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1、礦用帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 礦用帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真 摘要 帶式輸送機(jī)是一種連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械，也是一種通用機(jī)械。帶式輸送機(jī)被廣泛應(yīng)用在港口、電廠、鋼鐵企業(yè)、水泥、糧食以及輕工業(yè)的生產(chǎn)線。即可以運(yùn)送散狀物料，也可以運(yùn)送成件物品。本次設(shè)計(jì)的礦用帶式輸送機(jī)主要用來(lái)承擔(dān)煤礦井下巷道短距離的煤炭轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)。設(shè)計(jì)過(guò)程嚴(yán)格遵循帶式輸送機(jī)的一般設(shè)計(jì)原則。首先對(duì)帶式輸送機(jī)作了簡(jiǎn)單的概述，接著分析了帶式輸送機(jī)的選型原則和計(jì)算方法，然后根據(jù)輸送物料的特性和給定的工作條件確定了帶式輸送機(jī)的整機(jī)結(jié)構(gòu)，并對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置和工作部分的主要零部件進(jìn)行選型計(jì)算和強(qiáng)度校核，確定了傳動(dòng)滾筒所需圓周

2、驅(qū)動(dòng)力及皮帶的張緊方式、張緊力大小等。普通型帶式輸送機(jī)由六個(gè)主要部件組成：驅(qū)動(dòng)裝置、工作部分、改向裝置、機(jī)架、拉緊裝置以及輸送帶。由于井下工作環(huán)境惡劣，設(shè)備運(yùn)行工況復(fù)雜，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮各種可能出現(xiàn)的因素，并計(jì)算最危險(xiǎn)工況下運(yùn)輸機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)，采取相應(yīng)措施，為帶式輸送機(jī)正?？煽康倪\(yùn)行提供有效保證。 關(guān)鍵詞　帶式輸送機(jī)；井下；主要部件；選型設(shè)計(jì) The design of the rubber belt conveyor used in coal mine Abstract Rubber belt conveyor named belt conveyor also named

3、belt machine，is a continuous transportation machinery, and is also a kind of general machinery. Rubber belt conveyor are widely used in port, power plant, steel enterprise, cement, food and light industrial production line. Namely can transport disper- ses the shape material , also can carry as arti

4、cles. The belt conveyor designed this time is mainly used for transporting the coal at a short distance in the coal mine roadway underground. The design process strictly follow the general des- ign principles of the belt conveyor. At first, it is a simple introduction about the belt conveyor. Next,

5、it is an analysis of the belt conveyor selection principles an- d calculation methods. After that, according to the material features and working conditions given, the whole structure of the belt conveyor was determined. Then it is the calculation and strength checking about selecting driving device

6、 and the main components in the conveyor. The circumference driving force of the drive roller、the tensioning type and the amount of tensioning force were also deter- mined . The ordinary belt conveyor consists of six main parts: Drive Unit Work- ing part、Delivery End、Intermediate Structure、Loop Take

7、-Up and Belt. As a result of underground working environment and the complexity of equipment operating conditions, it is necessary to consider every kind of possible working conditions during its design and calculate the parameters in the most dangerous condition,take corresponding measures to prov

8、ide an effective guarantee for the normal and reliable transport of the belt conveyor. Keywords　 Rubber belt conveyor belt；underground；main components；lectotype design 不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印 - III - 目錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 5 1.1 課題背景 5 1.1.1 國(guó)外帶式輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展 5 1.1.2 國(guó)內(nèi)帶式輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展 6 1.2 設(shè)計(jì)的目的及意義

9、 7 1.3 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)、組成、工作原理和主要特點(diǎn) 7 1.3.1 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)和組成 7 1.3.2 帶式輸送機(jī)的工作原理 7 1.3.3 帶式輸送機(jī)的主要特點(diǎn) 7 1.4 主要內(nèi)容 8 第2章 帶式輸送機(jī)方案設(shè)計(jì) 9 2.1 帶式輸送機(jī)的總體設(shè)計(jì) 9 2.1.1 總體設(shè)計(jì)方案的確定 9 2.1.2 設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題及解決方法 10 2.2 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件 10 2.3 輸送帶運(yùn)行速度及其寬度的設(shè)計(jì) 11 2.3.1 輸送帶運(yùn)行速度的設(shè)計(jì) 11 2.3.2 輸送帶寬度的設(shè)計(jì) 12 2.4 傳動(dòng)滾輪所需圓周驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算 13 2.4.1 計(jì)算公式

10、 13 2.4.2 主要阻力計(jì)算 13 2.4.3 附加阻力的計(jì)算 14 2.4.4 主要特征阻力的計(jì)算 15 2.4.5 附加特征阻力的計(jì)算 15 2.4.6 傾斜阻力的計(jì)算 16 2.4.7 傳動(dòng)滾筒最大扭矩的計(jì)算 16 2.5 傳動(dòng)功率的計(jì)算 16 2.5.1 傳動(dòng)滾筒軸功率的計(jì)算 16 2.5.2 傳動(dòng)滾筒軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 17 2.5.3 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算 18 2.6 輸送帶張力的計(jì)算及拉緊裝置拉緊力的計(jì)算 19 2.6.1 輸送帶不打滑條件的校核 19 2.6.2 輸送帶下垂度校核 20 2.6.3 特性點(diǎn)張力計(jì)算 20 2.6.4 拉緊裝置拉緊力的計(jì)

11、算 21 2.7 本章小結(jié) 22 第3章 驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 23 3.1 驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 23 3.2 電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì) 23 3.3 減速器的設(shè)計(jì) 23 3.4 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 23 3.5 本章小結(jié) 24 第4章 帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 4.1 輸送帶 25 4.1.1 輸送帶基本知識(shí) 25 4.1.2 輸送帶分類 25 4.1.3 輸送帶的連接 25 4.1.4 輸送帶的設(shè)計(jì) 26 4.2 傳動(dòng)滾筒 26 4.2.1 傳動(dòng)滾筒的作用與類型 26 4.2.2 傳動(dòng)滾筒的結(jié)構(gòu) 27 4.2.3 傳動(dòng)滾筒的設(shè)計(jì) 27 4.3 改向滾筒 27 4.4 托輥 29

12、 4.4.1 托輥的作用 29 4.4.2 托輥的類型 29 4.4.3 托輥的作用 30 4.5 拉緊裝置 31 4.5.1 拉緊裝置的作用 31 4.5.2 拉緊裝置布置時(shí)應(yīng)遵循的原則 31 4.5.3 拉緊裝置的類型 31 4.5.4 拉緊裝置的設(shè)計(jì) 34 4.6 受料裝置 34 4.7 清掃裝置 35 4.8 本章小結(jié) 36 結(jié)論 37 致謝 38 參考文獻(xiàn) 39 附錄 40 - V - 第1章 緒論 1.1 課題背景 帶式輸送機(jī)是一種應(yīng)用摩擦力傳動(dòng)的原理，連續(xù)傳送物體的裝置，它既可以進(jìn)行碎散物料的輸送，也可以進(jìn)行成件物品的輸送。其輸送線路一般是

13、固定的，帶式輸送機(jī)可用于水平或傾斜運(yùn)輸，還可以根據(jù)各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程中的工藝要求與其它輸送設(shè)備相配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運(yùn)輸線。其優(yōu)點(diǎn)是輸送能力大，效率高，運(yùn)輸距離長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，所以被廣泛地應(yīng)用于礦山、冶金、煤炭、港口、糧食等各個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)中。 帶式輸送機(jī)的最新發(fā)展方向呈現(xiàn)長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、高速度、集中控制等特點(diǎn)。與其他運(yùn)輸設(shè)備(如機(jī)車類)相比，不僅具有長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、連續(xù)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，而且運(yùn)行可靠，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和集中控制，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。帶式輸送機(jī)也是煤礦最為理想的高效連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，特別是煤礦高產(chǎn)高效現(xiàn)代化的大型礦井，帶式輸送機(jī)己成為煤炭高效開(kāi)采機(jī)電一體化技術(shù)與裝備的關(guān)鍵設(shè)備

14、。 1.1.1 國(guó)外帶式輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展 國(guó)外帶式輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展很快，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面是帶式輸送機(jī)的功能多元化、應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，如高傾角帶式輸送機(jī)、管狀帶式輸送機(jī)、空間轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)等各種機(jī)型，另一方面是帶式輸送機(jī)本身的技術(shù)和裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、高帶速的大型帶式輸送機(jī)已成為主要的發(fā)展方向，其核心技術(shù)是開(kāi)發(fā)應(yīng)用了帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析和監(jiān)控技術(shù)，提高了帶式輸送機(jī)運(yùn)行性能和可靠性。 目前，在國(guó)外煤礦井下使用的帶式輸送機(jī)其關(guān)鍵技術(shù)和裝備有以下幾個(gè)特點(diǎn)： （1）設(shè)備大型化。其主要技術(shù)參數(shù)和裝備均向大型化發(fā)展，以滿足年產(chǎn)300～500萬(wàn)噸以上高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要

15、。 （2）應(yīng)用動(dòng)態(tài)分析技術(shù)和機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)監(jiān)控等高新技術(shù)，采用大功率軟啟動(dòng)與自動(dòng)張緊技術(shù)，對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控，大大地降低了輸送帶的動(dòng)張力，設(shè)備運(yùn)行性能好，運(yùn)輸效率高。 （3）采用多機(jī)驅(qū)動(dòng)與中間驅(qū)動(dòng)及其功率平衡、輸送機(jī)變向運(yùn)行等技術(shù)，使輸送機(jī)單機(jī)運(yùn)行長(zhǎng)度在理論上已不受限制，并確保了輸送系統(tǒng)設(shè)備的通用性、互換性及其單元驅(qū)動(dòng)的可靠性。 （4）新型、高可靠性關(guān)鍵元部件技術(shù)。如包含CST等在內(nèi)的各種先進(jìn)的大功率驅(qū)動(dòng)裝置與調(diào)速裝置、高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效貯帶裝置、快速自移機(jī)尾等。 1.1.2 國(guó)內(nèi)帶式輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展 從20世紀(jì)80年代起，我國(guó)煤礦用帶式輸送機(jī)也有了很大

16、發(fā)展，對(duì)帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)都取得了可喜的成果，輸送機(jī)產(chǎn)品系列不斷增多，從定型的SDJ, SSJ, STJ, DT等系列發(fā)展到多功能、適應(yīng)特種用途的各種帶式輸送機(jī)系列，但這一階段的發(fā)展大都基于我國(guó)70年代前后引進(jìn)帶式輸送機(jī)的變形和改進(jìn)，主體結(jié)構(gòu)沒(méi)有大的變化。進(jìn)入90年代后，隨著煤礦現(xiàn)代化的發(fā)展和需要，我國(guó)對(duì)大傾角帶式輸送機(jī)、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮皮帶運(yùn)輸機(jī)及長(zhǎng)運(yùn)距、大運(yùn)量帶式輸送機(jī)及其關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵零部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，應(yīng)用動(dòng)態(tài)分析技術(shù)和中間驅(qū)動(dòng)與智能化控制等技術(shù)，研制成功了軟啟動(dòng)和制動(dòng)裝置以及PLC控制為核心的防爆電控裝置。 我國(guó)生產(chǎn)的皮帶運(yùn)輸機(jī)與國(guó)外相比在技

17、術(shù)性能上的差距有： （1）裝機(jī)功率 我國(guó)工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)最大裝機(jī)功率為4250kW,國(guó)外產(chǎn)品可達(dá)到4970kW,國(guó)產(chǎn)皮帶運(yùn)輸機(jī)的裝機(jī)功率約為國(guó)外產(chǎn)品的30%～40%，固定式帶式輸送機(jī)的裝機(jī)功率相差更大。 （2）運(yùn)輸能力 我國(guó)帶式輸送機(jī)最大運(yùn)量為3000t/h,國(guó)外已達(dá)5500t/h。 （3）最大輸送帶寬度 我國(guó)帶式輸送機(jī)為1400mm，國(guó)外最大為1830mm。 （4）帶速 由于受托輥轉(zhuǎn)速的限制，我國(guó)帶式輸送機(jī)最大帶速為4m/s,國(guó)外為5m/s以上。 （5） 工作面順槽運(yùn)輸長(zhǎng)度 我國(guó)為3000m，國(guó)外為7300m。 （6）高效儲(chǔ)帶與張緊裝置 我國(guó)采用封閉式儲(chǔ)帶結(jié)

18、構(gòu)和絞車張緊為主，張緊小車易脫軌，輸送帶易跑偏，輸送帶伸縮時(shí)，托輥小車不自移，需人工推移，檢修麻煩。國(guó)外采用結(jié)構(gòu)先進(jìn)的開(kāi)放式儲(chǔ)帶裝置和高精度的大扭矩、大行程自動(dòng)張緊設(shè)備，托輥小車能自動(dòng)隨輸送帶伸縮到位。輸送帶不易跑偏，不會(huì)出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象。 （7）輸送機(jī)品種 機(jī)型品種少，功能單一，使用范圍受限，不能充分發(fā)揮其效能，如拓展運(yùn)人、運(yùn)料或雙向運(yùn)輸?shù)裙δ?，做到一機(jī)多用；另外，我國(guó)煤礦地質(zhì)條件差異很大，在運(yùn)輸系統(tǒng)的布置上經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些特殊要求，如彎曲、大傾角（<＋25）直至垂直提升等，應(yīng)開(kāi)發(fā)特殊型專用帶式輸送機(jī)。 顯然，我國(guó)帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)制造水平與國(guó)外還存在著很大的差距，這就需要我們的工程技術(shù)人員不

19、斷地努力研發(fā)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)，積極汲取國(guó)外的先進(jìn)制造技術(shù)，盡快縮小差距，使我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)得到更快的發(fā)展。 1.2 設(shè)計(jì)的目的及意義 隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r越來(lái)越成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，美國(guó)等其他一些發(fā)達(dá)國(guó)家，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，這也在一定程度上得益于這些發(fā)達(dá)國(guó)家的運(yùn)輸業(yè)發(fā)展完善，在散裝物料短距離運(yùn)輸，帶式輸送機(jī)的作用表現(xiàn)的越來(lái)越明顯，帶式輸送機(jī)的傳輸效率高，而且噪聲小，污染小，壽命長(zhǎng)，成本相對(duì)小。 帶式輸送機(jī)是一種以摩擦原理連續(xù)傳動(dòng)的運(yùn)輸機(jī)械?？梢詫⑽锪显谝欢ǖ妮斔途€上，運(yùn)輸距離小則幾十米大則幾十公里，而且它相比，汽車，火車，它的效率高，成本低，可連續(xù)作業(yè)。它既可以進(jìn)行碎散物料的輸送，也可

20、以進(jìn)行成件物品的輸送。除進(jìn)行純粹的物料輸送外，還可以與各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程中的工藝過(guò)程的要求相配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運(yùn)輸線。所以帶式輸送機(jī)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中。在煤礦的井下巷道、礦井地面運(yùn)輸系統(tǒng)、露天采煤場(chǎng)及選煤廠中，也廣泛應(yīng)用皮帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行水平或傾斜運(yùn)輸煤炭。它運(yùn)行可靠，輸送量大，輸送距離長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)便，所以對(duì)它的設(shè)計(jì)具有十分重要的意義。 1.3 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)、組成、工作原理和主要特點(diǎn) 1.3.1 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)和組成 帶式輸送機(jī)主要由以下部件組成：驅(qū)動(dòng)裝置、清掃裝置、傳動(dòng)滾筒、托輥、輸送帶、機(jī)架、拉緊裝置、改向裝置、給料裝置等。 輸送帶是帶式輸送機(jī)的承載構(gòu)件，帶上

21、的物料隨輸送帶一起運(yùn)行，物料根據(jù)需要可以在運(yùn)輸機(jī)的端部或中間進(jìn)行卸載。機(jī)架上裝有托輥組，包括承載托輥和回程托輥，用來(lái)支撐輸送帶及物料。 1.3.2 帶式輸送機(jī)的工作原理 輸送帶繞經(jīng)傳動(dòng)滾筒和尾部的改向滾筒形成一個(gè)封閉的環(huán)形帶。輸送帶的上下兩部分都支撐在托輥上。電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器、減速器帶動(dòng)傳動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，借助于傳動(dòng)滾筒與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶運(yùn)動(dòng)。拉緊裝置提供輸送帶正常運(yùn)行時(shí)所需的張緊力。物料在裝料處裝載，靠與輸送帶之間的摩擦力和輸送帶一起運(yùn)動(dòng)，并在輸送帶改向處卸載。必要時(shí)，可利用專門的卸料裝置在輸送帶中部的任意點(diǎn)進(jìn)行卸載。從而形成一套連續(xù)運(yùn)送物料的流水作業(yè)線。 1.3.3 帶式輸送機(jī)

22、的主要特點(diǎn) 帶式輸送機(jī)具備優(yōu)良的性能：首先是它運(yùn)行可靠。在許多需要連續(xù)運(yùn)行的重要的生產(chǎn)單位，如發(fā)電廠煤的輸送，鋼鐵廠和水泥廠散狀物料的輸送，以及港口內(nèi)船舶裝卸等均采用帶式輸送機(jī)。如在這些場(chǎng)合停機(jī)，其損失是巨大的。必要時(shí)，帶式輸送機(jī)可以一班接一班地連續(xù)工作。 帶式輸送機(jī)動(dòng)力消耗低。由于物料與輸送帶幾乎無(wú)相對(duì)移動(dòng)，不僅使運(yùn)行阻力小(約為刮板輸送機(jī)的1／3-1／5)，而且對(duì)貨載的磨損和破碎均小，生產(chǎn)率高。這些均有利于降低生產(chǎn)成本。 帶式輸送機(jī)的輸送線路適應(yīng)性強(qiáng)又靈活。線路長(zhǎng)度根據(jù)需要而定．短則幾米，長(zhǎng)可達(dá)10km以上。可以安裝在小型隧道內(nèi)，也可以架設(shè)在地面交通混亂和危險(xiǎn)地區(qū)的上空。 根據(jù)工藝

23、流程的要求，帶式輸送機(jī)能非常靈活地從一點(diǎn)或多點(diǎn)受料．也可以向多點(diǎn)或幾個(gè)區(qū)段卸料。當(dāng)同時(shí)在幾個(gè)點(diǎn)向輸送帶上加料(如選煤廠煤倉(cāng)下的輸送機(jī))或沿帶式輸送機(jī)長(zhǎng)度方向上的任一點(diǎn)通過(guò)均勻給料設(shè)備向輸送帶給料時(shí)，帶式輸送機(jī)就成為一條主要輸送干線。 帶式輸送機(jī)可以在貯煤場(chǎng)料堆下面的巷道里取料，需要時(shí)，還能把各堆不同的物料進(jìn)行混合。物料可簡(jiǎn)單地從輸送機(jī)頭部卸出，也可通過(guò)犁式卸料器或移動(dòng)卸料車在輸送帶長(zhǎng)度方向的任一點(diǎn)卸料。 帶式輸送機(jī)與其堆料機(jī)和取料機(jī)相配合，已經(jīng)成為大規(guī)模堆取塊狀物料(如煤、礦石等)的唯一有效的方法。 在環(huán)保方面，帶式輸送機(jī)工作時(shí)噪聲小，必要時(shí)，帶式輸送機(jī)可被封閉在機(jī)罩里，不致于飄散灰塵污

24、染空氣。若在轉(zhuǎn)運(yùn)站，灰塵可被密封在轉(zhuǎn)運(yùn)溜槽里，如與除塵器相連，粉塵還可收集起來(lái)。 1.4 主要內(nèi)容 選擇帶式輸送機(jī)作為本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題，可以補(bǔ)充自己在運(yùn)輸機(jī)械這方面知識(shí)的欠缺，能培養(yǎng)我們獨(dú)立解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，也為自己在今后的工作中打下一定的基礎(chǔ)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們?cè)诖髮W(xué)四年來(lái)所學(xué)的基本理論和專業(yè)知識(shí)得到了一次綜合運(yùn)用，也使我們的設(shè)計(jì)、計(jì)算和繪圖能力得到了全面的訓(xùn)練。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：帶式輸送機(jī)的工作原理，結(jié)構(gòu)組成，布置方式；帶式輸送機(jī)各部分的功能與作用，并對(duì)主要零部件進(jìn)行了選型設(shè)計(jì)與計(jì)算，最終設(shè)計(jì)出一臺(tái)小型煤炭帶式輸送機(jī)在煤礦井下進(jìn)行短距離轉(zhuǎn)運(yùn)煤炭。 第2章

25、 帶式輸送機(jī)方案設(shè)計(jì) 2.1 帶式輸送機(jī)的總體設(shè)計(jì) 2.1.1 總體設(shè)計(jì)方案的確定 由于生產(chǎn)系統(tǒng)的需要或建筑結(jié)構(gòu)等種種原因，帶式輸送機(jī)有各種各樣的布置方式。帶式輸送機(jī)最基本的布置形式見(jiàn)圖2-1中的幾種形式。 圖2-1 皮帶運(yùn)輸機(jī)的基本布置形式 本次設(shè)計(jì)的帶式輸送機(jī)是煤炭從一臺(tái)帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)到另外的運(yùn)輸機(jī)上，不承擔(dān)長(zhǎng)距離的運(yùn)輸工作，且不需要傾斜，所需功率較小。故選擇水平布置方式就可以達(dá)到要求。而其他布置方式的運(yùn)輸機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功率消耗大，不適合短距離轉(zhuǎn)運(yùn)。擬設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-2所示。 1-頭部漏斗；2-機(jī)架；3頭部清掃器；4-傳動(dòng)滾筒；5-安全保護(hù)裝置；6-輸

26、送帶；7-承載托輥；8-緩沖托輥；9-導(dǎo)向槽；10-改向托輥；11-拉緊裝置；12-尾架；13-空段清掃器；14-回程托輥；15-中間架；16-電動(dòng)機(jī)；17-液力耦合器；18-制動(dòng)器；19-減速器；20-聯(lián)軸器 圖2-2 擬設(shè)計(jì)皮帶運(yùn)輸機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 2.1.2 設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題及解決方法 本次設(shè)計(jì)首先要根據(jù)生產(chǎn)要求的給料和卸料方法確定帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸線路；其次，根據(jù)輸送物料的性質(zhì)和工作環(huán)境，為選擇帶速、帶寬、摩擦驅(qū)動(dòng)提供依據(jù)；然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果合理選用零部件。另外，由于本次設(shè)計(jì)的帶式輸送機(jī)工作環(huán)境特殊，所以與一般的帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)存在一些差別，例如在某些部件的選用上還必須考慮環(huán)境因素，符合安

27、全生產(chǎn)的規(guī)定。 2.2 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件 (1) 輸送物料：原煤 (2) 物料特性： 1) 粒度：0～200 mm 2) 堆積密度： kg/ 3) 靜堆積角：45 4）運(yùn)行堆積角：25 5) 物料溫度：< 50C (3) 工作環(huán)境：煤礦井下 (4) 輸送機(jī)相關(guān)參數(shù)： 1) 運(yùn)距：10 m 2) 最大輸送能力：320t/h 3) 輸送機(jī)傾角：

28、0 2.3 輸送帶運(yùn)行速度及其寬度的設(shè)計(jì) 2.3.1 輸送帶運(yùn)行速度的設(shè)計(jì) 帶速是帶式輸送機(jī)的重要參數(shù)，應(yīng)遵循以下原則進(jìn)行選擇： (1) 輸送量大、輸送帶較寬時(shí)，應(yīng)選擇較高的帶速。 (2) 較長(zhǎng)的水平輸送機(jī)，應(yīng)選擇較高的帶速；輸送機(jī)傾角愈大，輸送距離愈短，則帶速應(yīng)愈低。 (3) 物料易滾動(dòng)、粒度大、磨琢性強(qiáng)的，或容易揚(yáng)塵的以及環(huán)境衛(wèi)生條件要求較高的，宜選用較低帶速。 (4) 人工配料稱重時(shí)，帶速不應(yīng)大于1.25 m/s。 (5) 采用卸料車時(shí)，帶速一般不宜超過(guò)2.5 m/s；當(dāng)輸送細(xì)碎物料或小塊料時(shí)，允許帶速為3.15 m/s。 (6) 有計(jì)量秤時(shí)，帶速應(yīng)按自動(dòng)計(jì)量秤的要求決

29、定。 (7) 輸送成品物件時(shí)，帶速一般小于1.25 m/s。 帶式輸送機(jī)的常用帶速如表2-1所示。 表2-1 常用帶速 序號(hào) 物料特性 物料種類 帶寬B/mm 500,650 800,1000 1200,1400 1 磨琢性小，品質(zhì)不會(huì)因粉化而降低 原煤、砂、泥土等 0.8～2.5 1.0～3.15 1.5～5.0 2 中等磨琢性，中小粒度(150mm以下) 礦石、石渣等 0.8～2.0 1.0～2.5 1.0～4.0 3 磨琢性大，粒度大(350mm以下) 礦石、鋼渣等 0.8～1.6 1.0～2.5 1.0～3.15

30、 4 磨琢性大,易碎 燒結(jié)礦、焦炭等 0.8～1.6 0.8～2.0 0.8～2.0 5 磨琢性小，品質(zhì)會(huì)因粉化而降低 谷物、化肥等 0.8～2.0 0.8～2.5 0.8～3.15 根據(jù)以上分析，并參見(jiàn)表2-1，選取帶速v為2m/s。 2.3.2 輸送帶寬度的設(shè)計(jì) 1）已知輸送能力，按式（2-1）先計(jì)算需要的物料橫截面積S (2-1) 式中 ——輸送能力()； ——輸送機(jī)傾斜系數(shù)； ——帶速()； ——被輸送散狀物料的堆積密度

31、()。 計(jì)算過(guò)程如下： 已知=400，=2,=110，由于是水平運(yùn)輸，故選取。 查DTⅡ(A)型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) 表3-2 ，初步選擇帶寬650mm。 2）按初選帶寬計(jì)算輸送帶上最大的物料橫截面積 (2-2) (2-3) (2-4) 式中 ——輸送帶可用寬度()；按以下原則取值： 時(shí)， 時(shí)， ； ——中間輥長(zhǎng)度；對(duì)于一輥或二輥的托輥組，； ——物料的運(yùn)行堆積角； ——托輥

32、組的槽角。 計(jì)算過(guò)程如下： 查DTⅡ(A)型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) 表1-8和表1-9，當(dāng)帶寬為650mm時(shí)，初選35槽型托輥組作為承載托輥，托輥直徑為89mm，長(zhǎng)度為250mm；平行下托輥?zhàn)鳛榛爻掏休仭Ｉ贤休侀g距=1200mm，下托輥間距=3000mm。 通過(guò)比較和，顯然，帶寬為650mm的輸送帶能夠滿足設(shè)計(jì)要求。 3）輸送帶寬度的核算 輸送大塊散狀物料的輸送機(jī)，需要按以下公式進(jìn)行核算： (2-5) 式中 ——最大粒度 (mm)； 計(jì)算過(guò)程如下： 故所選的輸送帶寬度滿足要求，最終確定選用

33、帶寬為650mm。 2.4 傳動(dòng)滾輪所需圓周驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算 2.4.1 計(jì)算公式 對(duì)于機(jī)長(zhǎng)L<80m的輸送機(jī)，其傳動(dòng)滾筒上所需的圓周驅(qū)動(dòng)力為輸送機(jī)所有阻力之和，即。 （2-6） 式中 ——主要阻力 (N)； ——附加阻力 (N)； ——特種主要阻力 (N)； ——特種附加阻力 (N)； ——傾斜阻力 (N)； 2.4.2 主要阻力計(jì)算 輸送機(jī)的主要阻力是物料及輸送帶移動(dòng)和承載分支及回程分支托輥旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生阻力的總和。 （2-7） 式中 ——模擬摩擦系數(shù)；

34、 ——輸送機(jī)長(zhǎng)度(頭尾滾筒中心距) (m)； ； ——重力加速度()； ——承載分支托輥組每米長(zhǎng)度旋轉(zhuǎn)部分重量 (kg/m)； （， 其中——承載分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量 kg ——承載分支托輥間距 m ） ——回程分支托輥組每米長(zhǎng)度旋轉(zhuǎn)部分重量 (kg/m)； （，其中——回程分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量 kg ——回程分支托輥間距 m ）

35、 ——每米長(zhǎng)度輸送帶質(zhì)量 (kg/m)；（見(jiàn)5.1.4） ——每米長(zhǎng)度輸送物料質(zhì)量 (kg/m)； （） ——輸送機(jī)傾角 ()。 輸送機(jī)的模擬摩擦系數(shù)如表2-2所示。 表2-2 模擬摩擦系數(shù)(推薦值) 安裝狀況 工作條件 水平、向上傾斜及向下傾斜的電動(dòng)工況 工作環(huán)境良好，制造、安裝良好，帶速低，物料內(nèi)摩擦系數(shù)較小 0.020 按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，制造、調(diào)整好，物料內(nèi)摩擦系數(shù)中等 0.022 多塵，低溫，過(guò)載，高帶速，安裝不良，托輥質(zhì)量差，物料內(nèi)摩擦大 0.023～0.03 向下傾斜 設(shè)計(jì)、制造正常，

36、處于發(fā)電工況時(shí) 0.012～0.016 根據(jù)表2-2，選取模擬摩擦系數(shù)=0.022。 查DTⅡ(A)型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) 表3-7，可知 =6.45kg,=5.79kg。 計(jì)算過(guò)程如下： 2.4.3 附加阻力的計(jì)算 輸送機(jī)附加阻力包括加料段物料加速和輸送帶間的慣性阻力及摩擦阻力，輸送帶繞過(guò)滾筒的彎曲阻力和除傳動(dòng)滾筒外的改向滾筒軸承阻力。可用式（2-8）進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。 (2-8) 式中——與機(jī)長(zhǎng)有關(guān)的系數(shù)（取=2.2）； 計(jì)算過(guò)程如下： 2.4.4 主要特征阻力的計(jì)算 主要特種阻力包括托輥前傾

37、的摩擦阻力和被輸送物料與導(dǎo)料槽欄板間的摩擦力兩部分。由于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)不包含前傾托輥及導(dǎo)料槽，故=0。 2.4.5 附加特征阻力的計(jì)算 附加特種阻力包括輸送帶清掃器摩擦阻力和卸料器摩擦阻力等部分。本次設(shè)計(jì)不包含卸料器，只安裝兩個(gè)頭部清掃器和一個(gè)空段清掃器。按式（2-9）和式（2-10）進(jìn)行計(jì)算。 （2-9） （2-10） 式中 ——清掃器的摩擦阻力 （N）； ——清掃器的個(gè)數(shù)（包括頭部清掃器和空段清掃器）； ——一個(gè)清掃器和輸送帶接觸面積 （） ——清掃器

38、和輸送帶間的壓力 （），一般取為～ ； ——清掃器和輸送帶間的摩擦系數(shù)，一般取0.5～0.7。 查表2-3得 A=0.007m，取P=N/m，取=0.6，將數(shù)據(jù)帶入式（2-10）中，可得 一個(gè)空段清掃器相當(dāng)于1.5個(gè)頭部清掃器。 清掃器與輸送帶的接觸面積如表2-3所示。 表2-3 清掃器與輸送帶的接觸面積 帶寬B/mm 清掃器與輸送帶接觸面積A/m 頭部清掃器 空段清掃器 500 0.005 0.008 650 0.007 0.01 800 0.008 0.012 1000 0.01 0.015 1200 0.012

39、 0.018 1400 0.014 0.021 2.4.6 傾斜阻力的計(jì)算 傾斜阻力按式（2-11）進(jìn)行計(jì)算。 （2-11） 式中 ——輸送機(jī)提升高度 （m）； 由于本次設(shè)計(jì)的是水平皮帶運(yùn)輸機(jī)，故=0。 則最后可以確定傳動(dòng)滾筒上所需圓周驅(qū)動(dòng)力 2.4.7 傳動(dòng)滾筒最大扭矩的計(jì)算 單滾筒驅(qū)動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)滾筒的最大扭矩按式(2-24)進(jìn)行計(jì)算。 (2-24) 式中 ——傳動(dòng)滾筒直徑 （mm）； 查DTⅡ(A)型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) 表1-6，初選傳動(dòng)滾筒的直徑為6

40、30mm。 計(jì)算過(guò)程如下： 2.5 傳動(dòng)功率的計(jì)算 2.5.1 傳動(dòng)滾筒軸功率的計(jì)算 傳動(dòng)滾筒軸功率按式（2-12）進(jìn)行計(jì)算。 （2-12） 計(jì)算過(guò)程如下： 2.5.2 傳動(dòng)滾筒軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 （1） 求軸上的轉(zhuǎn)矩 初選傳動(dòng)滾筒的直徑為630mm，則其工作轉(zhuǎn)速為： 已知，，則轉(zhuǎn)矩T為： （2） 選擇軸的材料 該軸無(wú)特殊要求，選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，查表得。 （3） 估算軸的最小直徑 （2-13） 式中 ——軸傳遞的功率 （）；

41、 ——軸的轉(zhuǎn)速 （）； 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算輸入端聯(lián)軸器處的最小軸徑。按45鋼，取。 計(jì)算過(guò)程如下： 軸的直徑只是初定，最后還得根據(jù)帶式運(yùn)輸機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)進(jìn)行確定。 （4）傳動(dòng)滾筒軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）擬定軸上的零件方案如圖2-3所示，現(xiàn)選用下圖2-3 的裝配方案。 圖2-3 傳動(dòng)滾筒軸圖 2）根據(jù)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)滾筒的帶寬度和滾筒的直徑和前面算的的軸的直徑綜合確定軸的直徑和各段長(zhǎng)度如圖2-4所示。 圖2-4 傳動(dòng)滾筒軸尺寸圖 3) 軸上零件的周向定位聯(lián)軸器與軸的定位均采用平鍵聯(lián)結(jié)，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過(guò)渡配合來(lái)保證的

42、，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。滾筒和軸的周向固定采用膨套固定。 4) 確定軸上圓角和倒角尺寸 取周端倒角為，各軸肩處的圓角半徑為R2。 2.5.3 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算 電動(dòng)機(jī)功率按式（2-15）進(jìn)行計(jì)算。 （2-15） （2-16） 式中 ——傳動(dòng)效率，一般在0.85～0.95之間選?。? ——聯(lián)軸器效率，； ——減速器傳動(dòng)效率,按每級(jí)齒輪傳動(dòng)效率為0.98進(jìn)行計(jì)算；（二級(jí)減速器=0.980.98=0.96） ——電壓降系數(shù)，一般取0.90～0.95

43、； ——多電機(jī)功率不平衡系數(shù)，單電機(jī)驅(qū)動(dòng) ； 計(jì)算過(guò)程如下： 2.6 輸送帶張力的計(jì)算及拉緊裝置拉緊力的計(jì)算 輸送帶張力（如圖2-8所示）在整個(gè)長(zhǎng)度上是變化的，影響因素很多，為保證皮帶運(yùn)輸機(jī)正常運(yùn)行，輸送帶張力必須滿足以下兩個(gè)條件： （1）在任何負(fù)載情況下，作用在輸送帶上的張力應(yīng)使得全部傳動(dòng)滾筒上的圓周力是通過(guò)摩擦傳遞到輸送帶上，而輸送帶與滾筒間應(yīng)保證不打滑； （2）作用在輸送帶上的張力應(yīng)足夠大，使輸送帶在兩組托輥間的垂度小于一定值。 圖2-8 作用于輸送帶上的張力 2.6.1 輸送帶不打滑條件的校核 為保證輸送帶工作時(shí)不打滑，需在回程帶上保持最小張力

44、滿足式（2-17）的要求。 （2-17） 式中 ——輸送機(jī)滿載啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的最大圓周驅(qū)動(dòng)力（啟動(dòng)時(shí),啟動(dòng)系數(shù)～1.7）； ——傳動(dòng)滾筒與輸送帶之間的摩擦系數(shù)； ——輸送帶在傳動(dòng)滾筒上的圍包角 （）； ——?dú)W拉系數(shù)； 傳動(dòng)滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)如表2-4所示。 表2-4 傳動(dòng)滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù) 工作條件 光面滾筒 膠面滾筒 清潔干燥 0.25～0.03 0.40 環(huán)境潮濕 0.10～0.15 0.25～0.35 潮濕粘污 0.05 0.

45、20 計(jì)算過(guò)程如下：查表2-4得 =0.20 取 ,=0.20 ,=200 ,=2.01 2.6.2 輸送帶下垂度校核 為了限制輸送帶在兩組托輥間的下垂度，作用在輸送帶上任意一點(diǎn)的最小張力需按式（2-18）和（2-19）進(jìn)行驗(yàn)算。 承載分支 （2-18） 回程分支 （2-19） 式中 ——允許最大下垂度，一般； 計(jì)算過(guò)程如下： 取=0.01，, 承載分支 回程分支 2.6.3 特性點(diǎn)張力計(jì)算 為了確定拉緊裝置的拉緊力，需對(duì)某些特性張力點(diǎn)（如圖2-9所示）進(jìn)行計(jì)算。

46、 圖2-9 特性張力點(diǎn)分布圖 計(jì)算公式： 承載段運(yùn)行阻力 （2-20） 特性點(diǎn)2張力 （2-21） 特性點(diǎn)3張力 （2-22） 式中 ——槽型托輥組的阻力系數(shù)，取0.04； ——改向滾筒阻力系數(shù)；當(dāng)改向滾筒的圍包角，=1.04； 計(jì)算過(guò)程如下： 因?yàn)槌休d分支最小張力，取 2.6.4 拉緊裝置拉緊力的計(jì)算 拉緊裝置的拉緊力可按式（2-23）進(jìn)行計(jì)算。 （2-23） 式中

47、——拉緊滾筒趨入點(diǎn)張力 （N）； ——拉緊滾筒奔離點(diǎn)張力 （N）。 由于本次設(shè)計(jì)中改向滾筒即為拉緊滾筒，故=，=。 計(jì)算過(guò)程如下： 2.7 本章小結(jié) 本章主要介紹了帶式輸送機(jī)的總體結(jié)構(gòu)，工作原理，以及對(duì)帶式輸送機(jī)的主要部件進(jìn)的計(jì)算過(guò)程，至此帶式輸送機(jī)的計(jì)算過(guò)程基本完成。 第3章 驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 3.1 驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)裝置是帶式輸送機(jī)的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)。一般由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、減速器和傳動(dòng)滾筒組成。 根據(jù)不同的使用條件和工作要求，帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式可分為單電機(jī)驅(qū)動(dòng)、多電機(jī)驅(qū)動(dòng)、單滾筒驅(qū)動(dòng)、雙滾筒驅(qū)動(dòng)和多滾筒驅(qū)動(dòng)幾種。 本次設(shè)計(jì)由于是小型帶式輸

48、送機(jī)的設(shè)計(jì)，功率不大，故采用單電機(jī)單滾筒驅(qū)動(dòng)方式。 3.2 電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì) 帶式輸送機(jī)的負(fù)載是一種典型的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，而且不可避免地要帶負(fù)荷起動(dòng)和制動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特性與負(fù)載的起動(dòng)要求不相適應(yīng)在帶式輸送機(jī)上比較突出，一方面為了保證必要的起動(dòng)力矩，電機(jī)起動(dòng)時(shí)的電流要比額定運(yùn)行時(shí)的電流大6～7倍，要保證電動(dòng)機(jī)不因電流的沖擊過(guò)熱而燒壞，電網(wǎng)不因大電流使電壓過(guò)分降低，這就要求電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)要盡量快，即提高轉(zhuǎn)子的加速度，使起動(dòng)過(guò)程不超過(guò)3～5s。 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求而選定，一般情況下電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不低500r/min，因?yàn)楣β室欢〞r(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速低，其尺寸愈大，價(jià)格愈貴，而效率低。若電機(jī)的轉(zhuǎn)

49、速高，則極對(duì)數(shù)少，尺寸和重量小，價(jià)格也低。 由于本次設(shè)計(jì)的帶式輸送機(jī)要用于煤礦井下，所以電動(dòng)機(jī)必須具備防爆性能。 根據(jù)2.5.3電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算得，故選用型號(hào)為YB2-132S-4礦用防爆電動(dòng)機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)參見(jiàn)表3-1。 表3-1 YB2-132-4礦用防爆電機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 額定功率 5.5 額定轉(zhuǎn)矩 2.2 額定轉(zhuǎn)速 1500 同步轉(zhuǎn)速 1500 額定電壓 380 額定頻率 50 效率 87﹪ 輸出軸直徑 38 3.3 減速器的設(shè)計(jì) 初選傳動(dòng)滾筒的直徑為630mm，則其工作轉(zhuǎn)速為： 而電動(dòng)機(jī)、減速器和傳動(dòng)滾筒之間都采用的是聯(lián)軸器，故傳動(dòng)

50、比都是1。 已知電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為1500，則電動(dòng)機(jī)與滾筒之間的總傳動(dòng)比為： 故選用DCY二級(jí)展開(kāi)式中硬齒面圓柱齒輪減速器（如圖3-1所示），型號(hào)為DCY-160-20-Ⅱ-S(參見(jiàn)JB/T8853-2001)。其主要技術(shù)參數(shù)參見(jiàn)表3-2。 表3-2 DCY減速器主要技術(shù)參數(shù) 公稱輸入轉(zhuǎn)速 1500 公稱輸入轉(zhuǎn)速 60 公稱輸入功率 4.783 公稱傳動(dòng)比 25 輸入軸直徑 40mm 輸出軸直徑 70mm 低速級(jí)中心距 160mm 裝配形式 Ⅱ 圖3-1 二級(jí)圓柱齒輪減速器展開(kāi)簡(jiǎn)圖 3.4 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 聯(lián)軸器是機(jī)械傳動(dòng)中常用的部件。它用來(lái)

51、把兩軸聯(lián)接在一起，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸不能分離；只有在機(jī)器停車并將聯(lián)接拆開(kāi)后，兩軸才能分離。 聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造及安裝誤差、承載后的變形以及溫度變化的影響等，往往不能保證嚴(yán)格的對(duì)中，而是存在著某種程度的相對(duì)位移。這就要求設(shè)計(jì)聯(lián)軸器時(shí)，要從結(jié)構(gòu)上采取各種不同的措施，使之具有適應(yīng)一定范圍的相對(duì)位移的性能。 根據(jù)對(duì)各種相對(duì)位移有無(wú)補(bǔ)償能力（即能否在發(fā)生相對(duì)位移條件下保持聯(lián)接的功能），聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器（無(wú)補(bǔ)償能力）和撓性聯(lián)軸器（有補(bǔ)償能力）兩大類。撓性聯(lián)軸器又可按是否具有彈性元件分為無(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器和有彈性元件的撓性聯(lián)軸器兩個(gè)類別。 選用聯(lián)軸器時(shí)，首先根據(jù)使用要求和工作條件確定合

52、適的類型；再按轉(zhuǎn)矩、軸徑和轉(zhuǎn)速選擇聯(lián)軸器的尺寸；必要時(shí)校核其薄弱件的承載能力。 本次設(shè)計(jì)中，在電動(dòng)機(jī)與減速器之間選用LM5型梅花形彈性聯(lián)軸器，在減速器與傳動(dòng)滾筒之間選用LZ6型彈性柱銷齒式聯(lián)軸器（查《簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》）。 3.5 本章小結(jié) 本章主要對(duì)帶式輸送機(jī)的電動(dòng)機(jī)，減速器以及聯(lián)軸器進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 第4章 帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1 輸送帶 4.1.1 輸送帶基本知識(shí) 輸送帶是帶式輸送機(jī)中的牽引構(gòu)件和承載構(gòu)件，它不僅要有承載能力，還要有足夠的抗拉強(qiáng)度。 輸送帶有帶芯和覆蓋層組成，其中覆蓋層又分為上覆蓋膠、邊條膠和下覆蓋膠。輸送機(jī)的帶芯主要是有各種織物（棉織物，各種化纖織物

53、以及混紡織物等）或鋼絲繩構(gòu)成。它們是輸送帶的骨干層，幾乎承載輸送帶工作時(shí)的全部負(fù)載。因此，帶芯材料必須有一定的強(qiáng)度和剛度。覆蓋膠用來(lái)保護(hù)中間帶芯不受機(jī)械損傷以及周圍有害介質(zhì)的影響。上覆蓋膠層一般較厚，這是輸送帶的承載面，直接與物料接觸并承受物料的沖擊和磨損。下覆膠層是輸送帶與支撐托輥接觸的一面，主要承受壓力，為了減少輸送帶沿托輥運(yùn)行時(shí)的壓陷阻力，下覆蓋膠的厚度一般較薄。側(cè)邊覆蓋膠的作用是當(dāng)輸送帶發(fā)生跑偏使側(cè)面與機(jī)架相碰時(shí)，保護(hù)帶芯不受機(jī)械損傷。 輸送帶是帶式輸送機(jī)中最昂貴、耐久性最差的部件。在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，輸送帶受到各種不同性質(zhì)和大小的載荷作用，處在極復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)下。輸送帶最典型的損壞形式有

54、：工作面層和邊緣磨損；受大塊礦巖沖擊作用引起擊穿、撕裂和剝離；芯體通過(guò)滾筒和托輥組受反復(fù)彎曲應(yīng)力引起疲勞；在工作環(huán)境影響下，引起強(qiáng)度指標(biāo)降低和老化等等。計(jì)算表明，輸送帶的費(fèi)用約占帶式輸送機(jī)全部設(shè)備費(fèi)用的一半。因此，根據(jù)使用條件，選擇合適的輸送帶，并在運(yùn)行中加強(qiáng)維護(hù)管理，延長(zhǎng)其使用壽命，對(duì)提高皮帶運(yùn)輸機(jī)工作效率和降低生產(chǎn)成本具有重要意義。 4.1.2 輸送帶分類 輸送帶種類很多，按照用途分類有：普通用途輸送帶、阻燃抗靜電輸送帶、一般難燃輸送帶、耐熱輸送帶、耐高溫輸送帶、耐酸堿輸送帶、耐油輸送帶、耐寒輸送帶等。 按照結(jié)構(gòu)材料分類有：普通棉帆布輸送帶、尼龍輸送帶、聚酯輸送帶、鋼絲繩芯輸送帶、P

55、VC整芯輸送帶、PVG整芯輸送帶、鋼纜輸送帶等。 按照產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分類有：分層輸送帶、整芯輸送帶、鋼絲繩芯輸送帶、鋼纜輸送帶、管狀輸送帶、花紋輸送帶、擋邊輸送帶、減層輸送帶等。 4.1.3 輸送帶的連接 輸送帶端頭連接方法有機(jī)械連接和硫化連接兩種。 機(jī)械連接方法有鉤卡連接、合頁(yè)連接和板卡連接等。機(jī)械連接法操作較簡(jiǎn)便，但接頭處強(qiáng)度只相當(dāng)于輸送帶本身強(qiáng)度的35—40％，使用期限短。它對(duì)帶芯有損傷，并且接頭通過(guò)滾筒表面時(shí)，對(duì)滾筒表面有損害，常用于短距或移動(dòng)式帶式輸送機(jī)上。 硫化接法有熱硫化和冷硫化兩種。后者連接時(shí)間長(zhǎng)，采用得比較少。硫化接法先將輸送帶兩接頭部位每層的夾層對(duì)縱軸成60～70傾斜地

56、切成階梯形狀，使兩端頭很好地相互配合，在每層夾層上涂以橡膠漿使其粘著，然后用專門的硫化設(shè)備，在整個(gè)輸送帶寬度范圍內(nèi)施加均勻足夠的壓力進(jìn)行熱的或冷的硫化粘合連接。硫化接法接頭強(qiáng)度高，牢固耐用，但操作復(fù)雜。 4.1.4 輸送帶的設(shè)計(jì) 國(guó)家規(guī)定，所有煤礦井下所使用的輸送帶產(chǎn)品必須為符合我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的阻燃抗靜電輸送帶?，F(xiàn)在煤礦企業(yè)常用的輸送帶有：PVC整芯阻燃抗靜電輸送帶、PVG整芯阻燃抗靜電輸送帶、鋼絲繩芯阻燃抗靜電輸送帶。 一般煤礦用PVC和PVG整芯阻燃輸送帶用強(qiáng)度級(jí)別和帶子的寬度來(lái)表示。 強(qiáng)度級(jí)別一般分為：4級(jí)、5級(jí)、6級(jí)、7級(jí)、8級(jí)、9級(jí)、10級(jí)、11級(jí)和最高到16級(jí)帶，分別對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度

57、為：680S、800S、1000S、1250S、1400S、1600S、1800S、2000S、2240S、2500s、2800S、3100S 和3400S。 輸送帶的寬度一般為：500mm、650mm、800mm、1000mm、1200mm、1400mm、1600mm、1800mm等。 本次設(shè)計(jì)的皮帶運(yùn)輸機(jī)的工作環(huán)境是煤礦井下，故選用680S型煤礦用PVG整芯阻燃輸送帶。其技術(shù)規(guī)格為：縱向拉伸強(qiáng)度，帶厚8.5mm，輸送帶質(zhì)量9.2。 4.2 傳動(dòng)滾筒 4.2.1 傳動(dòng)滾筒的作用與類型 傳動(dòng)滾筒是傳遞動(dòng)力的主要部件，它依靠與輸送帶之間的摩擦力帶動(dòng)輸送帶運(yùn)行。傳動(dòng)滾筒根據(jù)承載能力分為輕型

58、、中型和重型三種。 （1） 輕型：軸承孔徑80～100mm。軸與輪轂為單鍵聯(lián)接的單輻板焊接筒體結(jié)構(gòu)。 （2） 中型：軸承孔徑120～180mm。軸與輪轂為脹套聯(lián)接。 （3） 重型：軸承孔徑200～220mm。軸與輪轂為脹套聯(lián)接，筒體為鑄焊結(jié)構(gòu)，有單向出軸和雙向出軸兩種。 輸送機(jī)的傳動(dòng)滾筒結(jié)構(gòu)有鋼板焊接結(jié)構(gòu)及鑄鋼或鑄鐵結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)滾筒的表面形式有鋼制光面滾筒、鑄（包）膠滾筒等。鋼制光面滾筒主要缺點(diǎn)是表面摩擦系數(shù)小，一般用在周圍環(huán)境濕度小的短運(yùn)距帶式輸送機(jī)上。鑄（包）膠滾筒的主要優(yōu)點(diǎn)是表面摩擦系數(shù)大，適用于環(huán)境濕度大、運(yùn)距長(zhǎng)的帶式輸送機(jī)。鑄（包）膠滾筒按其表面形狀又可分為光面鑄（包）膠滾筒、

59、人字形溝槽鑄（包）膠滾筒和菱形鑄（包）膠滾筒。 人字形溝槽鑄（包）膠滾筒是為了增大摩擦系數(shù)，在鋼制光面滾筒表面上，加一層帶人字溝槽的橡膠層面，這種滾筒有方向性，不得反向運(yùn)轉(zhuǎn)。人字形溝槽鑄（包）膠滾筒，溝槽能使水的薄膜中斷，不積水，同時(shí)輸送帶與滾筒接觸時(shí)，輸送帶表面能擠壓到溝槽里，由于這兩種原因，即使在潮濕的場(chǎng)合工作，摩擦系數(shù)降低也很小。 4.2.2 傳動(dòng)滾筒的結(jié)構(gòu) 傳動(dòng)滾筒的結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。 圖4-1 傳動(dòng)滾筒結(jié)構(gòu)示意圖 4.2.3 傳動(dòng)滾筒的設(shè)計(jì) 帶寬B與傳動(dòng)滾筒標(biāo)準(zhǔn)直徑的關(guān)系如表4-1所示。 表4-1 帶寬B與傳動(dòng)滾筒標(biāo)準(zhǔn)直徑的關(guān)系（mm） 帶寬B 500 65

60、0 800 1000 1200 1400 傳動(dòng)滾筒標(biāo)準(zhǔn)直徑D 500 500 500 630 630 800 — 630 630 800 800 1000 — — 800 1000 1000 1250 — — — — 1250 1400 查表4-1，本次傳動(dòng)滾筒的直徑選為630mm，長(zhǎng)度為800mm。 4.3 改向滾筒 帶式輸送機(jī)常采用改向滾筒來(lái)改變輸送帶的運(yùn)動(dòng)方向。改向滾筒可用于輸送帶、、的方向改變。改向滾筒直徑有250、315、400、500、630、800、1000mm等規(guī)格．選用時(shí)可與傳動(dòng)滾筒直徑匹配，改向時(shí)其直徑可比

61、傳動(dòng)滾筒直徑小一檔，改向或時(shí)可隨改向角減小而適當(dāng)取小1—2擋。 傳動(dòng)滾筒與改向滾筒的直徑匹配關(guān)系如表4-2所示。 表4-2 傳動(dòng)滾筒與改向滾筒的直徑匹配關(guān)系（mm） 帶寬B 傳動(dòng)動(dòng)滾筒直徑 ≈180改向滾筒直徑 ≈90改向滾筒直徑 ＜45改向滾筒直徑 500 500 400 320 320 650 500 630 400 500 400 400 320 320 800 500 630 800 400 500 630 400 400 400 320 400 400 1000 630 800 1000 500 630

62、 800 500 500 500 400 400 400 1200 630 800 1000 1250 500 630 800 1000 500 500 500 630 400 400 400 400 1400 800 1000 1250 1400 630 800 1000 500 500 630 630 400 400 400 400 1250 本次設(shè)計(jì)采用兩個(gè)改向滾筒，一個(gè)是置于尾部的改向滾筒，通過(guò)查表4-2可知其直徑為500mm；另一個(gè)是置于頭部用于增加傳動(dòng)滾筒圍包角的改向滾筒，查表4-2可知其直徑為320

63、mm；且兩個(gè)改向滾筒的長(zhǎng)度與傳動(dòng)滾筒一樣，都是800mm。 4.4 托輥 4.4.1 托輥的作用 托輥是帶式輸送機(jī)輸送帶及貨載的支承裝置。支承托輥的作用是支承輸送帶及帶上的物料，減小輸送帶的垂度，保證其平穩(wěn)運(yùn)行，在有載分支形成槽形斷面，可以增大運(yùn)輸量和防止物料的兩側(cè)撒漏。托輥隨輸送帶的運(yùn)行而轉(zhuǎn)動(dòng)，以減小輸送機(jī)的運(yùn)行阻力。托輥質(zhì)量的好壞決定著帶式輸送機(jī)的使用效果，特別是輸送帶的使用壽命。而托輥的維修費(fèi)用成為皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用的重要組成部分。所以要求托輥：結(jié)構(gòu)合理，經(jīng)久耐用，回轉(zhuǎn)阻力系數(shù)小，密封可靠，灰塵、煤粉不能進(jìn)入軸承，從而使帶式輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)阻力小、節(jié)省能源、延長(zhǎng)使用壽命。 4.4.2

64、托輥的類型 托輥按用途可分為槽形托輥、平形托輥、緩沖托輥。 （1）槽形托輥 槽形托輥用于輸送散狀物料的帶式輸送機(jī)上分支，使輸送帶成槽形，以便增大輸送能力和防止物料從兩邊撒落。常用槽形托輥的槽角有和。槽型托輥如圖4-2所示。 圖4-2 槽形托輥結(jié)構(gòu)示意圖 （2）平行托輥 平行托輥有平行上托輥和平行下托輥兩種形式。平行上托輥一般是用來(lái)輸送成件物品，平行下托輥常用來(lái)作為回程托輥，支承空載輸送帶。平行托輥如圖4-3所示。 圖4-3 平行托輥結(jié)構(gòu)示意圖 （3）緩沖托輥 一般在輸送帶的裝料處必須放置幾組緩沖托輥，以減小物料的沖擊作用，保護(hù)輸送帶。緩沖托輥有橡膠圈式和彈簧板式兩種。

65、橡膠圈式就是在管體外面套裝若干橡膠圈；彈簧板式是托輥的支座具有彈性，以緩沖物料的沖擊。緩沖托輥如圖4-4所示。 圖4-4 緩沖托輥結(jié)構(gòu)示意圖 4.4.3 托輥的作用 托輥輥徑與長(zhǎng)度符合《GB/T990—1991 帶式輸送機(jī)托輥基本參數(shù)與尺寸》的規(guī)定，見(jiàn)表4-3。 表4-3 輥?zhàn)訁?shù) (mm) 帶 寬 托 輥 直 徑 400 500 650 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 63.5 √ √ 76 √ √ √ 89 √ √ √

66、 √ 108 √ √ √ √ √ 133 √ √ √ √ √ √ √ 159 √ √ √ √ √ √ 194 √ √ √ 219 本次設(shè)計(jì)選用帶寬為650mm時(shí)輥?zhàn)拥闹睆綖?9mm。 承載托輥選用35槽形托輥和橡膠圈式緩沖托輥，輥?zhàn)娱L(zhǎng)度通過(guò)查手冊(cè)為250mm。槽形托輥的間距為1200mm,緩沖托輥的間距為400mm。 回程托輥選用平行下托輥，其長(zhǎng)度為800mm，間距為3000mm。 4.5 拉緊裝置 4.5.1 拉緊裝置的作用 拉緊裝置的作用是：保證輸送帶在傳動(dòng)滾筒的繞出端（即輸送帶與傳動(dòng)滾筒的分離點(diǎn)）有足夠的張力，能使?jié)L筒與輸送帶之間產(chǎn)生必須的摩擦力，防止輸送帶打滑；保證輸送帶的張力不低于一定值，以限制輸送帶在各支撐托輥間的垂度，避免撒料和增加運(yùn)動(dòng)阻力；補(bǔ)償輸送帶在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的塑性伸長(zhǎng)和過(guò)渡工況下彈性伸長(zhǎng)的變化。 4.5.2 拉緊裝置布置時(shí)應(yīng)遵循的原則 帶式