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1、沈阳理工大学学士学位论文摘要本设计为带式输送机的设计，以低制造成本、结构简便、安全可靠为设计宗旨，在 采用传统的带式输送机的设计方法、设计数据的同时采用了部分先进的新型带式输送机 的计算方法及计算数据。本设计在托辐组选型设计部分，通过对带式输送机托辐组间距的合理确定及优化布 置，大大减少了托辐组用量。承载段托辐组由原来的1000组减少到400组，回程段也 相应地由原来的500组减少到200组，极大地降低了制造成本、维护成本，简化了结构,提高了运行的可靠性。拉紧装置设计部分，通过分析研究各种拉紧装置的优缺点来设计拉紧装置。把重锤 车式拉紧和绞车拉紧结合起来使用，在不提高成本的基础上综合了两种拉紧
2、方式的优越 性。带式输送机驱动装置配置过高是一种资源浪费，而配置过低又会严重影响输送机寿 命，所以选择合理的驱动装置、降低维修工作量和运营成本是选择驱动装置的关键。本 设计综合分析研究了几种驱动装置的优缺点，合理选配了 Y型电动机+调速型液力偶合 器+减速器型驱动装置。了解和掌握带式输送机输送带跑偏原因及纠偏方法，对保证带式输送机的安全运行 是非常重要的。本设计调偏装置设计部分就以上问题分析了输送带跑偏的原因及调偏原 理并提出了解决跑偏的有效措施。关键词：带式输送机；托辐间距；拉紧；驱动；调偏I沈阳理工大学学士学位论文AbstractThis design is the design o f
3、the belt co nveyer,co ncentrate o n lo w manufacturing co sts,simple structure and reliable design which have ado pted enumerated data and the design metho d o f advanced belt co nveyers while ado pting design data and the design metho d o f the belt co nveyer o f traditio n.Design in the part o f b
4、earing ro ller selecting,greatly reduced the quantity o f bearing ro ller gro ups by the reaso nably determine and o ptimizatio n arrange o f acro ss blo ck o f bearing ro ller gro ups.The bearing gro ups fro m 1000 gro ups o f o riginal decreasing go to 400 gro ups,the sectio n o f return trip also
5、 go es to 200 gro ups co rrespo ndingly by 500 gro ups o f o riginal decreasing.In pull installatio n design part,select pull installatio n design by analysis advantages and sho rtco mings o f vario us pull installatio n.Co mbine hammer vehicle pull installatio n to winch pull witho ut increasing co
6、 st,as a result,synthesized the superities o f bo th two.Ifs a kind o f reso urce waste to use high dispo sitio n o f actuating device fbr belt co nveyer,but lo w dispo sitio n wo uld serio us influence co nveyer life,so select actuating device reaso nably is very impo rtant.At last cho o se the mo
7、to r o f Y mo del+hydraulic co incidence ware o f speed adjustment+gear reducer as actuating devices.Belt co nveyer is a main transpo rt equipment,analyses the reaso ns o f co nveyer belt o ff tracking,puts fo rward impro ving measures and precautio ns to ensure the safety o peratio n o f belt co nv
8、eyer.KeyWords：belt co nveyer,span,pull,actuating device,o ff trackingn沈阳理工大学学士学位论文目录引言.11带式输送机概述.41.1 带式输送机的应用.41.2 带式输送机的分类.41.3 带式输送机的发展状况.62总体方案设计.82.1 布置方式.82.2 带式输送机的工作原理.92.3 传动原理.102.4 传动方案和总体设计.113主要技术参数的设计计算.123.1 槽角的选取.123.2 胶带运行阻力的计算.133.3.1承载段的运行阻力.153.3.2 回空段的运行阻力.173.3.3 最小张力点.183.4 输送
9、带上各点张力的计算.193.4.1由逐点计算法计算各点的张力.193.4.2用摩擦条件来验算传动滚筒分离点与相遇点张力的关系.203.5 输送带的强度验算.213.5.1 输送带的计算安全系数.213.5.2 输送带的许用安全系数.223.5.3 传动滚筒直径的确定和滚筒强度的验算.234驱动装置的选用与设计.264.1 电机的选用.264.2 减速器的选型与设计.274.2.1传动装置的总传动比及其分配.274.2.2由运动学、动力学进行参数计算.284.2.3减速器的选型校核.29in沈阳理工大学学士学位论文4.3 联轴器的计算与选型.314.4 驱动滚筒的设计.334.4.1驱动滚筒的功
10、率.344.4.2驱动滚筒轴径的计算.344.4.3滚筒轴的校核.365托辐的设计.385.1 托辑的作用与类型.385.2 托辑间距.415.3 托辑的选型.416 制动装置.426.1 制动装置的作用.426.2 制动装置的选型.427 改向装置.437.1 凸弧段曲率半径R的计算.437.2 改向滚筒的选用.448其他部件的选用.458.1 输送带.458.1.1 输送带的分类.458.1.2输送带的连接.478.2 拉紧装置.498.2.1 拉紧装置的作用.498.2.2 拉紧装置布置时应遵循的原则.498.2.3 拉紧装置的选型.508.2 头架尾架与中间架.508.3 卸料装置.5
11、18.4 清扫装置.528.5 导料槽.53结 论.54致 谢.55参考文献.56IV沈阳理工大学学士学位论文附录A.57Discussio n abo ut pull installatio n o f belt co nveyer.57浅谈带式输送机的拉紧装置.66v沈阳理工大学学士学位论文引言带式输送机是用连续的无端输送带输送货物的机械，俗称皮带机。输送带根据摩擦 传动原理而运动，既是承载货物的构件，又是传递牵引力的构件，其特点是：输送能力 大，爬坡能力强，操作简单，安全可靠，自动化程度高，设备维修容易，广泛应用于采 矿、冶金、化工、铸造、建材等行业的输送和生产流水线以及水电站建设工地和
12、港口等 大宗散货的输送装卸作业中，在我国的国民经济中占有重要的地位。今年来，随着社会 经济的发展，带式输送机的发展趋势有：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，特别是 大倾角的皮带输送机，在现实的生产中，变的越来越需要，国内外许多学者都投入到其 研制过程中，虽然已经出现了一批可以用于较大倾角的输送机，不过技术还不够完善、成熟，由于其工作的环境比较复杂带式输送机具有以下特点：1.结构简单。带式输送机的结构由传动滚筒、改向滚筒、托辐或无辐式部 件、驱动装置、输送带等几大件组成，仅有十多种部件，能进行标准化生产，并可按需 要进
13、行组合装配，结构十分简单。2.输送物料范围广泛。输送物料的范围可以从很细的各种粉状物料到大块的矿石、石块、煤或纸浆木料，以最小的落差输送精细筛分过的或易碎的物料。由于橡 胶输送带具有较高的抗腐蚀性，在输送强腐蚀性或强磨损性物料时维修费用比较低。带 式输送机还可以输送碱性物料和一定温度热料，也可以运送成件物品。1沈阳理工大学学士学位论文3.输送量大。运量可以从每小时儿千克到儿千吨，而且是连续不间断运送，这是火车、汽车运输望尘莫及的。4.运距长。单机长度可达十儿千米一条，在国外已十分普及，中间无需任何转载点。德国单机60加1 一条已经出现。越野的带式输送机常使用中间摩擦驱动式，使输送长度不受输送带
14、强度的限制。5.对线路适应性强。带式输送机可以适应坡度为30。35的地形，而对于卡车运输来说仅能适应原有自然地形的坡度为6。8。输送机线路可以适应地形，在空 间和水平面上弯曲从而降低基建投资，并能避免在厂内和其它拥挤地区，以免受铁路、公路以及河流、山脉的干扰。带式输送机的运输路线是十分灵活的，线路长度可根据需 要延长。另外，现代的带式输送机在越野敷设时，已从槽形发展到圆管形，它可以在水 平及垂直面上转弯，打破了槽形带式输送机不能转弯的限制，因而能依山傍水，沿地形 而走，可节省大量修隧道、桥梁的基建投资。6.装卸料十分方便。带式输送机可根据工艺流程需要，可在任何点上进行装、卸料。圆管式带式输送机
15、也是如此。还可以在回程段上装、卸料，进行反向运输。7.可靠性高。带式输送机的可靠性已为所有工业领域中的使用经验所证实，它的运行极为可靠，在许多需要连续运行的重要生产单位，如在发电厂内煤的输送，钢 铁厂和水泥厂散状物料的输送以及港口内船舶装卸散状物料等，都获得了广泛的应用。8.营运费低廉。带式输送机的磨损件仅为托辑和滚筒，输送带寿命长，自 动化程度高，使用人员很少，平均千米里不到1人，消耗的机油和电力业很少。9.基建投资省。火车、汽车输送的坡度都太小，因此延长米大，修建的路 2沈阳理工大学学士学位论文基长。而带式输送机一般可在20以上，如用圆管式9 0都能上去，又能水平转弯，大 大节省了基建投资
16、。现国外带式输送机每千米成本费为100万300万美元，国内为人 民币500万元，其中输送带占整机成本的30%35%.。随着化学工业的发展，输送成本 将进一步下降。10.能耗低，效率高。由于运动部件自重轻，无效运量少，在所有连续式和 非连续式运输中，带式输送机耗能最低、效率最高。11.维修费少。带式输送机运动部件仅是滚筒和托辐，输送带又十分耐磨。相比之下，火车、汽车磨损部件要多得多，且更换磨损件也较为频繁。12.应用领域广阔，市场巨大。根据调查，我国现有带式输送机约200万台，其中，锅炉上煤约40万台；煤矿120万台；火力发电厂167座，每厂约3碗，折合1 万台；建材厂和水泥厂6千个，平均每厂5
17、0台，共计30万台；港口码头约1万台，不 包括卸船机和散货装船机等。综上所述,带式输送机的优越性已十分明显，它是国民经济中不可缺少的关键设备。加之国际互联网络化的实现，又大大缩短了带式输送机的设计、开发、制造、销售的周 期，使它更加具有竞争力。3沈阳理工大学学士学位论文1带式输送机概述1.1 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 机是生产过程中组成有节奏的流水作业运输线不可缺少的组成部分。
18、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。1.2 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 送带有托辑托起,输送带外表几
19、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：4沈阳理工大学学士学位论文普通型an型固定式带式输送机 QD80轻型固定式带式输送机 OX型钢绳芯带式输送机 U型带式输送机带式输送机特种结构型管形带式输送机 气垫带式输送机 波状挡边带式输送机 钢绳牵引带式输送机 压带式带式输送机 其他类型（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）QX型钢绳芯带式输送机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
20、形带式输送机它乂称为槽形带式输送机,其明显特点是将普通带式输送机 的槽形托辐角由45提高到90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辑上的,而是在空气膜（气垫）上运 行,省去了托辑,用不动的带有气孔的气室盘形槽和气室取代了运行的托辑,运动部件的 减少，总的等效质量减少，阻力减小,效率提高，并
21、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辐把输送带强压成槽形外，也 5沈阳理工大学学士学位论文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9 0.（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6 m/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
22、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。1.3 带式输送机的发展状况目前,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）,
23、经营费用低，由于缩短运输距离可节省基建投资。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：6沈阳理工大学学士学位论文（1）适用于环境温度一般为-4040度;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（1。12）运输，也可以转弯运输;运输距离长，单机输送可达15kll1；（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7沈阳理工大学学士学位论文2总体方案设计机械产品的方案设计首先确定它的工作原理方
24、案，再确定机械运动方案。机械系统 的工作原理和机械传动方案的优劣是决定产品性能、成本，关系到产品水平及竞争力的 关键所在。因此机械系统的运动方案设计阶段是机械产品设计中最重要的设计阶段，是 机械产品至关重要的环节。在此阶段完成的草图和总体布置，不仅确定了整机的布置形 式和重要尺寸，而且也确定了各种部件的基本型号和特性参数。2.1 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
25、 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。8沈阳理工大学学士学位论文2.2 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，它主要包括以下几个部分：减 速器、电
26、动机、输送带（通常称为胶带）、托辐及中间架、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槽形托辑5输送带 6机架 7传动滚筒 8卸料器9清扫装置 10平行托根 11空段清扫器 12清扫器输送带绕1经头驱动滚筒和尾部拉紧装置的滚筒3,形成一个无极的环形封闭带，输 送带上分支（有载分支）支撑在槽型托轴上（上托短），下分支（无载分支）支撑在平 托根上，拉紧装置给输送带一保证正常运转所需要的张力。工作时驱动滚筒通过摩擦力 驱动输送带运行，物料经装载装置加到输送带上，随胶带一起运动到头部卸载装置卸载,9沈阳理工大学学士学位论文利用专门的卸载装
27、置在输送机中部任意点卸载。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.2.3 传动原理在进行总体方案设计前，首先简要地阐述皮带运输机的传动原理，下图表示输送机 的传动原理。如图，要克服阻力使胶带运动起来，必须使胶带在传动滚筒相遇点2的张力大于分 离点1的张力。这两点张力差就是传动滚筒所传给胶带的摩擦力，也就是胶带输送机的 牵引力。图2-2传动原理图提高传动装置的牵引力可以从以下三个方面考虑：（1）增加拉紧力增加初张力可以使胶带在传动滚筒分离点的张力增加。此法提高牵引力虽然可以,但是增大S1必须相应的增大皮带截面，这样会增大传动装
28、置的结构尺寸，不经济,故在设计中不采用此法。10沈阳理工大学学士学位论文(2)增加围包角戊(3)增加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 传动中拟采用双滚筒驱动，以增加围包角。单滚筒驱动围包角只能取到200300。，双 滚筒可以达到450。480。故在设计中为增大围包角采用双滚筒驱动，初定围包角 450 o2.4 传动方案和总体设计由于我们所设计的皮带运输机运输量大，工作环境为露天地面，为减小设计尺寸，且提高运输能力，决定采用两台电动机，分别驱动双滚筒。按照皮带运输机的一般工作 原理可得到总体的传动方案。拟定如下线路布置的传动方案：(1尾部滚筒2改向
29、滚筒3驱动滚筒4头部滚筒)11沈阳理工大学学士学位论文3主要技术参数的设计计算3.1 槽角的选取表3-1倾斜系数c选用表倾角（）468C0.990.980.97表3-2槽形托辐物料断面面积A（10-4）（带宽B=800mm）202530354002793444024545010405466518564603205355916386787130671722763798822由已知条件，并查手册得:物料堆积密度/=L26 t/加按小时输送量确定：。=3600Alyc丈有表3-1 得 P=6。时，Cst=0.9 812沈阳理工大学学士学位论文图3-2槽形托辐的带上物料堆积截面故所选的槽形物料截面面积
30、：A2=-=0.06 8 m236 007Cs/3600 x l.6 x l.26 x 0.9 8在3=800加加，2=20。时，对应表3-2中所列四种槽角4,A均大于0.06 8加2,在此选槽角 2=40,此时A=0.071 m2,实际 Q=00 Avy Cst=3 6 Ooxo.O7 1 x 1.6 x 1.26 x 0.9 8=52 lt/h500t/h3.2 胶带运行阻力的计算输送带的张力包括有拉紧装置所形成的初张力，克服各种阻力所需要的张力及由动 载荷所产生的张力。运行阻力分为直线段、曲线段及其他附加阻力,现分述如下.(1)如下图所示,运行阻力包括两部分,一部分是摩擦阻力；一部分是由
31、下滑力(自 重分力)引起的阻力.有摩擦力引起的阻力总是为正,但由于下滑力引起的阻力在此段输 送带向上运行时为正，向下为负.13沈阳理工大学学士学位论文图3-3运行阻力示意图承载段(或称为重段)运行阻力为=正压力x阻力系数土下滑力因为 正压力=(q+/+/)gL co s力下滑力二(q+q0)g Lsin/3所以 =Kq+%+q”wz COS0 土(q+q)Lsin式中：q-物流每米质量,kg/m;q。-输送带每米质量,kg/m;qt z-承载段托辐组每米转动部分质量,kg/m;a,Gt z-承载段托辐组转动部分质量,kg;lt z-承载段托辐组间距,m;练-承载段托辐组运行阻力系数；L 输送带
32、沿倾角方向的长度,m.14沈阳理工大学学士学位论文当承载段向上运行时,下滑力是正；向下运行时,下滑力是负.同样,输送带回空段阻力为Fk=(%+%)4成 co s。/外Lsin夕g式中qlk-回空段托辐组每米转动部分质量,kg/m;G,k-回空段托辐组转动部分质量,kg;llk-回空段托辐组M距,m;外-回空段托辐组运行阻力系数,kg/m.当承载段向上运行时，回空段是向下运行的,此时，回空段向下滑力为负；反之，回空 段的下滑力为正。如图3-1由分离点起，依次将特殊点设为1、2、3o o o o,一直到相遇点为7点，计算运 行阻力时，首先，要初定输送带的种类和型号，在此，初选定为钢绳芯带，选ST1
33、000 的钢绳芯带,查表得纵向拉伸强度Gx=1000N/mm,输送带每米质量为qo=23.1kg/m33.1承载段的运行阻力由以上所述得：尸z=(q+/+qQLwz co s/3(q+q0)Lsin fig又有。=3600AvyCst=3.6 qv得：物流每米质量为 q=。=86.8依/加3.6 v 3.6 x 1.615沈阳理工大学学士学位论文表3-3每组托辐转动部分质量m、m托馄形式65080010001200铸铁座12142225冲压座9111720铸铁座10121720冲压座9111518表3-4常用的托辐阻力系数工作条件平行托辐卬女槽形托辐wz室内清洁、干燥、无磨损性尘土0.0180
34、.02空气湿度、温度正常，有少量磨损性尘土0.0250.03室外，有大量磨损性尘土，污染摩擦表面0.0350.04由表3-3得Gtz=14,同时选出托辐间距以=1.2m16沈阳理工大学学士学位论文所以qt z=ii.67k g/m查表3-4选wz=0.04,代入Fz得：Fz=(4+%+服)4八。$/(4+%)左山肉？=(86.8+23.1+11.6 7)x 400 x 0.04x co s6+(86.8+23.1)x 400 xsin6 0 9.81=6 4.055KN受料区的惯性阻力Fha=g=86 x lfx 9.81=4.36 0KN犁式卸料器的阻力 劭=等+。2其中：C2为常数，当B=
35、800nlm时，C2=350N故:Fb=0.8x 86.8x 9.818+350=0.435KN3.3.2 回空段的运行阻力由:Fk=(%+%)4心 co s/7+0Lsin/7 g查表3-3得Gtk=12,选取/永二31n17沈阳理工大学学士学位论文,Gt k nAt,则：hk 3&查表3-4得漱=0.035,代入Fk得：F2 3=(23.1+4)x 385x 0.035x co s6 0-23.1x 385x sin6 0 x 9.81=36 3.1729 29.6 24=5.557KNF6 x 7=(23.1+4)x 4x 0.035x co s6 0 x 9.81-23.1x 4X s
36、in6 X9.81=0.0577KNFl 2=(23.1+4)x l3x 0.035x co s6 x9.81=0.12KN表3-5清扫器阻力表带宽B种类80010001200弹簧清扫器76015401540空段清扫落160200230清扫器摩擦阻力：Fr=F空段+F弹簧查表3-5得：Fr=76 0+16 0=9 20N=0.9 2KN3.3.3 最小张力点胶带张力的计算示意图见图37根据简图可以求出各点的张力：18沈阳理工大学学士学位论文因为：Fk=Fl2+F23+Fr+F67=0.12+(5.557)+0.9 2+(0.0577)二一4.5747KN79.047KN 故摩擦条件满足。3.5
37、 输送带的强度验算3.5.1 输送带的计算安全系数Sn m=-S maxSn-输送带的额定拉断力，N；对钢绳芯带Sn=BGxGx-纵向拉伸强度，N/mm；Smax-输送带上最大张力点的张力，N；由Smax=S7=79.047KNSn=BGx=8001000=800KN21沈阳理工大学学士学位论文得：昨q=q=10.12S max 79.0473.5.2 输送带的许用安全系数表3-8基本安全系数mo与Cw表带芯材料工作条件基本安全系数mo弯曲伸长系数Cw有利3.2正常3.5不利3.8有利2.8正常3.0不利3.2。比0(3.2)rjomo基本安全系数，列在表3-8中；Cw附加弯曲伸长折算系数，列
38、在表3-8中；卜。动载荷系数，一般取1.2 1.5；在输送带接头效率。22沈阳理工大学学士学位论文由表3-8,选取mo=3,Cw=1.8；取左。=1.2,。二0.85 代入4 曰 r r 3X1.2X1.8得：m=-=7.6 24KN0.85在此，因：m=10.12m=7.6 24 故：所选的输送带能满足强度要求.3.5.3 传动滚筒直径的确定和滚筒强度的验算考虑到比压及摸擦条件的滚筒最小直径计算时,可两滚筒分开算,也可两滚筒按一体来算.n.2w。2(Sy SI)D min=-=:-由 BPOjn Bp3u式中：wo-输送机的牵引力,N;Sy-相遇点的张力,N;S1分离点的张力,N;B-输送带
39、宽度,mm;p输送带允许的比压,钢绳芯为0.7,其他普通带为0.4mpa;-围包角，rad;-摩擦系数。故由已知条件可得：23沈阳理工大学学士学位论文c.2(Sy SI)2x(79.9 1-10.9 6 4)x l03D min=-=-用 P网 800 x 0.7 x x 0.35180=89.6 22KN按钢绳芯带绳芯中的钢绳直径与滚筒直径的比值ill 150 d式中 D-传动滚筒直径,mm;d-钢芯带中钢绳的直径,mm;由查表得钢芯带中钢绳的直径 d=4mm得 D 150d=1504=6 00mm故 可采用直径为D=6 30mm的滚筒验算滚筒的比压比压要按相遇点滚筒所承受的比压来算，因此滚
40、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,各传递一半牵引力.总的牵引力Wo=S7(Sy)-S 1(S1)=79.9 1-10.9 6 4=6 8.9 46 KN故相遇点S7,其分离点所承受的拉力为Sl=79.9 16 8.9 46/2=45.437KN24沈阳理工大学学士学位论文由pepSy+Sl BD式中 pep输送带作用在传动滚筒滑动弧表面的平均压力,mpa;D-滚筒直径,mm;pcp=Sy+SlBD79.9 1+10.9 6 4 800 x 6 30 x l03=0.18mpa由于pcp=0.18mpa 135kw,满足要求。.起动转矩校核查减速器设计选用手册得
41、：式中：Tk启动转矩或最大输入转矩0查表取 以=905 N-m,%转速，PN许用输入功率。30沈阳理工大学学士学位论文则:Tk-%9 05x1480 v.9 550 19 5x 9 550=0.7199 0 kw,故：满足要求。4.3 联轴器的计算与选型本设计采取液力联轴器，它可以联结两个传动轴，能够保护动力系统免于过载损坏,还可以用于空载启动原动机，还能做离合器、无极调速器等使用。液力联轴器由泵轮、涡轮、外壳和输入轴及输出轴等组成。泵轮与外壳通过螺栓固 定连接，其作用是防止工作液体外溢。输入轴（与泵轮固定的连接）与输出轴（与涡轮 固定连接）分别与动力机和工作机相连接。泵轮与涡轮均具有径向直叶
42、片的叶轮。由泵 轮和涡轮具有叶片的凹腔部分所形成的圆环状空腔称为工作腔，供工作液体在其中循环 31沈阳理工大学学士学位论文流动，传递动力进行工作。工作腔的最大直径称为有效直径，是液力偶合器的特征尺寸 规格大小的标志尺寸。液力偶合器安装在动力机与工作机之间，当泵轮被动力机带动运转时，工作腔中的 液体随泵轮做圆周运动，同时又在离心惯性力作用下沿叶片间通道向外流动，即对泵做 相对运动。液体质点相对于叶轮的运动状态由叶轮和叶片形状决定。由于叶片为径向直 叶片，假设叶片数目无穷多，厚度无限薄，则液体质点从泵轮半径较小的流道进口处被 加速，并被抛向半径较大的流道出口处。从而液体质点的动量矩增大，即泵轮从动
43、力机 吸收机械能并转化为液体能。在泵轮出口处液流以较高的速度和压强冲向涡轮叶片，并沿着叶片表面与工作腔外环所构成的流道做向心流动。液流对涡轮叶片的冲击减小了 自身的速度和压强，使液体质点的动量矩降低，释放的液体能推动涡轮（即工作机）旋 转做功（涡轮将液体能转化为机械能）。液流的液体能释放减小后，在其后的液流的推 动下，由涡轮外缘（涡轮流道入口）流向内缘（涡轮流道出口），并流入泵轮，开始下 一个能量转化的循环流动。如果没有环流运动。就没有能量的传递。表4 1YL450A型液力联轴器各项技术特征泵轮转速1500传递功率/KW55110输出方式及规格渐开线花键INT6 0ZX3.5m30Px 5H重
44、量/Kg89额定滑差S*%33.532沈阳理工大学学士学位论文液力偶合器有很多优点：隔离纽振，防护动力过载，均匀多台原动机间的负荷分配,空载启动，离合方便，实现无极调速，无磨损，易散热以及可挠性联结。但它也存在着 诸多的缺点:其效率低，有功率损失，对于功率大于100KW的偶合器，除本体外，还有一 套冷却供油系统和若干辅助设备，消耗部分辅助功率，当原动机转速较低时，偶合器的 尺寸重量较大等。4.4 驱动滚筒的设计驱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
45、：轴承孔径80100mni。轴与轮毂为单键联接的单幅板焊接筒体结构。不向 出轴。.中型：轴承孔径120180mni。轴与轮毂为胀套联接。.重型：轴承孔径200220mni。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。输送机的驱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。3
46、3沈阳理工大学学士学位论文人字形沟槽铸（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。与菱形铸（包）胶滚筒相 比，由于本设计的输送机主要用于户外作业的环境之下，故选菱形铸（包）胶滚筒。4.4.1 驱动滚筒的功率设驱动滚筒的轴为V轴，减速器输出轴为VI轴，则驱动滚筒轴的转速为nv,功率为 pv,则有：P5 p5=p47/5,n5=n4=nw,T5=9550 n5式中：低速联轴器的传动效率，5=（）.99；nw-工作机转速；P5=73.430.9 9=72.70KWP5 72 70T5=9550一=9 550 x=146 35.0
47、1N.mn5 47.444.4.2 驱动滚筒轴径的计算计算最小轴径选取驱动滚筒轴的材料为45#钢，调质处理。查表知：考虑弯矩影响的设计系数A=107,于是轴的最小直径dmin,可有下式求得：34沈阳理工大学学士学位论文dmin=3-x A n5式中:A考虑力弯矩影响的设计系数P5第V轴的功率;n5第V轴的转速;贝小d min=71572 70 xA=txlO7=123.26 mm V 47.44因减速器输出轴与驱动滚筒的轴之间需要安装一联轴器，故需要结合联轴器的轴径 后在确定驱动滚筒的轴径。滚筒最小轴径的选取结合联轴器的轴径后可选驱动滚筒的轴径d=130mm,即为安装联轴器的输出轴的直 径。查
48、机械设计手册第四版，第二卷，本设计选取滚子链联轴器GL14型联轴器与 减速器输出轴端相连，滚子链联轴器具有结构简单，维护方便，更换快可在高温、潮湿、多尘土的条件下工作。由联轴器计算转矩：Tc=TxKTH式中：T传递的名义转矩，既减速器输出轴的转矩；TH联轴器的额定转矩；35沈阳理工大学学士学位论文K-联轴器的工况系数，查机械设计手册，取K=1.254.4.3 滚筒轴的校核由于轴只受扭转力的作用，故只校核轴的强度和刚度强度校核由强度校核条件：Mn max t max=-Wn式中：rmax剪切应力，N；Mmax转矩，nM;Wn抗扭截面模量，Wn=Ip/(D/2),ttD4 3.14x l30432
49、 32=2.8x l07.2.8x l07Wn=-,代入数据 130/2=4.31。.1419 5.9 5因止匕，rmax=4.3x l05=33.Olmpa由于轴材料为45#,其许用剪应力为m=100mpa,rmax rmax,故强度符合 要求。刚度校核由刚度条件可知36沈阳理工大学学士学位论文0=5.73x 104 工(。/GIpT轴所受的扭矩，N-mm；G轴的材料的剪切弹性模量，mpa,G=8.1x l04IP轴截面的极惯性矩，mm(P=5.73x 104x 1.419 59 5x 1()78.1x104 x2.8x107=0.359(/m)由于传动滚筒轴属于一般的传动轴，因此句=0.5
50、1(/m)由例V。故：可知轴的刚度合格37沈阳理工大学学士学位论文5托辐的设计5.1 托根的作用与类型（一）作用托辐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 辐组的结构在很大程度上决定了输送带和托辐所受承载的大小与性质。对托辑的基本要 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，托辑表面必须光滑等。支承托辑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。一台输送机的托辐 数量很多，托辐质量的好坏，对输送机的运