流水线带式输送设计

喜欢就充值下载吧。。资源目录里展示的文件全都有，，请放心下载，，有疑问咨询QQ:1064457796或者1304139763 ==================== 喜欢就充值下载吧。。资源目录里展示的文件全都有，，请放心下载，，有疑问咨询QQ:1064457796或者1304139763 ==================== 设 计 （2014届） 题 目：流水线带式输送设计 学生姓名： 学 号： 院（系）： 专业班级： 指导教师： 起止时间：2014年2月—2014年5月 流水线带式输送设计 摘 要： 本次设计是关于流水线带式输送机的设计。首先对流水线带输送机作了简单的概述；接着分析了流水线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。 本次流水线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： 流水线带式输送机；选型设计；主要部件 Design of conveyor belt production line 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 conveyor’s 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 毕业设计论文 目录 目 录 一、 概述 1 （一）研究意义 1 （二）流水线带式输送的结构原理 2 （三）流水线带式输送的分类 3 （四）各种带式输送机的特点 4 （五）流水线带式输送的发展状况 5 二、相关参数的设计计算 5 （一）初定设计参数及工作条件 5 （二）计算步骤 7 （三）驱动力及所需传动功率计算 9 （四）输送带张力计算 14 三、流水线带式输送重要部件的选用 18 （一）输送带 18 （二）驱动装置 21 （三）传动滚筒 26 （四）改向滚筒 29 （五）托辊 30 （六）拉紧装置 37 （七）机架 40 四、维护保养 41 （一）班间维护 42 （二）小修 42 （三）大修 42 总 结 44 参考文献 45 致 谢 47 河南理工大学毕业设计论文 参考文献 流水线带式输送设计 一、 概述 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。 （一）研究意义 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。 （二）流水线带式输送的结构原理 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。 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，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。 （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。 （三）流水线带式输送的分类 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： （四）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TDⅡ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°。 （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。 （五）流水线带式输送的发展状况 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； （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。 二、相关参数的设计计算 （一）初定设计参数及工作条件 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：0～130mm 2）散装密度：0.85t/ 3）在输送带上动堆积角：ρ=30° 4）物料温度：<50℃ （3）工作环境：露天 （4）输送系统及相关尺寸： （1）运距：73m （2）倾斜角：β=6.51° （3）最大运量:250t/h 初步确定输送机布置形式，如图2.1所示： 图2.1 传动系统图 （二）计算步骤 1、带宽的确定 按给定的工作条件,取原煤的堆积角为30°. 原煤的堆积密度按850 kg/; 输送机的工作倾角β=0°; 带式输送机的最大运输能力计算公式为 （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，宜选用较低带速。 (4)一般用于给了或输送粉尘量大时，带速可取0.8m/s~1m/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，允许带速为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. 表2.1 倾斜系数k选用表 倾角(°) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 k 1.00 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=6.51°; 查DTⅡ带式输送机选用手册（表2.1）(此后凡未注明均为该书)得k=0.978 按给顶的工作条件,取原煤的堆积角为30°; 原煤的堆积密度为850kg/; 考虑山上的工作条件取带速为1.6m/s; 将个参数值代入上式, 可得到为保证给顶的运输能力,带上必须具有的的截面积 查DTⅡ带式输送机选用手册表2.2, 输送机的承载托辊槽角35°，物料的堆积角为30°时，带宽为650 mm的输送带上允许物料堆积的横断面积为0.0525。 =251t/h>250 t/h 此值大于输送量,据此选用宽度为650mm的输送带能满足要求。 经如上计算,确定选用带宽B=650mm，输送带。 带厚0.7mm; 输送带质量7.8Kg/m. 2、输送带宽度的核算 输送大块散状物料的输送机，需要按（2-2）式核算，再查表2-2 （2-2） 式中——最大粒度，mm。 表2.2 不同带宽推荐的输送物料的最大粒度mm 带宽B 500 650 800 1000 1200 1400 粒度 筛分后 100 130 180 250 300 350 未筛分 150 200 300 400 500 600 计算：mm 故，输送带宽满足输送要求。 （三）驱动力及所需传动功率计算 1、 计算公式 所有长度（包括L〈80m） 传动滚筒上所需圆周驱动力为输送机所有阻力之和，可用式（2-3）计算： （2-3） 式中——主要阻力，N； ——附加阻力，N； ——特种主要阻力，N； ——特种附加阻力，N； ——倾斜阻力，N。 五种阻力中，、是所有输送机都有的，其他三类阻力，根据输送机侧型及附件装设情况定，由设计者选择。 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（2-4）计算： （2-4） 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2-3查取0.022。 ——输送机长度（头尾滚筒中心距），73m； ——重力加速度,9.8； 初步，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°。 ——承载分支托辊组每米长度旋转部分重量，kg/m，用式（2-5）计算 （2-5） 其中——承载分支每组托辊旋转部分重量，6.45kg； ——承载分支托辊间距，1.2m； 计算：==5.38 kg/m ——回程分支托辊组每米长度旋转部分质量， kg/m，用式（2-6）计算： （2-6） 其中——回程分支每组托辊旋转部分质量，5.79kg; ——回程分支托辊间距，3m； 计算：==1.93 kg/m ——每米长度输送物料质量 =kg/m ——每米长度输送带质量，kg/m，=7.8kg/m =1063.6N 运行阻力系数f值应根据表2-4选取。取=0.022。 表2.3 阻力系数f 输送机工况 工作条件和设备质量良好，带速低，物料内摩擦较小 0.02～0.023 工作条件和设备质量一般，带速较高，物料内摩擦较大 0.025～0.030 工作条件恶劣、多尘低温、湿度大，设备质量较差，托辊成槽角大于35° 0.035～0.045 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拦板间的摩擦阻力两部分，按式（2-7）计算： + （2-7） 按式（2-8）或式（2-9）计算： （1） 三个等长辊子的前倾上托辊时 （2-8） （2） 二辊式前倾下托辊时 （2-9） 导料槽拦板间的摩擦阻力 =μ2•Iv2•ρ•g•l/(v2•b12)=380.47 （2-10） l——倒料槽栏板长度，取4m； Iv2——输送量(m3/s)，Iv=Q/3.6*q=0.08m3/s b1——导料槽两栏板间宽度，m， 查表取0.4m。 μ2——物料与导料栏板间的摩擦系数，物料与导料拦板间的摩擦系数一般取0.5-0.7，取0.4； 本输送机没有主要特种阻力，即=380.47N 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： （2-11） （2-12） （2-13） 式中——清扫器个数，包括头部清扫器和空段清扫器； 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2-6 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3-7得 A=0.007m，取=9N/m，取=0.6，将数据带入式（3.3-12） 则=0.007×9×0.6=378 N 拟设计的总图中有一个清扫器和一个空段清扫器（一个空段清扫器相当于1.5个清扫器） =0 由式（2-11） 则 =2.5×378=945N 5、倾斜阻力计算 倾斜阻力按下式计算： （2-14） 式中：因为是本输送机水平运输，所有H=0 =43.4*9.8*8.32＝3542.5N 由式（2-2） =5931.57N 6、传动功率计算 (1）传动轴功率（）计算 传动滚筒轴功率（）按式（2-15）计算： （2-15） (2）电动机功率计算 电动机功率，按式（2-16）计算： （2-16） 式中——传动效率，一般在0.85~0.95之间选取； ——联轴器效率； 每个机械式联轴器效率：=0.98 液力耦合器器：=0.96； ——减速器传动效率，按每级齿轮传动效率.为0.98计算； 二级减速机：=0.98×0.98=0.96 三级减速机：=0.98×0.98×0.98=0.94 ——电压降系数，一般取0.90~0.95。 ——多电机功率不平衡系数，一般取，单驱动时，。 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。 由式（2-15）=9.49kW 由式（2-16） = =11.28kW （四）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。 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2-2） 图2.2 作用于输送带的张力 如图2-2所示，输送带在传动滚简松边的最小张力应满足式(2-17)的要求。 （2-17） 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2-7 表2.7 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 =1.5×5931.57=8897.35N 对常用C==1/2.29 该设计查DAII带式输送机设计手册表3-12传动滚筒与输送带间的摩擦系数μ=0.35；=195，查DAII带式输送机设计手册表3-13得欧拉系数eμφ=3.29。 =3885.31N 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（2-18）和（2-19）进行验算。 承载分支 (2-18) 回程分支 （2-19） 式中——允许最大垂度，一般0.01； ——承载上托辊间距（最小张力处）； ——回程下托辊间距（最小张力处）。 取=0.01 由式（2.5-2）得： =7534.49N =2869.43N 令S1=F2min=4500N 传动滚筒合力Fn =Fumax+2S1=17.9kN 根据Fn查DAII带式输送机设计手册第六章表6-1初选传动滚筒直径(mm)D=630mm， 传动滚筒扭矩Mmax＝Fumax•D/（2000*1000）=2.8kN•m 查DAII带式输送机设计手册表7-1驱动装置选择表得：驱动装置组合号为511，根据组合号查表7-3得驱动装置各部件型号，再从DAII带式输送机设计手册表7-6查得低速轴联轴器型号及尺寸L。 驱动装置许用合力力矩(kN)=7.3 kN•m 驱动装置许用功率(kW)=36.3kW 选用的驱动装置满足要求。电动机型号为Y180L-4/22，减速器型号为ZSY224-31.5。 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。 图2.3 张力分布点图 有分离点起，依次将特殊点设为1、2、3、…，一直到相遇点13点，如图2.3所示。 为了满足不打滑条件，亦满足回程分支下垂度最小张力条件，取令S1=4500>F2min S2=S1+2*Fr=5256N S3=1.02*S2=5361.12N S4=S3+f*L'*g*(qRU+qB)+1.5*Fr=6009.81N L'——垂直拉紧装置与头轮间的水平距离，取L'=38.9m S5=S6=1.03*S4=6190.1N S7=S8=1.04*S6=6437.71N S9=1.03*S8=6630.84N S10=S9+f*L'*g*(qRU+qB)+1.5*Fr=7279.52N S11=S12=1.02*S10=7425.11N S13=1.04*S12=7722.12 >7534.49N 满足承载边下垂度最小张力条件。 4、拉紧力计算 拉紧装置拉紧力按式（2-20）计算 （2-20） 式中——拉紧滚筒趋入点张力（N）； ——拉紧滚筒奔离点张力（N）。 =12627.81N 5、 拉紧装置重锤质量计算 查DAII带式输送机设计手册表6-6重锤拉紧装置型谱得GK，GK=482kg 重锤的重量G=F0/9.8-GK=805.24kg 三、流水线带式输送重要部件的选用 （一）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。 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。 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35º，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。 (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。 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3.1所示： 图3.1 分层织物层芯输送带的硫化接头 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)/i3100%。其中i为帆布层数。 稳定工况下输送带最大张力 Fmax=Fu+S1=10431.57N 稳定工况下织物输送带静安全系数n=10 棉帆布芯n取8~9，尼龙、聚脂帆布芯n取10~12 初选输送带NN-100，由表3-2得σ=100MPa 织物芯输送带层数Z＝Fmax•n/（B•σ）=1.6 确定层数，取Z＝4 查表4-2得，织物芯带每层厚度(mm)dB1=0.7mm 织物芯上覆盖层厚度(mm)dB2=4.5mm 织物芯下覆盖层厚度(mm)dB3=1.5mm 织物芯带厚度(mm)dB=n*dB1+dB2+dB3=8.8mm （二）驱动装置 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。 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。 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11.28kw，所以需选用功率为22kw的电机，选用的驱动装置满足要求。电动机型号为Y180L-4/22，减速器型号为ZSY224-31.5。该型电机转矩大，性能良好，可以满足要求。 2、减速器的选用 已知输送带宽为650，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630，则工作转速为： ， 已知电机转速为＝1470 r/min ， 则电机与滚筒之间的总传动比为： 本次设计选用ZSY224-31.5型减速器,传动比为31.5。 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,轴的刚度较大，且无剧烈冲击处。效率，这里为摩擦系数，一般取为0.12~0.25；为两轴间径向位移量，单位为；为轴径，单位为。 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。 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），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 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： 图3.2 梅花形弹性联轴器结构图 (三)传动滚筒 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。 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。 ① 轻型：轴承孔径80100㎜。轴与轮毂为单键联接的单幅板焊接筒体结构。单向出轴。 ② 中型：轴承孔径120180㎜。轴与轮毂为胀套联接。 ③ 重型：轴承孔径200220㎜。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。 3、传动滚筒结构 其结构示意图如图3.3所示： 图3.3 传动滚筒结构 传动滚筒长度的确定. 查表6-1得： 其主要性能参数如表3.1所示： 表3.1 传动滚筒参数表 mm 许用扭矩 许用合力 650 4.1 40 630 轴承型号 滚筒长度 转动惯量 重量 22216 750mm 18.5 342 或者由经验公式： 已知带宽B＝650，传动滚筒直径为630，滚筒长度比胶带宽略大，一般取 （50～100） 取650＋100＝750 与查表结果一致. 4、传动滚筒的直径验算 大量实验表明，传动滚筒的摩擦系数与胶带和滚筒之间的单位压力有较大关系，在单位压力较大的区域摩擦系数随压力的增大而减小，所以传动滚筒的直径应按平均压力进行验算。 所以 因此传动滚筒直径合格。 （四）改向滚筒 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。改向滚筒可用于输送带、或＜的方向改变。一般布置在尾部的改向滚筒或垂直重锤式的张紧滚筒使输送带改向，垂直重锤张紧装置上方滚筒改向，而改向以下一般用于增加输送带与传动滚筒间的围包角。 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，改向时其直径可比传动滚筒直径小一档，改向或时可随改向角减小而适当取小1—2挡。本次设计采用直径400mm的改向滚筒,改向180°/90°。 （五）托辊 1、托辊的作用与类型 （1）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；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。 （2）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3.4 槽形托辊 槽形托辊(图3.4)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Ⅱ系列由三个辊子组成的槽形托辊槽角为或，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、、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3.5 平行托辊 缓冲托辊用于带式输送机的受料处，以便减少物料对输送带的冲击，有橡胶圈式和弹簧板式等。其结构简图如下： 图3.6 缓冲托辊 a)橡胶圈式 b)弹簧板式 调心托辊用来调整输送带的横向位置，使它保持正常运行。调心托辊形式很多，输送散粒物料最简单的是采用槽形前倾托辊。如图3.7所示．借助两个侧托辊朝胶带运行方向前倾一定角度(一般约)而对跑偏的输送带起复位作用。这种方法简单，但会使阻力增大约10％。其它还有锥形、V形、反V形等多种调心托辊，可按需选用。 图3.7 侧托辊前倾的调心托辊 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，如果槽角由增大到，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