大傾角皮帶輸送機優(yōu)化設計說明書

1、. .1緒論1.1帶式輸送機帶式輸送機俗稱“皮帶機”，是以膠帶、鋼帶、鋼纖維帶、塑料帶和化纖帶作為傳送物料和牽引工件的輸送機械，是連續(xù)式輸送機械中應用最廣泛的一種。1.2 皮帶機的結(jié)構(gòu)原理和分類1.2.1皮帶機的結(jié)構(gòu)原理帶式輸送機的主要部件是輸送帶，亦稱為膠帶，輸送帶兼作牽引機構(gòu)和承載機構(gòu)。帶式輸送機主要包括以下幾個部分：輸送帶、托輥、驅(qū)動裝置（包括傳動滾筒）、機架、拉緊裝置、制動裝置、清掃裝置和卸料裝置等。輸送帶繞經(jīng)傳動滾筒和改向滾筒、拉緊滾筒接成環(huán)形，拉緊裝置給輸送帶以正常運行所需的張力。輸送帶的上、下兩部分都支承在托輥上。拉緊裝置給輸送帶以正常運轉(zhuǎn)所需要的拉緊力。工作時，傳動滾筒通過它和

2、輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶連續(xù)運行，裝到輸送帶上的物料隨它一起運行到端部卸出，利用專門的卸載裝置也可在中間部位卸載。普通型帶式輸送機的機身的上帶是用槽形托輥支撐，以增加物流斷面積，下帶為返回段(不承載的空帶)一般下托輥為平托輥。帶式輸送機可用于水平、傾斜和垂直運輸。對于普通型帶式輸送機傾斜向上運輸時，其傾斜角不超過18°，向下運輸不超過15°。1.2.2皮帶機的分類帶式輸送機的應用已經(jīng)有100多年的歷史了。據(jù)有關資料介紹，最早的帶式輸送機出現(xiàn)在德國。1880年德國lmg公司在鏈斗式挖掘機的尾部使用了一條蒸汽機驅(qū)動的帶式輸送機。到了20世紀30年代，德國褐煤露天礦連續(xù)開采工

3、藝趨于成熟，帶式輸送機也得到了迅速發(fā)展，第二次世界大戰(zhàn)前就已經(jīng)使用了1.6m帶寬的帶式輸送機。20世紀50年代開發(fā)研制成的鋼絲繩芯輸送帶，為實現(xiàn)帶式輸送機單機遠距離輸送提供了物質(zhì)條件。為了提高生產(chǎn)率，在不斷增加單機長度的同時，帶式輸送機的運行速度也不斷提高，目前最高帶速已達15m/s。20世紀70年代德國魯爾區(qū)haniel-prosper號煤礦使用了當時規(guī)格最大的帶式輸送機，其帶寬為1.4m，帶速為5.5m/s，整機傳動功率為2×3100kw電動機轉(zhuǎn)子直接固定在滾筒軸上，從而省去了減速器。采用交直交交變頻裝置調(diào)速，啟、制動過程非常平穩(wěn)，啟動時間可達140s，制動時間達40s。輸送帶保

4、證壽命達20年。該機上、下分支輸送帶都運送物料。向上運煤、向下運矸石，提升高度為700m。盡管帶式輸送機已具有相當長的歷史，其應用十分廣泛，但就其技術和結(jié)構(gòu)形式而言，仍然處在發(fā)展之中，許多新的機型和新的部件還在不斷地開發(fā)研制。帶式輸送機按其結(jié)構(gòu)不同可分為多種型號。表1.1所列是jb 238978起重運輸機械產(chǎn)品型號編制方法中所規(guī)定的帶式輸送機分類及代號。表1.1 帶式輸送機分類及代號名 稱代 號類、組、型代號通用帶式輸送機t（通）dt輕型帶式輸送機q（輕）dq移動帶式輸送機y（移）dy鋼絲繩芯帶式輸送機x（芯）dx大傾角帶式輸送機j（角）dj鋼絲繩牽引帶式輸送機s（繩）ds壓帶式輸送機a（壓）

5、da氣墊帶式輸送機d（墊）dd磁性帶式輸送機c（磁）dc鋼帶輸送機g（鋼）dg網(wǎng)袋輸送機w（網(wǎng)）dw除了上述這些，帶式輸送機還有多種特種型號可根據(jù)工作環(huán)境的不同做適當?shù)倪x擇?？缮炜s帶式輸送機的輸送長度可以根據(jù)工作的需要隨時縮短或加長。這種帶式輸送機主要是為滿足煤礦井下綜采工作面順槽輸送要求而設計的?？缮炜s帶式輸送機中增設了一個儲帶裝置，其作用是把帶式輸送機伸長前或縮短后的多余輸送帶暫時儲存起來，以滿足采煤工作面持續(xù)前進或后退的需要。這種帶式輸送機的機架與機架之間、托輥與機架之間的連接方式都采用插入式，用銷釘固定，整個機架沒有一個螺栓，拆裝十分方便。移動帶式輸送機是一種按整機設計并且整機可在不同

6、地點使用的帶式輸送機。按移動的方式不同又可分為移動式和攜帶式兩種。平面彎曲帶式輸送機是一種在輸送線路上可變向的帶式輸送機。它可以代替沿折線布置的、由多臺單獨的直線輸送機串聯(lián)而成的運輸系統(tǒng)，沿復雜的空間折曲線路實現(xiàn)物料的連續(xù)運輸。輸送帶在平面上轉(zhuǎn)彎運行，可以大大簡化物料運輸系統(tǒng)，減少轉(zhuǎn)載站的數(shù)目，降低基建工程量和投資。法國在這種帶式輸送機的研制和使用方面，具有國際領先水平。我國的煤礦也有數(shù)臺正在運行，在設計和安裝方面積累了一定的經(jīng)驗。大傾角帶式輸送機可以減少輸送距離，降低巷道開拓量，減少設備投資。當傾角增大到90°時，大傾角帶式輸送機就轉(zhuǎn)變成了垂直輸送的帶式輸送機。它不僅在結(jié)構(gòu)上具有新

7、的特點，而且在設計計算、物料截面形狀和輸送速度的確定等方面都有新的影響因素。垂直輸送的帶式輸送機主要用于其他形式的輸送機難以勝任的場合。在食用和輕工業(yè)等工業(yè)生產(chǎn)中，由于衛(wèi)生和工作環(huán)境的要求，通常使用一種以薄鋼帶作為輸送帶的帶式輸送機，其耐熱性比膠帶好得多，但鋼帶的成槽性差，滾筒傳遞扭矩也很有限，因而不適用于長距離輸送。還有一種以撓性網(wǎng)作為輸送帶的網(wǎng)帶輸送機，在技術性能上與鋼帶輸送機相似，主要用于輕工業(yè)和有特殊要求的場合。另外，在輸送鐵磁性物料（例如鐵礦石）時，常常使用被稱為磁力摩擦式帶式輸送機，它實質(zhì)上是具有磁鐵的帶式輸送機，一般使用絲織物芯體輸送帶作為承載構(gòu)件，在輸送帶的下面設置永久磁鐵。磁

8、鐵把物料吸向輸送帶，由此提高了物料的穩(wěn)定性，并為傾斜輸送物料創(chuàng)造了條件。1.3帶式輸送機的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.3.1帶式輸送機技術的現(xiàn)狀國外帶式輸送機技術的發(fā)展很快，其主要表現(xiàn)在2個方面：一方面是帶式輸送機的功能多元化、應用范圍擴大化，如高傾角帶式輸送機、管狀帶式輸送機、空間轉(zhuǎn)彎帶式輸送機等各種機型；另一方面是帶式輸送機本身的技術與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長距離、大運量、高帶速等大型帶式輸送機已成為發(fā)展的主要方向，其核心技術是開發(fā)應用了帶式輸送機動態(tài)分析與監(jiān)控技術，提高了帶式輸送機的運行性能和可靠性。目前，在煤礦井下使用的帶式輸送機已達到表1.2所示的主要技術指標，其關鍵技術與裝備有以下幾個特

9、點：設備大型化，其主要技術參數(shù)與設備均向著大型化發(fā)展，以滿足年產(chǎn)300-500萬；以上高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要。應用動態(tài)分析技術和機電一體化、計算機監(jiān)控等高新技術、采用大功率軟啟動與自動張緊技術，對輸送機進行動態(tài)監(jiān)測與監(jiān)控，大大地降低了輸送帶的動張力，設備運行性能好，運輸效率高。采用多機驅(qū)動與中間驅(qū)動及其功率平衡、輸送機變向運行技術，使輸送機單機運行長度在理論上已不受限制，并確保了輸送系統(tǒng)設備的通用性、互換性及其單元驅(qū)動的可靠性。新型、高可靠性關鍵部件技術。如包含cst等在內(nèi)的各種先進的大功率驅(qū)動裝置與調(diào)速裝置、高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效貯帶裝置、快速自移機尾等。如英國fsw生產(chǎn)的f

10、sw1200/（2-3）×400（600）工作面順槽帶式輸送機就采用了液粘差速或變頻調(diào)速裝置，運輸能力達3000t/h以上，它的機尾與新型轉(zhuǎn)載機（如美國久益公司生產(chǎn)的s500e）配套，可隨工作面推移而自動快速自移、人工作業(yè)少、生產(chǎn)效率高。表1.2 國外帶式輸送機的主要技術指標主參數(shù)國外300-500va高產(chǎn)高效礦井順槽可伸縮帶式輸送機 大巷與斜井固定式強力帶式傳輸機運距/m2000 3000> 3000帶速/m·s-13.5 44 5，最高達8輸送量/t·h-12 500 3 0003 0004 000驅(qū)動總功率/kw1 200 2 0001 500 3 0

11、00，最大達 10 1001.3.2國內(nèi)帶式輸送機技術的現(xiàn)狀 我國生產(chǎn)制造的帶式輸送機的品種、類型較多。在“八五”期間，通過國家一條龍“日產(chǎn)萬噸綜采設備”項目的實施，帶式輸送機的技術水平有了很大的提高，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機的關鍵技術研究和新產(chǎn)品開發(fā)都取得了很大的進步。如大傾角長距離帶式輸送機成套設備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機等均填補了國內(nèi)空白，并對帶式輸送機的關鍵技術及其主要元部件進行了理論研究產(chǎn)品開發(fā)，研制成功了多種軟啟動和制動裝置以及以plc為核心的可編程電控裝置，驅(qū)動系統(tǒng)采用調(diào)速型液力耦合器和行星齒輪減速器。目前，我國煤礦井下用帶式輸送機的主要技術特征指標如表1.

12、3所示表1.3 國內(nèi)帶式輸送機的主要技術指標主參數(shù)可伸縮帶式輸送機大巷與斜井固定式強力帶式輸送機運距/m1 000 2 0001 000 4 000帶速/m·s-12 3.52.5 4輸送量/t·h-1800 1 8001 000 2 000驅(qū)動總功率/kw250 750750 15001.3.3國內(nèi)外帶式輸送機技術的差距一、 大型帶式輸送機的關鍵核心技術上的差距（1）帶式輸送機動態(tài)分析與檢測技術 長距離、大功率帶式輸送機的技術關鍵是動態(tài)設計與監(jiān)測，它是制約大型帶式輸送機發(fā)展的核心技術。目前我國用剛性理論來分析研究帶式輸送機并制定計算方法和設計規(guī)范，設計中對輸送帶使用了很高

13、的安全系數(shù)（一般取n=10左右），與實際情況相差較遠。實際上輸送帶是粘彈性體，長距離帶式輸送機其輸送帶對驅(qū)動裝置的起、制動力的動態(tài)響應是一個非常復雜的過程，而不能簡單地用剛體力學來解釋和計算。已開發(fā)了帶式輸送機動態(tài)設計方法和應用軟件，在大型輸送機上對輸送機的動張力進行動態(tài)分析與動態(tài)監(jiān)測，降低輸送帶的安全系數(shù)，大大延長使用壽命，確保了輸送機運行的可靠性，從而使大型帶式輸送機的設計達到了最高水平（輸送帶安全系數(shù)n=56），并使輸送機的設備成本尤其是輸送帶成本大為降低。（2）可靠的可控軟啟動技術與功率均衡技術長距離大運量帶式輸送機由于功率打、距離長且多機驅(qū)動，必須采用軟啟動方式來降低輸送機的動張力，

14、特別是多電機驅(qū)動時。為了減少對電網(wǎng)的沖擊，軟啟動時應有分時慢速起動；還要控制輸送機起動加速度0.30.1m/s²，解決承載帶與驅(qū)動帶的帶速同步問題及輸送帶涌浪現(xiàn)象，減少對元部件的沖擊。由于制造誤差及電機特性誤差，各驅(qū)動點的功率會出現(xiàn)不均衡，一旦某個電機功率過大將會引起燒電機事故，因此，各電機之間的功率平衡應加以控制，并提高平衡精度。國內(nèi)已大量應用調(diào)速型液力耦合器來實現(xiàn)輸送機的軟啟動與功率平衡，解決了長距離帶式輸送的啟動與功率平衡及同步性問題。但其調(diào)節(jié)精度及可靠性與國外相比還有一定差距。此外，長距離大功率帶式輸送機除了要求一個運煤帶速外，還需要一個驗帶的帶速，調(diào)速型液力耦合器雖然實現(xiàn)軟

15、啟動與功率平衡，但還需要研制適合長距離的無級液力調(diào)速裝置。當單機功率。500kw時，可控cst軟啟動顯示出優(yōu)越性。由于可控軟啟動是將行星齒輪減速器的內(nèi)齒圈與濕式摩擦離合器組合而成（即粘性傳動）。通過比例閥及控制系統(tǒng)來實現(xiàn)軟啟動與功率平衡，其調(diào)節(jié)精度可達98%以上。但價格較貴，急需國產(chǎn)化。二、技術性能上的差距 我國帶式輸送機的主要性能u參數(shù)已不能滿足高產(chǎn)高效礦井的需要，尤其是順槽可伸縮帶式輸機的關鍵元部件及其功能如自移機尾、高效儲帶與張緊裝置等與國外有著很大差距。（1）裝機功率 我國工作面順槽可伸縮帶式輸送機最大裝機功率為4×250kw,國外產(chǎn)品可達4×970kw,國產(chǎn)帶式輸

16、送機的裝機功率約為國外產(chǎn)品的30%-40%，固定帶式輸送機的裝機功率相差更大。（2）運輸能力 我國帶式輸送機最大運量為3000t/h，國外已達5500t/h。（3）最大輸送帶寬度 我國帶式輸送機為1400mm，國外為1830mm。（4）帶速 由于受輥轉(zhuǎn)速的限制，我國帶式輸送機帶速為4m/s，國外為5m/s以上。（5）工作面順槽運輸長度 我國為3000m，國外為7300m。（6）自移機尾 隨著高產(chǎn)高效工作面的不斷出現(xiàn)，要求順槽可伸縮帶式輸送機機尾隨著工作面的快速推進而快速自移。國內(nèi)自移機尾主要依賴進口，主要有2種：（a）隨轉(zhuǎn)載機一起移動的由英國longwall公司生產(chǎn)的自移機尾裝置。（b）德國d

17、bt公司生產(chǎn)的自移機尾裝置。前者只有一個推進油缸，后者則有2個推進油缸。longwall公司生產(chǎn)的自移機尾用于在國內(nèi)寬帶1.2m的輸送機上，缺點是自移機尾輸送帶的跑偏量太小，糾偏能力弱，剛性差。德國生產(chǎn)的自移機尾在國內(nèi)使用效果優(yōu)于前者，水平、垂直2個方向均有調(diào)偏油缸，糾偏能力強。因此，前者還需完善，后者則需研制。但對自移機尾的要求是共同的，既要滿足輸送機正常工作時防滑的要求，又要滿足在輸送機不停機的情況下實現(xiàn)快速自移。（7）高效儲帶與張緊裝置 我國采用封閉式儲帶結(jié)構(gòu)和絞車張緊為主，張緊小車易脫軌，輸送帶易跑偏，輸送帶伸縮時，托輥小車不自移，需人工推移，檢修麻煩。國外采用結(jié)構(gòu)先進的開放式儲帶裝置

18、和高精度的大扭矩、大行程自動張緊設備，托輥小車能自動隨輸送帶伸縮到位，輸送帶不易跑偏，不會出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象。（8）輸送機品種 機型品種少，功能單一，使用范圍受限，不能充分發(fā)揮其效能，如拓展運人、運料或雙向運輸?shù)裙δ?，做到一機多用；另外，我國煤礦的地質(zhì)條件差異很大，在運輸系統(tǒng)的布置上經(jīng)常會出現(xiàn)一些特殊要求，如彎曲、大傾角（> +25°）直至垂直提升等，應開發(fā)特殊型專用機種帶式輸送機。三、 可靠性、壽命上的差距（1）輸送帶抗拉強度 我國生產(chǎn)的織物整芯阻燃輸送帶最高為2500n/mm,國外為3150n/mm。鋼絲繩芯阻燃輸送帶最高為4000n/mm，國外為7000n/mm。（2）輸送帶接

19、頭強度 我國輸送帶接頭強度為母帶的50%-60%，國外達母帶的70%-75%。（3）托輥壽命 我國現(xiàn)有的托輥技術與國外比較，壽命短、速度低、阻力大，而美國等使用的新型注油托輥，其運行阻力小，軸承采用稀油潤滑，大大地提高了托輥的使用壽命，并可作為告訴托輥應用于帶式輸送機上，使用面廣，經(jīng)濟效益顯著。我國輸送機托輥壽命為2萬h，國外托輥壽命5-9萬h,國產(chǎn)托輥壽命僅為國外產(chǎn)品的30%-40%。（4）輸送機減速器壽命 我國輸送機減速器壽命2萬h，國外減速器壽命為7萬h.(5)帶式輸送機山下運行時可靠性差。四、 控制系統(tǒng)差距(1)驅(qū)動方式 我國為調(diào)速型液力耦合器和硬齒面速器，國外傳動方式多樣，如boss

20、系統(tǒng)，cst可控傳動系統(tǒng)，控制精度較高。（2）監(jiān)控裝置 國外輸送機已采用高檔可編程序控制器plc，開發(fā)了先進的程序軟件與綜合電源繼電器控制技術預計數(shù)據(jù)采信、處理、存儲、傳輸、故障診斷與查詢等完整自動監(jiān)控系統(tǒng)。我國輸送機僅采用了中檔可編程序控制器來控制輸送機的啟動、正常運行、停機等工作過程。雖然能與可控啟（制）動裝置配合使用，大道可控啟（制）動、帶速同步、功率平衡等功能，但沒有自動臨近裝置，沒有故障診斷與查詢等。（3）輸送機保護裝置 國外帶式輸送機除安裝繁殖輸送帶跑偏、打滑、撕裂、過滿堵塞、自動灑水降塵等保護裝置外，近年又開發(fā)了很多新型監(jiān)測裝置：傳動滾筒、變向滾筒及托輥組的溫度監(jiān)測系統(tǒng)；煙霧報警

21、及自動消防滅火裝置：纖維織輸送;帶縱向撕裂及接頭監(jiān)測系統(tǒng)防爆電子輸送帶自動計量系統(tǒng)。這些新型保護系統(tǒng)我國基本出于空白。而我國現(xiàn)有的打滑、堆煤、溜煤眼滿倉保護，仿跑偏、超溫灑水，煙霧報警裝置的可靠性、靈敏性、壽命都較低。1.3.4煤礦帶式輸送機技術的發(fā)展趨勢一、 設備大型化、提高運輸能力為了適應高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要，帶式輸送機的輸送能力要加大。長距離、高帶速、大運量、大功率是今后發(fā)展到必然趨勢，也是高產(chǎn)高效礦井運輸技術的發(fā)展方向。在今后的10年內(nèi)輸送量要提高到3000-4000t/h，帶速提高至4-6m/s，輸送長度對于可伸縮帶式輸送機要達到3000m。對于鋼繩芯強力帶式輸送機需加長至500

22、0m以上，單機驅(qū)動功率要達到1000-1500kw，輸送帶抗拉強度達到6000n/mm（鋼繩芯）和2500n/mm（整芯）。尤其是煤礦井下順槽可伸縮輸送技術的發(fā)展，隨著高產(chǎn)高效工作面的而出現(xiàn)及煤炭科技的不斷發(fā)展，原有的可伸縮帶式輸送機，無論是主參數(shù)，還是運行性能都難以適應高產(chǎn)高效工作面的要求，煤礦現(xiàn)有急需主參數(shù)更大、技術更先進、性能更可靠的長距離、大運量、大功率順槽可伸縮帶式輸送機，以提升我國帶式輸送機技術的設計水平，填補國內(nèi)空白，接近并趕上國際先進工業(yè)國的技術水平。其包含7個方面的關鍵技術：（1）帶式輸送機動態(tài)分析與監(jiān)控技術；（2）軟啟動張緊技術；（3）中間驅(qū)動技術；（4）自動張緊技術；（5

23、）新型高壽命高速托輥技術；（6）快速自移機尾技術；（7）高效儲帶技術；二、提高元部件性能和可靠性設備開機率的高與低主要取決于元部件的性能和可靠性。除了進一步完善和提高現(xiàn)有元部件的性能和可靠性，還要不斷地開發(fā)研究新的技術和元部件，如高性能可控軟啟動技術、動態(tài)分析與監(jiān)控技術、高效貯帶裝置、快速自移機尾、高速托輥等，使帶式輸送機的性能得到進一步提高。三、 擴大功能，一機多用化拓展運人、運料或雙向運輸?shù)裙δ?，做到一機多用，使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟效益。開發(fā)特殊型帶式輸送機，如彎曲帶式輸送機、大傾角或垂直提升輸送機等。2帶式輸送機的參數(shù)設計計算設計參數(shù)：輸送量： 靜堆積角： 運行堆積角： 輸送機傾角： 輸送機

24、長度： 輸送物料： 原煤松散密度： 煤粒度： 0-200mm2.1帶速的確定 輸送帶的帶寬b和它的運行速度v決定了帶式輸送機的輸送能力。帶速根據(jù)帶寬和被運物料性質(zhì)確定，由表2.1選取適當帶速表2.1 帶速、帶寬與輸送能力的關系帶寬輸送能力帶速0.81.01.251.62.02.53.155006987108139174217650127159198254318397800198248310397496620781初算 選取輸送帶帶寬為650mm，其帶速為1.6m/s 2.2核算輸送能力 由 ，查表2.2得 表2.2 輸送帶上物料的最大截面積s托輥槽角運行堆積角輸送帶寬度s650mm0.0525

25、 ，滿足要求。 一輸送帶上物料的最大截面積， ； 一傾斜輸送機面積折減系數(shù)， ；2.3根據(jù)原煤粒度核算輸送機帶寬 輸送機帶寬能滿足輸送200mm粒度原煤要求。2.4圓周驅(qū)動力的確定傳動滾筒上所需圓周驅(qū)動力為所有運行阻力之和， 主要阻力，n； 附加阻力，n； 特種主要阻力，即托輥前傾摩擦阻力及導料槽摩擦阻力，n； 特種附加阻力，即清掃器、卸料器及翻轉(zhuǎn)回程分支輸送帶的阻力，n； 傾斜阻力，n；輸送機卸料段和裝料段間的高差，m；輸送機傾角，。帶式輸送機機長l=200m80m，附加阻力明顯小于主要阻力，可引入系數(shù)c來考慮阻力，它取決于輸送機的長度，按下式計算： 式中 c與輸送機長度有關的系數(shù)，在機長大

26、于80米時，可按參考資料1式（3.4-3）計算，或從表2.3查?。槐?.3與輸送及長度有關的系數(shù)c801001502003004005001.921.781.581.451.311.251.20 模擬摩擦系數(shù)，根據(jù)工作條件制造、安裝水平選取，參見參考資料1表3-6； 輸送機的長度，200m； 附加長度，一般在70m到100m之間； 重力加速度，取=9.8； 承載分支托輥每米長旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，用下式計算： 式中 承載分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，從參考資料1表3-7查詢； 承載分支托輥間距，； 回程分支托輥每米長旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，用下式計算： 式中 回程分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，kg從參考資料1表3-7查

27、詢； 回程分支托輥間距，m； 每米長輸送帶的質(zhì)量，按表3-8估計選?。?每米長輸送物料的質(zhì)量，； 查參考資料1表3-6得：經(jīng)查表得：上托輥間距，下托輥間距。 計算主要阻力 計算特種主要阻力 式中 槽形系數(shù)，槽角時為0.43； 托輥和輸送帶之間的摩擦系數(shù)，一般取0.3到0.4； 式中 物料和導料擋板間的摩擦系數(shù)，； 導料擋板內(nèi)部寬度，； 裝有導料擋板的設備長度，??； 計算特種附加阻力 式中子 ,包括2個清掃器和2個空段清掃器（1個空段清掃器相當于1.5個清掃器）。 清掃器和輸送帶接觸面積，0.007 一清掃器和輸送帶間的壓力 一摩擦系數(shù) 一刮板系數(shù)傾斜阻力 所以： 2.5輸送帶的選型帶式輸送機靠

28、摩擦傳動，當膠帶過松，傳動滾筒分離點處張力過小，摩擦系數(shù)較低或過載時，都可能造成膠帶在滾筒上打滑的現(xiàn)象。由于摩擦發(fā)熱，在滾筒表面產(chǎn)生高溫，會使膠帶的橡膠覆蓋層損壞，并引起膠帶著火。在打滑時，由于膠帶是絕緣體會在膠帶表面產(chǎn)生很高的靜電電勢，從而產(chǎn)生電火花。膠帶著火或產(chǎn)生電火花會造成煤礦井下瓦斯爆炸事故，產(chǎn)生的有毒氣體也會釀成熏人事故。所以煤礦井下帶式輸送機要使用阻燃帶。阻燃帶，顧名思義，是不可燃燒的或燃燒后能自行熄滅的一種膠帶。在制作過程中加入了一定的原料如聚氯乙烯，以提高膠帶的防火及抗靜電特性。它是一種特殊用途的膠帶。阻燃帶已系列化，查參考資料1表選取nn-250s型的阻燃輸送帶。s表示具有阻

29、燃和抗靜電性能，250表示輸送帶整體縱向拉斷強度為250n/mm。輸送帶端頭連接方法有機械連接和硫化(塑化)連接兩種。選煤廠常用的是機械連接方法，有鉤卡連接、合頁連接和板卡連接等。機械連接法操作較簡便，但接頭處強度只相當于輸送帶本身強度的3540，使用期限短。硫化膠接有熱硫化和冷硫化兩種膠接法。后者連接時間長，采用得比較少。硫化膠接法，先將輸送帶兩接頭部位每層的夾層對縱軸成60°至70°傾斜地切成階梯形狀，使兩端頭很好地相互配合，在每層夾層上涂以橡膠漿使其粘著，然后用專門的硫化設備，在整個輸送帶寬度范圍內(nèi)施加均勻面足夠的壓力進行熱的或冷的硫化粘合連接。硫化膠接法接頭強度高，

30、牢固耐用，但操作復雜。2.6輸送帶的張力計算2.6.1輸送帶不打滑條件校核輸送帶不打滑條件由下式計算： 式中 一最大圓周驅(qū)動力 一傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)根據(jù)給定條件，取=0.35， 一歐拉系數(shù)查參考資料1表3-13 則 2.6.2輸送帶下垂度校核承載分支最小張力為： 回程分支最小張力為： 一允許最大下垂度，0.012.6.3各特性點張力計算根據(jù)不打滑條件，傳動滾筒奔離點最小張力為22452.13n為了確定輸送帶作用于改向筒的合張力，拉緊裝置拉緊力和凸凹弧起始點張力等特性點張力，需逐點張力計算法，進行各特性點張力計算。本輸送機采用單電機單滾筒驅(qū)動，螺旋式拉緊裝置。以主動滾筒的分離點為1點，

31、依次將特殊點設為1、2、3、，一直到相遇點，如圖2-1所示。依據(jù)“逐點計算法”計算各特性點張力：令亦滿足空載邊陲度條件 因此，滿足承載邊保證下垂度最小張力要求。 圖2-1張力分布圖2.6.4傳動滾筒和張力計算傳動滾筒和張力由下式計算： 根據(jù)查參考資料1表6-1，初選傳動滾筒直徑輸送機代號8080.4 許用合力170kn 許用扭矩20軸承型號6226 傳動滾筒圖號為80a307y（z）2.7輸送帶的選擇計算根據(jù)所選阻燃帶，考慮采用硫化接頭，初選輸送帶為nn-200s ，由下式計算： 一穩(wěn)定工況下輸送帶最大張力 一穩(wěn)定工況下輸送帶靜安全系數(shù) 一輸送帶縱向扯斷強度核算傳動滾筒直徑d c一系數(shù) 尼龍取

32、90一織物芯帶每層厚度0.92.8拉緊行程的計算拉緊行程 =(0.01+0.001)×200 （2.14） =2式中： 輸送帶彈性伸長率和永久伸長率，由輸送帶生產(chǎn)廠家給出，通常帆布帶為0.010.015； 拉緊后托輥間允許的垂度，一般取0.001；輸送機長度；2.9各部件選型根據(jù)參考資料1進行各部件選型傳動滾筒選8080.3,滾筒直徑為800mm，許用扭矩20kn.m ,許用合力170kn,軸承型號22228；低速聯(lián)軸器選用彈性柱銷聯(lián)軸器機頭部改向滾筒直徑為400mm各滾筒表面均采用人形鑄膠表面。托輥轉(zhuǎn)速不小于600r/min,所以選托輥直徑為76mm3 減速器的計算3.1電動機選型

33、減速器用四對軸承，第一軸選用圓錐滾子軸承，其效率為電機與減速器之間選用液體粘性軟啟動裝置，效率為第一級,第二級、第三級齒輪均選用8級精度的一般齒輪傳動，效率為減速器輸出軸與傳動滾筒之間選用彈性柱銷聯(lián)軸器，效率為則，總效率為：驅(qū)動滾筒所需功率：理論電機功率：實際配備的電動機功率，應在計算值上增加15%20%：實際電動機功率為：本設計中的大傾角皮帶機用于煤礦井下有防爆要求。根據(jù)工作環(huán)境要求，參考機械設計手冊,選擇y系列三相異步電動機yb280m-4。所以電機選：型號為yb280m-4電機總功率90同步速度1480電機的滿載轉(zhuǎn)速為1480堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的額定轉(zhuǎn)矩為1.9最大轉(zhuǎn)矩的額定轉(zhuǎn)矩為2.2電機軸直徑

34、為653.2傳動比分配 因為帶速要求為1.6m/s，傳動滾筒直徑為800mm，所以滾筒轉(zhuǎn)速為： 電動機轉(zhuǎn)速為1480r/min,所以總傳動比為：根據(jù)減速器擺放位置,結(jié)構(gòu)及傳動比選用圓柱齒輪減速器三級傳動。分配傳動比：誤差合適，此傳動比合適，則： 3.3計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 電動機功率 各軸的轉(zhuǎn)速根據(jù)電動機的滿載轉(zhuǎn)速及傳動比進行計算;傳動裝置各部分的功率和轉(zhuǎn)矩。計算各軸時將傳動裝置中各軸從高速軸到低速軸依次編號，定0軸（電動機軸），1軸，2軸，3軸，4軸；相鄰兩軸間的傳動比表示為，；各軸的輸出功率為，；各軸的輸出轉(zhuǎn)矩為，。1）各軸的輸出功率0軸（電動機軸）1軸（高速軸）2軸（中間軸）3軸

35、（低速軸）4軸（低速軸）2）各軸的輸出轉(zhuǎn)速0軸（電動機軸）1軸（高速軸）2軸（中間軸）3軸（低速軸）4軸（低速軸）各軸的輸出轉(zhuǎn)矩0軸（電動機軸）1軸（高速軸）2軸（中間軸）3軸（低速軸） 4軸（低速軸） 3.4齒輪的設計及校核計算3.4.1第一對齒輪的設計（1）選擇齒輪材料,確定許用應力查參考資料3表6.2小齒輪選用40cr調(diào)質(zhì) hrc=5862 大齒輪選用20crmnti滲碳淬火 hrc=5862 應力循環(huán)次數(shù)，以下式進行計算： 齒輪轉(zhuǎn)速； 齒輪每轉(zhuǎn)一周同一吃面嚙合次數(shù)； 齒輪工作壽命 查參考資料查參考資料3圖6-5得： 接觸強度壽命系數(shù)，； 彎曲強度計算的壽命系數(shù)，； 彎曲強度計算的尺寸系

36、數(shù)，；許用彎曲應力由下式計算： 試驗齒輪的彎曲疲勞強度極限，查參考資料3圖6-7，； 彎曲強度計算的最小安全系數(shù)，取1.43，； 小齒輪齒數(shù)，推薦值為1740，取，大齒輪齒數(shù)，齒數(shù)比，小齒輪齒形系數(shù)，小齒輪應力修正系數(shù)，。齒輪模數(shù)，以下式進行計算：， 模數(shù)需要圓整，則。硬齒面齒輪需按接觸強度校核，即： 材料彈性系數(shù)，由參考資料3表6.4查得，鑄鋼， 節(jié)點區(qū)域系數(shù)，由參考資料3圖6-3查得， 重合度系數(shù)，推薦值0.850.92， 齒數(shù)比， 小齒輪分度圓直徑， 小齒輪齒寬， 許用接觸應力h 由下式計算, 試驗齒輪的接觸疲勞強度極限，查參考資料3表6.4，； 接觸強度最小安全系數(shù)，； ，因此齒輪的強

37、度符合要求。第一對齒輪的各項參數(shù)如表3.1所示，表3.1 第一對齒輪主要參數(shù)小齒輪大齒輪齒數(shù)2484模數(shù)4mm4mm齒數(shù)比3.5壓力角分度圓直徑96mm336mm齒頂高4mm齒根高5mm齒根圓直徑86mm326mm齒寬53mm48mm3.4.2 第二對齒輪的設計 （1）選擇齒輪材料,確定許用應力 小齒輪選用20crmnti滲碳淬火 hrc=5862 大齒輪選用20crmnti滲碳淬火 hrc=5862小齒輪齒數(shù)，推薦值為1740，取，大齒輪齒數(shù)，齒數(shù)比，小齒輪齒形系數(shù)，小齒輪應力修正系數(shù)，。齒輪模數(shù)，以下式進行計算：， 模數(shù)需要圓整，則。硬齒面齒輪需按接觸強度校核，即： 材料彈性系數(shù)，由參考資

38、料3表6.4查得，鑄鋼， 節(jié)點區(qū)域系數(shù)，由參考資料3圖6-3查得， 重合度系數(shù)，推薦值0.850.92， 齒數(shù)比， 小齒輪分度圓直徑， 小齒輪齒寬， 許用接觸應力h 由下式計算, 試驗齒輪的接觸疲勞強度極限，查參考資料3表6.4，； 接觸強度最小安全系數(shù)，； ，因此齒輪的強度符合要求。第二對齒輪的各項參數(shù)如表3.2所示，表3.2 第二對齒輪主要參數(shù)小齒輪大齒輪齒數(shù)2076模數(shù)7mm齒數(shù)比3.8壓力角分度圓直徑140mm532mm齒頂高7mm齒根高8.75mm齒根圓直徑122.5mm514.5mm齒寬75mm70mm3.4.3 第三對齒輪的設計 （1）選擇齒輪材料,確定許用應力 小齒輪選用20c

39、rmnti滲碳淬火 hrc=5862 大齒輪選用20crmnti滲碳淬火 hrc=5862小齒輪齒數(shù)，推薦值為1740，取，大齒輪齒數(shù)，齒數(shù)比，小齒輪齒形系數(shù)，小齒輪應力修正系數(shù)，。齒輪模數(shù)，以下式進行計算：， 模數(shù)需要圓整，則。硬齒面齒輪需按接觸強度校核，即： 材料彈性系數(shù)，由參考資料3表6.4查得，鑄鋼， 節(jié)點區(qū)域系數(shù)，由參考資料3圖6-3查得， 重合度系數(shù)，推薦值0.850.92， 齒數(shù)比， 小齒輪分度圓直徑， 小齒輪齒寬， 許用接觸應力h 由下式計算, 試驗齒輪的接觸疲勞強度極限，查參考資料3表6.4，； 接觸強度最小安全系數(shù)，； ，因此齒輪的強度符合要求。第三對齒輪的各項參數(shù)如表3.

40、3所示，表3.3 第三對齒輪主要參數(shù)小齒輪大齒輪齒數(shù)3087模數(shù)8mm齒數(shù)比2.9壓力角分度圓直徑240mm696mm齒頂高8mm齒根高10mm齒根圓直徑220mm676mm齒寬125mm120mm 3.5傳動軸的設計3.5.1軸的設計（1）該軸上的轉(zhuǎn)矩 （2）確定軸的最小直徑選取軸的材料為40cr，調(diào)質(zhì)處理。由下式可初估軸的最小直徑，查參考資料3表8.6，取a=105，可得 由于考慮鍵的安裝，應將軸徑增大3%，因此 由（gb5014-85）圓整為。軸段（見圖3-1）用于安裝液體粘性軟啟動裝置，其直徑應該與液體粘性軟啟動裝置的孔徑相配合，電動機伸出軸直徑為65mm,因此要選用液體粘性軟啟動裝置

41、。液體粘性軟啟動裝置連接電機與減速器，電機軸的直徑為，許用轉(zhuǎn)速。（3）軸的結(jié)構(gòu)設計1）擬定軸上零件的裝配方案裝配方案如圖3-1所示圖3-1 i軸的結(jié)構(gòu)圖 右軸承從軸的右端裝入，靠軸肩定位，齒輪和左軸承從軸的左端裝入，齒輪為齒輪軸，半聯(lián)軸器靠軸肩定位，左右軸承均采用軸承端蓋，半聯(lián)軸器靠軸端擋圈得到周向固定。半聯(lián)軸器采用普通平鍵得到周向固定，采用單列圓錐滾子軸承和彈性柱銷聯(lián)軸器。2）按軸向定位要求確定各軸段直徑和長度軸段根據(jù)圓整并由和選擇聯(lián)軸器型號為gcld1聯(lián)軸器比轂孔長度112mm短1-4mm作為軸段長度，軸段為了聯(lián)軸器的軸向定位，軸段右端制出軸肩，取軸肩高度，孔倒角取3mm且符合標準密封內(nèi)徑

42、，取端蓋寬度60mm，端蓋外端面與半聯(lián)軸器的右端面25mm所以軸段的直徑，軸段為便于裝拆軸承內(nèi)圈且符合標準軸承內(nèi)徑暫選圓錐滾子軸承型號為32212，軸段為使套筒端面可靠地壓緊齒輪應比齒輪轂孔長短1-4mm ，軸段齒輪軸肩高度為，則，軸段該軸段，軸段該軸段為軸承軸向定位，取，3）軸上零件的周向固定滾動軸承與軸的周向定位采用過渡配合保證，因此軸段直徑的尺寸公差取為。軸與半聯(lián)軸器的周向定位采用平鍵。（5）軸的強度校核1）求軸的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)作出軸的計算簡圖（見圖3-2）。在確定軸承的支點位時，手冊中查取a值。對于32212型圓錐滾子軸承反向安裝。根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖、扭矩圖和當量彎矩

43、圖（見圖3-2）。軸承支反力： 水平面： 垂直面：軸承 1的總支承反力：軸承 2的總支承反力：彎矩和 ： 水平面上，a-a剖面右側(cè)為：a-a剖面左側(cè)為：在垂直面上合成彎矩 a-a剖面左側(cè) b-b剖面右側(cè) 畫轉(zhuǎn)矩圖：扭矩 校核軸的強度： 因a-a剖面雖有彎矩與轉(zhuǎn)矩，但因其為齒輪軸，故兒抗壓性強。 b-b剖面軸徑較小，且同時受彎矩與轉(zhuǎn)矩，所以b-b剖面為危險剖面。其抗彎截面系數(shù)為：抗扭截面系數(shù)為：彎曲應力為：扭剪應力為：按彎扭合成強度進行校核計算，對于單向傳動的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)處理，取折合系數(shù)，則當量應力為：軸的材料為40cr查參考資料2表8.26彎曲疲勞極限為：因此，軸的強度滿足要求。圖3-

44、2 i軸的計算簡圖3.5.2軸的設計（1）該軸上的轉(zhuǎn)矩 ： （2）確定軸的最小直徑選取軸的材料為40cr，調(diào)質(zhì)處理。由下式可初估軸的最小直徑，查參考資料3表8.6，取a=105，可得 由于考慮鍵的安裝，應將軸徑7%至10%，因此 由（gb5014-85）圓整為。（3）軸的結(jié)構(gòu)設計1）擬定軸上零件的裝配方案裝配方案如圖3-3所示圖3-3 ii軸的結(jié)構(gòu)圖2）按軸向定位要求確定各軸段直徑和長度軸段根據(jù)圓整，并用來裝軸承，軸承型號為33213，軸段為了軸承的軸向定位，軸段右端制出軸肩，所以軸段的直徑，軸段裝第一對齒輪中的大齒輪，軸段安裝套筒使齒輪固定，軸段為齒輪軸，則，軸段該軸段，軸段該軸段為軸承軸向

45、定位，取，3）軸上零件的周向固定滾動軸承與軸的周向定位采用過渡配合保證，因此軸段直徑的尺寸公差取為。軸與齒輪的周向定位采用平鍵。（5）軸的強度校核1）求軸的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)作出軸的計算簡圖（見圖3-4）。在確定軸承的支點位時，手冊中查取a值。對于32212型圓錐滾子軸承反向安裝。根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖、扭矩圖和當量彎矩圖（見圖3-4）。軸承支反力： 水平面： ，第一對大齒輪所受的徑向力： 第二對小齒輪所受的徑向力：垂直面：軸承 1的總支承反力：軸承 2的總支承反力：彎矩和 ： 水平面上，a-a剖面左側(cè)為：a-a剖面右側(cè)為：b-b剖面右側(cè)為：b-b剖面左側(cè)為： 在垂直面上合成彎矩 a

46、-a剖面左側(cè)： a-a剖面右側(cè)：b-b剖面左側(cè)：b-b剖面右側(cè)： 畫轉(zhuǎn)矩圖：扭矩 校核軸的強度： 因a-a剖面軸徑小，且受較大的彎矩與轉(zhuǎn)矩，所以a-a剖面為危險截面。其抗彎截面系數(shù)為：抗扭截面系數(shù)為：彎曲應力為：扭剪應力為：按彎扭合成強度進行校核計算，對于單向傳動的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)處理，取折合系數(shù)，則當量應力為：軸的材料為40cr查參考資料2表8.26彎曲疲勞極限為：因此，軸的強度滿足要求。圖3-4 ii軸的計算簡圖3.5.3 軸的設計（1）該軸上的轉(zhuǎn)矩 ： （2）確定軸的最小直徑選取軸的材料為40cr，調(diào)質(zhì)處理。由下式可初估軸的最小直徑，查參考資料3表8.6，取a=105，可得 由于考慮

47、鍵的安裝，應將軸徑7%至10%，因此 由（gb5014-85）圓整為。（3）軸的結(jié)構(gòu)設計1）擬定軸上零件的裝配方案裝配方案如圖3-5所示圖3-5 iii軸的結(jié)構(gòu)圖2）按軸向定位要求確定各軸段直徑和長度軸段根據(jù)圓整，并用來裝軸承，軸承型號為32220，軸段為了軸承的軸向定位，軸段右端制出軸肩，所以軸段的直徑，軸段裝第三對齒輪中的小齒輪，軸段安裝套筒使齒輪固定，軸段裝第二對齒輪中的大齒輪，則，軸段該軸段，軸段該軸段為軸承軸向定位，取，3）軸上零件的周向固定滾動軸承與軸的周向定位采用過渡配合保證，因此軸段直徑的尺寸公差取為。軸與齒輪的周向定位采用平鍵。（5）軸的強度校核1）求軸的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)作出軸的計算簡圖（見圖3-6）。在確定軸承的支點位時，手冊中查取a值。對于32212型圓錐滾子軸承反向安裝。根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖、扭矩圖和當量彎矩圖（見圖3-6）。軸承支反力： 水平面： ，第二對大齒輪所受的徑向力： 第三對小齒輪所受的徑向力：垂直面：軸承 1的總支承反力：軸承 2的總支承反力：彎矩和 ： 水平面上，a-a剖面左側(cè)為：a-a剖面右側(cè)為：b-b剖面右側(cè)為：b-b剖面左側(cè)為： 在垂直面上合成彎矩 a-a