曲線帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)

1、 曲線帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì) 摘要當(dāng)今，帶式輸送機(jī)是最主要的散裝物料運(yùn)輸裝置。它不僅應(yīng)用于企業(yè)內(nèi)部的運(yùn)輸，也拓展到企業(yè)外部的輸送，廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、港口、糧食、化工等領(lǐng)域。帶式輸送機(jī)在通常情況下，必須直線鋪設(shè)，否則就會(huì)跑偏。但是由于輸送任務(wù)的要求，或者由于地形、地物、地質(zhì)條件與礦山開拓的方式的限制，或者為了保護(hù)物料等，輸送線路不可能全部直線布置，所以一些線路在水平方向上會(huì)出現(xiàn)不同角度的轉(zhuǎn)彎。曲線帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)可以繞開障礙物或不利地段，實(shí)現(xiàn)少設(shè)或不設(shè)中間轉(zhuǎn)載站，從而達(dá)到減少設(shè)備的目的，使系統(tǒng)的供電和控制系統(tǒng)更為集中。本文采用內(nèi)曲線抬高的方法根據(jù)三個(gè)條件（力的平衡條件、輸送帶應(yīng)力應(yīng)變的限制條件、外

2、側(cè)托輥上的輸送帶不離開托輥的條件）完成了對(duì)3.5Km帶式輸送機(jī)1833m的轉(zhuǎn)彎段的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī)；平面轉(zhuǎn)彎；轉(zhuǎn)彎半徑；機(jī)械設(shè)計(jì)；AbstractNowdays，belt conveyors are the main equipment of bulk solids transportantion. It not only applied to the enterprise internal transport, also expanded to the enterprise external transmission, widely used in metallurgy, minin

3、g, ports, food, chemical industry, etc. Belt conveyor normally, must be laid in straight line, otherwise they will be running deviation. But as result of lots of limitions，such as the transmission task, the terrain, ground feature, geological conditions and the method of mine exploit, or in order to

4、 protect material, conveying line cannot always be laid linearly, so some lines should be made turns with different angle in horizontal direction.The design of curve belt conveyor can bypass obstacles or adverse location, realize to set no or less stepping-stations, so as to achieve the purpose of r

5、educing equipments to make the power and control system more centralized. This paper completed 3.5 Km belt conveyor design including 1833m turning section amploying the methods of raising within curve on the basis of three conditions (the force equilibrium condition, the the constraint conditions of

6、 conveyer belt stress-strain and the condition that lateral conveyor belt doesnt leave the lateral roller). Keyword:belt conveyor;horizontal curve;turn radius;mechanical design目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc294786741 摘要 PAGEREF _Toc294786741 h 2 HYPERLINK l _Toc294786742 引 言 PAGEREF _Toc2947867

7、42 h 2 HYPERLINK l _Toc294786743 第1章緒論 PAGEREF _Toc294786743 h 2 HYPERLINK l _Toc294786744 1.1選題背景和意義 PAGEREF _Toc294786744 h 2 HYPERLINK l _Toc294786745 1.2 平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)概述 PAGEREF _Toc294786745 h 2 HYPERLINK l _Toc294786746 1.21平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)工作原理 PAGEREF _Toc294786746 h 2 HYPERLINK l _Toc294786747 1.2.2 平面

8、轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)組成 PAGEREF _Toc294786747 h 2 HYPERLINK l _Toc294786748 1.2.3 變向運(yùn)行分類 PAGEREF _Toc294786748 h 2 HYPERLINK l _Toc294786749 1.3 研究現(xiàn)狀及發(fā)展 PAGEREF _Toc294786749 h 2 HYPERLINK l _Toc294786750 第2章 平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc294786750 h 2 HYPERLINK l _Toc294786751 2.1技術(shù)數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc294786751 h 2 HY

9、PERLINK l _Toc294786752 2.2托輥的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc294786752 h 2 HYPERLINK l _Toc294786753 2.2.1 托輥的設(shè)計(jì)計(jì)算 PAGEREF _Toc294786753 h 2 HYPERLINK l _Toc294786754 2.2.2 過渡段托輥的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc294786754 h 2 HYPERLINK l _Toc294786755 2.3傳動(dòng)滾筒的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc294786755 h 2 HYPERLINK l _Toc294786756 2.4單位長(zhǎng)度物料的質(zhì)量qA PAGE

10、REF _Toc294786756 h 2 HYPERLINK l _Toc294786757 2.5穩(wěn)定工況下的運(yùn)行阻力和功率消耗 PAGEREF _Toc294786757 h 2 HYPERLINK l _Toc294786758 2.5.1運(yùn)行阻力 PAGEREF _Toc294786758 h 2 HYPERLINK l _Toc294786759 2.5.2輸送帶最小張力的限制條件 PAGEREF _Toc294786759 h 2 HYPERLINK l _Toc294786760 2.5.3功率及電動(dòng)機(jī)的選擇 PAGEREF _Toc294786760 h 2 HYPERLIN

11、K l _Toc294786761 第3章 平面轉(zhuǎn)彎的轉(zhuǎn)彎半徑 PAGEREF _Toc294786761 h 2 HYPERLINK l _Toc294786762 3.1轉(zhuǎn)彎半徑的限制條件 PAGEREF _Toc294786762 h 2 HYPERLINK l _Toc294786763 3.1.1轉(zhuǎn)彎處力的平衡條件 PAGEREF _Toc294786763 h 2 HYPERLINK l _Toc294786764 3.1.2輸送帶應(yīng)力、應(yīng)變的限制條件 PAGEREF _Toc294786764 h 2 HYPERLINK l _Toc294786765 3.1.3外側(cè)托輥上輸送帶

12、不離開托輥 PAGEREF _Toc294786765 h 2 HYPERLINK l _Toc294786766 3.2彎曲曲率半徑的確定 PAGEREF _Toc294786766 h 2 HYPERLINK l _Toc294786767 3.2.1根據(jù)力的平衡條件確定曲率半徑 PAGEREF _Toc294786767 h 2 HYPERLINK l _Toc294786768 3.2.2根據(jù)輸送帶的許用應(yīng)力確定曲率半徑 PAGEREF _Toc294786768 h 2 HYPERLINK l _Toc294786769 3.2.3外側(cè)托輥不離開輸送帶的限制條件下的曲率半徑 PAGE

13、REF _Toc294786769 h 2 HYPERLINK l _Toc294786770 第4章 總結(jié) PAGEREF _Toc294786770 h 2 HYPERLINK l _Toc294786771 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc294786771 h 2 HYPERLINK l _Toc294786772 附圖 PAGEREF _Toc294786772 h 2 HYPERLINK l _Toc294786773 致 謝 PAGEREF _Toc294786773 h 2需要全套圖紙資料聯(lián)系，QQ：1047713170 引 言當(dāng)今科技發(fā)展迅速，物流也隨之發(fā)展，運(yùn)輸工具多種多

14、樣，對(duì)于散裝物料，帶式輸送機(jī)是最主要的運(yùn)輸裝置。它不僅應(yīng)用于企業(yè)內(nèi)部的運(yùn)輸，也拓展到企業(yè)外部的輸送，廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、港口、糧食、化工等領(lǐng)域。帶式輸送機(jī)在通常情況下，必須直線鋪設(shè)，否則就會(huì)跑偏。但是由于輸送任務(wù)的要求，或者由于地形、地物、地質(zhì)條件與礦山開拓的方式的限制，或者為了保護(hù)物料等，輸送線路不可能全部直線布置，所以一些線路在水平方向上會(huì)出現(xiàn)不同角度的轉(zhuǎn)彎。曲線帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)可以繞開障礙物或不利地段，實(shí)現(xiàn)少設(shè)或不設(shè)中間轉(zhuǎn)載站，從而達(dá)到減少設(shè)備的目的，使系統(tǒng)的供電和控制系統(tǒng)更為集中。國(guó)內(nèi)對(duì)平面帶式輸送機(jī)的研究較早，但發(fā)展較慢，國(guó)外發(fā)展較快，較先進(jìn)。近年來，由于引進(jìn)和與國(guó)外公司的合作增多

15、，已經(jīng)開始逐步應(yīng)用平面轉(zhuǎn)彎設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)的平面轉(zhuǎn)彎，并在多個(gè)系統(tǒng)中取得成功經(jīng)驗(yàn)。實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎的方式大體分三種串聯(lián)搭接、強(qiáng)制改向和自然變向，都有其相應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)，經(jīng)過前人的設(shè)計(jì)計(jì)算總結(jié)，對(duì)于長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)彎最好是選用自然變向，其中自然變向方式也有多種，例如，抬高輸送帶的內(nèi)曲線、托輥傾斜安裝、增大托輥組的槽角、承載托輥組采用五托輥的結(jié)構(gòu)等等，本文主要采用內(nèi)曲線抬高一個(gè)角度，同時(shí)把各托輥的中線與運(yùn)行方向設(shè)成一定夾角，來實(shí)現(xiàn)平面轉(zhuǎn)彎的導(dǎo)向。緒論1.1選題背景和意義散料輸送機(jī)械是現(xiàn)代工業(yè)和現(xiàn)代物流業(yè)的重要技術(shù)裝備。帶式輸送機(jī)是以輸送帶作牽引和承載構(gòu)件，通過承載物料的輸送帶的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行物料疏松的連續(xù)輸送設(shè)

16、備。它不僅應(yīng)用于企業(yè)內(nèi)部的運(yùn)輸，也拓展到企業(yè)外部的輸送，廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、港口、糧食、化工等領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，帶式輸送機(jī)正朝著長(zhǎng)距離、大功率、大運(yùn)量、高性能和能適應(yīng)復(fù)雜地形的方向發(fā)展。實(shí)踐證明，與其他散裝物料輸送機(jī)以及汽車、鐵路運(yùn)輸相比，長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)是最安全、最經(jīng)濟(jì)的。圖1.1 輸送機(jī)垂直變向 圖1.2 斜面上的轉(zhuǎn)彎運(yùn)行圖1.3 空間變相運(yùn)行 圖1.4 平面轉(zhuǎn)彎運(yùn)行帶式輸送機(jī)系統(tǒng)可使所運(yùn)輸?shù)奈锪?，在所要求的給料點(diǎn)和卸料點(diǎn)之間經(jīng)過的距離最短。帶式輸送機(jī)的運(yùn)行線路是非常靈活的，線路長(zhǎng)度可根據(jù)需要再延伸，在一些露天開采作業(yè)中，數(shù)千米的帶式輸送機(jī)能隨采掘工作面的推

17、進(jìn)在礦場(chǎng)臺(tái)階上橫向移動(dòng)。長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)的向下傾斜段常常幫助推動(dòng)它的向上段和水平段。由于帶式輸送機(jī)具有勞動(dòng)力和能耗方面的生產(chǎn)費(fèi)用低以及其他一些特點(diǎn)，已經(jīng)越來越成為長(zhǎng)距離運(yùn)輸散裝物料的一種方式。由于帶式輸送機(jī)輸送距離不斷增加，必然受到地形、地物、地質(zhì)條件與礦山開拓的方式的限制，涉及到變向運(yùn)行的問題，變向運(yùn)行包括：垂直面上的傾斜向上、向下運(yùn)行；水平面上的轉(zhuǎn)彎運(yùn)行；斜面上的轉(zhuǎn)彎運(yùn)行；空間上的上運(yùn)、下運(yùn)變坡運(yùn)行等。圖1.1-圖1.4分別列出了帶式輸送機(jī)變向運(yùn)行的例子。本文以3.5km帶式輸送機(jī)為例對(duì)長(zhǎng)距離平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)做了簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)，包括整體設(shè)計(jì)和轉(zhuǎn)彎部分設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是平面轉(zhuǎn)彎部分的設(shè)計(jì)。1.2 平面

18、轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)概述1.21平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)工作原理平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)的工作原理與普通帶式輸送機(jī)（如圖1.5）基本相同，都是由驅(qū)動(dòng)單元提供驅(qū)動(dòng)力，通過驅(qū)動(dòng)滾筒牽引輸送帶，輸送帶既是承載件又是牽引件，滾筒與輸送帶之間的摩擦力使輸送帶載著物料運(yùn)動(dòng)，物料隨輸送帶運(yùn)送到卸料點(diǎn)。不同的是轉(zhuǎn)彎段輸送帶運(yùn)行時(shí)的受力情況，轉(zhuǎn)彎段輸送帶在張力作用下產(chǎn)生向心合力為了平衡張力的向心合力往往對(duì)轉(zhuǎn)彎段的結(jié)構(gòu)采取各種各樣的措施。 圖1.5 帶式輸送機(jī)工作原理示意圖平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)輸送帶單元的受力情況如圖1.6所示。對(duì)于直線段輸送帶單元受張力S、S+S和阻力F的作用，作用力在一條直線上，各力是平衡的，而曲線段輸送帶單元兩

19、端張力方向不在一條直線上，兩端張力會(huì)形成一個(gè)向心的合力，不利于輸送帶的居中運(yùn)行。為了平衡其向心合力往往對(duì)平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)的轉(zhuǎn)彎段托輥組與機(jī)架進(jìn)行調(diào)整使其產(chǎn)生向外的導(dǎo)向力。 圖1.6 直線段和彎曲段輸送帶單元受力1.2.2 平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)組成平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)除轉(zhuǎn)彎段外，其余與普通帶式輸送機(jī)完全相同。其結(jié)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（包括：電機(jī)、減速器、聯(lián)軸器或液力耦合器、制動(dòng)器或逆止器、傳動(dòng)滾筒等）、輸送帶、拉緊系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)（上、下托輥）、改向滾筒、喂入裝置、機(jī)架、清掃器、卸料器以及檢測(cè)保護(hù)裝置等部件構(gòu)成。下面對(duì)主要的結(jié)構(gòu)部件作一簡(jiǎn)要介紹。（1）輸送帶 輸送帶是帶式輸送機(jī)的重要部件之一，在輸

20、送機(jī)系統(tǒng)中輸送帶的成本占30%-50%。它的結(jié)構(gòu)是由橡膠覆蓋層和織物芯（如圖1.7）或鋼絲繩芯（如圖1.8）組成。在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，輸送帶所受的載荷是極復(fù)雜的，它除受縱向的拉伸應(yīng)力外，還受經(jīng)過滾筒和托輥的彎曲應(yīng)力。大多數(shù)輸送帶的損壞表現(xiàn)為工作面層和邊緣磨損，受大塊、尖利物料的沖擊引起擊穿、撕裂和剝離。合理選擇輸送帶，對(duì)輸送機(jī)的設(shè)計(jì)十分重要。圖1.7 織物芯輸送帶 圖1.8 鋼絲繩芯輸送帶（2）托輥托輥是帶式輸送機(jī)的主要部件之一。起作用是支撐輸送帶，減小運(yùn)行阻力，并使輸送帶的垂度不超過一定限度，以保證輸送帶平穩(wěn)運(yùn)行。托輥的總重約占整機(jī)重量的30%-40%。因?yàn)閿?shù)量較多，與歐滾質(zhì)量的好壞直接影響輸送機(jī)

21、的正常運(yùn)行和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。托輥按結(jié)構(gòu)可分為槽型托輥、平行托輥、調(diào)心托輥和緩沖托輥。槽型托輥一般由三個(gè)托輥組合而成，槽角為2555；平行托輥通常安裝在回程分支，每隔一定距離安裝一個(gè)；調(diào)心托輥是糾正輸送帶跑偏的一種特殊托輥。緩沖托輥是為了緩沖輸送帶及托輥在手里熬出所受沖擊力的一種特殊托輥。（3）驅(qū)動(dòng)裝置 驅(qū)動(dòng)裝置是帶式輸送機(jī)動(dòng)力的來源。帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置通常由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、減速器、傳動(dòng)軸、滾筒以及它們之間傳遞動(dòng)力所需部件組成。一般來說，使用最少量設(shè)備的最簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)裝置是最好的驅(qū)動(dòng)裝置，但由于經(jīng)濟(jì)上的原因及性能要求，驅(qū)動(dòng)裝置有時(shí)還可能配置一些特殊用途的設(shè)備，用來改善輸送機(jī)啟動(dòng)和制動(dòng)性能。（4）拉緊裝置

22、 帶式輸送機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)必須使輸送帶具有一定的張緊力，提供張緊力的設(shè)備就是拉緊裝置。所謂“拉緊”，具有吸收輸送帶伸長(zhǎng)和為輸送帶提供張緊力兩層含義。拉緊裝置的作用是：1）保證輸送帶在傳動(dòng)滾筒分離點(diǎn)具有足夠的張力，以滿足傳動(dòng)滾筒的摩擦傳動(dòng)要求；2）保證輸送帶最小張力點(diǎn)的張力，以滿足輸送帶的垂度限制條件；3）滿足輸送帶動(dòng)張力引起的彈性伸長(zhǎng)要求的拉近行程；4）補(bǔ)償輸送帶的永久伸長(zhǎng)。5）為輸送帶接頭提供必要的行程。拉緊裝置按結(jié)構(gòu)可分為：重錘式、固定式和自動(dòng)式三種。拉緊方式的選擇：1)短距離小運(yùn)量?jī)?yōu)先選用固定拉緊裝置；2）中等長(zhǎng)度輸送機(jī)可以選用固定絞車?yán)o裝置和重錘式拉緊裝置；3）長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)在有足夠的

23、空間時(shí)也應(yīng)該優(yōu)先選用重錘拉緊裝置，否則，選用自動(dòng)式拉緊；4）對(duì)于特別長(zhǎng)的輸送機(jī)可以考慮在輸送機(jī)上設(shè)置兩個(gè)拉緊裝置：固定拉緊裝置和重錘式拉緊或固定式拉緊和自動(dòng)是拉緊。1.2.3 變向運(yùn)行分類帶式輸送機(jī)的變向運(yùn)行，按實(shí)現(xiàn)變向的方法可分為輸送機(jī)串聯(lián)搭接（如圖1.9所示）、強(qiáng)制變向運(yùn)行（如圖1.10所示）與自然變向運(yùn)行（后面將著重設(shè)計(jì)此方式）三種方法。輸送機(jī)串聯(lián)搭接就是在轉(zhuǎn)彎處把兩臺(tái)輸送機(jī)搭接起來實(shí)現(xiàn)由一臺(tái)輸送機(jī)到另一臺(tái)輸送機(jī)的輸送方式。所以，可做任意角度的變向而不受限制，但輸送機(jī)系統(tǒng)布置復(fù)雜、采用設(shè)備增多，并帶來技術(shù)與經(jīng)濟(jì)上的一系列問題。因此，這種方法逐漸被淘汰。強(qiáng)制變向是輸送機(jī)采用特殊結(jié)構(gòu)的專用帶

24、式輸送帶或 圖1.9 串聯(lián)搭接設(shè)備 圖1.10 強(qiáng)制轉(zhuǎn)彎結(jié)構(gòu)者變向處設(shè)置專門的部件來強(qiáng)制變向的方法。自然變向是不需要專用輸送帶或?qū)ｉT部件，也無需增加設(shè)備，只是通過轉(zhuǎn)彎處的結(jié)構(gòu)調(diào)整來達(dá)到變向的目的。自然變向運(yùn)行擴(kuò)大了直線帶式輸送機(jī)的應(yīng)用范圍，主要零部件結(jié)構(gòu)無需改變，僅僅在轉(zhuǎn)彎段上作些調(diào)整，因此，該方法越來越受到歡迎。1.3 研究現(xiàn)狀及發(fā)展國(guó)內(nèi)對(duì)平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)的研究較早，并在1959年就出現(xiàn)了平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)，但營(yíng)運(yùn)發(fā)展并不快。其主要原因是用戶對(duì)這種輸送機(jī)的認(rèn)識(shí)不夠。1979年棗莊礦區(qū)陶莊煤礦在井下實(shí)現(xiàn)了平面運(yùn)行并應(yīng)用于煤礦的實(shí)踐。采取了三條措施：轉(zhuǎn)彎處的托輥有安裝支撐角；轉(zhuǎn)彎處機(jī)身抬高；轉(zhuǎn)

25、彎曲線的曲率半徑為60-100m。平面轉(zhuǎn)彎技術(shù)曾在山東新汶煤礦和棗莊礦務(wù)局的各煤礦中得到推廣，但都是在用在采區(qū)平巷中，服務(wù)時(shí)間比較短，一般不超過1年。1984年山東兗州礦務(wù)局南屯煤礦設(shè)計(jì)了一臺(tái)帶寬1m、長(zhǎng)約1000m的SSP-1000形轉(zhuǎn)彎運(yùn)行帶式輸送機(jī)，這是一臺(tái)永久性的、服務(wù)年限為20年的大型帶式輸送機(jī)。 國(guó)內(nèi)的平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)在理論上和技術(shù)上仍處于發(fā)展階段。孫可文、于巖對(duì)帶式輸送機(jī)的平面轉(zhuǎn)彎進(jìn)行驚醒了研究，提出平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)的轉(zhuǎn)彎曲線為指數(shù)螺線，認(rèn)為空間轉(zhuǎn)彎驅(qū)力半徑隨著轉(zhuǎn)角成指數(shù)增加，還對(duì)帶式輸送機(jī)空間變向運(yùn)行的理論和計(jì)算方法進(jìn)行了分析。 在國(guó)外，轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)已在露天礦、地下煤礦的

26、轉(zhuǎn)彎巷道、水電站建設(shè)工程、干線輸送機(jī)以及其他生產(chǎn)系統(tǒng)中推廣使用。1963年法國(guó)在修建巴黎地鐵工程中首次設(shè)計(jì)安裝了一臺(tái)轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)用于運(yùn)輸土方，機(jī)長(zhǎng)700m，運(yùn)量300t/h；1970年阿爾及利亞溫扎山鐵礦投產(chǎn)了一條轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)，單機(jī)長(zhǎng)度為2385m，通過來年高出平面曲線地段，高差為-121m，運(yùn)輸鐵礦石，運(yùn)量為1000t/h，等等。法國(guó)、德國(guó)已設(shè)計(jì)建造了多條轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)，投產(chǎn)順利，運(yùn)行正常，經(jīng)濟(jì)效益良好。國(guó)外有很多專家進(jìn)行平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)理論的研究。為了計(jì)算摩擦阻力和自重分力，有關(guān)文獻(xiàn)給出幾種假定，其中奧地利的K.J.Grimme和B.Berumer認(rèn)為，當(dāng)輸送機(jī)跑偏時(shí)，物料在輸送帶槽

27、中的實(shí)際情況和位置是不清楚的。理論上存在兩種可能性，一種是物料保持在輸送帶的中心位置，僅有輸送帶在物料下面游移；另一種是物料完全跟隨輸送帶，并不落后于輸送帶的側(cè)向游移。實(shí)際觀察表明，這兩種極限情況都是不存在的。因此他們假設(shè)物料的側(cè)向偏移為輸送帶側(cè)向游移的一半，根據(jù)這種假設(shè)成功地設(shè)計(jì)了平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)。F.Kessler除了對(duì)傳統(tǒng)轉(zhuǎn)彎段托輥布置結(jié)構(gòu)的理論和計(jì)算方法進(jìn)行分析外還研究了轉(zhuǎn)彎段采用吊掛托輥組的設(shè)計(jì)理論及計(jì)算方法，提出轉(zhuǎn)彎段采用吊掛托輥組能夠?qū)崿F(xiàn)更小半徑的轉(zhuǎn)彎，并且指出已有的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。F.S.Valcalda認(rèn)為半圓深槽吊掛托輥組在帶輸送機(jī)的設(shè)計(jì)中是一個(gè)新概念，并指出該結(jié)構(gòu)能夠獲得最大

28、的內(nèi)曲線抬高角和最大的裝料截面。B.Funke提出在轉(zhuǎn)彎段托輥組的內(nèi)曲線增設(shè)立棍不僅能夠?qū)崿F(xiàn)變半徑轉(zhuǎn)彎，還能最大可能地保護(hù)物料。 第2章 平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)散裝物料帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)以帶式輸送機(jī)的運(yùn)行阻力和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)公路車計(jì)算為核心的選型計(jì)算為主要設(shè)計(jì)內(nèi)容。2.1技術(shù)數(shù)據(jù)輸送物料：煤；物料堆積密度：=0.9t/m3；帶寬：1000mm；輸送帶型號(hào)：St630；上下覆蓋膠厚度（6+6）mm；輸送機(jī)長(zhǎng)度：L=3500m；轉(zhuǎn)彎半徑：R=3000m,轉(zhuǎn)角30；上托輥間距：a0=1m；下托輥間距：au=3m；托輥?zhàn)畲筠D(zhuǎn)速：740r/min；上托輥槽角：0=35，三棍；下托輥槽角：U=15，雙棍；轉(zhuǎn)

29、彎段內(nèi)曲線抬高角：=4；輸送帶最大相對(duì)垂度：hr=1%=0.01；附加阻力系數(shù)：C=1.05；模擬摩擦阻力系數(shù)：f=0.02；托輥槽角系數(shù)：C=0.43(0=35)；輸送帶與托輥間的摩擦系數(shù)：3=0.5；驅(qū)動(dòng)單元效率：1=0.946；2.2托輥的設(shè)計(jì)2.2.1 托輥的設(shè)計(jì)計(jì)算由于加工精度和管體材料的不均勻。棍子存在著一個(gè)偏心，轉(zhuǎn)速越大，棍子的振動(dòng)也越嚴(yán)重。特別地當(dāng)托輥振動(dòng)的頻率與輸送帶的固有振動(dòng)頻率相等時(shí)，將產(chǎn)生共振，使輸送機(jī)能正常工作。 當(dāng)帶速一定時(shí)，托輥直徑越小，其轉(zhuǎn)速就越高，振動(dòng)就越劇烈。為了避免過大的振動(dòng)，日本石川島播磨公司根據(jù)托輥橢圓度不同推薦轉(zhuǎn)速應(yīng)小于740r/min和610r/m

30、in。因而，在滿足托輥轉(zhuǎn)速條件下，棍子的直徑為 d60vn (2-1)式中 d托輥直徑，m； nR托輥允許的轉(zhuǎn)速，r/min，按740r/min計(jì)算； v輸送帶帶速，4.5m/s。d60vn=604.5740=0.116m=116mm由帶寬B=1000mm，根據(jù)文獻(xiàn)3托輥直徑和長(zhǎng)度表選?。篸=133mm，L=380mm托輥部裝圖參見附圖。根據(jù)文獻(xiàn)1表5-5承載托輥組等效質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量表，單個(gè)托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量為18.6kg/m，可得：上托輥旋轉(zhuǎn)部分單位長(zhǎng)度質(zhì)量qRo=18.631=55.8kg/m下托輥旋轉(zhuǎn)部分單位長(zhǎng)度質(zhì)量qRu=18.623=12.4kg/m2.2.2 過渡段托輥的設(shè)計(jì)在輸

31、送機(jī)的端部，輸送帶從正常的托輥槽型到滾筒的平行需要一段過渡段，在過渡段輸送帶的兩側(cè)邊會(huì)產(chǎn)生附加的彈性伸長(zhǎng)，從而產(chǎn)生附加張力。過渡段的布置形式有兩種，一種是滾筒表面與槽型托輥組的中間托輥上平面平行（如圖2.1），另一種是將滾筒表面沿輸送方向相對(duì)中間托輥上平面抬高一段距離，其目的是使輸送帶邊緣的應(yīng)力與輸送帶中部應(yīng)力近似相等，以縮短過渡段長(zhǎng)度，一般抬高的高度為槽型托輥組槽高的一半（如圖2.2）。通常，在機(jī)頭部的高張力區(qū)采用將滾筒表面抬高的布置形式，以便縮短過渡段的距離；在尾部低張力區(qū)，輸送帶的張力較低，可將滾筒表面布置與中間輥上平面位于同一平面上，這樣設(shè)計(jì)雖然過渡段距離稍長(zhǎng)一些，但便于輸送帶在正常槽

32、型托輥組上的成槽。 圖2.1 托輥抬高到滾筒高度的過渡段結(jié)構(gòu) 圖2.2 托輥抬高部分高度的過渡段結(jié)構(gòu)由幾何關(guān)系 am2=t2+a22+hh12 （2-2）其中：t=lg11cosh=lg1sinhh1=lg1，sin由力學(xué)關(guān)系 a2=a01+0，am=a01+m （2-3）式中 m輸送帶側(cè)邊的總應(yīng)變； a0過渡段輸送帶在未受力情況下的自然長(zhǎng)度，m； 0輸送帶沒有附加應(yīng)變的應(yīng)變， st-630鋼絲繩芯輸送帶，取0=0.015； am過渡段輸送帶側(cè)邊長(zhǎng)，m； lg1單個(gè)棍子長(zhǎng)度，m； lg1，滾筒母線平面與托輥相切處至托輥頂端距離，m。從上列各式可得：a2=lg11cos2+lg1，/lg12si

33、n21+2m1+2021由于m1 01，故1+2m1+2021=1+2m1+201=2m01+202m0則： a2=lg11cos2+lg1，/lg12sin22m0而 m0=1定義 my=m0 （2-4） a2=lg11cos2+lg1，/lg12sin220my1 （2-5）式中 1輸送帶側(cè)邊的附加應(yīng)力。當(dāng)h1=0時(shí) a2=lg11cos0my1 （2-6）一般的看法是，在低張力區(qū)取my=2，在高張力區(qū)取my=1.5。在這里將滾筒表面眼輸送方向相對(duì)中間托輥上平面抬高槽高（約218mm）的一半，約109mm。即：h=218mm，h1=109mmlg1，=hh1sin=190mm lg1=38

34、0mm所以，頭部過渡段的長(zhǎng)度 a2=lg11cos2+lg1，/lg12sin220my1 =1m 尾部過渡段的長(zhǎng)度 a2=lg11cos0my1 =1.3m 另外，在過渡段之后的加料段，托輥間距是普通的一半，甚至更少，在此設(shè)置頭部過渡段后3個(gè)間距為350mm的托輥，一個(gè)間距600mm的托輥；尾部過渡段之前設(shè)置1個(gè)間距為700mm的托輥。綜上所述，上托輥組共1+4+1+997+1833+665+1=3502（組） 下托輥共35003=1167（組）2.3傳動(dòng)滾筒的設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的滾筒直徑按輸送帶構(gòu)造、應(yīng)力和接頭形式選定。為了確定最小直徑，滾筒應(yīng)分為三組：A組：傳動(dòng)滾筒和所有在較高的輸送帶張力區(qū)

35、域內(nèi)的其他滾筒。B組：在最小的輸送帶張力區(qū)域的改向滾筒。C組：導(dǎo)向滾筒（輸送帶運(yùn)行方向改變30）.這里設(shè)計(jì)傳動(dòng)滾筒，即A組。一般地，A組滾筒的最小直徑可按下式確定 D=CBdB （2-7）式中D滾筒直徑，mm； CB與輸送帶芯層撓曲有關(guān)的系數(shù)，鋼絲繩芯取145； dB輸送帶芯的芯層厚度或鋼絲芯直徑，St630輸送帶鋼絲芯直徑為3mm。代入式2-7得：D=CBdB=435mm，圓整取500mm，考慮帶寬B=1000mm，根據(jù)文獻(xiàn)4傳動(dòng)滾筒表D取630mm。傳動(dòng)滾筒圖參見附圖。2.4單位長(zhǎng)度物料的質(zhì)量qA圖2.3 等長(zhǎng)三托輥水平輸送時(shí)理論裝料截面取=201、B=1000mm=1m2m ，所以 b=

36、0.9B-0.05=0.85m=850mmA=A1+A2 （2-8） A1=LM+(bLM)cos2tan4 ；A2=LM+(bLM)cossin（bLM）2將上式帶入式（2-8），得：A=0.1236m2根據(jù)理論裝料斷面積，可計(jì)算出理論提及輸送量（m3/s）Qv1=Av （2-9）式中 有效裝料系數(shù)，=Bst ；B裝料系數(shù)；一般為0.7-1.1，這里取0.8；st與輸送傾角有關(guān)的縮減系數(shù)，當(dāng)=0 時(shí)，st =1；所以=B ，取=0.8。帶入式2-9得：Qv1=Av=0.80.12364.5=0.445m3/s理論質(zhì)量輸送量Qt1=Qv1=0.9103kg/m30.445m3/s=400.5k

37、g/s=1441.8t/h單位長(zhǎng)度物料的質(zhì)量qA（kg/m）為 qA=A=0.80.12360.9103=88.992kg/m2.5穩(wěn)定工況下的運(yùn)行阻力和功率消耗 2.5.1運(yùn)行阻力將運(yùn)行阻力劃分為主要阻力FH、提升阻力Fst（本題目中是對(duì)平面內(nèi)的輸送機(jī)的設(shè)計(jì)，沒有提升阻力）、附加阻力FN、特種阻力FS ，這些阻力的和FW等于從傳動(dòng)滾筒傳遞到輸送帶的圓周力FPuFW=FH+FN+FS=FPu （2-10）（1）輸送線路上的主要阻力FH按上、下分支將輸送線路各分成三段，每個(gè)分段的阻力與運(yùn)動(dòng)載荷之間存在線性關(guān)系，即各區(qū)段內(nèi)與阻力計(jì)算相關(guān)的參數(shù)不變。因此，各段主要阻力 FH，i=lifigqR,i+

38、（qB+ qL,i）cosi （2-11）式中 fi區(qū)段上的模擬摩擦系數(shù)，根據(jù)文獻(xiàn)1表2-2，取f=0.02； i輸送機(jī)區(qū)段的平均傾角，取i=0； li區(qū)段輸送機(jī)長(zhǎng)度，m； qR,i區(qū)段上單位長(zhǎng)度托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，kg/m，根據(jù)P98式5-5取qR,i=18.6kg/m，上托輥為3托輥組，托輥間距1m，qR,o，i=55.8kg/m，下托輥為2托輥組，托輥間距3m，qR，u，i=12.4kg/m； qL,i單位長(zhǎng)度物料質(zhì)量， qL,i =88.992kg/m； qB單位長(zhǎng)度輸送帶質(zhì)量，qB =24.7kg/m；圖2.4 輸送機(jī)線路簡(jiǎn)圖主要阻力分段計(jì)算（段為直線段：1000m；段為轉(zhuǎn)彎段：轉(zhuǎn)角3

39、0，轉(zhuǎn)彎半徑3000m；段直線段：其余）段 l=1000m：FH，o，=10000.029.855.8+（19+88.992）1=33103.2NFH，u，=10000.029.812.4+191=6154.4N段l=（30180）3000 =1833m：FH，o，=18330.029.855.8+（19+88.992）1=58845.2NFH，u，=18330.029.812.4+191=11281.0N段l=3500-1000-1833=667m：FH，o，=6670.029.855.8+（19+88.992）1=21412.9NFH，u，=6670.029.812.4+191=4105.

40、0N所以 FH=i=13（FR，o，i+ FR，u，）=134901.7Ni（2）附加阻力FN附加阻力FN包括：加料區(qū)物料與輸送帶間的摩擦阻力，物料與倒料槽側(cè)板間的摩擦阻力，清掃器的摩擦阻力，輸送帶經(jīng)過滾筒的彎曲阻力和傳動(dòng)滾筒的軸承阻力。附加阻力FN的總和以系數(shù)C加以考慮由文獻(xiàn)1表2-4，L=3500m2000m，C取1.05FN=C1F H=1.051134901.7=6745.1N （3）特種阻力FS 特種阻力并不是出現(xiàn)在所有輸送機(jī)上，僅產(chǎn)生于特殊不知的輸送機(jī)及區(qū)段上，在本設(shè)計(jì)中特種阻力包括：托輥前傾阻力（上分支物料前傾摩擦阻力和上分支空載前傾阻力）和卸料器的刮板阻力。上分支物料前傾摩擦阻

41、力 F,o，l（此前傾阻力只有在轉(zhuǎn)彎處才有） F,o，l =（zR,izR,i）lic3sinicosig（qB+qG,i） 式中 3輸送帶和托輥之間的摩擦系數(shù)，一般3=0.5-0.7；zR,izR,i一般取23； i區(qū)段上托輥組的上傾角，i=2； c計(jì)算傾斜阻力的系數(shù)，與托輥的布置有關(guān)，在上分支中還與物料幾何形狀有關(guān)。對(duì)于3棍托輥組（三棍等長(zhǎng)）當(dāng)裝料系數(shù)在0.7-1.1范圍內(nèi)時(shí)，則=30時(shí)：c=0.4，=35時(shí)：c=0.43，=45時(shí)：c=0.5。 F,o，l =（23）18330.439.888.9920.03491=15993.4N上分支空載前傾阻力 F,O,e=（zR,izR,i）li

42、c3sinicosigqB=（23）18330.439.8190.03491=3414.6N卸料器的刮板阻力FaFa=Bk2=1m1500N/m=1500N（k2刮板系數(shù)，一般k2=1500N/m）綜上，特種阻力FS=15993.4+3414.6+1500=20908N滿載時(shí)總阻力： Ff=FH+FN+FS=134901.7+6745.1+21932.4=163579.2N2.5.2輸送帶最小張力的限制條件帶式輸送機(jī)的工作需要最小輸送帶張力的限制，以滿足傳動(dòng)滾筒通過摩擦力傳到輸送帶上，限制輸送帶垂度可以正確無誤的引導(dǎo)輸送帶同時(shí)有利于降 圖2.5 作用于輸送帶上的張力低運(yùn)行阻力。 （1）傳遞滾筒

43、圓周力所需的最小輸送帶張力 在傳動(dòng)滾筒和制動(dòng)滾筒上，為了通過摩擦力傳遞在啟動(dòng)、制動(dòng)或穩(wěn)定工況下出現(xiàn)的總的滾筒圓周力Fmax，需要一定的最小輸送帶繞入張力和繞出張力。如圖2.2所示，繞入張力為T1，繞出張力為T2 ，當(dāng)最大滾筒圓周力Fmax0時(shí)T1-T2=Fmax （2-12） T1T2e （2-13）式中 輸送帶與滾筒間的摩擦系數(shù)，取0.35； 輸送帶在滾筒上的圍包角，設(shè)為200。從而，有最小張力 T21eFmax=48215.3N (2-14)（2）限制輸送帶垂度的最小輸送帶張力為了帶式輸送機(jī)在技術(shù)上的優(yōu)化，輸送帶相對(duì)垂度hr的計(jì)算最大值與托輥間距有關(guān)，在輸送機(jī)穩(wěn)定工況下應(yīng)限制在1%以下；在

44、非穩(wěn)定工況下可允許有較大的垂度。輸送速度越高，物料塊度越大，則垂度越小。當(dāng)給定最大垂度和最大托輥間距時(shí)需要的最小輸送帶張力為上分支（有載）： T0=gqB+qGa08hr下分支： Tu=gqBau8hr （2-15）式中 hr相對(duì)垂度，取1%； T0=gqB+qGa08hr=9.819+88.992180.01=13229N Tu=gqBau8hr=9.819380.01=6982.5N 初始張力為 T垂=13229+6982.5=20211.5N48215.3N通過以上兩個(gè)限制條件，取較大值，得出：初始張力為48215.3N。 因此，拉緊裝置重錘的質(zhì)量最小為M=48215.3/9.8=492

45、0Kg，取5t ，采用兩個(gè)重錘拉緊，每個(gè)質(zhì)量2.5t。2.5.3功率及電動(dòng)機(jī)的選擇 由以上計(jì)算知，總張力Ff =163579.2+6982.5=170561.7N所以，所所需要的功率為PM=Ffv1000A=170561.74.510000.946=811.3kW 。 由文獻(xiàn)8，選用額定功率為450kW的Y400-50-4電動(dòng)機(jī)兩臺(tái)，電動(dòng)機(jī)的功率PM1=2450=900kWY400-50-4電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1485r/min，效率94.7%。輸送機(jī)的帶速為4.5m/s，所以滾筒轉(zhuǎn)速應(yīng)為n筒=60vDT=604.50.63=136.4r/min 需要選擇適當(dāng)?shù)臏p速器，由文獻(xiàn)8選擇減速比為11.2的DB

46、Y型減速器。在電動(dòng)機(jī)和減速器、減速器和滾筒之間需要適當(dāng)?shù)穆?lián)軸器連接，在此，聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)選擇就不做具體說明了，聯(lián)軸器的部裝圖參見附圖。第3章 平面轉(zhuǎn)彎的轉(zhuǎn)彎半徑自然導(dǎo)向的平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)是通過托輥組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由物料和輸送帶的重力以及托輥與輸送帶的摩擦產(chǎn)生作用在輸送帶上的導(dǎo)向力，平衡輸送帶張力產(chǎn)生的向心合力，在進(jìn)行輸送機(jī)轉(zhuǎn)彎設(shè)計(jì)分析時(shí)，可以將托輥組簡(jiǎn)化成圖3.1的結(jié)構(gòu)形式，它是自由導(dǎo)向的平面轉(zhuǎn)彎托輥結(jié)構(gòu)的一種形式。這里采用的方法是將托輥組的內(nèi)曲線抬高一個(gè)角，同時(shí)把各托輥的軸線與運(yùn)行方向設(shè)成一定的夾角1、2、3，來實(shí)現(xiàn)平面轉(zhuǎn)彎的導(dǎo)向。 3.1轉(zhuǎn)彎半徑的限制條件為保證平面帶式輸送機(jī)自由導(dǎo)向的彎曲運(yùn)行

47、，轉(zhuǎn)彎處的輸送帶應(yīng)滿足力的平衡條件、應(yīng)力和應(yīng)變的限制和不離開托輥等條件。3.1.1轉(zhuǎn)彎處力的平衡條件如圖3.2所示，當(dāng)輸送帶運(yùn)行至曲線處時(shí)，輸送帶張力的合力FTC沿曲線的 圖3.1 自由導(dǎo)向轉(zhuǎn)彎的一般結(jié)構(gòu) 圖3.2 平面轉(zhuǎn)彎的力學(xué)模型法線方向指向內(nèi)側(cè)，此合力使輸送帶產(chǎn)生向內(nèi)偏移的趨勢(shì)。由于在彎曲段設(shè)置內(nèi)曲線抬高角，由物料和輸送帶重力產(chǎn)生的內(nèi)外推力FG、托輥設(shè)置傾角產(chǎn)生的輸送帶和托輥間的離心摩擦力FR、轉(zhuǎn)彎時(shí)的離心慣性力FQ均指向外側(cè)，式輸送帶產(chǎn)生向外運(yùn)動(dòng)的推力，它們與FTC平衡，實(shí)現(xiàn)輸送帶的自動(dòng)對(duì)中調(diào)節(jié)。在輸送帶上海作用與運(yùn)行方向相反的阻力FW和托輥對(duì)輸送帶的支持力FN。因此，輸送帶轉(zhuǎn)彎運(yùn)行時(shí)

48、，應(yīng)滿足FTC+FG+FR+FQ=0 （3-1）其中，力的正方向?yàn)殡x心方向。 上式中，離心摩擦力FR與物料和輸送帶的重力分布、摩擦因數(shù)等因素有關(guān)；FQ為輸送帶和物料轉(zhuǎn)彎運(yùn)行時(shí)的離心慣性力，因轉(zhuǎn)彎曲率半徑相對(duì)于慣性質(zhì)量的數(shù)量級(jí)較大，所以其數(shù)值很小，計(jì)算式可以忽略不計(jì)。在實(shí)際運(yùn)行過程中，輸送帶通常不能完全處于理想的對(duì)中位置，而是有一定的偏移量，但偏移量不能超過內(nèi)側(cè)或外側(cè)的極限位置。因此，當(dāng)輸送帶處于內(nèi)側(cè)或外側(cè)的極限位置時(shí)，必須滿足相應(yīng)的條件。當(dāng)輸送帶向內(nèi)側(cè)偏移時(shí)，應(yīng)滿足 FTC+FGi+FRi0 （3-2） 當(dāng)輸送帶向外側(cè)偏移時(shí)，應(yīng)滿足 FTC+FGo+FRo0 （3-3）其中，角標(biāo)i表示向內(nèi)偏移

49、，角標(biāo)o表示向外偏移。3.1.2輸送帶應(yīng)力、應(yīng)變的限制條件 在輸送帶的的彎曲段，外側(cè)的輸送帶伸長(zhǎng)量要大于內(nèi)曲線側(cè)。為保證輸送帶的壽命，輸送帶外曲線側(cè)的應(yīng)力、應(yīng)變不應(yīng)超過許用值。另外，由于輸送帶內(nèi)外側(cè)的伸長(zhǎng)量不同而引起內(nèi)側(cè)凹陷的程度不能太大。3.1.3外側(cè)托輥上輸送帶不離開托輥 曲率半徑過小時(shí)，有可能使外側(cè)托輥上的輸送帶飄起而離開托輥，于是產(chǎn)生附加的向心力，使輸送帶易于向內(nèi)跑偏。因此在設(shè)計(jì)水平轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)時(shí)，應(yīng)保證外側(cè)托輥上的輸送帶不離開托輥。3.2彎曲曲率半徑的確定3.2.1根據(jù)力的平衡條件確定曲率半徑這里根據(jù)上托輥來確定轉(zhuǎn)彎曲率半徑。取轉(zhuǎn)彎弧中一個(gè)托輥間距a0的小弧段輸送帶為分離體，分析其

50、受力情況，如圖3.3所示。設(shè)弧段對(duì)應(yīng)的圓心角為 ，則=a00,其中0為曲率半徑。輸送帶單元上所受的力包括：輸送帶的張力T、T+T；運(yùn)行阻力FW轉(zhuǎn)彎運(yùn)行的離心慣性力FQ；輸送帶和物料的圖3.3 水平轉(zhuǎn)彎的受力圖重力FGi（i=1,2,3）；各托輥?zhàn)饔糜谳斔蛶系闹畏戳N1、FN2、FN3；各托輥?zhàn)饔糜谳斔蛶系碾x心摩擦力FRi（i=1,2,3）.為簡(jiǎn)化計(jì)算，這里忽略輸送機(jī)傾角。（1）徑向力平衡關(guān)系 在此單元上，物料與輸送帶的總重力為 FG=qGBa0g=qGB0g （3-4）式中 qGB輸送帶和物料的單位長(zhǎng)度質(zhì)量（kg/m），qGB=qG+qB。在輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于內(nèi)曲線的抬高使托輥槽角變化

51、以及使輸送帶偏移，此載荷在各托輥上分布也與直線運(yùn)行的輸送機(jī)不同。設(shè)作用于內(nèi)、中、外三個(gè)托輥上的重力分別為FGi（i=1,2,3），定義重力分配系數(shù)為 Ki=FGiFG i=1,2,3 （3-5）重力分配系數(shù)表示了物料和輸送帶的重力在三個(gè)托輥上分配的比例關(guān)系，他們之間的關(guān)系是 K1 +K2 +K3=1作用在各托輥上的重力為 FGi=KiqGB0g （i=1,2,3） （3-6）設(shè)三個(gè)托輥的安裝前傾角相同，均為，它們的傾斜方向如圖3.1所示，則各托輥與輸送帶摩擦產(chǎn)生的橫向離心摩擦力為 FRi=3FNicos （i=1,2,3） （3-7）設(shè)三個(gè)托輥的槽角分別為i（i=1,2,3），其中2=0，為表

52、達(dá)方便，這里的i與一般的槽角定義不同，如圖3.3所示。這樣 FGi=FNicosi+FRisini+ （i=1,2,3） （3-8）忽略FQ時(shí)，各力在法線方向平衡，有Tsin2+T+Tsin2=i=13FRicosi+FNisini+d=，sin/2d/2，dTd/2為二階微量。將各有關(guān)參數(shù)帶入上式，可以表示成T=qGBg0i=13Ki3cosi+cos+sini+cosi+3sini+cos設(shè) 3=i=13Ki3cosi+cosi+sini+cosi+3sini+cosi （3-9）則T=qGBg03進(jìn)一步設(shè) aR=qGBg3 （3-10）所以 T=aR0 （3-11）式中 3導(dǎo)來摩擦因數(shù)，

53、它是一個(gè)隨i和變化量； aR 托輥?zhàn)饔糜谳斔蛶У膯挝婚L(zhǎng)度橫向摩擦力（N/m）。（2）切向的力平衡條件 上分支承載時(shí)的運(yùn)行阻力為 FW=fgqR0+qGB0 (3-12)式中 qR0上托輥旋轉(zhuǎn)部分單位長(zhǎng)度質(zhì)量。 托輥設(shè)置傾斜產(chǎn)生的阻力為 F=3i=13FNisini （3-13）將上面兩式相加，并帶入FNi，得FW=FW+ F= fgqR0+qGB+3i=13KiqGBgcosi+3sini+cosisini 0設(shè) az=fgqR0+qGB+3i=13KiqGBgcosi+3sini+cosisini （3-14）所以 FW=az0 （3-15）式中 az上分支承載時(shí)單位長(zhǎng)度的運(yùn)行阻力（N/m）

54、。作用在輸送帶單元切線方向的分量平衡，得T=FW把式（3-16）帶入上市，得 0=1azT （3-16）（3）曲率半徑的確定 從式（3-12）和式（3-17）中消去0，得dTT=azaRd從而可得 T=T2e（azaR） （3-17）將式（3-12）代入上式，T2為曲線段的最小張力點(diǎn)，可以得曲率半徑的計(jì)算式 0=T2aReazaR （3-18）式（3-19）是一個(gè)曲率半徑0關(guān)于的指數(shù)函數(shù)，它是從力平衡角度得到的曲率半徑計(jì)算式。曲率半徑隨按指數(shù)規(guī)律增加。也就是張力小的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的曲率半徑小，隨著角的增加、張力的增加，滿足力平衡條件的曲率半徑也隨之增加，因而曲率半徑也隨之改變。實(shí)際上，按這種指數(shù)曲線來

55、設(shè)計(jì)輸送機(jī)的轉(zhuǎn)彎，安裝較困難。一般可用等半徑的圓弧曲線來代替。根據(jù)上面的推導(dǎo)過程和最后得到的曲率半徑計(jì)算式可知：在計(jì)算曲率半徑時(shí)應(yīng)按滿足轉(zhuǎn)彎要求的最大曲率半徑設(shè)計(jì)輸送機(jī)的曲率半徑，也就是按彎曲段最大張力點(diǎn)的要求計(jì)算曲率半徑。由于無載時(shí)相同條件下需要較大的曲率半徑，設(shè)計(jì)中需要考慮有載和空載不同的工況，下分支的情況也是相同的。所以，滿足各種工況的曲率半徑是 R=T1aReazaR （3-19）以上相關(guān)量表示的含義及數(shù)據(jù)： 彎曲段的圓心角，30； T1彎曲段的最大張力，158792.8N；3輸送帶與托輥間的摩擦系數(shù)，3 =0.35；內(nèi)曲線的抬高角，是逐漸抬高的，=1（2組）、1.5（2組）、2（2組

56、）、2.5（2組）、3（2組）、3.5（2組）、4（其余部分）、 3.5（2組）、3（2組）、2.5（2組）、2（2組）、1.5（2組）、1（2組），在這里為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)取設(shè)計(jì)=4進(jìn)行計(jì)算； Ki重力分配系數(shù)，當(dāng)輸送帶不偏移抬高角=4時(shí)，K1=0.1813，K2=0.6278，K3=0.1910；i三個(gè)托輥的槽角，1=35，i=0，i=145； i托輥組的前傾角，一般為1-2，這里取i=1；qGB輸送帶和物料的單位長(zhǎng)度質(zhì)量（kg/m），且qGB= qG+qB；qR0上托輥旋轉(zhuǎn)部分單位長(zhǎng)度質(zhì)量，根據(jù)通用帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)P98式5-5取qR0=18.6kg/m。將已知數(shù)據(jù)代入式（3-20）R=T1aR

57、eazaR=158792.8244.2e12.155244.230180=667.4m3.2.2根據(jù)輸送帶的許用應(yīng)力確定曲率半徑與輸送機(jī)得頭部過渡段的計(jì)算相似，輸送帶所受的應(yīng)力是由輸送帶張力所引起的應(yīng)力和由于輸送帶彎曲所產(chǎn)生的附加應(yīng)力，這里應(yīng)力的單位是單位長(zhǎng)度的力（N/mm）。即=1+2式中 1輸送帶張力造成的應(yīng)力。1=TB設(shè)輸送帶中心線的曲率半徑為R，在轉(zhuǎn)彎曲線上，對(duì)應(yīng)圓心角處，輸送帶中心線的弧長(zhǎng)為L(zhǎng)0=R,輸送帶彎曲時(shí)產(chǎn)生附加伸長(zhǎng)最大處是轉(zhuǎn)彎的外側(cè)，對(duì)于平型輸送帶長(zhǎng)度為L(zhǎng)=R+B2，從而輸送帶的最大附加應(yīng)變?yōu)?=LL0L0=B2R=2E式中 E彈性模量，對(duì)于鋼絲繩芯輸送帶E=65N,文獻(xiàn)1表2.9鋼絲繩芯N=630N/mm，E=65N=65630=4.095104N/mm=4.095107N/m。這樣輸送帶的最大應(yīng)力值為=T1B+BE2R它應(yīng)該滿足許用應(yīng)力限制條件，即=T1B+BE2R也就是RBE2T1B將有關(guān)數(shù)據(jù)代入上式求得R43.5m667.4m滿足第一個(gè)條件。3.2.3外側(cè)托輥不離開輸送帶的限制條件下的曲率半徑曲率半徑過小時(shí)，有可能產(chǎn)生在外側(cè)的輸送帶離開托輥而飄起的現(xiàn)象，這樣會(huì)產(chǎn)生附加向心力，致使輸送帶向內(nèi)側(cè)跑偏，造成輸送帶不正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如圖3.4所示，在輸送帶上作