可伸缩带式输送机设计

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1、编号：（ ）字 号本科生毕业设计（论文）可伸缩带式输送机李倩 03071131机械工程及自动化07-6班题目： 姓名： 学号： 班级： 二一一年六月中 国 矿 业 大 学本科生毕业论文姓 名：王芳 学 号： 03101131 学 院： 机电学院 专 业： 机械工程及其自动化 论文题目： 可伸缩带式输送机 专 题： 指导教师： 王启广 职 称： 副教授 二O一四年六月 徐州中国矿业大学毕业论文任务书学院 机电学院 专业年级 机自10-5班 学生姓名 王芳 任务下达日期：2014年3月10日毕业论文日期：2014年3月10日 至 2014年6月15日毕业论文题目：可伸缩带式输送机设计毕业论文专题题

2、目： 毕业论文主要内容和要求：设计参数：运输能力1500t/h；输送长度1000m；带速3.15m/s。主要内容：了解可伸缩离带式输送机的工作过程及其各个组成部分的作用，掌握一般设计、选型过程。设计要求：完成可伸缩带式输送机总体设计；完成传动装置设计完成主要零、部件的设计；编写完成整机计算说明书。院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字：年 月 日中国矿业大学毕业论文评阅

3、教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有

4、原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘 要带式输送机是现代物料连续运输的重要设备，是连续运动的无端输送带运送货物的机械。它是提升和运输机械的重要组成部分，它具有结构简单、成本低、运输距离长、效率高的优点。其主要用于冶金、采矿、煤炭、电站、港口以及工业企业。本文主要介绍了一种煤矿井下煤炭运输可伸缩输带式输送机的设计。本机主要特点是：随着巷道的掘进，输送机的机尾可伸长或缩短，不断调整输送带的长度来进行物料的运送，可适应综采面连续推进或后退的需要。本文首先对可伸缩带式输送机作了简单的概述：介绍了可伸缩带

5、式输送机的工作特点、发展概况、工作原理及分类；然后分析了可伸缩带式输送机的选型原则及计算方法，并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；接着对此输送机的传动部分进行了详细的设计计算与校核，之后对所选择的输送机各主要零部件进行了校核；最后在理论方面提出了对输送机的几点改进。此带式输送机结构简单、操作简单、装卸方便、成本低、设备安全可靠，在煤矿井下应用广泛。本次带式输送机设计代表了设计的一般过程，对今后带式输送机的选型设计工作，尤其是可伸缩带式输送机的设计工作有一定的参考价值。关键词：可伸缩带式输送机； 选型设计； 主要部件； 驱动装置ABSTRACTBelt conveyer

6、 is one of the most equipment used in bulk transport. Belt conveyer is a continual motion machine of side less conveying articles. Belt conveyer is an important component part of lifting and transport machinery. Its structure is very simple, and has low cost， long distance transport and very high pr

7、oductivity. It is mainly used in metallurgy、mining coal、power plant、port and industrial enterprises. In this paper， this situation presents a major driving coal mine coal gangue transport conveyor scalable design. The main characteristics of this machine is： With the tunnel boring， and constantly ad

8、just the length of conveyor belt for transportation of materials. First of all， the belt conveyor outlined briefly： introduced the work of the characteristics of belt conveyor， including development， working principle and classification； followed by an analysis of the selection principle of belt con

9、veyor and calculation methods； and then based on these design .Selection criteria and calculation method of parameters in accordance with the requirements of a given type design； then on the conveyor of choice for all the major components of the check. Finally， a simple description of a conveyor ins

10、tallation and maintenance. This belt conveyor structure is simple and convenient operation of the demolition equipment， low cost， safe and reliable equipment， widely used in coal mine. Belt conveyor design on behalf of the general process of design， type design for the future that there is a referen

11、ce value.Keywords： extensible belt conveyor； type design； the main components； drive devices.目 录1 概述11.1国内外带式输送机的发展状况11.2带式输送机的应用21.3带式输送机的分类21.4可伸缩带式输送机的型号含义和主要特点21.4.1可伸缩带式输送机的型号含义21.4.2可伸缩带式输送机的主要特点21.5可伸缩带式输送机的工作原理31.6可伸缩带式输送机的结构概述31.6.1机头传动装置41.6.2储带装置41.6.3张紧装置51.6.4机身部51.6.5机尾52 带式输送机的设计计算62.

12、1工作条件与原始参数62.2输送带宽度的确定62.2.1输送带宽度的初步计算62.2.2输送带宽度的核算62.3圆周驱动力计算72.3.1主要阻力72.3.2附加阻力92.3.3倾斜阻力92.3.4圆周驱动力92.4输送带张力计算102.4.1输送带不打滑条件限制102.4.2输送带下垂度的限制102.4.3运行阻力计算112.4.4各特性点张力计算122.4.5输送带验算142.5传动功率计算152.5.1滚筒传动轴功率152.5.2电机功率计算162.6传动滚筒相关参数计算162.6.1传动滚筒合张力计算162.6.2传动滚筒直径初选162.6.3传动滚筒最大扭矩计算162.7拉紧行程与拉

13、紧力计算172.7.1拉紧行程计算172.7.2拉紧力计算173 传动装置的设计与计算193.1传动方案的确定193.2电动机选型193.3减速器的设计与计算203.3.1总传动比的计算203.3.2传动比分配203.3.3运动和动力参数计算203.3.4直齿圆锥齿轮传动的设计与计算213.3.5直齿圆柱齿轮传动的设计与计算（轴与轴间）243.3.6其它齿轮设计与计算273.3.7高速轴的设计283.3.8键的校核313.3.9各组轴承的选用333.3.10箱体的设计343.3.11减速器附件的设计343.4液力耦合器354 带式输送机部件的选用374.1输送带374.1.1输送带的分类374

14、.1.2输送带的连接374.2传动滚筒374.2.1传动滚筒的作用及类型374.2.2传动滚筒的选型及设计374.2.3传动滚筒结构384.2.4改向滚筒394.3托辊394.3.1托辊的作用与类型394.3.2托辊的选型404.3.3托辊的校核404.4制动装置424.4.1制动装置的作用424.4.2制动装置的种类424.4.3制动装置的选型424.5改向装置434.6拉紧装置434.6.1拉紧装置的作用434.6.2张紧装置在使用中应满足的要求434.6.3拉紧装置在过渡工况下的工作特点434.6.4拉紧装置布置时应遵循的原则444.6.5拉紧装置的种类及特点444.7机架与中间架444

15、.8给料装置454.8.1对给料装置的基本要求454.8.2装料点的缓冲454.9卸料装置464.10清扫装置464.10.1常用清扫装置的形式与特点464.10.2清扫器的安装位置474.11电气及安全保护装置485 总结49参考文献51翻译部分52英文原文52中文译文59致 谢641 概述带式输送机是以输送带兼作牵引机构和承载机构的一种连续动作式运输设备，可运送矿石、煤炭、沙等粉、块状物和包装好的成件物品。由于它具有运输能力大、运输阻力小、耗电量低、运行平稳、运输中对物料的损伤小等优点，已被广泛应用于国民经济的各个部门。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的关键

16、设备，对建设现代化矿井有重要作用。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。1.1国内外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、钢绳牵引带式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

17、，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。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，合理使用带式张力，降低物料输送能耗，清理带式的最佳方法等。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-4040C； (2)可做水平运输，倾斜向上（16）和向下（1012）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；其使用寿命比普通带式长；运输距离大。国外带式输送机技术的发展很

18、快，其主要表现在两个方面：一方面是带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带式输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型；另一方面是带式输送机本身的技术与装备有了巨大的发展，尤其是长距离、大运量、高带速等大型带式输送机已成为发展的主要方向，其核心技术是开发应用了带式输送机动态分析与监控技术，提高了带式输送机的运行性能和可靠性。其关键技术与装备有以下几个特点：(1)设备大型化。其主要技术参数与装备均向着大型化发展，以满足年产300500万t以上高产高效集约化生产的需要。(2)应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术，采用大功率软起动与自动张紧技术，对输送机进行动态监测

19、与监控，大大地降低了输送带的动张力，设备运行性能好，运输效率高。(3)采用多机驱动与中间驱动及其功率平衡、输送机变向运行等技术，使输送机单机运行长度在理论上已不受限制，并确保了输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。(4)新型、高可靠性关键部件技术。如包含CST等在内的各种先进的大功率驱动装置与调速装置、高寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高效储带装置、快速自移机尾等。如英国FSW生产的FSW1200/(23)400(600)工作面顺槽带式输送机就采用了液体差速或变频调速装置，运输能力达3000 t/h以上，它的机尾与新型转载机(如美国久益公司生产的S500E)配套，可随工作面推移而自动

20、快速自移、人工作业少、生产效率高。1.2带式输送机的应用可伸缩带式输送机主要供中、小型煤矿的机械采煤工作面及一般采煤面作作顺槽运输。也可用作掘进机的后配套。当与掘进机配套作掘进运输时，不但能加快掘进速度面且可减低劳动强度，显示它特有的经济合理性。1.3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：1.4可伸缩带式输送机的型号含义和主要特点1.4.1可伸缩带式输送机的型号含

21、义D S J 100/I S-R(B) 煤矿用带式输送机 第二次修改设计 可伸缩 向上输送，承人 钢架 带宽100cm，总功率500kw1.4.2可伸缩带式输送机的主要特点带式输送机具有长度大、运行速度高、运输能力大，且工作阻力小、耗电量低。同样的运输条件和距离，带式输送机使用的台数少，中间转载次数也少，故能节省设备和人力。其主要特点如下：(1)本机符合井下矿用带式输送机系列MT8201999和MT9012000标准，并尽可能地采用了通用固定带式输送机系列的有关标准，本机所用的驱动滚筒，改向滚筒，下托辊，清扫器等与标准带式输送机尺寸规格相同，以达通用互换，而减速器等传动部件不同规格的刮板输送机

22、基本通用，因而“三化程度高”。(2)机头传动装置采用墙板式机架结构，传动部件侧帮固定，具有结构紧凑，安装断面小，刚性强，拆装方便等优点。(3)机身为无螺栓连接的钢架落地式，具有结构简单，拆装方便，劳动强度低，伸缩迅速等特点。(4)张紧输送带及收放输送带采用电动绞车和液压自动张紧装置，操作简便、省力、张紧可靠。(5)托辊为仿西德结构，采用铸铁轴承座，迷宫式尼龙密封件，密封可靠，转动灵活，使用寿命长。(6)传动滚筒外层包胶，可提高输送带与滚筒的摩擦因数，对防止打滑，减小初张力，具有较好的效果。1.5可伸缩带式输送机的工作原理在综合机械化采煤工作中，由于工作面向前推进的速度较快，而拆移顺槽中运输设备

23、的次数和花费的时间在总生产时间中所占的比重较大，影响了采煤生产能力的进一步提高，所以要求顺槽运输设备能够比较灵活地伸长或缩短。可伸缩带式输送机是供顺槽运输的专用设备。由工作面输送机运来的煤，经顺槽桥式转载机卸装到可伸缩带式输送机上，由它把煤从顺槽运到上、下山或装车站的煤仓中。可伸缩带式输送机机身长度可根据工作需要不断伸长或逐渐缩短，其最大伸长量不应超过电动机的额定功率所允许的长度；最小缩短量，可以缩至机身不能再缩为止。可伸缩带式输送机和普通带式输送机相比，增加了一个储带仓、一套储带装置和机尾牵引机构。可伸缩带式输送机是根据挠性体摩擦传动的原理，靠带式与传动滚筒之间的摩擦力来驱动带式运行，从而完

24、成运输作业的，其工作原理如图11所示。皮带绕过传动装置2的滚筒，经储带装置3的滚筒至机尾4的滚筒，形成无级环形带。带式均支承在托辊上。储带装置部分的液压拉紧装置把工作带张紧，使带在工作中与传动滚筒产生摩擦力。输送机的伸缩是利用带在储带仓内的多次折返和收放来实现的。当拉紧装置拉着储带仓内的活动滚筒向机尾方向移动时，皮带进入储带仓内，此时机尾在绞车的牵引下回缩，使整个输送机缩短，反之，则使整个输送机伸长。图1-1 可伸缩带式输送机的工作原理1-卸载端；2-传动装置；3-储带装置；4-机尾；1.6可伸缩带式输送机的结构概述可伸缩带式输送机主要由机头传动装置，储带装置，液压拉紧装置，收放输送带装置，机

25、身及机尾等，机身又是输送机的可伸缩部分。1.6.1机头传动装置机头传动装置主要由电功机、液力耦合器、减速器、传动滚筒和传动架等组成。传动滚筒由两台异步防爆型电动机通过液力耦合器和减速器带动。减速器采用三级齿轮传动。第一级为直齿圆锥齿轮，第二级为直齿圆柱齿轮，第三级为直齿圆柱齿轮。传动滚筒为焊接结构，主轴采用双键和螺栓与卷筒连接，滚筒一侧的连接轮壳在装配后与卷筒辐板焊接，故滚筒受力情况好。又保证装拆方便，为了增加带式在传动滚筒上的围包角，可伸缩带式输送机采用双滚筒传动。采用双滚筒传动时，可以单电机驱动，也可以双电机驱动。当用一台电动机驱动时，需在机头架另一对的主、副滚筒上安装一对大小相同、齿数相

26、等的联动齿轮。当电动机起动后，通过液力耦合器、减速器和联动齿轮同时传动主、副滚筒，驱动带式运行。若用两台电动机分别驱动主副滚筒，一般不加联动齿轮。但是在本设计传动装置中，既采用双电机驱动，又装有联动齿轮。这是因为考虑到机身缩短到一定程度时，所需功率由一台电动机负担即可，这时可拆掉一套传动装置，变成单电机驱动型式。单电机驱动的优点是设备制造简单，电控设备少，便于维护运转，缺点是随着运输距离的缩短，将形成大马拉小车，电动机运行功率因数降低。传动滚筒是带式输送机传递牵引力、驱动带式运行的主要部件。滚筒表面型式有光面、包胶和铸胶之分。在功率不大、不潮湿的情况下，可采用光面滚筒；在环境潮湿、大功率、易打

27、滑的条件下，宜采用胶面滚筒，以提高输送机的牵引力；铸胶滚筒胶厚耐磨，有条件时应尽量采用。滚筒的外形可以做成圆筒形的，也可以做成中间大、两头小的双锥形，其锥度一般为1100。后者用以防止带式跑偏。卸载端是由在机头最前部的伸出架和安装在伸出架上的卸载滚筒组成，卸载滚筒安装的轴线位置可以调节，以防输送带在机头部跑偏。卸载端的后部还装有一个改向滚筒，以改变输送带运行方向。头部清扫器分重锤清扫器和犁式清扫器二道，以清扫输送带正反面的粘煤。1.6.2储带装置由储带转向架、储带仓架、支承小车和张紧车等组成。(1) 储带转向架、储带仓架为焊接结构，彼此用螺栓连接，组成了储带装置框架。在储带转向架内装有三个18

28、0度改向滚筒与张紧车上三个180度改向滚筒一起供输送带在储带装置中往返导向。框架的上方及下部分别安装有槽形托辊和下托辊，以支承上、下输送带。在储带仓架内设有轨道，供支承小车和张紧车行走。(2)支承小车由托辊、支架和车轮等组成，其作用是支承储存部分的输送带，使其悬垂度不致过大。二个支承小车应基本上等距离的分布在张紧车和储带转向架之间，因此当张紧车移动后，需要通过人力调整支承小车位置。(3)张紧车由车架、车轮、滑轮组和改向滚筒等组成。张紧绞车通过钢丝绳、滑轮组牵引张紧车在轨道上行走，从而达到贮进和放出输送带的作用，并使输送带得到适当的张紧度，滑轮组由滑轮架和四个滑轮组成，它通过销轴铰接在车架上，使

29、作用在四个滑轮上的牵引力，通过销轴作用于张紧车中心，对防止改向滚筒的输送带跑偏有较好的效果，为防止张紧车掉轨，在车上还装有四个止爬钩。改向滚筒的轴线位置均可调节。以防输送带跑偏，同时，每个改向滚筒都配有刮煤板，可将滚筒表面的碎煤、粉煤刮下。1.6.3张紧装置由框架、滑轮组、液压系统和固定滑轮架等组成。自动张紧装置是一种在输送机工作过程中能按一定的要求自动调节拉紧力的张紧装置，在现代化距离带式输送机中使用较多，它能使输送带具有合理的张力，自动补偿输送带的弹性变形和塑性变形，是一种理想的张紧装置。常见的自动张紧装置有自动绞车张紧装置和全自动液压张紧装置，输送带的初张力能力张紧绞车人为调节，应保证足

30、够的初张力来防止输送带在传动滚筒表面打滑，但初张力过大，致使输送带最小张力无谓的增大，也是不宜的。1.6.4机身部由“H”型支架、钢管上下托辊组成，是输送机的可伸缩部分。钢管作为可拆卸部分搭在H型支架的管座中。用弹簧销固定，下托辊搭在支架上，上托辊为槽形托辊，通过抓爪支承在钢管上。1.6.5机尾 由支座、导轨、滚筒座、缓冲托辊、清扫器等组成。几种不同形式的导轨与支座、滚筒固定座，组成了五节机尾骨架，彼此又用圆柱销连接成为一个整体，可供转载机在上面行走。机尾滚筒安装在滚筒座上，其轴线位置可调，并配有刮煤板。机尾的前后端都可装移动机尾用的滑轮，供移动机尾用，移动机尾用回柱绞车牵引。2 带式输送机的

31、设计计算2.1工作条件与原始参数此次带式输送机系统设计的基本参数及工作条件如下：输送物料：煤物料特性：块度：0300mm散装密度：1000堆积角：安息角的50%70%，本设计中取30物料温度：50工作环境：井下输送系统参数：输送机总长：1000m运输能力：1500t/h带速：3.15m/s倾斜角：142.2输送带宽度的确定2.2.1输送带宽度的初步计算带式输送机的带宽是由输送带的运输能力、货载断面系数、带速、输送机倾斜系数和货载散集密度决定的，即(2-1)式中 -运输能力，； -货载断面系数， -带速， -输送机倾斜系数，按表2.1查取，表2.1 输送机倾斜系数倾角/()24681012141

32、620251.000.990.980.970.950.930.900.890.810.72圆整后取。2.2.2输送带宽度的核算确定带宽需要考虑所运物料的最大块度，以使输送机能够稳定运行。因此，还需按物料的块度进行校核。对于未过筛的松散货载（如原煤）： (2-2)对于经过筛分后的松散货载： (2-3)式中 输送带宽度，； 货载的最大块度，； 货载的平均块度，。不同宽度的带式运送货载的最大块度可按表2.2来进行核算。将数据代入式（2-2）进行校核计算：由此可知，所选带宽合适。表2.2 不同带宽输送物料的最大粒度带宽B/mm500650800100012001400粒度筛分后100130180250

33、300350未筛分1502003004005006002.3圆周驱动力计算驱动滚筒上所需的圆周驱动力为输送机所有阻力之和。带式输送机的运行阻力由以下几种阻力组成：主要阻力、附加阻力、倾斜阻力。则圆周驱动力可用下式计算： (2-4)式中 主要阻力，；附加阻力，；特种主要阻力，；特种附加阻力，；倾斜阻力，。在这五种阻力中，、是所有输送机都有的，其它三类阻力，根据输送机型式及附件装设情况而定，由设计者进行选择。2.3.1主要阻力输送机的主要阻力是输送带的前进阻力和承载分支及回程分支托辊的旋转阻力之和。可按式2-5计算： (2-5)式中 模拟摩擦因数。根据工作条件及制造、安装水平选取，可按表2.3查取

34、；输送机长度（头尾滚筒中心距），；重力加速度，；输送机的工作倾角，；输送带单位长度的质量，；每米长度输送物料的质量，；承载分支托辊每米长旋转部分的质量，；回程分支托辊每米长旋转部分的质量，。表2.3 摩擦因数输送机工况摩擦因数工作条件和设备质量良好，带速低，物料内摩擦较小0.020.023工作条件和设备质量一般，带速较高，物料内摩擦较大0.0250.030工作条件恶劣、多尘、低温、湿度大，设备质量较差，托辊槽角大于350.0350.045每米长输送物料的质量及承载分支和回程分支托辊每米长旋转部分的质量可分别按下列各式计算：每米长输送物料质量：承载分支托辊每米长旋转部分的质量：回程分支托辊每米长

35、旋转部分的质量：式中 输送能力，； 带速，； 承载分支中一组托辊旋转部分的质量，按表2.4查取，kg； 回程分支中一组托辊旋转部分的质量，按表2.4查取，kg； 承载分支托辊的间距，一般取11.5m； 回程分支托辊的间距，一般取23m。查表选取，取，。代入数据进行计算。每米长输送物料的质量：承载分支托辊每米长旋转部分的质量：回程分支托辊每米长旋转部分的质量：所设计带式输送机在井下工作，工作条件恶劣，查表2.3取。将算得的数据代入式(2-5)中，可计算出主要阻力：表2.4 托辊旋转部分的质量托辊形式轴承座形式带宽800100012001400160018002000上托辊kg铸铁座1422254

36、7507277冲压座111720下托辊kg铸铁座12172039426165冲压座1115182.3.2附加阻力附加阻力包括：物料在装卸段被加速的惯性阻力和摩擦阻力；物料在装卸段的导料挡板侧壁上的摩擦阻力；除驱动滚筒外的滚筒轴承阻力；输送带在滚筒上绕行的弯曲阻力。对于长距离的带式输送机（机长大于80m），附加阻力明显的小于主要阻力。这时，在计算中可把附加阻力划到主要阻力中去，以简化运行阻力的计算，不会出现严重错误。具体方法是把主要阻力乘以一个系数C，即式中C是与输送机长度有关的系数。当输送机长度小于80m时，系数C不是稳定值；当输送机长度大于80m时，系数C是稳定值。根据输送机的长度可从表2.

37、5中查出C的数值，即。表2.5 附加阻力计入系数L/m80100150200300400500600C1.921.781.581.451.311.251.201.17L/m70080090012001500200025005000C1.141.121.101.091.061.051.041.032.3.3倾斜阻力倾斜阻力是在倾斜安装的输送机上，物料上运时要克服的重力或物料下运时的负重力。倾斜阻力的计算式为： (2-6)式中 输送机提升或下运物料的高度，m。计算：2.3.4圆周驱动力综上，由式(2-4)可算出圆周驱动力：同理可计算出空载运行状态下的圆周驱动力：2.4输送带张力计算输送带张力在整个

38、长度上是变化的，影响因素很多，为保证输送机正常运行，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，即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。 2.4.1输送带不打滑条件限制圆周驱动力通过摩擦传递到输送带上，为保证输送带工作时不打滑，须在回程带上保持最小张力。输送带在传动滚筒松边的最小张力应满足(2-7)的要求： (2-7)式中 满载输送机启动或制动时出现的最大圆周驱动力，N。在本设计中应为满载制动时的最大圆周力； 尤拉系数； 传动滚筒与输送带的摩擦因

39、数，按表2.6查取； 传动滚筒的圆包角，一般取2.84.2rad（160240）； 动载荷系数，1.21.7。对惯性小、起制动平稳的输送机动载荷系数可取较小值；否则，就应取较大值，设计中取1.32。取=0.2；代入计算得：表2.6 传动滚筒与输送带的摩擦因数工作条件光面滚筒胶面滚筒清洁干燥0.250.030.40环境潮湿0.100.150.250.35潮湿粘污0.050.202.4.2输送带下垂度的限制为使皮带输送机运转平稳，皮带两组托辊间下垂度不应过大。皮带的垂度与其张力有关，张力越大，垂度越小。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（2-8）和式（2-9

40、）进行验算：承载分支： (2-8)回程分支： (2-9)式中 允许最大下垂度，一般取0.01；输送带单位长度的质量，；每米长度输送物料的质量，；承载上托辊间距（最小张力处）；回程下托辊间距（最小张力处）。代入数据计算：承载分支：回程分支：2.4.3运行阻力计算承载段与回空段运行阻力可分别表示为：承载段： (2-10)回空段： (2-11)式中 槽形托辊阻力系数，按表2.7查取；平形托辊阻力系数，按表2.7查取；输送机倾角，。项符号，当皮带在该段的运行方向是倾斜向上时取正号，而倾斜向下时取负号。代入数据计算：表2.7 托辊阻力系数工作条件（槽形）（平形）清洁干燥0.020.018少量尘埃、正常湿

41、度0.030.025大量尘埃、湿度大0.040.035回空段阻力：2.4.4各特性点张力计算为了确定输送带作用于改向筒的合张力，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。本输送机采用双电机双滚筒驱动，液压拉紧装置。以主动滚筒的分离点为1点，依次将特殊点设为1、2、3、，一直到相遇点，如图2-2所示。(1)运行阻力的计算由2.4.3已知， 由以上计算可知，5点与9点为最小张力点。(2)输送带上各点张力的计算由垂度条件确定15点的张力 由逐点计算法计算各点的张力：因为，选择，故有图2-2 各特性点分布图(3)用摩擦条件来验算传动滚筒分离点与相遇点张力的关

42、系滚筒为包胶滚筒，围包角为420。选摩擦因数。并取摩擦力备用系数。由式（2-7）可算得允许的最大值为： （2-12）满足摩擦条件。2.4.5输送带验算(1)不打滑条件验算为保证输送带工作时不打滑，输送带在传动滚简松边的最小张力应满足：根据已算得的输送带在传动滚简松边的最小张力：即满足不打滑条件要求。(2)下垂度条件验算为了限制输送带在两组托辊之间的下垂度，作用在输送带承载分支和回程分支上任意一点的最小张力应满足如下要求：承载分支：回程分支：将算得的各特性点的张力代入相应的式子进行验算，可知输送带下垂度满足要求。(3)输送带强度验算计算出输送带的最大张力后，应校验带的强度。对于帆布带的强度校核公

43、式为： (2-13)式中 输送带最大张力，N； 安全系数，按表2.10查取； 带式扯断强度，N/(mm层)； 输送带层数。表2.8 安全系数帆布层数3458912硫化街头8910机械街头101112带式层数为9层，输送带最大张力为特性点1处的张力，取，进行校核计算；故输送带强度满足要求。2.5传动功率计算2.5.1滚筒传动轴功率滚筒传动轴所需功率可按下式计算： (2-14)式中 传动轴所需功率，kW； 滚筒圆周驱动力，N； 带速，。则满载状态下：空载状态下：2.5.2电机功率计算电动机功率可按下式计算： (2-15)满载运行时，发电制动系统工作，按电机反馈运转情况计算，发电机功率为：式中 传动

44、效率，一般取0.950.98。则空载状态下电动机功率：式中 传动效率，一般取0.850.952.6传动滚筒相关参数计算传动滚筒是传递动力的主要部件。传动滚筒根据承载能力分为轻型、中型和重型三种。传动滚筒表面有裸露光钢面，人字形和菱形花纹橡胶覆面。小功率、小带宽及环境干燥时可采用裸露光钢面滚筒。人字形花纹胶面摩擦因数大，防滑性和排水性好，但有方向性。菱形胶面用于双向运行的输送机。用于重要场合的滚筒，最好采用硫化橡胶覆面。用于阻燃、隔爆条件，应采取相应措施。本设计中选用菱形花纹包胶滚筒，以增大摩擦因数和便于排出粘着物料。2.6.1传动滚筒合张力计算根据算得的特性点的张力计算传动滚筒的合张力：2.6

45、.2传动滚筒直径初选传动滚筒的最小直径可按下式确定： (2-16)式中 芯层厚的或钢绳直径，mm； 系数。棉织物，尼龙，聚酯，钢绳芯。输送带芯层厚度，使用尼龙输送带，取，传动滚筒的最小直径：从手册中查取标准化的传动滚筒直径，初步选择。2.6.3传动滚筒最大扭矩计算设计带式输送机采用单滚筒单电机驱动，传动滚筒的最大扭矩按下式进行计算： (2-17)式中 D传动滚筒的直径，mm； 最大圆周驱动力，N。传动滚筒最大圆周驱动力是输送机满载运行时滚筒上的圆周驱动力，即，代入式(2-17)中计算：2.6.4传动滚筒直径验算大量实验表明，传动滚筒的摩擦因数与带式和滚筒之间的单位压力有较大关系，在单位压力较大

46、的区域摩擦因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。 (2-18)式中 带式与滚筒之间的平均压力，对于织物芯带式推荐不大于；带宽，已知；传动滚筒直径，；传动滚筒与输送带间的摩擦因数，取；带式在滚筒上的包角，。代入数据计算：因此传动滚筒直径满足要求。2.7拉紧行程与拉紧力计算2.7.1拉紧行程计算拉紧行程的总行程包括安装行程和工作行程。安装行程由设计者根据张紧装置结构并考虑输送带接头所需行程在设计时确定。工作行程是指张紧滚筒的位移，它与输送机的起动和制动方式、频率、输送带的延伸特性有关，可按下式计算： (2-19)式中 输送机的长度，m；输送带弹性伸长率和永久伸长率，由输送

47、带厂家给出，通常帆布带取0.010.015；张紧后托辊间允许的垂率，一般取0.001。代入数据计算：2.7.2拉紧力计算合理的拉紧力对带式输送机运行的可靠性和经济性有很大影响，拉紧装置的拉紧力可按式(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。由式（2-20）设计中采用液压自动拉紧装置，该拉紧装置能为储带提供足够的张紧力。3 传动装置的设计与计算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67倍

48、，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35s。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。驱动装置由一台或两台电机通过各自的联轴器、减速器、和联轴器传递转矩给传动滚筒。减速器第一级为直齿圆锥齿轮传动，第二、三级为直圆柱齿轮传动，联接电机和减速器的是液力耦合器。传动滚筒采用焊接结构，主轴承采用调心滚子轴承，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。根据情况而定。3.1传动方案的确定驱动装置是整个带式输送机的动力来源

49、。本带式输送机采用双电机双滚筒驱动，传动系统由电动机、发电机、液压离合器、减速器、制动器和传动滚筒组成。传动系统简图如图3-1所示。图3-1 传动系统1电动机 2液力耦合器 3减速器 4联轴器 5传动滚筒3.2电动机选型带式输送机常用的电动机，有鼠笼式、绕线式异步电动机。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，则极数少，尺寸和重量小，价格也低。已算得所需电动机功率，采用双电机驱动，从矿用防爆电机手册中选取YB400M2-4型隔爆电动机。表3.1 电动机主参数型号额定功率

50、kW转速r/min电流A效率功率因数额定转矩YB400M2-4280148833.7930.861.23.3减速器的设计与计算3.3.1总传动比的计算传动滚筒的工作转速为：式中 传动滚筒直径，m； 带速，m/s。则轴与轴之间的总传动比为：3.3.2传动比分配传动比分配的合理会使传动系统结构紧凑，重量轻，成本低，云化条件也好。对锥-圆柱齿轮减速器，为使大锥齿轮尺寸不致过大，高速级锥齿轮传动比，本设计中取。对于三级齿轮减速器，应尽可能使各级从动齿轮的浸油深度相近，以使各级齿轮得到良好的润滑，并减小搅油损失。选定轴和轴间直齿圆柱齿轮传动比。则轴和轴间圆柱齿轮传动比为：实际总传动比：传动比误差：因此传

51、动比分配满足要求。3.3.3运动和动力参数计算(1)电动机轴功率 转速 转矩 (2)轴功率 转速 转矩 (3)轴功率 转速 转矩 (4)轴功率 转速 转矩 (5)轴功率 转速 转矩 (6)滚筒轴功率 转速 转矩 以上各式中，圆锥齿轮传动效率；联轴器效率。3.3.4直齿圆锥齿轮传动的设计与计算(1)选择齿轮材料，确定许用应力小齿轮选用20CrMnMo，渗碳并淬火加低温回火，接触疲劳强度极限，弯曲疲劳强度极限。大齿轮选用20CrMnTi，渗碳并淬火加低温回火，接触疲劳强度极限，弯曲疲劳强度极限。许用接触应力与齿轮材料、热处理方法、齿面硬度、应力循环次数等因素有关。计算公式为： (3-1)式中 齿轮

52、接触疲劳强度极限，； 寿命系数，按应力循环次数N选取，； 接触疲劳强度计算的最小安全系数，。取，则：许用弯曲应力的计算公式为： (3-2)式中 弯曲疲劳强度极限，； 弯曲强度计算的最小安全系数。； 寿命系数，； 尺寸系数，。取，代入式(3-2)计算：(2)齿面接触疲劳强度设计计算估取圆周速度，选取精度等级为公差组7级。选取小轮齿数（推荐值2040）大轮齿数实际传动比传动比误差为，满足要求。小轮大端分度圆直径可由式(3-3)计算： (3-3)式中 齿宽系数，查得； 载荷系数，取； 小轮转矩，； 材料弹性系数，取； 节点区域系数，。代入数据计算：齿轮模数按标准模数圆整。小轮大端分度圆直径小轮平均分度圆直径圆周速度齿宽圆整后 当量齿数(3)齿根弯曲疲劳强度校核计算齿根弯曲疲劳强度校核公式为： (3-4)式中 齿形系数，小齿轮，大齿轮； 应力修正系数，小齿轮，大齿轮。代入数据校核：故满足要求。(4)齿轮其它主要参数计算分度圆锥角大齿轮大端分度圆直径锥距小齿轮大端顶圆直径大齿轮大端顶圆直径3.3.5直齿圆柱齿轮传动的设计与计算（轴与轴间）(1)选择齿轮材料，确定许用应力小齿轮选用20CrMnMo，渗碳并淬火加低温回火，接触疲