带式输送机毕业设计.doc

毕业设计（或论文）说明书第一章带式输送机概述带式输送机是以胶带兼作牵引机构和承载机构的一种运输设备。它在矿井地面和井下运输中得到极其广泛的应用。它在传动原理上常见的平带传动一样，是通过驱动装置的滚筒之间的摩擦来传递牵引力。带式输送机可沿水平或倾斜线路布置，使用输送带沿倾斜线路布置时，不同物料的最大运输角可不同。带式输送机的结构特点决定其具有优良的性能，主要表现在：运输能力大，其工作阻力小，耗电量低，约为刮板输送机直流电量的1/31/5；由于物料同输送带一起移动，同刮板输送机相比，其磨损量较小，物料的破碎率小；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，其所需设备数少，转载环节少、节省设备和人员，并且维护比较简单。由于输送带成本较高且易损坏，故与其它运输设备相比，初期投资高且不适应于输送有尖棱角的物料。带式输送机有多种类型，以适应不同条件使用，但其基本组成部分相同，只是具体结构有区别。使用输送带用旋转托辊承托的机型是普通型带式输送机，这种机型应用最广泛，亦称为通用型。我国目前采用的是系列，这个系列是由许多标准部件组成，各部件的规格也都成系列，按不同的使用条件和工况进行选型设计，组合成整台带式输送机。带式输送机的构成：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，它不仅要有承载能力还要有足够的抗拉强度。输送带由带芯（骨架）和覆盖层组成，芯体承受拉力，覆盖层保护芯体不受操作和腐蚀。芯体的材料有织物和钢丝绳两类。织物芯体有多层帆布粘合的及整体纺织的两种。织物芯体的材质有棉、尼龙和聚酯，聚酯材料不仅扯断强度高，伸长率较尼龙小。整体纺织芯体的输送带与多层粘合的相比，强度相同时，整编芯体的厚度小、柔性好、耐冲击性好、使用中不会发生层间剥裂。但整编芯体的输送带伸长率较高，使用时，需要有较大的拉紧行程。钢丝绳芯体是由许多柔软的细钢丝绳相隔一定间距排列，用与钢丝绳有良好粘合性的胶料粘合而成。钢丝绳芯输送带的强度高，抗冲击性和抗弯曲疲劳性能好；伸长率小，需要的拉紧行程小。同其它输送带比较，钢丝绳芯输送带厚度小，需要的滚筒直径小，使用寿命长。普通输送带一般多采用橡胶覆盖层，其适用的环境温度与输送机一样为-2040C，环境温度低于-15C时，不宜采用维纶帆布芯胶带。在环境温度低于-20C条件下采用钢绳芯胶带时，应采用耐寒型胶带并与制造厂签订保证协议。煤矿井下输送机，用作高炉带式上料机的输送机及其他有火灾危险的场所使用的输送机，应采用阻燃型难燃型输送带。PVC类型的塑料覆盖层输送带在井下作业有很好的表现，但使用这种输送带时，输送机倾角一般不得大于13，采用特殊措施者除外。输送带的寿命由输送的物料和使用条件决定，对带的要求是： 具有足够的抗张强度和模量，伸长率低； 强度和宽度要满足行业的需要； 要有柔性，但伸长率有一定限制； 承载带的覆盖胶能满足冲击负荷的冲击和耐磨性好，耐磨性好，耐疲劳性高。2托辊：托辊用来支承输送带和输送带上的物料，减少输送带的运行阻力，保证输送带的垂度不超过技术规定值，使输送带沿预定的方向平稳地运行。托辊运转必须灵活可靠，减少输送带同托辊的摩擦力、对占输送机总成本25%以上的输送带的寿命起着关键作用。托辊按用途分有承载托辊、调心托辊、缓冲托辊。承载托辊承载装运物料和支承返回的输送带用。有槽形和平形两种。承载装运物料的槽形托辊已如前述。平形托辊是一个长托辊，不要求增大装载量的输送机承载段也使用平形托辊，例如选煤厂的手选输送带。输送带回程的无载段采用平形托辊及V形、反V形托辊。在回程段采用V形和反V形托辊组能扼制输送带跑偏。调心托辊将槽形或平形托辊安装在可转动的支架上构成。调心托辊的作用是，当输送带在运行中偏向一侧时（称为跑偏），能使输送带返回中间位置。它的调偏过程如下：输送带偏向一侧碰到安装在支架上的立辊时，托辊架被推到斜置的位置。跑偏的输送带在斜置托辊上运行时，输送带即受到使它返回中间位置的横向力，在此力的作用下，输送带返回中间位置，与此同时，托辊支架转回原位。缓冲托辊是安装在装载点的特殊承载报告起草，结构上有多种形式，例如橡胶圈式、弹簧板支承式、弹簧支承式或复合式。此外，还有梳形托辊和螺旋托辊因回程段采用这种托辊，能清除输送带上的粘料。3滚筒：滚筒是带式输送机的重要部件之一。按它的作用不同可分为传动（驱动）滚筒与改向滚筒两种。传动滚筒用来传递力，它既可传递牵引力，也可传递制动力；而改向滚筒则不起传递力的作用，主要用作改变输送带的运行方向，以完成各种功能（如拉紧、返回等）传动滚筒设计时，已考虑了输送机启制动时出现的尖峰载荷，因而传动滚筒只需按稳定工况计算出的扭矩和合力进行选择，但对于类似于高炉带式上料机这种提升高度特别大的带式输送机，或特别重要的如需要载人的输送机，则必须按启制动工况进行选择。传动滚筒应为铸胶表面，选用人字形铸胶表面时应注意使人字刻槽的尖端顺着输送方向，菱形铸胶表面适用于可逆运转的输送机。与输送带承载表面接触的改向滚筒一般应选用光面铸胶的表面，而只与输送带非承载面接触的改向滚筒在大多数情况下亦应是光面铸胶的，只是在传动功率较小，输送物料较清洁时才选用光面滚筒。驱动滚筒是依靠它与输送带之间的摩擦力带动输送带运行的部件。据挠性牵引构件的摩擦传动理论（欧拉公式），输送带与滚筒之间的最大摩擦力，随摩擦系数和围包角的增大而增大。所以提高牵引力必须从这两方面入手。增加输送带在驱动滚筒上围包角的方法，如图增大驱动滚筒与输送带间摩擦系数的方法，是将滚筒表面包覆一层高摩擦系数的材料，通常用橡胶。包胶的方法，常用硫化法（铸胶）和冷粘法，也可采用螺栓与滚筒表面固定一层输送带的方法。包覆的橡胶外表面做成人字形槽纹。当滚筒表面的包覆材料与输送带之间潮湿或着水时，摩擦系数将急剧降低。而且包覆的橡胶越硬摩擦系数越小。输送带在滚筒上的比压，对于织物芯体输送带用式式中织物芯体输送带的比压，N/cm S输送带的张力，N；D滚筒直径，cm；4驱动装置：驱动装置的作用是在带式输送机正常运行时提供牵引力。它主要由传动滚筒、减速器和电动机等组成。按与传动滚筒的关系，驱动装置可分为分离式、半组合式和组合式三种。驱动装置中的耦合器有限矩型和调速型两种，DT（A）型带式输送机驱动装置按限矩型耦合器进行组合。需要时，驱动装置还可以加设制动器和逆止器。带式输送机，特别是长距离、大功率、高带速的带式输送机，采用的驱动装置必须满足以下要求：电动机无载起动；输送带的加减速度特性任意可调；能满足频繁起动的要求；过载保护； 多电机驱动时，各电动机的负荷均衡；5制动装置：对于倾斜输送物料的带式输送机，为了防止有载停车时，发生倒转或顺滑现象，或者对于停车特性与时间有严格要求的带式输送机，应设置制动装置。制动设置按它的工作方式不同可分为逆止器和制动器。逆止器是供向上运输的输送机停车后，限制输送带倒退用。制动器是供向下运输的输送机停车用；水平运输若需要准确停车或紧急制动，也应装设制动器。6拉紧装置：拉紧装置又称张紧装置，它是带式输送机必不可少的部件，其主要作用有：使输送带在传动滚筒上形成正压力，靠摩擦力将传动滚筒的圆周力传递出来；限制输送带在托辊间的垂度，输送带在托辊间距内过分松驰而丧失槽形，引起物料和输送带跑偏，增加运行阻力；补偿输送带的弹性伸长和线粘性伸长。时间长了输送带会自动伸长，而且在过渡工况下发生永久伸长。同时，在启动、制动时输送带自动收紧，可免机组振动；为重连接头提供必要的行程；在长距离带式输送要中，拉紧装置对其拉力产生重大影响。自动调整式的拉紧装置，输送机起动前，先开动绞车，将输送带的拉紧力增加到起动所需的大小后，驱动电动机才起动输送带，输送带达到等速运行时，将拉紧力减小到稳定运行所需要的量值。驱动滚筒打滑时，绞车开动增加拉紧力，以加大驱动滚筒的摩擦牵引力。运行中若输送带的张力下降到设定值，绞车开动将输送带拉紧到设计值。自动调整式拉紧装置的关键在拉紧力的传感器，特别是在井下使用，必须是不怕潮湿和泥沙的影响，有高度可靠性。7清扫装置：清扫器是输送机输送散状物料时必须装备的部件之一。本系列设计有头部清扫器和空段清扫器两类清扫器。头部清扫器头部清扫器装设于输送机头部卸料滚筒处，用以清扫输送带工作面上粘附的物料，并使其落入头部漏斗中。重锤刮板式清扫器，是本系列设计采用的标准型头部清扫器，它采用重锤杠杆使清扫刮板紧贴输送带，更适于输送磨蚀性小的，较干燥的和不易粘附到输送带上的物料的输送机使用。硬质合金重锤刮板式清扫器。它是重锤刮板清扫器的改进型，且可制成双刮板式，以提高清扫效果。此外，还有一种橡胶弹簧合金刮板式清扫器，俗称合金橡胶清扫器是本溪市运输机械配件厂开发的一种头部清扫器。它采用橡胶弹簧使清扫刮板紧巾输送带。由于采用了可更换的硬质合金做刮板，刮板寿命得以延长。它有H型和P型两种结构形式，成对设置构成双刮板两次清扫，因而清扫效果好，适用于输送各类物料的清扫机。空段清扫器空段清扫器用于清除落到输送带下分支非工作面上的杂物以保护改向滚筒和输送带。需要装空段清扫器的地方是尾部改向滚筒前和垂直拉紧装置第一个90改向滚筒前两处。安装时需要使清扫器刮板的犁尖对着输送带运动方向，以便将杂物刮到输送机两侧的地面上。8机架：机架是承受滚筒、托辊、输送带、物料和一些清扫装置、拉紧装置的钢结构，可以承受冲击、拉伸、压缩和弯曲应力。机架包括机头架、机尾架、拉紧装置和中间架等。各种类型的机架结构不同。井下用便拆装式带式输送机，机头架、机尾架做成结构紧凑便于拆装的结构，有钢绳机架、无螺栓连接的型钢机架两种。钢丝绳机架，将两条钢丝绳用单间距很大的支座支撑，两端锚固在底板上，中间部位以较小的间距用细钢丝绳或铁链吊挂在巷道支架或顶板上，铰接式槽形托辊悬挂在两条机架钢绳上，为保持机架钢绳的间距，两条钢绳之间用分绳架支撑。空段的下托辊用刚性架吊装这种绳架吊挂式结构，拆装方便，利于在底板不平的条件下使用。型钢机架，可以吊挂案卷，也可用支座在底板上安装，后者称为落地式中间架。第二章现代带式输送机的设计方法带式输送机是现代最重要的散状物料输送设备，被广泛应用于电力、冶金、化工、煤炭、矿山和港口等领域。随着带式输送机向高带速、长距离、大运量的大型化发展，传统的设计方法已不能满足设计要求，必须采用现代设计方法对输送机系统进行设计。带式输送机的常规设计方法一般可以从标准（如）或设计选用手册（如DT型固定带式输送机设计选用手册，散状物料带式输送机等）中得到。应该注意的是：在设计前必须掌握足够的设计依据方可进行设计工作，如果不这样，即使采用先进的设计方法，其设计也必然是失败的。同时还要强调系统设计的重要性，因为实际设计所面对的是系统而不是单机，只有将系统设计好，才能进一步进行单机的设计。2.1 设计的依据当确定采用带式输送机来完成散料输送后，面对的问题就是如何经济合理地设计出带式输送机系统。在设计之前需要充分了解对设备的要求，这些要求就是设计的依据。主要包括：1）运输量：料流均匀时能够直接给出运输量；当物料流不均匀时可以考虑给出料流量的基本统计数据，应该根据经济分析确定是否增设料仓，而不应该一味地增大输送机的设计运输量来满足不均匀料流的最大输送量要求。2）输送机线路的详细尺寸：包括最大长度、倾角及提升高度，直线段、曲线段的尺寸和连接尺寸等。3）物料的性质：松散密度、安息角、物料的粒度和最大块度情况（块度的均匀适度是否经过筛分）、物料的湿度、磨损性、粘结性和摩擦系数。4）工作条件和环境状况：露天或室内、环境湿度、环保要求、移动或固定、伸缩要求。5）给料和卸料方法。6）工作制度：每天的运转时间、每年的工作天数、输送机的服务年限要求等。7）设计要求：输送带的最大挠度要求、运行阻力系数、输送带和滚筒的摩擦系数、输送带的安全系数。这些参数虽然可以在设计过程中根据设备工作条件和环境状况在手册中得到，但是应该仔细地研究，提出这些参数。2.2 带式输送机系统设计设计带式输送机时，往往由生产工艺确定输送带布置，同时需要考虑下列问题：1）合理的转载方式，提出给料装置和卸料装置的要求。2）输送机线路上输送机之间的相互关系。启动顺序是受料的输送机先驱动，停车顺序是给料的输送先停机，当各输送机的参数（如长度，驱动装置）不同时，通过这一关系可以提出启动时间和停车时间的要求。3）不能满足上面的启动和停车顺序的要求时，需要考虑在输送机间增设缓冲仓以提高系统的适应能力和系统的运转率。4）环保要求。对于粉尘大的情况要考虑采用密封输送或者设置必要的除尘设备。5）系统的监控。6）设备移植能力的要求。7）零部件的标准化和通用化及易损件的供货可能性。8）优先采用长距离、大运量输送机。输送机从经济上和节省占地等方面考虑一般不设置为多条运输线并行的运输方式（在特别重要的环节也有采用并行两条输送，其中一条备用），而都是采用多条输送机串联。当中间某条输送机发生故障后，整条输送机线路都将停止运输工作，降低了设备的运转率。因此，为减少中间环节可以用一条长距离输送机替代多条短距离输送机。2.3常规设计方法所存在的问题带式输送机常规设计方法实际上是一种安全（或偏于保守）的设计方法。例如，选用的输送带安全系数、运行阻力系数偏大，从而造成选用的电动机功率过大，带宽过宽或抗拉强度要求较高。这对短小的输送而言，问题并不突出，但是随着输送机的大型化，这些问题就显得突出起来。例如输送机系统设计时选用 700KW的电动机，实际运行时消耗功率仅为300KW左右。采用常规方法进行设计大型带式输送机时还会出现输送带的投资费用过高、拉紧装置不能正常使用、某些设备还出现局部的振动等问题。第三章设计计算原始数据Q430T/H,输送长度L320m，带速V2.5m/s,原始倾角12，输送物料的最大块度，350mm，物料的松散比重， ，机长L320m。初步设计给定：带宽B1000mm,带速V2.5m/s,侧型：L4初步设计参数：上托辊间距，下托辊间距，托辊槽角，托辊辊径133mm，导料槽长度4000mm，预选输送带PVC800s,上胶厚0.8，下胶厚0.8。核算输送能力1、因选取胶带输送机的Q，所以可以根据实际输送量Q来验算带宽B或带速V。 则所需带宽为式中 所选胶带的带宽满足输送能力的要求。2、由货载块度验算带宽：对于原煤B=800mm满足货载块度要求。计算圆周力驱动功率和传动功率主要阻力输送机的主要阻力是物料及输送带移动和承载分支及回分支托辊旋转所产生阻力的总和。由式（3.4-4）得式中f模拟摩擦系数，根据工作条件及制造安装水平决定，一般可按表3-6查取；由表3-6查得 (多尘、潮湿)L输送机长度（头尾滚筒中心距），m；g重力加速度g9.81m/s承载分支托辊组每米长度旋转部分重量，kg/m,用式（3.4-5）计算：（3.4-5）其中 承载分支每组托辊旋转部分质量,kg,从表3-7查取；由表3-7查得承载分支托辊间距，m；则 回程分支托辊组每米长度旋转部分重量，kg/m,用式（3.4-6）计算：（3.4-6）其中 回程分支每组托辊旋转部分质量，kg，从表3-7中查取；由表3-7查得 回程分支托辊间距，m;则 每米长度输送带质量，kg/m；查表4-4得，.每米长度输送物料质量，kg/m，按式（3.4-7）计算；（3.4-7）由式（3.4-7）得输送机倾角，（）。则主要特种阻力主要特种阻力包括托辊前倾的摩擦阻力和被输送物料与导料槽拦板间的摩擦阻力两部分，按式（3.4-9）计算：（3.4-9）三个等长辊子的前倾上托辊时，为（3.4-10）计算：（3.4-12）式中槽形系数。托辊和输送带间的摩擦系数，一般取为0.30.4；装有前倾托辊的输送机长度，m；托辊前倾角度，m；导料槽栏板长度，m；导料槽两栏板间宽度，m；物料与导料拦板间的摩擦系数，一般取为0.50.7。由式（3.4-9）得由式（3.4-10）得由式（3.4-12）得附加特种阻力附加特种阻力包括输送带清扫器摩擦阻力和犁式卸料器摩擦阻力等部分，按下式计算： （3.4-13） （3.4-14） （3.4-15）式中清扫器个数，包括头部清扫器和空段清扫器；A一个清扫器和输送带接触面积，m; P清扫器和输送带间的压力，N/m,一般取为N/m; 清扫器和输送带间的摩擦系数，一般取为0.50.7；刮板系数，一般取为1500/m；由表3-11查得，取，取则则式中，包括2个清扫器和2个空段清扫器，（1个空段清扫器相当于1.5个清扫器）倾斜提升阻力倾斜阻力按下式计算：（3.4-16）式中H输送机受料点与卸料点间的高差，m；输送机向上提升时，H取为正值由式（3.4-16）得：圆周驱动力由式（3.4-2）得：由表3-5查得则传动功率计算由式（3.6-1）传动滚筒轴功率为：由式（3.8-1）电动机功率为式选电动机型号为：Y315S-4110kw张力计算输送带不打滑条件校核为保证输送带工作时不打滑，需在回程带上保持最小张力，由式（3.5-1）输送带不打滑条件：（3.5-1）式中输送机满载启动或制动时出现的最大圆周驱动力，启动时，启动系数1.31.7；传动滚筒与输送带间的摩擦系数； 输送带在所有传动滚筒上的围包角，rad，其值根据几何条件确定，一般单滚筒驱动取3.33.7，折合190210，双滚筒驱动取7.7，折合400；欧拉系数。由上知根据给定条件，取，双滚筒传动查表3-13，则输送带下垂度校核：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（3.5-2）和式（3.5-3）进行验算。承载分支（3.5-2）回程分支（3.5-3）式中（）允许最大下垂度，一般0.01；承载上托辊间距（最小张力处）；回程下托辊间距（最小张力处）。由式（3.5-2）得，承载分支最小张力为由式（3.5-3）得，回程分支最小张力为：各特性点张力计算根据不打滑条件，传动滚筒奔离点最小张力为4233.60N计算式按不打滑条件计算1:14264.116254439264424524663547056900484671076600886167329038700194001:1双驱动时，令1035810358207692076922500225002295022950242132421324939249392568825688确定传动滚筒合张力根据工况要求选功率配比1:1第一滚筒合张力第二滚筒合张力确定传动滚筒工况中：初选滚筒直径为800mm，则传动滚筒最大扭矩为：根据传动滚筒最大合张力和最大扭矩，确定所预选滚筒合适，输送带强度计算 该强度榇一般是按运行时所受到的最大静张力，以选用较高的安全系数的形式。 煤矿用整体编织阻燃输送带的安全系数：式中阻燃带的整体纵向拉断强度，N/mm；B阻燃带宽度，mm；输送带运行所受到的最大静张力，N。查阅资料可得 N/mm mm =25688N得：m=33.59=m 满足要求 式中 m许用安全系数，整体编织阻燃带硫化接头时，m=9安全系数的许用值，按设计规范和选用手册，考虑不同的条件选用。确定驱动装置根据传动滚筒直径、带速和电动机功率，查表驱动装置选择表，查得驱动装置组合号为568，得：电动机Y315S-4110KW高速轴耦合器YOX500制动器YWZ-400/80减速器ZSY400-25联轴器护罩YF-57第四章大型带式输送机驱动滚筒的结构设计4.1滚筒的结构与种类滚筒是带式输送机的重要部件。按在输送机中所起的作用，滚筒可分为驱动滚筒和从动滚筒。驱动滚筒的作用是将驱动装置提供的扭矩传到输送带上。从动滚筒包括用于输送带在输送机端部的改向、增加传动滚筒围包角的导向滚筒、拉紧滚筒和用于拉紧装置的从动滚筒。滚筒由滚筒轴、轴承座、轮毂、辐板、筒壳等部分组成，有的滚筒还有轮毂和滚筒轴的连接件、轮毂和辐板的连接件。带式输送机的驱动滚筒一般有两种结构形式，一种是焊接结构形式，其筒壳、轮毂间都是连接在一起的；加一种是铸焊结构形式，图（2-1）为其典型结构，轮毂与轴用胀套连接，轮辐和轮毂为一整体铸件，它与筒壳焊接在一起。焊接结构在小滚筒中得到了广泛的应用，因为焊接结构简单，制造方便，承受承受小载荷时其寿命还相当长，但焊接结构的滚筒在大载荷下使用的机会就相对少了。因为实践表明，重载下的焊接结构滚筒往往会由于焊缝的破裂而失效。铸焊结构的滚筒的情况就不同了，虽然它也有焊缝的存在，可在轮辐、轮毂处不存在焊缝，这就大大降低了发生焊缝破裂的机率，用来连接轮与筒壳的焊缝位置离开了应力集中区，并且焊缝坡口尺寸大，多呈“V”形或“Y”形，大大地提高了滚筒的承载能力，所以铸焊结构的滚筒在重载下应用最为普遍，是大型带式输送机驱动滚筒的首选结构。滚筒体（轮）与轴的连接有两种方式，一是键连接，一是静配合连接。静配合连接强度高，所传递的扭矩大，大型滚筒应采取这种连接方式。以往的静配合连接是由轮孔与轴的过盈配合来实现的，拆装不方便，可靠性也不是很高。现在有一种极为方便、安装可靠的静配合连接，即胀套连接，通过胀套的径向轮和轴联为一体。胀套连接结构是国际上广泛应用于重型载荷下机械连接的一种先进部图2-1铸焊结构的滚筒1-轴2-辐板3-筒壳4-胀套件。胀套的结构如图（2-2）所示，其原理是：当旋转坚定螺钉6时，前压环2和后压环4互相靠近，迫使带开口的外环3胀大，内环5缩小，从而使轴与轮毂形成过盈压配合，达到连接的目的。胀套的传递负荷是通过胀套的内外环产生的压力和摩擦力来实现的。胀套连接方式对轴和轮孔的精度要求不是很高，重复使用又不破坏轴和轮孔，可连接不可焊材料，避免了滚筒在轴向的攒动，所以大型带式输送机驱动滚筒筒体与轴的连接应优先选用胀套连接。4.2滚筒的结构设计计算4.2.1筒壳的厚度筒壳的取决于滚筒的直径、筒体长度、输送带张力、制动时的磨损等因素。关于筒壳厚度的计算十分困难，并且一般计算值偏小。而且考虑到耐磨损和易于制造，筒壳的厚度一般都取的较厚。在确定筒壳的厚度后，对筒壳的强度进行验算。由于筒壳受法向和切向载荷，并且载荷的大小沿滚筒圆周方向是变化的，目前，关于筒壳的计算尚无准确的计算方法。4.2.2滚筒的直径滚筒的直径是滚筒的主要尺寸之一。影响滚筒直径的因素如下： 附加弯曲应力；输送带许用强度利用率；输送带承受弯曲载荷的频次（与输送带的导绕方式、绕过滚筒的数目、运距和速度有关）；输送带表面的面比压；使用地点与条件（地区、井下、露天、移动、固定）；覆盖胶或其上的高花纹的变形量。对于钢绳芯胶带，设： -带内钢丝绳直径，mm；-滚筒直径与钢丝绳之比，则：4.2.3滚筒的宽度考虑到胶带在滚筒上可以容许跑偏，滚筒宽度大于胶带宽度。滚筒的宽度决定于带宽。它们间的关系，根据经验公式可以知道，滚筒的宽度（B）与带宽（）的关系：B（150200）mm应用剪应力方法确定滚筒的最小直径的公式：可以知道：其中：；为筒壳内外壁之比；D为筒壳的直径；为带强。通过计算可以初确定滚筒的直径与带宽的关系，如表2-2所示。4.2.4辐板在确定辐板轮廓时，必须考虑刚度、过渡到筒壳和轮毂部分结构的工艺性以及铸造公差，因此对设计的辐板采用等截面辐板，其厚度大于铸件的最小厚度，如图2-3所示。图2-3辐板的结构图4.2.5轴根据受载情况，轴可以分为：心轴（只承受弯矩）、转轴（同时承受弯矩和扭矩）和传动轴（主要承受扭矩，不承受或只承受较小的弯矩）。根据结构形式，轴又可分为：光轴和阶梯轴，实心轴和空心轴，直轴、曲轴和软轴，圆形截面轴和非圆截面轴。轴的结构和形状取决于很多因素，它与轴上安装的零件类型、尺寸及其配置、零件的固定方式，载荷的性、方向、大小及分布情况，轴承的类型与尺寸，轴的加工和装配工艺及对轴的变形要求等有关。通常轴的设计程序为：据机械传动方案的整体布局，拟定轴上零件的布置和装配方案；选择轴的材料；初步确定轴的直径；进行轴的结构设计，校核轴键联接强度及轴的弯扭强度；对于重要的轴，应进行强度的精度校核计算；必要时校核轴的刚度和临界转速；根据上述计算结果修改设计；绘制轴的工作图（零件图），其结构图如图2-4所示。一般地，两辐板中心线之间的轴径只是在时要求精确计算，其他情况可不进行计算。高负荷滚筒（刚性较大的辐板）；正常载荷滚筒；轻型载荷滚筒（软辐板，滚筒直径大于1500mm）。一般两辐板支点间的最大挠度控制在就可以满足胀套的工作要求。图2-4轴的结构4.2.6轮毂轮毂的内径可根据胀套的外径确定轮毂宽度要满足胀套的要求，应满足式中：-胀套的工作长度，mm；B轮毂的宽度，mm；轮毂的直径根据胀套的工作要求而定。4.3载荷处理4.3.1摩擦传动原理在带式输送机中，驱动滚筒通过摩擦圆周力传递给输送带，这种驱动方式为摩擦驱动。确保作用力的传递和输送带不在驱动滚筒上打滑必须满足以下三个条件： 输送带有足够的张力； 接触面有一定的粗糙度； 足够大的包角。用于计算挠性体摩擦传动的极为重要的公式是欧拉公式，如图2-5所示。式中：-绕入分支张力（N）；-绕出分支张力（N）；e自然对数指数；-输送带与驱动滚筒间的摩擦系数；-包角（rad）。图2-5由上式可知： 输送带张力比值只能小于而不能大于，否则将出现打滑情况； 较大的摩擦系数值和较大的包角可使张力比增大；该公式使用于理想的不可伸长线材，而实际上输送带是一个弹性体，在张力作用下要产生弹性伸长，而且张力越大伸长量就越大。因些，当滚筒转动时，输送带在相遇点的张力比分离点的张力大，并且随负荷的增大而增大，并且输送带在张力的作用下要产生弹性伸长，而且张力越大伸长量就越大。输送带就会从小张力区向大张力区方向产生弹性滑动。这种弹性滑动和相对滑动是有区别的。弹性滑动是驱动滚筒产生牵引力的必然现象，而后者是指输送带在整个接触区相对于滚筒表面产生位移，是输送机在生产中的事故现象，不允许发生。研究表明，当输送带稳定运行时，并非整个包弧都传递牵引力。此时，包弧分为两部分：滑动弧和静止弧。在静止弧段内不进行力的传递。如图2-6所示。当输送带刚进入滑动弧时，滑移不太明显，以皮带变形为主。随着转角的增加，这种滑移愈来愈大，直到皮带绕出滚筒为止。图2-6滑动弧与静止弧当输送带进入滑动弧后，其张力沿滚筒旋转方向开始变小，因而输送带有回缩的现象。在驱动滚筒上不可避免地要产生弹性滑动。图2-6所示的黑白相间、等距离的格子线条清晰地表示出输送带在滚筒表面的回缩现象。刚开始这种滑动表现为胶带变形。由于输送带内表面与滚筒之间有摩擦力作用，使输送带内表面的回缩滞后于外表面，从而使内外表面之间产生了挪动。随着转角的增加，带内张力继续减小，这种变形也随之增大，当变形达到极限时，输送带内表面与滚筒之间就要产生相对滑动。滑动到一定程度输送带内表面与滚筒之间又趋于稳定，不再滑移。而外表面与内表面又产生相对滑移，过程重复，这种现象叫“Stick-Slip”效应。在静止弧内，皮带的张力恒定，驱动滚筒不产生牵引力，皮带运行速度与滚筒圆周速度相同，皮带与滚筒之间无任何形式的滑动，不进行力的传递。静止弧也可表示索引力的一种储备，用来克服启动时所出现的动张力，或是用来防止摩擦系数下降时所出现的输送带打滑。输送带是挠性体牵引构件。由于带式输送机靠驱动滚筒与输送带之间的摩擦力来传递牵引力，因此弄清以上原理，对于确定输送带与滚筒之间摩擦力的分布是很重要的。滑动弧以弧度计为：滑动弧内，带内张力按对数螺旋线规律变化，即有：并在滑动弧内进行圆周力的传递。一般在输送机稳定运转时有静止弧存在。在启动过程中，往往静止弧消失，也就是说， 出现最大差值，摩擦力达到极限值，则全部围包弧可能转变为滑动弧进行力的伟递。这时，最大绕入点的张力为：超过这一极限情况，而继续增大负荷时，驱动滚筒与输送带之间将打滑。这种情况是应该避免的，因此，本课题在设计滚筒的时候应用最大张力来进行摩擦力的计算。4.3.2输送带带内张力的计算由可以求出和滚筒所受的扭矩T（在极限情况下），如表2-4所示。在此，。4.3.3输送带对滚筒壁压力计算4.3.3.1轴向压力分布：滚筒轴向压力分布与输送带横向特性有关。由于输送带制造上的缺陷以及输送机所传输的物料常处于输送带的中部，因此，严格地说输送带对筒壁的压力具有不均匀性。不少人对于这个问题作过研究，但结果并不很令人满意。西德有人提出一种假设，即不考虑输送带成槽的影响，接lange方法设轴向压力为正统半波。测定结果指出，这种假设会使筒壳上应力高10%-15%。目前常用的方法是假设压力沿轴向均匀分布，本课题也采用这一方法。因为其它方法无法证明是最佳方法，并且反而会使载荷处理变得十分困难。4.3.3.2圆周方向压力分布：如图2-7所示，若忽略d1内张力增量ds，有 图2-7压力计算示意图即 又 即式中：S-带内张力（N）；B-带宽（cm）；R-滚筒半径（cm）；P-滚筒壁所受压力（）.由计算得出滚筒壁单位表面所受的正压力如表2-5所示。4.3.3.3摩擦力的计算由以上就可以得出滚筒单位表面所受的滑动摩擦力为：由计算得出滚筒壁单位表面所受的滑动摩擦力如表2-5所示。2安全系数校核带式输送机设计计算中,当胶带带型选定后必须校核胶带的强度,即校核安全系数实际安全系数应小于或等于许用安全系数,对钢绳芯胶带输送机:式中:-实际安全系数;-许用安全系数;-输送带拉断强度;-输送带带宽;-输送带最大静张力对普通布带有:式中: -输送带宽度;-帆布层数;-帆布层的拉断强度;-输送带最大静张力.两式关键是确定,正确计算是校核安全系数的前提,最大静张力应以满载正常运行工况为条件计算,虽然以满载启动这一工况为条件计算出的最大张力比以满载正常运算工况为条件计算出的最大张力要大,校核安全系数会更“安全”,但满载启动这一工况是极其短暂的,由于初张力的存在,使得输送带最大张力很大,若以此工况为条件计算最大张力,校核安全系数,势必增大输送带规格,即增大带强,价格提高,在输送带约占整机成本50%的情况下,是很不经济的.最大静张力的计算以逐点计算法进行,必须以已经确定的初张力即在满载启动不打滑条件下计算出的初张力值为基准点代入,当计算出各点的张力后,不必校核不打滑条件,因为它们一定满足不打滑条件.第六章安装、调试及使用说明6.1安装1.首先确定输送机的安装中心线和机头的安装位置，将这些基准点在顶底版相应的位置标志出来。2.清理巷道底版，平整从机头安装位置到过渡段的50m范围内的巷道以便于安装输送机的固定部分，安装非固定 部分的巷道也要求进行一般性平正。固定部分的巷道断面除供机头传动装置安装外，机身的一侧还要求能铺设一条轻便轨道，以便运输输送带及其他物料。3.机头传动装置的底座和储带装置框架底座，刚性联结装好在水平底板上，过渡部分的“H”型支架，可挂在顶棚上，也可座于道木垫起的基础上。4.按下列顺序将输送机的各部件，运至各该件安装点的巷道旁，既机尾“H”型支架，挂钩槽型托辊，平托辊，钢管，收放输送带装置，（包括张紧绞车、游动小车、托辊小车等）。机头传动装置，然后根据已确定的基准点按输送机总图要求，顺序安装机头传动装置，储带装置等直至机尾，安装后机头机尾滚筒中心线应在一直线上，整个机身要求平直，各连接件的螺栓应拧紧。5.铺设上下股输送带并连好输送带接头。6.采用后退法采煤时，将游动小车置于储带装置的靠机头一端（前进式相反）开动张紧绞车，调节输送带张力至适宜程度，既可开空车试运转调正。6.2 操作可伸缩带式输送机与普通带式输送机的操作基本相同，为了实现机身的伸长和缩短，操作方式分为前进式和后退式两种：（）前进式前进式：游动小车位于靠近张紧绞车一端，储带装置中有输送带。1.转载机移至机尾后端的极限位置，机尾须延伸。(1)以机尾移动装置移机尾，同时打开张紧绞车的离合器。(2)根据每次延伸长度，接上相应数量的钢管和支架。(3)张紧输送带2.装载机移到机尾后端极限位置，游动小车移至靠近机头一端输送带已放完，机尾不能再延伸，需向机身上接上一条输送带。(1)将输送带接头运行到旋杆A、B间停车(2)用旋杆A、B卡住输送带，并将装于储带转向架下部的旋杆（下称K）卡住输送带。(3)拆开输送带接头，并将A端输送带与卷筒上的尾输送带相接。(4)开动张紧绞车，使游动小车向靠近绞车方向移动。卷筒上的输送带拧入储带装置中，首先须将装于收放输送带装置架子上的无触点限位开关（下称M）送电源。(5)当卷筒上的输送带快放完时，绞车停止牵引并卡紧旋杆A。(6)接上输送带接头，松开旋杆A、B、K并将M断电。(7)张紧输送带。（）后退式后退式：游动小车位于靠近机头一端，储带装置中未储带1.转载机移至机尾前端极限位置，机尾须收缩。(1)根据每次缩短长度，拆去相应数量的钢管和支架。(2)以机尾移动装置移机尾，可同时开动张紧绞车向后拉动游动小车，使松掉的输送带拧进仓中至张紧绞车将输送带张紧（也可移完机尾再张开）2.转载机移到机尾前端极限位置，游动小车移到靠近绞车一端输送带已拧满，机尾不能再收缩，需从机身上取下一条输送带。(1)将输送带接头运行到旋杆A、B间停车。(2)用旋杆A、B卡住输送带，并用储带仓前端的旋杆K卡住输送带，同时打开张紧绞车之离合器。(3)拆开输送带接头(4)将A端输送带与卷筒上的尾输送带相连。(5)松开旋杆A，给M送电源。(6)转动卷筒收卷输送带，这时张紧绞车的卷筒松绳，游动小车向靠机头一端移动。(7)当50m一段的输送带快收完时，用旋杆A卡住输送带。(8)松开主、尾输送带接头，连接A、B端输送带。(9)松开旋杆A、B、K。并将M断电。(10)张紧输送带按上述操作程序，每增加或减少一条输送带，机身即相应的伸长或缩短了25m，如此反复伸缩，直至所需的长度为止。前进式最大伸长量应不超过电机的额定功率，后退式缩至机身不可再缩时，则应将固定部分拆除，增加转载机的铺设长度，以代替伸缩带式输送机解决这一段的顺槽运输。6.3 带式输送机的调整6.3.1输送带跑偏调整1.输送带跑偏是输送机运转过程中的一种不正常现象，必须通过试运转加以调正，使输送带保持在托辊中部运转，调正输送带跑偏，应在空载运转时进行，首先从机头卸载滚筒处开始，沿着输送带运行方向先调回空段，后调承载段。2.若机器于运转过程中，输送带在一处或数处跑偏，则应根据输送带运行方向和跑偏方向确定跑偏原因，分别调正托辊和各换向滚筒，调托辊时将输送带所偏向那边的一个或数个托辊沿输送带运行方向向前推移，挂钩槽形托辊将托辊向前移动一个齿槽即可。这种调正往往不能立即产生效果，应观察一段时间后再作判断。如调正后输送带又偏向一边，则应在已调过的托辊中重新进行局部调正，不宜调正另一侧的托辊。3.输送带在改向滚筒处跑偏时，一般是往哪边偏，既往哪边调，调法是通过滚筒轴承处的调节螺栓来调正滚筒位置。图9-1 托辊处调偏 图9-2 改向卷筒处调偏4.若输送带的一部分或几部分，在输送机所有各点上均跑偏，这种情况往往由于输送带弯成弓形或接头不正所造成，弯曲轻微者通过输送机的满载拉紧输送带有时可以纠正过来；弯曲严重者，弓形部分应予更换。若输送带接头不正，割掉重钉，必须保证对准输送带中心线。5.如上述几种情况同时出现，则先按第一、第二种情况进行调正。仔细观察输送带运行若干周期，并经初步调正后，就较易于看清输送带的运行状况，以便进一步调正输送带跑偏。6.3.2 液力联轴器充油量调整单电机传动时，液力联轴器的充油量为14立升，双电机传动时为了保证两电机的实际功率相接近，必须通过调正来确定合理的充油量，使两电机的实际功率（或电流）相接近。6.3.3 初张力的调整根据运输量和运输距离的长短，确定所需之张力，由于在运转过程中张力也有变动，所以需经常检查张力指示器的指示数值是否在一定范围内。实际张力与压力表的指示数值比为15：1。6.4 运转维护中常见故障及处理1.应尽量避免在短时间内频繁启动输送机，正常情况下，输送机要求空载启动。2.用机尾移动装置移机尾，应注意挡链板的及时提放，以免损坏机器。3.必须经常检查液力联轴器和减速器有无漏油现象。定期检查充油量是否合适，并及时调正补充，千斤顶应注意观察有无漏油现象、伸缩动作是否灵活。4.传动卷筒处如有尖叫声，说明输送带打滑，应检查输送带是否张紧。5.输送带接头应经常检查，发现有受损处，应及时割除重做，重做时必须十分注意割器与输送带中心线相垂直。6.机头机尾清扫装置的刮板，应紧贴输送带，不允许煤渣和煤粉越过清扫装置而黏附于卷筒表面，已黏附上的应及时予以清除。7.装载点应保证货载卸在输送带的中间位置。不允许在较大的高度内直接卸载，以防砸伤输送带和引起输送带跑偏。8.供游动小车，托辊小车转载机行走的轨面上，不允许有杂物存在，以免阻碍行走，造成事故。第七章经济性分析在本设计中，带转角站的平面转弯运行胶带机与两台刮板输送机或两台胶带输送机搭接转载实现转弯运行的经济性比较如下：1、节约投资如果在井下不使用可实现转弯运行的带式输送机，而改用两台刮板输送机或带式输送机搭接转载运输，在输送机铺设总长度相同的情况下，因增加了设备台数，必将增加设备投资。故使用一台带转角站的带式输送机来实现平面转弯运行，可节约设备投资。2、降低运行与维修费用因为采用转弯带式输送机，省去了一台刮板输送机或带式输送机，每季度可节约大量的用电量，也减少了设备维修管理费用，故运营费大大降低。3、减少人员及开支使用一台带转角站的带式输送机来实现平面转弯运行，与两台搭接形式相比，可以减少操作及维修人员数，节省开支。4、简化运输环节，提高安全性 使用一台带转角站的带式输送机来实现平面转弯运行，减少了设备的台数，使运输环节简化，故故障率也就大大降低了，同时安全性大大提高。 使用SJ-80型带式输送机作为主机来实现平面转弯运行，虽需增加转角站，增加转角站处巷道洞室开拓量，并需设置过渡段（对机架进行改造，使机架逐架抬高），增加安装调整工作量，同时相应地增加转角站的维修管理费用，但是与以上的因素综合相比较，还是大大地节约了投资，降低了成本，具有显著的经济效益。结论这种带转角站的平面转弯运行胶带机可以与各种通常使用转载机搭接使用，除可用于矿山井下，还可以用于矿山地面、港口、码头、车站及仓库等场所，只有一个转角且转弯角度为500的平面转角运输。当现场出现以下情况时，可以考虑使用该平面转弯装置：1、在一个胶带运输系统中，以往由于运输巷道有弯曲而必须多台胶带输送机搭接运输或必须铺设大溜子转弯搭接运输时，最适合采用本转弯装置，可以实现省工、省电、省设备、省安装、省电控。2、在掘进巷道时，使用本转弯装置将胶带输送机延伸到掘进头可以代替铺溜子带来的麻烦，省工、省电、省维护。3、由于本转弯装置使用后可使胶带输送机转弯前后共用一个机头和一个储带装置及张紧装置，就使得机尾到转弯处的距离可以非常短（最短只有3m左右），这样当顺槽胶带和下一级胶带通过转弯装置组成一条胶带输送机时，在末采中就不存在因要求胶带输送机太短铺不下而撤换溜子的麻烦，大大地提高了工作效率。其具有以下的优点：（1）、一部胶带输送机就可以实现平面转弯输送，减少了设备的投资；（2）、只须一个动力源驱动，减少了能耗；（3）、不用两部胶带输送机搭接，就不必进行局部调宽扩高，减少了巷道的开拓量；（4）、减少了控制环节，便于管理和维护；（5）、本次设计的转角装置结构合