膠帶輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì)-本科學(xué)位論文

摘要膠帶輸送機(jī)是現(xiàn)代散狀物料連續(xù)運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備。隨著工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展，采用大運(yùn)量、長(zhǎng)距離、高帶速的大型膠帶輸送機(jī)進(jìn)行散狀物料輸送已成為膠帶輸送機(jī)的發(fā)展主流。越來(lái)越多的工程技術(shù)人員對(duì)膠帶輸送機(jī)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了大量的研究。本文從膠帶輸送機(jī)的傳動(dòng)原理出發(fā)利用逐點(diǎn)計(jì)算法,對(duì)膠帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行選型設(shè)計(jì)。根據(jù)運(yùn)輸量和塊度選擇了膠帶，通過(guò)比較確定使用鋼繩芯膠帶。對(duì)膠帶的寬度進(jìn)行了校核，選定1米,滿足要求。帶速V=2.5m/s，帶速滿足要求。對(duì)膠帶輸送機(jī)的功率和膠帶張力進(jìn)行了計(jì)算，電動(dòng)機(jī)功率110kw,輸送帶張力62092.8N。對(duì)膠帶運(yùn)行阻力進(jìn)行了計(jì)算。膠帶懸垂度進(jìn)行了計(jì)算。對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行選型為YB315S-4型。減速器選用DCY-355型。聯(lián)軸器選用YDZ2L-500型。通過(guò)計(jì)算查表主滾筒直徑選定1m，拉緊裝置選用車式重錘拉緊機(jī)構(gòu)，拉緊機(jī)構(gòu)的配重為1626kg。膠帶強(qiáng)度校核足夠。防滑驗(yàn)算滿足不打滑條件。各部件選型滿足實(shí)際要求。關(guān)鍵詞：膠帶輸送機(jī)選型設(shè)計(jì)傳動(dòng)滾筒目錄摘要 1第一章膠帶輸送機(jī)的應(yīng)用及傳動(dòng)原理 4第一節(jié)膠帶輸送機(jī)的應(yīng)用 4第二節(jié)膠帶輸送機(jī)摩擦傳動(dòng)原理 5一、撓性體摩擦傳動(dòng)原理 5二、工作弧與靜止弧 6三、驅(qū)動(dòng)滾筒的摩擦牽引力 7第二章膠帶輸送機(jī)設(shè)計(jì)方案的確定 9第一節(jié)方案的設(shè)計(jì)比較 9第二節(jié)最終方案的確定 11第三章膠帶設(shè)計(jì)計(jì)算 11第一節(jié)膠帶寬度的計(jì)算 11一、膠帶速度的選擇 11二、膠帶寬度的計(jì)算 11第二節(jié)膠帶輸送機(jī)的功率和膠帶張力的簡(jiǎn)易計(jì)算 13一、傳動(dòng)滾筒軸功率的簡(jiǎn)易計(jì)算 13二、初選電動(dòng)機(jī) 13三、輸送帶最大張力的簡(jiǎn)易計(jì)算式為 14第三節(jié)膠帶的選擇及其強(qiáng)度驗(yàn)算 14一、膠帶類型的選擇 14二、膠帶強(qiáng)度的驗(yàn)算 14三、傳動(dòng)滾筒直徑的選擇 15第四節(jié)膠帶運(yùn)行阻力的計(jì)算 15一、直線段運(yùn)行阻力的計(jì)算 15二、膠帶繞經(jīng)滾筒時(shí)的阻力計(jì)算 16三、附加運(yùn)行阻力的計(jì)算 17四、卸料器阻力的計(jì)算 18五、附加阻力計(jì)算式為 18第五節(jié)膠帶懸垂度的驗(yàn)算 18一、托輥直徑的選擇 18二、托輥間距的選擇 18三、鋼繩芯膠帶懸垂度的驗(yàn)算 19第六節(jié)膠帶張力的計(jì)算 20一、膠帶輸送機(jī)形式布置 20二、膠帶張力的計(jì)算 20三、按懸垂條件校核最小張力 22四、膠帶強(qiáng)度校核 22五、防滑驗(yàn)算 23六、起動(dòng)驗(yàn)算 23第四章驅(qū)動(dòng)裝置的選擇 24第一節(jié)電動(dòng)機(jī)的選型計(jì)算 24一、電動(dòng)狀態(tài)的膠帶輸送機(jī)功率計(jì)算 24二、電動(dòng)機(jī)的選擇 25第二節(jié)起動(dòng)與制動(dòng)計(jì)算 25一、驅(qū)動(dòng)裝置的選取 25二、傳動(dòng)滾筒的選擇 28三、慣性力計(jì)算 30四、起動(dòng)與制動(dòng)的計(jì)算 33第五章實(shí)際帶速與輸送量計(jì)算、拉緊等裝置的選擇 35第一節(jié)實(shí)際帶速實(shí)際輸送量計(jì)算 35一、實(shí)際帶速計(jì)算公式為 35二、實(shí)際輸送量 35第二節(jié)膠帶輸送機(jī)拉緊裝置的計(jì)算選擇 36一、拉緊裝置拉緊力 36二、拉緊裝置拉緊行程計(jì)算公式為 36三、拉緊裝置的選擇 36第三節(jié)膠帶輸送機(jī)保護(hù)裝置及機(jī)架架型的選擇 36一、保護(hù)裝置的設(shè)置 36二、保護(hù)裝置的安裝注意事項(xiàng)及選型 37三、膠帶輸送機(jī)機(jī)架架型的選型 38結(jié)束語(yǔ) 38參考文獻(xiàn) 39第一章膠帶輸送機(jī)的應(yīng)用及傳動(dòng)原理第一節(jié)膠帶輸送機(jī)的應(yīng)用膠帶輸送機(jī)是化工、煤炭、冶金、建材、電力、輕工、糧食及交通運(yùn)輸?shù)炔块T廣泛使用的運(yùn)輸設(shè)備。輸送堆積密度為500～2500kg/m3的各種散裝物料和成件物品，使用環(huán)境溫度為-20～40℃膠帶輸送機(jī)可沿水平或傾斜線路運(yùn)行，使用平面輸送帶沿傾斜工作時(shí)，不同物料的最大運(yùn)輸傾角可參閱表4-1[5]。同一類物料的濕度和塊度組成對(duì)最大運(yùn)輸傾角有影響。運(yùn)送物料最大傾角不能大于20℃膠帶輸送機(jī)的運(yùn)輸能力大、運(yùn)行阻力小、運(yùn)行平穩(wěn)、運(yùn)途中對(duì)物料的破碎性小、連續(xù)運(yùn)行、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，因此被廣泛應(yīng)用在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門。礦井的井上、下膠帶輸送機(jī)使用越來(lái)越多。由于輸送帶易損壞，不易運(yùn)送堅(jiān)硬有棱角的物料。第二節(jié)膠帶輸送機(jī)摩擦傳動(dòng)原理一、撓性體摩擦傳動(dòng)原理輸送帶是撓性牽引件，滾筒驅(qū)動(dòng)的膠帶輸送機(jī)依靠輸送帶與滾筒間的摩擦傳遞牽引力。滾筒驅(qū)動(dòng)所能傳遞的最大牽引力，按撓性體在圓弧上的摩擦的理論，其歐拉公式計(jì)算。歐拉公式是在假定撓性牽引構(gòu)件不可拉伸，沒(méi)有彎曲阻力，沒(méi)有質(zhì)量和厚度且它與圓弧面間的摩擦系數(shù)不變的理想條件下導(dǎo)出的。如圖1-1所示當(dāng)驅(qū)動(dòng)滾筒順時(shí)針等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輸送帶在相遇點(diǎn)上的張力為Sy，分離點(diǎn)的張力St,圍包角為α，其對(duì)應(yīng)的輸送帶弧長(zhǎng)為圍包弧，輸送帶與滾筒間的摩擦系數(shù)為μ。在平衡條件下，相遇點(diǎn)張力Sy與分離點(diǎn)張力St的關(guān)系由分析得到。在圍包弧內(nèi)任取一微量弧長(zhǎng)cd,它所對(duì)應(yīng)的圍包角為，在這段長(zhǎng)度上的輸送帶受到的力有：c端的張力S,d端張力S＋dS，滾筒的反力dN,滾筒的摩擦力dF。如圖1-1所示的坐標(biāo)系，在極限平衡條件下，即dF達(dá)最大值時(shí)，可得下式dN=Ssin+(S+dS)sin（2.1）(S+dS)cos=Scos+Df（2.2）由于的dθ很小，可以近似認(rèn)為sin≈;cos≈1。摩擦力dF的最大值為μdN，代入上式得dN=Sd+dSdS=μdN（2.4）略去式（3）中的二次微量項(xiàng)dS，將它帶入式（4）得兩邊積分得：即（2.5）式中Symax——輸送帶在相遇點(diǎn)上的最大張力。得式Symax=Steua為歐拉公式。當(dāng)輸送帶在相遇點(diǎn)上的實(shí)際張力超過(guò)式（5）的最大值時(shí)，滾筒將在輸送帶接觸面上打滑。因此，撓形體摩擦傳動(dòng)的工作條件是Sy≤SLeμα。二、工作弧與靜止弧歐拉公式所表示的是摩擦力達(dá)到極限時(shí)，相遇點(diǎn)和分離點(diǎn)的張力關(guān)系。按此式給出撓性牽引構(gòu)件在驅(qū)動(dòng)滾筒上的張力線如圖2-2的acb線。在實(shí)際運(yùn)行中，膠帶輸送機(jī)如相遇點(diǎn)上的實(shí)際張力Sy′<Symax時(shí)，研究表明，這時(shí)輸送帶的張力將沿a′cb線變化，即在圍包角λ的范圍內(nèi)，輸送帶的張力按歐拉公式變化Sy′=SLeμλ在圍包角γ的范圍內(nèi)，輸送帶的張力沒(méi)有變化。λ角與γ角之和等于實(shí)際的圍包角α，即λ+γ=αλ角所對(duì)應(yīng)的圍包弧稱為利用??；γ角所對(duì)應(yīng)的圍包弧稱為靜止弧。相應(yīng)的λ角為利用角，γ角為靜止角。由于在利用弧內(nèi)輸送帶的張力隨包角變化，而輸送帶是彈性體，所受的張力大時(shí)，其彈性伸長(zhǎng)大；張力小時(shí)，彈性伸長(zhǎng)??；因此，輸送帶隨滾筒由相遇點(diǎn)向分離點(diǎn)運(yùn)行中，隨張力逐漸減小，伸長(zhǎng)量也逐漸減小。見(jiàn)圖2-3[5]所示。這樣，輸送帶張力小的部位向張力大的方向收縮或蠕動(dòng)。彈性構(gòu)件摩擦牽引力產(chǎn)生彈性滑動(dòng)是不可避免的。利用角的大小，由式S′y=Sleμλ得：λ=1/μlns′y/sl可以看出，隨著相遇點(diǎn)的實(shí)際張力的增加，利用角增大。包圍角一定，靜止角隨利用角的增加而減小。由于靜止弧內(nèi)的張力無(wú)變化，它不傳遞牽引力。由此可知，靜止弧從傳遞摩擦牽引力的角度看，有備用的性質(zhì)，靜止弧愈大，驅(qū)動(dòng)裝置的備用摩擦力愈大。相遇點(diǎn)的張力增加到式Symax=Sle的Synax時(shí)，λ=α,γ=0，全部圍包弧的上的摩擦力都被利用。如驅(qū)動(dòng)滾筒相遇點(diǎn)所需的張力超過(guò)Symax值，滾筒上的摩擦力不夠，就在輸送帶接觸面上空滑。為加大Symax值，從式Symax=Sle看出，可以采用增加分離點(diǎn)張力Sl，增大摩擦系數(shù)μ或增加圍包角α來(lái)達(dá)到。三、驅(qū)動(dòng)滾筒的摩擦牽引力由于輸送帶在驅(qū)動(dòng)滾筒兩端的張力差是驅(qū)動(dòng)滾筒的圓周牽引力，將歐拉公式帶入可得驅(qū)動(dòng)滾筒能傳遞的最大摩擦牽引力為W0max=Symax-Sl=Sl（eμα-1）(2.6)為增大滾筒傳遞的牽引力，據(jù)式(6)，可從三個(gè)方面著手（一）加大輸送帶的拉緊力。以增加輸送帶在驅(qū)動(dòng)滾筒分離點(diǎn)的張力Sl值，這種辦法運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可以采用，設(shè)計(jì)時(shí)不宜采用，因?yàn)檫@使輸送帶最大張力增大，可能因此需要選用高一級(jí)強(qiáng)度的輸送帶。（二）增加圍包角。單滾筒驅(qū)動(dòng)，圍包角只能取～，雙滾筒驅(qū)動(dòng)可達(dá)的～，增加圍包角的方法見(jiàn)圖4—。（三）增加摩擦系數(shù)μ。在驅(qū)動(dòng)滾筒表面包覆摩擦材料，如橡膠或其他材料。式（6）表示的是滾筒的傳動(dòng)的最大摩擦牽引力。在實(shí)際使用中，考慮到摩擦系數(shù)和運(yùn)行阻力的變化，以及啟動(dòng)加速時(shí)的動(dòng)載荷影響，應(yīng)使摩擦牽引力有一定的余量作為備用。因此，設(shè)計(jì)采用的摩擦牽引力W應(yīng)為Wshe=Womax/n=Sl×eμα-1/n由于輸送帶在驅(qū)動(dòng)滾筒兩端的張力差是驅(qū)動(dòng)滾筒的圓周牽引力，將歐拉公式帶入可得驅(qū)動(dòng)滾筒能傳遞的最大摩擦牽引力為W0max=Symax-Sl=Sl（eμα-1）(2.6)為增大滾筒傳遞的牽引力，據(jù)式(6)，可從三個(gè)方面著手（一）加大輸送帶的拉緊力。以增加輸送帶在驅(qū)動(dòng)滾筒分離點(diǎn)的張力Sl值，這種辦法運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可以采用，設(shè)計(jì)時(shí)不宜采用，因?yàn)檫@使輸送帶最大張力增大，可能因此需要選用高一級(jí)強(qiáng)度的輸送帶。（二）增加圍包角。單滾筒驅(qū)動(dòng)，圍包角只能取～，雙滾筒驅(qū)動(dòng)可達(dá)的～，增加圍包角的方法見(jiàn)圖4—。（三）增加摩擦系數(shù)μ。在驅(qū)動(dòng)滾筒表面包覆摩擦材料，如橡膠或其他材料。式（6）表示的是滾筒的傳動(dòng)的最大摩擦牽引力。在實(shí)際使用中，考慮到摩擦系數(shù)和運(yùn)行阻力的變化，以及啟動(dòng)加速時(shí)的動(dòng)載荷影響，應(yīng)使摩擦牽引力有一定的余量作為備用。因此，設(shè)計(jì)采用的摩擦牽引力W應(yīng)為Wshe=Womax/n=Sl×eμα-1/n第二章膠帶輸送機(jī)設(shè)計(jì)方案的確定第一節(jié)方案的設(shè)計(jì)比較一、初選方案（一）普通膠帶輸送機(jī)（二）鋼繩芯膠帶輸送機(jī)（三）鋼絲繩牽引膠帶輸送機(jī)二、設(shè)計(jì)工作的基本原則（一）應(yīng)遵守國(guó)家當(dāng)前的有關(guān)方針、政策、規(guī)程、規(guī)定。（二）要樹(shù)立全心全意為用戶服務(wù)的思想，使所選設(shè)備和設(shè)計(jì)工程獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，社會(huì)效益和環(huán)境效益。（三）技術(shù)上是先進(jìn)的，設(shè)計(jì)者要掌握當(dāng)前國(guó)內(nèi)外有關(guān)先進(jìn)技術(shù)水平的發(fā)展趨勢(shì)和有關(guān)技術(shù)信息。（四）經(jīng)濟(jì)上力求合理，減少用戶前期投資和使用后的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。（五）保證使用后的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)。三、方案的比較篩選（一）普通膠帶輸送機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)普通膠帶輸送機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：普通膠帶輸送機(jī)投資少，適用于地面及井下運(yùn)輸巷道。普通膠帶輸送機(jī)的缺點(diǎn)是：抗拉強(qiáng)度低，運(yùn)輸距離短，對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力差，根據(jù)此次設(shè)計(jì)要求膠帶輸送機(jī)使用年限長(zhǎng)，不易使用該型膠帶輸送機(jī)。（二）鋼絲繩牽引膠帶輸送機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)鋼絲繩牽引膠帶輸送機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：鋼絲繩牽引膠帶輸送機(jī)，是特殊形式的強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)，它用鋼絲繩作為牽引部件，膠帶作為承載部件從而解決了運(yùn)輸距離長(zhǎng)運(yùn)量大、強(qiáng)度不夠的矛盾。鋼絲繩牽引膠帶輸送機(jī)的缺點(diǎn)是：鋼絲繩牽引膠帶輸送機(jī)，傳動(dòng)輪大，驅(qū)動(dòng)裝置復(fù)雜鋼絲繩和膠帶壽命低，托繩輪磨損大，等問(wèn)題,因此該型輸送機(jī)不滿足技術(shù)上要先進(jìn)的設(shè)計(jì)原則。（三）鋼繩芯膠帶輸送機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)鋼繩芯膠帶輸送機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是1.輸送距離長(zhǎng)輸送長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)公里或十幾公里。2.輸送能力大輸送量A＝400－9600m3/h,目前我國(guó)青島膠帶六廠的膠帶寬度可達(dá)2.8m，如果選用V=8m/s輸送量可達(dá)A＝3000m3.輸送機(jī)帶伸長(zhǎng)率小一般為2‰為普通帶的1/5左右。4.輸送速度大約為普通膠帶的兩倍，目前世界上已使用V＝8m/s的鋼繩芯膠帶輸送機(jī)。5.使用壽命長(zhǎng)約為普通膠帶的2-3倍。鋼繩芯膠帶輸送機(jī)的缺點(diǎn)是1.膠帶設(shè)備價(jià)格高，基建投資大。2.膠帶接頭要求嚴(yán)格這一問(wèn)題不容忽視，到目前為止，粘接對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作要求嚴(yán)格，就目前情況看，這一點(diǎn)不是困難。第二節(jié)最終方案的確定通過(guò)三種方案的比較篩選，確定本次設(shè)計(jì)使用鋼繩芯膠帶輸送機(jī)，因?yàn)樗容^適合此膠帶輸送機(jī)的使用要求。第三章膠帶設(shè)計(jì)計(jì)算第一節(jié)膠帶寬度的計(jì)算一、膠帶速度的選擇膠帶輸送機(jī)帶速的選定應(yīng)通過(guò)手冊(cè)推薦值確定，查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》初選帶速。二、膠帶寬度的計(jì)算（一）膠帶寬度計(jì)算式為式中A—輸送量（t/h）A=1000t/hV—帶速（m/s）V=ρ—物料散集密度P1＝1.05t/m3C—輸送機(jī)傾角系數(shù),查《指導(dǎo)書(shū)》表3—4C取0.97c—輸送機(jī)傾角XI系數(shù)，查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》取0.98K—物料斷面系數(shù)，采用槽形托輥，查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》取422取B=1m。（二）帶寬校核公式為式中—貨載最大塊度的橫向尺寸=80mm確定帶寬㎜帶寬足夠。（三）帶速校核帶速校核式為=1000／（422×0.97×1.05×12）=帶速滿足要求。（四）輸送量的計(jì)算式為=422×2.5×1.05×0.97×0.98×12=1053t/h有實(shí)際輸送量滿足生產(chǎn)要求。第二節(jié)膠帶輸送機(jī)的功率和膠帶張力的簡(jiǎn)易計(jì)算一、傳動(dòng)滾筒軸功率的簡(jiǎn)易計(jì)算根據(jù)給料點(diǎn)有水的情況，選擇膠面?zhèn)鲃?dòng)滾筒，給料點(diǎn)導(dǎo)料槽長(zhǎng)度選擇3m。計(jì)算式為式中—傳動(dòng)滾筒軸功率（kW）—輸送機(jī)水平投影長(zhǎng)度，據(jù)提升高度輸送傾角β=7.5°計(jì)算該膠帶布置形式為由機(jī)尾向上運(yùn)輸156.8m，水平運(yùn)輸108.2m，由此計(jì)算水平投影長(zhǎng)度為258m。H—輸送機(jī)垂直提升高度K1.Lh.V—膠帶及托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分運(yùn)轉(zhuǎn)功率（kW），K1查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》取0.0229K2.Lh.A—物料水平運(yùn)輸功率（kW）K2查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》取9.55×10-50.00273A.H—物料垂直提升功率，向上輸送取“+”號(hào)K3—附加功率系數(shù)，查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》，取1.17K4—卸料東功率系數(shù)，查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》取1N′—附加功率值，查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》N′=0.1×3N0=（0.0229×258×2.5×9.55×10-5×258×1000+0.00273×100020）×1.13×1+0.3=（14.77+24.64+54.6）×1.17×1+0.3=110KW二、初選電動(dòng)機(jī)(1)電動(dòng)機(jī)功率的簡(jiǎn)易計(jì)算式為式中N—電動(dòng)機(jī)功率（kW）K—系數(shù)，一般情況，單機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)K=1.2～1.3，多機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)K=1.25～1.4；這里K取1.4—總傳動(dòng)效率，一般情況，光面?zhèn)鲃?dòng)滾筒=0.88；膠面?zhèn)鲃?dòng)滾筒=0.9。N=110/0.9×1.4=171kW單臺(tái)電動(dòng)功率為86KW,選用Y系列鼠籠型交流電動(dòng)機(jī)三臺(tái)，兩臺(tái)工作一臺(tái)備用。三、輸送帶最大張力的簡(jiǎn)易計(jì)算式為輸送帶最大張力的簡(jiǎn)易計(jì)算式為式中K5—不打滑條件系由文，查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》取144=144×（110/2.5）×9.8=62092.8N第三節(jié)膠帶的選擇及其強(qiáng)度驗(yàn)算一、膠帶類型的選擇據(jù)《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》和已確定方案，選擇鋼繩芯膠帶二、膠帶強(qiáng)度的驗(yàn)算膠帶強(qiáng)度的驗(yàn)算式為式中—鋼繩芯輸送帶允許承受的最大張力—鋼繩芯輸送帶的寬度m —鋼繩芯輸送帶每厘米寬的拉斷力，查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》，取—綱繩芯輸送帶的安全系由文，據(jù)《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》取=故膠帶強(qiáng)度，滿足最大張力需要。三、傳動(dòng)滾筒直徑的選擇據(jù)《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》傳動(dòng)滾筒直徑與膠帶強(qiáng)度的配合要求，取。第四節(jié)膠帶運(yùn)行阻力的計(jì)算一、直線段運(yùn)行阻力的計(jì)算（一）重段運(yùn)行阻力的計(jì)算式為式中—重斜段運(yùn)行阻力?！亓铀俣取棵组L(zhǎng)度膠帶上的物料質(zhì)量—每米長(zhǎng)度膠帶的自身重量，查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》—折算到每米長(zhǎng)度上的上托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分的質(zhì)量，查=9.81+9.81式為二、膠帶繞經(jīng)滾筒時(shí)的阻力計(jì)算查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》三、附加運(yùn)行阻力的計(jì)算為式為式為為四、卸料器阻力的計(jì)算五、附加阻力計(jì)算式為第五節(jié)膠帶懸垂度的驗(yàn)算一、托輥直徑的選擇據(jù)二、托輥間距的選擇據(jù)公為據(jù)三、鋼繩芯膠帶懸垂度的驗(yàn)算式為得到=61.3.×（111.11+25）×1.5×cos7.5°=61.3×（111.11+25）×1.5×0.99=12390.16N2.空段最小張力桌的許用張力式為第六節(jié)膠帶張力的計(jì)算一、膠帶輸送機(jī)形式布置圖2-1膠帶輸送機(jī)布置圖S10s11S9S5S3s2s圖2-1膠帶輸送機(jī)布置圖S10s11S9S5S3s2s1S4S8S6S70二、膠帶張力的計(jì)算S2=S1+W1-2=S1+60×9.8=S1+588S3=S2+W2-3+W導(dǎo)+W進(jìn)S4=S3+W3-4S8=S5+W清+W7-8+W8-9S9=S5+W清+588+490S10=S9+W改=S9+490S11=S10+W10-11S1=S11+2W清+W挑+W改=S11+400+784+490S8據(jù)《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》式為式中W0—圓周力（N）e—自然對(duì)數(shù)的底e=2.71828u2—第二個(gè)傳動(dòng)滾筒的摩擦系數(shù)u2=0.25α2—第二個(gè)傳動(dòng)滾筒的圍包角α2=210°查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》取2.39圓周力公式為W0=W/2式中W—膠帶運(yùn)輸機(jī)總阻力=41939+（-2176.46）+（1176+2156+784）+2107.9=45986.44N W0=W/2+45986.44/2=22993.22NS8=W0.eu2α2/eu2α2-1=22993.22×2.39/2.39-1=39535N則S9=S8-W0=39535-22993.22=16541.8NS10=S9+490=16541.8+490=17031.8NS11=S10+W10-11=〔（5.7）×142.4×0.035×0.99-25×142.4×0.13〕×9.81=-3067.1N式中—斜段水平投影長(zhǎng)度=tg75°=142.4S11=17031.8+（-3067.1）=13964.7NS1=S11+2W清+W挑+W板=13964.7+400+784+490=15638.7NS2=S1+588=15638.7+588=16226.7NS3=S2+W2-3+W導(dǎo)+W進(jìn)=16226.7+6026.1+260.4+347.5=22860.7=〔（25+5.7）×142.4×0.99+25×142.4×0.13〕×9.81=6026.1S4=S3+W3-4=22860.7+35872.6=58733.3NS5=S4-W0+W清=58733.3-22993.22+900=36640.88NS6=S5+490=36640.88+490=37130.88（N）S7=S6+W清”=37130.88+20=37150.88（N）=S4=58733.3N三、按懸垂條件校核最小張力重段最小張力點(diǎn)在S2=16226.7N故滿足要求。四、膠帶強(qiáng)度校核膠帶強(qiáng)度足夠。五、防滑驗(yàn)算防滑驗(yàn)算公式為式中—頭部傳動(dòng)滾筒相遇點(diǎn)張力—頭部傳動(dòng)滾筒相離點(diǎn)張力同時(shí)也滿足不打滑條件即：六、起動(dòng)驗(yàn)算據(jù)《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》起動(dòng)驗(yàn)算公式為式中A—起動(dòng)系數(shù)A=1.5e—自然對(duì)數(shù)的底e=2.71828—摩擦系數(shù)=0.25α—頭部傳動(dòng)滾筒的圍包角α=210°因?yàn)?.43≤5.9即不打滑公式成立，經(jīng)驗(yàn)算起動(dòng)是不打滑的。第四章驅(qū)動(dòng)裝置的選擇第一節(jié)電動(dòng)機(jī)的選型計(jì)算一、電動(dòng)狀態(tài)的膠帶輸送機(jī)功率計(jì)算據(jù)膠帶輸送機(jī)功率據(jù)—備用功率系數(shù)據(jù)《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》取K3=1.17—膠帶輸送機(jī)實(shí)際傳遞的摩擦牽引力N=1.37×1.5×1.17×22092.4×2.5/1000=132.8kW因?yàn)槌踹x電動(dòng)機(jī)時(shí)N=171kW。據(jù)計(jì)算,電機(jī)實(shí)際電動(dòng)狀態(tài)的輸送機(jī)功率N=132.8kW。初選電機(jī)滿足要求二、電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)計(jì)算，電機(jī)功率132.8N，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選用YB3155-4型電動(dòng)機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表3-1。表3-1YB3155-4型電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)表型號(hào)額定功率額定電壓電流額定轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩YB315S-4110kW～660V201A1500r/min1.8N.m第二節(jié)起動(dòng)與制動(dòng)計(jì)算一、驅(qū)動(dòng)裝置的選?。ㄒ唬╇妱?dòng)機(jī)的選取上節(jié)已做計(jì)算和選擇，該型號(hào)電動(dòng)機(jī)，首先滿足設(shè)計(jì)要求，其次是該系列隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī)，具有高效、節(jié)能、壽命長(zhǎng)、性能好、噪音低、振動(dòng)小、隔爆性能好，安全可靠使用方便等優(yōu)點(diǎn)。（二）減速器的選擇1.確定減速器規(guī)格式中PN—減速器輸入功率—工作機(jī)械所需功率f—工作機(jī)械工況系數(shù)f=1.5據(jù)《圓錐圓柱齒輪減速器》型號(hào)公稱傳動(dòng)比輸入功率輸入轉(zhuǎn)數(shù)飛輪慣量飛輪矩DCY35531.5180KW42r/min3.92N.M15.68N.M（三）聯(lián)軸器的選擇M=9550（N/n）=9550（110/47.8）=21977N.M式中N—傳動(dòng)滾筒軸功率N=110kWn—傳動(dòng)滾筒軸轉(zhuǎn)速n=60.V/πd=60×2.5/3.14×1=47.8r/minD—傳動(dòng)滾筒直徑（m）M—傳動(dòng)滾筒所受扭曲矩N.M據(jù)《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》選用BL10的聯(lián)軸器，技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表3-3。表3-3聯(lián)軸器技術(shù)數(shù)據(jù)表型號(hào)許用轉(zhuǎn)距Dd1d2l1l2SBp1d2nl飛輪矩KgBL106174047017016024030010177290502475343N.M371（四）液力聯(lián)軸器的選擇式中—計(jì)算扭矩—驅(qū)動(dòng)功率=N.=110K—工作情況系數(shù)，據(jù)《運(yùn)輸機(jī)械手冊(cè)》型號(hào)傳遞功率最高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)慣量飛輪矩許用扭矩YOZ2L85-150kW1500r/min29.4N.m117.6N.m974N.mD1DL1L257017040058017045φ85φ144φ90二、傳動(dòng)滾筒的選擇（一）第一傳動(dòng)滾筒1.第一傳動(dòng)滾筒所受合力所受合力為2.第一傳動(dòng)滾筒滾筒所受扭矩滾筒所受扭矩為M1=（S4-S5）.r1=（58733.3-36640.88）×1/2=11046.2N.m式中r1—第一傳動(dòng)滾筒半徑mD=1m（二）第二傳動(dòng)滾筒1.第二傳動(dòng)滾筒所受合力所受合力為Z2=S8+S9=39535+16541.8=56080.8N2.第二傳動(dòng)滾筒所受扭矩滾筒所受扭矩M2=（S8-S9）r2=（39535-16541.8）×1/2=11496.6N.m據(jù)《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》選取第一傳動(dòng)滾筒滾筒、第二傳動(dòng)滾筒直徑φ=1000mm，其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表3-5。表3-5傳動(dòng)滾筒技術(shù)參數(shù)帶寬直徑準(zhǔn)用扭矩許用應(yīng)力重量圖號(hào)軸承1000100058800N.m372400N2445Kg3528（三）導(dǎo)向滾筒的選擇1.尾部導(dǎo)向滾筒尾部導(dǎo)向滾筒的受力為Z1=S1+S2=15638.7+16226.7=31865.4N受力百分?jǐn)?shù)據(jù)《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》尾部導(dǎo)向滾筒帶寬直徑許用扭矩飛輪矩重量軸承圖號(hào)1000630147000N.m1048.6986.83528DX4B32.傳動(dòng)處導(dǎo)向滾筒的選擇第一處導(dǎo)向滾筒的受力為Z=S6=37130.88N受力百分?jǐn)?shù)據(jù)《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》第一處導(dǎo)向滾筒直徑帶寬直徑許用應(yīng)力飛輪矩重量軸承圖號(hào)100050093100460.6638.235283.第二處導(dǎo)向滾筒的選擇第二處導(dǎo)向滾筒的受力為Z=S7+S8=37150.88+39535+76685.88N受力百分比據(jù)《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》選取第二處導(dǎo)向滾筒直徑φ＝800mm，其技術(shù)數(shù)據(jù)滾筒技術(shù)數(shù)據(jù)帶寬直徑許用合力飛輪矩重量軸承圖號(hào)10008002058002234.41345.535324.兩個(gè)挑帶滾筒的選擇設(shè)兩個(gè)挑帶滾筒所受合力為Z≈S10=17031.8N受力百分?jǐn)?shù)據(jù)《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》選取直徑為φ=挑帶滾筒，其技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3-9。表3-9挑帶滾筒技術(shù)數(shù)據(jù)表帶寬直徑許用合力飛輪矩重量軸承圖號(hào)100050093100460.6638.235285.粘接箱處四個(gè)滾筒的選擇因?yàn)檎辰酉浯颂幩膫€(gè)滾筒相對(duì)受力很小，故根據(jù)《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》選取粘接箱處滾筒直徑為φ=315mm，其技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3-10。表3-10粘接箱滾筒技術(shù)數(shù)據(jù)表帶寬直徑許用合力飛輪矩重量軸承圖號(hào)1000315176419162961450三、慣性力計(jì)算（一）移動(dòng)部分慣性力移動(dòng)部分慣性力=（111.11+18.4+5.7+2×25）×260×2.5/20=6019.2式中—移動(dòng)部分慣性力Nq—每米膠帶物料質(zhì)量—每米膠帶自身長(zhǎng)度上托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分的質(zhì)量據(jù)《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》—折算到每米長(zhǎng)度上的下托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量，據(jù)《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》取—每米膠帶自身的質(zhì)量，L—輸送機(jī)長(zhǎng)度mV—帶速m/st—起動(dòng)式制動(dòng)時(shí)間，據(jù)《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》，取t=20s（二）轉(zhuǎn)動(dòng)部分慣性力轉(zhuǎn)動(dòng)部分慣性力式中—轉(zhuǎn)動(dòng)部分慣性力N—低速軸滾筒慣性力N—低速軸棒銷聯(lián)軸器慣性力N—轉(zhuǎn)換到低速軸上的高速軸轉(zhuǎn)動(dòng)部分慣性力N1.低速軸滾筒慣性力=0.125×（600×2+270+190+360+190×2）=300N式中r1—各滾筒的半徑a—平均加速度a=r/t=2.5/20=0.125m/s2—轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與r21的乘積見(jiàn)《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》2.速軸棒銷聯(lián)軸器慣性力=（GD）2/4g×a/r22×n=350×0.125/4×9.8×0.52×2=8.9N式中r1—傳動(dòng)滾筒半徑mr2=D/2=0.5m（GD）2—棒銷聯(lián)軸器飛輪矩，據(jù)《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》?。℅D）2=350.N.M2n—傳動(dòng)滾筒個(gè)數(shù)，n=23.轉(zhuǎn)換到低速軸上的高速軸轉(zhuǎn)動(dòng)部分慣性力=（GD）2/4g×a/r23×i2=2×（126.42+117.6+25+15.68）×0.125/4×9.8×0.531.52=7206N式中（GD）2—各轉(zhuǎn)動(dòng)部分飛輪矩之合N/m2i—減速器實(shí)際轉(zhuǎn)速比r3—傳動(dòng)滾筒半徑m=300+8.9+7206=7514.9N（三）總慣性力總慣性力為=6019.2+7514.9=13534.1N轉(zhuǎn)換到高速軸的慣性力矩Ma=Wa.r/i.=13534.1×0.5/31.5×0.94=228.5N.m式中i—減速器公稱傳動(dòng)比i=31.5—減速器效率系數(shù)=0.94四、起動(dòng)與制動(dòng)的計(jì)算（一）起動(dòng)力計(jì)算起動(dòng)力=34.1+（41939-2176.46+2541.9+21778）=776166.4N式中—工作時(shí)圓周力N—重段膠帶運(yùn)行阻力N—空段膠帶運(yùn)行阻力N—附加阻力N以上數(shù)據(jù)前面已算—物料提升阻力N—總的動(dòng)負(fù)荷N=起動(dòng)時(shí)圓周力N（二）制動(dòng)力的計(jì)算制動(dòng)力的=13534.1-64082.44=-50548.34N式中“-”—表示與實(shí)際方向相反—制動(dòng)時(shí)的圓周力（N）。傳動(dòng)滾筒作用力的運(yùn)動(dòng)平衡方程起動(dòng)方程WD-WO=W動(dòng)；制動(dòng)過(guò)程W制-WO=W動(dòng)。一般電機(jī)斷電后即WO=0時(shí)再加W制WD—電動(dòng)機(jī)對(duì)傳動(dòng)滾筒作用的原動(dòng)力制動(dòng)力矩為換算到高速軸的制動(dòng)力矩為=1.3×-25274.17/31.5×0.94=-1109.6N.M（三）制動(dòng)器的選擇制動(dòng)器選用兩個(gè)，則單機(jī)單臺(tái)制動(dòng)力矩?fù)?jù)《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》選YWZ5-400/80制動(dòng)器兩臺(tái)。第五章實(shí)際帶速與輸送量計(jì)算、拉緊等裝置的選擇第一節(jié)實(shí)際帶速實(shí)際輸送量計(jì)算一、實(shí)際帶速計(jì)算公式為式中—膠帶輸送機(jī)的實(shí)際帶速m/s—傳動(dòng)滾筒直徑m—電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速r/min—減速器減速比二、實(shí)際輸送量=422×2.44×1.05×0.96×0.98×12=1017.2t