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覆带式挡边带式输送机设计（含CAD图纸和说明书）,覆带式挡,边带,输送,设计,CAD,图纸,说明书

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I摘要摘要长距离、大运量、高速是带式输送机的最新发展方向。与其它输送设备相比，带式输送机运行更可靠，易于实现自动化和集中控制，经济效益十分明显。大倾角挡边带式输送机就是其中的一个。而覆带式挡边带式输送机更是弥补了普通挡边机所存在的不足之处。本文首先对普通带式输送机的运用、分类、特点、原理作了简单地概述，接着阐述了大倾角挡边机的技术优势，引出本次设计-覆带式挡边带式输送机的设计意义；然后对整机的设计方案进行比较选择，在传动方案方面，本文选取了 3 种传动方式进行比较，选出最经济、实用的一种方式，对驱动装置的每个部件进行了较为详细的描述，然后做出选择；接着对设计中所需要的数据进行设计计算，再根据设计准则与计算选型方法按照给定参数要求，对输送机的传动装置、改向装置、拉紧装置、中部机架、托辊、清扫装置等进行选型设计；接着对输送机的传动滚筒轴等主要零部件进行了强度校核；最后简单地说明了输送机的电气及安全保护装置。关键词关键词：带式输送机；方案设计；部件选型；设计计算IIAbstractLong distance,large capacity,high speed is the latest development in the direction of the belt conveyor.Compared with other transportation equipments,belt conveyor is more reliable,easier to implement automation and centralized control,more obvious economic efficiency.Steep sidewall belt conveyor is one of them.Furthermore,the cover sidewall belt conveyor makes up for shortcomings that ordinary sidewall unit exists.Firstly,the design outlines briefly the use,classification,characteristics,principles of common belt conveyor and then it describes technological advantages of the steep wall machine and it leads to this design-cover sidewall belt conveyor and what it means.Then it compares and chooses the whole machines design.In transmission mode,the paper compares 5 kinds of transmission mode to select the most economical and practical way,then each component is given a more detailed description and then the paper chooses the best one.After that it designs and caculates the data needed,tensioning device,the central rack,roller,cleaning devices according to the design criteria and selection method in accordance with the requirments of the given parameters.Next,it is the strength check of drive roller shaft,and other major components.At last,it is brief description of the electrical safety devices.Key words:belt conveyor;program design;parts selection;design caculationsIII目录目录摘要摘要.IABSTRACT .II目录目录.III第第 1 章章 绪论绪论 .11.1 带式输送机的应用 .11.2 带式输送机的分类 .11.3 各种带式输送机的特点 .21.4 带式输送机的发展状况 .31.5 带式输送机的工作原理 .31.6 大倾角带式输送机综述 .51.6.1 大倾角带式输送机的几种结构型式 .51.6.2 发展趋势 .71.7 课题的提出与意义 .71.8 课题的主要内容 .7第第 2 章章 驱动装置的总体设计驱动装置的总体设计 .92.1 传动方案的设计 .92.2 电机的选用 .112.2.1 确定电动机类型 .112.2.2 选择电动机转速 .122.3 减速器的选用 .122.4 联轴器的选用 .13第第 3 章章 带式输送机的设计计算带式输送机的设计计算 .153.1 已知原始数据： .153.2 参数选择 .153.3 功率和张力计算 .153.4 整机布置设计 .183.5 主要部件选用 .193.6 传动滚筒轴强度的校核计算 .203.7 拉紧装置张紧行程的计算 .22第第 4 章章 带式输送机部件的选用带式输送机部件的选用 .23IV4.1 挡边输送带及覆带的选用 .234.2 传动滚筒 .244.3 托辊 .254.4 挡辊 .264.5 改向装置 .274.6 拉紧装置 .274.7 压带轮和压带辊组 .28第第 5 章章 其他部件的选用其他部件的选用 .305.1 机架与中间架 .305.2 给料装置 .315.3 清扫装置 .325.4 头部漏斗 .335.5 电气及安全保护装置 .33结论结论 .35参考文献参考文献 .36致谢致谢 .37附件附件 1 .38附件附件 2 .491第第 1 章章 绪论绪论带式输送机是连续运行的运输设备，在冶金、采矿、动力、建材等重工业部门及交通运输部门中主要用来运送大量散状货物，如矿石、煤、砂等粉、块状物和包装好的成件物品。带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备相比，不仅具有长距离、大运量、连续输送等优点，而且运行可靠,易于实现自动化、集中化控制,特别是对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。特别是近10年，长距离、大运量、高速度的带式输送机的出现，使其在矿山建设的井下巷道、矿井地表运输系统及露天采矿场、选矿厂中的应用又得到进一步推广。1.1 带式输送机的应用带式输送机的应用带式输送机是连续运输机的一种，连续运输机是固定式或运移式起重运输机中主要类型之一，其运输特点是形成装载点到装载点之间的连续物料流，靠连续物料流的整体运动来完成物流从装载点到卸载点的输送。在工业、农业、交通等各企业中，连续运输机是生产过程中组成有节奏的流水作业运输线不可缺少的组成部分。连续运输机可分为：（1）具有挠性牵引物件的输送机，如带式输送机，板式输送机，刮板输送机，斗式输送机、自动扶梯及架空索道等；（2）不具有挠性牵引物件的输送机，如螺旋输送机、振动输送机等；（3）管道输送机(流体输送)，如气力输送装置和液力输送管道。其中带输送机是连续运输机中是使用最广泛的，带式输送机运行可靠，输送量大，输送距离长，维护简便，适应于冶金煤炭，机械电力，轻工，建材，粮食等各个部门。 1.2 带式输送机的分类带式输送机的分类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，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2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：80TDQDDXU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1.3 各种带式输送机的特点各种带式输送机的特点（1）QD80 轻型固定式带输送机 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。（2） 它属于高强度带式输送机，其输送带的带芯中有DX型钢绳芯带式输送机平行的细钢绳，一台运输机运距可达几公里到几十公里。（3）U 形带式输送机 它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。这样一来输送带与物料间030 045090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。（4）管形带式输送机 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。（5）气垫式带输送机 其输送带不是运行在托辊上的，而是在空气膜(气垫)上运行，省去了托辊，用不动的带有气孔的气室盘形槽和气室取代了运行的托辊，运动部件的减少，总的等效质量减少，阻力减小，效率提高，并且运行平稳，可提高带速。但一般其运送物料的块度不超过 300mm。增大物流断面的方法除了用托辊把输送带强压成槽形外，也可以改变输送带本身，把输送带的运载面做成垂直边的，并且带有横隔板。一般把垂直侧挡边作成波状，故称为波状带式输送机，这种机型适用于大倾角，倾角在 30以上，最大可达 90。3（6）压带式带输送机 它是用一条辅助带对物料施加压力。这种输送机的主要优点是：输送物料的最大倾角可达 90，运行速度可达 6m/s，输送能力不随倾角的变化而变化，可实现松散物料和有毒物料的密闭输送。其主要缺点是结构复杂、输送带的磨损增大和能耗较大。（7）钢绳牵引带式输送机 它是无际绳运输与带式运输相结合的产物，既具有钢绳的高强度、牵引灵活的特点，又具有带式运输的连续、柔性的优点。1.4 带式输送机的发展状况带式输送机的发展状况目前带式输送机已广泛应用于国民经经济各个部门，近年来在露天矿和地下矿的联合运输系统中带式输送机又成为重要的组成部分。主要有：钢绳芯带式输送机、钢绳牵引胶带输送机和排弃场的连续输送设施等。这些输送机的特点是输送能力大(可达 30000t/h)，适用范围广(可运送矿石，煤炭，岩石和各种粉状物料，特定条件下也可以运人)，安全可靠，自动化程度高，设备维护检修容易，爬坡能力大(可达 16)，经营费用低，由于缩短运输距离可节省基建投资。目前，带式输送机的发展趋势是：大运输能力、大带宽、大倾角、增加单机长度和水平转弯，合理使用胶带张力，降低物料输送能耗，清理胶带的最佳方法等。我国已于 1978 年完成了钢绳芯带式输送机的定型设计。钢绳芯带式输送机的适用范围：（1）适用于环境温度一般为C；在寒冷地区驱动站应有采暖设施；40 40（2）可做水平运输，倾斜向上(16)和向下()运输，也可以转弯运输；运010012输距离长，单机输送可达 15km；（3）可露天铺设，运输线可设防护罩或设通廊；（4）输送带伸长率为普通带的 1/5 左右；其使用寿命比普通胶带长；其成槽性好；运输距离大。1.5 带式输送机的工作原理带式输送机的工作原理带式输送机又称胶带运输机，其主要部件是输送带，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 1-1 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4料装置等。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-传动滚筒 8-卸料器9-清扫装置 10-平行托辊 11-空段清扫器 12-清扫器图 1-1 带式输送机简图输送带绕经传动滚筒和机尾换向滚筒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。提高传动装置的牵引力可以从以下三个方面考虑：（1）增大拉紧力。增加初张力可使输送带在传动滚筒分离点的张力增加，此法1S提高牵引力虽然是可行的。但因增大必须相应地增大输送带断面，这样导致传动装1S置的结构尺寸加大，是不经济的。故设计时不宜采用。但在运转中由于运输带伸长，5张力减小，造成牵引力下降，可以利用拉紧装置适当地增大初张力，从而增大，以1S提高牵引力。（2）增加围包角对需要牵引力较大的场合，可采用双滚筒传动，以增大围包角。0（3）增大摩擦系数其具体措施可在传动滚筒上覆盖摩擦系数较大的衬垫，以增0大摩擦系数。通过对上述传动原理的阐述可以看出，增大围包角是增大牵引力的有效方法。故在传动中拟采用这种方法。1.6 大倾角带式输送机综述大倾角带式输送机综述普通带式输送机一般只能在倾角 18以下的坡度条件下输送物料，而大倾角带式输送机是在普通带式输送机的基础上发展起来的一种输送机械，以实现在大倾角、长距离条件下的物料输送，从而充分发挥运输设备的功能。1.6.1 大倾角带式输送机的几种结构型式大倾角带式输送机的几种结构型式（1）采用花纹输送带的大倾角带式输送机采用花纹输送带可在一定范围内增大物料的输送角度。有波浪形、棱锥形、鱼骨形、人字凸台形、圆凹坑形等花纹，花纹的高度为 540mm。花纹带式输送机的主要优点是可以采用标准的系列设备，输送能力大、结构简单、使用可靠，输送倾角可比光面输送带高 1020。技术经济分析表明，它的长度与费用比通用输送机减少 1620。运输具有中等湿度的物料时，可采用振动式清扫装置或用卡普隆线的回转刷清扫，当输送潮湿或粘性物料时，可采用水力清扫法。工业试验和理论研究结果表明，在输送倾角不太大时，选择合理地清扫装置，使用花纹带式输送机运输成件物品、细粒或松散货物，效果是显著的。（2）有横隔板输送带的大倾角带式输送机在实际应用中都力求采用普通标准输送带配以横隔板，在空载分支上配置特殊托辊，以避免输送带翻转长度的限制，另一方面使输送带磨损增大，由三辊式托辊组支承的大倾角输送机就是其中一种。输送带的横隔板在承载分支上靠隔板本身向输送带6中部彼此搭接，输送带空载分支沿着圆盘形的托辊运行，而横隔板在圆盘之间通过。也可采用从一个表面转到另一个表面的铰接横隔板，这种隔板用专门的铰接与输送带侧边联接，当输送带运行时，靠横向导轨将横隔板转到空载分支的上面，输送带的空载分支即可沿着普通托辊运行。具有横隔板和侧挡边的大倾角输送带，输送倾角能达到 60，当输送粉尘物料时，该输送机最大倾角可达 7075。采用通用带式输送设备，仅用具有侧挡边的输送带代替普通输送带，输送能力提高 0.51 倍，输送机总投资费用减少 40，经济效益显著。缺点是输送带清扫困难，不宜运输粘性物料。（3）采用大槽角的大倾角带式输送机大槽角提高输送倾角的原理是：输送带行程深槽形，输送带与物料之间产生挤压，使物料对输送带的摩擦力增大。有 3 种结构型式：1、输送带呈 U 形，输送带中间布置加强索；2、几组托辊将输送带托起形成深槽形；3、采用特殊托辊组，使输送带与物料之间产生挤压，使物料对输送带的摩擦力增大。以上几种深槽形带式输送机可用于输送细块和中块散状物料，输送倾角为 2530。其优点在于：1、结构比其它大倾角输送机简单，用普通输送机的通用部件；2、适宜于多点驱动，可用普通输送带，在倾角不太大时，这种输送机很有发展前途；3、由于槽型角太大，货载横截面积大，因此在相同宽和相同带速下输送能力增大。（4）管型大倾角带式输送机管型带式输送机是在槽型带式输送机基础上发展起来的一种新型输送设备，其工作原理是：物料受卷成管状得输送带侧压力作用，物料与输送带间的摩擦力增大，实现大倾角输送，其输送倾角达 2747；如果输送带上有花纹或凸台，则输送倾角可达60以上。（5）压带式大倾角带式输送机所谓压带式输送机就是将物料夹在两条输送带之间，随输送带一起输送。这种带式输送机是英国首先研制成功的，最大的特点就是输送能力不随倾角变化，输送物料的最大倾角可达 90。物料在全封闭状态下输送，无落料和粉尘飞扬，所以容易实现高速输送。71.6.2 发展趋势发展趋势（1）由于大倾角带式输送机扩大了带式输送机的使用范围，使普通带式输送机行不通的地方成为可能。应用大倾角带式输送机，可以减少占地面积及工程量，节约投资及运行费用，所以今后将会得到更广泛的应用。（2）对于倾角不太大的场所，应尽量选用结构简单、易于制造及清扫的花纹输送带。（3）输送对于输送带磨损较小的较软物料或块度均匀、非尖锐硬物，宜选大槽角带式输送机。（4）输送对环境污染较严重的物料或倾角较大的转弯运输，宜选用圆管形带式输送机。（5）对于超过 50或接近于 90的特大倾角输送，尤其是块度不太大的物料，压带式输送机是一种很好的机型。1.7 课题的提出与意义课题的提出与意义大倾角带式输送机的推广和应用克服了通用带式输送机占地面积大的缺点，但是它的输送能力受到它所采用的波状挡边带的横隔板间距和输送倾角的制约。横隔板间距越小、输送倾角越小，输送能力就越大。为了保证输送物料的顺利卸落，必须采用适当的横隔板间距，横隔板间距过小容易造成回料现象；减小输送倾角就势必会增加普通挡边机的长度，加大占地面积，影响整机布置的经济性。对于越来越要求大运量、又要求占地紧凑的设计选型，普通挡边机显然不是最佳的选择。 有没有一种输送设备既能像普通挡边机那样节约占地面积，又能像通用带式输送机那样拥有较大的输送能力呢？覆带式挡边机恰好填补了这项技术空白。我的设计题目为覆带式挡边带式输送机，设计一条倾角为 90的挡边机，这不仅可以让我将所学的知识应用于实践，培养将来作为技术人员应具备的基本设计能力，还能在设计的过程中思考解决目前存在问题的一些办法。1.8 课题的主要内容课题的主要内容本课题的主要内容是完成 90大倾角覆带式挡边带式输送机的设计。在设计中，根8据生产现场的实际要求，确定带式输送机的型式，完成把各部件的选用设计以及必要部件的校核。最后，将它们转化成为能够指导制造、装配、安装、调试、使用和维护的设计图纸及说明书等技术文件。9第第 2 章章 驱动装置的总体驱动装置的总体设计设计驱动装置是整个皮带输送机的动力来源，它由电动机、偶合器、减速器、联轴器、传动滚筒组成。驱动滚筒由一台或两台电机通过各自的联轴器、减速器和链式联轴器传递转矩给传动滚筒。电动滚筒是将电机、减速齿轮装入滚筒内部的传动滚筒。其结构紧凑 ，外形尺寸小，适于短距离及较小功率的单机驱动输送机。本次设计采用电机减速器传动滚筒驱动方式。2.1 传动方案的设计传动方案的设计传动装置是将原动机的运动和动力传递给工作机的中间装置。它常具备减速、改变运动形式或运动方向以及将动力和运动进行传递与分配的作用。传动装置是机器的重要组成部分。传动装置的质量和成本在整部机器中占有很大的比重，整部机器的工作性能、成本费用以及整体尺寸在很大程度上取决于传动装置设计的状况。因此，合理地设计传动装置是机械设计工作的一个重要组成部分。合理的传动方案首先应满足工作机的性能要求。另外，还要与工作条件相适应。同时还要求工作可靠，结构简单，尺寸紧凑，传动效率高，使用维护方便，工艺性和经济性好。若要同时满足上述各方面要求往往是比较困难的。因此，要分清主次，首先满足重要要求，同时要分析比较多种传动方案，选择其中既能保证重点，又能兼顾其他要求的合理传动方案作为最终确定的传动方案。运输带工作速度=1m/s，运输带滚筒直径 D=800mm=0.8mmV滚筒转速 nw =260v/D=1201/3.140.8=48r/min若选用同步转速为 1500 或 1000r/min 的电动机，则可估算出，总传动比约为 30，因为普通圆柱齿轮传动的传动比常用值为 35，蜗杆传动的传动比常用值为 1060，带传动传动比常用值为 24。所以，该传动可由二级圆柱齿轮、一级蜗轮蜗杆或一级带传动和一级齿轮传动来实现。可有如图 2-1 传动方案：10图 2-1 带式输送机传动方案比较：方案 1 采用二级圆柱斜齿轮减速器，该方案结构尺寸小，传动效率高，适合于在较差的工作环境下长期工作；方案 2 采用一级闭式齿轮传动和一级开式齿轮传动，该方案成本低，但使用寿命短且不适用于较差的工作环境；方案 3 采用一级蜗杆传动，该方案结构紧凑，但传动效率低，长期工作不经济。根据本次设计的实际情况，选择方案 1。方案 1 具体分析：一、 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。二、 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。三 、确定传动方案：为了实现过载保护作用，采用了 V 带轮传动，同时考虑到电机转速高，传动功率大，应将 V 带设置在高速级；为了确保整个传动装置能够更平稳的工作，初步确定选用二级斜齿圆柱齿轮减速器（展开式）。其传动方案总体设计图初步拟定如图 2-2 示：11图 2-2 带式输送机传动方案总体设计图其中，1、2、3、4、5分别为弹性联轴器、闭式齿轮传动（设齿轮精度为 7 级）、滚动轴承、V 形带传动、工作机，Pd为电动机的输出总功率, Pw为工作机滚筒上的输入功率。2.2 电机的选用电机的选用2.2.1 确定电动机类型确定电动机类型带式输送机的负载是一种典型的恒转矩负载，而且不可避免地要带负载起动和制动。电动机的起动特性与负载的起动要求不相适应的情况在带式输送机上比较突出，为了保证必要的起动力矩，电机起动时的电流要比额定运行时的电流大 67 倍，要保证电动机不因电流的冲击过热而烧坏，电网不因大电流使电压过分降低，这就要求电动机的起动要尽量快，即提高转子的加速度，使起动过程不超过 35 秒。鼠笼式交流异步电动机是驱动带式输送机的最简单最经济的电动机。按工作要求和条件,选用 y 系列三相交流异步电动机。122.2.2 选择电动机转速选择电动机转速传动副传动比合理范围普通 V 带传动=24带i圆柱齿轮传动=35齿i则传动装置总传动比的合理范围为 （2-1）齿带总iii由公式（2-1）得：=（24） （35） （35）=（18100）总i则，电动机转速的可选范围为=（18100） 48r/min=8644800r/mindn总iwn根据电动机所需功率 30kw 和同步转速，符合这一范围的常用同步加速有1500、1000r/min。选用同步转速为 1000r/min，选定电动机型号为 Y225M-6。电机的主要性能参数如表 2-1：表 2-1 电机的主要性能2.3 减速器的选用减速器的选用传动装置总传动比型号效率额定功率kw同步转速r/min满载转速r/min功率因数cos额定电流A起动转矩/额定转矩起动电流/额定电流最大转矩/额定转矩Y225M-690.23010009800.9213=nm/nw=i42.2048980式中：nm为电动机满载转速,980r/min；nw为工作机的转速，48r/min。由参考文献 1 表 2-119 查得，本次设计选用 ZSY280-40 型减速器，传动比为22.4，输出转速为 44r/min。2.4 联轴器的选用联轴器的选用当电机功率小于或等于 37KW 时，驱动装置采用联轴器联接电机和减速器。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。梅花形弹性联轴器的半联轴器与轴的配合孔可作成圆柱形或圆锥形。装配联轴器时将梅花形弹性件的花瓣部分夹紧在两半联轴器端面凸齿交错插进所形成的齿侧空间，以便在联轴器工作时起到缓冲减振的作用。结构图如图 2-3：弹性柱销联轴器能传递转矩的能力很大，结构更为简单，安装、制造方便，耐久性好，也有一定的缓冲和吸振能力，允许被联接两轴有一定的轴向位移以及少量的径向位移和角位移，适用于轴向窜动较大、正反转变化较多和起动频繁的场合。本次设计中，由文献 1 表 2-119 查得电动机与减速器轴之间联接选用梅花形弹性联轴器，减速器与传动滚筒之间联接选用弹性柱销齿式联轴器bMTJML78448142607ZL10。14图 2-3 梅花型弹性联轴器结构图综合上述所有设计选用，驱动装置采用文献 1 表 2-119 第 184 组合号，装配型式采用 Q141184 图号装置图所示，不带制动器和逆止器。15第第 3 章章 带式输送机的设计计算带式输送机的设计计算3.1 已知原始数据：已知原始数据：（1）输送物料：石灰石（2）物料特性：1)粒度：50 2)容重：0.83.53/mt（3）输送系统及相关尺寸：1)输送长度 L：53m2)输送高度 Lv：36.615m3)输送倾角：904)输送量 Q:100t/h3.2 参数选择参数选择（1）将要求的输送能力转换成体积输送能力：（m/h）1258 . 0/100/vQQ根据文献 1 表 9-1 初选带宽 B=1200mm，挡边高 H=240mm，隔板间隔，mm252ts带速 v=1m/s. 按文献 1 表 9-1 查得=139m/h,大于 125m/h，满足要求。vQ（2）校核带速、粒度是否在许范围内。查文献 1 表 9-2 得，当带宽 B=1200mm，挡边高 H=240mm，倾角时，许 90用最大粒度，大于给出值；许用最大带速，大于选用值。mm140amaxs/m5.21vmax3.3 功率和张力计算功率和张力计算（1）传动滚筒上所需的圆周力见文献 1 公式（9-1）uF（N） （3-1）fuSTHuFFCFF式中：为主要阻力，单位 N；由文献 1 公式（9-3）得HF16时， 90 （3-2）（qq2qqfg21BHLFC 为附加阻力系数，见文献 1 表 9-3；L 为挡边机水平投影长度，单位 m；H 为挡边机提升高度，单位 m；f 为模拟摩擦系数，一般 f=0.03；g 为重力加速度，g=9.81；2/sm为上托辊转动部分质量，单位 kg/m，一般取托辊间距为 1m；1q为下托辊转动部分质量，单位 kg/m，一般取托辊间距为 1.2m；2q为挡边带每米质量，单位 kg/m；由文献 1 公式（9-4）得Bq （3-3）sBtB/qq2qqTfs0为基带每米质量，单位 kg/m，带加强层的棉帆布芯基带每米质量见文献 1 0q表 9-4；为挡边每米质量，单位 kg/m，见文献 1 表 9-5；sq为有效宽度，单位 m，见文献 1 表 9-6；fB为隔板间距，单位 m，见文献 1 表 9-1；st为隔板每米质量，单位 kg/m,见文献 1 表 9-7；Tqq 为每米物料质量，单位 kg/m，由文献 1 公式（9-5）得；q=Q/3.6v （3-4）Q 为输送能力，单位 t/h；V 为带速，单位 m/s；为提升阻力，单位 N，按文献 1 公式（9-6）计算STF （3-5）HFSTgq因为,查文献 1 表 9-3 得 C=2.7，又知11.40)615.36385.16()(2/1222/122 HL17f=0.03，L=16.385m, g=9.81m/，查文献 1 表 9-4 得=13kg/m，=14kg/m。查文献2s1q2q1 表 9-5,表 9-6，表 9-7 得=6.3kg/m，=23.99kg/m，=10.1kg/m，0.69m。sq0qTqfB则由（3-3）得（kg/m）24.64252. 0/1 .1069. 03 . 6299.23Bq由（3-4）得q=Q/3.6v=100/（3.6 1）=27.78(kg/m)由（3-5）得(N)4 .9978615.3678.2781. 9 gqHFST由（3-2）得（N）70.883)78.2724.6421413(385.1681. 903. 0HF由（3-1）得(N)39.1668543214 .997870.8837 . 2uF式中的计算如下：fuF覆带材料：棉帆布芯基带。型号：CC-56带宽：B=800mm。层数：4 层。 （3-6）gHQFfufu式中：为覆带每米质量，单位 kg/m，见文献 1 表 9-6；fuQ由公式（3-6）得（N）4321615.3681. 903.12fuF（2）电动机功率计算 P由文献 1 公式 9-7 计算 （KW） （3-7）v/1000UFP 式中：18为传动效率，一般取 0.75-0.9。(KW)2 .2275. 01000139.16685P选 P=30KW。（3）输送带张力计算输送带最大张力按文献 1 公式（9-8）得： （3-8）HFSSBUgq0max式中：为最小初拉力，由文献 1 公式（9-9）得0S （N） （3-9）lgq50）（qSBl 为托辊间距，单位 m，一般取 l=1m。则（N）581.451381. 9178.2724.6450）（S（N）54.44273615.3624.6481. 939.16685581.4513maxS（4）带芯层数 Z 的计算带芯层数按文献 1 公式（9-10）计算 （3-10）/mmaxBSZ 式中：m 为输送带安全系数，一般取 8-10；为输送带许用强度，棉帆布芯时=56N/(mm层)（层）27. 5561200854.44273Z考虑到接头部位的强度损失及挡边带制造工艺的需要，选 Z=6 层；3.4 整机布置设计整机布置设计（1）整机布置的基本形式整机布置的基本形式有如图 3-1 所示五种：19图 3-1 整机布置的形式本次设计中输送机的输送角度为 90，且带有波状挡边，所以选用第五种基本形式（e）型。（2）改向滚筒直径和压带轮直径，按文献 1 表 9-7 中选定。2D3D（3）凸弧段有载分支曲率半径 R 与带宽 B、传动滚筒直径的关系见文献 1 1D表 9-8。（4）拍打清扫器设在传动滚筒与凸弧段压带轮之间。传动滚筒中心至压带轮中心的最小距离应大于 0.5（）+1000mm。31DD （5）加料点距凹弧段压带轮中心距离应大于 0.5+1000mm。3D（6）拉紧装置的行程 S 有 500mm、800mm、1000mm 三种，在选用时应保证拉紧行程大于挡边带总长度的 1% 。3.5 主要部件选用主要部件选用（1）查文献 1 表 9-6 挡边带带宽 B=1200mm，挡边高度 H=240mm，隔板间距=252mm，基带帆布芯层数 Z=6，上胶厚 4.5mm，下胶厚 1.5mm，加强层厚 3.0mm。st20（2） 查文献 1 表 9-7 选择传动滚筒直径=800mm，改向滚筒直径=630mm，1D2D压带轮直径=1000mm。3D3.6 传动滚筒轴强度的校核计算传动滚筒轴强度的校核计算通过轴的结构设计，轴的主要结构尺寸，轴上零件的位置，以及外载荷和支反力的作用位置均已确定，轴上的载荷（弯矩和扭矩）已可以求得，因而可按弯扭合成强度条件对轴进行强度校核计算。（1）做出轴的计算简图（即力学模型），如图 3-2a在做计算简图时，先求出轴上受力零件的载荷，并将其分解为水平分力和垂直分力，然后求出各支承处的支反力。（2）计算总弯矩，做出弯矩图，如图 3-2b（3）做出扭矩图，如图 3-2c图 3-2 轴的载荷分析图21T 的计算由文献 4 公式（17）得，忽略减速器的效率： （3-11）inPTmd 9550式中：为电动机的额定功率；dP为电动机的满载转速；mn为减速器的公称传动比；i（4）校核轴的强度对于直径为 d 的圆轴，轴的弯扭合成强度条件由文献 5 公式（15-5）得： （3-12）)(122WTMca式中：为轴的计算应力，MPa；caM 为轴所受的弯矩，；mmN T 为轴所受的扭矩，；mmN W 为轴的抗弯截面系数，计算公式由文献 5 表 15-4 得3mm （3-13）331 . 032ddW为对称循环变应力时轴的许用弯曲应力，其值按文献 5 表 15-1 选取。1 为折合系数，当扭转切应力为静应力时，取为 0.3；当扭转切应力为脉动循环变应力时，取为 0.6；扭转切应力为对称循环变应力时，取为 1。则，由公式（3-11）得mNT57.65484 .22980309550已知=16685.39N,，求得tFUFmmLLmmL875,5 .257321N70.834221nnFF求得mNLFMn73002122由公式（3-13）得3335 .2460371351 . 01 . 0mmdW由公式（3-12）得acaMP5573.305 .246037)1057.65483 . 0()107300(12323因此，所选择的轴满足强度要求。3.7 拉紧装置张紧行程的计算拉紧装置张紧行程的计算张紧装置的总行程由文献 3 公式（1-11）得： （3-14）21lll式中：为工作行程，为安装行程。1l2l安装行程是为重新搭接胶带和修理驱动装置时所需，其大小由文献 3 公式 （1-12）得： （3-15）Bl)21 (2工作行程决定于带条的类型和输送机的长度，由文献 3 公式（1-13）得： （3-16）KLl 1式中：K 为胶带受工作载荷时的伸长系数，由文献 3 表 1-10 查得。则，由公式（3-15）得：)(240012001200)21 (2mml由公式（3-16）得：)(10605300002. 01mml由公式（3-14）得：)(226012001060mml23第第 4 章章 带式输送机部件的选用带式输送机部件的选用4.1 挡边输送带及覆带的选用挡边输送带及覆带的选用输送带在带式输送机中既是承载构件又是牵引构件，它不仅要有承载能力，还要有足够的抗拉强度。输送带有带芯和覆盖层组成，其中覆盖层又分为上覆盖胶、边条胶和下覆盖胶。常用输送带有两大类：织物芯胶带和钢绳芯胶带。国产织物芯胶带的衬垫常用帆布制成，普通织物芯橡胶带适用于工作温度在-15+40之间。钢绳芯胶带与织物芯相比，具有抗拉强度高、动态性能好等优点，但它横向强度低、接头和修理的劳动量大、当覆盖胶损坏后，钢丝易腐蚀。根据给定条件，此次设计中挡边带基带及覆带选用棉帆布芯胶带即可。挡边带由基带、挡边和隔板组成。基带与普通输送带相同，挡边波的形状可以是S 型波、WM 型波、W 型波等。由于挡边高在 300mm 以下，本设计采用 S 型挡边。隔板按其不同的断面可分成 T 型、C 型、TC 型（见图 4-1）。本设计选用 TC 型，TC 型适用于输送机倾角，物料粘性较大、粒度较大的场合。 40图 4-1 横隔板在确定横隔板间距时，一方面要考虑为了使输送带能够合理地加大输送量，提高输送能力，避免出现物料撒漏现象，要求有较小的横隔板间距；一方面又要考虑为了获得较好的受料、卸料状况，要求有较大的横隔板间距，同时胶带本身制作工艺也限制着间距不能太小。因此横隔板间距应视具体情况而定。本设计根据文献 2 表 2-6 选取的最小横隔板间距为 280mm。244.2 传动滚筒传动滚筒传动滚筒是传递动力的主要部件，它是依靠与输送带之间的摩擦力带动输送带运行的部件。传动滚筒根据承载能力分为轻型、中型和重型三种。同一种滚筒直径又有几种不同的轴径和中心跨距供选用。轻型：轴承孔径 80100mm。轴与轮毂为单键联接的单幅板焊接筒体结构。单向出轴。中型：轴承孔径 120180mm。轴与轮毂为胀套联接。重型：轴承孔径 200220mm。轴与轮毂为胀套联接，筒体为铸焊结构。有单向出轴和双向出轴两种。输送机的传动滚筒结构有钢板焊接结构及铸钢或铸铁结构，驱动滚筒的表面形式有钢制光面滚筒、铸胶滚筒等，钢制光面滚筒主要缺点是表面摩擦系数小，一般用在周围环境湿度小的短距离输送机上。铸胶滚筒的主要优点是表面摩擦系数大，适用于环境湿度大、运距长的输送机，铸胶滚筒按其表面形状又可分为光面铸胶滚筒、人字形沟槽铸（包）胶滚筒和菱形铸（包）胶滚筒。人字形沟槽铸（包）胶滚筒是为了增大摩擦系数，在钢制光面滚筒表面上，加一层带人字沟槽的橡胶层面，这种滚筒有方向性，不得反响运转。人字形沟槽铸（包）胶滚筒，沟槽能使水的薄膜中断，不积水，同时输送带与滚筒接触时，输送带表面能挤压到沟槽里，由于这两种原因，即使在潮湿的场合工作，摩擦系数降低也很小。考虑本设计的实际情况和输送机的工作环境：用于工厂生产，环境潮湿，功率消耗大，易打滑，所以我们选择人字形滚筒。铸胶胶面厚且耐磨，质量好；而包胶胶皮易掉，螺钉头容易露出，刮伤皮带，使用寿命较短，比较二者选用铸胶滚筒。表 4-1 传动滚筒参数表Bmm许用扭矩Knm许用合力KnDmm12001280800轴承型号轴承座型号转动惯量Kg2m重量Kg3524DT1212z96105925传动滚筒长度的确定，查文献 1 表 2-39 得。其主要性能参数如表 4-1 所示。再查文献 1 表 2-40 可得出滚筒长度为 1400mm。或者由经验公式：已知带宽 B=1200mm，传动滚筒直径为 800mm，滚筒长度比胶带宽略大，一般取。mmBB)200100(1取=1200+200=1400，与查表结果一致。1Bmm4.3 托辊托辊托辊是决定带式输送机的使用效果，特别是输送带使用寿命的最重要部件之一。托辊组的结构在很大程度上决定了输送带和托辊所受承载的大小与性质。对托辊的基本要求是：结构合理，经久耐用，密封装置防尘性能和防水性能好，使用可靠。轴承保证良好的润滑，自重较轻，回转阻力系数小，制造成本低，托辊表面必须光滑等。托辊分上平托辊、回程托辊、弧形托辊和缓冲托辊。上平托辊用于支撑输送带上分支承载分支；回程托辊用于支撑输送带下分支空载分支；弧段托辊分凸弧托辊和凹弧托辊两种，其中凸弧托辊与上平托辊同；缓冲托辊用于加料点，因为在那里如果输送带用刚性支承，由被输送物料中的大块和物料重量引起的冲击会使输送带遭到严重的损坏。该设计因为有波状挡边带，所以选用平行托辊。由原始尺寸 B=1200mm 查文献 1表 2-48 取上平托辊为 DT05C1423，托辊直径 D 为 108mm。回程托辊查文献 1 表 2-50 取用 DT05C2122，托辊直径为 108mm。托辊的间距设计由带宽 B=1200mm，取上平托辊间距为 1200mm，回程托辊间距为 2400mm。弧段托辊间距一般取托辊直径的 1.52 倍。缓冲托辊间距视物料堆积密度和块度而定，一般取上平托辊间距的 1/31/4，本设计采用。mm3004/11200上平托辊的结构见图 4-2：26图 4-2 上平托辊回程托辊的结构见图 4-3：图 4-3 回程托辊4.4 挡辊挡辊挡辊的作用是防止输送带跑偏，本系列挡辊直径分 89 和 108 两种，一般布置辊距为 6m。在输送机的凸弧段和凹弧段处的输送带上下分支均应加设挡辊。查文献 2，取上下挡辊为 DDJ100-5，辊径为 108mm。上下挡辊的结构图如图 4-4：图 4-4 上、下挡辊274.5 改向装置改向装置带式输送机采用改向滚筒或改向托辊组来改变输送带的运动方向。本机改向滚筒用于输送带 180的方向改变，布置在尾部拉紧装置附近。改向滚筒直径有 250、315、400、500、630、800、1000mm 等规格。选用时可与传动滚筒直径匹配，改向 180时其直径可比传动滚筒直径小一档。此次设计采用的是直径为 630mm 的改向滚筒。改向滚筒与拉紧装置位置图如图 4-5：1、拉紧装置 2、改向滚筒图 4-5 改向滚筒与拉紧装置位置图4.6 拉紧装置拉紧装置拉紧装置的作用是：保证输送带在传动滚筒的绕出端（即输送带与传动滚筒的分离点）有足够的张力，能使滚筒与输送带之间产生必须的摩擦力，防止输送带打滑；保证输送带的张力不低于一定值，以限制输送带在各支撑托辊间的垂度，避免撒料和增加运动阻力；补偿输送带在运转过程中产生的塑性伸长和过渡工况下弹性伸长的变化。拉紧装置分为手动拉紧装置、自动拉紧装置。手动拉紧装置一般布置在与输送机驱动端相对的一端，这是最简便、费用最低的布置，因为不需要额外的滚筒。手动拉紧装置最常用的就是螺旋式拉紧装置。螺旋式拉紧装置适用于输送机展开长 L=70m的输送机，其拉紧行程有 500mm、800mm 两种。自动拉紧装置是现代长距离带式输送机中应用较广泛的形式。它能使带条具有合理的张力图、自动补偿带条的弹性变形和28塑性伸长。它的缺点是：结构较复杂；外形尺寸大；对污染较敏感及需要辅助驱动装置。本次设计机长小于 70m，功率较小故可采用手动拉紧装置中的螺旋拉紧装置，如图 4-6，可按机长的 11.5选取拉紧行程。1、螺杆、2滚筒、3机架、4可移动的滚筒轴承座图 4-6 螺旋拉紧装置根据 DT系列，其许用的最大拉紧力见表 4-2：表 4-2 螺旋拉紧装置的最大拉紧力带宽（mm）500650800100012001400最大拉紧力（kN）916243854754.7 压带轮和压带辊组压带轮和压带辊组压带轮和压带辊组的作用相同，都是压住挡边带工作面的空边，使挡边带改变运行方向。它们被布置在挡边机凸弧段的回程分支和凹弧段的承载分支处。压带轮是最常用的形式，由复式轮缘、轴、轴承座组成。大轮缘压在挡边带的空边上，小轮缘则轻轻压在两条挡边上。压带辊组由若干个悬臂辊子按一个较大的、公共的曲率半径布置。当带速较大时，它能有效地克服物料在通过凸弧段时所产生的向后簸料现象。压带轮和压带辊组侧剖面如图 4-7：29图 4-7 压带轮和压带辊组侧剖图30第第 5 章章 其他部件的选用其他部件的选用5.1 机架与中间架机架与中间架机架是支承滚筒及承受输送带张力的装置。本系列机架采用结构紧凑、刚性好、强度高的三角形机架。图 5-1 机架（1）机架有四种结构如图 5-1 所示。可满足带宽 5001400mm、倾角 018、围包角 190210多种形式的典型布置。并能与漏斗配套使用。a01 机架：用于 018倾角的头部传动及头部卸料滚筒。选用时标注角度。b02 机架：用于 018倾角的尾部改向滚筒。c03 机架：用于 018倾角的头部探头滚筒或头部卸料传动滚筒，围包角小于或等于 180。d04 机架：用于传动滚筒设在下分支的机架。可用于单滚筒传动，也可用于双滚筒传动。围包角大于或等于 200。（2）本系列机架适用于输送带强度范围：CC-56 棉帆布 38 层。滚筒直径范围：5001000mm。（3）中间架用于安装托辊。标准长度 6000mm，非标准长度 30006000mm 及凸凹弧段中间架; 支腿有 I 型无斜撑、H 型有斜撑两种。中间架和中间架支腿全部采用螺栓联接，便于运输和安装。中间架为螺栓联接的快速拆装支架，它由钢管、H 型支架、下托辊和挂钩式槽型托辊组成，是机器的非固定部分，钢管作为可拆卸的机身，用弹性柱销架设在 H 型支架的管座中。柱销固装在钢管上，只是打入的位置适当转动钢管，就能方便地从管座31中抽出或放入。槽型托辊轴的两端加工成矩形，这样就可以把单个滚筒放进机架中，既可以定位又可以起到固定轴的作用。因为皮带输送机的滚筒很多，损坏的也经常，当辊子需要维修时，就可以快速取下，以便于维修和更换，对运输很小，提高了工作效率。这就是快速拆装的特点。中间架作为输送机架的一部分，输送机架的选型即决定了中间架的型式。输送机的机架随输送机类型的不同而不同，有落地式和吊挂式，而落地式又有钢架落地式和绳架落地式，吊挂式有钢架吊挂式和绳架吊挂式种类。本皮带运输机选用钢架落地式机架。该种机架机身结构简单，节省钢材，安装、拆卸方便，不易跑偏。5.2 给料装置给料装置只有两个可能的加料方向沿着输送带运行方向加料和在输送带的侧面加料。沿输送带运行方向加料是最好的，因为设计最简单，可以使物料通过加料溜槽装到运行的输送带上，这样物料的前进速度几乎与带速相同。物料可以被导向到输送带的中央，从而使载料形状对称。加料点的导料槽长度最小。给料量的变化不会明显地影响输送带的正常装载。采用这种加料方向时，物料从一条输送带向另一条输送带运转的高度损失为最小。在输送带沿着运行方向加料时，加料溜槽可做的十分简单。加料溜槽的宽带应不大于受料输送带宽带的三分之二。本设计物料为石灰石块料，此时应使加料溜槽的内部宽度至少为最大块料尺寸的 2 倍。加料溜槽的后半或底板应该安装在靠近输送带的地方，而且还应装上可以调节的橡胶边板，来防止块料跑到溜槽后板的下面或后面，并在后板与输送带之间跳动。物料在离开溜槽之后和在达到带速之前，需要用导料槽将物料保持在输送带上。图 5-2 为导料槽在输送带上的典型用法：32图 5-2 导料槽在输送带上的位置装料点的托辊组间距应在 0.3m0.6m 范围内。本设计采用 300mm。给料漏斗的安装位置必须保证物料块落到两组托辊之间，而不是落在某一托辊上。5.3 清扫装置清扫装置输送机在运转过程中，不可避免的有部分颗粒和粉料粘在输送带表面，通过卸料装置后不能完全卸净，表面黏有物料的输送带工作面通过下托辊或改向滚筒时，由于物料的积聚而使其直径增大，加剧托辊和输送带的磨损，引起输送带跑偏。而且，不段掉落的物料还污染了场地环境。因此，清扫粘结在输送带表面的物料，对于提高输送带的寿命和保证输送带的正常工作具有重要意义。本设计头部选用旋转式输送带清扫器，如图 5-3，旋转式清扫器系由动力驱动的主轴或管子及装在它上面的硬毛刷或刮板组成的。旋转刷子和旋转刮板清扫器的运动方向应使刷子或刮板的周边的运动方向与输送带运动方向相反。清扫器可由附近的头部滚筒传动轴通过链条来驱动，或者用单独的驱动装置来驱动。图 5-3 旋转刮板清扫器在输送带上的位置33在加料点和沿输送带长度的任何地方都可能发生输送带撒料现象。如果发生撒料现象，撤出的物料可能落在输送带空载段上，而被夹在输送带与尾部滚筒之间，从而引起输送带的损坏或跑偏。用来防止产生这种麻烦的两种装置是盖板和空载段输送带清除器。本设计采用空载段输送带刮板清扫器即可。将其安装在空载段输送带上侧，紧靠在尾部滚筒的前方，用来清扫撒在空载段输送带上的任何物料。如图 5-4：尾部滚筒 V 形刮板 下托辊图 5-4 V 形刮板清扫器5.4 头部漏斗头部漏斗头部漏斗是用于导料、控制料流方向的装置，也可起防