主斜井胶带输送机设计毕业论文

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1、主斜井胶带输送机设计毕业论文绪 论在运距较长，运量较大的场合一般都采用胶带运输机，而且随着技术的发展，已经可以适应多种物料载荷和不同地形和气候条件，是一种多品种多型号的运输型机械设备。在进行选型设计时，要注重经济上和性能上的比值，即注重性价比。我国已经具有多种类型的运输机的自行选型设计，而且在许多零部件的生产技术上具有了长足的发展，对运输机性能的提高作了大大的支持。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围：(1) 适用于环

2、境温度一般为-40 +40C;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(1012)运输,也可以转弯运输;运输距离长,单机输送可达15km；(3) 可露天敷设,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；面对输送机的诸多优点，我们要从输送机的基本原理和基本计算方案入手，本论文就是一篇基本的带式输送机选型设计的介绍。设计人员在胶带输送机的设计过程中，多用大号材料来保证机械的使用安全。因此，设计中难免存在着材料浪费问题。由于缺乏实际工作经验，本次设计中难免有疏漏之处。恳请老师以及同学们指正。目

3、录第一章 概述11.1带式输送机的发展状况11.2主要部件的结构及功能31.2.1输送带51.2.2托辊71.2.3滚筒91.2.4驱动装置111.2.5拉紧装置121.2.6清扫器131.2.7机架131.2.8导料槽141.2.9其它15第二章设计计算法则及主要公式172.1带宽与速度的确定172.1.1带宽172.1.2带速的选择182.3运行阻力的计算202.3.1输送带运行阻力202.3.2曲线段运行阻力242.4输送带各点力的计算272.4.1逐点力计算法282.4.2输送带的悬垂度条件312.5输送带强度的验算312.6传动滚筒直径的确定及强度的确定352.7拉紧装置的计算412

4、.7.1拉紧装置的行程412.7.2拉紧力的计算422.8电动机和减速器的确定442.8.1电动机的功率442.8.2电动机转子的变位质量452.8.3减速器的减速比462.9制动力与逆止力的计算462.9.1制动力的计算462.9.2电动机轴上的计算482.10轴承的寿命的计算48第三章设计计算513.1设计依据：513.3拉紧装置553.4其他部件计算583.5机架验算65第四章电气及安全保护装置694.1设备的正常使用704.2操作方面注意事项70致 谢72参考文献73第一章 概述1.1带式输送机的发展状况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。

5、其运行可靠，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，粮食等部门，是最常见的运输设备。带式输送机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。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。其中带式输送机是连续运输机中是使用最广泛的,在国民经济各部门中最常用的连续运输机。其具有优良性能，主要表现在：运输能力大，

6、且工作阻力小，耗电量低，约为刮板输送机的1/3到1/5；由于物料同输送机一起移动，同刮板输送机比较，物料破碎率小；带式输送机的单机运距可以很长，与刮板输送机比较，在同样运输能力及运距条件下，其所需设备台数少，环节少，节省设备和人员，并且维护比较简单。由于输送带成本高且易损坏，故与其它设备比较，初期投资高且不适应输送有尖棱的物料。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。带式输送机常用的类型及型号。其分分类方法又有多种,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

7、，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； 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。DX型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。U形带式输送机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3045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。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

8、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。气垫式带输送机的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.一般把垂直侧挡边做成波状，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。钢绳牵引带式输送机是无际绳运输与带式运输相结合的产物，

9、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。1.2主要部件的结构及功能带式输送机的整机由以下主要部件组成：输送带、驱动装置、滚筒、托辊、拉紧装置、机架、 漏斗 导料槽、清扫器等，见图1-1。 图1-1带式输送机整机结构 部件分类代码见表1 表1 部件分类代码代 码部件名称代 码部件名称A传动滚筒J04塔架B改向滚筒J05垂直拉紧装置架C托辊J07中间架D拉紧滚筒J08支腿E清扫器J21导料槽F卸料装置J22头部漏斗G辊子Q驱动装置H滑轮组J驱动装置架J01机架N逆止器J02螺旋拉紧装置尾架XF护罩J03车式拉紧尾架部件图号 T D II | | | | |性能参数代码

10、 | | | |部件规格代码 | | |部件类型代码 | |部件分类代码 |产品规格代码(带宽) 型号D带式输送机;T通用型;II新系列1.2.1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

11、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。A、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

12、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。B、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100200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

13、，常用于短距或移动式带式输送机上。(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。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1-2所示：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。图1-2硫化胶合接头1.2.2托辊A、托辊的作用与基本结构托辊是用来支撑输送带和输送带上的物料，减少输送带的运行阻力，保证输送带的垂直度不超过技术规定值。使输送带沿预定的方向平稳的运行。带式输机

14、上大量和主要的部件是托辊，其成本占总机成本的25%30%，托辊总重占整机总重的30%40%。因此，对运行中的输送机来说，维护和更换的主要对象是托辊，它们的可靠性和寿命决定其效能及维护费用，转动不灵活的托辊将使输送机的功率消耗增加；堵转的托辊不仅会磨损价格昂贵的输送带，而且严重时，可能导致输送带着火等严重事故。尽管托辊的具体结构的形式众多，但结构的原理大体相同。它主要是由心轴、管体、轴承座、轴承和密封装置等组成，并且大多做成定轴式。托辊的寿命，按托辊强化实验寿命折算成实际使用寿命不得小于15000小时。B、托辊的类型和应用托辊按其用途不同可分为一般托辊和特种托辊。前者主要包括承载托辊（又称上托辊

15、）；与回程托辊（又称下托辊）；前者者则主要包括缓冲托辊、过渡托辊等。槽形托辊：用于承载分支（上分支），有、两种，一般常用槽形托辊。（1）槽形前倾托辊：槽形托辊的侧辊朝运行方向前倾，使输送带的对中性好，不易跑偏如1-3图。（2）过渡托辊：用于头部或尾部滚筒至第一组槽形托辊之间，可使输送带由平行逐步成槽或由槽形逐步展平，用以减小输送带边缘力并防止突然摊平时撒料，过渡托辊有、三种。（3）缓冲托辊：有和槽形橡胶圈式缓冲托辊，安装在受料段导料槽的下方，可吸收输送物料下落时对胶带的冲击动能，延长输送带的使用寿命见图1-4。图1-3槽形前倾托辊 图1-4缓冲托辊（4）调心托辊：有摩擦式和锥形两种，见图1-5

16、可防止输送带跑偏，起对中和调偏作用，上分支和下分支均可选用。（5） 平行上托辊：用于输送成件物品。（6） 回程分支（下分支）托辊：有平形、V形前倾、V形梳形、螺旋形见和反V形等几种型式。 V形和V形前倾下托辊用于较大带宽，可使空载输送带对中，V形与反V形组装在一起防偏效果更好。 V形梳形和螺旋形托辊能清除输送带上附着的粘料，保持带面清洁，运行平稳不跑偏。图1-5调心托辊C、托辊间距：承载分支为mm，回程分支为mm，凸凹弧段间距通过确定，一般为或mm，缓冲托辊间距则要根据物料的松散密度、块度及落， 高度而定。一般条件下可采用槽形托辊间距。1.2.3滚筒滚筒是带式输送机的重要部件之一。按它的作用不

17、同可分为传动滚筒与改向滚筒两种。传动滚筒用来传递力，它即可以传递牵引力，也可以传递制动力；而改向滚筒则不起传递力的作用，主要作用是改变输送带的运行方向，以完成拉紧，返回等各种功能。A、滚筒的分类（1）传动滚筒：是传递动力的主要部件如图1-6，型传动滚筒根据承载能力分轻、中、重三种型式，滚筒直径有、mm，同一种滚筒又有几种不同的轴径和中心跨距供选用。滚筒表面有光钢面,人字形及菱形花纹橡胶覆面,人字形花纹胶面摩擦系数大,排水性能好,但有方向性,安装时人字尖应与输送带运行方向一致,双向运行的输送机要采用菱形花纹,用于重要场合时,一定要采用硫化橡胶覆面,用于阻燃,隔爆场合采用相应防爆措施,轴承座全部采

18、用油杯润滑脂润滑。(2) 改向滚筒：用于改变输送带运行方向或增加输送带在传动滚筒上围包角，其结构形式与传动滚筒一样分轻、中、重三种型式，轴的分档直径为，及mm，滚筒表面有裸露光钢面和平滑胶面两种。图1-6传动滚筒三、电动滚筒：适于小功率短距离的单机驱动的带式输送机，功率围，滚筒直径为mm，用于环境温度不超过的场合。1.2.4驱动装置由电机、减速器、高速轴联轴器或液力偶合器，制动器、低速轴联轴器及逆止器组成驱动单元，固定在驱动架上，驱动架固定在地基上。传动型式与功率围见下表。1-2 1-2 传动型式与传递功率的关系 功率围KW备 注弹性联轴器直接传动2.237 功率200KW时电压为380V功率

19、220KW时电压为6000VY系列电机加液力偶合器45315电动滚筒直接传动2.255绕线式电机220800A、电动机：本系列采用系列鼠笼电机，功率为，以下高速轴联轴器采用梅花形弹性联轴器见图1-7联接，采取直接起动。图1-7梅花形弹性联轴器B、液力偶合器功率在围的高速轴联接采用型或型。(带制动轮)， 带式输送机专用液力偶合器（起动系数为）改善起动性能，降低起动电流。C、减速器采用（二级），（三级）型圆锥圆柱硬齿面齿轮减速器，具有承载能力大，效率高， 重量轻，寿命长等特点，输入轴与输出轴呈垂直方向布置，可减少驱动站的占地面积。 作业环境温度为，当环境温度低于时，起动前润滑油应加到方能投入工作。

20、减速器采用油池飞溅润滑，自然冷却，热功率不平衡时还应采用循环油润滑或增加冷却装置。D、制动器本系列选用型系列液压推杆制动器，具有工作频率快，制动平衡，制动力矩可调，摩擦垫易更换，寿命长等优点，防护等级为，液压推杆工作频率为。1.2.5拉紧装置保证输送带与传动滚筒不打滑，并限制输送带在托辊组间的下垂度，使输送机正常运行。拉紧装置有螺旋式、垂直重锤式、重锤车式、固定绞车式四种型式，用户可根据拉紧力拉紧行程的大小和拉紧装置所处位置进行选择。拉紧装置使用围：（1）螺旋拉紧：用于短距离，小功率的输送机上，拉力围，按带宽大小分为KN。（2）垂直重锤拉紧：拉紧行程是可变的，可随着拉力的变化而自动补偿输送带的

21、伸长量，拉力围KN。（3）重锤车式：适于距离长、功率大的倾斜输送机，本系列还设置了重锤塔架，可加大拉紧行程，行程可分m、m、m三档，拉力围KN。（4）固定式绞车拉紧：用于长距离大行程、大运量、大拉紧力的带式输送机。拉力围：KN（滑轮倍率为），最大拉紧行程为m，安装拉紧装置时，在重锤行程围要加限位开关和防护栅栏，保证安全正常的工作。1.2.6清扫器用于清除输送带上粘附的物料，主要有头部清扫器和空段清扫器两种。 头部清扫器为重锤刮板式结构，装在卸料滚筒上方的机架上，用于清扫输送带上粘附的物料。空段清扫器，用于清除非工作面上粘附的物料，防止物料进入尾部滚筒或垂直拉紧装置的拉紧滚筒里，一般焊在这两种滚

22、筒前方的中间架上，并调节好吊链的长度。1.2.7机架A、机架是带式输送机的主体构架，本系列根据典型布置设计了四种滚筒机架（头、尾 架）和中间架及支腿。头、尾机架采用槽钢和型钢焊接的三角形结构。机架种类见图1-8：机架用于传动滚筒放在头部的头部滚筒机架。机架用于尾部改向滚筒处。机架用于头部探头的改向滚筒（卸料）机架。机架用于传动滚筒设在下分支的传动滚筒机架。采用两个机架对称安装用于下分支时，即可用作双滚筒传动机架。图1-8机架为了运输方便机架由两片组成，现场安装时用螺栓联接后再焊接。B、中间架；可分标准型、非标准型、及凸凹弧段几种，标准型中间架长为m，非标准型则小于m，托辊安装位置孔距为、mm两

23、种，非标准型孔距在现场根据需要钻孔。中间架支腿；有型（无斜撑）型（有斜撑）两种，支腿与中间架采用螺栓联接，便于运输，安装后也可焊接。1.2.8导料槽从漏斗中落下的物料通过导料槽集中到输送带的中心部位，导料槽的底边宽度为/带宽，断面形状有矩形和喇叭形两种。导料槽由前段、中段、后段组成，通常由一个前段、一个后段和若干个中段组成,导料槽的长度由设计者按需要确定。1.2.9其它A、悬臂架或卸载端悬臂架或卸载端是一个伸出的机构，有不同的长度，其设计目的是使胶带伸出传动装置以外，便于把煤从输送机上卸下来。各部件用螺栓牢固地与传动装置和卸载滚筒连接在一起。胶带先绕过这个滚筒然后回到传动装置。在卸载滚筒上有个

24、调节螺栓便于精确找正。采用喷水或防护罩形式的防尘装置装在悬臂架头部，以在煤炭从输送机上卸下来时抑制煤尘。用弹簧加压的胶带刮拭器装在卸载端下部，在胶带回空之前将其刮拭干净。底部托辊上若粘上了煤尘可能引起胶带跑偏，从而损坏胶带边缘。在悬臂架上要加置防护板防止工人接触转动部件，特别是悬臂架的底部托辊。卸载机头的防护板是钉死的。B、机尾或导回装置导回滚筒组件位于机尾，是一个箱状结构，盛滚筒，胶带回绕而过。滚筒可以用自洁型，滚筒通常备有调节螺杆，保证胶带在设备最终找直。在机尾部装有一刮煤板，防止被底段胶带携带的任何物件沾污导回的滚筒。也可以把刮煤板装在离机尾最近的那一节中部的基架上。刮煤板应把污物导至巷

25、道的行人一侧以便于安全的清除。C、储带仓储带仓在输送机上的用途是拉紧松弛的胶带和储存胶带，以便输送机可以缩短或无须添用额外的短段胶带就能延伸。储带仓位于中部机架之，通常靠近传动机头。它的主要部件是一个滑走小车，装滚筒，胶带在其上绕过。小车靠一绞车和钢丝绳沿机架行走。绞车靠人力操纵，扳动一个设在一侧的手轮，或者装在输送机两侧的一对手轮。此外，在重型输送机上，利用电机或液力帮助进行这项调整。应留心使滚筒与输送机结构调成直角。滚筒的每一侧都有一个调节螺栓使输送机精确找正。在机架上可以安装可调止动块以保持滑走滚筒固定在一起，当绞车的钢丝绳断了的时候，防止小车被拉回。储带仓周围要加护栏或挡板以利安全，除

26、非皮带停止转动时进行调整和维修，否则不得拿掉。D、头部漏斗头部漏斗是带式输送机的辅助装置，用以完成物料的转送和储存。漏斗和护罩设计成一体，统称头部漏斗。由于带式输送机的工艺布置不同，物料种类，方向有变化，本系列只设计了漏斗的上半部分，并留有法兰接口，以便根据具体情况完成漏斗的下半部物料设计。第二章 设计计算法则及主要公式2.1带宽与速度的确定2.1.1带宽 普通带式输送机设计中，首先要考虑的是带宽.除了特轻型带式输送机外，较常用的标准带宽是500mm，650mm，800mm，1000mm，1200mm，1400mm，1600mm，1800mm，2000mm与2400mm。带宽由所运送的物料最大

27、块度和输送机的输送量Q来共同确定。(1)按所运送物料的最大块度对未经筛分状物料 （2-1）式中 B：输送带宽度，m； ：物料的最大块度，m； 对未经筛选的散装物料 （2-2） 式中 ：物料的平均块度，m。(2) 按输送机的输送量为分部讨论此问题，先来考虑1台水平输送机，带速为v(m/s)的小时输送体积 （2-3）式中 A：物流断面面积，。将常用的标准带速v，带宽B，小时输送体积列在表中，即可根据小时输送体积初估带宽。表2-1槽形托辊物料断面面积A槽角带宽B=500mm带宽B=650mm带宽B=800mm带宽B=1000mm动堆积角20动堆积角30动堆积角20动堆积角30动堆积角20动堆积角30

28、动堆积角20动堆积角30300.02220.02660.04060.04840.06380.07630.10400.1240350.02360.02780.04330.05070.06780.07980.11100.1290400.02470.02870.04530.05230.07100.08220.11600.1340450.02560.02930.04690.05340.07360.08400.12000.1360表 2-2输送体积表(水平，=20，=35)带宽Bmm带速m/s0.811.251.622.53.15455006885106136170212-650125156195249

29、312390-800195244305391488610769-100032040050063979999912591598-1200-587734939117414671848234729341400-7929901267158419802495316839602.1.2带速的选择一、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/s1m/s

30、；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。根据小时输送体积，就可先大体定出所要的输送带的宽度。在初定带宽后，考虑物料的密度和倾斜系数后输送机的输送量为 （2-5）式中表2-3 倾斜系数表角()24681012141618201.000.990.980.970.950.930.910.890.850.

31、81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；当采用犁式卸料器时，当采用犁式卸料器时，带速不宜超过2m/s。2.2驱动形式的确定电动机通过联轴器、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度的某一个位置处，一般放在机

32、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。带式输送机常见典型的布置方式如下表2-4所示：2.3运行阻力的计算输送带的力包括有拉紧装置所形成的初力，克服各种阻力所需要的力及由动载荷所产生的力。2.3.1输送带运行阻力(1) 运行阻力分为直线段、曲线段及其他附加阻力，现分述如下：如图(2-1)所示，运行阻力包括两部分，一部分是摩擦阻力；一部分是由下滑力(自重分

33、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。表2-4 带式输送机典型布置方式图2-1胶带运行受力分析 承载段(或称为重段)运行阻力为 因为 所以 （2-6）式中 当承载段向上运行时，下滑力是正；向上运行时，下滑力是负。同样，输送带回空段阻力为 （2-7）式中 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。托辊阻力系数主要由实验来确定，查表2-5可知。表 2-5 常用的托辊阻力系数工作条件平行托辊槽型托辊室清洁、干燥、无磨损性尘土0.0180.02空气湿度、温度正常，有少量磨损性尘土0.02

34、50.03室外工作，有大量磨损性尘土0.0.04近年来，对于托辊阻力进行了许多理论与试验的研究。研究结果表明，托辊的运行阻力主要包括托辊的转动阻力及挤压阻力等。挤压阻力又包括物料碰击阻力，输送带反复弯曲阻力及压陷滚动阻力。托辊的转动阻力是由托辊轴承及其密封所产生的阻力，大小取决于托辊的结构。而挤压阻力则与输送带的力的大小有关。实验表明，转动阻力与挤压阻力相比，挤压阻力要比转动阻力大的多，而在挤压阻力中，压陷滚筒阻力占比重最大，物料碰击阻力与反复弯曲阻力随着输送带力增大而降低。2.3.2曲线段运行阻力这种阻力由轴承摩擦阻力以及牵引机构绕入与绕出滚筒时的僵性阻力组成。(1) 轴承摩擦阻力克服轴承支

35、撑面上的摩擦折算到滚筒圆周的力为 （2-8）式中 在计算正压力时，可近似认为绕入和绕出滚筒时，输送带力均为S可知 （2-9）于是有 （2-10）式中(2) 僵性阻力在输送带绕入与绕出滚筒时所产生的僵性阻力为 （2-11）式中 于是，克服以上两种阻力所需要的圆周力为 （2-12）用表示分力点力系数，则 （2-13）改向滚筒与输送带的分离点的力是相遇点力的倍，即 （2-14）式中传动系数见表2-6表2-6 传动系数轴承类型近90围包角近180围包角滑动轴承1.031.041.051.06滚动轴承1.021.031.041.05(3) 其他阻力其他阻力包括受料区物料与输送带间的惯性阻力、犁式卸料器摩

36、擦阻力和清扫器摩擦阻力等.这些阻力在长距离运输机的阻力计算中可忽略。A.受料区的惯性阻力在装载处由于物料与输送带间有相对速度 因而产生惯性阻力； （2-15）式中 V：输送带速度，m/s.B. 犁式卸料器摩擦阻力当机头滚筒与卸料小车卸料时其阻力计算方法如前所述，分段计算.在用犁式卸料器时，摩擦阻力，按如下经验公式计算 （2-16）式中 C 清扫器摩擦阻力根据经验如下表2-7所示表2-7 清扫器摩擦阻力 胶带宽度清扫器种类 800mm1000mm1200mm1400mm弹簧清扫器760154015401540空段清扫器1602002302602.4输送带各点力的计算 在讨论输送带的各段阻力计算方

37、法后，需进一步确定输送带各点力。下面详细介绍钢芯绳带各点力计算.钢绳芯带式输送机功率大，输送机系统惯性也大，为合理选择设备，保证其正常运行，除了对输送机等速运行时带力计算小，还须对加速或减速时的带力进行验算。同时为保证在各种运行状态下胶带在驱动滚筒上不打滑，以及满足胶带最小力点允许挠度所需的最小力，须将胶带进行拉紧，产生一定的初力.胶带的拉紧方式主要有重力拉紧、自动拉紧和固定拉紧。由于这三种拉紧方式工作原理各异，在同样的工作状态，所需的拉紧力也不一样。所以胶带力计算应按三种拉紧方式分类，对各种运行状态下胶带力进行计算和验算。胶带力的校验计算，当输送机为动力运行时，要求对启动加速时的力进行验算；

38、当输送机为动力运行时，要求对减速制动时的力进行验算。如果输送机的线路复杂，应按各种最不利运行 情况分别对加速、减速时带力进行验算。输送带沿纵向长度方向上各点的力是不同的，但不需要计算出各点的力，只要计算一些特殊点的力即可。最明显的要找出最大与最小力点，最小力点必须要能保证输送带在两组托辊间的悬垂度不能太大，用最大力点的力来确定输送带的纵向拉伸强度。2.4.1逐点力计算法计算各点特殊点力的方法叫做逐点计算法。图2-2 输送带各点力计算示意图(1) 按输送带运行的方向定出一些特殊点，一般从主动滚筒的分离点开始，如下页图2-2中1点，即使传动滚筒与输送带的分离点，力用S来表示，此时 （ 2-17）(

39、2) 特殊点是指各滚筒的分离点与相遇点，曲线段的进、出点，直线摩擦驱动的相遇点与分离点，装载位置的起点与终点等。图2-2中的1、2、3、4、5、6、7点，在这儿是以滚筒的相遇点和分离点来取的，其中2点处的滚筒，对输送带与滚筒的围包角较小，故可认为是一点，也就是说，在此，2点处滚筒对输送带的运行阻力可不计。要注意到的是，各点的序号是按输送带的运行方向依次来定的，此顺序不能打乱。(3) 在上述的规定下，就有后点(从顺序上来讲)的力，等于其前一点的力加上此两点间运行阻力的代数和，即表达式 （2-18）式中 用式（2-18），可逐点写出各点的力表达式 （2-19）由上式（2-19）可知，最后可得到间的

40、关系式，且均为未知数，再有一个关系式才能求解。(4) 按摩擦传动件找出的关系，因为 （2-20） 所以 （2-21）在具体计算中要求 式中 n:摩擦力备用系数，一般n=1.151.2； :输送带与传动滚筒的摩擦系数，按表2-8选取； :输送带与两个滚筒的围包角之和。联立式2-20与式2-21，可求出之值。同时可算出其他各点的力，这些力值可保证输送带工作时不打滑。表2-8 输送带与传动滚筒的摩擦系数接触面类型光面、潮湿光面、干燥胶面、潮湿胶面、干燥橡胶接触面0.20.250.350.4塑料接触面0.150.170.250.3(5) 用承载段与回空处各最小的力点，验算此处力是否满足悬垂度条件，如果

41、不满足，就要用悬垂度条件重新确定最小力再依次点处的力。再依次计算其他各点力后，再用摩擦条件来验算，直到(4)，(5)两条件均满足为止。当然应先找出最小力点的位置，在此例中，因F2-3段阻力在较交大时很可能为负，此时最小力点在3点上，但角较小和F2-3段阻力均正时，显然，回空段的分离点的力为最小力点。承载段的最小力在4点，如果回空段最小力点在分离点，可用此点的摩擦条件先定分离点的力，最后用悬垂度条件来验算；若回空段的最小力点在3点，则可用承载段的最小力点4处的悬垂条件确定4点的力，计算各点力后，最后用摩擦条件来验算。2.4.2输送带的悬垂度条件为保证输送带运转平稳和物流的稳定，承载段与回空段输送

42、带的悬垂度的最大值均为托辊组间距的千分之二十五。承载段满足最大允许悬垂度的最小力为 （2-22）式中 把值代入上式，可求得: （2-23）同理，可求得回空段输送带的最小力为 （2-24）式中 ：回空段两托辊间距，m。2.5输送带强度的验算输送带是输送机最昂贵、耐久性最差的部件。在输送机运转过程中，输送带受各种大小和性质不同的载荷作用，处在极其复杂的应力状态下。输送带最典型的破坏形式有:工作面层和边缘磨损，受大块矿石冲击作用引起击穿，撕裂和剥离；芯体通过滚筒和托辊组受反复弯曲应力引起疲劳，在环境介质作用下引起强度指标降低和老化，等等。计算表明，输送带的费用约占输送机全部设备费用的一半，而且输送带

43、很高的折旧费又是决定带式输送机使用围和使用效果的重要因素。因此，根据输送机的具体使用条件，正确地计算、选择输送带类型及其技术规格，具有极其重要的经济意义。根据输送机的结构和使用条件不同，对输送带的要求为:足够大的抗拉和抗弯强度，较小的弹性伸长和残余伸长，耐磨、耐疲劳，抗击穿和抗剥离的性能好，纵向和横向的柔性适当，静电效应低，耐老化、耐热性能好，等等。输送带强度应满足 （2-25）式中 ：输送带计算安全系数； ：输送带额定拉断力，N；对层芯带 （2-26） Z：层数； B ：带宽，mm； ：纵向拉伸强度，即每层、每毫米的拉断力，N/(mm)；对钢芯绳带 （2-27） m：输送带许用安全系数，对层

44、芯带可用下式计算 （2-28） 表 2-9 基本安全系数表带芯材料工作条件基本安全系数弯曲伸长系数织物芯带有利3.21.5正常3.5不利3.8钢绳芯带有利2.81.8正常3.0不利3.2表2-10 钢绳芯输送带技术规格输送带型号ST630ST800ST1000ST1250ST1600ST2000ST2500ST3150纵向拉伸强度N/mm630800100012501600200025003150钢丝绳最大直径mm3.03.544.5567.58.1钢丝绳间距mm1010121212121515带厚mm1314161717202225上覆盖胶厚mm55666888下覆盖胶厚mm55666668

45、输送带质量1920.523.124.7273436.842表 2-11 层芯带许用安全系数m表层数Z3458912硫化接头机械接头硫化接头机械接头硫化接头机械接头m81091110122.6传动滚筒直径的确定及强度的确定 传动滚筒是传递力的主要部件。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，也可以利用齿轮传动装置使两滚筒同速运转。如双滚筒仍不满足牵引力需要，可采用多点驱动方式。表2-12 传动滚筒技术规格表带宽

46、许用扭矩许用合力筒径轴承型号光面胶面转动惯量质量转动惯量质量5002.7495001316525062646503.5406.52807.82984.163016.332418.53476.35950035206.53767.83937.38063016.342918.54518004.1405007.84329.84536.050630352019.549223.55211280352423.875229.577620100352828.5844329202316-32976321608003532-67.512532323-67.51287100027160800-81.813762717

47、01000-168.31617401908003536-83.31691402101000-1701928523308003540-215.325852421000-215.326771200623544-2833234250-2833329输送机的传动滚筒有钢板焊接结构或铸铁结构，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)胶滚筒按其表面行状又可分为铸(包)胶滚筒、人字形沟槽铸(包)胶滚筒和菱形铸

48、(包)胶滚筒。(1) 人字形沟槽铸(包)胶滚筒。为了增大摩擦系数，在钢制光面滚筒表面上，加一层带人子沟槽的橡胶层面。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，由于这种原因，即使在潮湿的场合工作，摩擦系数降低也很小。(2) 菱形铸(包)胶滚筒。它是在钢制光面滚筒表面加一层菱形橡胶层，这种滚筒没有方向性，适用于可逆输送机。试验证明，菱形铸(包)胶滚筒的摩擦系数比人字形铸(包)胶滚筒略小一些，因而在菱形铸(包)胶滚筒之后又有出现一种带有轴向沟槽的菱形铸(包)胶滚筒，克服了上述不足。滚筒直径在带式输送机设计

49、中，正确选择滚筒的直径具有重要意义，输送带的使用条件随着滚筒直径的增大而得到改善.但是，在其他相同的情况下，滚筒直径增大，将是它的重量、驱动装置减速器的传动比、减速器的重量和尺寸都相应增大。因此，滚筒的直径不应当大于为确保输送带正常使用条件所需的数值。由此可见，传动滚筒的直径影响到输送及整个驱动装置的造价及重量。选择驱动滚筒的直径时，要考虑下列因素：(1) 输送带的厚度以及与厚度有关的绕过滚筒时产生的弯曲应力；(2) 输送带所承受的包括拉应力和弯曲应力在的总应力；(3) 输送带与滚筒面之间的最大或平均单位压力以及相应单位牵引力(及通过滚筒面单位面积传递的牵引力)；(4) 输送带承受弯曲载荷的循

50、环次数与输送带的导绕方式及绕过滚筒得数目，等等。对传动滚筒来讲，设计主要考虑的因素是输送带在滚筒滑动弧表面上的平均压力(比压)和对输送带弯曲的影响。这两项在设计中，主要集中体现在对滚筒直径的确定上。(1) 考虑到比压与摩擦条件，传动滚筒的最小直径可由下式计算 （2-30）式中：(2) 对于钢绳芯带，起传动滚筒的直径主要考虑的是钢绳的弯曲 （2-31）式中 D：传动滚筒直径，mm； d：钢芯带中钢绳的直径，mm。(3) 对层芯带，滚筒直径为 （2-32）式中 其中较小值对应于的层数为36层，较大值对应的层数z6。表2-13 层芯带对滚筒要求的经验系数滚筒比压纵向拉伸强度N/(mm.层)10012

51、0200250300350400传动滚筒地面150160170180180190190200井下8090100110110120120125拉紧滚筒120130135145145150150160改向滚筒100110120125125135135140(4) 比压来考虑的公式 （2-33） 式中2.7拉紧装置的计算一般情况下，拉紧装置应布置在输送带力最小处。对于长度在300m以上的水平或坡度在5以下倾斜的输送机，拉紧装置应设置在靠近传动滚筒的无载分支上；对于距离较短的输送机和坡度在5以上的输送物料的输送机，拉紧装置多半设置在输送机尾部，尽量以尾部滚筒作为拉紧滚筒。常用的拉紧装置有:螺旋式拉紧装置、车式拉紧装置、垂直式拉紧装置钢丝绳绞筒式拉紧装置。下面简介一下车式拉紧装置的计算:2.7.1拉紧装置的行程拉紧装置行程即是拉紧滚筒的行程。它与输送机的长度、输送带的沿伸率和输送机的启动、制动方式等因素有关。在此，按下式计算 （2-34）式中： 表2-14