胶带输送机论文

1、目录 1 胶带输送机简介 1.1 胶带输送机的应用 1.2 胶带输送机的分类 1.3 各种带式输送机的特点 1.4 胶带输送机的结构 2 胶带输送机主要技术参数的确定 2.1 胶带输送机带速的选择 2.2 最大输送量的选择 2.3 倾角的确定 2.4 最大提升高度及物料容重的确定 2.5 输送机的布置形式 2.6 电动机功率的计算和电动机的选择 3 最大张力的计算 4 输送带的选择 4.1 输送带简介 4.2 输送带的分类 4.3 输送带的连接 4.4 带宽的计算4.5 输送带层数的计算 5 托辊的选择 6 驱动滚筒传动计算 7 各齿轮的设计计算 8 确定齿轮轴主要尺寸 9 驱动滚筒轴径的计算

2、 10 参考文献1 胶带输送机简介 1.1 胶带输送机的应用 胶带输送机又称带式输送机，它是一种连续运输机，连续运输机是固定式或移动式运 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，连续输 送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）

3、，如气力输送装置和液力输送管道。 其中胶带输送机是连续运输机中使用最广泛的，带式输送机运行可靠，输送量大，输 送距离长，维护简便，适用于冶金煤炭，机械电力，轻工，建材，粮食等各个部门。 1.2 胶带输送机的分类 胶带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，上带呈槽型，下带呈平形，输送带 有托辊托起，输送带外表几何形状为平面；另一类是特种结构的带式输送机，各有各的输送 特点。 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 H型相比，其带较薄、 载荷也较轻，运距

4、一般不超过 100 m,电机容量不超过 22kw。 ( 2) DX 型钢绳芯带式输送机 它属于高强度带式输送机，其输送带的带芯中有平行的 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 30 45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。 ( 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,故可以实现密封输送物料,可明显减轻粉状物料对 环境的污染,

5、并且可以实现弯曲运行。 ( 5)气垫式胶带输送机 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,阻力减少,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,把输送带的运截面做成垂直边的,并且带有横隔板。 一般把垂直侧档边做成波 状形,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 ( 6)压带式胶带输送机 它是用一条辅助带对物料施加压力。 这种输送机的

6、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封输送。 其主要特点是结构复杂、 输送带的磨损增大和能耗较大。 它是无极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胶带输送机的结构 图中1改向滚筒 2输送带 3上托辊组 4下托辊组 5导料槽 6改向滚筒 7万向轮 8机架 9机座 10行走装置 2 胶带输送机主要技术参数的确定 2.1胶带输送机带速的选择 由运输机械设计选用手册推荐，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。 （

7、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，易选择较低带速。 （ 4） 一般用于给予或输送粉尘量大时，带速可取 0.8m/s1 m/s ：或根据物料性和 工艺要求决定。 （7）钢绳牵引带式输送机 7If/777f 7/77/7/7777/777 （5） 人工配料称重时，带速不应大于 1.25 m/s 。 （6） 采用犁式卸料器时，带速不应大于 2.0 m/s 。 （ 7） 采用卸料车时，带速一般不宜超过 2.5 m/s ；当输送细碎物料或小块料时， 允许带速为 3.

8、15 m/s 。 （ 8） 有计量称时，带速应按自动计量称的要求决定。 （9） 输送成品物件时，带速一般小于 1.25 m/s 。 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 3.15 m/s。考虑粮仓的工 作条件，取带速为 1.6 m/s 。 2.2 最大输送量的选择 根据目前大部分粮仓带式输送机的最大输送量的情况来看，一般为 50t/h 。取最大输送 量为 50t/h 。 2.3 倾角的确定 由运输机械设计选

9、用手册表 2-4 各种散状物料的特性可知，谷物的松散密度为 0.70.85 X 10 3 Kg/m3，安息角为24,运行的最大倾角为 16。 2.4 最大提升高度及物料容重的确定 根据目前大部分粮仓的高度为 4.5m 左右，为使输送机能够顺利将谷物送往粮仓，输送 机的最大提升高度必须高于粮仓高度，为此我们取最大提升高度 H=5m。 物料的容重我们以小麦计为 0.75t/ m 3。 2.5 输送机的布置形式 电动机通过联轴器、减速器带动传动滚筒或其他驱动机构，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

10、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。 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。在大运量、长距离 的钢绳芯胶带输送机中往往采用多电动机驱动。 本次设计用于粮用，故选择单筒、单电动机驱动方式。 带式输送机常见的布置方式如下表所示：出式输送机典瑕布置方式 爪平运输 初步确定输送机布置形式如图 2.6电动机功率的计算和电动机的选择 (1

11、) 传动滚筒轴功率的计算 传动滚筒轴功率的计算公式为 N。(KkLhV KzLhQ 0.00273QH)Kf 式中： K k 空载运行功率系数， 由于本输送机一般都是在含尘较多的室内工作， 由实 用机械设计手册表13.3-19，取托辊的阻力系数 W=0.04，根据托辊阻力系数 W,用插入法 查实用机械设计手册表 13.3-16得，空载运行功率系数 K Sn ； 图1.1输送带张力图 1OOON0e V（e1） 式中：Sn - 趋入点张力，N; e 自然对数的底， e=2.718 ; 卩一一输送带与滚筒的摩擦系数; 输送带在滚筒上的包角， rad ； 取 =180。时，滚筒表面同时也为胶面，由于

12、此运输机的工作环境比较干燥, 所以卩=0.35，则e =3.00，代入数据 4 输送带的选择 4.1输送带简介 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1000 1.6045 3 1.6 (3 1) 1504.2 (N) 芯和覆盖层组成， 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组织或钢丝绳构成。它们是输送带的骨干层，几乎承载输送 带工作的全部负荷。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。上覆盖胶层较厚，这是输送带的承载面，直接与物料 接触并

13、承受物料的冲击和磨损。 下覆盖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。 4.2 输送带的分类 按输送带带芯结构及材料不同，输送带被分为织物层芯和钢丝绳芯两大类。织物层芯又 分为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。 参考运输机械设计

14、选用手册 ，本设计选用选用价格低、质量好、普遍使用的维纶帆 布芯。 4.3 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 100-200m,因此使用时必须根据需要进行 连接。橡胶输送带的连接方式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，对滚筒表面有损伤，常用于短距或移动式带式输送 机上。织物层芯输送带常采用的机械接头形式有胶接活页式，铆钉固定的夹板式和钩状卡子 式。 (2 )硫化接头 硫化接头是一种不可拆卸的接头形

15、式，它具有承受拉力大，使用寿命长，对滚筒表面 不产生损坏，接头效率高达 60% -95 %，的优点，但存在接头工艺复杂的缺点。 本设计采用机械接头连接 此带式输送机选用了较小直径的滚筒和较大的托辊槽角( 35),为此，我们选用了带 芯薄、重量轻、强度高、成槽性好的薄型橡胶输送带与之配套。 4.4带宽的计算 对于散状物料，由机械设计选用手册式 3-2，输送带宽度按下式计算 a Q B . - *0.12 3600 vyck B输送带宽度，m; Q所需输送量，t/h ;按最大输送量Q= 50t/h计算； P 物料松散密度 t/ m 3,以小麦为计算基准，取p= 0.75t/m 3; v - 输送带

16、速度， m/s，取v= 1.6 m/s ; c倾角系数，由实用机械设计手册表 13.3-14查得当输送机倾角B =16。时，倾角系 数 c=0.88 ; k装载系数，一般取 k=0.80.9，在此取k=0.85 ; y断面系数，因小麦的静堆积角为 33,动堆积角=0.7 x 33 =23，由 选用手册表3-15查得y=0.12 ; 代入数据 B J - 50- m=0.359m V3600 0.75 1.6 0.12 0.88 0.85 取标准输送带宽度 B=0.4m=400mm 4.5输送带层数的计算 输送带层数按运输机械设计选用手册式 3-10计算: 式中： Z - 输送带带芯层数，层；

17、Sn 最大工作张力， N, Sn =1504.2N ； n - 安全系数，一般多层带取 n=810,减层带取n=911，取n=10; B - 输送带宽度，mm B=400mrp 带芯径向扯断强度， N/ （mm层），见运输机械设计选用手册表 度为0.6mm,径向扯断强度 =70 N/ （ mm层）； 代入数据运输机械设计 3-3，每层厚 Snn 1504.2 10 输送带层数 Z n 0.537 B 400 70 即输送带层数为1层即可。 5 托辊的选择 托辊是带式输送机的输送带及货载的支承装置。托辊随输送带的运行而转动，以减小 输送机的运行阻力。托辊质量的好坏取决带式输送机的使用效果， 特别

18、是输送带的使用寿命。 而托辊的维修费用成为带式输送机运营费用的重要组成部分。所以要求托辊结构合理，经久 耐用，回转阻力系数小，密封可靠，灰尘、煤粉不能进入轴承，从而使输送机运转阻力小、 节省能源、延长使用寿命。 托辊辊子直径与输送带宽度有关。通用固定式输送机标准设计中，带宽 B为800mm以 下的输送机，选用托辊直径为 60mm带宽1000 1400mm选用辊子直径为108mm 托辊按用途又可分为槽形托辊、平行托辊、缓冲托辊和调心托辊，如图所示 槽型上托辊。 托辊间距选择： 由运输机械设计手册表 2-24推荐，本机托辊间距为 1200mm头部滚筒中心线至第 一槽型托辊的最小过渡距离为 A,运输

19、机械设计手册表2-25推荐，过渡距离A=1.3B=520mm 输送带的最大下垂度为 h g(qG qB)a h max 8F0 式中： hm ax两组托辊间输送带的最大下垂度 m； qG - 物料质量，kg/m, qG =20kg/m ； qB - 输送带质量，kg/m， qB =10.5kg/m ； F0 - 该处输送带张力， N,取F0=14OON; g - 重力加速度，g=9.8N/kg ； a - 托辊间距， a=1.2m ； 代入数据： hmax =98 (20 15)2 0.032(m) 8F0 8 1400 由运输机械设计手册表 2-74推荐，辊子轴承选用 4G204系列。 因为

20、本机输送物料主要为小麦等散状物料, 所以我们选择不易让物料撒落的 35大槽角 上托辊的校核：所选用的上托辊为槽型托辊( 35)，其结构简图如下： （1） 承载分支的校核 Po eao（Ijm qB）g v 式中： Po承载分支托辊静载荷（N）; a0承载分支托辊间距（m）； qB - 每米长输送带质量（kg/m）； g - 重力加速度， N/kg ； v- 带速（m/s）； e 辊子载荷系数，查运输机械设计选用手册表 2-35选e=0.8 ； I m - 输送能力（kg/m）； Im SVk 式中： S 三节托辊槽型输送带上最大截面积（m2） 带速(m/s),已知 v=1.6m/s ; k -

21、 倾斜系数； -物料松散密度(kg/ m 3); 由运输机械设计选用手册表 1-3查得s=0.111 m2； 由运输机械设计选用手册表 2-28查得k=0.96 ; 代入上式得： I m=0.111 X 1.6 X 0.96 X 900=153.45 ( kg/m) 15345 则 P0=0.8 X 1.2 X( +9.2 )X 9.81=988.8 ( N) 1.6 查表2-74得，上托辊直径为 89mm长度为315mm轴承型号为4G204,承载能力为 4400N,大于所计算的 P0，故满足要求。 动载计算 承载分支托辊的动载荷： P0 Pfsfdfa P0承载分支托辊动载荷(N)； fs

22、- 运行系数，查表 2-36，取1.2 ; fd 冲击系数查表 2-37，取1.04 ; fa 工况系数，查表 2-38，取1.00 ; 则 P=988.8 X 1.2 X 1.04 X 1.00=1234 ( N) 4400 ( N) 故承载分支托辊满足动载要求。 6 驱动滚筒传动计算 由运输机械设计手册表 3-22选传动滚筒直径为$ 240mm许用扭矩500N m滚筒 高度 L=480mm 已知电动机额定功率 Pd=5.5kw，电机转速也即主动轮转速 ni=960r/min，驱动滚筒直径 为0 240mm要求输送带线速度为 1.6m/s，驱动滚筒转速也即从动轮转速为 n2=320r/min

23、，选 择三角带传动。 (1) 确定计算功率Pc。由表5-5查得 工作情况系数KA=1.2 FI=KAP=1.2*5.5=6.6(KW) 选择A型V带 (3)确定带轮基准直径 a)按设计要求，参考机械设计基础 图5-9及表5-6 ,选取小带轮直径 D=140mm b）验算带速v D1n1 v 60 1000 V 带的带速v 一般应在525m/s，满足要求 从动轮直径 D2= -n1 D=960 X 140=420 ( mr) n2 320 取标准值D=425mm对转速影响n2不大 140 960 60 1000 7.037 （ m/s） (4)实际传动比: i= D2 （1 ） D1 按式5-2

24、0可确定中心距的调整范围为 627mma1200 可用 (10)需要V根数 Pc (P。 P)K KL 由表5-3查得 D=140mm m=800r/min 及m=980r/min 时，单根 A型V带的额 定功率分别为1.41KW和1.66KW, n1=960r/min时的额定功率可用线性插值法求 出 1 .66 1 .41 ccc P0 1.41 (960 800) 980 800 1.632 (kw) 由表5-4查得 R=0.1Kw 查表 5-7 得 Ka =0.931，查表 5-2 得 K_=1.06，则 6.6 (1.632 0.1) 0.931 1.06 取z=4根。=3.514 次

25、/秒40次/秒 合适 (9)校核小带轮的接触角 1800 = 1800 ，由式5-21得 D2 D1 a 57.30 421 57.3 660.65 3.861 (11)计算单根 V带的初拉力F)。由式5-23 F。 500 Pc (2.5 1) qv2 vZ K 查表5-1 得 q=0.1kg/m，故 F。 6.6 2.5 2 500 ( 1) 0.1 7.0372 7.037 4 0.931 =202.53 (N) (12)计算对轴的压力 Q Q 2ZF0si n 2 =2 X 4 X 202.53 X 0.977 =1582.75 ( N) 7 各齿轮的设计计算 (1) 选择齿轮材料、精

26、度等级及齿数。 选择齿轮材料、热处理方法、齿面硬度。 考虑到传递功率不大，故大小齿轮都采用软齿面。 查机械设计基础表 7-3可选定： 小齿轮采用40Cr钢，调质热处理，齿面硬度为 250HBS。 大齿轮采用45#钢，正火热处理，齿面硬度为 225HBS。 精度等级。由已知条件参照表 7-4选8级精度。 选齿数Z1、Z2。取z1=29 Z2=u zi=4.2 X 29=121.8 取 Z2=121 (2) 按齿面接触疲劳强度设计。 按式7-19，设计公式为 di 766 E3 K2(U 1)，式中各参数值如下: d HP u 小齿轮传递扭矩T1 9550 1 9550 54.71 ( N m)

27、n1 960 选取齿宽系数 d，由表7-7,取d =1 齿轮副材料对传动尺寸的影响系数E E,由表7-6取E E=1 接触疲劳强度极限应力 H lim1，由图7-22查得 取 HP HP2 =594 MPa 计算小齿轮分度圆直径 d“H lim1 690 MPa H lim2 660 MPa 许用接触应力 HP，按式7-24得 HP1 0.9 Hlim1 0.9 690 621 ( MPa) HP 2 0.9 Hiim2 0.9 660 594 ( MPa ) = 766 1 3 17 54.712(42 V 1 594 4.2 =52.738 (mm) (3) 确定齿轮传动主要参数及几何尺寸

28、 模数m 52.738 29 =1.8 按表7-1取标准值 m=2mm 分度圆直径d1、d2。 d1 mz1 2 29 58 ( mm) d2 mz2 2 121 242 ( mm) 传动中心距 a m (z1 z2) (29 121) 150 ( mm) 2 2 齿宽 3、b2 d1 766 E3 KTi u 1 1 2() u HP b2 dd1 1 58 58 ( mm) b1 b2 (5 10) ( mm) 取 b2=58mm, bi=65mm 验算齿轮圆周速速 v 由表7-4选8级精度合适。 (4) 校核齿根弯曲疲劳强度。 按式7-21，校核公式为 2000KT. F 2 YFS F

29、P bm z1 式中各参数值如下： 弯曲疲劳极限应力 Flim。 由图 7-23 取 Flim1 =290MPa， Flim 2 =280 MPa 许用弯曲应力 HP。由式7-25得 FP1 1.4 Flim1 1.4 290 406 （ MPa） FP2 1 .4 F lim 2 1 .4 280 392 （ MPa） 复合齿形系数 YFS。由图7-21查得YFS1=4.13， 校核齿根弯曲疲劳强度。 2000KT, F1 2 YFS1 n idi v 60 1000 960 58 60 1000 2.92（m/s） YFS2=3.98 。 bm z1 2000 107 73.615 . = 2 4.13 58 22 29 由计算知弯曲应力校核满足要求。 8 确定齿轮轴主要尺寸 (1) 计算各齿轮轴传递的功率 P1=Pd n 带=5.5 X 0.96=5