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目 录 摘要 . 错误 !未定义书签。 Abstract. 2 1 绪论 . 3 2 带式输送机概述 . 5 2.1 带式输送机的应用 . 5 2.2 带式输送机的分类 . 6 2.4 带式 输送机的工作原理 . 7 2.5 带式输送机的结构和布置形式 . 8 2.5.1 带式输送机的结构 . 8 2.5.2 布置方式 . 8 3 带式输送机的设计计算 . 9 3.1 已知原始数据及工作条件 . 9 3.2 计算步骤 . 10 3.3 传动功率计算 . 12 3.4.1 传动轴功率计算 . 12 3.5 输送带张力计算 . 14 3.5.1 最大张力计算及输送带材料选择 . 14 3.5.2 输送带不打滑条件校核 . 15 3.5.2 输送带下垂度校核 . 16 3.5.3 各特性点张力计算 . 16 3.8 拉紧力计算 . 18 4 驱动装置的选用与设计 . 19 4.1 电机的选用 . 19 4.2.1 传动装置的总传动比 . 19 4.2.3 联轴器 . 20 5 带式输送机部件的选用 . 22 5.1 输送带 . 22 5.1.1 输送带的分类： . 23 5.1.2 输送带的连接 . 24 5.2 传动滚筒 . 25 5.2.1 传动滚筒的作用及类型 . 25 5.2.2 传动滚筒的选型及设计 . 25 5.3 托辊 . 26 5.3.1 托辊的作用与类型 . 26 5.3.2 托辊的选型 . 28 5.6 拉紧装置 . 29 5.6.1 拉紧装置的作用 . 29 5.6.2 张紧装置在使用中应满足的要求 . 29 5.6.3 拉紧装置在过渡工况下的工作特点 . 30 5.6.4 拉紧装置布置时应遵循的原则 . 30 5.6.5 拉紧装置的种类及特点 . 31 6 其他装置 . 33 6.1 给料装置 . 33 6.2 卸料装置 . 33 6.3 清扫装置 . 34 7 电气及安全保护装置 . 35 结论 . 36 参考文献 . 37 1 摘要 本次毕业设计是关于矿用固定式带式输送机的设计。 首先对胶带输送机作了简单的概述；接着分析了带式输送机的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方 法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的输送机各主要零部件进行了校核。普通型带式输送机由六个主要部件组成：传动装置，机尾和导回装置，中部机架，拉紧装置以及胶带。最后简单的说明了输送机的安装与维护。 目前，胶带输送机正朝着长距离，高速度，低摩擦的方向发展，近年来出现的气垫式胶带输送机就是其中的一个。在胶带输送机的设计、制造以及应用方面 ,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距 ,国内在设计制造带式输送机过程中存在着很多不足。 本次带式输送机设计代表了设计的一般过程 , 对今后的选型设计工作有一定的参考价值。 关键词 ： 带式输送机； 选型设计；主要部件 2 Abstract The design is a graduation project about the belt conveyor used in coal mine. At first, it is introduction about the belt conveyor. Next, it is the principles about choose component parts of belt conveyor. After that the belt conveyor abase on the principle is designed. Then, it is checking computations about main component parts. The ordinary belt conveyor consists of six main parts: Drive Unit, Jib or Delivery End, Tail Ender Return End, Intermediate Structure, Loop Take-Up and Belt. At last, it is explanation about fix and safeguard of the belt conveyor. Today, long distance, high speed, low friction is the direction of belt conveyors development. Air cushion belt conveyor is one of them. At present, we still fall far short of abroad advanced technology in design, manufacture and using. There are a lot of wastes in the design of belt conveyor. Keyword: belt conveyor； Lectotype Design；main parts 3 1 绪论 4 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 5 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 。 选择 带式输送机这种通用机械的设计作为毕业设计的选题，能培养我们独立解决工程实际问题的能力， 通过这次毕业设计是对所学基本理论和专业知识的一次综合运用，也使我们的设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练。 原始参数： 1）输送物料：石灰石 2）物料特性：（ 1）块度： 0 50mm （ 2）散装密度： 1.2t/m3 （ 3）在输送带上堆积角： =25 3）输送系统及相关尺寸：（ 1）运距： 30m （ 2）倾斜角： =0 （ 3）最大运量 :300t/h 设计解决的问题： 熟悉带式输送机的各部分的功能与作用， 对主要部件进行选型设计与计算，解决在实际使用中容易出现的问题，并大胆地进行创新设计。 2 带式输送机概述 2.1 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 6 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。 2.2 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 2.3 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 7 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 40 40 C；在寒冷地区驱动站应有采暖设施； （ 2）可做水平运输， 倾斜向上 (16 )和向下 ( 010 012 )运输，也可以转弯运输；运输距离长，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。 2.4 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 2-1 所示，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 、 清扫装置和卸料装置等。 图 2-1 带式输送机简图 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-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 输送带 1 绕经传动滚筒 2 和机尾换向滚筒 3 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 5 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。 8 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。 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。 （ 2）增加围包角0 （ 3）增大摩擦系数0 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。 2.5 带式输送机的结构和布置形式 2.5.1 带式输送机的结构 带式输送机主要由以下部件组成：头架、驱动装置、传动滚筒、尾 架、托辊、中间架、尾部改向装置、卸载装置、清扫装置、安全保护装置等。 由于带式输送机的结构特点决定了其具有优良性能，主要表现在：运输能力大，且工作阻力小，耗电量低，约为刮板输送机的 1/3 到 1/5；由于物料同输送机一起移动，同刮板输送机比较，物料破碎率小；带式输送机的单机运距可以很长，与刮板输送机比较，在同样运输能力及运距条件下，其所需设备台数少，转载环节少，节省设备和人员，并且维护比较简单。由于输送带成本高且易损坏，故与其它设备比较，初期投资高且不适应输送有尖棱的物料。 输送机年工作时间一般取 4500-5500 小时。当二班工作和输送剥离物，且输送环节较多，宜取下限；当三班工作和输送环节少的矿石输送，并有储仓时，取上限为宜。 2.5.2 布置方式 电动机通过联轴器 、 减速器带动传动滚筒转动或其他驱动机构，借助于滚筒或其他驱动机构与输送带之间的摩擦力，使输送带运动。带式输送机的驱动方式按驱动装置可分为单点驱动方式和多点驱动方式两种。 通用固定式输送带输送机多采用单点驱动方式，即驱动装置集中的安装在输送机长度的某一个位置处，一般放在机头处。单点驱动方式按传动滚筒的数目分，可分为单滚筒和双滚筒驱动。对每个滚筒的驱 动又可分为单电动机驱动和多电动机驱动。因单点驱动方式最常 9 用，凡是没有指明是多点驱动方式的，即为单驱动方式，故一般对单点驱动方式，“单点 ”两字省略。 单筒 、 单电动机驱动方式最简单，在考虑驱动方式时应是首选方式。在大运量 、 长距离的钢绳芯胶带输送机中往往采用多电动机驱动。带式输送机常见典型的布置方式如下表2-2 所示： 表 2-2 带式输送机典型布置方式 3 带式输送机的设计计算 3.1 已知原始数据及工作条件 （ 1）输送物料：石灰石 （ 2）物料特性： 1）块度： 0 50mm 2）散装密度： 1.2t/ 3m 10 3）在输送带上堆积角： =25 （ 3）输送系统及相关尺寸： （ 1）运距： 30m （ 2）倾斜角： =0 （ 3）最大运量 :300t/h 初步确定输送机布置形式，如图 3-1 所示： 3.2 计算步骤 3.2.1 输送机带速的选择 选择带速时，我参考了以下带速选择原则： (1)输送量大、输送带较宽时，应选择较高的带速。 (2)较长的水平输送机，应选择较高的带速；输送机倾角愈大，输送距离愈短，则带速应愈低。 (3)物料易滚动、粒度大、磨琢性强的， 或容易扬尘的以及环境卫生条件要求较高的，宜选用 低带速。 (4)一般用于给了或输送粉尘量大时，带速可取 0.8m/s1m/s；或根据物料特性和工艺要求决定。 (5)人工配料称重时，带速不应大于 1.25m/s。 (6)采用犁式卸料器时，带速不宜超过 2.0m/s。 (7)采用卸料车时，带速一般不宜超过 2.5m/s；当输送细碎物料或小块料时，允许带速 3.15m/s。 (8)有计量秤时，带速应按自动计量秤的要求决定。 (9)输送成品物件时，带速一般小于 1.25m/s。 带速与带宽 、 输送能力 、 物料性质 、 块度和输送机 的线路倾角有关 .当输送机向上运输时，倾角大，带速应低；下运时，带速更应低；水平运输时，可选择高带速 .带速的确定还 11 应考虑输送机卸料装置类型，当采用犁式卸料车时，带速不宜超过 3.15m/s. 输送机的带速很大程度上取决于所输送的物料的特性、所期望的输送能力和所采用的输送带的张力。 粉末状的物料要采用足够低的带速输送，以最大程度地减少灰波士顿，特别是在装料点和卸料点更是如此。易碎的物料同样也会限制带速。当输送带和所输送的物料通过托辊时，较低的带速可以使易碎的物料在装料和卸料点处不会发生跳动碎裂。本物料的输送物 料为块、粒状散状物料，根据所需的输送量计算得带速为 0.8m/s。 3.2.2 输送带带宽计算 对于散状物料，输送带宽度按式（ 1）计算。 B= 错误 !未找到引用源。 （ 1） 式中 B 输送带宽度， m； Q 所需输送量， t/h； 物料松散密度， t/错误 !未找到引用源。 ； v 输送带速度， m/s； y 断面系数 ； c 倾角系数，水平输送，这里取 1.0； k 装载系 数，一般取 k=0.80.9； 查设计手册，我设计的托辊为 3 节式等长 45槽式托辊，物料截面积与带宽之间有如下关系： A=y 错误 !未找到引用源。 （ 2） 其中 y=0.142 再将 v=0.8m/s、 Q =300t/h、 =1.2 t/错误 !未找到引用源。 等数据带入公式 （ 1）： B=错误 !未找到引用源。 =0.824m 取 B=0.9m 设计 12 则 A=0.115 错误 !未找到引用源。 3.2.3 输送机输送能力的计算 散状物料的输送能力按式（ 3）计算。 Q= 3600A*v c （ 3） 实际输送量 Q=0.115*0.8*1.2*0.9*3600=357.7t/h 3.3 传动功率计算 3.4.1 传动轴功率计算 传动滚筒轴功率计算 本输送机设计输送长度为 30m，其功率计算方法采用日本标准驱动功率的计算方法计算。日本标准 JIS B 8805 1976 的功率计算方法的驱动功率（即为传动滚筒轴功率）计算式为： P=错误 !未找到引用源。 =0.06fWv 错误 !未找到引用源。 +f 错误 !未找到引用源。 （ 4） 式中 P 所需驱动功率， kW； 错误 !未找到引用源。 空载所需驱动功率， kW； 错误 !未找到引用源。 水平运输物料所需功率， kW； 错误 !未找到引用源。 提升物料所需驱动功率， kW； f 托辊的转动摩擦系数； W 除物料外运动部分的质量， kg/m； v 带速， m/min； L 输送 机长度， m； 错误 !未找到引用源。 中心距修正值， m； H 提升高度（上升或下降的垂直高度，有卸料器时包括卸料器的附加高度），m； 错误 !未找到引用源。 输送量， t/h； 托辊的转动摩擦系数 f 和中心距修正值 错误 !未找到引用源。 可由下表得到： 表 1 托辊的转动摩擦系数和中心距修正值 设备结构上的特征 f 错误 !未找到引用源。 /m 使用普通阻力的托辊，设备的状态不太好 0.03 49 使用阻力特别小的托辊，设备状态良好 0.022 66 计算下运负功率运行时 0.012 156 13 除物料外的运动部分质量，由下表给出： 表 2 物料外运动部分的质量 W 带宽 /mm 400 450 500 600 750 900 1050 1200 1400 质量 W/(kg/m) 22.4 28 30 35.5 53 63 80 90 112 有卸料器时需要加上卸料器所需功率 错误 !未找到引用源。 ，由下表给出： 表 3 有卸料器时需加上卸料器所需功率 错误 !未找到引用源。 带宽 /mm 400 450 500 600 750 900 1050 1200 1400 功率 错误 !未找到引用源。 /kW 1.5 2.65 3.55 5.0 由此可计算传动滚筒功率： P=错误 !未找到引用源。 =0.06fWv 错误 !未找到引用源。 +f 错误 !未找到引用源。 +错误 !未找到引用源。 =0.06*0.03*63*（ 0.8*60） *错误 !未找到引用源。 +0.03*357.7*错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 +2.65 =1.17+2.31+2.65=6.13kW 取 P=6.5kW 设计。 3.4.1 电动机功率计算 错误 ! 未 找 到 引 用 源 。 = 错误 ! 未找到引用源。 （ 5） 式中 错误 !未找到引用源。 电动机功率， kW； P 传动滚筒轴功率， kW； 错误 !未找到引用源。 传动总效率， 错误 !未找到引用源。 0.9； K 备用系数，取 K=1.1 则 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。=7.9kW，取 错误 !未找到引用源。 8kW 3.5 输送带张力计算 输送带张力在整个长度上是变化的，影响因素很多，为保证输送机上午正常运行，输送带张力必须满足以下两个条件： 14 （ 1）在任何负载情况下，作用在输送带上的张力应使得全部传动滚筒上的圆周力是通过摩擦传递到输送带上，而输送带与滚筒间应保证不打滑； （ 2）作用在输送带上的张力应足够大，使输送带在两组托辊间的垂度小于一定值。 3.5.1 最大张力计算及输送 带材料选择 在单驱动的带式输送机中，驱动滚筒的趋入点 S 处的张力通常为输送带的最大张力。 sF= )1(1000 0eveP 根据通用带式输送机的设计一书相关内容： 取 =0.38,包角 =180 = =3.14 则 e =3.3, 故sF=11.7kN， 输送带层数按式BnFZ s可算 试选用帆布带，刚可计算 z=5.2 层，取整为 6 层。 则带厚 Bd =0.56*6=3.36mm 符合要求。 外层选用聚脂覆盖层 则滚筒最小直径可根据 BBdCD =80*3.36=268.8 根据滚筒标准尺寸选取直径 D=315mm 3.5.2 输送带不打滑条件校核 圆周驱动力UF通过摩擦传递到输送带上（见图 3-3） 15 图 3-3 作用于输送带的张力 如图 4所示，输送带在传动滚简松边的最小张力应满足式 (28)的要求。 min maxLS CF 传动滚筒传递的最大圆周力max aF K F。动载荷系数 1.2 1.7aK ；对惯性小、起制动平稳的输送机可取较小值 ；否则，就应取较大值。取aK1.5 传动滚筒与输送带间的摩擦系 数，见表 3-7 表 3-7 传动滚筒与输送带间的摩擦系数 AK=1.5，由式 maxUF=1.5 14425=21638N 对常用 C= 11e=1.97 该设计取 =0.05； =470 。 min maxLS CF=1.97 21638=42626N 3.5.2 输送带下垂度校核 为了限制输送带在两组托辊间的下垂度，作用在输送带上任意一点的最小张力minF，需按式（ 6）和（ 7）进行验算。 工作条件 光面滚筒 胶面滚筒 清洁干燥 0.25 0.03 0.40 环境潮湿 0.10 0.15 0.25 0.35 潮湿粘污 0.05 0.20 16 承载分支0m i n()8BGadma q q gFha承 (6) 回程分支0m i n8Badma q gFha回 （ 7） 式中admha 允许最大垂度，一般 0.01； 0a 承载上托辊间距（最小张力处）； ua 回程下托辊间距（最小张力处）。 取admha=0.01 由式（ 2.5-2）得： minF承 1 . 2 6 0 . 7 3 4 ) 9 . 88 0 . 0 1 （ 9.2=10280 N minF回 3 9 . 2 9 . 8 33818 0 . 0 1 N 3.5.3 各特性点张力计算 为了确定输送带作用于各改向滚筒的合张力，拉紧装置拉紧力和凸凹弧起始点张力等特性点张力，需逐点张力计算法，进行各特性点张力计算。 (1)运行阻力的计算 有分离点起，依次将特殊点设为 1、 2、 3、 ，一直到相遇点 10 点，如图 2-4 所示。 计算运行阻力时，首先要确定输送带的种类和型号。在前面我们已经选好了输送带， 680S型煤矿用阻燃输送带，纵向拉伸强度 750N/mm；带厚 8.5mm；输送带质量 9.2Kg/m. 1)承载段运行阻力 由式（ 9）： 00) c o s ( ) s i n )Z t z ZF q q q L q q L g （ 8） = ( 6 0 . 6 7 9 . 2 2 0 . 2 5 ) 3 0 0 0 . 0 4 c o s 0 9 . 8 =10598N 2)回空段运行阻力 由式（ 9） 17 00) c o s ( ) s i n )K t k k kF q q L q q L g （ 9） 56 ( 9 . 2 5 . 2 7 ) 2 9 5 0 . 0 3 5 c o s 0 9 . 8F =1464N 12 ( 9 . 2 5 . 2 7 ) 4 0 . 0 3 5 c o s 0 9 . 8F =20N 9 1 0 ( 9 . 2 5 . 2 7 ) 2 0 . 0 3 5 c o s 0 9 . 8F =10N 34 ( 9 . 2 5 . 2 7 ) 1 0 . 0 3 5 c o s 0 9 . 8F =5N 3)最小张力点 有以上计算可知， 4 点为最小张力点 (2)输送带上各点张力的计算 1）由悬垂度条件确定 5 点的张力 承载段最小张力应满足 minF承 1 . 2 6 0 . 7 3 4 ) 9 . 88 0 . 0 1 （ 9.2=10280N 2)由逐点计算法计算各点的张力 因为7S=10280N,根据表 14-3 选FC=1.05， 故有76FSS C =9790N 5 6 5 6S S F 8326N 54FSS C =7929N 3 4 3 4S S F 7924N 32FSS C =7546N 1 2 1 2S S F 7526N 87ZS S F 20878N 98FS S C=21921N 18 YS=1 0 9 9 1 0S S F 21931N (3)用摩擦条件来验算传动滚筒分离点与相遇点张力的关系 滚筒为包胶滚筒，围包胶为 470。由表 14-5 选摩擦系数 =0.35。并取摩擦力备用系数 n=1.2。 由式（ 10）可算得允许YS的最大值为： m a x 11(1 )YeSS n （ 10） = 4700 . 3 5 180 17 5 2 6 ( 1 )1 . 2e =33340NYS 故摩擦条件满足。 3.8 拉紧力计算 拉紧装置拉紧力0F按式（ 3.8-1）计算 01iiF S S （ 11） 式中iS 拉紧滚筒趋入点张力（ N）；1 i S 拉紧滚筒奔离点张力（ N）。 由式0 2 3F S S=7924+7546=15470 N =15.47 KN 查煤矿机械设计手册初步选定螺旋式拉紧装置。 4 驱动装置的选用与设计 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带式输送机 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 3 5s。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。 19 减速器有二级 、 三级及多级齿轮减速器，第一级为直齿圆锥齿轮减速传动，第二、三级为斜齿圆柱齿轮降速传动，联接电 机和减速器的连轴器有两种，一是弹性联轴器，一种是液力联轴器。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；用液力偶合器时，用第二种锥齿轮，轴头为花键齿轮联接。 传动滚筒采用焊接结构，主轴承采用调心轴承，传动滚筒的机架与电机 、 减速器的机架均安装在固定大底座上面，电动机可安装在机头任一侧。 4.1 电机的选用 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 500r/min，因为功率一定时，电动机的转速低，其尺寸愈大，价格愈贵，而效率低。若电机的转速高，则极对数 少，尺寸和重量小，价格也低。本设计皮带机所采用的电动机的总功率为 8kW，所以需选用额定功率为 11kW 的电机， 拟采用 Y160L-6 型电动机，该型电机效率为 87%，满载转速为 970r/min,可以满足要求。 4.2 减速器的选用 4.2.1 传动装置的总传动比 已知输送带宽为 900mm ，查运输机械选用设计手册表 2 77 选取传动滚筒的直径D 为 315mm ，而带速为 v=0.8m/s，故可求得滚筒转速为： N=60v/ D=60*0.8/(3.14*0.315)=48.53r/min 则可计算传动比为 i+970/48.53=20 本次设计选用 ZLY 型减速器 ,传动比为 20。公称输入 1000r/min，输出 50r/min。 4.2.3 联轴器 本次驱动装置的设计中，较多的采用联轴器，这里对其做简单介绍： 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 20 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联成一体，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，对所联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、可传递较大转矩，故当转速低、无冲击、轴的刚性大、对中性较好时亦常采用。 挠性联轴器 （ 1）无弹性元件的挠性联轴器 这类联轴器因具有挠性，故可补偿两轴的相对位移。但因无弹性元件，故不能缓冲减振。常用的有以下几种： 1）十字滑块联轴器 十字滑块联轴器由两国在端面上开有 凹槽的半联轴器和一个两面带有凸牙的中间盘所组成。因凸牙可在凹槽中滑动，故可补偿安装及运转时两轴间的相对位移。 这种联轴器零件的材料可用 45 钢，工作表面须进行热处理，以提高其硬度；要求较低时也可用 Q275 钢，不进行热处理。为了减少摩擦及磨损，使用时应从中间盘的油孔中注油进行润滑。 因为半联轴器与中间盘组成移动副，不能发生相对转动，故主动轴与从动轴的角速度应相等。但在两轴间有相对位移的情况下工作时，中间盘就会产生很大的离心力，从而增大动载荷及磨损。因此选用时应注意其工作转速不得大于规定值。 这种联轴器一般用于转 速 2 5 0 / m innr ,轴的刚度较大，且无剧烈冲击处。效率1 ( 3 5 ) yfd ，这里 f 为摩擦系数，一般取为 0.120.25； y 为两轴间径向位移量，单位为 mm ； d 为轴径，单位为 mm 。 2） 滑块联轴器 这种联轴器与十字滑块联轴器相似，只是两边半联轴器上的沟槽很宽，并把原来的中间盘改为两面不带凸牙的方形滑块，且通常用夹布胶木制成。由于中间滑块的质量减小，又具有较高的极限转速。中间滑块也可用尼龙 6 制成，并在配制时加入少量的石墨或二硫化钼，以便在使用时可以自行润滑。 21 这种联轴器结构简单，尺寸紧凑，适用于小功率、高转速而无剧烈冲击处。 3)十字轴式万向联轴器 这种联轴器可以允许两轴间有较大的夹角（夹角 最大可达 0035 45 ），而且在机器运转时，夹角发生改变仍可正常传动；但当 过大时，传动效率会显著降低。这种联轴器的缺点是：当主动轴角速度为常数时，从动轴的角速度并不是常数，而是在一定范围内变化，因而在传动中将产生附加动载荷。为了改善这种情况，常将十字轴式万向联轴器成队使用。 这种联轴器结构紧凑，维护方便，广泛应用于汽车、多头钻床等机器的传动系统中。小型十字轴式万向联轴器已标准化，设计时可按标准选用。 4）齿式联轴器 这种联轴器能传递很大的转矩，并允许有较大的偏移 量，安装精度要求不高；但质量较大，成本较高，在重型机械中广泛使用。 5）滚子链联轴器 滚子链联轴器的特点是结构简单，尺寸紧凑，质量小，装拆方便，维修容易、价廉并具有一定的补偿性能和缓冲性能，但因链条的套筒与其相配件间存在间隙，不宜用于逆向传动、起动频繁或立轴传动。同时由于受离心力影响也不宜用于高速传动。 （ 2）有弹性元件的挠性联轴器 这类联轴器因装有弹性元件，不仅可以补偿两轴间的相对位移，而且具有缓冲减振的能力。弹性元件所能储存的能量愈多，则联轴器的缓冲能力愈强；弹性元件的弹性滞后性能与弹性变形时零件间的摩 擦功愈大，则联轴器的减振能力愈好。 1）弹性套柱销联轴器 这种联轴器的构造与凸缘联轴器相似，只是套有弹性套的柱销代替了联接螺栓。因为通过蛹状的弹性套传递转矩，故可缓冲减振。这种联轴器制造容易，装拆方便，成本较低，但弹性套易磨损，寿命较短。他适用于联接载荷平稳、需正反转或起动频繁的传递中小转矩的轴。 2）弹性柱销联轴器 这种联轴器与弹性套柱销联轴器很相似，但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。 3）梅花形弹性联轴器 22 这种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。 梅花形弹性联轴器的结构图如下： 5 带式输送机部件的选用 5.1 输送带 输送带在带式输送机中既是承载构件又是牵引构件（钢丝绳牵引带式输送机除外），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（骨架）和覆盖层组成，其中覆盖层又分为上覆盖胶，边条胶，下 覆盖胶。 输送机的带芯主要是有各种织物（棉织物，各种化纤织物以及混纺织物等）或钢丝绳构成。它们是输送带的骨干层，几乎承载输送带工作时的全部负载。因此，带芯材料必须有一定的强度和刚度。覆盖胶用来保护中间带芯不受机械损伤以及周围有害介质的影响。上覆盖胶层一般较厚，这是输送带的承载面，直接与物料接触并承受物料的冲击和磨损。下覆胶层是输送带与支撑托辊接触的一面，主要承受压力，为了减少输送带沿托辊运行时的压陷阻力，下覆盖胶的厚度一般较薄。侧边覆盖胶的作用是当输送带发生跑偏使侧面与机架相碰时，保护带芯不受机械损伤。 5.1.1 输送带的分类： 按输送带带芯结构及材料不同，输送带被分成织物层芯和钢丝绳芯两大类。织物层芯又分为分层织物芯和整体织物层层芯两类，且织物层芯的材质有棉，尼龙和维纶等。 23 整体编织织物层芯输送带与分层织物层芯输送带相比，在带强度相同的情况下，整体输送带的厚度小，柔性好，耐冲击性好，使用中不会发生层间剥裂，但伸长率较高，在使用过程中，需要较大的拉紧行程。 钢丝绳芯输送带是有许多柔软的细钢丝绳相隔一定的间距排列，用与钢丝绳有良好粘合性的胶料粘合而成。钢丝绳芯输送带的纵向拉伸强度高，抗弯曲性能好；伸长率小，需 要拉紧行程小。同其它输送带相比，在带强度相同的前提下，钢丝绳芯输送带的厚度小。 在钢芯绳中 ,钢丝绳的质量是决定输送带使用寿命长短的关键因素之一，必须具有以下特点： (1)应具有较高的破断强度。钢芯强度高则输送带亦可增大，从另一个角度来说，绳芯强度越高，所用绳之直径即可缩小，输送带可以做的薄些，已达到减小输送机尺寸的目的。 (2)绳芯与橡胶应具有较高的黏着力。这对于用硫化接头具有重大意义 .提高钢绳与橡胶之间黏着力的主要措施是在钢绳表面电镀黄铜及采用硬质橡胶等。 (3)应具有较高的耐疲劳强度，否则钢绳疲劳后，它 与橡胶的黏着力即下降乃至完全分离。 (4)应具有较好的柔性 .制造过程中采用预变形措施以消除钢绳中的残余应力，可使钢绳芯具有较好的柔性而不松散。 输送带上下覆盖胶目前多采用天然橡胶 ,国外有采用耐磨和抗风化的橡胶的胶带，如轮胎花纹橡胶的改良胶作为覆盖胶 ,以提高其使用寿命。输送带的中间用合成橡胶与天然胶的混合物。 钢绳芯带与普通带相比较以下优点： (1)强度高。由于强度高，可使 1 台输送机的长度增大很多。目前国内钢绳芯输送带输送机 1 台长度达几公里 、 几十公里。伸长量小 .钢绳芯带的伸长量约为帆布带伸长量的十分之一，因此 拉紧装置纵向弹性高。这样张力传播速度快，起动和制动时不会出现浪涌现象。 (2)成槽性好。由于钢绳芯是沿着输送带纵向排列的，而且只有一层，与托辊贴合紧密 ,可以形成较大的槽角。近年来钢绳芯输送带输送机的槽角多数为 35，这样不仅可以增大运量，而且可以防止输送带跑偏。 (3)抗冲击性及抗弯曲疲劳性好，使用寿命长。由于钢绳芯是以很细的钢丝捻成钢绳带芯，它弯曲疲劳和耐冲击性非常好。 (4)破损后容易修补，钢绳芯输送带一旦出现破损，破伤几乎不再扩大，修补也很容易。相反，帆布带损伤后，会由于水浸等原因而引起剥离。使帆布带 强度降低。 24 (5)接头寿命长。这种输送带由于采用硫化胶接，接头寿命很长，经验表明有的接头使用十余年尚未损坏。 (6)输送机的滚筒小。钢绳芯输送带由于带芯是单层细钢丝绳，弯曲疲劳轻微，允许滚筒直径比用帆布输送带的。 钢绳芯输送带也存在一些缺点 : (1)制造工艺要求高，必须保证各钢绳芯的张力均匀，否则输送带运转中由于张力不均而发生跑偏现象。 (2)由于输送带内无横向钢绳芯及帆布层，抗纵向撕裂的能力要避免纵向撕裂。 (3)易断丝。当滚筒表面与输送带之间卡进物料时，容易引起输送带钢绳芯的断丝。因此 ,要求要有可靠的清 扫装置。 5.1.2 输送带的连接 为了方便制造和搬运，输送带的长度一般制成 100 200 米，因此使用时必须根据需要进行连接。橡胶输送带的连接方法有机械接法与硫化胶接法两种。硫化胶接法又分为热硫化和冷硫化胶接法两种。塑料输送带则有机械接法和塑化接法两种。 (1)机械接头 机械接头是一种可拆卸的接头。它对带芯有损伤，接头强度效率低，只有 25% 60%，使用寿命短，并且接头通过滚筒表面时，对滚筒表面有损害，常用于短距或移动式带式输送机上。织物层芯输送带常采用的机械接头形式有胶接活页式，铆钉固定的夹板式和钩状卡子式，但钢丝绳芯输送带一般不采用机械接头方式。 (2)硫化（塑化）接头 硫化（塑化）接头是一种不可拆卸的接头形式。它具有承受拉力大， 使用寿命长，对滚筒表面不产生损害，接头效率高达 60% 95%的优点，但存在接头工艺复杂的缺点。 对于分层织物层芯输送带在硫化前，将其端部按帆布层数切成阶梯状，如下图 5-1 所示： 图 5-1 分层织物层芯输送带的硫化接头 25 然后将两个端头相互很好的粘合，用专用的硫化设备加压加热并保持一定的时间即可完成。其强度为原来强度 的 (i-1)/i100%。其中 i 为帆布层数。 5.2 传动滚筒 5.2.1 传动滚筒的作用及类型 传动滚筒是传动动力的主要部件。作为单点驱动方式来讲，可分成单滚筒传动及双滚筒传动。单滚筒传动多用于功率不太大的输送机上，功率较大的输送机可采用双滚筒传动，其特点是结构紧凑，还可增加围包角以增加传动滚筒所能传递的牵引力。使用双滚筒传动时可以采用多电机分别传动，可以利用齿轮传动装置使两滚筒同速运转。如双滚筒传动仍不需要牵引力需要，可采用多点驱动方式。 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，新设计产品 全部采用滚动轴承。传动滚筒的表面形式有钢制光面滚筒、铸（包）胶滚筒等，钢制光面滚筒主要缺点是表面磨擦系数小，所以一般用在周围环境湿度小的短距离输送机上，铸（包）胶滚筒的主要优点是表面磨擦系数大，适用于环境湿度大、运距长的输送机，铸（包）胶滚筒按其表面形状又可分为光面铸（包）胶滚筒、人字形沟槽铸（包）胶滚筒和菱形铸（包）胶滚筒。 5.2.2 传动滚筒的选型及设计 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 80 100 。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 120 180 。轴与轮毂为胀套联接。 重型：轴承孔径 200 220 。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（包）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（包）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（包）胶滚筒按其表面形状又可分为光面铸（包）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 26 字沟槽的橡胶层面，这种滚筒有方向性，不得反向运转。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。考虑到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，所以我们选择这种滚筒。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。 5.3 托辊 5.3.1 托辊的作用与类型 （一）作用 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。 支承托辊的作用是支承输送带及带上的物料，减小带条的垂度，保证带条平稳运行，在有载分支形成槽形断面，可以增大运输量和防止物料的两侧撒漏。一台输送机的托辊数量很多，托辊质量的好坏，对输送机的运行阻力 、 输送带的寿命 、 能量消耗及维修 、 运行费用等影响很大。 安装在刚性托辊架上的三个等长托辊组是最常见的，三个托辊一般布置在同一个平面内，两个侧托辊向前倾 03 ；亦可将 中间托辊和侧托辊错开布置。后一种形式托辊组的优点是能接触到每一个托辊，便于润滑；缺点是托辊组支架结构复杂 、 重量大，并且输送带运行阻力大约增加 10。因此实际上主要采用三个托辊布置在同一平面内的托辊组。 （二）类型 托辊可分为槽形托辊 、 平行托辊 、 缓冲托辊和调心托辊等； 图 5-3 槽形托辊 槽形托辊 (图 5-3)用于输送散粒物料的带式输送机上分支，使输送带成槽形，以便增大输送能力和防止物料向两边洒漏。目前国内 DT 系列由三个辊子组成的槽形托辊槽角 27 为 035 或 045 ，增大槽角可加大载货的横断面积相防止输送带跑偏，但使胶带弯折，对输送带的寿命不利。为降低胶带边缘的附加应力，在传动滚筒与第一组槽形托辊之间可采取槽角为 010 、 020 、 030 的过渡托辊使胶带逐步成槽。 平形托辊由一个平 直的辊子构成，用于输送件货。 其结构简图如下： 图 5-4 平行托辊 托辊直径与带宽 、 物料松散密度和带速有关。随着这些参数的增大，托辊直径相应增大。带式输送机有载分支最常用的是由刚性的、定轴式的三节托辊组成的槽形托辊。一般带式输送机的槽角为 030 ，如果槽角由 020 增大到 030 ，则在同样带宽条件下物料横断面积增大20，运输量可提高 13，带式输送机的无载分支常采用 平形托辊。带式输送机的装载处由于物料对托辊的冲击，易引起托辊轴承的损坏，常采用缓冲托辊组。 托辊密封结构的好坏直接影响托辊阻力系数的大小和托辊的寿命。托辊的转动阻力不仅与速度 、 轴承及其密封有关，而且与润滑脂的选择也有很大关系。润滑脂除起润滑作用外，还起密封作用。 （三）托辊间距 托辊间距的布置应遵循胶带在托辊间所产生的挠度尽可能小的原则。胶带在托辊间的挠度值一般不超过托辊间距的 2.5。在装载处的上托辊间距应小一些，一般的间距为 300600mm，而且必须选用缓冲托辊，下托辊间距可取 2500 3000mm， 或取为上托辊间距的两倍。 我选用的为上托辊间距 1 m,下托辊间距 1.5m。 (接料处间隔上托辊 0.5m) 5.3.2 托辊的选型 由于胶带输送机胶带跑偏常常引起设备停机，撒料，机架堵塞，胶带边缘撕裂、磨损等故障，严重影响了设备的使用及寿命，明显地降低了运输经济指标。因此，设计时应引起注意，现着重分析带式输送机胶带跑偏的原因并提出相应的防偏措施。 （ 1）带式输送机胶带跑偏的主要原因 带式输送机在运转过程中受各种偏心力的作用，使胶带中心偏离输送机的中心线，产生 28 偏心，其主要原因是卸料点偏心给料、安装制造误差、风 力干扰、蛇行等。胶带跑偏不仅能引起胶带边缘的磨损、物料洒落等，而且还能造成人力、物力和财力的浪费。 （ 2）改变托辊组结构来防止带式输送机胶带跑偏 胶带跑偏是通过胶带传送给托辊。使托辊组与胶带间的摩擦力产生变化引起的。因此，解决输送机的胶带跑偏问题，最好是改变托辊组结构，常见的防偏托辊组结构有前倾托辊组、调心托辊组和铰链式吊挂托辊组。 1）前倾托辊组 前倾托辊组与普通托辊组的区别在于侧辊在边支柱上沿输送机运行方向前倾一个角度，一般为 1.5 2.O从安装制造上讲，不会造成成本的增加。前倾托辊组纠偏原理是：当 胶带跑偏时，偏离侧的托辊与胶带的摩擦力增大，而胶带运行方向与托辊的线速度方向有一夹角及前倾角，使胶带产生一个向心的纠偏力。由于辊子的前倾增加，胶带的运行阻力也会增加，输送机全程采用前倾托辊，耗能约增加 10 20，所以，长距离的输送机不宜全程采用前倾托辊组。合理的前倾托辊组其边支柱应做成可将边托辊置于前倾和对中两种位置上，在调试运行过程中。只有跑偏段的托辊调到前倾位置上输送机的耗能增加很少，不会超过3。一般情况下。给料稳定的胶带机采用前倾托辊组，能较好地解决胶带跑偏问题。 2）调心托辊组 调心托辊组重量 较大、成本较高。对于给料经常发生变化的胶带机用调心托辊组纠偏效果较好。目前采用的调心托辊组主要有锥形连杆式双向自动调心托辊组、分体式锥形调心托辊组和带侧挡辊的调心托辊组。调心托辊组的纠偏原理是：当胶带跑偏时，引起托辊上的载荷重新分布并且是不均匀的，相对转轴产生扭矩，跑偏量较小时，调心托辊组的扭矩小于摩擦力矩，调心托辊组不会转动，对跑偏没有反应，当跑偏量逐渐增大，扭矩超过摩擦力矩时横梁就围绕立轴成旋转，并随着转动的增加，转矩继续加大，调心托辊组继续转动，辊子的线速度方向与胶带的运行方向形成的夹角增大，使它们的 摩擦力产生向心分力。强制胶带返回中心位置，而越过中心位置向另一侧继续移动，扭矩也逐渐减少，经过几次往复直到扭矩小于摩擦力矩。胶带达到稳定运行。试验证明，每 8 1O个托辊组增加一个调心托辊组，能很好地解决胶带跑偏的问题。 3）铰链式吊挂托辊组 铰链式吊挂托辊组的辊子是相互铰接的。侧辊靠拆卸方便的挂具吊在机架或钢绳上，特别适用于输送大块物料和经常搬移、安装精度不高的移置式输送机上。它的纠偏原理是：胶带跑偏时物料偏向一边，铰接的托辊组外形发生变化，跑偏的一边因承载力的加大，胶带与 29 辊子摩擦力的增大，位于跑偏一边的侧 托辊倾角大于另一侧的托辊倾角，使中间辊发生偏转并产生调心力，由于物料的大部分由中间辊承受因此总的调心力显著增大，对胶带纠偏效果很好。铰链式吊挂托辊组的优点：一是更换托辊时不停机。在输送物料过程中可将托辊组与胶带脱离随时更换，对载荷的适应性强。二是托辊组重量轻。由于它没有横梁所以比一般的托辊组重量轻许多。三是噪音低。因其属于挠性连接，所以可以吸 收振动和冲击，运行平稳。这种托辊在国外得到了广泛的应用，国内也多次采用了这种结构的托辊，但应注意铰链式吊挂托辊组不适用于井下输送机。因为输送机的倾角使胶带产生偏心横向力，胶带不易使输送机对中运动，造成运行的不稳定。 5.6 拉紧装置 5.6.1 拉紧装置的作用 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。 5.6.2 张紧装置在使用中应满足的要求 .布置输送机正常运行时，输送带在驱动滚筒的分离点具有一定的恒张力，以防 输送带打滑。 .布置输送机在启动和停机时，输送带在驱动滚筒的分离点具有一定恒张力，比值一般取 1.3 1.7（可以通过设计计算不小于启动系数进行确定）。 .保证输送带承载分支和回空分支最小张力处的输送带下垂度不应超过标准规定值（ GB/T17119 1997，规定：输送带下垂度为两组托辊间距的 1/100。而 MT/T467 1996规定为 1/50）。 .补偿输送带的塑性伸长和过渡工况下弹性伸缩的变化。 .为输送带接头提供必要的张紧行程。 （ 6）在工况过渡过程中，应能将输送带中出现的动力效应减至最小限度，以 防损坏输送机。 5.6.3 拉紧装置在过渡工况下的工作特点 (1) 为使输送带分离点张力保持恒定，一般情况下需用“理想”的拉紧装置，这种拉紧装置应能以很大的 、 按规律变化的速度移动。除了由于要在相当大的速度下保持张力恒定所引 30 起的困难以外，还需知道速度的变化规律。拉紧装置的运动，在很大程度上与输送机质量对驱动装置拆算质量的比值有关。随着此比值的减少拉紧装置的移动速度也减小。 （ 2）拉紧装置的移动速度随着输送机启动时间增长而减小。 （ 3）对于固定拉紧装置的输送机，输送带分离点必须有很大的预紧力，以防止启动时输送带打滑。 （ 4）对于大功率输送机，应延长启动过程，以便降低动载荷并改善拉紧装置的工况（减少行程及其电动机功率）。 5.6.4 拉紧装置布置时应遵循的原则 带式输送机拉紧装置的位置的合理布置，对输送机正常运转 、 启动和制动，以及拉紧装置的设计 、 性能及成本的影响都十分大，一般情况下拉紧装置的布置应遵循以下原则： .为降低拉紧装置的成本，使其张紧力最小，一般张紧装置尽可能布置在输送带张力最小处。 .长运距水平输送机和坡度在 5以下的倾斜输送机，拉紧装置一般布置在驱动滚筒的空载侧（张力最小处）。 .距离较短的输 送机和坡度在 6以上的倾斜输送机拉紧装置一般布置在输送机机尾，并尽可能将输送机局部滚筒作拉紧滚筒。 .拉紧装置的布置位置还要考虑输送机的具体安装布置形式，使拉紧装置便于安装 、维护。 5.6.5 拉紧装置的种类及特点 螺旋式拉紧装置 螺旋式拉紧装置如图所示，拉紧滚筒的轴承座安装在带有螺母的滑动架上，滑动架可在尾架的导轨上移动。它利用人力旋转螺杆来调节输送带的张力。螺旋式拉紧装置的结构简单紧凑，但是拉紧力的大小不易掌握，工作过程中不能保持恒定。一般用于机长小于 100m，功率较小的输送机上，可按机长的 1% 1.5% 选取拉紧行程。 31 图 5-10 螺旋式拉紧装置 1-螺杆 2-滚筒 3-机架 4-可移动的滚筒轴承座 根据 DT 系列，其拉紧行程分为 500 、 800 、 1000 三种，许用的最大拉紧力见表 表 5-4 螺旋拉紧装置的最大拉紧力 带宽（ mm） 500 650 800 1000 1200 1400 最大拉紧力（ kN） 9 16 24 38 54 75 小车重锤式拉紧装置 小车重锤式拉紧装置结构 原理如图所示，其拉紧滚筒固定在小车上，通过重锤的重力牵引小车，从而达到张紧输送带的作用。它的结构也较简单，可保持恒定的拉紧力，其大小决定于重锤的重量。小车重锤式拉紧装置外形尺寸大、占地多、质量大，适用于长度、功率较大的输送机，尤其是倾斜输送机上。 32 图 5-11 小车重锤式张紧装置 1-重锤 2-小车 3-滑轮组 4-绞车 除此之外还有直式拉紧装置和绳绞筒式拉紧装置等对于我设计的输送机，由于带长和运量都不大，因此我采用了第一种拉紧方式，即螺旋式拉紧装置。 33 6 其他装置 6.1 给料装置 带式输送机装载和转载物料是最重要 、 最复杂的运输作业之一。研究证明，在广泛应用的中距离输送机上（长度在 260m 以内），输送带的使用期限主要取决于给料装置的结构是否合理。为了减轻输送带的磨损，对给料装置提出了一系列要求：物料给到输送带上的速度快慢和方向应与带速近似一致，对准输送带中心给料，保证物料均匀的给到输送带上；在装料点不允许有物料堆积和撒料现象，应在给料装置内部而不是在输送带上形成物流；在装料设施后面尽量避免设置紧接输送带的拦板，尽量减少物料的落差，特别是要防止大块 物料从很高处直接下落到输送带上。当被输送物料的物理机械性质变化或使用条件改变时，要有可能调节物料的速度，具有良好的通过性能，特别是当输送强黏性物料时保证不堵塞，结构紧凑，工作可靠，耐磨性好，等等。 运输夹杂大块的物料时，给料装置要有可能先将细块和粉料卸到输送带上形成垫层，然后再装块矿石，防止大块矿石直接冲击输送带。当输送磨损性强 、 棱角锐利的大块物料时，输送机的受料段最好布置成水平的。当输送机在倾斜段装料时，物料在达到带速之前容易产生紊流，为了防止撒料，必须设置高而长的拦板。 给料漏斗的宽度应不大于输送带宽度 的 23。另一方面，为防止漏斗堵塞，其宽度应采取如下值：当输送筛分过的物料时应不小于最大块度的 2.5 3 倍，当运输未经筛分时可取最大块度的 2 倍。 6.2 卸料装置 带式输送机可以在末端卸料，也可在中间卸料，前者不需专门的卸料装置，后者可以采用卸载挡板或卸载小车。 卸载挡板（犁形卸料器）为平直挡板或 V 形挡板，适用于平皮带输送机，可用来卸件货，也可在一侧或两侧卸货。卸载挡板的结构十分简单，但对输送带的磨损比较厉害，还会增加带条运行阻力，因此对较长的输送带，特别是输 送块度大 、 磨损性大的物料时不宜采用。 为了使卸料挡板能够正常地工作，必须正确的选择它对于带条纵向轴线的倾角。卸料小车装设在长皮带机的水平区段上，由小车车架 、 两个滚筒和两个跨在皮带机两侧的导向槽组成。卸料小车可沿导轨在皮带机长度方向移动，因此，卸料小车适用于散粒物料在皮带机 34 输送中途的各个卸载点上卸料，物料从卸载小车的上滚筒抛出经导向槽由皮带机的一侧或两侧卸下。 为引导物料流卸载方向和减少粉尘飞扬，在卸料滚筒或卸料小车处要加设罩盖。为使罩盖内表面不受物流过大的冲击，其形状应根据物流抛出的轨迹制作，首先应找出物料 与绕在滚筒上的输送带表面的分离点。 图 6-3 卸料小车 1-车架 2、 3-导向滚筒 4-导料漏斗 6.3 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，表面粘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，不断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。 35 7 电气及安全保护装置 安全保护装置是在输送机工作中出现故障能进行监测和报警的设备，可使输送机系统安全生产，正常运行，预防机械部分的损坏，保护操作人员的安全。此外，还便于集中控制和提高自动化水平。 (1)电气及安全保护装置的设计、制造、运输及使用等要求，应符合有关国家标准或专业标准要求，如 IEC439低压开关设备和控制装置； GB4720装有低压电器的电控设备；GB3797装有电子器件的电控设备。 (2)电气设备的保护：主回路要求有电压、电流仪表指示器，并有断路、短路、过流 (过载 )、缺相、接地等项保护及声、光报警指示，指 示器应灵敏、可靠。 (3)安全保护和监测；应根据输送机输送工艺要求及系统或单机的工况进行选择，常用的保护和监测装置如下： a输送带跑偏监测：一般安装在输送机头部、尾部、中间及需要监测的点，轻度跑偏量达 5带宽时发出信号并报警，重度跑偏量达 l 0带宽时延时动作，报警、正常停机。 b打滑监测：用于监视传动滚筒和输送带之间的线速度之差，并能报警、自动张紧输送带或正常停机。 c超速监测：用于下运或下运工况，当带速达到规定带速的 l15 l25时报警并紧急停机。 d沿线紧急停机用拉绳开关，沿输送机全长在机 架的两侧每隔 60m 各安装 组开关，动作后自锁、报警、停机。 e其他料仓堵塞信号、纵向撕裂信号及拉紧、制动信号、测温信号等，可根据需要进行选择。 36 结论 本次设计主要是根据现有的设计标准进行仿形设计，严格依据设计标准和有关规范进行设计与计算。 设计的主要成果为： （ 1）熟练地掌握了输送机各部分的结构、原理和功能，了解了国内外的发展现状。 （ 2） 掌握了输送机在使用过程中经常出现的问题，并在设计中针对每个问题做了适当的解决。 (3) 系统地掌握了机械（机器、设备）设计的全过程。了解到每一 个参数的获得都要经过大量的计算和论证。 存在的主要问题： （ 1） 对部分零件的结构尺寸和安装尺寸掌握的不够准确。 （ 2） 设计中还采用了一部分老旧的部件。 (3) 部分参数计算不够精确。连板设计略有破绽。 进一步研究的建议 ： （ 1） 根据实际情况对输送机整体进行简化，减小输送机的重量和体积。 （ 2） 对各个部件进行优化设计，使各部分的功能达到最优。 37 参考文献 1 机械工程手册、电机工程手册编辑委员会 .机械工程手册 机械产品（二） M.机械工业出版社 .1982 年 8 月 . 2 范祖尧等 .现代机械设备设计手册 非标准机械设备设计 M.机械工业出版社 .2000 年6 月 . 3 唐金松 .简明机械设计手册（第二版） M.上海科学技术出版社 .2002 年 6 月 . 4 北京起重机机械研究所、武汉丰凡科技开发有限责任公司 .DT (A)型带式输送机机械设计手册 M.冶金工业出版社 .2003 年 8 月 . 5 机械工业部设计单位联合设计组 .ZJT1A-96 带式输送机设计选用手册 M.黄河水利出版社 .1998 年 10 月 . 6 机械化运输设计手册编委会 .机械化运输设计手册 M.机械工业出版社 .1997 年 5 月 . 7 张钺 .新型带式输送机设计手册 M.冶金工业出版社 .2001 年 2 月 . 8运输机械设计选用手册编组委 .运输机械设计选用手册（上、下） M.化学工业出版社 .1999 年 1 月 . 9 毋虎城 .矿山运输与提升设备 M.煤炭工业出版设 .2004 年 5 月 . 10 上海煤矿机械研究所 .煤矿机械设计手册 M.1972 年 . 11 于学谦 .矿山运输机械 M.中国矿业大学出版社 ,1998 年 . 12 北起所 .DT型带式输送机设计选用手册 M.冶金工业出版社 .1994 年 . 13 北 起所 .DT型带式输送机平行轴驱动装置设计选用手册 M.机械工业部 .1997 年 . 14 孔庆华 ,刘传绍 .极限测量与测试技术基础 M.同济大学出版社 .2002 年 . 15 机械设计手册编写组 .机械设计手册 M.化学工业出版社 .2002 年 . 16 中国纺织大学工程图学教研室 .画法几何及工程制图 M.上海科技出版社 .2000 年 . 17 张文芳 ,段志强 ,边会杰 .带式输送机防跑偏辊及清扫器的使用与研究 J. 河北煤炭 .2002,5:9-10. 18 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