1、中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计论文 第 1 页1.绪论带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。应用它可以将物料在一定输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。所以带式输送机广泛用于现代化的各种工业企业中。在矿山井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中，广泛应用带式输送机。它用于水平运输或倾斜运输。使用非常方便。全套图纸加 1538937061.1 带式输送机的现状及发展趋势我国生产的带式输
2、送机品种、类型较多，在“八五”期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目实施，带式输送机的技术水平有了很大的提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品开发都取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内空白，并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软起动和制动装置以及以 PLC 为核心的可编程电控装置，驱动系统采用调速型液力耦合器和行星齿轮减速器。1.2 带式输送机的分类目前，带式输送机已发展成为一个庞大的家族，不再只是常规的开式槽型和直线布置的带式输送机，而是根据使用条件和生产环
3、境设计出了多种多样的中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计论文 第 2 页机型。为了便于管理、选用和设计，可以按照结构特点、使用场合、运送物料特征和卸载方法等分为如下类型。（1）通用带式输送机是一种固定式带式输送机。其特点是托辊安装在固定的机架上，由型钢制成的机架固定在地板或地基上，整个机身成刚性结构。因此，它广泛用于要求设备服务年限长、地基平整稳定的场合，例如煤矿地面生产系统、选煤厂、井下主要运输大巷、港口、发电厂等生产地点。（2）可伸缩带式输送机的输送长度可以根据工作的需要随时缩短或加长。这种带式输送机主要是为满足煤矿井下综采工作面顺槽输送要求而设计的。可伸缩带式输送机中增设了一个储带装
4、置，其作用是把带式输送机伸长前或缩短后的多余输送带暂时储存起来，以满足采煤工作面持续前进或后退的需要。这种带式输送机的机架与机架之间、托辊与机架之间的连接方式都采用插入式，用销钉固定，整个机架没有一个螺栓，拆装十分方便。（3）移动带式输送机是一种按整机设计并且整机可在不同地点使用的带式输送机。按移动的方式不同又可分为移动式和携带式两种。（4）钢绳芯带式输送机在结构形式上与通用带式输送机相同，只是输送带由织物芯带改为钢丝绳芯带。因此，它是一种强力型带式输送机，具有输送距离长、运输能力大、运行速度高、输送带成槽性好和寿命长等优点。(5)钢绳牵引带式输送机是苏格兰工程师查尔汤姆森所创制。该机 194
5、9年完成设计，1951 年制造完成第一台样机，1954 年 8 月在苏格兰诺克平诺煤矿开始运行。它的优点在于牵引体与承载体是分开的，可以跨越长距离和大高差。其缺点是输送带成槽性差，影响物料截面积，钢丝绳裸露在外，不易防腐蚀，维护费用较高。因此，国外有些国家不提倡使用。我国自 1967 年起在煤矿开始使用，但总体用量不大。使用表明，当输送量超过 500t/h、运距超过 25km 时，钢绳牵引带式输送机的机件投资和运费将少于钢绳芯带式输送机，即运距越长越有利。(6)线摩擦带式输送机是在主机某位置的输送带下面加装一台或几台短的带式输送机（称之为辅机） ，主带借助重力或弹性力压在辅机的输送带（辅带）上
6、，辅带可以通过摩擦力驱动主带，这样主带张力便可以大大降低而实现低强度输送带完成长距离或大运量输送。使用线摩擦带式输送机不仅可以从总体上减少输送线路中的转载点数，而且可以方便地对旧带式输送机进行加长改造，显著节省投资。(7)平面弯曲带式输送机是一种在输送线路上可变向的带式输送机。它可以代替沿折线布置的、由多台单独的直线输送机串联而成的运输系统，沿复杂的空间折曲线路实现物料的连续运输。输送带在平面上转弯运行，可以大大简化物料运输系统，减少转载站的数目，降低基建工程量和投资。法国在这种带式输送机的研制和使用方面，具有国际领先水平。我国的煤矿也有数台正在运行，在设计和安装方面积累了一定的经验。(8)大
7、倾角带式输送机可以减少输送距离，降低巷道开拓量，减少设备投资。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计论文 第 3 页当倾角增大到 90时，大倾角带式输送机就转变成了垂直输送的带式输送机。它不仅在结构上具有新的特点，而且在设计计算、物料截面形状和输送速度的确定等方面都有新的影响因素。垂直输送的带式输送机主要用于其他形式的输送机难以胜任的场合。表 1-1 为几种物料所允许的最大上运倾角。表 1-1 带式输送机的上运最大倾角物料名称 最大倾角/（） 物料名称 最大倾角/（）块煤 18 湿精矿 20原煤 20 干精矿 18谷物 18 筛分后石灰石 12025mm 焦炭 18 干矿 15030mm 焦
8、炭 20 湿沙 230350mm 焦炭 16 盐 200120mm 矿石 18 水泥 20060mm 矿石 20 块状干粘土 15184080mm 油母页岩 18 粉状干粘土 22干松泥土 20注：表中给出的最大倾角湿物料向上运输时的倾角，向下运输时最大倾角要减小 15% (9)气垫带式输送机的工作原理及其结构不同于前述的几种带式输送机，它不使用托辊支承输送带，而是以空气形成的气垫压力浮托起输送带。我国在气垫带式输送机研制方面起步较晚，但由于气垫带式输送机的技术经济效果显著，近年来也发展很快。与前述使用托辊的带式输送机相比，气垫带式输送机有如下优点：、能耗少；、维修费用低；、制造成本低；、运行
9、稳定，工作可靠；、输送能力高；、污染少。（10）其他带式输送机在食用和轻工业等工业生产中，由于卫生和工作环境的要求，通常使用一种以薄钢带作为输送带的带式输送机，其耐热性比胶带好得多，但钢带的成槽性差，滚筒传递扭矩也很有限，因而不适用于长距离输送。还有一种以挠性网作为输送带的网带输送机，在技术性能上与钢带输送机相似，主要用于轻工业和有特殊要求的场合。另外，在输送铁磁性物料（例如铁矿石）时，常常使用被称为磁力摩擦式带式输送机，它实质上是具有磁铁的带式输送机，一般使用丝织物芯体输送带作为承载构件，在输送带的下面设置永久磁铁。磁铁把物料中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计论文 第 4 页吸向输送带
10、，由此提高了物料的稳定性，并为倾斜输送物料创造了条件。1.3 带式输送机的工作原理、适用条件及优缺点1.3.1 带式输送机的工作原理带式输送机是由许多零部件和具有某些特殊功能的装置组成。输送带、托辊、机架等是沿输送机全长布置的，驱动装置、拉紧装置、储带装置和清扫装置等也是带式输送机的重要组成部分，它们的结构和工作原理对带式输送机整体特性影响很大。带式输送机是以胶带作为牵引机构和承载机构的连续运输机械，所以也称胶带输送机。随着带式输送机在国民经济各部门中日益广泛的应用，其结构简单、运行平稳可靠、能耗低，对环境污染小、便于集中控制和实现自动化、管理维护方便、在连续装载条件下可实现连续运输等许多优点
11、，越来越被人们深刻理解和认识，因而针对生产需求设计出了通用带式输送机和各种各样的特种带式输送机。虽然它们结构各异，使用场合也不同，但是它们的工作原理基本是相同的，即大多属于以输送带兼作牵引机构和承载机构的连续运输机械，只有极个别的带式输送机（如钢丝绳牵引带式输送机）的输送机只作为承载机构。带式输送机的一般布置形式、主要组成部分和工作原理如图 1.1 所示。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计论文 第 5 页中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计论文 第 6 页A61234578-图 1.-驱 动 装 置 ； 2清 扫 装 置 ； 3-上 、 下 托 辊 ；4输 送 带 ；5拉 紧 装 置
12、 ； 6机 尾 换 向 滚 筒 ； 7装 载 装 置 ； 机 架带 式 输 送 机 的 工 作 原 理 图输送带 4 绕过驱动装置 1 的主动滚筒和机尾换向滚筒 6 形成一个环形带。 上下两股输送带分别支承在上、下托辊 3 上。拉紧装置 5 给输送带以正常运转所需的张紧力。工作时，驱动装置 1 的主动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行。货载装在输送带上与输送带一起运动。带式输送机一般是利用上段输送带运送货载的，并且在端部卸载，也可利用专门的卸载装置在中间卸载。带式输送机的机身断面如图 1.1 中的截面图 AA 所示。上部的输送带利用一组槽形上托辊支承，以增加输送带的承载断面积。下部输
13、送带一般利用平形下托辊支承。带式输送机可用于水平或倾斜运输，但倾角受物料特性限制。在通常情况下，倾斜向上运输时的倾角不超过 18，向下运输不超过 15，运送附着性和粘结性大的物料时，倾角还可大一些。带式输送机的优点：是运输能力大，而工作阻力小，耗电量低，约为刮板输送机耗电量的 1/31/5 因在运输过程中，货载与胶带一起移动，故磨损小，货载的破碎性小。由于结构简单，既节省设备，又节省人力，故广泛应用于我国国民经济的许多工业部门。国内外的生产实践证明，带式输送机无论在运输能力方面，还是在经济指标方面，都是一种较先进的运输设备。带式输送机的缺点：是胶带成本高且易损坏，故与其它运输设备相比，初期投资
14、高，又不适于运送又棱角的货载。随着煤炭科学技术的发展，虽然在国内的带式输送机转弯运行的研究有所进展，但总的看来，带式输送机对弯曲巷道的适应性还比较差。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计论文 第 7 页1.4 带式输送机的布置形式带式输送机的布置的一般要求：在曲线段内，禁设给、卸料装置，各种给、卸料装置应设于水平段。拉紧装置一般布置在输送带张力最小处。输送机尽可能布置成直线，应避免单纯地按地形布置成大凹弧、深凹弧的形式在具体布置时应注意以下几点。在曲线段内，不允许设给料和卸料装置。给料和中途卸料点最好设在水平段上，但也可设在倾斜段上，设在倾斜段上时，中途卸料点的倾斜度不宜超过 1012，否
15、则容易掉料。若在水平段内均匀给料，并且转折处比较平滑，凸、凹段曲率半径适当，则表 5-1 中所列最大允许倾角还可增加 10%左右。当输送机需要由倾斜段转折为水平段时，其凸弧段最好用几个槽形托辊进行过渡，以防止物料散落。过渡的半径取(B 为带宽)1RB8推荐最小值见表 1-2，也可采用改向滚筒进行过渡。当由倾斜段转折为水平段并在短距离内安装卸料装置时，则应采用改向滚筒。表 1-2 、 最小值12带宽 B/名称500 650 800 1000凸弧段最小半径 /m1R凹弧段最小半径 /m2955127015701875当输送机需要水平段转折为倾斜段时，其凹弧的曲率半径 ，一般应是2R输送带带无载荷时
16、的张力与带子自重所形成的曲率半径，这样才不至于使带子在过渡段浮起。曲率半径 按下式计算2R=5（ + ） /gqFG/Bq0LG式中 F凹弧段输送带最大张力 ，kN;每米长度上物料的质量，kg;Gq输送带每米长度质量,kg;B上托辊间距，m。0L当输送机长度超过 90 m，或采用移动式滚筒卸料装置时，均需采用配重式拉紧装置。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计论文 第 8 页1.5 倾角输送不同物料的倾角可按表 1-3 选取。表 1-3 最大允许倾角 值物料名称堆积密度/ 3mt运动时的自然堆积角 最大允许倾角 与 H 的近似比例hL湿新砂 1.71.930 1822 3.1H2.5Hh干
17、新砂 1.41.6 20 124.7HL湿型旧砂 1.11.3 25 212.6Hh干型旧砂 1.11.2 20 183.1HL铸铁型砂 1.11.2 30 232.3Hh铸钢型砂 1.21.4 30 242.2HL废砂 1.11.520 163.5Hh石灰石 1.51.8 25 163.5HhL焦炭块 0.40.5 35 183.1Hh碎煤 0.80.9 30 18 3.1HhL块煤 0.91.0 30 16 3.5H干黏土块 1.01.5 35 163.5HhL平形带的最大倾角 12 ，当有卸载器时，卸干材料时倾角不大于 10 ，卸湿材料时倾角不大于 12中国矿业大学 2011 届本科生毕
18、业设计论文 第 9 页输送机倾角大于 12时，其倾斜段必须用槽型托辊。安装带秤使得输送机倾角，在物料不下滑的前提下，倾角不到 12时仍能保持称重精度，要求精度较低时，倾角可放宽到 18另外带式输送机的布置还涉及平台、地沟和输送机到斗式提升机的转卸尺寸。1.6 带式输送机的主要部件带式输送机虽然种类繁多，但其基本组成部分差别不大，只是具体结构有所不同。基本组成部分（参考图 1.1）的功能简介如下。(1)驱动装置驱动装置的作用是将电动机的动力传送给输送带，并带动它运行。驱动装置由电动机、联轴器、减速器和驱动滚筒等部件组成。带式输送机使用的电动机有鼠笼式、绕线式异步电动机。在有防爆要求的场合，应采用
19、防爆电动机。使用液力耦合器时，不需用具有高启动力矩的电动机，只要与耦合器配合得当，就能得到接近电动机最大力矩的启动力矩。带式输送机上使用的联轴器，按传动和结构上的需要，分别采用液力耦合器、柱销联轴器、棒销联轴器、齿轮联轴器、十字滑块联轴器或各种弹性联轴器等。带式输送机使用的减速器有圆柱齿轮减速器和圆锥圆柱齿轮减速器。圆柱齿轮减速器的传动效率高，但要求电动机轴与带式输送机线路垂直，驱动装置占地面积大，井下使用时需加宽硐室，若把电动机布置在输送带下面，会给维护和更换造成困难。因此，用于煤矿采区巷道的带式输送机应尽量采用圆锥圆柱齿轮减速器，使电动机轴与输送机平行布置，以减小驱动装置的宽度。驱动滚筒是
20、依靠它与输送带之间的摩擦力带动输送带动运行的部件。据挠性牵引构件的摩擦传动理论，输送带与滚筒之间的最大摩擦力随摩擦系数和围抱角的增大而增大，所以提高牵引力必须从这两方面入手。增大驱动滚筒与输送带之间的摩擦系数的方法是将滚筒表面包覆一层具有高摩擦系数的材料，通常用橡胶。包胶的方法常用硫化法（铸胶）和冷粘法，也可采用螺栓在滚筒表面固定一层输送带的方法。包覆的橡胶外表面可做人字形槽纹、棱形槽纹或光面，其中人字形槽纹和棱形槽纹可以增大驱动滚筒与输送带之间的摩擦系数，提高驱动效率。比较而言，人字形槽纹效果要好些，棱形槽纹次之。当滚筒或其表面的包覆材料与输送带之间潮湿或着水时，摩擦系数将急剧降低。而且包覆
21、的橡胶越硬，摩擦系数越小。电动滚筒是将电动机和减速齿轮装在滚筒内的一种驱动装置。油冷式电动滚筒在滚筒空腔内装满润滑油，滚筒旋转时油液冲刷电动机外壳进行冷却，并润滑齿轮传动系统。电动滚筒的结构紧凑，带式输送机采用这种驱动装置能使整机体小轻便，但目前功率尚小。（2）清扫装置中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计论文 第 10页清扫装置是为卸载后的输送带清扫表面粘着物之用。最简单的清扫装置是刮板式清扫器，由重锤或弹簧使刮板紧压在输送带上。此外，还有旋转刷、指状弹性刮刀、水力冲刷、振动清扫等。采用哪种清扫装置，应视运送物料的粘性而定。（3）上、下托辊托辊是带式输送机的重要部件之一。它的作用是支承输送
22、带，使输送带的垂度不超过限定值以减小运行阻力，保证带式输送机平稳运行。托辊沿输送机全长分布，数量很多，它的工作性能直接影响带式输送机的整机性能。托辊的全部质量约占整机的 1/3，价值约占整机的 2025 。为增大输送带的承载断面，将承载的输送带用短托辊组成槽形断面，这种托辊组称为槽形托辊组。槽形托辊组所使用的托辊数量有 3 个、4 个、5 个等，因而也使槽形端面的形状各异。对于空程段的输送带用一个长托辊支承，一般称为平形托辊组。有些输送带较宽的带式输送机，其空程段的输送带用 2 个托辊组成 V 形断面的托辊组支承，称为 V 形托辊组。采用 V 形托辊组对防止输送带跑偏有一定作用。（4）输送带输
23、送带的作用是承载物料和运送物料。输送带贯穿带式输送机的全长（为机身长度的 2 倍多） ，用量大、价格高，约占整个带式输送机价值 50。为使输送带不但有足够的强度，而且能够耐磨损和腐蚀，输送带由芯体和覆盖层构成，芯体承受拉力，覆盖层起保护芯体的作用。芯体的材料有丝织物和钢丝绳 2 类。丝织物芯体有多层帆布粘合及整体编织 2 种。丝织物芯体的材质有棉、维纶和尼龙。整体编织芯体的输送带与多导粘合的相比，强度相同时整编芯体的厚度小、柔度好、耐冲击性好，使用中不会发生层间剥裂。整编芯体的输送带伸长率较高，使用时需要有较大的拉紧行程，钢丝绳芯体是由许多柔软的细钢丝绳相隔一定间距排列，用与钢丝绳有良好粘合性
24、的胶料粘合而成。钢丝绳芯输送带的强度高，抗冲击性和抗弯曲疲劳性能好；伸长率小，需要的拉紧行程小。同其他类型的输送带比较，钢丝绳芯输送带的厚度小，所需滚筒直径也小。（5）拉紧装置拉紧装置的作用是使输送带具有足够的张力，以保证驱动装置传递出应有的摩擦牵引力和使输送带的垂度保持在限定范围内。带式输送机常用的拉紧装置有螺旋式、重力式和钢丝绳绞车式等几种，它们都是采用改变机尾换向滚筒与驱动装置的驱动滚筒之间中心距的方法来实现拉紧输送带的。一般而言，螺旋式拉紧装置只能用于拉紧行程小、要求结构紧凑的场合。重力式拉紧装置适用于固定安装的带式输送机，结构形式有多种，其特点是输送带伸长变形不影响拉紧力，但体积大、
25、比较笨重。钢丝绳绞车式拉紧装置是用绞车代替重锤，靠牵引钢丝绳改变机尾滚筒与驱动滚筒之间的距离来张紧输送带。用这种方法实现输送带的张紧，在输送带伸长变形时需要开动绞车来调整输送带张力，否则张力下降。它的特点是调整拉紧力方便，可实现自动调整。在满载启动时，中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计论文 第 11页则开动绞车以增加输送带张力；在正常运转时，适当反转绞车使张力减小。驱动滚筒出现打滑现象，又可开动绞车增大拉紧力，使驱动滚筒摩擦牵引力增大，消除驱动滚筒打滑现象。（6）制动装置制动装置有逆止器和制动器。逆止器的作用是防止向上运输的带式输送机停车后输送带下滑。制动器的作用是保证向下运输的带式输送
26、机可靠停车；在水平运输时，若要求准确停车，也应装设制动器。（7）装载装置装载装置也称给料装置，主要由漏斗和挡板等部件组成。常用的有强制式、自溜式和组合式 3 类。（8）机架机架包括机头架、机尾架和中间架等。它们的作用是安装带式输送机的机头、机尾、托辊组以及其他辅助装置等。常用机架也有几种不同的结构。煤矿井下使用的带式输送机，为了拆装方便，机头架、机尾架做成结构紧凑便于移置的构件，中间架采用便于拆装的结构。根据结构特点，有钢绳机架和型钢机架两种。按照安装方式不同，中间架又有落地式和绳架吊挂式之分，落地式机架又有固定式和可拆移式两种。用于地面和煤矿井下主要运输巷道的通用带式输送机的中间架多采用型钢
27、焊接而成的固定式机架，而采区顺槽一般用可拆移式机架或吊挂式机架。可拆移式机架一般用型钢焊接成 H 型中间托架。将 H 型中间托架与两边的钢管采用插入式销钉固定联接，整个机架不用一个螺栓，避免了因螺栓生锈而造成的拆装不便。型钢机架也可采用吊挂式安装，但应用较少。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计论文 第 12页2 固定式带式输送机的设计与计算2.1 设计方案的确定DT型固定式带式输送机适用于建筑、矿山、工厂、采石场、码头等工作场所，用来转载装车或堆积各种散碎块状物料，如沙砾、矿砂、煤炭、谷物等等。本机与一般固定式带式输送机大体相同，采用双滚筒驱动，机尾部设有液压自动拉紧装置。操作方便，效率
28、较高。带式输送机结构如下图：2.2 有关参数的确定设计参数： 输送量： Q=2000t/h输送机长度： L=1000m输送物料：原煤松散密度： =0.9 3mt带速： v=4m/s输送机倾角： =22.2.1 输送带类型的选择输送带是输送机中的曳引构件和承载构件。本输送机采用普通型输送带。抗拉体（芯层）有棉帆布、尼龙帆布、聚酯帆布和钢丝绳芯（本机选用钢丝绳芯） 。钢丝绳芯输送带的运行条件好，倾角小，强度低可取小值，繁殖则取大值。对可靠性要求高，如载人或高炉上料苏红宋代应适当高于上述数值。ST4000 以上输送带接头的疲劳强度不随静强度按比例提高，其安全系数应由橡胶厂提供。2.2.2 带宽的确定
29、确定带宽要考虑所运物料的最大块度。按给定调教 Q=2000t/h， v=4m/s，又由 =2，物料的松散度 =0.9 ，可先求出物料堆积面积 A，3mt20.154360.9QAvk式中 v输送带与星速度 m/sQ带式输送机输送量 t/h中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计论文 第 13页 输送物料的密集散度 3mtk动堆积角和成槽角的函数，查机械设计选用手册上册表 2-28 取 k=1.0查运输机械设计选用手册，上册表 1-3 可选出槽角 =35，堆积角 =10，带宽 b =1400mm。2.2.3 带式输送机的圆周力及阻力的计算总圆周力 的计算公式如下uF210()cosSuHtNBG
30、RUGgFCfLqqH式中 主要阻力H特种主要阻力1SF特种附加阻力2S倾斜阻力st附加阻力NFC附加阻力系数。查运输机械设计选用手册表 2-29 取系数 C=1.09模拟摩擦系数。查运输机械设计选用手册表 2-30 取 =0.025f fL输送机长度（头尾滚筒中心距）承载分支和回程分支每米输送带的质量Bq每米输送物料的质量G输送机承载分支每米机长托辊旋转部分质量0R输送机回程分支每米机长托辊旋转部分质量UqH输送机卸料段和装料段德高差 m当倾角大于 18时输送机载荷 、 必须乘以 cos。BqG输送机承载分支每米机长托辊旋转部分质量计算按公式 01Rms式中 中国矿业大学 2011 届本科生
31、毕业设计论文 第 14页一组上托辊回转部分质量（查矿山运输机械设计 黄万吉 编 表 1-26）m上托辊间距 （矿上运输机械设计 表 1-8）1s可得： 014739.2Rmsq输送机回程分支每米机长托辊旋转部分质量计算按公式： 2RUs式中 一组下托辊回转部分质量（查矿山运输机械设计 黄万吉 编 表 1-26）m下托辊间距 一般取 3m2s可得 2391RUmsq按矿山运输机械设计 表 1-27 选取 GX4000 每米质量为 66.5kg/mGq货载每米质量计算按公式： 20139/3.6.4Qqkgmv倾斜阻力计算按公式： sin19.8027589stFgHGLN特种主要阻力计算按公式：
32、 1ssasbF按重载段为等长的三托辊，前倾角 =2计算0()coin.436.539.8s2i8295saBGFCLqgN:式中托辊倾角系数C摩擦阻力系数0中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计论文 第 15页由于不设桾板 =0sbF特种主要阻力计算按公式： 2sesdF式中导料槽阻力seF卸料槽阻力sd则 可按公式：se 30.750.15seFAN式中A清扫器与输送带的接触面积；接触点压强摩擦阻力系数3可按公式：sdF1.45021sdaFBK式中B输送带宽度载荷分布系数aK则特种主要阻力 2105205sFN则总圆周力为： 1.099.83(26.513)cos2475982.054
33、7.uF2.2.4 各点张力的计算按启动时工况求出 、 ，取 n=1.3，= =300，=0.41F212输送机布置如图：中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计论文 第 16页v1max12 min(1).3479.572.42.4108.68unFeNFe正常运行时，各点的张力计算如下：空段阻力 ，忽略各传动部分长度 ，则kFcossin(6.5213)0.259.816.09.81sin2379BuBqLfgqRLfg 重段阻力 可按以下公式计算：zhF 0()(cosin)6.51390.25289.815.74zhBGqfLgqRfN:则 320.6F4187329.71789.kN
34、56.408.03zhF2.2.5 校核垂度垂度校核必须分别校核重段垂度和空段垂度，两者都要找出最小张力点。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计论文 第 17页由各点的张力计算值可知，垂度的最小张力点在位置 5，空段在位置 4，则重段垂度所需要的最小张力为： 00minax()(6.139).820159.6BGRqglFfN（校核通过）5min空段垂度所需要的最小张力为： inmax6.5981302123.8uuBRqglFfN（校核通过）4min2.2.6 校核胶带安全系数 max01432.707.bBF校核满足条件，通过。2.2.7 电动机功率的确定输送机所需功率计算按公式： 1
35、479.5681.3700vmFNkw故采用双滚筒驱动，选用 2x400kw 的电动机。2.2.8 拉紧力的计算固定式带式输送机装有拉紧装置，其拉紧力的计算公式为：=58748.39N1NttF式中拉紧滚筒奔离点张力tF拉紧滚筒趋入点张力1t2.2.9 输送带层数计算输送带层数可按公式：（层）172.49.7805msxFnZB查运输机械设计选用手册表 2-16 取 10 层，与初选相同。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计论文 第 18页2.2.10 托辊的选择和校核（1）托辊的选择查运输机械选用手册上册 表 2-42，选用槽形前倾托辊（35）.带宽为1400mm 的输送机科选择辊子尺寸
36、为 D108、132、169 三种，L=530，轴承 4G305或者 4G306，外形尺寸 A=1740，E=1800，P=280，Q=220，d=M16。 ；同样选出缓冲托辊，平行下托辊。装载处必须选用缓冲托辊，在重载分支每 10 组放一组调心托辊，空载段每6-10 组放一组调心托辊。（2）辊子的校核静载计算承载分支托辊：=e ( + ) =0.81.2(555.56/4+66.5)9.81=1934.280PavImBqg N式中：承载分支托辊静载荷， ；0 Ne辊子载荷系数，查运输机械设计选用手册表 2-35，得 e=0.8；承载分支托辊间距， , =1.0 ；0am0a输送能力， ；m
37、Iskg=555.56每米长输送带的质量， ； =66.5 ；Bq Bqmkg查表 2-74，上辊 169，L=530 ，轴承 4G306，能满足要求。m回程分支托辊：=e =0.63366.59.81=1232.97UPaBqgN式中：回程分支托辊静载荷， ；回程分支托辊间距， ； =3 ；UamUae辊子载荷系数，查运输机械设计选用手册表 2-35，得 e=0.63；查表 2-74，下辊 108，L=1600 ，轴承 4G306，能满足要求。（2）动载计算承载分支 = =1761.01.061.1=205 1934.280Padsf N回程分支 = =87.51.01.1=96.25 12
38、32.97Us中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计论文 第 19页式中： 承载分支托辊动载荷， ；0PN回程分支托辊动载荷， ；U运行系数，查表 2-36 得： =1.0；sf sf冲击系数，查表 2-37 得： =1.06；d d工况系数，查表 2-38 得： =1.1；af af均满足要求。2.3 传动装置的设计与计算带式输送机的负载是一种典型的恒转矩负载，而且不可避免的地要带负荷起动和制动。电动机的起动特性与负载的起动要求不相适应在在时输送机上比较突出，一方面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 6-7 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
39、流使电压过分降低，这就要求电动机的起动要尽量快，即提高转自的加速度，使起动过程不超过 3-5s。驱动装置是整个带式输送机的动力来源，它由电动机液力耦合器、制动器减速器、联轴器以及传动滚筒组成。传动滚筒由一台或两台电机通过各自的联轴器、减速器等传递转矩给传动滚筒。减速器有二级三级及多级齿轮减速器，矿用减速器第一级多为弧齿圆锥齿轮减速传动，第二级为斜齿圆柱齿轮减速传动，联接电机和减速器的联轴器有两种，一种是弹性联轴器，一种是液力耦合器。为此减速器的锥齿轮也有两种：用弹性联轴器时，用第一种锥齿轮，轴头为平键连接；用液力耦合器时，用第二种锥齿轮，轴头为花键联接。传动滚筒采用焊接结构，主轴承采用调心轴承
40、，传动滚筒的机架与电机、减速的机架均安装在固定大底座上面，电动机可安装在任一侧。由于在矿下，故选用减速为卧式；行星传动虽然结构紧凑，但是成本高，故不作考虑；采用圆锥圆柱齿轮减速传动，与滚筒配合起来结构较为紧凑，且加工比较方便，故采用此传动方案。根据工作机构，滚筒的直径（1000）及转速 n 计算：60146017.43/minvnrD准备选用 1500r/min 的 Y 系列电动机，因此初步的总传动比i=1500/76.43=19.63，查机械设计课程设计表 5-1 选定三级圆锥圆柱齿轮减速器。为了加工方便采用水平剖分式。由于功率较大，减速器承受轴向力和径向力都很大，所以轴承选取深沟球中国矿业
41、大学 2011 届本科生毕业设计论文 第 20页轴承。电动机与输入轴之间采用液力耦合器（YOX ） ，滚筒与输出轴之间采用弹性联轴器。方案如图所示：2.3.1 电动机的选择电动机额定转速根据生产机械的要求而选定，一般情况下电动机的转速不低于500r/min，因为功率一定时，电动机的转速低，其尺寸愈大，加个越贵，而效率较低，若点击的转速高，则极对数少，尺寸和重量小，加个也低。本设计带式输送机所采用的电动机的总功率为 683kw，所以需选用功率为 400kw 的电动机。拟采用 YRKK4005-4 型电动机，额定电压 6kV 可满足要求。2.3.2 总传动比及分配已知点击满载转速 n 及工作机的转
42、速 n可求出总传动比为：/150/76.4319.i则三级传动比分配为： =2.4 12.2i则 满足条件。1239.4ii:传动装置各运动参数的计算从减速器的高速轴开始各轴的命名为轴、轴、轴、轴。 各轴转速计算第轴转速 0/15/0(/min)nir中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计论文 第 21页第轴转速 1/50/2.46(/min)Inir第轴转速 238.II第轴转速 76.(/in)IVr式中 n电动机的转速，r/min电动机至第 I 轴传动比0i第 I 轴至第 II 轴传动比，第 II 轴至第 III 轴传动比，第 III 轴至123第 IV 轴传动比。各轴功率计算第轴功率
43、 12340.69.8320.5()Pkw:第轴功率 25496第轴功率 3371.()k第轴功率 4271908250Pw:式中 联轴器或者带传动效率1轴承效率2齿轮或蜗杆传动效率3各轴扭矩计算第轴扭矩 950/5320./15204.6()IITPnNm:第轴扭矩 967II第轴扭矩 950/50271.9/8.31246.()IIITPn:第轴扭矩 950/9502.6/7.431295.()IVIVnNm:各轴转速、功率、扭矩列表如下：轴 号 转速 n（r/min）输出功率P（kw）输出扭矩T（Nm）传动比 i 效率 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计论文 第 22页电机轴 15
44、00 340.69 2170.89 1 0.94I 1500 320.52 2040.64 1 0.92II 625 295.26 4511.57 2.4 0.92III 208.33 271.99 12468.22 3.0 0.92IV 76.43 250.56 31295.42 2.7 0.92滚筒 76.43 245.55 30669.51 1 0.982.3.3 液力耦合器液力传动与液压传动一样，都是以液体佐为传递能力的介质，同属液体传动的范畴，二者的重要区别在于，液压传动是通过工作腔容积的变化，是液体压力能改变传递能量的；液力传动是利用旋转的叶轮工作，输入轴与输出轴为非刚性连接，通过
45、 液体动能的变化传递能量，传递的扭矩与其转数的平方成正比。目前，在带式输送机的传动系统中，广泛使用的液力耦合器，它安装在输送机的驱动电机与减速器之间、电动机带动泵轮转动，泵轮内的工作液体随之旋转，这时液体绕泵轮轴线一边作旋转运动，一边因液体收到离心力而沿径向叶片之间的通道向外流动，到外缘之后即进入涡轮中，泵轮的接卸能转换成液体的动能，液体进去涡轮后，推动涡轮旋转，液体被减速降压，液体的动能转换成涡轮的机械能而输出做功，它是依靠液体环流运动传递能量的，而产生环流的先决条件是泵轮的转速大于涡流转速，即二者之间存在转速差。液力传动装置除煤矿机械使用外，还广泛用于各种军用车辆、建筑机械、工程机械、起重
46、机械、载重汽车、小轿车和舰艇上，它所以获得如此广泛的应用，原因是它具有以下多种优点：能提高设备的使用寿命 由于液力转动的介质是液体，输入轴与输出轴之间用非刚性连接，故能将外载荷突然骤增或者骤减造成的冲击和振动消除或者部分消除，转化为连续渐变载荷，从而延长机械的使用寿命，这对处于恶劣条件下工作的煤矿机械具有这样的意义。有良好的启动性能 由于泵轮扭矩与其转速的平方成正比，故电动机启动时其负载很小，启动较快，冲击电流延续时间短，减少电机发热。良好的限矩保护性能。使多电机驱动的设备各台电机负荷分配趋于均匀。2.3.4 联轴器联轴器时机械传动中常用的部件，它用来把两根轴联接在一起，机械运转时两轴不能分离
47、，只有在机械停车并将联接拆开后，两轴才能分离。联轴器所连接的两轴，由于只在及安装误差、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中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计论文 第 23页元件的挠性联轴器和有弹性元件的挠性联轴器两个类别。刚性联轴器这类联轴器有套筒式。夹壳式和凸缘式等。凸缘联轴器是把两个带有凸缘的半联轴器连成一体，以传递运动和转矩。凸缘联轴器的材料可用灰铸铁或碳钢，重载时或圆周速度大于 30m/s 时应用铸钢或碳钢。由于凸缘联轴器属于刚性联轴器，对锁连两轴的相对位移缺乏补偿能力，故对两轴对中性的要求很高。当两轴有相对位移存在时，就会在机件内引起附加载荷，使工作情况恶化，这是它的主要缺点。但由于构造简单、成本低、可传递较
