固定皮带输送机设计

徐州工程学院毕业设计(论文) 徐州工程学院毕业设计(论文)图书分类号：密级：毕业设计(论文)固定皮带输送机设计FIXEDLEATHERBELLCONVEYERDESIGN学生姓名学院名称机电工程学院专业名称机械制造及自动化指导教师2010年5月28日PAGEIIPAGEI徐州工程学院学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名：日期：年月日徐州工程学院学位论文版权协议书本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日摘要目前，胶带输送机正朝着长距离、高速度、低摩擦的方向发展，近年来出现的气垫式胶带输送机就是其中的一个。在胶带输送机的设计、制造以及应用方面,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距,国内在设计制造带式输送机过程中存在着很多不足。本次毕业设计是关于固定式带式输送机的设计。主要对胶带输送机作了简单的概述；接着分析了带式输送机的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；最后对所选择的输送机各主要零部件进行了校核。普通型带式输送机由六个主要部件组成：传动装置，机尾和导回装置，中部机架，拉紧装置以及胶带。设计中简单的说明了输送机的安装与维护。关键词：带式输送机；选型设计；滚筒AbstractThedesignisagraduationprojectaboutthebeltconveyorusedincoalmine.Atfirst,itisintroductionaboutthebeltconveyor.Next,itistheprinciplesaboutchoosecomponentpartsofbeltconveyor.Afterthatthebeltconveyorabaseontheprincipleisdesigned.Then,itischeckingcomputationsaboutmaincomponentparts.Theordinarybeltconveyorconsistsofsixmainparts:DriveUnit,JiborDeliveryEnd,TailEnderReturnEnd,IntermediateStructure,LoopTake-UpandBelt.Atlast,itisexplanationaboutfixandsafeguardofthebeltconveyor.Today,longdistance,highspeed,lowfrictionisthedirectionofbeltconveyor’sdevelopment.Aircushionbeltconveyorisoneofthem.Atpresent,westillfallfarshortofabroadadvancedtechnologyindesign,manufactureandusing.Therearealotofwastesinthedesignofbeltconveyor.Keyword:beltconveyor;LectotypeDesign;DrumPAGEIPAGEI目录1绪论 12带式输送机概述 22.1带式输送机的应用 22.2带式输送机的分类 22.3各种带式输送机的特点 22.4带式输送机的发展状况 32.5带式输送机的工作原理 32.6带式输送机的结构和布置形式 42.6.1带式输送机的结构 42.6.2布置方式 53带式输送机的设计计算 63.1已知原始数据及工作条件 63.2计算步骤 73.2.1带宽的确定 73.2.2输送带宽度的核算 83.3圆周驱动力 83.3.1计算公式 83.3.2主要阻力计算 93.3.3主要特种阻力计算 103.3.4附加特种阻力计算 103.4传动功率计算 103.4.1传动轴功率计算 103.4.2电动机功率计算 113.5输送带张力计算 113.5.1输送带不打滑条件校核 113.5.2输送带下垂度校核 123.6传动滚筒最大扭矩计算 134驱动装置的选用与设计 134.1电机的选用 144.2.1传动装置的总传动比 145带式输送机部件的选用 165.1输送带 165.1.1输送带的分类 175.1.2输送带的连接 185.2传动滚筒 195.2.1传动滚筒的作用及类型 195.2.2传动滚筒的选型及设计 195.2.3传动滚筒结构 205.2.4传动滚筒的直径验算 215.3托辊 215.3.1托辊的作用与类型 215.3.2托辊的选型 246机架与中间架 286.1电气及安全保护装置 29结论 31致谢 32参考文献 33徐州工程学院毕业设计(论文)PAGE11绪论带式输送机是连续运行的运输设备，在冶金、采矿、动力、建材等重工业部门及交通运输部门中主要用来运送大量散状货物，如矿石、煤、砂等粉、块状物和包装好的成件物品。带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备相比，不仅具有长距离、大运量、连续输送等优点，而且运行可靠,易于实现自动化、集中化控制,特别是对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。特别是近10年，长距离、大运量、高速度的带式输送机的出现，使其在矿山建设的井下巷道、矿井地表运输系统及露天采矿场、选矿厂中的应用又得到进一步推广。选择带式输送机这种通用机械的设计作为毕业设计的选题，能培养我们独立解决工程实际问题的能力，通过这次毕业设计是对所学基本理论和专业知识的一次综合运用，也使我们的设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练。原始参数：1）输送物料：煤2）物料特性：（1）块度：0～200mm（2）散装密度：1.6t/m33）工作环境：井下4）输送系统及相关尺寸：（1）运距：100m（2）倾斜角：β=0°（3）最大运量:100t/h(4)带速：1.6m/s设计解决的问题：熟悉带式输送机的各部分的功能与作用，对主要部件进行选型设计与计算，解决在实际使用中容易出现的问题，并大胆地进行创新设计。徐州工程学院毕业设计(论文)PAGE302带式输送机概述2.1带式输送机的应用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，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，连续运输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)，如气力输送装置和液力输送管道。其中带输送机是连续运输机中是使用最广泛的，带式输送机运行可靠，输送量大，输送距离长，维护简便，适应于冶金煤炭，机械电力，轻工，建材，粮食等各个部门。2.2带式输送机的分类带式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，上带呈槽形，下带呈平形，输送带有托辊托起，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：2.3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TDⅡ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。（2）它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。（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提高到使输送带成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。（5）气垫式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。一般把垂直侧挡边作成波状，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°。（6）压带式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闭输送。其主要缺点是结构复杂、输送带的磨损增大和能耗较大。（7）钢绳牵引带式输送机它是无际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。2.4带式输送机的发展状况目前带式输送机已广泛应用于国民经经济各个部门，近年来在露天矿和地下矿的联合运输系统中带式输送机又成为重要的组成部分。主要有：钢绳芯带式输送机、钢绳牵引胶带输送机和排弃场的连续输送设施等。这些输送机的特点是输送能力大(可达30000t/h)，适用范围广(可运送矿石，煤炭，岩石和各种粉状物料，特定条件下也可以运人)，安全可靠，自动化程度高，设备维护检修容易，爬坡能力大(可达16°)，经营费用低，由于缩短运输距离可节省基建投资。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，合理使用胶带张力，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。2.5带式输送机的工作原理带式输送机又称胶带运输机，其主要部件是输送带，亦称为胶带，输送带兼作牵引机构和承载机构。带式输送机组成及工作原理如图2-1所示，它主要包括一下几个部分：输送带(通常称为胶带)、托辊及中间架、滚筒拉紧装置、制动装置、清扫装置和卸料装置等。图2-1带式输送机简图1-张紧装置2-装料装置3-犁形卸料器4-槽形托辊5-输送带6-机架7-动滚筒8-卸料器9-清扫装置10-平行托辊11-空段清扫器12-清扫器输送带1绕经传动滚筒2和机尾换向滚筒3形成一个无极的环形带。输送带的上、下两部分都支承在托辊上。拉紧装置5给输送带以正常运转所需要的拉紧力。工作时，传动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行。物料从装载点装到输送带上，形成连续运动的物流，在卸载点卸载。一般物料是装载到上带(承载段)的上面，在机头滚筒(在此，即是传动滚筒)卸载，利用专门的卸载装置也可在中间卸载。普通型带式输送机的机身的上带是用槽形托辊支撑，以增加物流断面积，下带为返回段(不承载的空带)一般下托辊为平托辊。带式输送机可用于水平、倾斜和垂直运输。对于普通型带式输送机倾斜向上运输，其倾斜角不超过18°，向下运输不超过15°。2.6带式输送机的结构和布置形式2.6.1带式输送机的结构带式输送机主要由以下部件组成：头架、驱动装置、传动滚筒、尾架、托辊、中间架、尾部改向装置、卸载装置、清扫装置、安全保护装置等。输送带是带式输送机的承载构件，带上的物料随输送带一起运行，物料根据需要可以在输送机的端部和中间部位卸下。输送带用旋转的托棍支撑，运行阻力小。带式输送机可沿水平或倾斜线路布置。使用光面输送带沿倾斜线路布置时，不同物料的最大运输倾角是不同的，见表2-2所示：表2-2不同物料的最大运角物料种类角度物料种类角度煤块18°筛分后的石灰石12°煤块20°干沙15°筛分后的焦碳17°未筛分的石块18°0—350mm矿石16°水泥20°0—200mm油田页岩22°干松泥土20°由于带式输送机的结构特点决定了其具有优良性能，主要表现在：运输能力大，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，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。输送机年工作时间一般取4500-5500小时。当二班工作和输送剥离物，且输送环节较多，宜取下限；当三班工作和输送环节少的矿石输送，并有储仓时，取上限为宜。2.6.2布置方式使用皮带减速器，电动机通过皮带带动传动滚筒转动，借助于滚筒与输送带之间的摩擦力，使输送带运动。带式输送机常见典型的布置方式见图2-3所示：图2-3带式输送机典型布置方式3带式输送机的设计计算3.1已知原始数据及工作条件带式输送机的设计计算，应具有下列原始数据及工作条件资料：（1）输送物料：煤（2）物料特性：1）块度：0～200mm2）散装密度：1.6t/m3（3）工作环境：井下（4）输送系统及相关尺寸：（1）运距：100m（2）倾斜角：β=0°（3）最大运量:100t/h由于本次设计的机型为小型皮带输送机且采用水平输送，输送距离不是太长，所以采用单传动滚筒传动,上下托辊均为水平托辊，不需要制动装置。设计的传动系统图见图3-1。图3-1传动系统图3.2计算步骤3.2.1带宽的确定:按给定的工作条件算带宽：见式（3.1）原煤的堆积密度按1.6t/m3；输送机的工作倾角β=0°；带速v=1.6m/s；运量Q=100t/h；B=式（3.1）式中：Q输送量（吨/小时）；V带速（米/秒）；γ物料容重（吨/米3）；K断面系数，K与物料的动堆积角ρ及带宽B有关；C倾角系数；ξ速度系数。根据查表和已知的数据带入计算公式得B=500mm，由于是小型的输送机所以选择普通型橡胶带为传送皮带，其径向扯断强力为56公斤/厘米·层，采用硫化接头。安全系数为8，带厚8.5毫米，自重5.82kg/m。3.2.2输送带宽度的核算输送大块散状物料的输送机，需要按（3.2）式核算，再查表3-2式（3.2）式中——最大粒度，mm。表3-2不同带宽推荐的输送物料的最大粒度mm带宽B500650800100012001400粒度筛分后100130180250300350未筛分150200300400500600计算：B=2*150+200=500故，输送带宽满足输送要求。3.3圆周驱动力3.3.1计算公式本次设计的输送机带长为100m，对机长大于80m的带式输送机，附加阻力明显的小于主要阻力，可用简便的方式进行计算，不会出现严重错误。为此引入系数C作简化计算，则采用——主要阻力，N；——特种主要阻力，N；——特种附加阻力，N；——倾斜阻力，N。式中——与输送机长度有关的系数，在机长大于80m时，可按式（3.3）计算，或从表查取式（3.3）式中——附加长度，一般在70m到100m之间；——系数，不小于1.02。见表3-3。表3-3系数CL80100150200300400500600C1.921.781.581.451.311.251.201.17L70080090010001500200025005000C1.141.121.101.091.061.051.041.03由带长知，系数C=1.783.3.2主要阻力计算输送机的主要阻力是物料及输送带移动和承载分支及回程分支托辊旋转所产生阻力的总和。可用式（3.4）计算：式（3.4）式中——模拟摩擦系数，根据工作条件及制造安装水平决定，一般可按表查取。——输送机长度（头尾滚筒中心距），m；——重力加速度；初步选定托辊为DTⅡ6204/C4，查表27，上托辊间距＝1.2m，下托辊间距＝3m，上托辊槽角0°，下托辊槽角0°。——承载分支托辊组每米长度旋转部分重量，kg/m，用式（3.5）计算式（3.5）其中——承载分支每组托辊旋转部分重量，kg；——承载分支托辊间距，m；托辊已经选好，知计算：==20.25kg/m——回程分支托辊组每米长度旋转部分质量，kg/m，用式（3.6）计算：式（3.6）其中——回程分支每组托辊旋转部分质量——回程分支托辊间距，m；kg计算：==5.267kg/m——每米长度输送物料质量=100/3.6*1.6=17.4kg/m——每米长度输送带质量，kg/m，=5.82kg/m=0.023×100×9.8×[20.25+5.267+（2×5.82+17.4）×cos0°]=1229.7N运行阻力系数f值应根据表3-4选取。取=0.023表3-5阻力系数f输送机工况工作条件和设备质量良好，带速低，物料内摩擦较小0.02～0.023工作条件和设备质量一般，带速较高，物料内摩擦较大0.025～0.030工作条件恶劣、多尘低温、湿度大，设备质量较差，托辊成槽角大于35°0.035～0.0453.3.3主要特种阻力计算本输送机没有主要特种阻力，即=03.3.4附加特种阻力计算附加特种阻力包括输送带清扫器摩擦阻力和卸料器摩擦阻力等部分，由于本次设计的为小型输送机，不设计清扫器和卸料器，所以附加特种阻力=03.3.5倾斜阻力计算倾斜阻力按式（3.7）计算：式（3.7）式中：因为是本输送机水平运输，所有H=0=0由式=1.78×1229.7+0+0+0=2189N3.4传动功率计算3.4.1传动轴功率（）计算传动滚筒轴功率（）按式（3.8）计算：=2189×1.6/1000=3.5KW式（3.8）3.4.2电动机功率计算电动机功率，按式（3.9）计算：式（3.9）式中——传动效率，一般在0.85~0.95之间选取；——第一级皮带轮传动效率0.98——第二级皮带轮传动效率0.96——电压降系数，一般取0.90~0.95。——多电机功率不平衡系数，一般取，单驱动时，。由式（3.9）得==4.05KW根据计算出的值，查电动机型谱，按就大不就小原则选定电动机功率，选择Y型三相异步电动机功率为5.5KW，转速为750r/min。3.5输送带张力计算输送带张力在整个长度上是变化的，影响因素很多，为保证输送机正常运行，输送带张力必须满足以下两个条件：（1）在任何负载情况下，作用在输送带上的张力应使得全部传动滚筒上的圆周力是通过摩擦传递到输送带上，而输送带与滚筒间应保证不打滑；（2）作用在输送带上的张力应足够大，使输送带在两组托辊间的垂度小于一定值。3.5.1输送带不打滑条件校核圆周驱动力通过摩擦传递到输送带上（见图3-6）图3-6作用于输送带的张力如图4所示，输送带在传动滚筒松边的最小张力应满足下式的要求。传动滚筒传递的最大圆周力。动载荷系数；对惯性小、起制动平稳的输送机可取较小值;否则，就应取较大值。取1.3——传动滚筒与输送带间的摩擦系数，见表3-7表3-7传动滚筒与输送带间的摩擦系数工作条件光面滚筒胶面滚筒清洁干燥0.25～0.030.40环境潮湿0.10～0.150.25～0.35潮湿粘污0.050.20取=1.3，由式=1.3×2189=2845.7N对常用C==1.97该设计取=0.05；=470。=1.972845.7=5606N3.5.2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（3.10）和（3.11）进行验算。承载分支式(3.10)回程分支式（3.11）式中——允许最大垂度，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）。取=0.01得：=3413.34N=2138.85N3.6传动滚筒最大扭矩计算单驱动时,传动滚筒的最大扭矩按式（3.12）计算：式（3.12）式中D——传动滚筒的直径（mm）。初选传动滚筒直径为500mm,则传动滚筒的最大扭矩为:==547.25N/M4驱动装置的选用与设计带式输送机的负载是一种典型的恒转矩负载，电动机的起动特性与负载的起动要求不相适应在带式输送机上比较突出，一方面为了保证必要的起动力矩，电机起动时的电流要比额定运行时的电流大6～7倍，要保证电动机不因电流的冲击过热而烧坏，电网不因大电流使电压过分降低，这就要求电动机的起动要尽量快，即提高转子的加速度，使起动过程不超过3～5s。驱动装置是整个皮带输送机的动力来源，它由电动机、皮带轮减速器、传动滚筒组成。减速器采用皮带轮减速器，为二级减速器，一二级均采用皮带传动，此种减速器结构简单，也能满足本次设计的所需功能。传动滚筒采用焊接结构，主轴承采用调心轴承，传动滚筒的机架与电机、减速器的机架均安装在固定大底座上面，电动机可安装在机头任一侧。4.1电机的选用电动机额定转速根据生产机械的要求而选定，一般情况下电动机的转速不低500r/min，因为功率一定时，电动机的转速低，其尺寸愈大，价格愈贵，而效率低。若电机的转速高，则极对数少，尺寸和重量小，价格也低。本设计皮带机所采用的电动机的总功率为4.5kw，所以需选用功率为5.5kw的电机，拟采用YIP44160M2型电动机，该型电机转矩适中，性能良好，可以满足要求。查《运输机械设计选用手册》，它的主要性能参数见表4-1：表4-1YB200JDSB－４型电动机主要性能参数电动机型号额定功率kw满载转速r/min电流A效率％功率因数YIP44160M25.57506.0850.74起动电流/额定电流起动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩重量kg6.01.22.01204.2减速器的选用4.2.1传动装置的总传动比已知输送带宽为500，查《运输机械选用设计手册》表2－77选取传动滚筒的直径D为500，则工作转速为：，已知电机转速为＝750r/min，则电机与滚筒之间的总传动比为：本次设计选用皮带轮减速器,传动比为12，可传递5.5KW功率。第一级为皮带轮，第二级也为皮带轮，其展开简图见图4-2：图4-2皮带轮展开简图4.2.2传动装置的参数设计（1）确定计算功率：式中Ka查表取1.1（2）选取普通V带型号根据Pa=6.05kwn1=750r/min由图8.12选用A型普通V带确定带轮的基准直径，根据表8.6和图8.12选取=140mm，且=140mm=75mm选取大带轮的转速为300r/min，则大带轮2的基准直径为选取带轮3的直径为100mm，因为选取转动滚筒的直径为500mm，根据公式，线速度为1.6m/s，所以求得n=62r/min。同上则大带轮4的直径求得为484mm(4)确定第一级带的基准长度Ld和实际中心距a初步选取中心距为1000mm带入数据得2780.325由表8.4选取基准长度为2800，则实际中心距a为带入数据得1010mm同上确定第二级带轮的参数按表取mm则（5）由于本次设计的输送机为小型输送机，选择两根A型普通V带就能满足设计的要求，所以选择两根V带。根据皮带的根数和上面算出的参数求初拉力和带轮轴上的压力，A型v带每米长质量q=0.1。5带式输送机部件的选用5.1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。5.1.1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。在钢芯绳中,钢丝绳的质量是决定输送带使用寿命长短的关键因素之一，必须具有以下特点：(1)应具有较高的破断强度。钢芯强度高则输送带亦可增大，从另一个角度来说，绳芯强度越高，所用绳之直径即可缩小，输送带可以做的薄些，已达到减小输送机尺寸的目的。(2)绳芯与橡胶应具有较高的黏着力。这对于用硫化接头具有重大意义.提高钢绳与橡胶之间黏着力的主要措施是在钢绳表面电镀黄铜及采用硬质橡胶等。(3)应具有较高的耐疲劳强度，否则钢绳疲劳后，它与橡胶的黏着力即下降乃至完全分离。(4)应具有较好的柔性.制造过程中采用预变形措施以消除钢绳中的残余应力，可使钢绳芯具有较好的柔性而不松散。输送带上下覆盖胶目前多采用天然橡胶,国外有采用耐磨和抗风化的橡胶的胶带，如轮胎花纹橡胶的改良胶作为覆盖胶,以提高其使用寿命。输送带的中间用合成橡胶与天然胶的混合物。钢绳芯带与普通带相比较以下优点：(1)强度高。由于强度高，可使1台输送机的长度增大很多。目前国内钢绳芯输送带输送机1台长度达几公里、几十公里。伸长量小.钢绳芯带的伸长量约为帆布带伸长量的十分之一，因此拉紧装置纵向弹性高。这样张力传播速度快，起动和制动时不会出现浪涌现象。(2)成槽性好。由于钢绳芯是沿着输送带纵向排列的，而且只有一层，与托辊贴合紧密,可以形成较大的槽角。近年来钢绳芯输送带输送机的槽角多数为35º，这样不仅可以增大运量，而且可以防止输送带跑偏。(3)抗冲击性及抗弯曲疲劳性好，使用寿命长。由于钢绳芯是以很细的钢丝捻成钢绳带芯，它弯曲疲劳和耐冲击性非常好。(4)破损后容易修补，钢绳芯输送带一旦出现破损，破伤几乎不再扩大，修补也很容易。相反，帆布带损伤后，会由于水浸等原因而引起剥离。使帆布带强度降低。(5)接头寿命长。这种输送带由于采用硫化胶接，接头寿命很长，经验表明有的接头使用十余年尚未损坏。(6)输送机的滚筒小。钢绳芯输送带由于带芯是单层细钢丝绳，弯曲疲劳轻微，允许滚筒直径比用帆布输送带的。钢绳芯输送带也存在一些缺点:(1)制造工艺要求高，必须保证各钢绳芯的张力均匀，否则输送带运转中由于张力不均而发生跑偏现象。(2)由于输送带内无横向钢绳芯及帆布层，抗纵向撕裂的能力要避免纵向撕裂。(3)易断丝。当滚筒表面与输送带之间卡进物料时，容易引起输送带钢绳芯的断丝。因此,要求要有可靠的清扫装置。5.1.2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—200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，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，但钢丝绳芯输送带一般不采用机械接头方式。(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，但存在接头工艺复杂的缺点。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，见图5-1所示：图5-1分层织物层芯输送带的硫化接头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)/i100%。其中i为帆布层数。5.2传动滚筒5.2.1传动滚筒的作用及类型传动滚筒是传动动力的主要部件。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，可以利用齿轮传动装置使两滚筒同速运转。如双滚筒传动仍不需要牵引力需要，可采用多点驱动方式。输送机的传动滚筒结构有钢板焊接结构及铸钢或铸铁结构，新设计产品全部采用滚动轴承。传动滚筒的表面形式有钢制光面滚筒、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磨擦系数大，适用于环境湿度大、运距长的输送机，铸（包）胶滚筒按其表面形状又可分为光面铸（包）胶滚筒、人字形沟槽铸（包）胶滚筒和菱形铸（包）胶滚筒。5.2.2传动滚筒的选型及设计传动滚筒是传递动力的主要部件，它是依靠与输送带之间的摩擦力带动输送带运行的部件。传动滚筒根据承载能力分为轻型、中型和重型三种。同一种滚筒直径又有几种不同的轴径和中心跨距供选用。①轻型：轴承孔径80100㎜。轴与轮毂为单键联接的单幅板焊接筒体结构。单向出轴。②中型：轴承孔径120180㎜。轴与轮毂为胀套联接。③重型：轴承孔径200220㎜。轴与轮毂为胀套联接，筒体为铸焊结构。有单向出轴和双向出轴两种。输送机的传动滚筒结构有钢板焊接结构及铸钢或铸铁结构，驱动滚筒的表面形式有钢制光面滚筒、铸（包）胶滚筒等，钢制光面滚筒主要缺点是表面摩擦系数小，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）胶滚筒按其表面形状又可分为光面铸（包）胶滚筒、人字形沟槽铸（包）胶滚筒和菱形铸（包）胶滚筒。考虑到本设计的实际情况和输送机的工作环境：用于工厂生产，环境湿度小，功率消耗小，不易打滑，所以本次设计选择钢制光面滚筒。5.2.3传动滚筒结构其结构示意图见图5-2所示：图5-2：传动滚筒结构图传动滚筒长度的确定.查《运输机械设计选用手册》表2－39得出滚筒长度为600。由经验公式：已知带宽B＝500，传动滚筒直径为500，滚筒长度比胶带宽略大，一般取（100～200）取500＋100＝600与查表结果一致改向滚筒：带式输送机采用改向滚筒或改向托辊组来改变输送带的运动方向。改向滚筒可用于输送带、或＜的方向改变。一般布置在尾部的改向滚筒或垂直重锤式的张紧滚筒使输送带改向，垂直重锤张紧装置上方滚筒改向，而改向以下一般用于增加输送带与传动滚筒间的围包角。改向滚筒直径有250、315、400、500、630、800、1000mm等规格．选用时可与传动滚筒直径匹配，改向时其直径可比传动滚筒直径小一档，改向或时可随改向角减小而适当取小1—2挡。本次设计采用1个直径400mm的改向滚筒,改向180°，改向托辊组是若干沿所需半径弧线布置的支承托辊，它用在输送带弯曲的曲率半径较大处，使输送带在改向处仍能保持平行断面。改向滚筒结构见图5-3：图5-3改向滚筒结构5.2.4传动滚筒的直径验算大量实验表明，传动滚筒的摩擦系数与胶带和滚筒之间的单位压力有较大关系，在单位压力较大的区域摩擦系数随压力的增大而减小，所以传动滚筒的直径应按平均压力进行验算。D--传动滚筒直径500mmB--带宽500mm--胶带在滚筒上的包角180度P--传动滚筒牵引力2189N所以带入数据得[P]=0.020.4因此传动滚筒直径合格。5.3托辊5.3.1托辊的作用与类型1.作用托辊是决定带式输送机的使用效果，特别是输送带使用寿命的最重要部件之一。托辊组的结构在很大程度上决定了输送带和托辊所受承载的大小与性质。对托辊的基本要求是：结构合理，经久耐用，密封装置防尘性能和防水性能好，使用可靠。轴承保证良好的润滑，自重较轻，回转阻力系数小，制造成本低，托辊表面必须光滑等。支承托辊的作用是支承输送带及带上的物料，减小带条的垂度，保证带条平稳运行，在有载分支形成槽形断面，可以增大运输量和防止物料的两侧撒漏。一台输送机的托辊数量很多，托辊质量的好坏，对输送机的运行阻力、输送带的寿命、能量消耗及维修、运行费用等影响很大。安装在刚性托辊架上的三个等长托辊组是最常见的，三个托辊一般布置在同一个平面内，两个侧托辊向前倾；亦可将中间托辊和侧托辊错开布置。后一种形式托辊组的优点是能接触到每一个托辊，便于润滑；缺点是托辊组支架结构复杂、重量大，并且输送带运行阻力大约增加10％。因此实际上主要采用三个托辊布置在同一平面内的托辊组。2.类型托辊可分为槽形托辊、平行托辊、缓冲托辊和调心托辊等；图5-4槽形托辊槽形托辊(图5-4)用于输送散粒物料的带式输送机上分支，使输送带成槽形，以便增大输送能力和防止物料向两边洒漏。目前国内Ⅱ系列由三个辊子组成的槽形托辊槽角为或，增大槽角可加大载货的横断面积相防止输送带跑偏，但使胶带弯折，对输送带的寿命不利。为降低胶带边缘的附加应力，在传动滚筒与第一组槽形托辊之间可采取槽角为、、的过渡托辊使胶带逐步成槽。平形托辊由一个平直的辊子构成，用于输送件货。其结构简图见图5-5如下：图5-5平行托辊缓冲托辊用于带式输送机的受料处，以便减少物料对输送带的冲击，有橡胶圈式和弹簧板式等。其结构简图见图5-6：图5-6缓冲托辊a)橡胶圈式b)弹簧板式调心托辊用来调整输送带的横向位置，使它保持正常运行。调心托辊形式很多，输送散粒物料最简单的是采用槽形前倾托辊。如图5-7所示．借助两个侧托辊朝胶带运行方向前倾一定角度(一般约)而对跑偏的输送带起复位作用。这种方法简单，但会使阻力增大约10％。其它还有锥形、V形、反V形等多种调心托辊，可按需选用。图5-7侧托辊前倾的调心托辊托辊直径与带宽、物料松散密度和带速有关。随着这些参数的增大，托辊直径相应增大。带式输送机有载分支最常用的是由刚性的、定轴式的三节托辊组成的槽形托辊。一般带式输送机的槽角为，如果槽角由增大到，则在同样带宽条件下物料横断面积增大20％，运输量可提高13％，带式输送机的无载分支常采用平形托辊。带式输送机的装载处由于物料对托辊的冲击，易引起托辊轴承的损坏，常采用缓冲托辊组。托辊密封结构的好坏直接影响托辊阻力系数的大小和托辊的寿命。托辊的转动阻力不仅与速度、轴承及其密封有关，而且与润滑脂的选择也有很大关系。润滑脂除起润滑作用外，还起密封作用。3.托辊间距托辊间距的布置应遵循胶带在托辊间所产生的挠度尽可能小的原则。胶带在托辊间的挠度值一般不超过托辊间距的2.5％。在装载处的上托辊间距应小一些，一般的间距为300～600mm，而且必须选用缓冲托辊，下托辊间距可取2500～3000mm，或取为上托辊间距的两倍。在有载分支头部、尾部应各设置一组过渡托辊，以减小头、尾过渡段胶带边缘的应力，从而减少胶带边缘的损坏。过渡托辊的槽角为与两种，端部滚筒中心线与过渡托辊之间的距离一般不大于800～1000mm。托辊辊子有：无缝钢管配冲压轴承座、铸铁轴承座、和全增强塑料三种，均采用滚动轴承，密封结构相同，性能大体相同。全增强塑料托辊，耐酸、耐碱、但不耐冲击。5.3.2托辊的选型综上所述，输送机的功用不同选取的托辊也是不同的，由于本次设计的输送机的功率较小，结构比较简单，所以设计本次的上下托辊均为平行托辊。托辊直径与带宽的关系见表5.8：表5.8托辊直径与带宽的关系B（毫米）500～8001000～1400托辊直径（毫米）89108上托辊间距l0按表5.9选用。表5.9上托辊间距l0γ（吨/米3）B（毫米）500、650800、10001200、1400l0（毫米）≤1.6>1.6120012001200110012001100下托辊的间距一般根据表选取为3000mm，所以本次设计的托辊参数如下：托辊直径为89mm，上托辊的间距为1200mm，下托辊的间距为3000mm。平行上下托辊的结构见图5-10所示：图5-10平行上下托辊的结构图5.3.3轴承的选用及校核1.轴承的功用和类型：轴承的功用是支承轴及轴上零件，保持轴的回转精度，减少转轴与支承之间的摩擦和磨损。根据支承处相对运动表面的摩擦性质，轴承分为滑动摩擦轴承和滚动摩擦轴承，分别简称为滑动轴承和滚动轴承。2.滚动轴承的选择：滚动轴承是一种高度标准化的部件，它的选择可分成两个步骤进行：一是按工作条件首先确定滚动轴承的类型；二是选择轴承的尺寸。一是按工作条件首先确定滚动轴承的类型：载荷条件：轴承承受载荷的大小,方向和性质是选择轴承类型的主要依据。载荷较大时应选用线接触的滚子轴承；受纯轴向载荷时通常选用推力轴承；主要承受径向载荷时应选用深沟球轴承；同时承受轴向和径向载荷时应选用角接触轴承；当轴向载荷比径向载荷大很多时，常用推力轴承和深沟球轴承的组合结构；承受冲击载荷时宜选用滚子轴承。应该注意推力轴承不能承受径向载荷，圆柱滚子轴承不能承受轴向载荷。转速条件：选择轴承类型时应注意其容许的极限转速。当转速较高且回转精度要求较高时，应选用球轴承。推力轴承的极限转速低。当工作转速较高，而轴向载荷不大时，可选用角接触球轴承或深沟球轴承。对高速旋转的轴承，为减小滚动体施加于外圈滚道的离心力，宜选用外径和滚动体直径较小的轴承。若工作转速超过轴承的极限转速，可通过提高轴承的公差等级，适当的加大其径向游隙等措施来满足要求。(3)装调性能：3类(圆锥滚子轴承)和N类（圆柱滚子轴承）的内外圈可以分离，便于拆装。为方便安装在长轴上轴承的拆装和紧固，可选用带内锥孔和紧定套的轴承。(4)调心性能：轴承内外圈轴线间的偏位角应控制在极限值之内，否则会增加轴承的附加载荷而降低其寿命。对于刚度差或安装精度较差的轴组件，宜选用调心轴承，如调心轴轴承，调心滚子轴承。(5)经济性：在满足使用要求的情况下优先选用价格低廉的轴承。一般球轴承的价格低于滚子轴承。轴承的精度越高价格越高。在同精度的轴承中深沟球轴承的价格最低。同型号不同公差等轴承的价格比为：PO:P6:P5:P4=1:1.5:1.8:6。选用高精度的轴承时应进行性价比的分析。二是选择轴承的尺寸：在选择轴承的类型后,求出轴承的当量动载荷P，带入式求出基本额定动载荷C，然后查有关的轴承手册确定轴承的尺寸。轴承的工作速度不同则其失效形式也不同，因而寿命计算方法及选择轴承尺寸的原则也不同，下面分几种情况予以讨论：（1）对于静止轴承，缓慢摆动或极低速的运转的轴承，根据其失效形式可知选择轴承时应按静载荷计算。求出轴承的基本额定静载荷，使，查有关轴承手册确定轴承的尺寸。（2）对于一般运转的轴承，按寿命计算进行轴承的尺寸的选择。（3）当轴承的工作速度在1--10之间时，其轴承尺寸的选择有两种方法：一是按n=10选择轴承的尺寸，二是一方面将实际的n值带入寿命计算公式中计算出C值，另一方面按静载荷强度计算公式计算出值。将二者进行比较，把其中较大值对应的轴承尺寸作为所选轴承的尺寸。（4）对于转速较高又同时承受冲击载荷的轴承，除进行寿命计算外，还要进行轴承的静强度的校核。（5）对于高速轴承，除进行寿命计算外还应检验极限转速。若不能满足要求时则可放大轴承的尺寸。3.皮带减速器的轴承的选择：根据设计要求选择深沟球轴承，应为轴的直径为60mm，所以选择轴承的型号为6012。计算当量静载荷：查手册得6012轴承的=24200N，由表查得=0.6由下式可得静强度的校核：对正常使用的旋转轴承的安全系数所以轴承的静强度足够。4.传动滚筒轴承的选择：考虑传动滚筒的工作环境，且轻型输送机有：轴承孔径80100㎜。轴与轮毂为单键联接的单幅板焊接筒体结构。选择调心球轴承，其轴径选取80mm，所以轴承的型号为1316。计算当量静载荷：查手册得1316轴承的=39800N，由表得=1由下式可得静强度的校核：对正常使用的旋转轴承的安全系数所以轴承的静强度足够。6其他部件的选用6.1机架与中间架机架式支承滚筒及承受输送带张力的装置。（1）机架有四种结构见图6-1所示。可满足带宽500~1400㎜、倾角、围包角多种形式的典型布置。并能与漏斗配套使用。图6-1机架a.01机架：用于倾角的头部传动及头部卸料滚筒。选用时应标注角度。b．02机架：用于倾角的尾部改向滚筒或中间卸料的传动滚筒。c．03机架：用于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。d．04机架：用于传动滚筒设在下分支的机架。可用于单滚筒传动，也可以用于双滚筒传动（两组机架配套使用)。围包角大于或等于。e．01，02机架适于带宽500~1400mm；03，04机架适于带宽800~1400mm。(2).本系列机架适用于输送带强度范围；CC-56棉帆布3~8层，NN-100~300尼龙带及EP-100~300聚酯带3~6层；钢绳芯带ST2000以下。(3)滚筒直径范围：500~1000mm。(4)中间架用于安装托辊。标准长度为6000mm，非标准长度为3000~6000mm及凸凹弧段中间架；支腿有I型(无斜撑)、H型(有斜撑)两种。中间架和中间架支腿全部采用螺栓联接，便于运输和安装。中间架为螺栓联接的快速拆装支架，它由钢管、H型支架、下托