大傾角皮帶輸送機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)說明書

1、. .1緒論1.1帶式輸送機(jī)帶式輸送機(jī)俗稱“皮帶機(jī)”，是以膠帶、鋼帶、鋼纖維帶、塑料帶和化纖帶作為傳送物料和牽引工件的輸送機(jī)械，是連續(xù)式輸送機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的一種。1.2 皮帶機(jī)的結(jié)構(gòu)原理和分類1.2.1皮帶機(jī)的結(jié)構(gòu)原理帶式輸送機(jī)的主要部件是輸送帶，亦稱為膠帶，輸送帶兼作牽引機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu)。帶式輸送機(jī)主要包括以下幾個(gè)部分：輸送帶、托輥、驅(qū)動(dòng)裝置（包括傳動(dòng)滾筒）、機(jī)架、拉緊裝置、制動(dòng)裝置、清掃裝置和卸料裝置等。輸送帶繞經(jīng)傳動(dòng)滾筒和改向滾筒、拉緊滾筒接成環(huán)形，拉緊裝置給輸送帶以正常運(yùn)行所需的張力。輸送帶的上、下兩部分都支承在托輥上。拉緊裝置給輸送帶以正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的拉緊力。工作時(shí)，傳動(dòng)滾筒通過它和

2、輸送帶之間的摩擦力帶動(dòng)輸送帶連續(xù)運(yùn)行，裝到輸送帶上的物料隨它一起運(yùn)行到端部卸出，利用專門的卸載裝置也可在中間部位卸載。普通型帶式輸送機(jī)的機(jī)身的上帶是用槽形托輥支撐，以增加物流斷面積，下帶為返回段(不承載的空帶)一般下托輥為平托輥。帶式輸送機(jī)可用于水平、傾斜和垂直運(yùn)輸。對(duì)于普通型帶式輸送機(jī)傾斜向上運(yùn)輸時(shí)，其傾斜角不超過18°，向下運(yùn)輸不超過15°。1.2.2皮帶機(jī)的分類帶式輸送機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)有100多年的歷史了。據(jù)有關(guān)資料介紹，最早的帶式輸送機(jī)出現(xiàn)在德國。1880年德國lmg公司在鏈斗式挖掘機(jī)的尾部使用了一條蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶式輸送機(jī)。到了20世紀(jì)30年代，德國褐煤露天礦連續(xù)開采工

3、藝趨于成熟，帶式輸送機(jī)也得到了迅速發(fā)展，第二次世界大戰(zhàn)前就已經(jīng)使用了1.6m帶寬的帶式輸送機(jī)。20世紀(jì)50年代開發(fā)研制成的鋼絲繩芯輸送帶，為實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)單機(jī)遠(yuǎn)距離輸送提供了物質(zhì)條件。為了提高生產(chǎn)率，在不斷增加單機(jī)長度的同時(shí)，帶式輸送機(jī)的運(yùn)行速度也不斷提高，目前最高帶速已達(dá)15m/s。20世紀(jì)70年代德國魯爾區(qū)haniel-prosper號(hào)煤礦使用了當(dāng)時(shí)規(guī)格最大的帶式輸送機(jī)，其帶寬為1.4m，帶速為5.5m/s，整機(jī)傳動(dòng)功率為2×3100kw電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子直接固定在滾筒軸上，從而省去了減速器。采用交直交交變頻裝置調(diào)速，啟、制動(dòng)過程非常平穩(wěn)，啟動(dòng)時(shí)間可達(dá)140s，制動(dòng)時(shí)間達(dá)40s。輸送帶保

4、證壽命達(dá)20年。該機(jī)上、下分支輸送帶都運(yùn)送物料。向上運(yùn)煤、向下運(yùn)矸石，提升高度為700m。盡管帶式輸送機(jī)已具有相當(dāng)長的歷史，其應(yīng)用十分廣泛，但就其技術(shù)和結(jié)構(gòu)形式而言，仍然處在發(fā)展之中，許多新的機(jī)型和新的部件還在不斷地開發(fā)研制。帶式輸送機(jī)按其結(jié)構(gòu)不同可分為多種型號(hào)。表1.1所列是jb 238978起重運(yùn)輸機(jī)械產(chǎn)品型號(hào)編制方法中所規(guī)定的帶式輸送機(jī)分類及代號(hào)。表1.1 帶式輸送機(jī)分類及代號(hào)名 稱代 號(hào)類、組、型代號(hào)通用帶式輸送機(jī)t（通）dt輕型帶式輸送機(jī)q（輕）dq移動(dòng)帶式輸送機(jī)y（移）dy鋼絲繩芯帶式輸送機(jī)x（芯）dx大傾角帶式輸送機(jī)j（角）dj鋼絲繩牽引帶式輸送機(jī)s（繩）ds壓帶式輸送機(jī)a（壓）

5、da氣墊帶式輸送機(jī)d（墊）dd磁性帶式輸送機(jī)c（磁）dc鋼帶輸送機(jī)g（鋼）dg網(wǎng)袋輸送機(jī)w（網(wǎng)）dw除了上述這些，帶式輸送機(jī)還有多種特種型號(hào)可根據(jù)工作環(huán)境的不同做適當(dāng)?shù)倪x擇。可伸縮帶式輸送機(jī)的輸送長度可以根據(jù)工作的需要隨時(shí)縮短或加長。這種帶式輸送機(jī)主要是為滿足煤礦井下綜采工作面順槽輸送要求而設(shè)計(jì)的。可伸縮帶式輸送機(jī)中增設(shè)了一個(gè)儲(chǔ)帶裝置，其作用是把帶式輸送機(jī)伸長前或縮短后的多余輸送帶暫時(shí)儲(chǔ)存起來，以滿足采煤工作面持續(xù)前進(jìn)或后退的需要。這種帶式輸送機(jī)的機(jī)架與機(jī)架之間、托輥與機(jī)架之間的連接方式都采用插入式，用銷釘固定，整個(gè)機(jī)架沒有一個(gè)螺栓，拆裝十分方便。移動(dòng)帶式輸送機(jī)是一種按整機(jī)設(shè)計(jì)并且整機(jī)可在不同

6、地點(diǎn)使用的帶式輸送機(jī)。按移動(dòng)的方式不同又可分為移動(dòng)式和攜帶式兩種。平面彎曲帶式輸送機(jī)是一種在輸送線路上可變向的帶式輸送機(jī)。它可以代替沿折線布置的、由多臺(tái)單獨(dú)的直線輸送機(jī)串聯(lián)而成的運(yùn)輸系統(tǒng)，沿復(fù)雜的空間折曲線路實(shí)現(xiàn)物料的連續(xù)運(yùn)輸。輸送帶在平面上轉(zhuǎn)彎運(yùn)行，可以大大簡化物料運(yùn)輸系統(tǒng)，減少轉(zhuǎn)載站的數(shù)目，降低基建工程量和投資。法國在這種帶式輸送機(jī)的研制和使用方面，具有國際領(lǐng)先水平。我國的煤礦也有數(shù)臺(tái)正在運(yùn)行，在設(shè)計(jì)和安裝方面積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。大傾角帶式輸送機(jī)可以減少輸送距離，降低巷道開拓量，減少設(shè)備投資。當(dāng)傾角增大到90°時(shí)，大傾角帶式輸送機(jī)就轉(zhuǎn)變成了垂直輸送的帶式輸送機(jī)。它不僅在結(jié)構(gòu)上具有新

7、的特點(diǎn)，而且在設(shè)計(jì)計(jì)算、物料截面形狀和輸送速度的確定等方面都有新的影響因素。垂直輸送的帶式輸送機(jī)主要用于其他形式的輸送機(jī)難以勝任的場(chǎng)合。在食用和輕工業(yè)等工業(yè)生產(chǎn)中，由于衛(wèi)生和工作環(huán)境的要求，通常使用一種以薄鋼帶作為輸送帶的帶式輸送機(jī)，其耐熱性比膠帶好得多，但鋼帶的成槽性差，滾筒傳遞扭矩也很有限，因而不適用于長距離輸送。還有一種以撓性網(wǎng)作為輸送帶的網(wǎng)帶輸送機(jī)，在技術(shù)性能上與鋼帶輸送機(jī)相似，主要用于輕工業(yè)和有特殊要求的場(chǎng)合。另外，在輸送鐵磁性物料（例如鐵礦石）時(shí)，常常使用被稱為磁力摩擦式帶式輸送機(jī)，它實(shí)質(zhì)上是具有磁鐵的帶式輸送機(jī)，一般使用絲織物芯體輸送帶作為承載構(gòu)件，在輸送帶的下面設(shè)置永久磁鐵。磁

8、鐵把物料吸向輸送帶，由此提高了物料的穩(wěn)定性，并為傾斜輸送物料創(chuàng)造了條件。1.3帶式輸送機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1.3.1帶式輸送機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀國外帶式輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展很快，其主要表現(xiàn)在2個(gè)方面：一方面是帶式輸送機(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；另一方面是帶式輸送機(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、高帶速等大型帶式輸送機(jī)已成為發(fā)展的主要方向，其核心技術(shù)是開發(fā)應(yīng)用了帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)，提高了帶式輸送機(jī)的運(yùn)行性能和可靠性。目前，在煤礦井下使用的帶式輸送機(jī)已達(dá)到表1.2所示的主要技術(shù)指標(biāo)，其關(guān)鍵技術(shù)與裝備有以下幾個(gè)特

9、點(diǎn)：設(shè)備大型化，其主要技術(shù)參數(shù)與設(shè)備均向著大型化發(fā)展，以滿足年產(chǎn)300-500萬；以上高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要。應(yīng)用動(dòng)態(tài)分析技術(shù)和機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)監(jiān)控等高新技術(shù)、采用大功率軟啟動(dòng)與自動(dòng)張緊技術(shù)，對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控，大大地降低了輸送帶的動(dòng)張力，設(shè)備運(yùn)行性能好，運(yùn)輸效率高。采用多機(jī)驅(qū)動(dòng)與中間驅(qū)動(dòng)及其功率平衡、輸送機(jī)變向運(yùn)行技術(shù)，使輸送機(jī)單機(jī)運(yùn)行長度在理論上已不受限制，并確保了輸送系統(tǒng)設(shè)備的通用性、互換性及其單元驅(qū)動(dòng)的可靠性。新型、高可靠性關(guān)鍵部件技術(shù)。如包含cst等在內(nèi)的各種先進(jìn)的大功率驅(qū)動(dòng)裝置與調(diào)速裝置、高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效貯帶裝置、快速自移機(jī)尾等。如英國fsw生產(chǎn)的f

10、sw1200/（2-3）×400（600）工作面順槽帶式輸送機(jī)就采用了液粘差速或變頻調(diào)速裝置，運(yùn)輸能力達(dá)3000t/h以上，它的機(jī)尾與新型轉(zhuǎn)載機(jī)（如美國久益公司生產(chǎn)的s500e）配套，可隨工作面推移而自動(dòng)快速自移、人工作業(yè)少、生產(chǎn)效率高。表1.2 國外帶式輸送機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)主參數(shù)國外300-500va高產(chǎn)高效礦井順槽可伸縮帶式輸送機(jī) 大巷與斜井固定式強(qiáng)力帶式傳輸機(jī)運(yùn)距/m2000 3000> 3000帶速/m·s-13.5 44 5，最高達(dá)8輸送量/t·h-12 500 3 0003 0004 000驅(qū)動(dòng)總功率/kw1 200 2 0001 500 3 0

11、00，最大達(dá) 10 1001.3.2國內(nèi)帶式輸送機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀 我國生產(chǎn)制造的帶式輸送機(jī)的品種、類型較多。在“八五”期間，通過國家一條龍“日產(chǎn)萬噸綜采設(shè)備”項(xiàng)目的實(shí)施，帶式輸送機(jī)的技術(shù)水平有了很大的提高，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)品開發(fā)都取得了很大的進(jìn)步。如大傾角長距離帶式輸送機(jī)成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)等均填補(bǔ)了國內(nèi)空白，并對(duì)帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進(jìn)行了理論研究產(chǎn)品開發(fā)，研制成功了多種軟啟動(dòng)和制動(dòng)裝置以及以plc為核心的可編程電控裝置，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用調(diào)速型液力耦合器和行星齒輪減速器。目前，我國煤礦井下用帶式輸送機(jī)的主要技術(shù)特征指標(biāo)如表1.

12、3所示表1.3 國內(nèi)帶式輸送機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)主參數(shù)可伸縮帶式輸送機(jī)大巷與斜井固定式強(qiáng)力帶式輸送機(jī)運(yùn)距/m1 000 2 0001 000 4 000帶速/m·s-12 3.52.5 4輸送量/t·h-1800 1 8001 000 2 000驅(qū)動(dòng)總功率/kw250 750750 15001.3.3國內(nèi)外帶式輸送機(jī)技術(shù)的差距一、 大型帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵核心技術(shù)上的差距（1）帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析與檢測(cè)技術(shù) 長距離、大功率帶式輸送機(jī)的技術(shù)關(guān)鍵是動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)，它是制約大型帶式輸送機(jī)發(fā)展的核心技術(shù)。目前我國用剛性理論來分析研究帶式輸送機(jī)并制定計(jì)算方法和設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)中對(duì)輸送帶使用了很高

13、的安全系數(shù)（一般取n=10左右），與實(shí)際情況相差較遠(yuǎn)。實(shí)際上輸送帶是粘彈性體，長距離帶式輸送機(jī)其輸送帶對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的起、制動(dòng)力的動(dòng)態(tài)響應(yīng)是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，而不能簡單地用剛體力學(xué)來解釋和計(jì)算。已開發(fā)了帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用軟件，在大型輸送機(jī)上對(duì)輸送機(jī)的動(dòng)張力進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，降低輸送帶的安全系數(shù)，大大延長使用壽命，確保了輸送機(jī)運(yùn)行的可靠性，從而使大型帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)達(dá)到了最高水平（輸送帶安全系數(shù)n=56），并使輸送機(jī)的設(shè)備成本尤其是輸送帶成本大為降低。（2）可靠的可控軟啟動(dòng)技術(shù)與功率均衡技術(shù)長距離大運(yùn)量帶式輸送機(jī)由于功率打、距離長且多機(jī)驅(qū)動(dòng)，必須采用軟啟動(dòng)方式來降低輸送機(jī)的動(dòng)張力，

14、特別是多電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)。為了減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，軟啟動(dòng)時(shí)應(yīng)有分時(shí)慢速起動(dòng)；還要控制輸送機(jī)起動(dòng)加速度0.30.1m/s²，解決承載帶與驅(qū)動(dòng)帶的帶速同步問題及輸送帶涌浪現(xiàn)象，減少對(duì)元部件的沖擊。由于制造誤差及電機(jī)特性誤差，各驅(qū)動(dòng)點(diǎn)的功率會(huì)出現(xiàn)不均衡，一旦某個(gè)電機(jī)功率過大將會(huì)引起燒電機(jī)事故，因此，各電機(jī)之間的功率平衡應(yīng)加以控制，并提高平衡精度。國內(nèi)已大量應(yīng)用調(diào)速型液力耦合器來實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)的軟啟動(dòng)與功率平衡，解決了長距離帶式輸送的啟動(dòng)與功率平衡及同步性問題。但其調(diào)節(jié)精度及可靠性與國外相比還有一定差距。此外，長距離大功率帶式輸送機(jī)除了要求一個(gè)運(yùn)煤帶速外，還需要一個(gè)驗(yàn)帶的帶速，調(diào)速型液力耦合器雖然實(shí)現(xiàn)軟

15、啟動(dòng)與功率平衡，但還需要研制適合長距離的無級(jí)液力調(diào)速裝置。當(dāng)單機(jī)功率。500kw時(shí)，可控cst軟啟動(dòng)顯示出優(yōu)越性。由于可控軟啟動(dòng)是將行星齒輪減速器的內(nèi)齒圈與濕式摩擦離合器組合而成（即粘性傳動(dòng)）。通過比例閥及控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)與功率平衡，其調(diào)節(jié)精度可達(dá)98%以上。但價(jià)格較貴，急需國產(chǎn)化。二、技術(shù)性能上的差距 我國帶式輸送機(jī)的主要性能u參數(shù)已不能滿足高產(chǎn)高效礦井的需要，尤其是順槽可伸縮帶式輸機(jī)的關(guān)鍵元部件及其功能如自移機(jī)尾、高效儲(chǔ)帶與張緊裝置等與國外有著很大差距。（1）裝機(jī)功率 我國工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)最大裝機(jī)功率為4×250kw,國外產(chǎn)品可達(dá)4×970kw,國產(chǎn)帶式輸

16、送機(jī)的裝機(jī)功率約為國外產(chǎn)品的30%-40%，固定帶式輸送機(jī)的裝機(jī)功率相差更大。（2）運(yùn)輸能力 我國帶式輸送機(jī)最大運(yùn)量為3000t/h，國外已達(dá)5500t/h。（3）最大輸送帶寬度 我國帶式輸送機(jī)為1400mm，國外為1830mm。（4）帶速 由于受輥轉(zhuǎn)速的限制，我國帶式輸送機(jī)帶速為4m/s，國外為5m/s以上。（5）工作面順槽運(yùn)輸長度 我國為3000m，國外為7300m。（6）自移機(jī)尾 隨著高產(chǎn)高效工作面的不斷出現(xiàn)，要求順槽可伸縮帶式輸送機(jī)機(jī)尾隨著工作面的快速推進(jìn)而快速自移。國內(nèi)自移機(jī)尾主要依賴進(jìn)口，主要有2種：（a）隨轉(zhuǎn)載機(jī)一起移動(dòng)的由英國longwall公司生產(chǎn)的自移機(jī)尾裝置。（b）德國d

17、bt公司生產(chǎn)的自移機(jī)尾裝置。前者只有一個(gè)推進(jìn)油缸，后者則有2個(gè)推進(jìn)油缸。longwall公司生產(chǎn)的自移機(jī)尾用于在國內(nèi)寬帶1.2m的輸送機(jī)上，缺點(diǎn)是自移機(jī)尾輸送帶的跑偏量太小，糾偏能力弱，剛性差。德國生產(chǎn)的自移機(jī)尾在國內(nèi)使用效果優(yōu)于前者，水平、垂直2個(gè)方向均有調(diào)偏油缸，糾偏能力強(qiáng)。因此，前者還需完善，后者則需研制。但對(duì)自移機(jī)尾的要求是共同的，既要滿足輸送機(jī)正常工作時(shí)防滑的要求，又要滿足在輸送機(jī)不停機(jī)的情況下實(shí)現(xiàn)快速自移。（7）高效儲(chǔ)帶與張緊裝置 我國采用封閉式儲(chǔ)帶結(jié)構(gòu)和絞車張緊為主，張緊小車易脫軌，輸送帶易跑偏，輸送帶伸縮時(shí)，托輥小車不自移，需人工推移，檢修麻煩。國外采用結(jié)構(gòu)先進(jìn)的開放式儲(chǔ)帶裝置

18、和高精度的大扭矩、大行程自動(dòng)張緊設(shè)備，托輥小車能自動(dòng)隨輸送帶伸縮到位，輸送帶不易跑偏，不會(huì)出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象。（8）輸送機(jī)品種 機(jī)型品種少，功能單一，使用范圍受限，不能充分發(fā)揮其效能，如拓展運(yùn)人、運(yùn)料或雙向運(yùn)輸?shù)裙δ?，做到一機(jī)多用；另外，我國煤礦的地質(zhì)條件差異很大，在運(yùn)輸系統(tǒng)的布置上經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些特殊要求，如彎曲、大傾角（> +25°）直至垂直提升等，應(yīng)開發(fā)特殊型專用機(jī)種帶式輸送機(jī)。三、 可靠性、壽命上的差距（1）輸送帶抗拉強(qiáng)度 我國生產(chǎn)的織物整芯阻燃輸送帶最高為2500n/mm,國外為3150n/mm。鋼絲繩芯阻燃輸送帶最高為4000n/mm，國外為7000n/mm。（2）輸送帶接

19、頭強(qiáng)度 我國輸送帶接頭強(qiáng)度為母帶的50%-60%，國外達(dá)母帶的70%-75%。（3）托輥壽命 我國現(xiàn)有的托輥技術(shù)與國外比較，壽命短、速度低、阻力大，而美國等使用的新型注油托輥，其運(yùn)行阻力小，軸承采用稀油潤滑，大大地提高了托輥的使用壽命，并可作為告訴托輥應(yīng)用于帶式輸送機(jī)上，使用面廣，經(jīng)濟(jì)效益顯著。我國輸送機(jī)托輥壽命為2萬h，國外托輥壽命5-9萬h,國產(chǎn)托輥壽命僅為國外產(chǎn)品的30%-40%。（4）輸送機(jī)減速器壽命 我國輸送機(jī)減速器壽命2萬h，國外減速器壽命為7萬h.(5)帶式輸送機(jī)山下運(yùn)行時(shí)可靠性差。四、 控制系統(tǒng)差距(1)驅(qū)動(dòng)方式 我國為調(diào)速型液力耦合器和硬齒面速器，國外傳動(dòng)方式多樣，如boss

20、系統(tǒng)，cst可控傳動(dòng)系統(tǒng)，控制精度較高。（2）監(jiān)控裝置 國外輸送機(jī)已采用高檔可編程序控制器plc，開發(fā)了先進(jìn)的程序軟件與綜合電源繼電器控制技術(shù)預(yù)計(jì)數(shù)據(jù)采信、處理、存儲(chǔ)、傳輸、故障診斷與查詢等完整自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。我國輸送機(jī)僅采用了中檔可編程序控制器來控制輸送機(jī)的啟動(dòng)、正常運(yùn)行、停機(jī)等工作過程。雖然能與可控啟（制）動(dòng)裝置配合使用，大道可控啟（制）動(dòng)、帶速同步、功率平衡等功能，但沒有自動(dòng)臨近裝置，沒有故障診斷與查詢等。（3）輸送機(jī)保護(hù)裝置 國外帶式輸送機(jī)除安裝繁殖輸送帶跑偏、打滑、撕裂、過滿堵塞、自動(dòng)灑水降塵等保護(hù)裝置外，近年又開發(fā)了很多新型監(jiān)測(cè)裝置：傳動(dòng)滾筒、變向滾筒及托輥組的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；煙霧報(bào)警

21、及自動(dòng)消防滅火裝置：纖維織輸送;帶縱向撕裂及接頭監(jiān)測(cè)系統(tǒng)防爆電子輸送帶自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)。這些新型保護(hù)系統(tǒng)我國基本出于空白。而我國現(xiàn)有的打滑、堆煤、溜煤眼滿倉保護(hù)，仿跑偏、超溫灑水，煙霧報(bào)警裝置的可靠性、靈敏性、壽命都較低。1.3.4煤礦帶式輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)一、 設(shè)備大型化、提高運(yùn)輸能力為了適應(yīng)高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要，帶式輸送機(jī)的輸送能力要加大。長距離、高帶速、大運(yùn)量、大功率是今后發(fā)展到必然趨勢(shì)，也是高產(chǎn)高效礦井運(yùn)輸技術(shù)的發(fā)展方向。在今后的10年內(nèi)輸送量要提高到3000-4000t/h，帶速提高至4-6m/s，輸送長度對(duì)于可伸縮帶式輸送機(jī)要達(dá)到3000m。對(duì)于鋼繩芯強(qiáng)力帶式輸送機(jī)需加長至500

22、0m以上，單機(jī)驅(qū)動(dòng)功率要達(dá)到1000-1500kw，輸送帶抗拉強(qiáng)度達(dá)到6000n/mm（鋼繩芯）和2500n/mm（整芯）。尤其是煤礦井下順槽可伸縮輸送技術(shù)的發(fā)展，隨著高產(chǎn)高效工作面的而出現(xiàn)及煤炭科技的不斷發(fā)展，原有的可伸縮帶式輸送機(jī)，無論是主參數(shù)，還是運(yùn)行性能都難以適應(yīng)高產(chǎn)高效工作面的要求，煤礦現(xiàn)有急需主參數(shù)更大、技術(shù)更先進(jìn)、性能更可靠的長距離、大運(yùn)量、大功率順槽可伸縮帶式輸送機(jī)，以提升我國帶式輸送機(jī)技術(shù)的設(shè)計(jì)水平，填補(bǔ)國內(nèi)空白，接近并趕上國際先進(jìn)工業(yè)國的技術(shù)水平。其包含7個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)：（1）帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)；（2）軟啟動(dòng)張緊技術(shù)；（3）中間驅(qū)動(dòng)技術(shù)；（4）自動(dòng)張緊技術(shù)；（5

23、）新型高壽命高速托輥技術(shù)；（6）快速自移機(jī)尾技術(shù)；（7）高效儲(chǔ)帶技術(shù)；二、提高元部件性能和可靠性設(shè)備開機(jī)率的高與低主要取決于元部件的性能和可靠性。除了進(jìn)一步完善和提高現(xiàn)有元部件的性能和可靠性，還要不斷地開發(fā)研究新的技術(shù)和元部件，如高性能可控軟啟動(dòng)技術(shù)、動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)、高效貯帶裝置、快速自移機(jī)尾、高速托輥等，使帶式輸送機(jī)的性能得到進(jìn)一步提高。三、 擴(kuò)大功能，一機(jī)多用化拓展運(yùn)人、運(yùn)料或雙向運(yùn)輸?shù)裙δ?，做到一機(jī)多用，使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。開發(fā)特殊型帶式輸送機(jī)，如彎曲帶式輸送機(jī)、大傾角或垂直提升輸送機(jī)等。2帶式輸送機(jī)的參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù)：輸送量： 靜堆積角： 運(yùn)行堆積角： 輸送機(jī)傾角： 輸送機(jī)

24、長度： 輸送物料： 原煤松散密度： 煤粒度： 0-200mm2.1帶速的確定 輸送帶的帶寬b和它的運(yùn)行速度v決定了帶式輸送機(jī)的輸送能力。帶速根據(jù)帶寬和被運(yùn)物料性質(zhì)確定，由表2.1選取適當(dāng)帶速表2.1 帶速、帶寬與輸送能力的關(guān)系帶寬輸送能力帶速0.81.01.251.62.02.53.155006987108139174217650127159198254318397800198248310397496620781初算 選取輸送帶帶寬為650mm，其帶速為1.6m/s 2.2核算輸送能力 由 ，查表2.2得 表2.2 輸送帶上物料的最大截面積s托輥槽角運(yùn)行堆積角輸送帶寬度s650mm0.0525

25、 ，滿足要求。 一輸送帶上物料的最大截面積， ； 一傾斜輸送機(jī)面積折減系數(shù)， ；2.3根據(jù)原煤粒度核算輸送機(jī)帶寬 輸送機(jī)帶寬能滿足輸送200mm粒度原煤要求。2.4圓周驅(qū)動(dòng)力的確定傳動(dòng)滾筒上所需圓周驅(qū)動(dòng)力為所有運(yùn)行阻力之和， 主要阻力，n； 附加阻力，n； 特種主要阻力，即托輥前傾摩擦阻力及導(dǎo)料槽摩擦阻力，n； 特種附加阻力，即清掃器、卸料器及翻轉(zhuǎn)回程分支輸送帶的阻力，n； 傾斜阻力，n；輸送機(jī)卸料段和裝料段間的高差，m；輸送機(jī)傾角，。帶式輸送機(jī)機(jī)長l=200m80m，附加阻力明顯小于主要阻力，可引入系數(shù)c來考慮阻力，它取決于輸送機(jī)的長度，按下式計(jì)算： 式中 c與輸送機(jī)長度有關(guān)的系數(shù)，在機(jī)長大

26、于80米時(shí)，可按參考資料1式（3.4-3）計(jì)算，或從表2.3查取；表2.3與輸送及長度有關(guān)的系數(shù)c801001502003004005001.921.781.581.451.311.251.20 模擬摩擦系數(shù)，根據(jù)工作條件制造、安裝水平選取，參見參考資料1表3-6； 輸送機(jī)的長度，200m； 附加長度，一般在70m到100m之間； 重力加速度，取=9.8； 承載分支托輥每米長旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，用下式計(jì)算： 式中 承載分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，從參考資料1表3-7查詢； 承載分支托輥間距，； 回程分支托輥每米長旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，用下式計(jì)算： 式中 回程分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，kg從參考資料1表3-7查

27、詢； 回程分支托輥間距，m； 每米長輸送帶的質(zhì)量，按表3-8估計(jì)選取； 每米長輸送物料的質(zhì)量，； 查參考資料1表3-6得：經(jīng)查表得：上托輥間距，下托輥間距。 計(jì)算主要阻力 計(jì)算特種主要阻力 式中 槽形系數(shù)，槽角時(shí)為0.43； 托輥和輸送帶之間的摩擦系數(shù)，一般取0.3到0.4； 式中 物料和導(dǎo)料擋板間的摩擦系數(shù)，； 導(dǎo)料擋板內(nèi)部寬度，； 裝有導(dǎo)料擋板的設(shè)備長度，取； 計(jì)算特種附加阻力 式中子 ,包括2個(gè)清掃器和2個(gè)空段清掃器（1個(gè)空段清掃器相當(dāng)于1.5個(gè)清掃器）。 清掃器和輸送帶接觸面積，0.007 一清掃器和輸送帶間的壓力 一摩擦系數(shù) 一刮板系數(shù)傾斜阻力 所以： 2.5輸送帶的選型帶式輸送機(jī)靠

28、摩擦傳動(dòng)，當(dāng)膠帶過松，傳動(dòng)滾筒分離點(diǎn)處張力過小，摩擦系數(shù)較低或過載時(shí)，都可能造成膠帶在滾筒上打滑的現(xiàn)象。由于摩擦發(fā)熱，在滾筒表面產(chǎn)生高溫，會(huì)使膠帶的橡膠覆蓋層損壞，并引起膠帶著火。在打滑時(shí)，由于膠帶是絕緣體會(huì)在膠帶表面產(chǎn)生很高的靜電電勢(shì)，從而產(chǎn)生電火花。膠帶著火或產(chǎn)生電火花會(huì)造成煤礦井下瓦斯爆炸事故，產(chǎn)生的有毒氣體也會(huì)釀成熏人事故。所以煤礦井下帶式輸送機(jī)要使用阻燃帶。阻燃帶，顧名思義，是不可燃燒的或燃燒后能自行熄滅的一種膠帶。在制作過程中加入了一定的原料如聚氯乙烯，以提高膠帶的防火及抗靜電特性。它是一種特殊用途的膠帶。阻燃帶已系列化，查參考資料1表選取nn-250s型的阻燃輸送帶。s表示具有阻

29、燃和抗靜電性能，250表示輸送帶整體縱向拉斷強(qiáng)度為250n/mm。輸送帶端頭連接方法有機(jī)械連接和硫化(塑化)連接兩種。選煤廠常用的是機(jī)械連接方法，有鉤卡連接、合頁連接和板卡連接等。機(jī)械連接法操作較簡便，但接頭處強(qiáng)度只相當(dāng)于輸送帶本身強(qiáng)度的3540，使用期限短。硫化膠接有熱硫化和冷硫化兩種膠接法。后者連接時(shí)間長，采用得比較少。硫化膠接法，先將輸送帶兩接頭部位每層的夾層對(duì)縱軸成60°至70°傾斜地切成階梯形狀，使兩端頭很好地相互配合，在每層夾層上涂以橡膠漿使其粘著，然后用專門的硫化設(shè)備，在整個(gè)輸送帶寬度范圍內(nèi)施加均勻面足夠的壓力進(jìn)行熱的或冷的硫化粘合連接。硫化膠接法接頭強(qiáng)度高，

30、牢固耐用，但操作復(fù)雜。2.6輸送帶的張力計(jì)算2.6.1輸送帶不打滑條件校核輸送帶不打滑條件由下式計(jì)算： 式中 一最大圓周驅(qū)動(dòng)力 一傳動(dòng)滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)根據(jù)給定條件，取=0.35， 一歐拉系數(shù)查參考資料1表3-13 則 2.6.2輸送帶下垂度校核承載分支最小張力為： 回程分支最小張力為： 一允許最大下垂度，0.012.6.3各特性點(diǎn)張力計(jì)算根據(jù)不打滑條件，傳動(dòng)滾筒奔離點(diǎn)最小張力為22452.13n為了確定輸送帶作用于改向筒的合張力，拉緊裝置拉緊力和凸凹弧起始點(diǎn)張力等特性點(diǎn)張力，需逐點(diǎn)張力計(jì)算法，進(jìn)行各特性點(diǎn)張力計(jì)算。本輸送機(jī)采用單電機(jī)單滾筒驅(qū)動(dòng)，螺旋式拉緊裝置。以主動(dòng)滾筒的分離點(diǎn)為1點(diǎn)，

31、依次將特殊點(diǎn)設(shè)為1、2、3、，一直到相遇點(diǎn)，如圖2-1所示。依據(jù)“逐點(diǎn)計(jì)算法”計(jì)算各特性點(diǎn)張力：令亦滿足空載邊陲度條件 因此，滿足承載邊保證下垂度最小張力要求。 圖2-1張力分布圖2.6.4傳動(dòng)滾筒和張力計(jì)算傳動(dòng)滾筒和張力由下式計(jì)算： 根據(jù)查參考資料1表6-1，初選傳動(dòng)滾筒直徑輸送機(jī)代號(hào)8080.4 許用合力170kn 許用扭矩20軸承型號(hào)6226 傳動(dòng)滾筒圖號(hào)為80a307y（z）2.7輸送帶的選擇計(jì)算根據(jù)所選阻燃帶，考慮采用硫化接頭，初選輸送帶為nn-200s ，由下式計(jì)算： 一穩(wěn)定工況下輸送帶最大張力 一穩(wěn)定工況下輸送帶靜安全系數(shù) 一輸送帶縱向扯斷強(qiáng)度核算傳動(dòng)滾筒直徑d c一系數(shù) 尼龍取

32、90一織物芯帶每層厚度0.92.8拉緊行程的計(jì)算拉緊行程 =(0.01+0.001)×200 （2.14） =2式中： 輸送帶彈性伸長率和永久伸長率，由輸送帶生產(chǎn)廠家給出，通常帆布帶為0.010.015； 拉緊后托輥間允許的垂度，一般取0.001；輸送機(jī)長度；2.9各部件選型根據(jù)參考資料1進(jìn)行各部件選型傳動(dòng)滾筒選8080.3,滾筒直徑為800mm，許用扭矩20kn.m ,許用合力170kn,軸承型號(hào)22228；低速聯(lián)軸器選用彈性柱銷聯(lián)軸器機(jī)頭部改向滾筒直徑為400mm各滾筒表面均采用人形鑄膠表面。托輥轉(zhuǎn)速不小于600r/min,所以選托輥直徑為76mm3 減速器的計(jì)算3.1電動(dòng)機(jī)選型

33、減速器用四對(duì)軸承，第一軸選用圓錐滾子軸承，其效率為電機(jī)與減速器之間選用液體粘性軟啟動(dòng)裝置，效率為第一級(jí),第二級(jí)、第三級(jí)齒輪均選用8級(jí)精度的一般齒輪傳動(dòng)，效率為減速器輸出軸與傳動(dòng)滾筒之間選用彈性柱銷聯(lián)軸器，效率為則，總效率為：驅(qū)動(dòng)滾筒所需功率：理論電機(jī)功率：實(shí)際配備的電動(dòng)機(jī)功率，應(yīng)在計(jì)算值上增加15%20%：實(shí)際電動(dòng)機(jī)功率為：本設(shè)計(jì)中的大傾角皮帶機(jī)用于煤礦井下有防爆要求。根據(jù)工作環(huán)境要求，參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè),選擇y系列三相異步電動(dòng)機(jī)yb280m-4。所以電機(jī)選：型號(hào)為yb280m-4電機(jī)總功率90同步速度1480電機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速為1480堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的額定轉(zhuǎn)矩為1.9最大轉(zhuǎn)矩的額定轉(zhuǎn)矩為2.2電機(jī)軸直徑

34、為653.2傳動(dòng)比分配 因?yàn)閹僖鬄?.6m/s，傳動(dòng)滾筒直徑為800mm，所以滾筒轉(zhuǎn)速為： 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1480r/min,所以總傳動(dòng)比為：根據(jù)減速器擺放位置,結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)比選用圓柱齒輪減速器三級(jí)傳動(dòng)。分配傳動(dòng)比：誤差合適，此傳動(dòng)比合適，則： 3.3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 電動(dòng)機(jī)功率 各軸的轉(zhuǎn)速根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)比進(jìn)行計(jì)算;傳動(dòng)裝置各部分的功率和轉(zhuǎn)矩。計(jì)算各軸時(shí)將傳動(dòng)裝置中各軸從高速軸到低速軸依次編號(hào)，定0軸（電動(dòng)機(jī)軸），1軸，2軸，3軸，4軸；相鄰兩軸間的傳動(dòng)比表示為，；各軸的輸出功率為，；各軸的輸出轉(zhuǎn)矩為，。1）各軸的輸出功率0軸（電動(dòng)機(jī)軸）1軸（高速軸）2軸（中間軸）3軸

35、（低速軸）4軸（低速軸）2）各軸的輸出轉(zhuǎn)速0軸（電動(dòng)機(jī)軸）1軸（高速軸）2軸（中間軸）3軸（低速軸）4軸（低速軸）各軸的輸出轉(zhuǎn)矩0軸（電動(dòng)機(jī)軸）1軸（高速軸）2軸（中間軸）3軸（低速軸） 4軸（低速軸） 3.4齒輪的設(shè)計(jì)及校核計(jì)算3.4.1第一對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)（1）選擇齒輪材料,確定許用應(yīng)力查參考資料3表6.2小齒輪選用40cr調(diào)質(zhì) hrc=5862 大齒輪選用20crmnti滲碳淬火 hrc=5862 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，以下式進(jìn)行計(jì)算： 齒輪轉(zhuǎn)速； 齒輪每轉(zhuǎn)一周同一吃面嚙合次數(shù)； 齒輪工作壽命 查參考資料查參考資料3圖6-5得： 接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)，； 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，； 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系

36、數(shù)，；許用彎曲應(yīng)力由下式計(jì)算： 試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，查參考資料3圖6-7，； 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的最小安全系數(shù)，取1.43，； 小齒輪齒數(shù)，推薦值為1740，取，大齒輪齒數(shù)，齒數(shù)比，小齒輪齒形系數(shù)，小齒輪應(yīng)力修正系數(shù)，。齒輪模數(shù)，以下式進(jìn)行計(jì)算：， 模數(shù)需要圓整，則。硬齒面齒輪需按接觸強(qiáng)度校核，即： 材料彈性系數(shù)，由參考資料3表6.4查得，鑄鋼， 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，由參考資料3圖6-3查得， 重合度系數(shù)，推薦值0.850.92， 齒數(shù)比， 小齒輪分度圓直徑， 小齒輪齒寬， 許用接觸應(yīng)力h 由下式計(jì)算, 試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，查參考資料3表6.4，； 接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)，； ，因此齒輪的強(qiáng)

37、度符合要求。第一對(duì)齒輪的各項(xiàng)參數(shù)如表3.1所示，表3.1 第一對(duì)齒輪主要參數(shù)小齒輪大齒輪齒數(shù)2484模數(shù)4mm4mm齒數(shù)比3.5壓力角分度圓直徑96mm336mm齒頂高4mm齒根高5mm齒根圓直徑86mm326mm齒寬53mm48mm3.4.2 第二對(duì)齒輪的設(shè)計(jì) （1）選擇齒輪材料,確定許用應(yīng)力 小齒輪選用20crmnti滲碳淬火 hrc=5862 大齒輪選用20crmnti滲碳淬火 hrc=5862小齒輪齒數(shù)，推薦值為1740，取，大齒輪齒數(shù)，齒數(shù)比，小齒輪齒形系數(shù)，小齒輪應(yīng)力修正系數(shù)，。齒輪模數(shù)，以下式進(jìn)行計(jì)算：， 模數(shù)需要圓整，則。硬齒面齒輪需按接觸強(qiáng)度校核，即： 材料彈性系數(shù)，由參考資

38、料3表6.4查得，鑄鋼， 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，由參考資料3圖6-3查得， 重合度系數(shù)，推薦值0.850.92， 齒數(shù)比， 小齒輪分度圓直徑， 小齒輪齒寬， 許用接觸應(yīng)力h 由下式計(jì)算, 試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，查參考資料3表6.4，； 接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)，； ，因此齒輪的強(qiáng)度符合要求。第二對(duì)齒輪的各項(xiàng)參數(shù)如表3.2所示，表3.2 第二對(duì)齒輪主要參數(shù)小齒輪大齒輪齒數(shù)2076模數(shù)7mm齒數(shù)比3.8壓力角分度圓直徑140mm532mm齒頂高7mm齒根高8.75mm齒根圓直徑122.5mm514.5mm齒寬75mm70mm3.4.3 第三對(duì)齒輪的設(shè)計(jì) （1）選擇齒輪材料,確定許用應(yīng)力 小齒輪選用20c

39、rmnti滲碳淬火 hrc=5862 大齒輪選用20crmnti滲碳淬火 hrc=5862小齒輪齒數(shù)，推薦值為1740，取，大齒輪齒數(shù)，齒數(shù)比，小齒輪齒形系數(shù)，小齒輪應(yīng)力修正系數(shù)，。齒輪模數(shù)，以下式進(jìn)行計(jì)算：， 模數(shù)需要圓整，則。硬齒面齒輪需按接觸強(qiáng)度校核，即： 材料彈性系數(shù)，由參考資料3表6.4查得，鑄鋼， 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，由參考資料3圖6-3查得， 重合度系數(shù)，推薦值0.850.92， 齒數(shù)比， 小齒輪分度圓直徑， 小齒輪齒寬， 許用接觸應(yīng)力h 由下式計(jì)算, 試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，查參考資料3表6.4，； 接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)，； ，因此齒輪的強(qiáng)度符合要求。第三對(duì)齒輪的各項(xiàng)參數(shù)如表3.

40、3所示，表3.3 第三對(duì)齒輪主要參數(shù)小齒輪大齒輪齒數(shù)3087模數(shù)8mm齒數(shù)比2.9壓力角分度圓直徑240mm696mm齒頂高8mm齒根高10mm齒根圓直徑220mm676mm齒寬125mm120mm 3.5傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)3.5.1軸的設(shè)計(jì)（1）該軸上的轉(zhuǎn)矩 （2）確定軸的最小直徑選取軸的材料為40cr，調(diào)質(zhì)處理。由下式可初估軸的最小直徑，查參考資料3表8.6，取a=105，可得 由于考慮鍵的安裝，應(yīng)將軸徑增大3%，因此 由（gb5014-85）圓整為。軸段（見圖3-1）用于安裝液體粘性軟啟動(dòng)裝置，其直徑應(yīng)該與液體粘性軟啟動(dòng)裝置的孔徑相配合，電動(dòng)機(jī)伸出軸直徑為65mm,因此要選用液體粘性軟啟動(dòng)裝置

41、。液體粘性軟啟動(dòng)裝置連接電機(jī)與減速器，電機(jī)軸的直徑為，許用轉(zhuǎn)速。（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）擬定軸上零件的裝配方案裝配方案如圖3-1所示圖3-1 i軸的結(jié)構(gòu)圖 右軸承從軸的右端裝入，靠軸肩定位，齒輪和左軸承從軸的左端裝入，齒輪為齒輪軸，半聯(lián)軸器靠軸肩定位，左右軸承均采用軸承端蓋，半聯(lián)軸器靠軸端擋圈得到周向固定。半聯(lián)軸器采用普通平鍵得到周向固定，采用單列圓錐滾子軸承和彈性柱銷聯(lián)軸器。2）按軸向定位要求確定各軸段直徑和長度軸段根據(jù)圓整并由和選擇聯(lián)軸器型號(hào)為gcld1聯(lián)軸器比轂孔長度112mm短1-4mm作為軸段長度，軸段為了聯(lián)軸器的軸向定位，軸段右端制出軸肩，取軸肩高度，孔倒角取3mm且符合標(biāo)準(zhǔn)密封內(nèi)徑

42、，取端蓋寬度60mm，端蓋外端面與半聯(lián)軸器的右端面25mm所以軸段的直徑，軸段為便于裝拆軸承內(nèi)圈且符合標(biāo)準(zhǔn)軸承內(nèi)徑暫選圓錐滾子軸承型號(hào)為32212，軸段為使套筒端面可靠地壓緊齒輪應(yīng)比齒輪轂孔長短1-4mm ，軸段齒輪軸肩高度為，則，軸段該軸段，軸段該軸段為軸承軸向定位，取，3）軸上零件的周向固定滾動(dòng)軸承與軸的周向定位采用過渡配合保證，因此軸段直徑的尺寸公差取為。軸與半聯(lián)軸器的周向定位采用平鍵。（5）軸的強(qiáng)度校核1）求軸的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)作出軸的計(jì)算簡圖（見圖3-2）。在確定軸承的支點(diǎn)位時(shí)，手冊(cè)中查取a值。對(duì)于32212型圓錐滾子軸承反向安裝。根據(jù)軸的計(jì)算簡圖作出軸的彎矩圖、扭矩圖和當(dāng)量彎矩

43、圖（見圖3-2）。軸承支反力： 水平面： 垂直面：軸承 1的總支承反力：軸承 2的總支承反力：彎矩和 ： 水平面上，a-a剖面右側(cè)為：a-a剖面左側(cè)為：在垂直面上合成彎矩 a-a剖面左側(cè) b-b剖面右側(cè) 畫轉(zhuǎn)矩圖：扭矩 校核軸的強(qiáng)度： 因a-a剖面雖有彎矩與轉(zhuǎn)矩，但因其為齒輪軸，故兒抗壓性強(qiáng)。 b-b剖面軸徑較小，且同時(shí)受彎矩與轉(zhuǎn)矩，所以b-b剖面為危險(xiǎn)剖面。其抗彎截面系數(shù)為：抗扭截面系數(shù)為：彎曲應(yīng)力為：扭剪應(yīng)力為：按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，對(duì)于單向傳動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，取折合系數(shù)，則當(dāng)量應(yīng)力為：軸的材料為40cr查參考資料2表8.26彎曲疲勞極限為：因此，軸的強(qiáng)度滿足要求。圖3-

44、2 i軸的計(jì)算簡圖3.5.2軸的設(shè)計(jì)（1）該軸上的轉(zhuǎn)矩 ： （2）確定軸的最小直徑選取軸的材料為40cr，調(diào)質(zhì)處理。由下式可初估軸的最小直徑，查參考資料3表8.6，取a=105，可得 由于考慮鍵的安裝，應(yīng)將軸徑7%至10%，因此 由（gb5014-85）圓整為。（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）擬定軸上零件的裝配方案裝配方案如圖3-3所示圖3-3 ii軸的結(jié)構(gòu)圖2）按軸向定位要求確定各軸段直徑和長度軸段根據(jù)圓整，并用來裝軸承，軸承型號(hào)為33213，軸段為了軸承的軸向定位，軸段右端制出軸肩，所以軸段的直徑，軸段裝第一對(duì)齒輪中的大齒輪，軸段安裝套筒使齒輪固定，軸段為齒輪軸，則，軸段該軸段，軸段該軸段為軸承軸向

45、定位，取，3）軸上零件的周向固定滾動(dòng)軸承與軸的周向定位采用過渡配合保證，因此軸段直徑的尺寸公差取為。軸與齒輪的周向定位采用平鍵。（5）軸的強(qiáng)度校核1）求軸的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)作出軸的計(jì)算簡圖（見圖3-4）。在確定軸承的支點(diǎn)位時(shí)，手冊(cè)中查取a值。對(duì)于32212型圓錐滾子軸承反向安裝。根據(jù)軸的計(jì)算簡圖作出軸的彎矩圖、扭矩圖和當(dāng)量彎矩圖（見圖3-4）。軸承支反力： 水平面： ，第一對(duì)大齒輪所受的徑向力： 第二對(duì)小齒輪所受的徑向力：垂直面：軸承 1的總支承反力：軸承 2的總支承反力：彎矩和 ： 水平面上，a-a剖面左側(cè)為：a-a剖面右側(cè)為：b-b剖面右側(cè)為：b-b剖面左側(cè)為： 在垂直面上合成彎矩 a

46、-a剖面左側(cè)： a-a剖面右側(cè)：b-b剖面左側(cè)：b-b剖面右側(cè)： 畫轉(zhuǎn)矩圖：扭矩 校核軸的強(qiáng)度： 因a-a剖面軸徑小，且受較大的彎矩與轉(zhuǎn)矩，所以a-a剖面為危險(xiǎn)截面。其抗彎截面系數(shù)為：抗扭截面系數(shù)為：彎曲應(yīng)力為：扭剪應(yīng)力為：按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，對(duì)于單向傳動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，取折合系數(shù)，則當(dāng)量應(yīng)力為：軸的材料為40cr查參考資料2表8.26彎曲疲勞極限為：因此，軸的強(qiáng)度滿足要求。圖3-4 ii軸的計(jì)算簡圖3.5.3 軸的設(shè)計(jì)（1）該軸上的轉(zhuǎn)矩 ： （2）確定軸的最小直徑選取軸的材料為40cr，調(diào)質(zhì)處理。由下式可初估軸的最小直徑，查參考資料3表8.6，取a=105，可得 由于考慮

47、鍵的安裝，應(yīng)將軸徑7%至10%，因此 由（gb5014-85）圓整為。（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）擬定軸上零件的裝配方案裝配方案如圖3-5所示圖3-5 iii軸的結(jié)構(gòu)圖2）按軸向定位要求確定各軸段直徑和長度軸段根據(jù)圓整，并用來裝軸承，軸承型號(hào)為32220，軸段為了軸承的軸向定位，軸段右端制出軸肩，所以軸段的直徑，軸段裝第三對(duì)齒輪中的小齒輪，軸段安裝套筒使齒輪固定，軸段裝第二對(duì)齒輪中的大齒輪，則，軸段該軸段，軸段該軸段為軸承軸向定位，取，3）軸上零件的周向固定滾動(dòng)軸承與軸的周向定位采用過渡配合保證，因此軸段直徑的尺寸公差取為。軸與齒輪的周向定位采用平鍵。（5）軸的強(qiáng)度校核1）求軸的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)作出軸的計(jì)算簡圖（見圖3-6）。在確定軸承的支點(diǎn)位時(shí)，手冊(cè)中查取a值。對(duì)于32212型圓錐滾子軸承反向安裝。根據(jù)軸的計(jì)算簡圖作出軸的彎矩圖、扭矩圖和當(dāng)量彎矩圖（見圖3-6）。軸承支反力： 水平面： ，第二對(duì)大齒輪所受的徑向力： 第三對(duì)小齒輪所受的徑向力：垂直面：軸承 1的總支承反力：軸承 2的總支承反力：彎矩和 ： 水平面上，a-a剖面左側(cè)為：a-a剖面右側(cè)為：b-b剖面右側(cè)為：b-b剖面左側(cè)為： 在垂直面上合成彎矩 a-a