致。当落差小于2m，物料粒度不大于50mm时，可直接在气室上受料，无论单点或多点受料，均应按此处理。当物料粒度及落差大并且多点受料时要布置托辊，气室被截成若干段，段与段之间可用风管连通。给料最好采用给料机，若是从另一台输送机来料，也可使用转载溜槽。给料方向应与输送机运料方向一致，并且对准输送机的中心线，甚至短时间中段给料，气垫带式输送机仍能正常运行，但给料量不得长时间超载。当物料中含有较大颗粒时，为防止破坏已形成的气膜，建议给料溜槽应设计成使物料中的细粉和小颗粒先落在输送带上，形成一缓冲垫层。给料点不能设在曲线段，最好设在水平段，也可设在倾斜段。生产经验证明，倾角大时，给料点设在倾斜段容易掉料，因此在设计大倾角的输送机时，推荐将给料段尽量设在水平段。沿全长多点受料的带式输送机不宜采用气垫输送机。4.输送机长度：气垫带式输送机的长度可以根据用户需要设计。若风机供风量不能满足要求时，可用多台风机分段供风，各段气室隔开。如果条件许可，一台风机也可向数台输送机同时供风。输送机若长度过短或托辊多、气室短，则不宜采用气垫输送机。5.关于逆止问题气垫带式输送机在停车后，气膜消失，摩擦阻力增大，即使是满负荷停车，大倾角输送机的承载带也不会下滑，所以没有必要装设逆止器。6.气垫带式输送机对电控设计要求：（1）首先起动风机，形成气垫后才能起动电机，100m长的气室形成气垫的时间约需6～10s。电控应具有联锁功能，并可延时。（2）风机可单独起动，以备试验测试数据。（3）停车时驱动电机和风机应同时停止，或先停驱动电机，后停鼓风机。（4）若风机损坏，驱动电机应自动立即停止工作。7.气垫带式输送机的计量：输送的物料粒度较均匀，可直接采用核子皮带秤在气垫带式输送机上计量。若粒度范围大或有其他要求时可采用电子皮带秤，但此时电子皮带秤安装处气室要断开，用托辊代替，托辊组两侧的气室要用气管连接，托辊槽角与气室盘槽边角保持一致。第七章维护与保养1.检查输送带接头部位是否有异常情况，如割伤、裂纹等及其他原因造成的损坏，如有割伤和裂纹应及时修补。2.检查清扫装置的螺旋清扫器是否有严重磨损而与输送带不能紧密接触，如有则应调整或更换清扫器。对空段清扫器，使用中应经常检查清扫器与输送带的间隙，其间隙不得过大，联接紧固螺栓应无松动、缺