设计一带式输送机传动装置

-1-设计一带式输送机传动装置一、设计背景与目的随着我国工业生产水平的不断提高，带式输送机在矿山、煤炭、港口、建材等行业中得到了广泛应用。带式输送机作为物料输送的重要设备，其传动装置的可靠性和稳定性直接影响到整个输送系统的运行效率和生产安全。因此，在设计带式输送机传动装置时，必须充分考虑其工作环境、载荷特性以及运行条件等因素，以确保传动装置在长时间、高负荷的工况下能够稳定运行。设计带式输送机传动装置的主要目的是提高输送效率，降低能耗，延长设备使用寿命。在保证输送能力的同时，传动装置的设计应追求结构简单、维修方便、成本低廉，以适应不同工况下的使用需求。此外，传动装置的设计还需满足国家相关标准和法规的要求，确保其安全可靠。在当前市场竞争激烈的环境下，带式输送机传动装置的设计还需注重创新，引入先进的设计理念和技术，以提高产品的竞争力。通过对传动装置进行优化设计，可以减少设备的故障率，降低维护成本，从而提高企业的经济效益。同时，传动装置的设计还需考虑环保因素，降低噪音和振动，减少对周围环境的影响，实现可持续发展。二、传动装置的选型与计算(1)在进行带式输送机传动装置的选型与计算时，首先需要确定输送机的输送能力、带速、物料特性以及工作环境等因素。以某矿山为例，该矿山输送机的设计输送能力为每小时处理2000吨矿石，带速为4米/秒。根据输送能力和带速，计算出所需的功率为P=（2000t/h）/（4m/s）*9.81m/s²*0.05=981kW。在选择电动机时，考虑到安全系数和运行条件，选择一台额定功率为1100kW的异步电动机。(2)传动装置的选型还包括传动比的计算和齿轮参数的确定。以上述案例为例，根据输送机的设计要求，传动比i=4。假设主动轴转速为n1=1500r/min，则从动轴转速n2=n1/i=375r/min。根据齿轮的强度计算，选择模数m=6，齿数z1=40，z2=160。齿轮的齿宽b=100mm，齿高h=60mm，齿轮的接触强度和弯曲强度均满足设计要求。(3)在传动装置的选型过程中，还需考虑轴承、联轴器等辅助元件的选择。以轴承为例，根据电动机的功率和转速，选择一对深沟球轴承，其额定载荷C=80000N，安全系数K=1.5。联轴器的选择应考虑传递扭矩的大小和方向，以及安装和拆卸的方便性。在上述案例中，选择一对弹性联轴器，其额定扭矩为T=1100kW*9.81m/s²*0.05=544.55kN·m，满足设计要求。此外，还需考虑传动装置的润滑系统，确保各部件正常工作。根据轴承和齿轮的选型，选择合适的润滑油，如齿轮油或润滑脂，以保证传动装置的长期稳定运行。三、传动装置的结构设计(1)在传动装置的结构设计中，电动机的安装是关键环节。以某钢铁厂输送机为例，其电动机为Y315-8型，额定功率110kW，额定转速1500r/min。根据现场安装空间和操作维护的便利性，设计采用悬臂式安装方式，确保电动机的垂直度和水平度误差在±0.5度以内。同时，为提高电动机的散热效率，设计在电动机周围增加通风散热孔，孔径为50mm，孔距为200mm。(2)齿轮箱的设计是传动装置结构设计的核心部分。以某煤矿输送机为例，齿轮箱采用两级斜齿轮减速器，输入转速为980r/min，输出转速为24r/min。齿轮箱外壳采用铸铁制造，强度等级为HT200，箱体壁厚为30mm。齿轮材料选用20CrMnTi，热处理硬度为HRC55-60。齿轮齿面硬度为HRC58-62，以承受较大的载荷和冲击。(3)联轴器和轴承的选型对传动装置的整体性能至关重要。以某港口输送机为例，选用弹性柱销联轴器，其额定扭矩为1000kN·m，联轴器长度为200mm，宽度为120mm。轴承选用深沟球轴承，型号为6208-2RS，额定载荷为92000N，安全系数为1.5。轴承的安装间隙根据转速和工作条件进行计算，确保轴承在运行过程中具有良好的润滑状态和散热效果。四、传动装置的强度校核与安全系数分析(1)在进行传动装置的强度校核与安全系数分析时，首先需要对齿轮进行接触强度和弯曲强度的校核。以某工厂的带式输送机为例，该输送机采用一对斜齿轮，模数m=5，齿数z1=40，z2=80，齿宽b=100mm，齿面硬度HRC为58-62。根据载荷和转速，计算齿轮的接触应力σH和弯曲应力σF。假设齿轮传递的扭矩为T=110kN·m，则接触应力σH=3.6T/(πD1D2)=3.6*110/(π*0.4*0.8)=312.5MPa，弯曲应力σF=2.4T/(πD1D2)=2.4*110/(π*0.4*0.8)=211.2MPa。根据齿轮材料20CrMnTi的许用接触应力[σH]和许用弯曲应力[σF]，计算安全系数K=σH/[σH]，K=σF/[σF]，结果显示安全系数均大于1.5，满足设计要求。(2)对于轴承的强度校核，需要计算轴承的径向载荷和轴向载荷，并校核其额定载荷。以某港口输送机为例，选用深沟球轴承6208-2RS，额定载荷C=80000N，安全系数K=1.5。假设轴承承受的径向载荷Fr=60000N，轴向载荷Fa=20000N，则实际工作载荷F=√(Fr²+Fa²)=√(60000²+20000²)=63249.1N。计算实际工作载荷与额定载荷的比值F/C=63249.1/80000=0.79，小于1，表明轴承在安全范围内工作。(3)在传动装置的强度校核中，还需考虑润滑系统对轴承和齿轮的影响。以某矿山输送机为例，齿轮箱采用油浴润滑方式，齿轮和轴承的润滑脂选用NLGI2的锂基润滑脂。根据润滑脂的粘度和齿轮箱的工作温度，计算润滑脂的承载能力，确保润滑脂在高温下仍能提供足够的润滑效果。同时，还需定期检查润滑脂的消耗情况，以保证传动装置的长期稳定运行。通过上述分析和计算，可以确保传动装置在各种工况下均能安全可靠地工作。五、传动装置的安装与调试(1)传动装置的安装是确保其正常工作的重要环节。以某钢铁厂带式输送机的安装为例，首先进行现场测量，确保安装基础符合设计要求，包括平面度、垂直度、水平度等。安装电动机时，使用水平仪测量电动机的垂直度和水平度，误差控制在±0.5度以内。安装齿轮箱时，使用对角线法检查其水平度，确保齿轮箱与基础之间的连接螺栓均匀拧紧，扭矩达到规定值。(2)调试过程中，首先进行空载试运行，检查传动装置各部件的运行情况。以某港口输送机为例，空载试运行时间为2小时，在此期间，检查电动机、齿轮箱、联轴器、轴承等部件的温度、振动和噪音，确保其均在正常范围内。试运行期间，对传动装置的润滑系统进行检查，确保润滑油脂的添加量符合要求，润滑效果良好。(3)负载试运行是传动装置安装调试的最后阶段。以某矿山输送机为例，在完成空载试运行后，逐步增加物料负荷，模拟实际工作状态。在负荷试运行过程中