帶式輸送機(jī)

- 1 - 摘 要 帶式輸送機(jī)可以廣泛應(yīng)用于煤炭、冶金、電力、化工和食品加工等行業(yè)。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求， 首先介紹了帶式輸送機(jī)的用途，主要機(jī)構(gòu)，重點(diǎn)介紹了采用真空滾筒的帶式輸送機(jī)的真空滾筒的原理、結(jié)構(gòu)和驅(qū)動性能的優(yōu)點(diǎn)。依據(jù) 任務(wù)書中的設(shè)計(jì)參數(shù)，對帶式輸送機(jī)進(jìn)行選型設(shè)計(jì)，對真空滾筒進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)重點(diǎn)和難點(diǎn)是真空滾筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。真空滾筒的設(shè)計(jì)是基于普通滾筒的基本尺寸，采用合 理 的真空度，提高 了 真空滾筒 與輸送帶之間 的粘著系數(shù)，使用在 帶式輸送機(jī) 上 ， 可以 改善滾筒的驅(qū)動性能。 關(guān)鍵詞： 帶式輸送機(jī) 真空滾筒 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 分析計(jì)算 - II - Abstract Belt conveyor can be widely used in coal, metallurgy, electric power, chemical industry, food processing and so on. According to the request of the Graduation Thesis, firstly it introduces purpose of belt conveyor and main framwork, it emphases the theory and structure of vacuum roller of belt conveyor which uses vacuum roller and excellence of the drive capability. According to design parameter of the prospectus, it designs the type of the belt conveyor and structure of vacuum roller. The keystone and difficulty of the design is the structure design of vacuum roller. The design of vacuum roller is based on the basic dimension of common roller, using reasonable degree of vacuum, which advanced the coupling coefficient between vacuum roller and conveyer belt. When using this at belt conveyor, it can improve the drive capability of the roller. Keywords: belt conveyor vacuum roller structure design anacom - III - 目 錄 摘 要 I 第 1 章 概 述 1 1.1 帶式輸送機(jī)的用途及分類 1 1.1.1 帶式輸送機(jī)的用途 1 1.1.2 帶式輸送機(jī)的分類 1 1.2 帶式輸送機(jī)的概述 1 1.1.2 國內(nèi)帶式輸送機(jī)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.1.2 國外帶式輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 2 1.1.2 帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢 2 第 2 章 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)分析 3 2.1 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)分析 3 2.1.1 輸送帶 3 2.1.2 驅(qū)動裝 置 4 2.1.3 托輥與機(jī)架 7 2.1.4 張緊裝置 7 2.1.5 制動裝置 8 2.1.6 清掃裝置 8 第 3 章 帶式輸送機(jī)的選擇設(shè)計(jì) 10 3.1 輸送能力的計(jì)算 10 3.2 輸送機(jī)參數(shù)的確定 10 3.2.1 運(yùn)行阻力的確定 10 3.2.2 帶張力的計(jì)算 11 3.2.3 驗(yàn)算輸送帶的強(qiáng)度 13 3.2.4 裝載阻力的計(jì)算 13 3.2.5 彎曲段運(yùn)行阻力的計(jì)算 14 3.3 電機(jī)功率的計(jì)算 14 第 4 章 真空滾筒的設(shè)計(jì)計(jì)算 15 4.1 真空滾筒的原理及結(jié)構(gòu) 15 4.2 真空滾筒的分析計(jì)算 16 4.2.1 真空滾筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 4.2.2 真空滾筒牽引力的計(jì)算 17 4.2.3 等效粘著系數(shù)的計(jì)算 18 - IV - 4.2.4 真空度的計(jì)算 18 4.3 真空滾筒驅(qū)動軸的設(shè)計(jì) 19 4.3.1 初步確 定軸的最小直徑 19 4.3.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20 4.3.3 按扭矩校核軸的強(qiáng)度 20 4.4 配氣閥與卷筒之間的軸承 的選擇 22 4.4 配氣閥的密封 22 4.5 配氣閥的固定 22 4.6 配氣閥的潤滑 23 第 5 章 帶式輸送機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)與維護(hù) 24 5.1 帶式輸送機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn) 24 5.2 帶式輸送機(jī)的維護(hù) 24 5.3 輸送帶跑偏的調(diào)整 25 5.4 運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)中的幾個(gè)主要問題 25 第 6 章 帶式輸送機(jī)的跑偏 26 第 7 章 經(jīng)濟(jì)性分析 36 結(jié) 論 37 參考文獻(xiàn) 38 致 謝 39 - 1 - 第 1 章 概 述 1.1 帶式輸送機(jī)的用途及分類 1.1.1 帶式輸送機(jī)的用途 帶式輸送機(jī)是以輸送帶兼作牽引和承載機(jī)構(gòu)的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械，主要用于輸送煤炭、礦石、沙石、谷物等散裝物料。其在連續(xù)裝卸條件下能實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸，所以生產(chǎn)率較高；另外帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備費(fèi)用低；工作平穩(wěn)可靠、噪音小，輸送距離長，輸送量大，能源消耗少；同時(shí)可在輸送帶的任意位置加料或卸料，容易實(shí)現(xiàn)傾斜輸送，容易實(shí)現(xiàn)自動控制，被廣泛 的應(yīng)用在煤炭，化工，食品等生產(chǎn)部門。 1.1.2 帶式輸送機(jī)的分類 普通帶式輸送機(jī)根據(jù)工作位置是否固定不變，可分為固定式帶式輸送機(jī)和移動式帶式輸送機(jī)；根據(jù)驅(qū)動電機(jī)和可否正、反轉(zhuǎn) ， 可分為正轉(zhuǎn) 輸送帶 運(yùn)輸機(jī)可逆式輸送機(jī)；另外也可以做成機(jī)架伸縮以改變輸送距離的可伸縮帶式輸送機(jī)等。 1.2 帶式輸送機(jī)的 概述 1.1.2 國內(nèi)帶式輸送機(jī)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 80 年代末期以來 ,我國煤礦用帶式輸送機(jī)也有了很大的發(fā)展 ,對帶式輸送機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的研究和新產(chǎn)品開發(fā)都取得了可喜的成果，輸送機(jī)產(chǎn)品系列不斷增多。現(xiàn)如今，在我國國內(nèi)發(fā)揮主 要作用的帶式輸送機(jī)主要是以下幾種： 強(qiáng)力帶式輸送機(jī)；可伸縮帶式輸送機(jī)；下運(yùn)式帶式輸送機(jī)；大傾角上下運(yùn)帶式輸送機(jī)；花紋狀帶式輸送機(jī)；管狀帶式輸送機(jī)；波紋擋邊帶式輸送機(jī)；壓帶式帶式輸送機(jī)。 與國外相比 ,其機(jī)型一般都偏小 ,特別是帶速通常均不超過 4 / ,對高帶速輸送機(jī)及其動態(tài)設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)監(jiān)控等關(guān)鍵技術(shù)問題尚缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) ,由于帶速普遍較低 ,許多設(shè)計(jì)單位仍延用以往的靜態(tài)設(shè)計(jì)法 ,用加大輸送帶安全系數(shù)的方法來提高設(shè)計(jì)的可靠性 ,其結(jié)果不僅增大了設(shè)備成本 ,而且降低了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。此外 ,我國輸送機(jī)制造企業(yè)追 求小而全模式 ,未能象國外一樣形成大規(guī)模的元部件專業(yè)生產(chǎn)廠或加工中心 ,致使元部件設(shè)計(jì)與制造水平得不到有效提高。 對于真空滾筒驅(qū)動的帶式輸送機(jī)的研究，研究人員曾先后制了幾臺樣機(jī)，并對真空滾筒牽動裝置進(jìn)行了大量的理論和實(shí)驗(yàn)研究，效果顯著，值得推廣。 - 2 - 1.1.2 國外帶式輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 國外帶式輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在兩方面 :(1)帶式輸送機(jī)的功能多元化、應(yīng)用范圍擴(kuò)大化 ,如高傾角帶式輸送機(jī)、管狀帶式輸送機(jī)、空間轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)等各種機(jī)型； (2)帶式輸送機(jī)本身的技術(shù)與裝備有了巨大的發(fā)展 ,尤其是長距離、大運(yùn)量、 高帶速等大型輸送機(jī)已成為其發(fā)展的主要方向。目前 ,世界上單機(jī)運(yùn)距最長達(dá) 30.4的帶式輸送機(jī)已在澳大利亞的鋁釩土礦投入使用；運(yùn)輸量達(dá)到 37500t/ ,帶速為 7.4 /的一條大型帶式輸送機(jī)已應(yīng)用于德國某露天煤礦。 在前蘇聯(lián)，采用真空滾筒驅(qū)動的帶式輸送機(jī)得到較廣泛的應(yīng)用，并得到了較高的綜合經(jīng)濟(jì)效益。在鉀礦中使用的長度為 400m 的 KJI3-500 型帶式輸送機(jī)的驅(qū)動裝置中，由于采用真空滾筒可以使用輸送帶的強(qiáng)度降低 25%，從而每臺帶式輸送機(jī)可以節(jié)省 3000 盧布。 1.1.2 帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢 隨著我國煤炭 產(chǎn)量的提高以及雙高工作面的出現(xiàn) ,特別是采掘設(shè)備生產(chǎn)能力的大幅度提高 ,帶式輸送機(jī)朝著長距離、大運(yùn)量、大功率、高傾角、高速度方向發(fā)展。但我國現(xiàn)有的帶式輸送機(jī)技術(shù)難以完全滿足煤礦生產(chǎn)的需要 ,因此 ,近階段煤礦用帶式輸送機(jī)的主攻領(lǐng)域和研究方向有以下幾個(gè)方面：新型啟動技術(shù)；新型制動技術(shù)；輸送機(jī)自動張緊技術(shù)；順槽可伸縮帶式輸送機(jī)機(jī)尾快速自移技術(shù)；上下運(yùn)大傾角輸送技術(shù)；運(yùn)人技術(shù)等。 另外 ,提高輸送機(jī)托輥的使用壽命 ,改進(jìn)密封、潤滑脂的性能、延長軸承工作期限；提高輸送機(jī)零部件的可靠性、安全性；優(yōu)化帶式輸送機(jī)以及輸送機(jī)起動動態(tài)分 析等等，也將有許多難題要解決。 對于采用真空滾筒的帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)，恰恰是為了滿足目前對大運(yùn)量、長距離的大型帶式輸送機(jī)的需求。 真空滾筒能顯著的增加驅(qū)動裝置的牽引力。在輸送機(jī) 張緊裝置 拉緊力較小的情況下產(chǎn)生同樣牽引力時(shí)，可以降低輸送帶的最大張力，并降低其強(qiáng)度和成本，或者在相同輸送帶強(qiáng)度的情況下可增加輸送機(jī)的單機(jī)長度。使用真空滾筒驅(qū)動裝置可以保證輸送機(jī)啟動時(shí)不打滑，并可以采用機(jī)構(gòu)簡單的剛性 張緊裝置 。 采用真空滾筒不需要改變輸送機(jī)牽引機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，不需要破壞現(xiàn)有輸送機(jī)驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)，只需改變真空度即可平穩(wěn)的調(diào)節(jié)牽引能 力。上述優(yōu)點(diǎn)使它成為有效提高帶式輸送機(jī)驅(qū)動裝置牽引力的最有效的方法之一，也是其能得到廣泛應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。 - 3 - 第 2 章 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)分析 2.1 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)分析 帶式輸送機(jī)有多種類型，可以適應(yīng)在不同的生產(chǎn)條件，但其基本組成部分相同，只是具體的機(jī)構(gòu)有所不同 制動裝置 。帶式輸送機(jī)的主要部件機(jī)構(gòu)： 輸送帶，托輥，機(jī)架，驅(qū)動裝置，張緊裝置， 清 掃裝置 ，制動裝置。 2.1.1 輸送帶 在帶式輸送機(jī)中，輸送帶是關(guān)鍵的一部分，表現(xiàn)在：輸送帶既是承載構(gòu)件，又 牽引 構(gòu)件 。所以輸送帶 不僅 要承載能力，還要有足夠的強(qiáng)度承載牽 引力。 輸送帶的壽命由輸送的物料和使用條件決定，對輸送帶的要求是： （ 1） 具有足夠的抗張強(qiáng)度和模量； （ 2） 強(qiáng)度和寬度要滿足各行各業(yè)的需要； （ 3） 要有柔性，但伸長率有一定的限制； （ 4） 承載帶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，輸送帶的性能的好壞成為帶式輸送機(jī)最關(guān)鍵一步，對帶式輸送機(jī)的功能起著決定作用。 輸送帶 的結(jié)構(gòu)最為容易，它由橡膠 或塑料 制成的覆蓋 層 ，包裹在帶芯骨架的上下兩面，用隔離層粘接物，將覆蓋 層 與 芯體 粘合在一起 。 （ a） (b) (c) 圖 2.1.1-1 輸送帶橫斷面 a 分層芯體 b 整體芯體 c 鋼絲繩芯體 普通輸送帶具有表面光滑、平坦的特點(diǎn)，從結(jié)構(gòu)上可分為： - 4 - （ 1）覆蓋層。分為上膠層和下膠層，分面粘在 帶芯層的外面，由使用條件決定是否用耐油、耐磨、耐寒、耐熱、耐燃和耐臭氧的橡膠配方。 同時(shí)，材料還可以是塑料。鋼絲繩芯輸送帶的覆蓋層只有橡膠這一種材料。覆蓋層的厚度，按所運(yùn) 物料的性質(zhì)選定。一般用途的織物芯體輸送帶，承載面覆蓋層的厚度為3mm,非承載面厚度為 1mm。 （ 2） 芯體 。它是輸送帶的骨架，承受載荷的主題 。芯體的材料有織物和鋼絲繩兩大類。織物芯體有多層帆布粘合的及整體編織的兩種?？椢镄倔w的材料有棉、尼龍和聚酯，聚酯材料不僅扯斷強(qiáng)度高，伸長率較尼龍小。 整體編制芯體的輸送帶與多層粘合的相比 ，強(qiáng)度度相同時(shí)，整 體芯體的厚度小，柔性好，耐沖擊好，使用中不會發(fā)生層間剝裂。但 整體芯體的輸送帶伸長率較高需要較大的拉緊行程。 由于橡膠的彈性大，彈性模量教低、帶芯易在外力作用下產(chǎn)生變形，因此要用紡織材料或金屬材料做骨架 。要求其材料強(qiáng)度高、伸長率適當(dāng)、耐曲撓、耐疲勞、耐熱好、 收濕性小和同橡膠結(jié)合性好。 （ 3）隔離層。用于粘接帶芯，視帶芯不同配方不同。 輸送帶限于輸送條件限制，廠家一般制成 100 米的帶段。所以在輸送機(jī)上的輸送帶多是由若干條帶段連接在一起的。連接方式有：機(jī)械法，硫化法，冷粘法。無論什么連接方式，其強(qiáng)度都低于整體輸 送帶的強(qiáng)度。在采用真空滾筒驅(qū)動的帶式輸送機(jī)，輸送帶的連接方式只能是硫化連接法，主要原因是由于真空滾筒的驅(qū)動原理造成的，真空室與外界的壓力差使得輸送帶緊緊貼在滾筒上，故必須保證輸送帶完整，沒有縫隙。 2.1.2 驅(qū)動裝置 一般的驅(qū)動裝置由電動機(jī)、聯(lián)軸器、減速器和驅(qū)動滾筒組以及一些控制裝置組成的。 驅(qū)動裝置的作用 是將電動機(jī)的動力傳遞給輸送帶，并帶動它運(yùn)行。功率不大的帶式輸送機(jī)，采用電動機(jī)直接起動的方式；帶式輸送機(jī)采用可控起動方式 使輸送機(jī)起動，能減小輸送帶及各部分所受的動負(fù)荷及電動機(jī)的起動電流。帶式輸送機(jī)，特別是 長距離、大功率、高帶速的帶式輸送機(jī)，采用的驅(qū)動裝置最好達(dá)到以下要求： 電動機(jī)應(yīng)無載荷啟動。 輸送帶的加、減速度特性任意可調(diào)。 能夠滿足頻繁啟動的要求 對過載要有保護(hù)裝置 多電機(jī)驅(qū)動時(shí)，各電機(jī)的負(fù)載應(yīng)均衡。 1、電動機(jī) 帶式輸送機(jī)常用的電動機(jī)，有鼠籠式、繞線式異步電動機(jī)。 在有防暴 要求的地方，應(yīng)采用礦用隔暴型的電動機(jī)。在使用液力偶合器時(shí)，不需要用高起動力矩的鼠籠 式電動機(jī)，只要與偶合器匹配得當(dāng)，對負(fù)載就能得到接近電機(jī)最大- 5 - 力矩的起動力矩。在巷道工作的帶式輸送機(jī)，如功率相同可采用與掛板輸送機(jī)相同的電機(jī)，便于維護(hù)和更換。 2、聯(lián)軸器 由于傳動和結(jié)構(gòu)上的需要，分別采用液力偶合器，柱銷連軸器、棒銷聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器等。 3、減速器 減速器作為電機(jī)和驅(qū)動滾筒之間的減速裝置是帶式輸送機(jī)的重要部件之一。它既要滿足輸送機(jī)功率，速比，轉(zhuǎn)矩等要求，還要具有重量輕、體積小、效率高、經(jīng)久耐用、維護(hù)方便的特點(diǎn)。 帶式輸送機(jī)常用的減速器，有圓柱齒輪減速器和圓錐 -圓柱齒輪減速器。圓柱齒輪減速器的傳 動效率高，但是它要求電機(jī)軸與輸送帶垂直，驅(qū)動裝置占地大，不適合在井下等工作條件使用。圓錐 -圓柱齒輪減速器，可以使電機(jī)軸與輸送機(jī)平行布置，以減小驅(qū)動裝置的寬度，便于在井下等工況條件下使用，以便維修。 4、驅(qū)動滾筒 驅(qū)動滾筒是依靠自身與輸送帶之間的摩擦力驅(qū)動輸送帶的運(yùn)行 的部件 。 根據(jù)擾性牽引構(gòu)件的摩擦傳動理論，輸送帶與滾筒之間的最大摩擦力 ，隨摩擦系數(shù) 真空滾筒驅(qū)動的原理是利用真空泵把輸送帶圍包弧內(nèi)的槽子抽成真空，借助于大氣壓力使輸送帶緊貼于滾筒表面，產(chǎn)生附加的粘著力來驅(qū)動輸送帶運(yùn)行。 圖 2.1.2-1.真空滾 筒驅(qū)動原理 1、真空室 2、真空室與空氣泵的接嘴 3、吹氣室 4、吹氣室的接嘴 5、卷筒 6、滾筒內(nèi)的真空通道 - 6 - 真空滾筒實(shí)際上是一種靠摩擦和真空負(fù)壓相結(jié)合的驅(qū)動方式。它由滾筒體和配氣閥組成。在滾筒體的外表面沿軸向均勻的銑若干條淺槽子，即真空槽。每一個(gè)真空槽的一端都鉆一 個(gè) 小孔，經(jīng)配氣閥內(nèi)的真空室和吸氣孔與一外接小型真空泵相通。工作時(shí)，滾筒軸與滾筒體一起轉(zhuǎn)動，但配氣閥不動，始終保證在圍包弧內(nèi)的氣槽為真空槽，而其他槽子始終是非真空狀態(tài)。配氣閥和筒轂處的結(jié)合面設(shè)有密封圈并開有潤滑油槽，以保證二者有良好的密封和潤滑性能。配氣 閥的主要作用是形成上、下兩個(gè)月牙形的真空室和吹氣室。帶的圍包弧內(nèi)的槽子始終為真空狀態(tài)，而其他槽子始終是非真空狀態(tài)；配氣閥的另一個(gè)作用是，可以對吹氣室的小孔從里向外吹氣，以清除小孔內(nèi)的積塵。 對單滾筒驅(qū)動的帶式輸送機(jī)，可以不改變其牽引機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，將真空滾筒代替普通驅(qū)動滾筒，改變真空滾筒的真空度即可平穩(wěn)的調(diào)節(jié)牽引力。對于雙滾筒驅(qū)動的帶式輸送機(jī)，為了進(jìn)一步提高雙滾筒驅(qū)動裝置的牽引能力并改善其牽引性能，同樣可以采用真空滾筒。 當(dāng)忽略輸送帶在兩滾筒間的變形時(shí)，非真空滾筒的牽引力的分配比為： )(11 2222 1121 RBPS RBPeeeFFKcy 式中 1F 輸送帶行程方向第一個(gè)驅(qū)動滾筒的牽引力 ， N； 2F 輸送帶行程方向第二驅(qū)動滾筒的牽引力 ， N； 2211 , ee 相應(yīng)為第一和第二個(gè)驅(qū)動滾筒的牽引因素。 照例，滾筒 2B 牽引能力總是小于滾筒 1B 的牽引力，因此在現(xiàn)有帶式輸送機(jī)驅(qū)動站設(shè)計(jì)中滾筒 2B 的裝機(jī)容量一般取滾筒 1B 裝機(jī)容量的 1/2。輸送帶沿驅(qū)動滾筒的滑動現(xiàn)象同樣首先始于牽引能力不足的滾筒 2B 。 由于牽引因素的不穩(wěn)定性，所以要保持兩個(gè)驅(qū)動滾筒之間給定的負(fù)荷分配復(fù)雜。因此，用具有可調(diào)牽引能力的真空滾筒代替輸送帶運(yùn)行方向第二個(gè)滾筒是合理的，有利于調(diào)整兩個(gè)滾筒之間的牽引力的比例，提高滾筒的裝機(jī)容量和雙滾筒驅(qū)動裝置總的牽引能力。 參考文獻(xiàn) 1， 2，對于雙滾筒驅(qū)動，通常其中一個(gè)滾筒為真空滾筒。為了盡量利用真空 滾筒性能，減小 輸送帶在繞出點(diǎn)的張力，盡可能產(chǎn)生較大牽引力，通常取近繞入點(diǎn)為普通滾筒，近繞出點(diǎn)為真空滾筒。 文獻(xiàn) 1， 2， 4，對合理采用真空滾筒的帶式輸送機(jī)，可以提高輸送距離，降低輸送帶的強(qiáng)度，降低輸送帶制造成本，延長其使用壽命。 以礦用 KPY-350 型帶式輸送機(jī)為例，其基本數(shù)據(jù)如下：輸送機(jī)長度- 7 - L=2100mm，驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)遞的最大牽引力 160max FKN；驅(qū)動滾筒的牽引因素6.211 e ， 58.522 e ； 輸送帶在奔離驅(qū)動滾筒點(diǎn)上的預(yù)張力 45cS KN；輸送帶的最大張力 250naxSKN。用真空滾筒代替輸送機(jī)的普通滾筒2B，真空滾筒的參數(shù)為： 50B cm， B=50cm。取 4102 P Pa,.此時(shí)，最大張力降低 35KN。這樣，就可以用強(qiáng)度較低的輸送帶，或者按原來選輸送帶強(qiáng)度，增大輸送機(jī)的長度。 由此可見，在帶式輸送機(jī)雙滾筒驅(qū)動系統(tǒng)中 使用真空滾筒，在一定條件下可以達(dá)到：顯著提高雙滾筒驅(qū)動的牽引能力，特別是當(dāng)輸送帶與驅(qū)動滾筒間的粘著系數(shù)降低時(shí)；提高第二滾筒所傳遞的牽引力的比例，并由此使它的裝機(jī)容量提高。 2.1.3 托輥與機(jī)架 托輥是帶式輸送機(jī)的重要部件 ，種類多，數(shù)量大。它占了一臺帶式輸送機(jī)總成本的 35%，承受 70%以上的阻力。因此質(zhì)量 尤 為重要。托輥按用途可分為： 1. 承載托輥：它的作用是承載裝運(yùn)物料和支撐返回的輸送作用 。 2. 調(diào)心托輥：帶式輸送機(jī)在運(yùn)行時(shí)偏向一側(cè)時(shí)能使輸送帶返回中間位置 。 3. 緩沖托輥：主要在裝料的機(jī)尾部用以減緩物料對輸送機(jī)的沖 擊損害 。 對托輥的結(jié)構(gòu)和使用要求是：使用可靠、回轉(zhuǎn)阻力小、制造成本低、托輥表面光滑、徑向跳動小、使用壽命不低于 15000 小時(shí)。 托輥的作用是支撐輸送帶， 使它的垂度不超過限定值以減小運(yùn)行阻力，保證輸送帶平穩(wěn)的運(yùn)行。 托輥運(yùn)轉(zhuǎn)必須靈活可靠，減少輸送帶同托輥的摩擦力，它的工作狀況直接影響著整個(gè)輸送機(jī)的運(yùn)行。托輥的結(jié)構(gòu)簡單，具體的結(jié)構(gòu)多種多樣，但是大多數(shù)是采用的滾珠軸承的結(jié)構(gòu)。 對占輸送機(jī)總成本 25%以上的輸送機(jī)的壽命起關(guān)鍵的作用。 為了增大輸送帶的承載斷面，將承載段的輸送帶的托輥組成槽形斷面，而組成槽型托輥。 這種槽型托輥應(yīng)用比較廣泛。 機(jī)架是承受滾筒、托輥、輸送帶、物料和一些清掃裝置、 張緊裝置 的鋼結(jié)構(gòu)，可以承受沖擊、拉伸、壓縮和彎曲應(yīng)力。 機(jī)架的作用是保持其他部件的相對位置以及運(yùn)輸機(jī)的正常運(yùn)行。 機(jī)架是支承滾筒及承受輸送帶張力的裝置。 不同類型的機(jī)架結(jié)構(gòu)不同，一般機(jī)架包括機(jī)頭架、機(jī)尾架、 張緊裝置 和中間架等。一般采用結(jié)構(gòu)緊湊、剛性好、強(qiáng)度大的三角形機(jī)架。 機(jī)架按材料不同可分為：鋼結(jié)構(gòu)架，鋼管架，混凝土架，玻璃鋼架。 2.1.4 張緊裝置 輸送帶是橡膠和纖維織品兩者復(fù)合而成的制品，在應(yīng)用中的重錘 張緊裝置 ，在運(yùn)行一段時(shí)間 后，重錘會自動下降一段距離，使輸送帶變長。這說明輸送帶- 8 - 發(fā)生了蠕變，在啟動、制動過程中也會發(fā)生蠕變現(xiàn)象。此時(shí) 張緊裝置 就必須進(jìn)一步收緊才不會發(fā)生打滑現(xiàn)象。 由此可見， 張緊裝置 是保證帶式輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)必不可少的重要部件。其功能有： (1) 使輸送帶在傳動滾筒上形成正壓力，靠摩擦力將傳動滾筒的圓周力傳遞出來。 (2) 限制輸送帶在托輥間的垂度，防止輸送帶在托輥間距過分松弛而喪失槽形，引起物料和輸送帶跑偏，增加運(yùn)行阻力。 (3) 補(bǔ)償輸送帶的彈性伸長和線粘性伸長。時(shí)間長了輸送帶會自動伸長，而且在過度工況下發(fā)生永 久伸長。同時(shí)，在啟動、制動時(shí)輸送帶自動收緊，可以免除機(jī)組振動。 (4) 為重連接頭提供必要的行程。 (5) 在長距離帶式輸送機(jī)中， 張緊裝置 對其產(chǎn)生重大影響。 (6) 使輸送帶具有足夠的張力，以保證驅(qū)動裝置所傳遞的摩擦牽引力和限定的輸送帶垂度。 張緊裝置 可以分為固定 張緊裝置 和自動 張緊裝置 兩大類： （ 1） 固定式 張緊裝置 。固定式 張緊裝置 分重力 張緊裝置 和剛性 張緊裝置 。重錘式、水箱式都屬于重力 張緊裝置 。重力式 張緊裝置 始終使輸送帶初拉力保持恒定，在啟動、制動時(shí)會產(chǎn)生上下振動，但慣性力很快消失。剛性 張緊裝置 有螺旋拉緊， 手動或電動 張緊裝置 等幾種，它們的拉緊力是固定不變的，不能自動調(diào)整。在安裝后，拉緊一次可運(yùn)行一段時(shí)間，但還是要收緊一次，以消除蠕變。 （ 2） 自動式 張緊裝置 。帶式輸送機(jī)是恒定轉(zhuǎn)矩，因此輸送帶拉力是固定的，自動測力 張緊裝置 以拉緊力作為反饋信號隨時(shí)間變化設(shè)定拉力，進(jìn)行比較，隨時(shí)調(diào)整 張緊裝置 的改向滾筒的位移。自動式 張緊裝置 有兩種形式：電動式和液壓式。 2.1.5 制動 裝置 帶式輸送機(jī)的制動裝置有逆止器和制動器。逆止器是供向上輸送的輸送機(jī)使用的，在其停車后，防止輸送帶倒退。制動器是供向下輸送的輸送機(jī)使用的，防止輸送帶下滑。 水平運(yùn)輸若要準(zhǔn)確停機(jī)也應(yīng)該有制動器 。 2.1.6 清掃裝置 輸送帶輸送的材料往往帶有粘性物質(zhì)，如煤塵，泥漿、粉狀物料，其中一部分會粘在輸送帶工作面上，在卸料時(shí)不能卸掉，這時(shí)，粘著物料便進(jìn)入空行段的下托輥上，把托輥弄臟并粘有這些附著物。物料進(jìn)入托輥殼體內(nèi)，從而增大軸承座上的徑向載荷和軸向載荷，使軸承快速磨損，托輥殼體粘上物料會撕- 9 - 裂和拉毛輸送帶的面膠，加速輸送帶磨損毀壞。如果，粘著物進(jìn)入機(jī)尾改向滾筒，就會粘在滾筒表面上，越粘越多，附著力越來越大，結(jié)果是造成輸送帶跑偏，增加輸送帶磨損，釀成嚴(yán)重后果。輸送帶上殘留 的物料還會加大對滾筒的摩擦力，有時(shí)會引起輸送帶的面膠和滾筒包膠層的撕裂。如果清掃裝置好，對托輥、輸送帶等的使用壽命都可以延長。由此可見，清掃裝置在帶式輸送機(jī)上有著不可忽視的作用。 清掃器的形式有以下幾種：單刮板式或多刮板式式清掃器，旋轉(zhuǎn)式輸送帶清掃器，螺旋式清掃器，自動補(bǔ)償式旋轉(zhuǎn)式清掃器，噴水器和刮水器。 輸送帶清掃器安裝位置應(yīng)使從輸送帶上清掃下來的物料能落入卸料溜槽內(nèi)或能收集起來進(jìn)行處理，一般彈簧或配重的單刮板或多刮板清掃器應(yīng)安裝在輸送帶剛離開滾筒之后的位置上，卸料溜槽的結(jié)構(gòu)往往決定著清掃器的具體位置。鉸 接刮板清掃器安裝在輸送帶剛離開滾筒之后輸送帶的空載段上。 旋轉(zhuǎn)刮板清掃器通常安裝在輸送帶與滾筒脫離接觸點(diǎn)的后面，旋轉(zhuǎn)刷子清掃器的安裝位置要求相同。 對采用真空滾筒驅(qū)動的帶式輸送機(jī)，輸送帶的清掃器的作用尤為重要。真空滾筒要求輸送帶和滾筒要完全的緊貼，才能保證真空室的氣密性較好，才能使真空滾筒起作用。另外，輸送帶粘著的物料容易進(jìn)入真空滾筒的真空通道，造成堵塞，引起真空滾筒的失效，而增加日常維護(hù)的負(fù)擔(dān)。所以，選用良好的清掃器對真空滾筒驅(qū)動的帶式輸送機(jī)尤為重要。 - 10 - 第 3 章 帶式輸 送機(jī)的選擇設(shè)計(jì) 3.1 輸送能力的計(jì)算 帶式輸送機(jī)輸送能力按下式計(jì)算： rvCKBQ 2 式中 r 貨載的散度密度； C 輸送機(jī)的傾角系數(shù)； K 貨載斷面系數(shù)。 由 文獻(xiàn) 5表 3-10,C 取 1.0 由 文獻(xiàn) 5表 3-11,K=291,r=1.0 速度 取 v=1.63m/s。 rvCKBQ 2 得： T / h 57.3030.163.118.0291 22 r v CKBQ T /h 250 AQ 所以滿足輸送能力要求。 3.2 輸送機(jī)參數(shù)的確定 3.2.1 運(yùn)行阻力的確定 對運(yùn)行阻力的計(jì)算，在一般情況下，重段和空段的運(yùn)行阻力可以分別表示為下式： 重段全長的阻力： s i n)(co s)( LqqwLqqqWdgdzh 空段全長的阻力： s inc o s)( LqLwqqWdgdk 式中 輸送機(jī)的傾角，其中 sin 項(xiàng)的符號，當(dāng)輸送帶在 該段的運(yùn)行方向是傾斜向上時(shí)，取正號；而傾斜向下時(shí)取負(fù)號， rad ； L 輸送機(jī)的長度， m ； ww , 分別為槽形，平形托輥?zhàn)枇ο禂?shù)； q 每米的 輸送帶 上的貨載重量可由： vgAq 6.3 求得； dq 每米長的 輸送帶 自重， N/m ； , gg qq 別為折算到每米長度上的上下托輥轉(zhuǎn)動部分的重 力 ，即單位長度重段、空段托輥轉(zhuǎn)動部分 重力 。 單位 輸送帶 上的貨載重量： - 11 - N / m 04.42663.16.3 102506.3 vgAq 由 文獻(xiàn) 5表 3-8, N/m 2.109dq托輥轉(zhuǎn)動部分的重力 ,gg qq； 由 文獻(xiàn) 5表 3-12 上托輥的間距一般取 m 21 gL，下托輥的間距一般取 m 42 gL一般 取 m 3,m 5.1 gg LL由 文獻(xiàn) 5表 3-13，取 035.0,04.0 ww N / m 33.935.1 1014 gL ggmq g N / m 67.363 1011 ggg Lgmq 在 0 時(shí)， 重段全長的阻力： s i n)(co s)( LqqwLqqqWdgdzh N 4.1 2 5 7 104.0500)33.930.10904.426( 空段全長的阻力： s inc o s)( LqLwqqWdgdk N 73.2552035.0500)67.362.109( 3.2.2 帶張力的計(jì)算 圖 3.2.2-1 帶式輸送機(jī)計(jì)算圖 I 普通滾筒 II 真空滾筒 由于要保證 輸送帶 工作時(shí)不打滑，并有一定的備用摩擦傳動條件來確定 輸送帶 的最小張力值 minS 。 逐點(diǎn)法找出 1S 與6S的關(guān)系： - 12 - 21kS S W3 2 2 3 1 2 3kS S W S W W 4 3 1 2 3z h k z hS S W S W W W 5 4 4 5 1 2 3 4 5k z hS S W S W W W W 6 5 1 2 3 4 5k z hS S S W W W W （ 1） 帶式輸送機(jī)的的主動滾筒的圓周牽引力為： )(05.003.0( 161616160 SSSSWSSW 當(dāng) 16161616160 96.004.1)(04.0 SSSSSSWSSW （ 2） 當(dāng)驅(qū)動滾筒采用真空滾筒時(shí)，總牽引力0W，計(jì)算公式： 1)1( 011221100 nuucuuc eeS P lbeeSW 式中 l 縱向槽的長度 ， m ； b 縱向槽的寬度， m ； 0 兩個(gè)相鄰縱向槽對應(yīng)的中心角 ， rad267.00 ， rad ； n 真空滾筒整個(gè)圍倉圓弧上的 0 角的個(gè)數(shù)， 15n ； cS 驅(qū)動滾筒分離點(diǎn)張力 ， 即 1S ； 2211 , ee 相應(yīng)為第一和第二個(gè)驅(qū)動滾筒的牽引因素。 查 文獻(xiàn) 5表 3-14， raduu 13.4,20.0 2121 ； 驅(qū)動滾筒的真空度 取 PaP 4105 ， mbml 03.0,61.0 1)1( 011221100 nuucuuc eeS P lbeeSW 1267.02.01513.42.04213.42.01 )1(2 6 7.003.061.0105 SeeeS 141 228.1107 8 2 7 7 5.0217.5 SS 41 109 6 1 2 4 8.02 1 7.4 S （ 3） 由式子 （ 1）（ 2）， 聯(lián)立得： 0 6 11 . 0 4 0 . 9 6W S S4014 . 2 1 7 0 . 9 6 1 2 4 8 1 0WS - 13 - 可 解 得：641 04.1109 6 1 2 4 8.01 7 7.5 SS （ 4） 由式子（ 1）（ 4），聯(lián)立得： 226 1 2 3 4 5 11 . 0 6 1 . 0 6 1 . 0 6k z h k z hS S W W W W S W W 641 04.1109 6 1 2 4 8.01 7 7.5 SS 解得：161 7 9 7 . 5 4 N , 1 8 7 0 7 . 3 2 NSS逐點(diǎn)法求出各點(diǎn)的張力： N 65.1 8 2 1 306.1N 69.1 7 1 8 2N 29.4 6 1 106.1N 27.4 3 5 045342312SSWSSSSWSSzhk輸送帶 的垂度的驗(yàn)算 由于要保證 輸送帶 在兩托輥間的下垂度不超過允許值，因此必須按照 輸送帶 最大允許下垂度條件驗(yàn)算 minS 。 空段 中的 最小張力 N 54.17971 S N 163832.1095c o s5 m i n1 gdk LqSS 滿足垂度條件下，滿足空段 的 輸送帶 允許的最小張力。 重段 中的 最小張力 N 29.46113 S5.1)2.1 0904.4 26(5c os)(5 m in3 ggzh LqqSS N 3.4014 所以，各點(diǎn)的張力滿足垂度條件。 3.2.3 驗(yàn)算輸送帶的強(qiáng)度 各點(diǎn)張力中的最大值是 N32.187076 S，由 文獻(xiàn) 5表 3-28， m 許用安全系數(shù)取 10。已知給定輸送帶的為 6 層。 626.45 4 8 8 08.0 1032.1 8 7 0 7m a x B mSi 所以 輸送帶 的強(qiáng)度滿足條件。 3.2.4 裝載阻力的計(jì)算 物料在裝載段被加速的慢性阻力和摩擦阻力gW，其計(jì)算公式： rvvQW vg )( 0 - 14 - 式中vQ 容積輸送能力 , /sm3 ； v 輸送帶的速度 ， m/s ； 0v 裝入的物料在輸送帶運(yùn)行方向的速度分量 ， m/s ； r 物料的堆積密度 ， 3kg/m 。 由 文獻(xiàn) 5表 3-11， r=1.0，0v取 0m/s。 /sm 44.693 6 0 0 102 5 0 33 rAQ v N 19.113163.144.69)( 0 rvvQWg v 3.2.5 彎曲段運(yùn)行阻力的計(jì)算 由 文獻(xiàn) 5，在 4至 5段的阻力 公式為 ： N 96.1 0 3 006.0)07.005.0( 4454 SSW 輸送帶 在 6 至 1 段的阻力： N 19.8 2 0)(04.0)(05.003.0( 161616 SSSSW 3.3 電機(jī)功率的計(jì)算 帶式輸送機(jī)驅(qū)動滾筒牽引力為 97.177290 WN，因此電動機(jī)的功率10002.1 0vWP 式中 1.2 為備用系數(shù)； 傳動效率。 減速器是采用的一對圓錐齒輪，其傳動效率 95.01 ，兩對圓柱齒輪，其傳動效 率 96.032 ，以及一對開式傳動的圓柱齒輪，傳動效率 91.04 。 所以， 8.04321 電動機(jī)的功率 kw 35.438.01000 63.197.177292.1 P其值小于給定的 17+30kw ，故符合要求。 - 15 - 第 4 章 真空滾筒的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1 真空滾筒的原理及結(jié)構(gòu) 真空滾筒驅(qū)動的原理是利用真空泵把輸送帶圍包弧內(nèi)的 真空槽 抽成真空，借助于大氣壓力使輸送帶緊貼于滾筒表面 ，產(chǎn)生附加的粘著力來驅(qū)動輸送帶運(yùn)行。真空滾筒實(shí)際上是一種靠摩擦和真空負(fù)壓相結(jié)合的驅(qū)動方式。 其關(guān)鍵是如何實(shí)現(xiàn)在輸送帶圍包弧內(nèi)始終是真空狀態(tài)，這就是配氣閥的作用。真空滾筒 結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖 4.1-1.真空滾筒的原理結(jié)構(gòu) 1、真空槽 2、孔 3、真空室 4、配氣閥 5 吹氣室 真空滾筒 由滾筒體和配氣閥組成。在滾筒體的外表面沿軸向均勻的銑 出 若干條淺槽子，即真空槽 1。每一個(gè)真空槽的一端都鉆 出 一小孔 2，經(jīng)配氣閥 4內(nèi)的真空室 3 和吸氣孔與一外接小型真空泵相通。工作時(shí)，滾筒軸與滾筒體一起轉(zhuǎn)動，但配氣閥不動，始終保證在圍包弧內(nèi)的 氣槽為真空槽，而其他槽子始- 16 - 終是非真空狀態(tài)。配氣閥和筒轂處的結(jié)合面設(shè)有密封圈并開有潤滑油槽，以保證二者有良好的密封和潤滑性能。配氣閥的主要作用是形成上、下兩個(gè)月牙形的真空室和吹氣室 5。帶的圍包弧內(nèi)的槽子始終為真空狀態(tài)，而其他槽子始終是非真空狀態(tài)；配氣閥的另一個(gè)作用是，可以對吹氣室的小孔從里向外吹氣，以清除小孔內(nèi)的積塵。 4.2 真空滾筒的 分析計(jì)算 4.2.1 真空滾筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù) 真空滾筒驅(qū)動的原理 ，在材料為鑄鐵的卷筒上銑出若干個(gè)槽，作為真空槽。 設(shè) a 為每 個(gè)真空槽所對的中心角， a 為兩個(gè)相鄰真空槽之間的滾筒而所對的中心角，并令 aaa 0，則整個(gè)滾筒的真空槽數(shù)為0/2 a。 利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行了大量的計(jì)算和數(shù)據(jù)處理，結(jié)果表明，就單從提高牽引力而論， aa 比 aa 效果好，且 aa 越小越好，即真空槽的數(shù)目越多越好。