裝配圖帶式輸送機(jī),裝配,圖帶式,輸送 河南工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 前 言 帶式輸送機(jī)是一種輸送松散物料的主要設(shè)備，因其具有輸送能力大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資費(fèi)用相對(duì)較低及維護(hù)方便等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于港口、碼頭、冶金、熱電廠、焦化廠、露天礦和煤礦井下的物料輸送。隨著煤炭工業(yè)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，我國(guó)的帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)研究技術(shù)及帶式輸送機(jī)專業(yè)制造技術(shù)都已接近了國(guó)際水平，但與世界先進(jìn)工業(yè)國(guó)家比較仍存在一定差距，有待于進(jìn)一步努力。 目前，普通帶式運(yùn)輸機(jī)已經(jīng)在礦山得到了普遍的應(yīng)用。但由于目前形成系列化的帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸傾角一般在18°以下，使得帶式輸送機(jī)在生產(chǎn)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用收到一定范圍的限制。而近年來發(fā)展起來的各種大傾角帶式輸送機(jī)在露天、地下礦山以及其他場(chǎng)合的使用，都取得了較好的效果。而且大傾角帶式輸送機(jī)在提升高度相同的情況下，所占地面積和空間都比使用普通帶式輸送機(jī)少，并且具有常規(guī)帶式輸送機(jī)的所有特點(diǎn)，投資成本低，因而在生產(chǎn)運(yùn)輸中越來越受到重視，應(yīng)用前景十分廣闊。 大傾角帶式輸送機(jī)在各行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，充分顯示了其優(yōu)越性和經(jīng)濟(jì)性。在國(guó)外礦山運(yùn)輸應(yīng)用大傾角輸送機(jī)已相當(dāng)普遍，露天礦、地下礦、隧道工程豎井等均有用大傾角輸送機(jī)提升和垂直提升，應(yīng)用較多的是波狀擋邊輸送機(jī)和壓帶式輸送機(jī)，輸送能力也大。在國(guó)內(nèi)，由于深槽形帶式輸送機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低的特點(diǎn)，使其在礦山運(yùn)輸、礦井提升、煤礦井下輸送等場(chǎng)合有著廣闊的應(yīng)用前景。深槽形帶式輸送機(jī)深槽形帶式輸送機(jī)的傾角一般在30°以下，國(guó)內(nèi)的研制開發(fā)正處于發(fā)展階段，生產(chǎn)的機(jī)種有上下運(yùn)帶式輸送機(jī)，帶寬800 ～1 200 mm，運(yùn)量500 t/ h ，傾角18～28°。主要研制單位有沈陽起重運(yùn)輸機(jī)械廠、煤炭科學(xué)研究總院上海分院等單位。另外前蘇聯(lián)、美國(guó)、英國(guó)都有研制。 盡管目前正在應(yīng)用的各種大傾角運(yùn)輸機(jī)都存在各自的不足之處，然而作為一種新型運(yùn)輸設(shè)備，在其發(fā)展和應(yīng)用的初期存在一些問題，是可以想象的。作為一種集眾多優(yōu)點(diǎn)于一身的輸送設(shè)備，必將隨著某些技術(shù)問題的解決，而對(duì)礦山的開拓、生產(chǎn)以及礦石成本等方面產(chǎn)生積極的影響?？梢灶A(yù)見，大傾角帶式輸送機(jī)必將成為21世紀(jì)礦山運(yùn)輸設(shè)備的重要組成部分。 因此選擇“大傾角運(yùn)輸機(jī)選型設(shè)計(jì)”的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，可以培養(yǎng)即將走上工作崗位的機(jī)械專業(yè)畢業(yè)生應(yīng)具備的設(shè)計(jì)能力和經(jīng)驗(yàn)。另外作為一種還不是很成熟的產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)的過程中也可以發(fā)現(xiàn)一些問題，思考改進(jìn)的設(shè)計(jì)方案。 由于本人知識(shí)水平有限，并且缺乏設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。此設(shè)計(jì)說明書在內(nèi)容和形式上一定有許多缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，提出的產(chǎn)品改進(jìn)方案也不一定能應(yīng)用與實(shí)踐，因此老師給予批評(píng)指正。 1 緒論 帶式輸送機(jī)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(jī)械。其特點(diǎn)是承載物料的輸送帶也是傳遞動(dòng)力的牽引件，這與其他輸送機(jī)械有著顯著的區(qū)別。承載帶在托輥上運(yùn)行，也可用氣墊。磁墊代替托輥?zhàn)鳛闊o阻力支撐承載帶運(yùn)行。它在連續(xù)式輸送機(jī)械中是應(yīng)用最廣泛的一種，且以膠帶為主。 帶式輸送機(jī)按承載斷面可分為平形、槽形、雙槽形（壓帶式）、波紋檔邊斗式、波紋檔邊袋式、吊掛式圓管形、固定式和移動(dòng)式圓管形等8大類。 1.1 帶式輸送機(jī)概述 1.1.1 帶式輸送機(jī)的特點(diǎn) 帶式輸送機(jī)自1795年被發(fā)明以來，經(jīng)過兩個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，已被電力、冶金、煤炭、化工、礦山等各行各業(yè)廣泛采用。特別是第二次工業(yè)革命帶來了新材料、新技術(shù)的采用，使帶式輸送機(jī)的發(fā)展步入了一個(gè)新紀(jì)元。當(dāng)今，無論從輸送量、運(yùn)距、經(jīng)濟(jì)效益等各方面來衡量，它已經(jīng)可以同火車、汽車運(yùn)輸相抗衡，成為三足鼎立局面，并成為各國(guó)爭(zhēng)先發(fā)展的行業(yè)。它具有一下特點(diǎn)： （1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)由傳動(dòng)滾筒、改向滾筒、托輥或無輥式部件、驅(qū)動(dòng)裝置、輸送帶等幾大件組成，僅有十多種部件，能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，并可按需要進(jìn)行組合裝配、結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單。 （2）輸送物料范圍廣泛。帶式輸送機(jī)的輸送帶具有抗磨、耐酸堿、耐油、阻燃等各種性能，并耐高、低溫，可按需要進(jìn)行制造，因而能輸送各種散料、塊料、化學(xué)品、生熟料和混凝土。 （3）輸送量大。運(yùn)量可從每小時(shí)幾公斤到幾千噸，而且是連續(xù)不間斷運(yùn)送，這是火車、汽車運(yùn)輸望塵莫及的。 （4）運(yùn)距長(zhǎng)。單機(jī)長(zhǎng)度可達(dá)十幾公里一條，在國(guó)外已十分普及，中間無需任何轉(zhuǎn)載點(diǎn)。德國(guó)單機(jī)60公里一條已經(jīng)出現(xiàn)。越野的帶式輸送機(jī)常使用中間摩擦驅(qū)動(dòng)方式，使輸送長(zhǎng)度不受輸送帶強(qiáng)度的限制。 （5）對(duì)線路適應(yīng)性強(qiáng)?，F(xiàn)在的帶式輸送機(jī)在越野敷設(shè)時(shí)，已從槽形發(fā)展到圓管形，它可在水平及垂直面上轉(zhuǎn)彎，打破了槽形帶式輸送機(jī)不能轉(zhuǎn)彎的限制，因而能依山靠水，沿地形而走，可節(jié)省大量修隧道、橋梁的基建投資。 （6）裝卸料十分方便。帶式輸送機(jī)可根據(jù)工藝流程需要，可在任何點(diǎn)上進(jìn)行裝、卸料，圓管式帶式輸送機(jī)也是如此。還可以在回程段上裝、卸料，進(jìn)行方向運(yùn)輸。 （7）可靠性高。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)部件自重輕，只要輸送帶不被撕破，壽命可長(zhǎng)達(dá)十年之久，而金屬結(jié)構(gòu)部件，只要防銹好，幾十年也不壞。 （8）營(yíng)運(yùn)費(fèi)低廉。帶式輸送機(jī)的磨損件僅為托輥和滾筒，輸送帶壽命長(zhǎng)，自動(dòng)化程度高，使用人員很少，平均每公里不到1人，消耗的機(jī)油和電力也很少。 （9）基建投資省?；疖?、汽車輸送的坡度都太小，因而延長(zhǎng)米大，修建的路基長(zhǎng)。而帶式輸送機(jī)一般可在20°以上，如用圓管式90°都能上去，又能水平轉(zhuǎn)彎，大大節(jié)省了基建投資。另外，通過合理設(shè)計(jì)也可大量節(jié)約基建投資?，F(xiàn)國(guó)外帶式輸送機(jī)每公里成本費(fèi)為100萬～300萬美元，國(guó)內(nèi)為人民幣500萬元，其中輸送帶占整機(jī)成本的30％～50％。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，輸送帶成本將進(jìn)一步下降。 （10）能耗低、效率高。由于運(yùn)動(dòng)部件自重輕，無效運(yùn)量少，在所有連續(xù)式和非連續(xù)式運(yùn)輸中，帶式輸送機(jī)耗能最低、效率最高。 （11）維修費(fèi)少。帶式輸送機(jī)運(yùn)動(dòng)部件僅是托輥和滾筒。輸送帶又十分耐磨。相比之下，火車、汽車磨損部件要多得多，且更換磨損件也較為頻繁。 （12）應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，市場(chǎng)巨大。根據(jù)調(diào)查，我國(guó)現(xiàn)有帶式輸送機(jī)約200萬臺(tái)，其中，鍋爐上媒約40萬臺(tái)；煤礦120萬臺(tái)；火力發(fā)電廠167座，每廠約3km，折合1萬臺(tái)；建材廠和水泥廠6千個(gè)，平均每廠50臺(tái)，共計(jì)30萬臺(tái)；港口碼頭約1萬臺(tái)，不包括卸船機(jī)和散貨裝船機(jī)等。而當(dāng)作環(huán)保機(jī)械的圓管式帶式輸送機(jī)在火力發(fā)電廠中的除灰系統(tǒng)的潛力更大。 綜上所述，帶式輸送機(jī)的優(yōu)越性已十分明顯，它是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。加之國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)現(xiàn)，又大大縮短了帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)、開發(fā)、制造、銷售的周期，使他更加具有競(jìng)爭(zhēng)力。 1.1.2帶式輸送機(jī)的經(jīng)濟(jì)效益比較 如上所述，帶式輸送機(jī)的市場(chǎng)是廣闊的，它的各種經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)如表1－1～表1－4所示： 表1－1 中國(guó)鐵路、公路和帶式輸送機(jī)運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性比較表 項(xiàng) 目 平均坡度/（°） 基建費(fèi) 經(jīng)營(yíng)費(fèi) 能耗指標(biāo) /（萬元·m－1） 倍數(shù) /（萬元·（t·m）－1） 倍數(shù) /（kw·h·（t·m）－1） 倍數(shù) 鐵路運(yùn)輸 2 4～5 9 0.00526 6 0.013 7 公路運(yùn)輸 4～6 0.6～1.4 3 0.01145 12 0.0054 3 帶式輸送機(jī)運(yùn)輸 15～90 0.4～0.75 1 0.00093 1 0.00187 1　 注：根據(jù)鞍山礦山設(shè)計(jì)院1986年的調(diào)查結(jié)果 表1－2 德國(guó)槽形帶式輸送機(jī)和鐵路、卡車、有軌電車基建費(fèi)比較表 項(xiàng)目 槽形帶式機(jī) 鐵路 有軌電車 卡車 從礦山到港口距離/km 10.46 23.5 10.46 17.38 每噸公里運(yùn)費(fèi)/萬元 1.0 0.58 2.29 1.30 每噸的相對(duì)運(yùn)費(fèi)/萬元 1.0 1.30 0.81 0.79 相對(duì)基建投資比例 1.0 1.13 0.81 0.97 注：《燃化通訊》，1897年 表1－3 德國(guó)卡車和帶式輸送機(jī)設(shè)備投資和運(yùn)費(fèi)比較表 距離/km 帶式輸送機(jī)設(shè)備投資費(fèi)用/萬元 卡車設(shè)備投資費(fèi)用/萬元 帶式輸送機(jī)運(yùn)費(fèi)/（元·（t·km）－1） 卡車運(yùn)費(fèi)/（元·（t·km）－1） 2 1319.5 2334.5 0.4572 1.827 4 1928.5 2740.5 0.3243 1.015 6 2537.5 3004.4 0.2796 0.7511 8 3146.5 3288.6 0.2436 0.6293 10 3791.1 3451.0 0.2274 0.5481 注：《燃化通訊》，1897年 表1－4 中國(guó)山西鋁廠龍門山石灰石礦帶式輸送機(jī)與電機(jī)車、卡車運(yùn)輸方案比較表 運(yùn)輸方式 運(yùn)距/km 1988年預(yù)算/（元·t－1） 1988年成本/（元·t－1） 年運(yùn)費(fèi)/萬元 帶式輸送機(jī)（鋼芯膠帶） 1.2 0.275 0.8 140 電機(jī)車方案 1.1 0.305 0.9 195 卡車方案 1.2 2.4 3.0 600 注：《連續(xù)輸送技術(shù)》，1987年第3期 由上表數(shù)據(jù)可以看出，在相同運(yùn)輸條件下，使用帶式輸送機(jī)作為運(yùn)輸工具成本最低、運(yùn)費(fèi)最省、經(jīng)濟(jì)效益最高。 1.1.3帶式輸送機(jī)的分類 按外形分，帶式輸送機(jī)可分為： （1）平形和槽形帶式輸送機(jī)。我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)是DTⅡ和TD75型帶式輸送機(jī)，有固定式和移動(dòng)式兩大類。越野式的帶式輸送機(jī)又分為直線型和彎曲型兩大類，槽形帶式輸送機(jī)如圖1－1所示。 圖1－1 槽形帶式輸送機(jī) 1——頭部漏斗；2——機(jī)架；3——頭部清掃器；4——傳動(dòng)滾筒；5——防跑偏安全裝置或調(diào)心托輥；6——輸送帶；7——承載托輥；8——緩沖托輥；9——導(dǎo)料槽；10——改向滾筒；11——螺旋拉緊裝置；12——尾架；13——空段清掃器；14——回程托輥；15——中間架；16——電動(dòng)機(jī)；17——液力耦合器；18——制動(dòng)器；19——減速器；20——聯(lián)軸器 （2）夾帶式帶式輸送機(jī)。該機(jī)實(shí)際上是兩個(gè)槽形帶式輸送機(jī)相扣在一起，即在普通槽形帶輸送機(jī)再加上一條壓帶，各有一套驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，或者各用一套。壓帶可使用泡沫塑料帶、繩帶和橡膠帶輸送帶。一般可達(dá)到大傾角和垂直提升90°提升的需要。夾帶式帶式輸送機(jī)如圖1－2所示。 圖1－2 夾帶式帶式輸送機(jī) 1——加料斗；2——壓帶；3——壓帶的驅(qū)動(dòng)滾筒； 4——承載帶的驅(qū)動(dòng)滾筒；5——機(jī)尾滾筒 （3）波紋檔邊斗式輸送機(jī)。在平形橡膠帶上再冷粘或硫化上波紋檔邊在兩邊，中間隔一段用橡膠隔板分開成斗形。在轉(zhuǎn)彎處用壓輪壓住波紋檔邊外緣，它能垂直提升，適用于散料干料，如料濕便會(huì)卸不干凈，故機(jī)頭處裝有振打器。波紋檔邊斗式輸送機(jī)如圖1－3所示。 （4）波紋檔邊袋式輸送機(jī)。實(shí)際上是用許多橡膠袋串連在一起，袋口向內(nèi)翻，外形如波紋檔邊輸送機(jī)。波紋檔邊袋式輸送機(jī)如圖1－4所示。 （5）吊裝式蛋管形帶式輸送機(jī)。物料裝入輸送帶后，輸送帶兩邊合攏成立式橢圓形，將輸送帶兩邊吊掛于小滑車上，滑車裝在工字縱梁上，用鋼絲繩牽引滑車拖動(dòng)輸送帶運(yùn)動(dòng)，在機(jī)頭和機(jī)尾處均設(shè)有大轉(zhuǎn)盤，使輸送帶打開或合攏，有如上山纜車裝置。驅(qū)動(dòng)裝置液裝在機(jī)頭。由于使用滑車和工字鋼，造價(jià)昂貴，沿途還要設(shè)立立柱以便吊掛工字鋼縱梁。 吊裝式蛋管形帶式輸送機(jī)的缺點(diǎn)是滑車間距太長(zhǎng)，輸送帶會(huì)合不攏，一般間距在1m左右。驅(qū)動(dòng)裝置也過于復(fù)雜。輸送帶邊緣帶有凸緣，有平行合攏和上下錯(cuò)開合攏兩種結(jié)構(gòu)。合攏后輸送帶成蛋圓形。采用吊掛式的缺點(diǎn)是爬坡小于30°，物料同輸送帶的摩擦系數(shù)越小，爬坡度越低；而且裝料不能超過50％，運(yùn)輸量較低。 圖1—3 波紋檔邊斗式輸送機(jī) 1——驅(qū)動(dòng)裝置；2——平托輥；3——波紋檔邊輸送帶； 4——轉(zhuǎn)彎托輥；5——轉(zhuǎn)彎壓輪；6——承載帶托輥； 7——機(jī)尾滾筒；8——回程帶改向滾筒；9——平托輥； 10——回程帶轉(zhuǎn)彎滾筒 11——振打器 圖1—4波紋檔邊袋式輸送機(jī) 1——活動(dòng)斗；2——鋼絲繩；3——改向滾筒； 4——機(jī)頭傳動(dòng)滾筒；5——機(jī)尾滾筒 （6）固定式圓管形帶式輸送機(jī)。該機(jī)輸送帶卷成圓管形運(yùn)料，可在托輥上運(yùn)行，也可在磁輥上運(yùn)行，所以成為固定式。托輥成六角形安裝，有的用6個(gè)，有的用4個(gè)、3個(gè)，而我國(guó)一般只用2個(gè)托輥承載。 將物料裝入帶中，輸送帶逐漸被卷成圓管形，猶如一跟管線，它可以水平轉(zhuǎn)彎、垂直轉(zhuǎn)彎和做三維方向路線變化。當(dāng)卸料時(shí)，輸送帶又打開成平形，卸完料又卷成圓形返回機(jī)尾。中國(guó)式的是輸送帶以平形狀返回，并能90°垂直提升。目前國(guó)外尚未達(dá)到實(shí)用水平。 自然，將輸送帶卷成類似的幾何形狀，如三角形、扁圓形、方形均屬此類。它是當(dāng)代帶式輸送機(jī)的發(fā)展方向。 按驅(qū)動(dòng)方式分，帶式輸送機(jī)又可分為三大類： （1）有輥式，輸送帶全由托輥支撐運(yùn)轉(zhuǎn)。 （2）無輥式。輸送帶靠氣墊、磁墊、水墊支撐運(yùn)轉(zhuǎn)。無輥式?jīng)]有有輥式的阻力，但它們都要有傳動(dòng)滾筒耐驅(qū)動(dòng)。20世紀(jì)70年代中期出現(xiàn)了中間摩擦驅(qū)動(dòng)方式，即在帶式輸送機(jī)中部再加若干個(gè)短帶式輸送機(jī)，靠輸送帶之間的摩擦力驅(qū)動(dòng)輸送帶運(yùn)轉(zhuǎn)，因而承載帶的拉力被幾臺(tái)中間摩擦驅(qū)動(dòng)機(jī)分擔(dān)，但仍要托輥支撐。 （3）直線驅(qū)動(dòng)方式，將電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)變?yōu)橹本€電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，轉(zhuǎn)子線圈放在帶內(nèi)，釘子線圈放在帶外，當(dāng)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輸送帶也就運(yùn)轉(zhuǎn)了。 1.2 大傾角帶式輸送機(jī)綜述 普通帶式輸送機(jī)一般只能在傾角18°以下的坡度條件下輸送物料，而大傾角帶式輸送機(jī)是在普通帶式輸送機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種輸送機(jī)械，以實(shí)現(xiàn)在大傾角、長(zhǎng)距離條件下的物料輸送，從而充分發(fā)揮運(yùn)輸設(shè)備的功能。 1.2.1 大傾角帶式輸送機(jī)的幾種結(jié)構(gòu)型式 （1）采用花紋輸送帶的大傾角帶式輸送機(jī) 采用花紋輸送帶可在一定范圍內(nèi)增大物料的輸送角度。有波浪形、棱錐形、魚骨形、人字凸臺(tái)形、圓凹坑形等花紋，花紋的高度（或凹坑的深度）為5～40mm。 圖1－5 具有肋條的輸送帶 1——輸送帶；2——物料 圖1－5是美國(guó)生產(chǎn)的一種供輸送成件物料用的具有橫向尖頂肋條的輸送帶，肋條的大小及剛度恰好使肋條在物料的作用下向后彎曲，肋條頂部靠其后面相鄰的一個(gè)肋條底部支住，肋條頂部為120°的等腰三角形，所以貨物始終被支撐在肋條的邊棱，即使貨物很輕也是如此。 花紋帶式輸送機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是可以采用標(biāo)準(zhǔn)的系列設(shè)備，輸送能力大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用可靠，輸送傾角可比光面輸送帶高10°～20°。技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析表明，它的長(zhǎng)度與費(fèi)用比通用輸送機(jī)減少16％～20％。運(yùn)輸具有中等濕度的物料時(shí)，可采用振動(dòng)式清掃裝置或用卡普隆線制的回轉(zhuǎn)刷清掃，當(dāng)輸送潮濕或粘性物料時(shí)，可采用水力清洗法。工業(yè)試驗(yàn)和理論研究結(jié)果證明，在輸送傾角不太大時(shí)，選擇合理的清掃裝置，使用花紋帶式輸送機(jī)運(yùn)輸成件物品、細(xì)?；蛩缮⒇浳?，效益是顯著的。 （2）具有橫隔板輸送帶的大傾角帶式輸送機(jī) 有橫隔板的輸送帶分3種結(jié)構(gòu)型式：可拆卸橫隔板輸送帶（圖1－6a）、固定橫隔板輸送帶（圖1－6b）、有橫隔板和側(cè)檔邊輸送帶（圖1－7）。 （a）可拆橫隔板輸送帶 （b）固定橫隔板輸送帶 圖1－6 有橫隔板輸送帶 圖1－7 有橫隔板和側(cè)檔邊輸送帶 1——橫隔板；2——波形檔邊；3——導(dǎo)向邊 可拆卸橫隔板一般采用機(jī)械方法固定，其優(yōu)點(diǎn)是橫隔板損壞或磨損后可以更換，也可調(diào)節(jié)橫隔板間距。一般橫隔板的高度為50～300mm。輸送傾角可提高到60°～70°。 輸送帶上面的橫隔板可以做成馬蹄形支撐件（圖1－8），用硫化方法將其兩端固定到輸送帶的側(cè)邊，代替橫隔板。當(dāng)輸送帶形成梯形時(shí)，馬蹄形支撐件在輸送帶上無縫隙，但需將輸送帶空載分之翻轉(zhuǎn)180°，以使輸送帶能夠在普通托輥上運(yùn)行。 圖1－8 馬蹄形橫隔板輸送帶 1——輸送帶；2——橫隔板 在實(shí)際應(yīng)用中都力求采用普通標(biāo)準(zhǔn)輸送帶配以橫隔板，在空載分支上配置特殊托輥，以避免輸送帶翻轉(zhuǎn)長(zhǎng)度的限制，另一方面使輸送帶磨損增大，由三輥式托輥組支承的大傾角輸送機(jī)就是其中一種。輸送帶的橫隔板在承載分支上靠隔板本身向輸送帶中部彼此搭接，輸送帶空載分支沿著圓盤形的托輥運(yùn)行，而橫隔板在圓盤之間通過（圖1－9a）。也可采用從一個(gè)表面轉(zhuǎn)到另一個(gè)表面的鉸接橫隔板（圖1－9b），這種隔板用專門的鉸鏈與輸送帶側(cè)邊聯(lián)接，當(dāng)輸送帶運(yùn)行時(shí)，靠橫向?qū)к墝M隔板轉(zhuǎn)到空載分支的上面，輸送帶的空載分支即可沿著普通托輥運(yùn)行。 圖1－9a 圖1－9b 圖1－9 具有橫隔板的大傾角輸送機(jī)承載分支與空載分支的布置 具有橫隔板和側(cè)檔邊的大傾角輸送機(jī)，輸送傾角能達(dá)到60°，當(dāng)輸送粉塵物料時(shí)，該輸送機(jī)最大傾角可達(dá)70°～75°。采用通用帶式輸送設(shè)備，僅用具有側(cè)檔邊的輸送帶代替普通輸送帶，輸送能力提高0.5～1倍，輸送機(jī)總投資費(fèi)用減少40％，經(jīng)濟(jì)效益顯著。缺點(diǎn)是輸送帶清掃困難，不宜運(yùn)輸粘性物料。 （3）采用大槽角的大傾角帶式輸送機(jī) 大槽角提高輸送傾角的原理是：輸送帶形成深槽形，輸送帶與物料之間產(chǎn)生擠壓，使物料對(duì)輸送帶的摩擦力增大。有3種結(jié)構(gòu)型式：①輸送帶呈U形（圖1－10a），輸送帶中間布置加強(qiáng)索；②幾組托輥將輸送帶托起形成深槽形（圖1－10b）；③采用特殊托輥組（圖1－10c）使輸送帶與物料之間產(chǎn)生擠壓，使物料對(duì)輸送帶的摩擦力增大。 （a）U形膠帶 （b）深槽托輥組 （c）特殊托輥組 圖1－10 大槽角帶式輸送機(jī)3種結(jié)構(gòu)形式 以上幾種深槽形帶式輸送機(jī)可用于輸送細(xì)塊和中塊散狀物料（塊度在300mm以下），輸送傾角為25°～30°。其優(yōu)點(diǎn)在于：①結(jié)構(gòu)比其它大傾角輸送機(jī)簡(jiǎn)單，用普通輸送機(jī)的通用部件；②適宜于多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，可用普通輸送帶，在傾角不太大時(shí)，這種輸送機(jī)很有發(fā)展前途；③由于槽形角太大，貨載橫截面積大，因此在相同寬和相同帶速下輸送能力增大。 國(guó)外還有一種“拉卷”帶式輸送機(jī)，采用特殊編織結(jié)構(gòu)帶芯輸送帶，帶受拉力時(shí)兩邊上卷，將物料包起，最大輸送傾角可超過31°。 （4）管形大傾角帶式輸送機(jī) 管形帶式輸送機(jī)是在槽形帶式輸送機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型輸送設(shè)備，其工作原理是：物料受卷成管狀的輸送帶側(cè)壓力作用，物料與輸送帶間的摩擦力增加，實(shí)現(xiàn)大傾角輸送，其輸送傾角達(dá)27°～47°；如果輸送帶上有花紋或凸臺(tái)，則輸送傾角可達(dá)60°以上。 管形帶式輸送機(jī)有4種結(jié)構(gòu)形式：①吊掛托輥式管形帶式輸送機(jī)；②滑車夾鉤式管形帶式輸送機(jī)；③導(dǎo)軌式管形帶式輸送機(jī)；④圓管帶式輸送機(jī)。 （5）壓帶式大傾角帶式輸送機(jī) 所謂壓帶式輸送機(jī)就是將物料夾在兩條輸送帶之間，隨輸送帶一起輸送。這種帶式輸送機(jī)是英國(guó)首先研制成功的，最大的特點(diǎn)就是輸送能力不隨傾角變化，輸送物料的最大傾角可達(dá)90°。物料在全封閉狀態(tài)下輸送，無落料和粉塵飛揚(yáng)，所以容易實(shí)現(xiàn)高速輸送。 按承載帶與覆蓋帶的纏繞形式可分為2種：并環(huán)式纏繞和套環(huán)式纏繞。 按結(jié)構(gòu)可分為5種：①自重壓帶式；②刮簾壓帶式；③加載壓帶式；④張緊環(huán)壓帶式；⑤夾邊壓帶式。 1.2.2 發(fā)展趨勢(shì) （1）由于大傾角帶式輸送機(jī)擴(kuò)大了帶式輸送機(jī)的使用范圍，使普通帶式輸送機(jī)行不通的地方成為可能。應(yīng)用大傾角帶式輸送機(jī)，可以減少占地面積及工程量，節(jié)約投資及運(yùn)行費(fèi)用，所以今后將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。 （2）對(duì)于傾角不太大的場(chǎng)所，應(yīng)盡量選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造及清掃的花紋輸送帶（如波浪形，人字凸臺(tái)形等）。 （3）輸送對(duì)于輸送帶磨損較小的較軟物料或塊度均勻、非尖銳硬物，宜選大槽角帶式輸送機(jī)。 （4）輸送對(duì)環(huán)境污染較嚴(yán)重的物料（如散狀水泥，干粉煤灰）或傾角較大的轉(zhuǎn)彎運(yùn)輸，宜選用圓管形帶式輸送機(jī)。 （5）對(duì)于超過50°或接近于90°的特大傾角輸送，尤其是塊度不太大的物料（如糧食、洗精煤等），壓帶式輸送機(jī)是一種很好的機(jī)型。 1.3 課題的提出與意義 大傾角帶式輸送機(jī)在提升高度相同的情況下，所占地面和空間少，并且具有常規(guī)帶式輸送機(jī)的所有特點(diǎn)，投資成本低，因而在生產(chǎn)運(yùn)輸中越來越受到重視。 隨著我國(guó)高產(chǎn)高效礦井的出現(xiàn), 原有的普通帶式輸送已不能滿足高產(chǎn)高效的要求, 必須向長(zhǎng)距離、高帶速、大運(yùn)量、大功率、大傾角的大型化方向發(fā)展。為適應(yīng)這種需要，我的設(shè)計(jì)題目為《大傾角帶式輸送機(jī)選型設(shè)計(jì)》，根據(jù)山西省襄垣縣輝坡煤礦的生產(chǎn)實(shí)際要求，設(shè)計(jì)一條傾角為21°的主斜井帶式輸送機(jī)。雖然21°傾角的帶式輸送機(jī)在大傾角帶式輸送機(jī)領(lǐng)域仍然屬于傾角比較低的范圍，但目前18°到25°傾角范圍的輸送機(jī)在煤礦還是應(yīng)用很普遍的。另外我國(guó)18°以上傾角的帶式輸送機(jī)的研制開發(fā)還正處于發(fā)展階段，存在各種的問題也還很多，因此進(jìn)行大傾角帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)，不僅可以將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，培養(yǎng)將來作為技術(shù)人員應(yīng)具備的基本設(shè)計(jì)能力。還能在設(shè)計(jì)的過程種思考解決目前存在問題的一些辦法。 1.4 課題的主要內(nèi)容 本課題的主要內(nèi)容是完成21°大傾角帶式輸送機(jī)的的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中，根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際要求，確定帶式輸送機(jī)的型式，完成把各部件的選用設(shè)計(jì)以及必要部件的校核。最后，將它們轉(zhuǎn)化成為能夠指導(dǎo)制造、裝配、安裝、調(diào)試、使用和維護(hù)用的設(shè)計(jì)圖紙及說明書等技術(shù)文件。 主要原始資料見表1－5 表1－5 山西省襄垣縣輝坡煤礦主斜井帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)要求 工作環(huán)境 井下 輸送量 Q＝200T 貨載 原煤 物料密度 r＝1.01t/m3 物料塊度 0～250mm 傾角 21° 輸送長(zhǎng)度 L＝600m 帶寬要求 B＝800mm 注：該表由焦作市新立康輸送機(jī)械有限公司提供 由該表所提供的數(shù)據(jù)，決定采用深槽形帶式輸送機(jī)。深槽形帶式輸送機(jī)與其他輸送機(jī)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)比其他大傾角輸送機(jī)簡(jiǎn)單，用普通輸送機(jī)的通用部件；（2）適宜于多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，可用普通輸送帶。因此在傾角不太大時(shí)（18°到28°之間），這種帶式輸送機(jī)成本低、使用方便。 2 帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算 2.1 驅(qū)動(dòng)形式的確定 電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器、減速器帶動(dòng)傳動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)或其他驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，借助于滾筒或其他驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶運(yùn)動(dòng)。帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式按驅(qū)動(dòng)裝置的位置可分成單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式和多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式兩種。 通用固定式輸送帶輸送機(jī)多采用單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式，即驅(qū)動(dòng)裝置集中的安裝在輸送機(jī)長(zhǎng)度上的某一個(gè)位置處，一般放在機(jī)頭處。 單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式按傳動(dòng)滾筒的數(shù)目分，可分為單滾筒驅(qū)動(dòng)和雙滾筒驅(qū)動(dòng)。對(duì)每個(gè)滾筒的驅(qū)動(dòng)又可分為單電機(jī)驅(qū)動(dòng)和多電機(jī)驅(qū)動(dòng)。 單滾筒、單電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式最簡(jiǎn)單，在考慮驅(qū)動(dòng)方式時(shí)應(yīng)該是首選方式。對(duì)于長(zhǎng)距離運(yùn)輸一般采用多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式。 圖2－1 雙滾筒驅(qū)動(dòng)示意圖 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求，由于運(yùn)距不太長(zhǎng)（小于1000m），因此初步選定采用單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式。由于是煤礦井下向上運(yùn)輸，為保證發(fā)生意外停機(jī)時(shí)，傾瀉下來的物料不會(huì)堆積在輸送帶的驅(qū)動(dòng)裝置部分，必須要求驅(qū)動(dòng)裝置安裝在機(jī)頭部。另外由于本機(jī)要求運(yùn)量不高，為節(jié)省投資，初選單電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式。但由于輸送傾角較大，為保證必要的驅(qū)動(dòng)力，初選雙滾筒的驅(qū)動(dòng)方式。 因此在本設(shè)計(jì)中，初步選定在機(jī)頭部采用雙滾筒單點(diǎn)單電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求，輸送機(jī)的布置如圖2－1所示。 2.2 運(yùn)行阻力與逐點(diǎn)張力計(jì)算法 輸送帶的張力包括有拉緊裝置所形成的初張力，克服各種阻力所需要的張力及由動(dòng)載荷所產(chǎn)生的張力。 2.2.1 輸送帶運(yùn)行阻力 運(yùn)行阻力分為直線段、曲線段及其他附加阻力，現(xiàn)分別敘述： （1）直線段運(yùn)行阻力 如圖2－2所示，運(yùn)行阻力包括兩部分，一部分是摩擦阻力；一部分是由下滑力(自重分力)引起的阻力。由摩擦力引起的阻力總是為正，但由下滑力引起的阻力在此段輸送帶向上運(yùn)行時(shí)為正，向下為負(fù)。 圖2-2 運(yùn)行阻力計(jì)算示意圖 承載段(或稱為重段)運(yùn)行阻力為 因?yàn)? 所以 （2-1） 式中 （2-2） 當(dāng)承載段向上運(yùn)行時(shí)，下滑力為正；向下運(yùn)行時(shí)，下滑力為 負(fù)。 同樣，輸送帶回空段阻力為 （2-3） 式中 （2-4） 當(dāng)承載段向上運(yùn)行時(shí)，回空段是向下運(yùn)行的。此時(shí)，回空段向下滑力為負(fù)；反之，回空段的下滑力為正。 托輥?zhàn)枇ο禂?shù)主要由實(shí)驗(yàn)來確定，查表2－1可得。 工作條件 平行托輥 槽型托輥 室內(nèi)清潔、干燥、無磨損性塵土 0.018 0.02 空氣濕度、溫度正常，有少量磨損性塵土 0.025 0.03 室外工作，有大量磨損性塵土 0.035 0.04 表2－1 常用的托輥?zhàn)枇ο禂?shù) 近年來，對(duì)于托輥?zhàn)枇M(jìn)行了許多理論與試驗(yàn)的研究工作。研究結(jié)果表明，托輥的運(yùn)行阻力主要包括托輥的轉(zhuǎn)動(dòng)阻力及擠壓阻力等。擠壓阻力又包括物料碰擊阻力，輸送帶反復(fù)彎曲阻力及壓陷滾動(dòng)阻力。 托輥的轉(zhuǎn)動(dòng)阻力是由托輥軸承及其密封所產(chǎn)生的阻力，大小取決于托輥的結(jié)構(gòu)。而擠壓阻力則與輸送帶的張力的大小有關(guān)。 實(shí)驗(yàn)表明，轉(zhuǎn)動(dòng)阻力與擠壓阻力相比，擠壓阻力要比轉(zhuǎn)動(dòng)阻力大的多，而在擠壓阻力中，壓陷滾動(dòng)阻力占比重最大，物料碰擊阻力與反復(fù)彎曲阻力隨著輸送帶張力增大而降低。 （2）曲線段運(yùn)行阻力 1.改向滾筒上的阻力 這種阻力由軸承摩擦阻力以及牽引機(jī)構(gòu)繞入與繞出滾筒時(shí)的僵性阻力組成。 ①軸承摩擦阻力 克服軸承支撐面上的摩擦折算到滾筒圓周的力為 （2－5） 式中 在計(jì)算正壓力時(shí)，可近似認(rèn)為繞入和繞出滾筒時(shí)，輸送帶張力均為S。 （2－6） 于是有 （2－7） 式中 ②僵性阻力 在輸送帶繞入與繞出滾筒時(shí)所產(chǎn)生的僵性阻力為 （2－8） 式中 于是，克服以上兩種阻力所需要的圓周力為 （2－9） 用表示分力點(diǎn)張力系數(shù)，則 （2－10） 改向滾筒與輸送帶的分離點(diǎn)的張力是相遇點(diǎn)張力的倍，即 （2－11） 式中 傳動(dòng)系數(shù)見表2－2 軸承類型 近90°圍包角 近180°圍包角 滑動(dòng)軸承 1.03~1.04 1.05~1.06 滾動(dòng)軸承 1.02~1.03 1.04~1.05 表2－2 分離點(diǎn)張力系數(shù)表 (3)其他阻力 其他阻力包括受料區(qū)物料與輸送帶間的慣性阻力、犁式卸料器摩擦阻力和清掃器摩擦 力等.這些阻力在長(zhǎng)距離運(yùn)輸機(jī)的阻力計(jì)算中可忽略。本設(shè)計(jì)中運(yùn)輸距離600m屬于長(zhǎng)距離范圍，故其他阻力不再考慮。 2.2.2 逐點(diǎn)張力計(jì)算法 在討論輸送帶的各段阻力計(jì)算方法后，需進(jìn)一步確定輸送帶各點(diǎn)張力，輸送帶沿縱向長(zhǎng)度方向上各點(diǎn)的張力是不同的，但不需要計(jì)算出各點(diǎn)的張力，只要計(jì)算一些特殊點(diǎn)的張力即可。最明顯的是要找出最大與最小張力點(diǎn)，最小張力點(diǎn)必須要能保證輸送帶在兩組托輥間的懸垂度不能太大，用最大張力點(diǎn)的張力來確定輸送帶的縱向拉伸強(qiáng)度。計(jì)算各點(diǎn)特殊點(diǎn)張力的方法叫做逐點(diǎn)計(jì)算法。如圖2－3所示： 圖2－3 逐點(diǎn)張力計(jì)算法示意圖 （1）逐點(diǎn)計(jì)算法要點(diǎn) ①按輸送帶運(yùn)行的方向定出一些特殊點(diǎn)，一般從主動(dòng)滾筒的分離點(diǎn)開始，如圖2－3中1點(diǎn)，即是傳動(dòng)滾筒與輸送帶的分離點(diǎn)，張力用S來表示，此時(shí) 。 ②特殊點(diǎn)。特殊點(diǎn)是指各滾筒的分離點(diǎn)與相遇點(diǎn)，曲線段的進(jìn)、出點(diǎn)，直線摩擦驅(qū)動(dòng)的相遇點(diǎn)與分離點(diǎn)，裝載位置的起點(diǎn)與終點(diǎn)等。圖2－3中的1、2、3、4、5、6、7點(diǎn)，在這兒是以滾筒的相遇點(diǎn)和分離點(diǎn)來取的，其中2點(diǎn)處的滾筒，對(duì)輸送帶與滾筒的圍包角較小，故可認(rèn)為是一點(diǎn)，也就是說，在此，2點(diǎn)處滾筒對(duì)輸送帶的運(yùn)行阻力可不計(jì)。要注意到的是，各點(diǎn)的序號(hào)是按輸送帶的運(yùn)行方向依次來定的，此順序不能打亂。 ③在上述的規(guī)定下，就有后點(diǎn)(從順序上來講)的張力，等于其前一點(diǎn)的張力加上此兩點(diǎn)間運(yùn)行阻力的代數(shù)和，表達(dá)即 （2－12） 式中 用式（2－12），可逐點(diǎn)寫出各點(diǎn)的張力表達(dá)式 （2－13） 由上式可知，最后可得到間的關(guān)系式，且均為未知數(shù)，再有一個(gè)關(guān)系式才能求解。 ④按摩擦傳動(dòng)件找出的關(guān)系， 因?yàn)? 所以 （2－14） 在具體計(jì)算中要求 式中 n——摩擦力備用系數(shù)，一般n=1.15～1.2； μ——輸送帶與傳動(dòng)滾筒的摩擦系數(shù)，按表2－3選??； θ——輸送帶與兩個(gè)滾筒的圍包角之和。 接觸面類型 光面、潮濕 光面、干燥 膠面、潮濕 膠面、干燥 橡膠接觸面 0.2 0.25 0.35 0.4 塑料接觸面 0.15 0.17 0.25 0.3 表2－3 摩擦系數(shù)μ表 聯(lián)立式2－13與式2－14，可求出之值。同時(shí)可算出其他各點(diǎn)的張力，這些張力值可保證輸送帶工作時(shí)不打滑。 ⑤用承載段與回空處各最小的張力點(diǎn)，驗(yàn)算此處張力是否滿足懸垂度條件，如果不滿足，就要用懸垂度條件重新確定最小張力再依次點(diǎn)處的張力。再依次計(jì)算其他各點(diǎn)張力后，再用摩擦條件來驗(yàn)算，直到④、⑤兩條件均滿足為止。 當(dāng)然應(yīng)先找出最小張力點(diǎn)的位置，在計(jì)算中，因F2-3段阻力在β較較大時(shí)很可能為負(fù)，此時(shí)最小張力點(diǎn)在3點(diǎn)上，但若β角較小和F2-3段阻力均為正時(shí)，顯然，回空段的分離點(diǎn)的張力為最小張力點(diǎn)。承載段的最小張力在4點(diǎn)，如果回空段最小張力點(diǎn)在分離點(diǎn)，可用此點(diǎn)的摩擦條件先定分離點(diǎn)的張力，最后用懸垂度條件來驗(yàn)算；若回空段的最小張力點(diǎn)在3點(diǎn)，則可用承載段的最小張力點(diǎn)4處的懸垂條件確定4點(diǎn)的張力，計(jì)算各點(diǎn)張力后，最后用摩擦條件來驗(yàn)算。 （2）輸送帶的懸垂度條件 為保證輸送帶運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)和物流的穩(wěn)定，承載段與回空段輸送帶的懸垂度的最大值均為托輥組間距的千分之二十五。承載段滿足最大允許懸垂度的最小張力為 式中 把值代入上式，可求得: （2－15） 同理，可求得回空段輸送帶的最小張力為 （2－16） 式中 ——回空段兩托輥間距，m。 2.3 運(yùn)行阻力的計(jì)算 由分離點(diǎn)起，依次將特殊點(diǎn)設(shè)為1，2，3，……一直到相遇點(diǎn)為7點(diǎn)，如圖 2－1中所示。 計(jì)算運(yùn)行阻力時(shí)，首先，要初定輸送帶的種類和型號(hào)。在此，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初定為鋼絲繩芯輸送帶，選ST1600型的鋼絲繩芯帶。由于是大傾角運(yùn)輸，故選表面壓花帶。 查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)（上）》表1－7，可知：該型號(hào)的膠帶縱向拉伸強(qiáng)度，輸送帶每米質(zhì)量。 （1）承載段運(yùn)行阻力的計(jì)算 由式2－1承載段運(yùn)行阻力為： 物流每米質(zhì)量： 由《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)（上）》表2－42，選用上托輥型號(hào)為φ108，L＝315mm，軸承型號(hào)為4G205。 由《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)（上）》表2－70查得單個(gè)上托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量 故可算得承載段托輥每米質(zhì)量為 kg/m 查表2－1，，代入表達(dá)式得： (2)回空段運(yùn)行阻力的計(jì)算 由式2－3得回空段運(yùn)行阻力為：： 由《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)（上）》表2－50，選用下托輥型號(hào)為φ108，L＝950mm，軸承型號(hào)為4G205。 由《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)（上）》表2－70查得單個(gè)下托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量 故可算得回空段托輥每米質(zhì)量為 kg/m 查表2－1，，代入表達(dá)式得： (3)確定最小張力點(diǎn) 由以上計(jì)算可知，因回空段運(yùn)行阻力為負(fù)值，所以最小張力點(diǎn)是圖中第三點(diǎn)。 2.4 輸運(yùn)帶上各點(diǎn)張力的計(jì)算 （1）由懸垂條件確定4點(diǎn)的張力 由式2－15，承載段最小張力應(yīng)滿足 故 （2）由逐點(diǎn)法計(jì)算各點(diǎn)張力 因?yàn)椋指鶕?jù)表2－2，選故有 （3）用摩擦條件驗(yàn)算傳動(dòng)滾筒分離點(diǎn)與相遇點(diǎn)張力的關(guān)系。 本設(shè)計(jì)初選包膠滾筒，滾筒與輸運(yùn)帶的圍包角為200?，由表2－3，選摩擦系數(shù)μ =0.35，并取摩擦力備用系數(shù)n=1.2。 由式2－14可算得允許的最大值為 故摩擦條件滿足要求． 2.5 電動(dòng)機(jī)功率的確定 電動(dòng)機(jī)的功率按下式計(jì)算 （2－17） 式中 故 查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)（上）》表2－77，可選用一臺(tái)250kw的電動(dòng)機(jī) 2.6 電動(dòng)機(jī)和減速器的選擇 查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)（上）》表2－158，選用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 主要技術(shù)參數(shù)為： 配套使用的減速器型號(hào)為： 2.7 液力耦合器 液力耦合器置于驅(qū)動(dòng)裝置和帶式輸送機(jī)的減速器之間，它具有一般聯(lián)軸器所沒有的功能，將變速調(diào)節(jié)、力矩轉(zhuǎn)換和制動(dòng)三者功能集于一身，而且還具有軟啟動(dòng)和過載保護(hù)功能。為改善傳動(dòng)品質(zhì)和節(jié)省能耗，本設(shè)計(jì)采用液力耦合器代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)械式聯(lián)軸器。 由《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)（上）》表1－46，選取液力耦合器型號(hào)為： 3 輸送帶 輸送帶最初是由傳送帶發(fā)展而來，早在1795年就已被發(fā)現(xiàn)，但它是帆布帶。1858年出現(xiàn)了增強(qiáng)骨帶，1868年出現(xiàn)了兩層骨架的橡膠輸送帶，1892年才解決了橡膠輸送帶成槽能力，后來又發(fā)明了合成纖維，將棉與尼龍或聚酯紗合捻作經(jīng)線，提高了輸送帶的成槽性合強(qiáng)度。隨后發(fā)明了阻燃帶。20世紀(jì)20年代后期又出現(xiàn)了芳綸帶，使超長(zhǎng)距離幾十公里一臺(tái)成為可能。 輸送帶的壽命由輸送帶的物料合使用條件決定，對(duì)輸送帶的要求是： （1）具有足夠的抗張強(qiáng)度和模量，伸長(zhǎng)率低； （2）強(qiáng)度和寬度要滿足各行各業(yè)的需要； （3）要有柔性，但伸長(zhǎng)率有一定限制； （4）承載的覆蓋膠能滿足沖擊負(fù)荷的沖擊和耐磨性好，耐疲勞性高。 由此可見，選擇輸送帶的骨架層成為帶式輸送機(jī)最關(guān)鍵的一步，對(duì)帶式輸送機(jī)的功能起著決定性的作用。 輸送帶的類型主要有四種：普通輸送帶、鋼繩芯輸送帶、鋼絲繩牽引輸送帶及檔邊帶。 由于前面設(shè)計(jì)已經(jīng)選擇鋼繩芯輸送帶，故下面主要介紹鋼繩芯輸送帶的性能特點(diǎn)，其他三種不做贅述。 3.1 鋼繩芯輸送帶 鋼繩芯輸送帶主要用于強(qiáng)力帶式輸送機(jī)。它是以細(xì)鋼絲繩做帶芯外加覆蓋膠而制成的新型輸送帶。它基本上可分為無布層（全膠型）和有布層兩種。 目前我國(guó)生產(chǎn)的鋼繩芯輸送帶技術(shù)規(guī)格見《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)（上）》表1－7。 在鋼繩芯輸送帶中，鋼絲繩的質(zhì)量是決定輸送帶使用壽命長(zhǎng)短的關(guān)鍵因素之一，必須具有以下特點(diǎn)： （1）應(yīng)具有較高的破斷強(qiáng)度 鋼芯強(qiáng)度高則輸送帶強(qiáng)度亦可增大。從另一角度來說，繩芯強(qiáng)度越高，所用繩之直徑即可縮小，輸送帶可以做得薄些，以達(dá)到減小輸送機(jī)尺寸，節(jié)約金屬和橡膠的目的。 （2）繩芯與橡膠應(yīng)具有較高的黏著力 這對(duì)于用硫化法接頭具有重大意義。提高鋼繩與橡膠之間黏著力的主要措施是在鋼繩表面電鍍黃銅及采用硬質(zhì)橡膠等。 （3）應(yīng)具有較高的耐疲勞強(qiáng)度 否則鋼繩疲勞后，它與橡膠的黏著力即下降乃至完全分離。 （4）應(yīng)具有較好的柔性 制造過程中采取預(yù)變形措施以消除鋼繩中的殘余應(yīng)力，可使鋼繩芯有較好的柔性而不松散。 輸送帶用的上、下覆蓋膠目前多采用天然橡膠，國(guó)外有采用特殊耐磨和抗風(fēng)化橡膠的膠帶，如輪胎花紋橡膠的改良膠作為覆蓋膠，以提高其使用壽命。輸送帶的中間膠用合成橡膠與天然膠的混合物。 鋼繩芯輸送帶的接頭也分機(jī)械接頭和硫化接頭。由于機(jī)械接頭強(qiáng)度較低，一般不采用，而主要采用硫化法接頭。 輸送帶中鋼繩是縱向排列的，兩根不相關(guān)連的鋼繩，利用兩者之間所夾橡膠做“媒介”進(jìn)行加熱、加壓、硫化，使它們連接成一整體，這就是硫化接頭法。實(shí)踐證明，如果有足夠的黏著力和黏著長(zhǎng)度（即兩根鋼絲繩的搭接長(zhǎng)度），接頭處強(qiáng)度可以大大超過鋼絲繩自身的破斷強(qiáng)度。接頭處的強(qiáng)度主要取決于硫化后的橡膠與鋼繩之間的黏著力。鋼繩芯帶所承受的載荷就是靠這種黏著力來傳遞的。黏著力用鋼繩從橡膠中拔出時(shí)所需的力除以鋼繩的黏著面積來表示。 接頭處的強(qiáng)度還與接頭處鋼繩排列的間隔有關(guān)。一般接頭部分的鋼繩有效間距大于0.4d（d為鋼絲繩直徑），不少于2mm。但當(dāng)工作張力大且鋼絲繩直徑超過10mm時(shí)，有時(shí)不得不采用大于0.3d的有效間距。做硫化接頭需要有一套硫化設(shè)備。 鋼繩芯帶與普通帶相比較有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）強(qiáng)度高 由于強(qiáng)度高，可使一臺(tái)輸送機(jī)的長(zhǎng)度增大很多。目前國(guó)內(nèi)鋼繩芯輸送帶輸送機(jī)一臺(tái)長(zhǎng)度達(dá)幾公里、幾十公里。 （2）伸長(zhǎng)量小 鋼繩芯帶的伸長(zhǎng)量約為帆布帶伸長(zhǎng)量的十分之一，因此拉緊裝置行程可以減小，無論在設(shè)備費(fèi)用和拉緊裝置的安排上都是極為有利的。 鋼繩芯的另一特點(diǎn)是縱向彈性高，因而張力傳播速度快，起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)浪涌現(xiàn)象。 （3）成槽性好 由于鋼繩芯是沿輸送帶縱向排列的，而且只有一層，與托輥貼合緊密，可形成較大的槽角。近年來鋼繩芯輸送帶的輸送槽角多為35°，這樣不僅可以增大運(yùn)量，而且還可以防止輸送帶跑偏。 （4）抗沖擊及抗彎曲疲勞性能好，使用壽命長(zhǎng) 由于鋼繩芯是以很細(xì)的鋼絲捻成鋼繩做帶芯，它抗彎曲疲勞和耐沖擊性都非常好。 （5）破損后容易修補(bǔ) 鋼繩芯輸送帶一旦出現(xiàn)破損，破傷幾乎不再擴(kuò)大，修補(bǔ)也很容易。相反，帆布帶損傷后，會(huì)由于水浸等原因而引起剝離，使帆布強(qiáng)度降低，嚴(yán)重時(shí)有全幅斷裂的危險(xiǎn)。 （6）接頭壽命長(zhǎng) 這種輸送帶由于采用硫化膠接，接頭壽命很長(zhǎng)，經(jīng)驗(yàn)表明有的接頭使用十余年尚未損壞。 （7）輸送機(jī)的滾筒小 鋼繩芯輸送帶由于帶芯是單層細(xì)鋼繩，彎曲疲勞輕微，允許滾筒直徑比用帆布輸送帶的小。 鋼繩芯膠帶雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些缺點(diǎn)： （1）制造工藝要求高，必須保證各鋼繩芯的張力均勻，否則輸送帶運(yùn)轉(zhuǎn)中由于張力不均而發(fā)生跑偏現(xiàn)象。 （2）由于輸送帶內(nèi)無橫向鋼繩芯及帆布層，抗縱向撕裂的能力要比帆布輸送帶弱得多。所以，要求裝載時(shí)必須保證沒有帶尖棱的物料，以避免縱向撕裂。 （3）易斷絲。當(dāng)滾筒表面與輸送帶之間卡進(jìn)物料時(shí)，容易引起輸送帶鋼繩芯的斷絲。因此，要求有可靠的清掃裝置。 3.2 輸送帶的強(qiáng)度驗(yàn)算 輸送帶強(qiáng)度應(yīng)滿足 （3－1） 式中 （3－2） 對(duì)鋼繩芯帶 （3－3） 式中 （3－4） (1)輸送帶的計(jì)算安全系數(shù) 由式2－19，,本次設(shè)計(jì)中，對(duì)于鋼繩芯帶由式3－3得 故 (2)輸送帶允許安全系數(shù) 由《通用機(jī)械設(shè)計(jì)》15－5查得 ,得 (3)輸送帶強(qiáng)度驗(yàn)算 因 ，故所選輸送帶能滿足強(qiáng)度要求。 3.3 輸送帶的修復(fù) 橡膠輸送帶在使用過程中難免發(fā)生各種破損，例如運(yùn)料過程中混入的各種條狀利器，如電焊條、鋼釬等，隨時(shí)可能嵌入輸送帶造成縱向撕裂（尤其易發(fā)生在圓管形輸送帶和鋼絲繩芯輸送帶上），或者使用機(jī)械皮帶口脫落、托輥破損、鋼絲繩芯外露以及下料檔邊破損等，致使輸送帶跑偏，均可造成輸送帶縱向撕裂。 使用橡膠修補(bǔ)劑修補(bǔ)上述缺陷是比較容易的，比硫化修補(bǔ)快而經(jīng)濟(jì)。橡膠修補(bǔ)劑為預(yù)聚基化合物，常溫下是雙組分液體，按比例混合后自硫化成聚氨酯橡膠，室溫下固化成形，與輸送帶、金屬體粘結(jié)良好，本體具有高彈性、高耐磨性和高韌性。 橡膠修補(bǔ)劑修補(bǔ)縱向撕裂的橡膠鋼芯帶十分有效，但不能作為粘結(jié)劑使用。對(duì)于輸送帶表面局部破損在直徑不大于帶寬的1/5時(shí)輸送帶仍有足夠的整體強(qiáng)度，用修補(bǔ)液可以修補(bǔ)而不漏料。 修補(bǔ)工藝分為三步： （1）表面處理 表面處理的目的是使修補(bǔ)劑同輸送帶骨架更好地粘結(jié)。將破口打磨粗糙成60°～90°坡口，并清凈表面，這是修補(bǔ)成功的關(guān)鍵所在。操作上要根據(jù)破損情況，切割成不同的割坡口，如圖3-1所示,最好用砂輪打磨，用清洗液（如丙酮之類）進(jìn)行清洗后保潔。 圖3－1 表面處理 （2）調(diào)膠修補(bǔ) 選用成液體狀的修補(bǔ)劑，按比例將樹脂和固化劑進(jìn)行混合，攪拌均勻，涂抹在坡口中。一般固化時(shí)間為幾分鐘到十幾分鐘，必須在固化前完成修補(bǔ)工作，坡口應(yīng)大一些，使修補(bǔ)劑能把未破損的覆蓋膠粘上。 （3）養(yǎng)生固化 修補(bǔ)劑在坡口中發(fā)生自硫化，獲得其理化性能和與基體的粘結(jié)效果，一般在常溫下為幾小時(shí)至幾天，最初幾小時(shí)為基本硫化，可達(dá)到完全固化的70％～80％程度，一天即24h可達(dá)到90％。環(huán)境溫度升高，則固化時(shí)間顯著縮短，放在冬季室外施工時(shí)需加保溫或加溫固化措施。 輸送帶的連接和修復(fù)可以采用剝層機(jī)、開口機(jī)、削邊機(jī)、打磨機(jī)、烘膠機(jī)等機(jī)械化、自動(dòng)化工具，國(guó)內(nèi)均有生產(chǎn)。隨著納米技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)了陶瓷MM-合成橡膠95，可以立即修復(fù)損壞的輸送帶；MM-SS鋼陶瓷可以修復(fù)機(jī)架、滾筒等的裂縫。 3.4 輸送帶安全規(guī)范 國(guó)家在GB1 4784－93帶式輸送機(jī)安全規(guī)范中，對(duì)輸送帶部件做了明文規(guī)定，現(xiàn)將有關(guān)輸送帶的安全規(guī)范摘編如下： （1）輸送機(jī)必須按物料特性與輸送量要求選用，不得超載使用，必須防止堵塞和溢料，保持輸送暢通。 （2）輸送帶應(yīng)有適合特定的載荷和輸送物料特性的足夠?qū)挾取? （3）輸送帶必須有足夠的強(qiáng)度，嚴(yán)禁以低強(qiáng)度代替高強(qiáng)度輸送帶。 （4）輸送帶芯體外露必須及時(shí)修補(bǔ)，如芯體銹蝕、斷裂、斷段、腐蝕，必須更換損壞區(qū)域。 （5）宜設(shè)輸送帶初期損壞檢測(cè)裝置和防跑偏裝置。 （6）運(yùn)行中輸送帶著火時(shí)，應(yīng)先停機(jī)再滅火。 （7）安裝輸送帶后，不允許用火、電焊機(jī)加工機(jī)架。 （8）煤礦用阻燃帶接頭檢驗(yàn)規(guī)范應(yīng)按MT 318-92行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。其機(jī)接接頭使用壽命不得低于10萬轉(zhuǎn)，膠粘接頭使用壽命不得低于25萬轉(zhuǎn)。 4 滾筒 傳動(dòng)滾筒是傳遞動(dòng)力的主要部件。作為單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式來講，可分成單滾筒傳動(dòng)及雙滾筒傳動(dòng)。單滾筒傳動(dòng)多用于功率不太大的輸送機(jī)上，功率較大的輸送機(jī)可采用雙滾筒傳動(dòng)，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，還可增加圍包角以增加傳動(dòng)滾筒所能傳遞的牽引力。使用雙滾筒傳動(dòng)時(shí)可以采用多電機(jī)分別傳動(dòng)，也可利用齒輪傳動(dòng)裝置使兩滾筒同速運(yùn)裝。如雙滾筒傳動(dòng)仍不滿足牽引力需要，可采用多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式。 輸送機(jī)的傳動(dòng)滾筒結(jié)構(gòu)有鋼板焊接結(jié)構(gòu)及鑄鋼或鑄鐵結(jié)構(gòu)，新設(shè)計(jì)產(chǎn)品全部采用滾動(dòng)軸承。 傳動(dòng)滾筒的表面形式有鋼制光面滾筒、鑄（包）膠滾筒等，鋼制光面滾筒主要缺點(diǎn)是表面摩擦系數(shù)小，所以一般用在周圍環(huán)境濕度小的短距離輸送機(jī)上。鑄（包）膠滾筒的主要優(yōu)點(diǎn)是表面摩擦系數(shù)大，適用于環(huán)境濕度大、運(yùn)距長(zhǎng)的輸送機(jī)。鑄（包）膠滾筒按其表面形狀又分為光面鑄（包）膠滾筒，人字形溝槽鑄（包）膠滾筒和菱形鑄（包）膠滾筒。 4.1 傳動(dòng)滾筒的分類 按驅(qū)動(dòng)方式分，傳動(dòng)滾筒有： （1）外驅(qū)方式 即驅(qū)動(dòng)裝置放在傳動(dòng)滾筒外面，減速器直接同傳動(dòng)滾筒輸入軸相連。 （2）內(nèi)驅(qū)方式 即將驅(qū)動(dòng)裝置全部放在傳動(dòng)滾筒內(nèi)，此種方式又稱為電動(dòng)滾筒。如果僅將減速器裝入在筒內(nèi)，稱為齒輪滾筒，或稱外裝式減速滾筒，適用于大功率帶式輸送機(jī)。 按軸承內(nèi)孔大小分，傳動(dòng)滾筒可分為： （1）輕型 孔徑在50～100mm。 （2）中型 孔徑在120～180mm。 （3）重型 孔徑在200～220mm。 這種分類對(duì)于改向滾筒也適用。 外面鑄上一層橡膠的滾筒稱為鑄膠滾筒，用機(jī)械方法包上一層橡膠的滾筒稱為包膠滾筒，什么也不包的滾筒稱為光面滾筒。改向滾筒常為光面滾筒。 按外形分，傳動(dòng)滾筒可分為： （1）鼓形滾筒 用鋼板卷圓焊接而成，中間部分筒徑大于兩邊筒徑約幾毫米，目的是防止輸送帶跑偏。 （2）葉片式滾筒 滾筒由許多橫向葉片組成，目的是便于清潔輸送帶，此類滾筒又稱為自清掃滾筒。如果將葉片改為圓鋼棒，稱為棒式滾筒。自然也可將圓柱形鋼殼上開上橫槽，也可起到自清掃作用。此類滾筒稱為格柵滾筒。 （3）溝槽膠面滾筒 滾筒的護(hù)面常選用菱形和人字形。 按功能分，傳動(dòng)滾筒可分為： （1）真空滾筒 為增大輸送帶同滾筒之間的摩擦力，在滾筒裝有真空泵或外接真空泵，使輸送帶同滾筒包角之間成真空，增大摩擦力。但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，真空滾筒尚未得到推廣。 （2）磁力滾筒 滾筒內(nèi)裝有磁鐵。如輸送帶下層為磁性覆蓋膠。根據(jù)異性相吸作用，能增大摩擦力。當(dāng)使用普通輸送帶時(shí)，磁力滾筒就成為除鐵滾筒。 （3）輪胎滾筒 滾筒外面由許多充氣輪胎構(gòu)成，輪胎表面帶有溝槽，各輪胎充氣壓力不同時(shí)，也起到鼓形滾筒作用。 （4）陶瓷滾筒 滾筒護(hù)面由許多陶瓷片鑲成，一方面可增大摩擦力，另一方面便于清掃。陶瓷片也可做成插板式，以便于更換。 4.2傳動(dòng)滾筒的選用與校核 在帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)中，正確選擇滾筒的直徑具有重要意義，輸送帶的使用條件隨著滾筒直徑