DTII型固定式带式输送机设计（450吨每小时）论文说明书

摘 要 本次毕业设计是关于DTII型固定式带式输送机的设计。带式输送机是散状物料实现远距离运输的高速度、自动化、连续性作业的理想设备,已广泛应用于电力、冶金、化工、煤炭、矿山、港口和粮食等许多部门。随着工业的需求,带式输送机向长距离、高速度、大运量、大功率等方向发展,带式输送机的动力学问题也越来越多。这就需要系统研究带式输送机的动态特性,实现在设计阶段预测和优化输送机的性能,从而使带式输送机在经济上更加合理、在技术上更加可靠。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。 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；特性；主要部件 Abstract The design is a graduation project about the belt conveyor used in coal mine. Belt conveyor is the ideal equipment for high-speed, automation, continuous operations for long-distance transportation of the bulk materials, which is widely applied in industries such as electric power, metallurgy, chemical engineering, coal, mine, ports and foodstuffs. With the development of industrial demand, the design of belt conveyor aims at long distance, high speed, great capacity and high-power directions. Therefore, there appear more problems in terms of dynamics of belt conveyor.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. Key word: belt conveyor; characteristics;main parts 目 录 摘要..........................................................1 Abstract......................................................2 1绪论.........................................................6 2 DTII型固定式带式输送机概述.................................7 2.1 DTII型固定式带式输送机的简介..........................7 2.2 DTII型固定式带式输送机的应用范围......................7 2.3 DTII型固定式带式输送机的系列图号......................8 2.4 DTII型固定式带式输送机的工作原理......................8 2.5 DTII型固定式带式输送机的结构和布置方式................9 2.5.1 带式输送机的结构.................................9 2.5.2 布置方式........................................10 3 带式输送机的设计计算.......................................11 3.1 已知原始数据及工作条件...............................11 3.2 计算步骤.............................................12 3.2.1 带宽的确定......................................12 3.2.2输送带宽度的核算.................................12 3.3 圆周驱动力...........................................15 3.3.1 计算公式........................................15 3.3.2 主要阻力计算....................................15 3.3.3 主要特种阻力计算................................17 3.3.4 附加特种阻力计算................................18 3.3.5 倾斜阻力计算....................................19 3.4 传动功率计算.........................................20 3.4.1 传动轴功率（）计算...........................20 3.4.2 电动机功率计算..................................20 3.5 输送带张力计算.......................................21 3.5.1 输送带不打滑条件校核............................21 3.5.2 输送带下垂度校核................................22 3.5.3 各特性点张力计算................................23 3.6 改向滚筒和传动滚筒合张力计算.........................28 3.6.1 改向滚筒合张力计算..............................28 3.6.2 传动滚筒合张力计算..............................28 3.7 传动滚筒直径的确定和滚筒强度的验算....................29 3.8 拉紧装置..............................................30 3.8.1 拉紧装置行程....................................30 3.8.2 拉紧力与拉紧装置................................30 3.9 绳芯输送带强度计算....................................31 4 驱动装置的选用与设计.......................................33 4.1 电机的选用............................................33 4.2 减速器的选用..........................................34 4.2.1 传动装置的总传动比..............................34 4.2.2 液力偶合器......................................35 4.2.3 联轴器..........................................36 5 带式输送机部件的选用.......................................38 5.1 输送带...............................................38 5.1.1 输送带的分类....................................38 5.1.2 输送带的连接....................................39 5.2 传动滚筒.............................................40 5.2.1 传动滚筒的作用及类型............................40 5.2.2 传动滚筒的选型及设计............................40 5.2.3 传动滚筒结构....................................41 5.3传动滚筒轴............................................41 5.3.1传动滚筒轴的设计.................................41 5.3.2传动滚筒轴的校核.................................42 5.4 托辊..................................................43 5.4.1 托辊的作用与选型................................44 5.4.2 托辊的校核......................................47 5.5制动装置..............................................49 5.5.1 制动装置的作用..................................49 5.5.2 制动装置的种类..................................50 5.5.3 制动装置的选型..................................50 5.6 改向装置.............................................51 5.7拉紧装置..............................................52 5.7.1 拉紧装置布置时应遵循的原则......................52 5.7.2 拉紧装置的选择..................................52 6其他部件的选用.............................................54 6.1 机架与中间架.........................................54 6.1.1 机架...........................................54 6.1.2 中间架..........................................55 6.2 给料装置..............................................55 6.2.1 对给料装置的基本要求............................55 6.2.2 装料段拦板的布置及尺寸..........................56 6.3 卸料装置..............................................56 6.4清扫装置..............................................57 6.5 头部漏斗.............................................57 6.6 电气及安全保护装置....................... ............59 结 论.....................................................60 致 谢.......................................................63 参考文献.....................................................64 1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。 选择DTII型固定式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：煤 2）物料特性：（1）块度：0～400mm（2）散装密度：0.95t/m3 （3）在输送带上堆积角：ρ=20°（4）物料温度：<50℃ 3）工作环境：井下 4）输送系统及相关尺寸：（1）运距：150m （2）倾斜角：β=14° （3）最大运量:450t/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 DTII型固定式带式输送机概述 2.1 DTII型固定式带式输送机的简介 DTII型固定式带式输送机是由原机械工业部北京起重运输机械研究所负责研究组织的联合设计组设计的，是原TD75型 和DX型两大系列的更新换代产品。全系列更新工作分两个阶段进行，第一阶段完成主参数型谱及原TD型所属范围的主要部件设计，还增加了化纤带的中强度部件设计；第二阶段将完成高强度系列设计。 2.2 DTII型固定式带式输送机的应用范围 （1）DTII型固定式带式输送机是通用型系列产品，可广泛用于冶金，矿山，煤炭，港口，电站，建材，化工，轻工，石油等各个行业。由单机或多机组合成运输系统来输送物料，可输送散度密度为500-2500kg/m³的各种散状物料及成件物品。 （2）DTII型固定式带式输送机适用的工作环境温度一般为-25-40°C。对于在特殊环境中工作的带式输送机，如要求具有耐热，耐寒，防水，防腐，防爆，阻燃等条件，应另行采取相应的防护措施。 （3）DT-II型固定式带式输送机均按不见系列进行设计。设计者可根据输送工艺要求，按不同的地形，工况进行选型设计并组合成整台输送机。 （4）输送机允许输送的物料粒度取决于带宽，带速，槽角和倾角，也取决于大块物料出现的频率。各种带宽适合的哦最大粒度，本系列推荐按表2-1选取。当输送硬岩时，带宽超过1200mm,粒度一般应限制在350mm范围内，而不能随带宽的增加而加大。 表2-1 各种带宽适用的最大粒度 mm 带宽 500 650 800 1000 1200 1400 最大粒度 100 150 200 300 350 350 2.3 DTII型固定式带式输送机的系列图号 部件图号 DT-II ×× × × ×× ×× 型号（D-带式输送机，T-通用型，II-新系列） ××-产品规格代码（带宽） ×-部件分类代码 ×-部件类型代码 ××-部件规格代码 ××-性能参数代码 2.4 DTII型固定式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-改向滚筒 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-头部护罩 9-清扫装置 10-平行托辊 11-空段清扫器 12-制动装置 输送带5绕经传动滚筒7和机尾改向滚筒1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°。 2.5 DTII型固定式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。 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 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用，凡是没有指明是多点驱动方式的，即为单驱动方式，故本次设计选择双滚筒单点驱动方式。 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 带式输送机的设计计算，应具有下列原始数据及工作条件资料 （1）物料的名称和输送能力： （2）物料的性质： 1） 粒度大小，最大粒度和粗度组成情况； 2） 堆积密度； 3） 动堆积角、静堆积角，温度、湿度、粒度和磨损性等。 （3）工作环境、露天、室内、干燥、潮湿和灰尘多少等； （4）卸料方式和卸料装置形式； （5）给料点数目和位置； （6）输送机布置形式和尺寸，即输送机系统（单机或多机）综合布置形式、地形条件和供电情况。输送距离、上运或下运、提升高度、最大倾角等； （7）装置布置形式，是否需要设置制动器。 原始参数和工作条件 （1）输送物料：煤 （2）物料特性： 1）块度：0～400mm 2）散装密度：0.95t/ 3）在输送带上堆积角：ρ=20° 4）物料温度：<50℃ （3）工作环境：井下 （4）输送系统及相关尺寸： 1）运距：150m 2）倾斜角：β=14° 3）最大运量:450t/h 初步确定输送机布置形式，如图3-1所示： 图3-1 传动系统图 3.2 计算步骤 3.2.1 带宽的确定: 按给定的工作条件,取原煤的堆积角为20°. 原煤的堆积密度按950 kg/; 输送机的工作倾角β=14°; 带式输送机的最大运输能力计算公式为 （3.2-1） 式中：——输送量（； ——带速（； ——物料堆积密度（）； 在运行的输送带上物料的最大堆积面积, K----输送机的倾斜系数； 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。 表3-1倾斜系数k选用表 倾角(°) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 k 1.0 0.99 0.98 0.97 0.95 0.93 0.91 0.89 0.85 0.81 输送机的工作倾角=14°; 查DTII带式输送机选用手册（表3-1）(此后凡未注明均为该书)得k=0.91 按给顶的工作条件,取原煤的堆积角为20°; 原煤的堆积密度为950kg/; 考虑井下的工作条件取带速为1.6m/s; 将各参数值代入上式, 可得到为保证足够的运输能力,带上必须具有的截面积 图3-2 槽形托辊的带上物料堆积截面 表3-2槽形托辊物料断面面积A 槽角λ 带宽B=500mm 带宽 B=650mm 带宽 B=800mm 带宽B=1000mm 动堆积角ρ 20° 动堆积角ρ 30° 动堆积角ρ 20° 动堆积角ρ 30° 动堆积角ρ 20° 动堆积角ρ 30° 动堆积角ρ 20° 动堆积角ρ 30° 30° 0.0222 0.0266 0.0406 0.0484 0.0638 0.0763 0.1040 0.1240 35° 0.0236 0.0278 0.0433 0.0507 0.0678 0.0798 0.1110 0.1290 40° 0.0247 0.0287 0.0453 0.0523 0.0710 0.0822 0.1160 0.1340 45° 0.0256 0.0293 0.0469 0.0534 0.0736 0.0840 0.1200 0.1360 查表3-2, 输送机的承载托辊槽角35°，物料的堆积角为20°时，带宽为1000 mm的输送带上允许物料堆积的横断面积为0.0111m²，此值大于计算所需要的堆积横断面积0.09m²,据此选用宽度为1000mm的输送带能满足要求。 经如上计算,确定选用带宽B=1000mm,ST2000型钢绳芯输送带。 ST2000型钢绳芯输送带的技术规格： 纵向拉伸强度2000N/mm； 带厚20mm; 输送带每米质量34Kg/m. 3.2.2输送带宽度的核算 输送大块散状物料的输送机，需要按（3.2-1）式核算，再查表 （3.2-1） 式中——最大粒度，mm。 条件中物料粒度为0-400mm。所以为400mm。 计算：B≧2*400+200=1000 故，输送带宽满足输送要求。 3.3 圆周驱动力 3.3.1 计算公式 本次设计的输送机机长为150m，大于80m。对机长大于80m的带式输送机，附加阻力明显的小于主要阻力，可用简便的方式进行计算，不会出现严重错误。为此引入系数C作简化计算，则公式变为下面的形式： （3.3-1） 式中——与输送机长度有关的系数，在机长大于80m时， 查〈〈DTII（A）型带式输送机设计手册〉〉表3-3系数C 表3-3 系数C L 80 100 150 20 300 400 500 600 C 1.92 1.78 1.58 1.45 1.31 1.25 1.20 1.17 L 700 800 900 1000 1500 2000 2500 5000 C 1.14 1.12 1.10 1.09 1.06 1.05 1.04 1.03 查得C=1.58。 3.3.2 主要阻力计算 输送机的主要阻力是物料及输送带移动和承载分支及回程分支托辊旋转所产生阻力的总和。可用式（3.3-2）计算： （3.3-2） 式中——模拟摩擦系数，根据工作条件及制造安装水平决定，一般可按表查取。 ——输送机长度（头尾滚筒中心距），m； ——重力加速度； 当输送机倾角小于18°(条件中倾角为14°)，可选取δ≈1。 初步选定托辊为DTII6204/C4，查表选用三个上托辊，一个下托辊。上托辊间距＝1.2m，下托辊间距 ＝3m，上托辊槽角35°，下托辊槽角0°。上托辊φ108，L=380mm，轴承4G305，单个上托辊转动部分质量=4.19kg.下托辊φ108，L=1150mm,轴承4G305，单个下托辊转动部分质量=10.56kg. ——承载分支托辊组每米长度旋转部分重量，kg/m，用式（3.3-3）计算: （3.3-3） 计算：=3*4.19/1.2=10.475kg. ——回程分支托辊组每米长度旋转部分质量，kg/m，用式（3.3-4）计算: （3.3-4） 计算：=1*10.56/3=3.52kg ——每米长度输送物料质量 计算：=kg/m 初选ST2000型钢绳芯输送带。查得ST2000型钢绳芯输送带的每层质量1.25kg/m，上胶厚=3.0mm,下胶厚=1.5mm,每毫米厚胶料质量为1.25kg/,则 模拟摩擦系数值应根据表3-4选取。取=0.03。 表3-4 模拟摩擦系数(推荐值） 安装情况 工作条件 f 水平，向上及向下倾斜 工作条件良好，制造，调整好，带速低，物料内摩擦系数小。 0.020 按标准设计，制造，调整好，物料内摩擦系数中等。 0.022 多尘，低温，过载，高带速，安装不良，托辊质量差，物料内摩擦大。 0.023-0.03 向下倾斜 设计，制造正常，处于发电工况时 0.012-0.016 =0.03*150*9.81*[10.475+3.52+（2*13.125+78.125）*1]=5225.44N 3.3.3 主要特种阻力计算 主要特种阻力包括托辊前倾的摩擦阻力和被输送物料与导料槽档板间的摩擦阻力两部分，按式（3.3-5）计算： （3.3-5） 按式（3.3-8）计算： 三个等长辊子的前倾上托辊时 （3.3-6） 输送物料与导料挡板间的摩擦阻力 （3.3-7） 式中 =0.6，l=4.5m,=0.61m. 因为托辊无前倾，所以=0. 所以主要特种阻力 3.3.4 附加特种阻力计算 附加特种阻力包括输送带清扫器摩擦阻力和卸料器摩擦阻力等部分，按下式计算： （3.3-8） （3.3-9） （3.3-10） 式中——清扫器个数，包括一个弹簧清扫器和两个空段清扫器； A——一个清扫器和输送带接触面积，，见表 ——清扫器和输送带间的压力，N/，一般取为3 N/； ——清扫器和输送带间的摩擦系数，一般取为0.5~0.7； ——刮板系数，一般取为1500 N/m。 表3-5导料槽栏板内宽、刮板与输送带接触面积 带宽 B/mm 导料栏板内宽 /m 刮板与输送带接触面积A/m 头部清扫器 空段清扫器 500 0.315 0.005 0.008 650 0.400 0.007 0.01 800 0.495 0.008 0.012 1000 0.610 0.01 0.015 1200 0.730 0.012 0.018 1400 0.850 0.014 0.021 查表3-5得 A=1*0.01*2+2*0.015*2=0.08m，取=4.5N/m，取=0.6，将数据带入式（3.3-9） 则=0.08*4.5**0.6=2160 N 无卸料器，所以=0 由式（3.3-8） 则 3.3.5 倾斜阻力计算 倾斜阻力按下式计算： （3.3-11） 式中：因为是本输送机倾斜运输，所有 H= =78.125*9.81*36.3=27820.55N 由式 =1.58*5225.44+460.26+2160+27820.55 =38697N 3.4 传动功率计算 3.4.1 传动轴功率（）计算 传动滚筒轴功率（）按式（3.4-1）计算： （3.4-1） 所以 3.4.2 电动机功率计算 电动机功率，按式（3.4-2）计算： （3.4-2） 式中——传动效率，一般在0.85~0.95之间选取； 查得传动滚筒及联轴器效率为0.98，液力耦合器效率为0.96，二级减速器效率为0.94，则 =0.98*0.96*0.94=0.88 根据计算出的值，查电动机型谱，按就大不就小原则选定电动机功率。选择电机功率为75KW，驱动装置组合号为169，传动滚筒直径1000mm，电极为Y280S-4,液力耦合器YOXIIZ450,减速器为DCY355-50,制动器为YWZ5-315. 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： （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 输送带不打滑条件校核 圆周驱动力通过摩擦传递到输送带上（见图3-3）。 图3-3作用于输送带的张力 如图3-3所示，输送带在传动滚筒松边的最小张力应满足的要求。 传动滚筒传递的最大圆周力。动载荷系数；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1.5 ——传动滚筒与输送带间的摩擦系数，见表3-6 表3-6 传动滚筒与输送带间的摩擦系数 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 取=1.5，由式 =1.5*38697=58045.5N =0.25，=.查得尤拉系数=2.40。 对常用C== =0.71*58045.5=41461.1N 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，需按式（3.5-1）和（3.5-2）进行验算。 承载分支 (3.5-1) 回程分支 （3.5-2） 式中——允许最大垂度，一般0.01； ——承载上托辊间距（最小张力处）；=1.2m. ——回程下托辊间距（最小张力处）;=3.0m. 取=0.01 , 由式（3.5-2）得： 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， 如图3-4所示。 图3-4 张力分布点图 (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7点，如图3-4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，ST2000型钢绳芯输送带，纵向拉伸强度2000N/mm；带厚20mm;输送带质量34Kg/m. 1)承载段运行阻力 由式（3.5-3）： （3.5-3） 物料每米质量q== 由式子 常用的托辊阻力系数 工作条件 平型托辊 槽型托辊 室内清洁，干燥，无磨损性尘土 0.018 0.02 空气湿度，温度正常，有少量磨损性尘土 0.025 0.03 室外工作，有大量磨损性尘土，污染摩擦表面 0.035 0.04 DX型托辊组转动部分质量 托辊形式 带宽 B/mm 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 上托辊槽型 铸铁座 14 22 25 47 50 70 72 冲压座 11 17 20 — — — — 下托辊槽型 铸铁座 12 17 20 39 42 61 65 冲压座 11 15 18 — — — — 查得=22kg,托辊间距=1.2m,=0.04m ==18.33kg/m.代入上式子得 = + =40.36KN 当承载段向上运行时，此时。承载段的下滑力为正。 2)回空段运行阻力 由式（3.5-4） （3.5-4） 有式子 查上表选出=17kg,=3.0m,=0.035. ==5.67kg, 代入上式得 =—8.69KN = =—0.33KN ==0.20KN =-8.69-0.33+0.20=-8.82KN 当承载段向上运行时，回空段是向下运行的。此时，回空段下滑力为负。 3)最小张力点 有以上计算可知，3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4点的张力 为保证输送带运转平稳和物流的稳定，承载段与回空段输送带的悬垂度的最大值为托辊间距的千分之二十五，而承载段满足最大允许悬垂度的最小张力为 式中 ——承载段输送带最小张力，N; ——输送带最大允许悬垂度，； 代入上式得 5*(78.125+34)*1.2*cos*9.81=6.40KN 2)由逐点计算法计算各点的张力 因为=6.40KN,根据表14-3选=1.05， 故有 KN KN KN KN KN (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=200°。选摩擦系数=0.25。并取摩擦力备用系数n=1.2。 由式（3.5-5）可算得允许的最大值为： （3.5-5） = =72.07KN>=48.77KN 式中 n-摩擦力备用系数，一般n=1.15-1.2; -输送带与传动滚筒间的摩擦系数， -输送带与两个滚筒间的围包角之和， 故摩擦条件满足。 3.6 传动滚筒、改向滚筒合张力计算 3.6.1 改向滚筒合张力计算 根据计算出的各特性点张力,计算各滚筒合张力。 头部180改向滚筒的合张力: ==46.76+49.10=95.86KN 尾部180改向滚筒的合张力: ==6.10+6.40=12.5KN 3.6.2 传动滚筒合张力计算 根据各特性点的张力计算传动滚筒的合张力: 传动滚筒合张力: KN 3.7 传动滚筒直径的确定和滚筒强度的验算 对传动滚筒来讲，设计主要考虑的因素是输送带在滚筒滑动弧表面上的平均压力和对输送带弯曲的影响。这两项在设计中，主要集中表现在对滚筒直径的确定导航，下面给出集中滚筒直径的算法： （1）考虑到比压及摩擦条件的滚筒最小直径 计算时，可两滚筒分开算，也可以两滚筒按一体来算。由式（3.7-1）得 代入结果得； = (2)按钢绳芯带绳芯中的钢绳直径与滚筒直径的比值 由式D/d≧150 （3.7-2) 式中 D-传动滚筒直径，mm; d-钢绳芯中钢绳的直径，mm; D≧150d=150*6=900mm 可以采用直径为1000mm的滚筒。 (3)验算滚筒的比压 比压要按相遇点滚筒承受的比压来算，因此滚筒所承受的比压较大。按最不利的情况来考虑，设总的牵引力由两滚筒均分，各传递一半的牵引力。 总的牵引力 故相遇点,其分离点所承受的拉力为 由式(3.7-3) <0.7 所以通用设计的滚筒强度是足够的，不必再进行强度验算了。 3.8 拉紧装置 3.8.1 拉紧装置行程 由式（3.8-1） 常用输送带的延伸率与接头长度 胶带种类 弹性延伸率 悬垂度率 接头长度/m 棉帆布胶带 0.01 0.001 2 尼龙胶带 0.02 0.001 2 钢绳芯胶带 0.0025 0.001 下面值+1 ST2000钢绳芯输送带的接头长度为1.45mm. 查得=0.0025，=0.001，=1.45m，代入上式得 150*(0.0025+0.001)+1.45+1=2.975m 所以令=3m. 3.8.2 拉紧力与拉紧装置 因最小张力点在机尾，故可把机尾滚筒又作为拉紧滚筒，采用车式拉紧装置。由式（3.8-2），如果只用拉紧车不用悬挂重锤，则所需的拉紧装置的总的质量为 =6.81 t>5t 采用悬挂重锤通过钢绳拉小车的方式。 当采用悬挂重锤时，由于拉紧车本身有质量，故所需的悬挂重锤的质量不会超过 是较合理的，故采用悬挂重锤的车式拉紧装置。 3.9 钢绳芯输送带强度计算 （1）输送带的计算安全系数 由式子（3.9-1）。其中,. =1000*2000=2*KN = (2) 输送带的许用安全系数 由式子（3.9-2） 其中 -基本安全系数； -附加弯曲伸折算系数； -动载荷系数，一般取1.2-1.5； -输送带接头效率； 查«通用机械设计»选出=3.0，=1.8，=1.2，=0.85，代入上式得 （3）输送带强度验算 m>7.624，所选的输送带满足强度要求。 查«通用机械设计»选出，ST2000型钢绳芯带中钢绳直径d=6mm,钢丝绳间距L=12mm,带厚h=20mm. 4 驱动装置的选用与设计 带式输送机的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。 减速器为三级齿轮减速器，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，本设计皮带机所采用的电动机的总功率为70.36kw.需选用功率为75kw的电机。 拟采用Y280S-4型电动机，该型电机转矩大，性能良好，可以满足要求。 查《运输机械设计选用手册》，它的主要性能参数如下表： 表4-1 Y280S－４型电动机主要性能参数 电动机 型号 额定功率kw 满载 转速r/min 电流A 效率％ 功率因数 Y280S-4 75 1480 139.7 92.7 0.88 起动电流/额定电流 起动转矩/额定转矩 最大转矩/额定转矩 重量kg 7.0 1.9 2.2 560 因为电机功率为70.36kw，大于45kw，所以采用液力偶合器联接电机和减速器。 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1000mm，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1000，则工作转速为： 已知电机转速为＝1480r/min ， 则电机与滚筒之间的总传动比为： 本次设计选用DCY355-50型减速器,，传动比为50，可传递130KW功率。第一级为螺旋齿轮，第二级、第三级为斜齿和直齿，圆柱齿轮传动，其展开简图如下： 图4-1 DCY355-50型减速器展开简图 电动机和I轴之间，IV轴和传动滚筒之间用的都是联轴器，故传动比都是1。 4.2.2 液力偶合器 目前，在带式输送机的传动系统中，广泛使用液力偶合器，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，一边因液体受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，泵轮的机械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作功．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，即而者之间存在转速差． 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： (1)能提高设备的使用寿命 (2)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骤减造成的冲击和振动消除或部分消除，转化为连续渐变载荷，从而延长机器的使用寿命．这对处于恶劣条件下工作的煤矿机械具有这样意义． (3)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，起动较快，冲击电流延续时间短，减少电机发热． (4)良好的限距保护性能,使多电机驱动的设备各台电机负荷分配趋于均匀. 本次设计选用的YOXIIZ450，输入转速为1500r／min，效率达0.96，起动系数为1.3～1.7。 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。 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。 (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：十字滑块联轴器，滑块联轴器，十字轴式万向联轴器，齿式联轴器，滚子链联轴器。 (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。常见的有以下几种： 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 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