混凝土搅拌站输送部分毕业设计

1、 存档编号 目录第一章 绪论11.1混凝土搅拌站的发展历史11.2混凝土搅拌站的发展现状11.2.1自动化程度较高11.2.2可靠性高21.2.3生产能力较高21.2.4计量精度高21.2.5普及率不高地区差异大31.2.6环保性能不高31.3混凝土搅拌站的发展方向31.4混凝土搅拌站的组成31.4.1物料输送设备31.4.2物料称量设备41.4.3物料贮存设备41.4.4搅拌设备41.4.5控制系统4第二章 带式输送机52.1带式输送机的应用52.2带式输送机分类52.3带式输送机的主要组成零件及输送机的布置形式62.3.1输送机的主要组成零件62.3.2带式输送机的布置形式6第三章 皮带输

2、送机的设计及计算13.1初定设计参数13.2输送能力的计算13.3托辊的选用23.3.1对托辊的技术要求23.3.2托辊的分类23.3.3托辊间距的选择33.4输送带的选用43.4.1输送带的分类43.4.2输送带的连接方式53.4.3输送带的选用依据53.5清扫装置的选用63.5.1对清扫器的要求63.5.2清扫器分类63.6圆周驱动力及所需传动功率计算73.6.1圆周驱动力Fu73.6.2传动功率计算113.7输送带张力的计算113.7.1输送带下垂度的限制113.7.2保证输送带工作时不打滑113.7.3 输送带层数的计算123.8辊子荷载的校核123.8.1静载计算123.8.2动载计

3、算13第四章 带式输送机部件的选用154.1电动滚筒的选用154.1.1电动滚筒基本尺寸的确定154.1.2滚筒体的受力分析164.2拉紧装置的选用204.3机架的设计214.3.1头架214.3.2中间架22第五章 皮带运输机的常见故障分析15.1输送带打滑15.2输送带跑偏15.3撒料15.4异常噪声25.5输送带的使用寿命较短2第一章 绪论混凝土搅拌装置是指将砂子、水泥、石子、水、添加剂等物料按照一定的混凝土配合比计量，然后经过混凝土搅拌机搅拌成合格混凝土的设备，通常又被称作混凝土搅拌站。混凝土搅拌设备主要包括物料贮存设备、物料运输设备、称量设备、搅拌设备、控制系统等。第1.1节 混凝土

4、搅拌站的发展历史 第一座混凝土搅拌站由德国于1903年建立，此后，商品混凝土便作为独立的产业出现，随后美国、法国分别于1913年、1933年建立了自己的搅拌站。二次世界大战后，尤其在20世纪60年代到70年代，由于战后重建工作，各国急需混凝土，使混凝土搅拌站迎来了一个黄金发展时期。目前德国、美国、日本等国在混凝土搅拌技术方面处于领先地位，而我国的混凝土机械发展在解放前是一片空白，即使在解放初也只是仿造国外落后的搅拌机。1951年，上海市建筑机械厂生产了JG250型混凝土搅拌机，它成为我国早期建设的主力军；1978年后，我国采取以经济建设为中心的方针，这一措施促进了工程建设的发展，同时使发展混凝

5、土机械成为一项重要任务，我国花重金引进多套搅拌站设备并组织多家领头机械厂对搅拌站进行攻关、研发，取得了一定的成就。随后我国在不断引进外国搅拌站技术的同时，加大自身对混凝土搅拌站的研发，到21世纪我国的搅拌站技术已较为先进。第1.2节混凝土搅拌站的发展现状目前，国内生产的混凝土搅拌站可靠性不断提高，逐步取代了进口搅拌站并在国内市场中占据主导地位。我国搅拌站生产企业众多，产品已形成系列化，虽然部分产品已接近甚至超过国外水平，但仍存在普及率不高、地区差异大、存在污染等缺点。1.2.1自动化程度较高自动化程度是反映一台设备技术含量高低的主要标志，混凝土搅拌站从原始的人工搅拌到滚筒式搅拌，再到强制式搅拌

6、站，其自动化程度不断提高 ，目前多数混凝土公司采用多台主机并联的方式，这种方式在提高生产能力的同时保证了一台备用，减少了运输车的等待时间。其控制系统比较先进和稳定，能够长时间全自动连续生产。控制室里的电脑监控能够形象的反映出整个生产流程和每个部位的情况，如骨料的运输、混凝土的出料等，一旦某个部位出现故障，可以快速的发现并纠正错误。搅拌站采用计算机控制，可以自动控制或手动操作。动态面板能够显示搅拌站各部件的运输情况，同时可以存储搅拌站的数据。控制室配备空调，能够确保电器元件性能稳定可靠。控制系统一般采用两种方式，一种是双机双控形式，即系统由两台高性能工业计算机组成，一台作为主控生产系统，另一台作

7、为管理及监控系统，并当主控计算机出现故障时，代替主控计算机作为主控生产系统，主控系统具有手动及自动功能，控制机与管理机间的数据共享，当控制机出现故障时可以转换到管理机工作，最大限度的保证系统的持续正常运行；另一种采用工业计算机加配料控制仪表组成，即配料控制仪表数据输入工业计算机，通过板卡或可编程控制器输出执行信号从而保证系统正常运行。工业计算机通过外部采样经过计算、比较、处理，输出控制外部驱动元件，从而真正实现了搅拌站计算机控制。1.2.2可靠性高我国的混凝土搅拌站经过了十多年的发展，其可靠性较高，尤其是关键部件如搅拌机、螺旋机、主要控制和气动元件的性能已相当稳定，为了确保其可靠性搅拌叶片采用

8、独特的高铬高锰合金耐磨材料，轴端支撑及密封形式采用独特的多重密封；对于常受冲击、易磨损处，如卸料斗等处采用耐磨钢板在里面加强；环形皮带结合处采用硫化工艺接头，使用寿命较长。1.2.3生产能力较高 当前混凝土搅拌站多采用双并联站和多并联站的形式，这极大地提高混凝土公司的生产能力，从根本上解决了生产能力不足的问题；另一方面生产能力的提高，可以承担更多的业务，从而占领更多的混凝土市场份额。1.2.4计量精度高混凝土搅拌站的计量精度分四个方面，及水泥、骨料、水、外加剂，其中水泥的精度控制在±1%之内，骨料的精度控制在±2%之内，水的精度控制在±1%之内，外加剂的精度控制在

9、±1%之内。水泥及粉料的称量一般采用称量斗来进行，当有多种粉料时采用累积称量或单独称量；骨料的称量一般采用皮带秤、称量斗来进行称量，皮带秤为累计称量，称量斗可以单独称量或累计称量；水的计量方式有容积式和称量式；外加剂的称量有容积式、质量式和脉冲计量表式。无论哪种物料的称量，其称量、控制和信号转换元件等均采用进口元件，这保证了计量的精度。1.2.5普及率不高地区差异大 目前我国商品混凝土发展不平衡，沿海与内地，东部与西部地区，省会与地级城市都存在很大差异。1.2.6环保性能不高 混凝土搅拌站的污染主要来自于三个方面，一是粉尘的污染，粉尘主要是输送水泥等粉料物质时产生的；二是噪声的污染，

10、主要是装卸骨料时产生的；三是污水的污染。这些环保问题一方面是混凝土生产商为节约投资不注重环保，另一方面是政府及相关部门监管力度不够。第1.3节 混凝土搅拌站的发展方向我国的混凝土搅拌站虽然已取得了很大的成就，但与发达国家的搅拌技术还存在很大的差异，我国的混凝土发展道路还很长，总体发展方向是实现混凝土搅拌站的智能化、环保化、高精度化、标准化、国产化、中小型化、普及化。第1.4节 混凝土搅拌站的组成 混凝土搅拌站主要包括物料输送设备、物料称量设备、物料贮存设备、搅拌设备及控制系统。1.4.1物料输送设备不同的物料需要不同的输送设备，除了水还有其他液体添加剂需要通过泵输送外，还需要另外两套输送设备，

11、其中一套用来输送骨料，主要有皮带运输机、拉铲、装载机、提升斗；另一套用来输送水泥等粉料物质，主要有螺旋运输机、斗式提升机、气力输送设备等。皮带运输机是最常用的物料输送设备，它的运输速度快，工作连续，输送平稳，没有噪音，消耗功率小，工作可靠；拉铲结构简单，使用方面；装载机常用于移动式和拆迁式搅拌站，其运输量比较大，速度较快，自装自卸，使用非常方便；提升斗常用于二次提升。螺旋输送机式输送水泥的理想设备，其料槽是封闭的，因此可以减少对环境的污染；斗式提升机常用于垂直方向输送水泥，其占地面积小，输送能力大、输送高度高、密封性较好；气力输送设备具有占地面积小、容易布置、速度快、输送量大、没噪音的优点，但

12、它能量消耗大。1.4.2物料称量设备计量系统是混凝土生产过程中的一项关键工艺设备，精确的称量设备不仅能够提高生产率，而且能够确保混凝土的质量。搅拌物料的计量方式一般采用重力计量。按照所称量物料种类可以分为单独称量和累计称量；按秤的具体传力方式可以分为杠杆秤、杠杆电子秤和电子秤；按作业方式可以分为周期分批计量和连续计量。1.4.3物料贮存设备贮料设备包括贮料斗、卸料设备和其他一些附属装置，通常情况下石子、砂子露天堆放，而水泥用封闭的筒仓贮存。1.4.4搅拌设备搅拌机是混凝土搅拌站中的重要设备，其机型多种多样，按其工作过程可分为连续式搅拌机、周期式搅拌机；按照工作原理可以分为自落式搅拌机、强制式搅

13、拌机。1.4.5控制系统 控制系统是混凝土搅拌站的核心，它能够控制物料的配比，监视搅拌站的运行情况，用户可以根据自己的需要选择不同功能的控制系统。第二章 带式输送机第2.1节 带式输送机的应用带式输送机是理想的连续性输送设备，其特点是输送距离长，运量大，机身可以很方便的伸缩，另外其输送线路适应性强、灵活，故带式输送机广泛应用于冶金、交通、煤炭、水电、化工、粮食及交通运输等部门。第2.2节 带式输送机分类带式输送机有很多分类方法，按输送物料的输送带结构可分成两类，一类是普通型带式输送机，这类输送机在输送过程中，上带呈现槽形，下带成平形，输送带由托辊托起，输送带外表几何形状为平面；另一类是特种结构

14、的带式输送机，各有各自的特点。具体分类如下： DT型固定式带式输送机 QD80轻型固定带式输送机普通型带式输送机 DX型钢绳芯带式输送机 U型带式输送机带式输送机 管形带式输送机 气垫带式输送机 波状挡边带式输送机特种结构型带式输送机 钢绳牵引带式输送机 压带式带式输送机 其他类型第2.3节 带式输送机的主要组成零件及输送机的布置形式2.3.1输送机的主要组成零件图2.11-头部漏斗；2-机架；3-头部清扫器；4-传动滚筒；5-安全保护装置；6-输送带；7-承载托辊；8-缓冲托辊；9-导料槽；10-改向滚筒；11-拉紧装置；12-尾架；13-空段清扫器；14-回程托辊；15-中间架；16-电动

15、机；17-液力耦合器； 18-制动器；19-减速器；20-联轴器带式输送机主要由输送带、滚筒、托辊、张紧装置、驱动装置机架等组成。输送带是承载和牵引构件由上下托辊支承，绕过头部、尾部滚筒形成闭合环路，借助传动托辊同于输送带间的摩擦传递动力，实现物料的连续输送。输送带的作用是承担运输物料；滚筒分为传动滚筒和改向滚筒，传动滚筒与驱动装置相连，其作用是将力传向输送带；改向滚筒用来改变输送带的运行方向。托辊的作用是承托输送带及输送带上所载的物料。 张紧装置的作用是在输送带内产生一定预张力，避免物体在传动滚筒上滑动，同时控制输送带在托辊间的挠度，以减少阻力和避免撒料。驱动装置为带式输送机提供动力。2.3

16、.2带式输送机的布置形式带式输送机的驱动方式按照驱动装置可以分为单点驱动方式和多点驱动方式两种。所谓单点驱动方式是指驱动装置集中安装在输送机的某一位置，一般安装在机头处；多点驱动方式是指驱动装置安装在多处位置。通常带式输送机采用单点驱动方式，单点驱动方式根据传动滚筒的数目又可分为单滚筒和多滚筒驱动，而滚筒又可由单个或多个电动机驱动。单筒、单电机驱动方式为最常用的。输送机可以根据地形和工艺要求进行布置，一般可布置成水平输送、向上直线输送、向上凸弧输送、向上凹弧输送和向下输送等多种形式。图2.2 输送机布置形式28第三章 皮带输送机的设计及计算第3.1节 初定设计参数查表2-4，选安息角=35&#

17、176;，动态安息角一般为安息角的50%75%，故选动态安息角=20°；物料松散密度=1800Kgm3。设计水平皮带运输机，运输倾角=0°，运输带宽B=800 mm，输送长度L=12.6m，输送速度v=1.6 m，输送量为400t。第3.2节 输送能力的计算由公式2-3，得Im=svk=0.0678×1.6×1×1800=195.3(kg/s)Q=195.3x3.6=703.1(t/h)>400(t/h)能满足运输要求 其中s由表1-3得，s=0.0678；查表3-1，得k=1；表3-1 倾斜系数k倾角，（°）246810121

18、4161820K1.000.990.980.970.950.930.910.890.850.81 Im输送量，kg/s；S输送带上物料的最大横截面积,m2；k倾斜系数；第3.3节 托辊的选用 托辊在输送机中起着支撑的作用，托辊能够随着输送带的运行而转动，可以降低输送机的运输阻力，3.3.1对托辊的技术要求（1）对托辊的主要要求是能够很好的支撑和保护输送带；（2）输送散状物料的输送机的托辊直径通常按照标准的尺寸设计，（3）托辊辊子的摩擦阻力影响输送带的张力，并最终影响带式输送机的功率。托辊的表面要光滑，轴承要保持良好的润滑。3.3.2托辊的分类托辊可以分为承载托辊、空载托辊、挡辊、缓冲托辊和调心

19、托辊等（1）槽形托辊，用于支撑物料，目前国内常用的槽形托辊槽角为35°或45°，增大槽角可以加大运输物料的横断面积防止输送带跑偏，但由于使胶带弯折对输送带的寿命不利。图3.2 槽形托辊（2）缓冲托辊，常用于带式输送机的受料处，减少物料对输送带的冲击。 图3.3 缓冲托辊（3）调心托辊：有摩擦式和锥形式两种，用于带式输送机载荷侧支撑调整输送带跑偏，防止蛇形，保证输送带稳定运行。图3.4摩擦上调心托辊 图3.5锥形上调心托辊3.3.3托辊间距的选择托辊布置的原则是使输送带在托辊间距所产生的挠度尽可能的小。一般情况下，用于输送散状物料的带式输送机，其承载段的托辊间距一般为0.81

20、.5m，空载段的托辊间距一般为23m。并且在输送机的特殊部位间距需要根据具体情况另外考虑，如在输送机头部和尾部可以安装一组过度托辊，用来减少过渡段胶带边缘的应力，从而降低对胶带边缘的损害；另外在受料处承载托辊间距应为正常间距的二分之一，或者安装缓冲托辊，其间距应该根据物料的松散密度、粒度及落料高度而定，一般按承载分支托辊间距的1213，当松散密度较大、落差较高时可取1.21.5倍间距。在带速一定的情况下，托辊辊子的转速不能太大。在同样寿命情况下，转速越大，其使用时间越短，但棍子的直径也不能太大，否则，整个运输机不配套，成本也会变高。综合以上因素，根据表2-10，初选上下托辊直径为108 mm，

21、上托辊选槽形前倾托辊，其中槽角=35°，下托辊选平托辊，根据表3-2，选上托辊间距为1.0 m，回程托辊间距为3m。表3-2 承载分支托辊间距松散密度kgm3 带宽，mm500、600800、10001200、1400托辊间距，mm1600120012001200>1600100010001000第3.4节输送带的选用输送带作为承载构件及牵引构件，它不仅要具有足够的承载能力，而且要具有足够的抗拉强度。输送带由带芯和覆盖层组成。输送机的带芯主要棉、化纤织物或钢丝绳，它们是输送带中的主要承重部件，因此带芯材料的强度和刚度一定要足够。覆盖层的作用主要是保护带芯不受机械损伤及周围有害物

22、质的损害。通常上覆盖层较厚，因为它直接承受物料的冲击和磨损，而下覆盖层主要承受压力，为了减少输送带沿托辊运行时的压陷阻力，下覆盖层往往较薄。3.4.1输送带的分类输送带按照带芯分为织物芯输送带、钢丝绳输送带。织物芯输送带用棉或化纤织物挂胶后的胶布层为带新材料，用橡胶或PVC作覆盖材料，用不同的带芯材料和不同的覆盖层材料可以构成不同特性的输送带，带芯输送机又可以分为整体织物芯输送带和分层织物芯输送带，在相同的厚度情况下，整体织物芯输送带的强度要比分层织物芯输送带的强度高；钢丝芯输送带用特殊的钢丝绳作带芯，用不同配方的橡胶作覆盖材料，制出各种特性的输送带，钢丝芯输送带抗弯性能好，伸长率小，需要的拉

23、紧行程小。3.4.2输送带的连接方式输送带的连接方式可以分为机械接头、冷粘接法、热胶接法三种。（1）机械接头法，一般指使用皮带扣接头，这种接头方法方便、经济，,接头的拉伸强度能达到本体胶带的60%，但接头的效率低，容易损坏对输送带的使用寿命有一定影响。（2）输送带冷粘接头法，即采用冷粘粘合剂来进行接头。这种方法比机械接头的效率高，也比较经济，接头的强力大，能达到本体胶带的80%，但从实践结果看由于工艺比较难掌握，所以不很稳定。（3）热硫化接头法，是最理想的一种接头方法，不仅能够保证高的接头效率，而且也非常稳定，接头寿命也很长，接头处光滑且没有间隙容易掌握，但存在工艺麻烦、费用高、接头时间长等缺

24、点。3.4.3输送带的选用依据（1）输送带的性能与带芯材质、结构和层数的关系很大；（2）棉帆布多层输送带强度低、层数多，不耐疲劳，重量大，能耗多，已日趋淘汰；（3）尼龙输送带强度高、弹性大、重量轻、抗冲击和耐弯曲性能好，其成槽性能好、防霉、耐水等各项性能优于棉帆布输送带，其缺点是伸长量大，当拉紧行程可以设置较长时可优选尼龙带；（4）涤纶带芯强度与棉纶相似，具有尼龙带所有的优点，其弹性模量比尼龙高，伸长率小，尺寸稳定性好，是一种较理想的输送带；（5）设计覆盖层厚度需要考虑磨损速率、受料条件、覆盖层的抗冲击性以及输送带的运转周期。根据以上条件，初选输送带型号NN-100，由表2-16根据输送带型号

25、、物料密度及带宽，确定Z=5；查表1-6，得NN-100输送带的每层质量1.02kgm2，每层厚度1mm，上覆盖胶厚度1=3mm，下覆盖胶厚度2=1.5mm，每毫米厚胶料重1.19kgm2。第3.5节 清扫装置的选用输送带清扫器的作用是清除输送带上的粘附物质，如果不能清扫干净输送带上的粘附物料，这些物料在经过回程托辊时会被碰落并堆积，当堆积高度过高时，会与输送带回程所接触，造成停机事故，同时，物料被带到回程段时，会引起输送带的强烈磨损。3.5.1对清扫器的要求（1）能够有效的清扫粘附物质，不影响输送机的正常工作；（2）能承受高温且对输送带的损伤较小；（3）能够确保与输送带横截面各点相接触；（4

26、）使用简单、维修方便；3.5.2清扫器分类清扫器可以分为刮板式清扫器、辊式清扫器、刷式清扫器、振动式清扫器、风动式清扫器和综合式清扫器。刮板式清扫器是清扫输送带最简单的方法，这种装置广泛应用与清扫弱粘性松散物质，其工作机构采用金属刮板、弹性刮板或塑料刮板，刮板通常装载有重锤或弹簧压紧的旋转架上，刮板式清扫器不适用于高速，一般用于带速2.5m/s以下；辊式清扫器是一种辅助清扫器。根据以上资料，选用一个头部清扫器和两个空段清扫器，由运输机械设计选用手册表2-66，得头部清扫器、空段清扫器相关尺寸图3.6头部清扫器表3-3头部清扫器相关参数 mmBLL1L2AA1A2C800136010508405

27、0020060120 图3.7空段清扫器表3-4空段清扫器相关参数 mmBAA1Ll8001150970840770第3.6节 圆周驱动力及所需传动功率计算3.6.1圆周驱动力Fu根据公式4-2-12，得Fu=fLgqRO+qRU+2qB+qGcos+FN+FS1+FS2+FStf模拟摩擦系数；L输送机长度；g重力加速度，取g=9.81；qRO承载分支托辊每米长旋转部分质量；qRU回程分支托辊每米长旋转部分质量；FN附加阻力；FS1特种主要阻力；FS2特种附加阻力；FSt倾斜阻力；查表2-30，根据输送机按标准设计，制造调整好，物料内摩擦系数中等，故f=0.022。(1)计算输送机承载分支每米

28、机长托辊旋转部分质量qRO查表2-42，根据带宽、辊子直径选取轴承4G205，辊子长度l=315 mm；查表2-70，根据直径108，l=315 mm，轴承为4G205查得单个上辊转动部分质量 qRO'=3.53kg qRO=nqRO'ao=3×3.531.0=10.56(kg/m)(2)计算输送机回程分支每米机长托辊旋转部分质量qRU查表2-50，根据带宽、辊子直径选取轴承4G205，辊子长度l=950 mm；查表2-70，根据直径108,l=950 mm，轴承为4G205，差得单个下辊转动部分质量 qRU'=8.74kg qRU=nqRU'au=1

29、×8.743=2.91(kg/m)(3)计算承载分支和回程分支每米输送带的质量qB输送带每米质量=【布层数×每层质量+（上胶厚+下胶厚）×每毫米厚胶料质量】×带宽 qB=5×1.02+3+1.5×1.19×0.8=8.36kg/m(4)计算每米输送物料的质量qG qG=Ivv=Q3.6v=4003.6×1.6=69.44kg/m (2-44)(5)计算附加阻力FN由表2-31，得公式 FbA=Ivv-v0=0.062x1800x1.6-0=178.56N 其中Iv=Q3.6=4003.6x1600=0.062m3s

30、 FbA在加料段、加速段输送物料和输送带间的惯性阻力及摩擦阻力 Iv 输送能力， m3s 由表2-31，得公式 Ff=2Iv2glbv+vo22b12=0.6x0.0622x1800x9.81x0.221.6+0220.4952=57.14N其中1=0.50.7，此处取1=0.6；2=0.50.7，此处取2=0.6； lb=v2-v022g1=1.62-02x9.81x0.6=0.22m; b1挡料板内部宽度，查表2-112，得b1=0.495m； Ff在加速段物料和挡料板间的摩擦阻力； 1物料与输送带间的摩擦系数； 2物料与导料板间的摩擦系数； v0在输送带运行方向上的输送速度；由表2-31

31、，得公式 F1=9B140+0.01FBdD=9x0.8x140+0.01x200000.8x9.5630=42.34N其中d=5x1+3+1.5=9.5mm;查表2-20，根据帆布带型号为NN-100，Z=5，传动滚筒直径D=630mm；根据表2-21，选择180°尾部改向滚筒直径D=400mm；F输送带平均张力，取20000N；F1输送带经过滚筒的弯曲阻力；故，FN=Fba+Ff+Fl=178.56+57.14+42.34=278.04N（6）计算特种主要阻力FS1 FS1=F+Fgl 由表2-32，得公式 F=C0Le(qB+qG)gcossin由表2-32，0=0.30.4，

32、此处取0=0.35；根据表2-32，由插值法求得C=35-300.5-0.445-30+0.4=0.43（=30°时，C=0.4；=45°时，C=0.5；） 查表2-42，得=1°20、=1.33°； 托辊轴线相对于垂直输送带纵向轴线的前倾角； C 槽形系数； F托辊前倾阻力；F=0.43x0.35x12.6x8.36+69.44x9.81x1xsin1.33°=32.59N 由表2-32，得公式 Fgl=2Iv2glv2b12其中Iv=Q3.6=4003.6x18000.062m3/s；l=4.5m；由表2-32，2=0.50.7，此处取2=

33、0.6；查表2-112，得b1=0.495；2物料和导料挡板间的摩擦系数；Fgl输送物料与导料挡板间的摩擦阻力；Fgl=0.6x0.0622x1800x9.81x4.51.62x0.4952=292.17N故FS1=F+Fgl=32.59+292.17=324.76N(7)计算特种附加阻力FS2由表2-32，得 Fr=AP3其中A=0.009+2x0.012=0.033m2；查表2-32，3=0.50.7，此处取3=0.6；3输送带和输送带清扫器的摩擦系数；A输送带和输送带清扫器的接触面积；P输送带清扫器与输送带间的压力（一般取3x10410x104Nm2）此处取p=8x104Nm2；Fr输送

34、带清扫器的摩擦阻力；Fr=0.033x8x104x0.6=2640N该皮带运输机无卸料器，故 FS2=Fr=2640N根据上述计算，圆周驱动力 Fu=0.022x12.6x9.81x10.56+2.91+2x8.36+69.44+278.04+ 324.76+2640=3513.7N3.6.2传动功率计算由公式2-15，得 PA=Fuv=3513.7x1.6=5621.92W由公式2-16，得 PM=PA1=5.620.9=6.24KW1=0.780.95，初选1=0.9；PA传动滚筒轴所需功率；PM带式输送机所需功率；第3.7节 输送带张力的计算输送带的张力在整个长度上是变化的，其影响因素有

35、很多，为保证其正常运行，运输带的张力需满足以下两个条件：（1）输送带张力在任何负载作用下，作用到滚筒上的圆周力是通过摩擦力传递到输送带上，且保证输送带与滚筒间不打滑；（2）作用到输送带上的张力应使输送带在两组托辊间的垂度小于一定值。3.7.1输送带下垂度的限制为限制输送带在两组托辊间的下垂度，应使作用在输送带上的最小张力Fmin满足下式 由公式2-19，承载分支 Fmin>aoqB+qGg8hamax=1.0x8.36+69.44x9.818x0.01=9540.23N输送带许用的最大下垂度应满足ha=0.01; 由公式2-10，回程分支 Fmin>auqBg8hamax=3x8.

36、36x9.818x0.08=3075.443.7.2保证输送带工作时不打滑由公式2-31，得起动时传动滚筒上最大圆周力FUmax FUmax=KAFU=1.6x3513.7=5621.92N KA启动系数，KA=1.31.7，此处取KA=1.6由公式2-18，得 F2minFUmax1e-1查表2-33，取=0.35，围包角=170240°，取=200°，由表2-34，根据=0.35，=200°，查得e=3.4，F2minFumax1e-1=5621.92x13.4-1=2342.47N取F2=9540.23， F1max=F2+Fu=9540.23+3513.7

37、=13053.93N3.7.3 输送带层数的计算由公式2-21，得 Z=F1maxnB输送带安全系数应考虑可靠、安全、寿命、制造质量、经济成本等因素，对于锦纶（尼龙）帆布芯输送带，硫化接头时取安全系数n=1012，此处n=12；查表1-6得扯断强度=100；故Z=F1maxnB=13053.93x12800x100=1.95第3.8节 辊子荷载的校核3.8.1静载计算由公式2-40，得承载分支托辊 P0=eaoImv+qBgP0承载分支托辊静载荷，N；ao承载分支托辊间距，m；Im输送能力，Kgs ；qB每米长输送带质量，Kg/m表3-5 辊子载荷系数e托辊型式 e一节辊 1二节辊0.63三节

38、辊0.8查表2-35，承载托辊为三节托辊，故e=0.8,Im=703.13.6195.3po=0.8x1.0x195.31.6+8.36x9.81=1023.61N查表2-74，根据托辊108,L=315mm,轴承4G205，查得辊子承载能力2.75KN>1.02KN,能满足要求由公式2-40，得回程分支托辊Pu=eauqBg查表2-35，回程托辊为一节托辊，故e=1,Po=1x3x8.36x9.81=246.03N查表2-74，根据托辊108，L=950mm,轴承4G205,查得 辊子承载能力1.53KN>0.25KN,能满足要求3.8.2动载计算承载分支托辊Po'=Po

39、fsfdfa表3-6运行系数fs运行条件，每天运行小时fs<669>916>16 0.8 1.0 1.1 1.2 表3-7 冲击系数fd物料粒度，mm带速，m/s22.53.153.5456.501001.001.001.001.001.001.001.05>1001501.021.031.061.071.091.131.23>150300细料中有少量大块1.041.061.111.121.161.241.39>15e300块料中有少量大块1.061.091.141.161.211.351.57>1503001.201.321.571.701.902.

40、302.94表3-8工况系数fa工况情况fa正常工作和维护条件1.00有磨蚀或磨碎性物料1.10磨蚀性较高的物料1.15查表3-6，根据每天运行小时>916，得， fs=1.1；查表3-7，取fd=1；查表3-8，根据工况条件为有磨蚀或磨损性物料，选fa=1.1;Po'=Pofsfdfa=1023.61x1.1x1x1.1=1238.57<2750N满足要求；回程分支托辊Pu'=Pufsfa查表3-6，取fs=1.1；查表3-8，选fa=1.1；Pu'=Pufsfa=246.03x1.1x1.1=297.7N<1530N满足要求；第四章 带式输送机部件

41、的选用第4.1节 电动滚筒的选用电动滚筒是一种将电动机和减速器共同至于滚筒体内部的新型驱动装置。主要应用固定式和移动式输送机，代替传统电动机。4.1.1电动滚筒基本尺寸的确定由电动滚筒设计与选用手册表6-3，选电动滚筒壁厚为7mm，图4.1电动滚筒由运输机械设计与选用手册表2-76查得电动滚筒相关尺寸，列在下表 表4-1电动滚筒尺寸DALHMNPQhL1d163013009501401308040033035106827由运输机械设计与选用手册表2-75，根据带宽B=800mm,滚筒直径D=630mm,带速v=1.6m/s，得电机功率为7.5kw，输出扭矩为1388Nm，最大张力4348N,4

42、.1.2滚筒体的受力分析电动滚筒承担着输送机的动力传递及输送带的改向作用，滚筒体工作时承受的是一种复杂的交变复合应力，它的破坏主要来自疲劳和磨损，所以滚筒体的合理设计可以保证电动滚筒的安全性和可靠性。电筒滚筒的筒体可以视作简支梁，两端支撑的端盖在水平面内及垂直面内均为铰支。作用在筒体上的载荷有输送带对滚筒的张力、圆周驱动力以及输送带横向位移产生的轴向力，该力与前两项力相比较小，可忽略不计，电筒滚筒受力分析如下图图4.2电动滚筒受力分析F1紧边张力；F2松边张力；F平均张力；FU圆周驱动力；（1）电动滚筒体校核由电动滚筒设计与选用手册得公式7-2 F1=Fuee-1=3513.7x3.43.4-

43、1=4977.74N F2=F1-Fu=4977.74-3513.7=1464.04N式中 F1滚筒上紧边张力； F2滚筒上松边张力； e由前面计算，得e=3.4； Fu圆周驱动力；由电动滚筒设计与选用手册得公式7-1 F=F1+F22Ko=4977.74+1464.042x1.05=3381.93N式中 Ko允许过载系数，通常取Ko=1.05；如图1，M3为滚筒所受的扭矩： 图4.3由电动滚筒设计与选用手册得公式7-5M3=FuD2=500DPv=500x0.63x6.241.6=1228.5NmD滚筒直径，m；P功率，kw；v 带速，ms；如图2中，M为弯矩，设输送带平均张力F沿滚筒L均匀

44、地分布在滚筒上，则滚筒单位长度上受的力q=Fl,图4.4因此Mmax=ql28=0.125Fl=0.125x3381.93x0.95=401.64Nml滚筒长度，m；计算合成应力h根据第四强度理论合成应力hh=2+32弯矩作用下的正应力，Nmm2；扭矩作用下的剪切应力，Nmm2；W=16RtR=0.1963R2t由运输机械设计与选用手册得公式7-13=MW=5.093MR2t=5.093x401.07x1000311.52x7=3Nmm2=M32W=2.547M3R2t=2.547x1226.53x1000311.52x7=4.6Nmm2电动滚筒的筒体选用Q235A钢制造，该钢的屈服强度s=2

45、35MPa，故=s1.5=2351.5=156.7MPah=2+32=32+4.62=5.49Nmm2<故强度校核符合条件。式中W抗弯截面模数； R筒体的平均半径； t筒体的厚度； 许用应力；（2）根据中长壳理论验算壳的允许临界载荷e及ee=15131-2xEtR=206000x75x3x(1-0.32)x311.5=560.34Nmm2e=150.904KsEQ235t2=0.904x75.29x2060005x(9507)2=152.25Nmm2Z=lR2Rt1-2=950311.52x311.571-0.32=394.83Ks=0.85Z0.75=0.85x394.830.75=7

46、5.29E钢的弹性模量，取E=206000MPa； 泊松比，对于Q235钢=0.3；l筒体的长度；Ks系数，Ks=0.85Z0.75，Z=lR2Rt1-2；由计算结果，知 <e，<e，故电动滚筒的筒体是安全的。第4.2节 拉紧装置的选用拉紧装置可以分为重锤式拉紧装置、自动拉紧装置和固定式拉紧装置三种，其中重锤式拉紧装置分为垂直重锤拉紧装置和重锤车式拉紧装置；固定式拉紧装置分为螺旋拉紧装置和固定绞车拉紧装置；自动拉紧装置分为自动绞车拉紧装置和液压自动拉紧装置。通常情况下，螺旋拉紧装置适用于较短、功率较小的运输机；垂直重锤拉紧装置所占空间较小且能随着张力的变化靠重力自动补偿输送带的伸长

47、，因此应优先考虑此装置；重锤车式拉紧装置适用于距离较长、功率较大的运输机，其拉紧行程较大；固定式绞车拉紧装置用于大行程、大拉紧力、长距离、大运量的带式输送机，其最大拉紧行程可达17m。拉紧装置的作用（1）使输送带具有足够的初张力，保证输送带与传动滚筒之间所需的摩擦力；（2）保证输送带最小张力点的张力，以保证输送带的垂直限制条件，保证输送机的平稳运行；（3）满足输送带张力引起的弹性伸长要求的拉紧行程；（4）补偿输送带的永久伸长；（5）为输送带接头提供必要的行程。 综合以上因素，由于本次所设计运输机的输送距离仅为12.6m，且输送机功率较小，故选用螺旋张紧装置，由于输送距离较短，故拉紧行程选500

48、mm即可。查运输机械设计选用手册表2-58，根据输送带宽度为800mm，可得螺旋拉紧装置相关参数，列于下表， 表4-2拉紧装置参数 mmBDAHEFM800400130013595120202NQOabc重量，Kg170380516325018048.1图4.5螺旋拉紧装置 第4.3节 机架的设计 带式输送机的机架是支持托辊、驱动装置的金属结构，带式输送机的机架形式取决于地形、安全及输送物的性质、是否有冲击等因素。带式输送机的机架可以分为头架、中间架、尾架，按结构形式主要有：梁架、桁架、三脚架、支柱。4.3.1头架头架是支撑滚筒及承受输送带张力的装置。头架主要有四种形式，可满足带宽500140

49、0，倾角0°18°，围包角190°210°多种形式的典型布置。常见的头架有以下四种：（1）01头架：用于0°18°倾角的头部传动及头部卸料滚筒；（2）02头架：用于0°18°倾角的尾部改向滚筒或中间卸料的传动滚筒；（3）03头架：用于0°18°倾角的头部探头滚筒或头部卸料传动滚筒，围包角小于或等于180°；（4）04头架：用于传动滚筒设在下分支的机架，可用于单滚筒传动也可用于双滚筒传动，围包角大于或等于200°.其中01、02头架适用于5001400mm,03、04机架适用于

50、带宽8001400mm。图4.6头架4.3.2中间架中间架可以选取标准安装架，通常情况下，可以选取6000mm标准架或30006000mm标准安装架。本次设计选取6000mm标准架。（1）载荷的计算输送机机体的重力荷载包括输送带的重力，上下分支托辊的重力，故单位长度上的重力为：P=gqB+mROaRO+mRUaRU=9.8x8.36+15.211+12.773=272.7Nm其中，查运输机械设计选用手册表2-70，根据108，L=315mm，轴承4G205，得单个托辊质量为：5.07Kg，mRO=3x5.07=15.21KgaRO=1m查运输机械设计选用手册表2-70，根据108，L=950mm，轴承4G205，得单个托辊质量为：12.77Kg，mRU=12.77KgaRU=3m物料的单位长度重力为：G=gqG=9.81x69.44=681.21Nm梁所受的载荷为：W=P+g=272.7+681.21=953.91Nm由于有两根梁，每个梁所受的载荷为：W=W2=953.912=476.96Nm如下图为托辊的布置，对于一组中间架，其长度为6m，可计算出每个集中载荷如下： 图4.7机架受力分析 Wv=6x476.966=476.96N(2)应力和截面计算Y=0，RA+RB+6xWV=0MBF=0，3RA