矿用固定式带式输送机设计【全套10张CAD图】90度结构
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I 摘要 长距离、大运量、高速是带式输送机的最新发展方向。与其它输送设备相比,带 式输送机运行更可靠,易于实现自动化和集中控制,经济效益十分明显。大倾角挡边 带式输送机就是其中的一个。而覆带式挡边带式输送机更是弥补了普通挡边机所存在 的不足之处。 本文首先对普通带式输送机的运用、分类、特点、原理作了简单地概述,接着阐 述了大倾角挡边机的技术优势,引出本次设计-覆带式挡边带式输送机的设计意义;然 后对整机的设计方案进行比较选择,在传动方案方面,本文选取了 3 种传动方式进行 比较,选出最经济、实用的一种方式,对驱动装置的每个部件进行了较为详细的描述, 然后做出选择;接着对设计中所需要的数据进行设计计算,再根据设计准则与计算选 型方法按照给定参数要求,对输送机的传动装置、改向装置、拉紧装置、中部机架、 托辊、清扫装置等进行选型设计;接着对输送机的传动滚筒轴等主要零部件进行了强 度校核;最后简单地说明了输送机的电气及安全保护装置。 关键词:带式输送机;方案设计;部件选型;设计计算 II Abstract Long distance,large capacity,high speed is the latest development in the direction of the belt conveyor.Compared with other transportation equipments,belt conveyor is more reliable,easier to implement automation and centralized control,more obvious economic efficiency.Steep sidewall belt conveyor is one of them.Furthermore,the cover sidewall belt conveyor makes up for shortcomings that ordinary sidewall unit exists. Firstly,the design outlines briefly the use,classification,characteristics,principles of common belt conveyor and then it describes technological advantages of the steep wall machine and it leads to this design-cover sidewall belt conveyor and what it means.Then it compares and chooses the whole machines design.In transmission mode,the paper compares 5 kinds of transmission mode to select the most economical and practical way,then each component is given a more detailed description and then the paper chooses the best one.After that it designs and caculates the data needed,tensioning device,the central rack,roller,cleaning devices according to the design criteria and selection method in accordance with the requirments of the given parameters.Next,it is the strength check of drive roller shaft,and other major components.At last,it is brief description of the electrical safety devices. Key words:belt conveyor;program design;parts selection;design caculations III 目录 摘要 .I ABSTRACT .II 目录 .III 第 1 章 绪论 .1 1.1 带式输送机的应用 .1 1.2 带式输送机的分类 .1 1.3 各种带式输送机的特点 .2 1.4 带式输送机的发展状况 .3 1.5 带式输送机的工作原理 .3 1.6 大倾角带式输送机综述 .5 1.6.1 大倾角带式输送机的几种结构型式 .5 1.6.2 发展趋势 .7 1.7 课题的提出与意义 .7 1.8 课题的主要内容 .7 第 2 章 驱动装置的总体设计 .9 2.1 传动方案的设计 .9 2.2 电机的选用 .11 2.2.1 确定电动机类型 .11 2.2.2 选择电动机转速 .12 2.3 减速器的选用 .12 2.4 联轴器的选用 .13 第 3 章 带式输送机的设计计算 .15 3.1 已知原始数据: .15 3.2 参数选择 .15 3.3 功率和张力计算 .15 3.4 整机布置设计 .18 3.5 主要部件选用 .19 3.6 传动滚筒轴强度的校核计算 .20 3.7 拉紧装置张紧行程的计算 .22 第 4 章 带式输送机部件的选用 .23 IV 4.1 挡边输送带及覆带的选用 .23 4.2 传动滚筒 .24 4.3 托辊 .25 4.4 挡辊 .26 4.5 改向装置 .27 4.6 拉紧装置 .27 4.7 压带轮和压带辊组 .28 第 5 章 其他部件的选用 .30 5.1 机架与中间架 .30 5.2 给料装置 .31 5.3 清扫装置 .32 5.4 头部漏斗 .33 5.5 电气及安全保护装置 .33 结论 .35 参考文献 .36 致谢 .37 附件 1 .38 附件 2 .49 1 第 1 章 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。 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。 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 2 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: 80TDQXU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 1.3 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 TD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DX型 钢 绳 芯 带 式 输 送 机 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034509 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。 3 (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。 1.4 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;40 (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012 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。 1.5 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 1-1 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 4 料装置等。 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-传动滚筒 8-卸料器 9-清扫装置 10-平行托辊 11-空段清扫器 12-清扫器 图 1-1 带式输送机简图 输送带绕经传动滚筒和机尾换向滚筒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。 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1S 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1S 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, 5 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1S 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。0 (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0 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。 1.6 大倾角带式输送机综述 普通带式输送机一般只能在倾角 18以下的坡度条件下输送物料,而大倾角带式输 送机是在普通带式输送机的基础上发展起来的一种输送机械,以实现在大倾角、长距 离条件下的物料输送,从而充分发挥运输设备的功能。 1.6.1 大倾角带式输送机的几种结构型式 (1)采用花纹输送带的大倾角带式输送机 采用花纹输送带可在一定范围内增大物料的输送角度。有波浪形、棱锥形、鱼骨 形、人字凸台形、圆凹坑形等花纹,花纹的高度为 540mm。 花纹带式输送机的主要优点是可以采用标准的系列设备,输送能力大、结构简单、 使用可靠,输送倾角可比光面输送带高 1020。技术经济分析表明,它的长度与费用 比通用输送机减少 1620。运输具有中等湿度的物料时,可采用振动式清扫装置或 用卡普隆线的回转刷清扫,当输送潮湿或粘性物料时,可采用水力清扫法。工业试验 和理论研究结果表明,在输送倾角不太大时,选择合理地清扫装置,使用花纹带式输 送机运输成件物品、细粒或松散货物,效果是显著的。 (2)有横隔板输送带的大倾角带式输送机 在实际应用中都力求采用普通标准输送带配以横隔板,在空载分支上配置特殊托 辊,以避免输送带翻转长度的限制,另一方面使输送带磨损增大,由三辊式托辊组支 承的大倾角输送机就是其中一种。输送带的横隔板在承载分支上靠隔板本身向输送带 6 中部彼此搭接,输送带空载分支沿着圆盘形的托辊运行,而横隔板在圆盘之间通过。 也可采用从一个表面转到另一个表面的铰接横隔板,这种隔板用专门的铰接与输送带 侧边联接,当输送带运行时,靠横向导轨将横隔板转到空载分支的上面,输送带的空 载分支即可沿着普通托辊运行。 具有横隔板和侧挡边的大倾角输送带,输送倾角能达到 60,当输送粉尘物料时, 该输送机最大倾角可达 7075。采用通用带式输送设备,仅用具有侧挡边的输送带代 替普通输送带,输送能力提高 0.51 倍,输送机总投资费用减少 40,经济效益显著。 缺点是输送带清扫困难,不宜运输粘性物料。 (3)采用大槽角的大倾角带式输送机 大槽角提高输送倾角的原理是:输送带行程深槽形,输送带与物料之间产生挤压, 使物料对输送带的摩擦力增大。有 3 种结构型式:1、输送带呈 U 形,输送带中间布置 加强索;2、几组托辊将输送带托起形成深槽形;3、采用特殊托辊组,使输送带与物 料之间产生挤压,使物料对输送带的摩擦力增大。 以上几种深槽形带式输送机可用于输送细块和中块散状物料,输送倾角为 2530。 其优点在于:1、结构比其它大倾角输送机简单,用普通输送机的通用部件;2、适宜 于多点驱动,可用普通输送带,在倾角不太大时,这种输送机很有发展前途;3、由于 槽型角太大,货载横截面积大,因此在相同宽和相同带速下输送能力增大。 (4)管型大倾角带式输送机 管型带式输送机是在槽型带式输送机基础上发展起来的一种新型输送设备,其工 作原理是:物料受卷成管状得输送带侧压力作用,物料与输送带间的摩擦力增大,实 现大倾角输送,其输送倾角达 2747;如果输送带上有花纹或凸台,则输送倾角可达 60以上。 (5)压带式大倾角带式输送机 所谓压带式输送机就是将物料夹在两条输送带之间,随输送带一起输送。这种带 式输送机是英国首先研制成功的,最大的特点就是输送能力不随倾角变化,输送物料 的最大倾角可达 90。物料在全封闭状态下输送,无落料和粉尘飞扬,所以容易实现高 速输送。 7 1.6.2 发展趋势 (1)由于大倾角带式输送机扩大了带式输送机的使用范围,使普通带式输送机行 不通的地方成为可能。应用大倾角带式输送机,可以减少占地面积及工程量,节约投 资及运行费用,所以今后将会得到更广泛的应用。 (2)对于倾角不太大的场所,应尽量选用结构简单、易于制造及清扫的花纹输送 带。 (3)输送对于输送带磨损较小的较软物料或块度均匀、非尖锐硬物,宜选大槽角 带式输送机。 (4)输送对环境污染较严重的物料或倾角较大的转弯运输,宜选用圆管形带式输 送机。 (5)对于超过 50或接近于 90的特大倾角输送,尤其是块度不太大的物料,压 带式输送机是一种很好的机型。 1.7 课题的提出与意义 大倾角带式输送机的推广和应用克服了通用带式输送机占地面积大的缺点,但是 它的输送能力受到它所采用的波状挡边带的横隔板间距和输送倾角的制约。横隔板间 距越小、输送倾角越小,输送能力就越大。为了保证输送物料的顺利卸落,必须采用 适当的横隔板间距,横隔板间距过小容易造成回料现象;减小输送倾角就势必会增加 普通挡边机的长度,加大占地面积,影响整机布置的经济性。对于越来越要求大运量、 又要求占地紧凑的设计选型,普通挡边机显然不是最佳的选择。 有没有一种输送设备既能像普通挡边机那样节约占地面积,又能像通用带式输送 机那样拥有较大的输送能力呢?覆带式挡边机恰好填补了这项技术空白。我的设计题 目为覆带式挡边带式输送机,设计一条倾角为 90的挡边机,这不仅可以让我将所 学的知识应用于实践,培养将来作为技术人员应具备的基本设计能力,还能在设计的 过程中思考解决目前存在问题的一些办法。 1.8 课题的主要内容 本课题的主要内容是完成 90大倾角覆带式挡边带式输送机的设计。在设计中,根 8 据生产现场的实际要求,确定带式输送机的型式,完成把各部件的选用设计以及必要 部件的校核。最后,将它们转化成为能够指导制造、装配、安装、调试、使用和维护 的设计图纸及说明书等技术文件。 9 第 2 章 驱动装置的总体设计 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。 电动滚筒是将电机、减速齿轮装入滚筒内部的传动滚筒。其结构紧凑 ,外形尺寸 小,适于短距离及较小功率的单机驱动输送机。 本次设计采用电机减速器传动滚筒驱动方式。 2.1 传动方案的设计 传动装置是将原动机的运动和动力传递给工作机的中间装置。它常具备减速、改 变运动形式或运动方向以及将动力和运动进行传递与分配的作用。传动装置是机器的 重要组成部分。传动装置的质量和成本在整部机器中占有很大的比重,整部机器的工 作性能、成本费用以及整体尺寸在很大程度上取决于传动装置设计的状况。因此,合 理地设计传动装置是机械设计工作的一个重要组成部分。 合理的传动方案首先应满足工作机的性能要求。另外,还要与工作条件相适应。 同时还要求工作可靠,结构简单,尺寸紧凑,传动效率高,使用维护方便,工艺性和 经济性好。若要同时满足上述各方面要求往往是比较困难的。因此,要分清主次,首 先满足重要要求,同时要分析比较多种传动方案,选择其中既能保证重点,又能兼顾 其他要求的合理传动方案作为最终确定的传动方案。 运输带工作速度 =1m/s,运输带滚筒直径 D=800mm=0.8mmV 滚筒转速 nw =260v/D=1201/3.140.8=48r/min 若选用同步转速为 1500 或 1000r/min 的电动机,则可估算出,总传动比约为 30, 因为普通圆柱齿轮传动的传动比常用值为 35,蜗杆传动的传动比常用值为 1060, 带传动传动比常用值为 24。所以,该传动可由二级圆柱齿轮、一级蜗轮蜗杆或一级 带传动和一级齿轮传动来实现。可有如图 2-1 传动方案: 10 图 2-1 带式输送机传动方案 比较:方案 1 采用二级圆柱斜齿轮减速器,该方案结构尺寸小,传动效率高,适 合于在较差的工作环境下长期工作;方案 2 采用一级闭式齿轮传动和一级开式齿轮传 动,该方案成本低,但使用寿命短且不适用于较差的工作环境;方案 3 采用一级蜗杆 传动,该方案结构紧凑,但传动效率低,长期工作不经济。根据本次设计的实际情况, 选择方案 1。 方案 1 具体分析: 一、 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 二、 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀,要求轴有较 大的刚度。 三 、确定传动方案:为了实现过载保护作用,采用了 V 带轮传动,同时考虑到电 机转速高,传动功率大,应将 V 带设置在高速级;为了确保整个传动装置能够更平稳 的工作,初步确定选用二级斜齿圆柱齿轮减速器(展开式)。 其传动方案总体设计图初步拟定如图 2-2 示: 11 图 2-2 带式输送机传动方案总体设计图 其中, 1、 2、 3、 4、 5 分别为弹性联轴器、闭式齿轮传动(设齿轮精度为 7 级) 、滚动轴承、V 形带传动、工作机,P d 为电动机的输出总功率, Pw 为工作机滚筒上的输 入功率。 2.2 电机的选用 2.2.1 确定电动机类型 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载起动和制 动。电动机的起动特性与负载的起动要求不相适应的情况在带式输送机上比较突出, 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 67 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 35 秒。 鼠笼式交流异步电动机是驱动带式输送机的最简单最经济的电动机。 按工作要求和条件,选用 y 系列三相交流异步电动机。 12 2.2.2 选择电动机转速 传动副传动比合理范围 普通 V 带传动 =24带i 圆柱齿轮传动 =35齿i 则传动装置总传动比的合理范围为 (2-1)齿带总 ii 由公式(2-1 )得: =(24) (35) (3 5)= (18100)总i 则,电动机转速的可选范围为 = =(18100) 48r/min=8644800r/mindn总iw 根据电动机所需功率 30kw 和同步转速,符合这一范围的常用同步加速有 1500、1000r/min。选用同步转速为 1000r/min,选定电动机型号为 Y225M-6。电机的主 要性能参数如表 2-1: 表 2-1 电机的主要性能 2.3 减速器的选用 传动装置总传动比 型号 效率 额定功率 kw 同步转速 r/min 满载转速 r/min 功率因数 cos额定电流 A 起动 转矩/ 额定 转矩 起动 电流/ 额定 电流 最大 转矩/ 额定 转矩 Y225M-6 90.2 30 1000 980 0.9 59.5 1.7 6.5 2 13 =nm/nw=i42.089 式中: nm 为电动机满载转速,980r/min ; nw 为工作机的转速,48r/min。 由参考文献 1 表 2-119 查得,本次设计选用 ZSY280-40 型减速器,传动比为 22.4,输出转速为 44r/min。 2.4 联轴器的选用 当电机功率小于或等于 37KW 时,驱动装置采用联轴器联接电机和减速器。 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。 梅花形弹性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。结构图如图 2-3: 弹性柱销联轴器能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。 本次设计中,由文献 1 表 2-119 查得电动机与减速器轴之间联接选用梅花形弹性 联轴器 ,减速器与传动滚筒之间联接选用弹性柱销齿式联轴器bMTJL7842607 ZL10。 14 图 2-3 梅花型弹性联轴器结构图 综合上述所有设计选用,驱动装置采用文献 1 表 2-119 第 184 组合号,装配型式 采用 Q141184 图号装置图所示,不带制动器和逆止器。 15 第 3 章 带式输送机的设计计算 3.1 已知原始数据: (1)输送物料:石灰石 (2)物料特性:1)粒度:50 2)容重:0.83.5 3/mt (3)输送系统及相关尺寸:1)输送长度 L:53m 2)输送高度 Lv:36.615m 3)输送倾角:90 4)输送量 Q:100t/h 3.2 参数选择 (1)将要求的输送能力转换成体积输送能力: (m/h)1258.0/vQ 根据文献 1 表 9-1 初选带宽 B=1200mm,挡边高 H=240mm,隔板间隔 ,m25ts 带速 v=1m/s. 按文献 1 表 9-1 查得 =139m/h,大于 125m/h,满足要求。v (2)校核带速、粒度是否在许范围内。 查文献 1 表 9-2 得,当带宽 B=1200mm,挡边高 H=240mm,倾角 时,许90 用最大粒度 ,大于给出值;许用最大带速 ,大于选用值。m40ax s/m5.21vax 3.3 功率和张力计算 (1)传动滚筒上所需的圆周力 见文献 1 公式(9-1)uF (N ) (3-1)fuSTHC 式中: 为主要阻力,单位 N;由文献 1 公式(9-3 )得HF 16 时,90 (3-2)( q2qfg1BHLF C 为附加阻力系数,见文献 1 表 9-3; L 为挡边机水平投影长度,单位 m; H 为挡边机提升高度,单位 m; f 为模拟摩擦系数,一般 f=0.03; g 为重力加速度,g=9.81 ;2/s 为上托辊转动部分质量,单位 kg/m,一般取托辊间距为 1m;1q 为下托辊转动部分质量,单位 kg/m,一般取托辊间距为 1.2m;2 为挡边带每米质量,单位 kg/m;由文献 1 公式(9-4)得B (3-3)sBt/q2qTfs0 为基带每米质量,单位 kg/m,带加强层的棉帆布芯基带每米质量见文献 1 0q 表 9-4; 为挡边每米质量,单位 kg/m,见文献 1 表 9-5;s 为有效宽度,单位 m,见文献 1 表 9-6;fB 为隔板间距,单位 m,见文献 1 表 9-1;st 为隔板每米质量,单位 kg/m,见文献 1 表 9-7;Tq q 为每米物料质量,单位 kg/m,由文献 1 公式(9-5)得; q=Q/3.6v (3-4) Q 为输送能力,单位 t/h; V 为带速,单位 m/s; 为提升阻力,单位 N,按文献 1 公式(9-6)计算STF (3-5)HFSTgq 因为 ,查文献 1 表 9-3 得 C=2.7,又知.40)65.38.1()( 2/122/2HL 17 f=0.03,L=16.385m, g=9.81m/ ,查文献 1 表 9-4 得 =13kg/m, =14kg/m。查文献2s1q2q 1 表 9-5,表 9-6,表 9-7 得 =6.3kg/m, =23.99kg/m, =10.1kg/m, 0.69m。sq0qTfB 则由(3-3 )得 (kg/m)24.65./169.329. B 由(3-4 )得 q=Q/3.6v=100/(3.6 1)=27.78(kg/m) 由(3-5 )得 (N)4.97865.378.2.9gqHFST 由(3-2 )得 (N)0.3).2.14(385.16.0H 由(3-1 )得 (N)9.16853.970.7.2u F 式中 的计算如下:fuF 覆带材料:棉帆布芯基带。 型号:CC-56 带宽:B=800mm 。 层数:4 层。 (3-6)gHQFfuf 式中: 为覆带每米质量,单位 kg/m,见文献 1 表 9-6;fuQ 由公式(3-6 )得 (N )43265.8.90312fuF (2)电动机功率计算 P 由文献 1 公式 9-7 计算 (KW) (3-7)v/10UF 式中: 18 为传动效率,一般取 0.75-0.9。 (KW)2.75.013968P 选 P=30KW。 (3)输送带张力计算 输送带最大张力按文献 1 公式(9-8)得: (3-8)HFSBUgq0max 式中: 为最小初拉力,由文献 1 公式(9-9)得0S (N) (3-9)lgq50)(SB l 为托辊间距,单位 m,一般取 l=1m。 则 (N )581.43.9178.24.650 )(S (N )4.276318.43max (4)带芯层数 Z 的计算 带芯层数按文献 1 公式(9-10)计算 (3-10)/maxBSZ 式中: m 为输送带安全系数,一般取 8-10; 为输送带许用强度,棉帆布芯时 =56N/(mm层) (层)27.5612084.73Z 考虑到接头部位的强度损失及挡边带制造工艺的需要,选 Z=6 层; 3.4 整机布置设计 (1)整机布置的基本形式 整机布置的基本形式有如图 3-1 所示五种: 19 图 3-1 整机布置的形式 本次设计中输送机的输送角度为 90,且带有波状挡边,所以选用第五种基本形式 (e)型。 (2)改向滚筒直径 和压带轮直径 ,按文献 1 表 9-7 中选定。2D3 (3)凸弧段有载分支曲率半径 R 与带宽 B、传动滚筒直径 的关系见文献 1 1D 表 9-8。 (4)拍打清扫器设在传动滚筒与凸弧段压带轮之间。传动滚筒中心至压带轮中心 的最小距离应大于 0.5( )+1000mm。31D (5)加料点距凹弧段压带轮中心距离应大于 0.5 +1000mm。3D (6)拉紧装置的行程 S 有 500mm、800mm、1000mm 三种,在选用时应保证拉紧 行程大于挡边带总长度的 1% 。 3.5 主要部件选用 (1)查文献 1 表 9-6 挡边带带宽 B=1200mm,挡边高度 H=240mm,隔板间距 =252mm,基带帆布芯层数 Z=6,上胶厚 4.5mm,下胶厚 1.5mm,加强层厚 3.0mm。st 20 (2) 查文献 1 表 9-7 选择传动滚筒直径 =800mm,改向滚筒直径 =630mm,1D2D 压带轮直径 =1000mm。3D 3.6 传动滚筒轴强度的校核计算 通过轴的结构设计,轴的主要结构尺寸,轴上零件的位置,以及外载荷和支反力 的作用位置均已确定,轴上的载荷(弯矩和扭矩)已可以求得,因而可按弯扭合成强 度条件对轴进行强度校核计算。 (1)做出轴的计算简图(即力学模型),如图 3-2a 在做计算简图时,先求出轴上受力零件的载荷,并将其分解为水平分力和垂直分 力,然后求出各支承处的支反力。 (2)计算总弯矩,做出弯矩图,如图 3-2b (3)做出扭矩图,如图 3-2c 图 3-2 轴的载荷分析图 21 T 的计算由文献 4 公式(17)得,忽略减速器的效率: (3-11)inPTmd950 式中: 为电动机的额定功率;dP 为电动机的满载转速;mn 为减速器的公称传动比;i (4)校核轴的强度 对于直径为 d 的圆轴,轴的弯扭合成强度条件由文献 5 公式(15-5)得: (3-12))(1 22WTMca 式中: 为轴的计算应力,MPa;ca M 为轴所受的弯矩, ;mN T 为轴所受的扭矩, ; W 为轴的抗弯截面系数, ,计算公式由文献 5 表 15-4 得3 (3-13)3 31.02dW 为对称循环变应力时轴的许用弯曲应力,其值按文献 5 表 15-1 选取。1 为折合系数,当扭转切应力为静应力时,取 为 0.3;当扭转切应力为脉动循环 变应力时,取为 0.6;扭转切应力为对称循环变应力时,取为 1。 则,由公式(3-11)得 mNT57.648.298035 已知 = =16685.39N, ,求得tFU LmL,.731 N.2nF 求得 LMn73021 22 由公式(3-13)得 333 5.246071.0. mdW 由公式(3-12)得 aca MP53.5.246037)8()1730( 1233 因此,所选择的轴满足强度要求。 3.7 拉紧装置张紧行程的计算 张紧装置的总行程由文献 3 公式(1-11)得: (3-14)21ll 式中: 为工作行程, 为安装行程。1l2l 安装行程是为重新搭接胶带和修理驱动装置时所需,其大小由文献 3 公式 (1-12 )得: (3-15)Bl)21(2 工作行程决定于带条的类型和输送机的长度,由文献 3 公式(1-13)得: (3-16)KLl1 式中: K 为胶带受工作载荷时的伸长系数,由文献 3 表 1-10 查得。 则,由公式(3-15)得: )(240120)1(2 ml 由公式(3-16)得: )(653.1l 由公式(3-14)得: )(2006ml 23 第 4 章 带式输送机部件的选用 4.1 挡边输送带及覆带的选用 输送带在带式输送机中既是承载构件又是牵引构件,它不仅要有承载能力,还要 有足够的抗拉强度。输送带有带芯和覆盖层组成,其中覆盖层又分为上覆盖胶、边条 胶和下覆盖胶。 常用输送带有两大类:织物芯胶带和钢绳芯胶带。国产织物芯胶带的衬垫常用帆 布制成,普通织物芯橡胶带适用于工作温度在-15+40之间。钢绳芯胶带与织物芯相 比,具有抗拉强度高、动态性能好等优点,但它横向强度低、接头和修理的劳动量大、 当覆盖胶损坏后,钢丝易腐蚀。 根据给定条件,此次设计中挡边带基带及覆带选用棉帆布芯胶带即可。 挡边带由基带、挡边和隔板组成。基带与普通输送带相同,挡边波的形状可以是 S 型波、WM 型波、W 型波等。由于挡边高在 300mm 以下,本设计采用 S 型挡边。隔 板按其不同的断面可分成 T 型、C 型、TC 型(见
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