礦用固定式帶式輸送機設計

畢業(yè)設計（論文）PAGEPAGE26摘要本次畢業(yè)設計是關于礦用固定式帶式輸送機的設計。本設計分三部分，首先，對礦用帶式輸送機的技術現狀進行概述，從而得出了其在以后的發(fā)展趨勢；其次，為了選用驅動裝置組合以及其它零部件，進行設計計算；然后根據計算結果，并考慮實際工作環(huán)境及物料特性，合理選擇驅動裝置組合、輸送帶以及其它零部件，并對重要零部件進行校核，進一步確定其能滿足使用。在做此設計過程中，考慮到原煤塊落下會時，會對輸送帶產生較大沖擊，選用緩沖托輥。在選用拉緊裝置時，根據計算所得數據，并考慮到結構緊湊性，選用螺旋拉緊裝置。關鍵詞：礦用固定式帶式輸送機、緩沖托輥、螺旋拉緊裝置。AbstractThegraduationprojectisfixedonminebeltconveyordesign.Thedesignofthreeparts,firstofall,onthebeltconveyortechnologyoverviewofthecurrentsituation,whichobtaineditsfuturedevelopmenttrends;Secondly,inordertousedrivecombinationsandothercomponents,thedesigncalculations;thenunderresults,andconsideringtheactualworkingenvironmentandmaterialproperties,reasonablechoiceofdrivecombination,conveyorbeltsandothercomponents,andchecktheimportantpartsandcomponents,tofurtherdetermineitsusetomeet.Indoingthisthedesignprocess,takingintoaccountthecoalblockwillfallwhentheconveyorbeltwillhaveagreaterimpact,chooseabufferroller.Tensioningdeviceinuse,inaccordancewiththecalculateddata,andtakingintoaccountthecompactnatureofselectedspiraltensioningdevice.Keywords:Minefixedbeltconveyors,bufferroller,screwtensiondevice.目錄前言······················································································································1第一章煤礦用帶式輸送機的發(fā)展現狀與發(fā)展趨勢··············································2第一節(jié)國內煤礦用帶式輸送機的發(fā)展現狀·····························································2第二節(jié)國外煤礦用帶式輸送機的發(fā)展現狀·····························································2第三節(jié)國內外煤礦用帶式輸送機技術的差距與發(fā)展趨勢··········································3一、國內外煤礦用帶式輸送機技術的差距···························································3二、煤礦帶式輸送機技的發(fā)展趨勢·····································································6第二章帶式輸送機的設計計算···········································································8第一節(jié)原始數據及輸送能力計算··········································································8原始數據與輸送機布置簡圖·······································································8輸送能力計算··························································································8第二節(jié)圓周驅動力與所需傳動功率計算·······························································10傳動滾筒圓周驅動力計算········································································10傳動功率計算························································································15第三節(jié)輸送帶張力計算··········································································15一、輸送帶最小張力校核················································································15二、各特性點張力計算····················································································16第四節(jié)傳動滾筒、改向滾筒張力、帶式輸送機拉緊力及輸送帶層數計算·····················17一、傳動滾筒合張力計算················································································17二、改向滾筒合張力計算················································································17三、帶式輸送機拉緊力計算············································································17四、輸送帶層數計算····················································································17第三章帶式輸送機的驅動裝置及其它部件的選用·············································18第一節(jié)驅動裝置的選用與設計············································································18第二節(jié)傳動滾筒的選用與設計············································································19第三節(jié)改向滾筒、托輥選用與設計······································································19第四節(jié)輸送帶及其接頭的選用············································································21第五節(jié)拉緊裝置的選用與設計············································································22參考文獻··············································································································24致謝······················································································································25前言帶式輸送機是一種連續(xù)運行的運輸設備，在冶金、采礦、動力、建材等重工業(yè)部門及交通運輸部門中主要用來運送大量散狀貨物，如礦石、煤、砂等粉、塊狀物和包裝好的成件物品。帶式輸送機與其他運輸設備相比，不僅具有長距離、大運量、連續(xù)輸送等優(yōu)點，而且運行可靠,易于實現自動化、集中化控制,特別是對高產高效礦井，帶式輸送機已成為煤炭高效開采機電一體化技術與裝備的關鍵設備。特別是近年來，長距離、大運量、高速度的帶式輸送機的出現，使其在礦山建設的井下巷道、礦井地表運輸系統(tǒng)及露天采礦場、選礦廠中的應用又得到進一步推廣。在煤礦的開采過程中，帶式輸送機的作用至關重要，其性能的好壞直接影響到煤礦行業(yè)的發(fā)展和效益，因此研究帶式輸送機對煤礦行業(yè)和其他一些輸送類的行業(yè)有著非常重要的意義。在煤礦中，環(huán)境一般比較惡劣，空氣濕度和空氣中粉塵的含量都比較大，被采煤層中含有大量的硫鐵礦，在有充足的氧氣和細菌的存在下，使黃鐵礦氧化，生成亞硫酸和硫酸，造成礦井水呈酸性，它能嚴重腐蝕礦山設備和管道。這樣以來，對煤礦用帶式輸送機的各方面性能就有了更高的要求，在本次設計中，采用緩沖托輥，減少了煤塊對輸送帶的沖擊，這樣就有效的提高了托輥、輸送帶的使用壽命。煤礦用帶式輸送機的發(fā)展現狀與發(fā)展趨勢國內煤礦用帶式輸送機的發(fā)展現狀從20世紀80年代起，帶式輸送機的技術水平有了很大提高，帶式輸送機的關鍵技術研究和新產品的開發(fā)都取得了可喜的成果，輸送機產品系列不斷增多，從定型的SDJ,SSJ,STJ,DT等系列發(fā)展到多功能、適應特種用途的各種帶式輸送機系列。進入90年代后，隨著煤礦現代化的發(fā)展和需要，我國對大傾角帶式輸送機、高產高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機及長運距、大運量帶式輸送機及其關鍵技術、關鍵零部件進行了理論研究和產品開發(fā)，應用動態(tài)分析技術和中間驅動與智能化控制等技術，研制成功了軟啟動和制動裝置以及PLC控制為核心的防爆電控裝置。隨著我國煤礦高產高效礦井的發(fā)展，煤礦井下帶式輸送機到目前己達到表1.1所示的主要技術指標。表1-1國內帶式輸送機的主要技術指標主要參數順槽可伸縮帶式輸送機大巷與斜井固定式強力帶式輸送機運距（m）2000—3000>4500帶速（m/s）2.5—4.53-5輸送量（t/h）1500—30002000—3000驅動總功率（km）900—16001500—3000第二節(jié)國外煤礦用帶式輸送機的發(fā)展現狀國外帶式輸送機技術的發(fā)展很快，其主要表現在三個方面：一、帶式輸送機的功能多元化、應用范圍擴大化，如大傾角帶輸送機、管狀帶式輸送機、空間轉彎帶式輸送機等各種機型；二、帶式輸送機本身的技術與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長距離、大運量、高帶速等大型帶式輸送機已成為發(fā)展的主要方向，其核心技術是帶式輸送機動態(tài)分析與監(jiān)控技術，提高了帶式輸送機的運行性能和可靠性；三、帶式輸送機本身關鍵零部件向高性能、高可靠性方向發(fā)展。目前，煤礦井下，由于受環(huán)境條件的限制，其帶式輸送機的技術指標要比地面用帶式輸送機的指標要高。在國外煤礦井下使用的帶式輸送機已達到表1.2所示的主要技術指標，其關鍵技術與裝備有以下幾個特點：（1）設備大型化。其主要技術參數與裝備均向著大型化發(fā)展，以滿足年產300~500萬t以上高產高效集約化生產的需要。（2）應用動態(tài)分析技術和機電一體化、計算機監(jiān)控等高新技術，采用大功率軟起動與自動張緊技術，對輸送機進行動態(tài)監(jiān)測與監(jiān)控，大大地降低了輸送帶的動張力，設備運行性能好，運輸效率高。（3）采用多機驅動與中間驅動及其功率平衡、輸送機變向運行等技術，確保了輸送系統(tǒng)設備的通用性、互換性及其單元驅動的可靠性。（4）新型、高可靠性關鍵元部件技術。如包含CST等在內的各種先進的大功率驅動裝置與調速裝置、高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效貯帶裝置、快速自移機尾等。如英國FSW生產的FSW1200/（2～3）×400（600）工作面順槽帶式輸送機就采用了液粘差速或變頻調速裝置，運輸能力達3000t/h以上，它的機尾與新型轉載機（如美國久益公司生產的S500E）配套，可隨工作面推移而自動快速自移、人工作業(yè)少、生產效率高。表1-2國外帶式輸送機的主要技術指標主要參數國外300--500萬t/a高產高效礦井順槽可伸縮帶式輸送機大巷與斜井固定式強力帶式輸送機運距（m）2000—3000>3000帶速（m/s）3.5—44—5，最高達8輸送量（t/h）2500—30003000—4000驅動總功率（kw）1200—20001500—3000，最大達10100第三節(jié)國內外煤礦用帶式輸送機技術的差距與發(fā)展趨勢一、國內外煤礦用帶式輸送機技術的差距（一）大型帶式輸送機的關鍵核心技術上的差距1、帶式輸送機動態(tài)分析與監(jiān)測技術

長距離、大功率帶式輸送機的技術關鍵是動態(tài)設計與監(jiān)測，它是制約大型帶式輸送機發(fā)展的核心技術。目前我國用剛性理論來分析研究帶式輸送機并制訂計算方法和設計規(guī)范，設計中對輸送帶使用了很高的安全系統(tǒng)（一般取n=10左右），與實際情況相差很遠。實際上輸送帶是粘彈性體，長距離帶式輸送機其輸送帶對驅動裝置的起、制動力的動態(tài)響應是一個非常復雜的過程，而不能簡單地用剛體力學來解釋和計算。已開發(fā)了帶式輸送機動態(tài)設計方法和應用軟件，在大型輸送機上對輸送機的動張力進行動態(tài)分析與動態(tài)監(jiān)測，降低輸送帶的安全系統(tǒng)，大大延長使用壽命，確保了輸送機運行的可靠性，從而使大型帶式輸送機的設計達到了最高水平（輸送帶安全系數n=5～6），并使輸送機的設備成本尤其是輸送帶成本大為降低。

2、可靠的可控軟起動技術與功率均衡技術

長距離大運量帶式輸送機由于功率大、距離長且多機驅動，必須采用軟起動方式來降低輸送機制動張力，特別是多電機驅動時。為了減少對電網的沖擊，軟起動時應有分時慢速起動；還要控制輸送機起動加速度0.3～0.1m/s，解決承載帶與驅動帶的帶速同步問題及輸送帶涌浪現象，減少對元部件的沖擊。由于制造誤差及電機特性誤差，各驅動點的功率會出現不均衡，一旦某個電機功率過大將會引起燒電機事故，因此，各電機之間的功率平衡應加以控制，并提高平衡精度。國內已大量應用調速型液力偶合器來實現輸送機的軟起動與功率平衡，解決了長距離帶式輸送機的起動與功率平衡及同步性問題。但其調節(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除了要求一個運煤帶速外，還需要一個驗帶的帶速，調速型液力偶合器雖然實現軟啟動與功率平衡，但還需研制適合長距離的無級液力調速裝置。當單機功率>500kW時，可控CST軟起動顯示出優(yōu)越性。由于可控軟起動是將行星齒輪減速器的內齒圈與濕式磨擦離合器組合而成（即粘性傳動）。通過比例閥及控制系統(tǒng)來實現軟起動與功率平衡，其調節(jié)精度可達98%以上。但價格昂貴，急需國產化。（二）技術性能上差距我國帶式輸送機的主要性能與參數已不能滿足高產高效礦井的需要，尤其是順槽可伸縮帶式輸送機的關鍵元部件及其功能如自移機尾、高效儲帶與張緊裝置等與國外有著很大差距。

1、裝機功率

我國工作面順槽可伸縮帶式輸送機最大裝機功率為4×250kW，國外產品可達4×970kW，國產帶式輸送機的裝機功率約為國外產品的30%～40%，固定帶式輸送機的裝機功率相差更大；2、運輸能力

我國帶式輸送機最大運量為1500—3000t/h，國外已達2500—3000t/h；3、最大輸送帶寬度

我國帶式輸送機為1400mm，國外最大為1830mm；4、帶速

由于受托輥轉速的限制，我國帶式輸送機最高帶速為4m/s，而國外可達5m/s以上；5、高效儲帶與張緊裝置

我國采用封閉式儲帶結構和絞車張緊為主，張緊小車易脫軌，輸送帶易跑偏，輸送帶伸縮時，托輥小車不自移，需人工推移，檢修麻煩。國外采用結構先進的開放式儲帶裝置和高精度的大扭矩、大行程自動張緊設備，托輥小車能自動隨輸送帶伸縮到位。輸送帶不易跑偏，不會出現脫軌現象。6、輸送機品種帶式輸送機機型品種少，功能單一，使用范圍受限，不能充分發(fā)揮其效能，如拓展運人、運料或雙向運輸等功能，做到一機多用；另外，我國煤礦的地質條件差異很大，在運輸系統(tǒng)的布置上經常會出現一些特殊要求，如彎曲、大傾角（>25°）直至垂直提升等，應開發(fā)特殊型專用機種帶式輸送機。（三）可靠性、壽命上的差距1、輸送帶抗拉強度

我國生產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、輸送帶接頭強度

我國輸送帶接頭強度為母帶的50%～65%，國外達母帶的70%～75%；3、托輥壽命

我國現有的托輥技術與國外比較，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，并可作為高速托輥應用于帶式輸送機上，使用面廣，經濟效益顯著。我國輸送機托輥壽命為2萬小時，國外托輥壽命5～9萬小時，國產托輥壽命僅為國外產品的30%～40%；4、輸送機減速器壽命

我國輸送機減速器壽命2萬小時，國外減速器壽命7萬小時；5、帶式輸送機上下運行時可靠性差。（四）控制系統(tǒng)上差距1、驅動方式

我國為調速型液力偶合器和硬齒面減速器，國外傳動方式多樣，如BOSS系統(tǒng)、CST可控傳動系統(tǒng)等，控制精度較高；2、監(jiān)控裝置

國外輸送機已采用高檔可編程序控制器PLC，開發(fā)了先進的程序軟伯與綜合電源繼電器控制技術以及數據采信、處理、存儲、傳輸、故障診斷與查詢等完整自動監(jiān)控系統(tǒng)。我國輸送機僅采用了中檔可編程序控制器來控制輸送機的啟動、正常運行、停機等工作過程。雖然能與可控啟（制）支裝置配合使用，達到可控啟（制）動、帶速同步、功率平衡等功能，但沒有自動臨近裝置，沒有故障診斷與查詢等；3、輸送機保護裝置

國外帶式輸送機除安裝防止輸送帶跑偏、打滑、撕裂、過滿堵塞、自動灑水降塵等保護裝置外，近年又開發(fā)了很多新型監(jiān)測裝置：傳動滾筒、變向滾筒及托輥組的溫度監(jiān)測系統(tǒng)；煙霧報警及自動消防滅火裝置；纖維織輸送帶縱撕裂及接頭監(jiān)測系統(tǒng)；防爆電子輸送帶秤自動計量系統(tǒng)。這些新型保護系統(tǒng)我國基本處于空白。而我國現有的打滑、堆煤、溜煤眼滿倉保護，防跑偏、超溫灑水，煙霧報警裝置的可靠性、靈敏性、壽命都較低。二、煤礦帶式輸送機技的發(fā)展趨勢1、設備大型化、提高運輸能力為了適應高產高效集約化生產的需要，帶式輸送機的輸送能力要加大。長距離、高帶速、大運量、大功率是今后發(fā)展的必然趨勢，也是高產高效礦井運輸技術的發(fā)展方向。在今后的10a內輸送量要提高到3000～4000t/h，還速提高至4～6m/s，輸送長度對于可伸縮帶式輸送機要達到3000m。對于鋼繩芯強力帶式輸送機需加長至5000m以上，單機驅動功率要求達到1000～1500kW，輸送帶抗拉強度達到6000N/mm（鋼繩芯）和2500N/mm（鋼繩芯）。尤其是煤礦井下順槽可伸縮輸送技術的發(fā)展，隨著高產高效工作面的出現及煤炭科技的不斷發(fā)展，原有的可伸縮帶式輸送機，無論是主參數，還是運行性能都難以適應高產高效工作面的要求，煤礦現場急需主參數更大、技術更先進、性能更可靠的長距離、大運量、大功率順槽可伸縮帶式輸送機，以提高我國帶式輸送機技術的設計水平，填補國內空白，接近并趕上國際先進工業(yè)國的技術水平。其包含7個方面的關鍵技術：（1）帶式輸送機動態(tài)分析與監(jiān)控技術；（2）軟起動與功率平衡技；（3）中間驅動技術；（3）自動張緊技術；（4）新型高壽命高速托輥技術；（5）快速自移機尾技術；（6）高效儲帶技術。2、提高元部件性能和可靠性設備開機率的高與低主要取決于元部件的性能和可靠性。除了進一步完善和提高現有元部件的性能和可靠性，還要不斷地開發(fā)研究新的技術和元部件，如高性能可控軟起動技術、動態(tài)分析與監(jiān)控技術、高效貯帶裝置、快速自移機尾、高速托輥等，使帶式輸送機的性能得到進一步的提高。3、擴大功能，一機多用化拓展運人、運料或雙向運輸等功能，做到一機多用，使其發(fā)揮最大的經濟效益。開發(fā)特殊型帶式輸送機，如彎曲帶式輸送機、大傾角或垂直提升輸送機等。帶式輸送機的設計計算原始數據及輸送能力計算一、原始數據與輸送機布置簡圖1、原始數據及工作條件（1）物料名稱：原煤（2）輸送能力：1500t/h（3）物料特性：安息角α=35°粒度：0~300（4）物料松散密度：ρ=900㎏/m（5）工作環(huán)境：礦山井下巷道溫度-5℃～30℃（6）受、卸料位置：尾部受料、頭部卸料（7）輸送機尺寸：機長L=55.65m高度差H=14.35m2、輸送機布置簡圖圖2.1二、輸送能力計算1、選擇設計參數初選帶寬B=1400mm，帶速v=2.5m/s,上托輥槽角λ=35°，下托輥槽角λ=0。2、由帶寬、帶速校核輸送能力輸送能力由下述公式計算Q=3.6SVKρ（t/h）（2-1-1）式中S—輸送帶上物料的最大橫截面積，m；V—帶速，m/s；K—傾斜系數；ρ—物料松散密度，㎏/m。表2-1物料在輸送帶上的最大橫截面積托輥槽角λ/（°）動堆積角θ/（°）物料在不同輸送帶寬度下最大橫截面積S/m寬800時寬1000時寬1200時寬1400時3500.04690.07720.11280.157750.05220.08750.12540.1749100.05770.09440.13810.1924150.06330.10380.15120.2105200.06920.11270.16500.2294250.07540.12270.17970.2354300.08220.13350.19560.2714350.08970.14570.21330.2956表2-2傾斜輸送機面積折減系數K傾角δ/（°）2468101214161820K1.000.990.980.970.950.930.910.890.850.81（1）確定S的值安息角α=35°，得動堆積角θ=（0.5~0.75）α=17.5°~26.25°，取α=20°，查表2-1得S=0.2294。（2）確定K值輸送機傾斜角δ=arcsin=arcsin=14.1°經查表2-2，K=0.9由式（2-1-1）得Q=3.6SVKρ=3.6×0.2294×2.5×0.9×900=1672t/h﹥1500t/h故而能滿足使用要求。3、根據原煤粒度校核輸送帶帶寬查表2-3可知，粒度在0～300范圍內，選擇B=1400mm是合理的。表2-3帶寬與物料塊度帶寬B/mm物料中大塊含量（質量百分率﹪）51020508090100物料的最大塊度尺寸/mm800350300250220200170160100045036035030025022020012005004504003503002802501400600500450400350330300圓周驅動力與所需傳動功率計算傳動滾筒圓周驅動力F計算F=CF+F+F+F（2-2-1）圖2.2主要阻力F（1）主要阻力的計算公式F=fLg［q＋q＋（2q+q）cosδ］（2-2-2）式中f—模擬摩擦系數，根據工作條件及制造、安裝水平在表2-4中選?。籐—輸送機的長度，如圖2.1所示g—重力加速度，取g=9.81m/sq—承載分支托輥每米長旋轉部分質量，㎏/m；q—回程分支托輥每米長旋轉部分質量，㎏/m；q—每米長輸送帶的質量，㎏/m；q—每米長輸送物料的質量當輸送機傾角小于18°時，可選取cosδ≈1。表2-4模擬摩擦系數安裝情況工作條件f水平、向上傾斜及向下傾斜的電動工況工作環(huán)境，制造、安裝良好帶速低物料內摩擦因數小0.020按標準設計，制造、調整好，物料內摩擦因數中等0.022多塵、低溫、過載、高帶速、安裝不良、托輥質量差物料內摩擦因數大0.023～0.033向下傾斜設計、制造正常，處于發(fā)電工況時0.012～0.016表2-5輥子參數帶寬輥子DL軸3054G3061334G3054G3061594G3054G306表2-6托輥轉動部分質量帶寬B/mm輥徑d/mm托輥組旋轉部分質量G、G/kg槽形托輥（三輥式）V形托輥（三輥式）平行托輥（一輥式）140010815.9614.0813324.6322.2821.8315934.9232.5429.99表2-7N-200型帆布芯輸送帶規(guī)格及技術參數輸送帶型號折斷強度σN/(mm?層)每層厚度覆蓋膠厚度每毫米厚膠料重量Kg/m上下N-2002001.251.5、3、4.5、6、81.5、3、4.51.19（2）選取各參數的經驗值經查表2-5,v=2.5m/s時,可選取托輥輥徑Φ133mm,上托輥間距a=1.2m,下托輥間距a=3m，上托輥初選槽角為35°的緩沖托輥,輥長530mm,軸承4G306,下托輥初選平行下托輥,輥長1600mm,軸承4G305。經查表2-6,單個上托輥轉動部分質量為14.08㎏,單個下托輥轉動部分質量為21.83㎏。q==35.2㎏/mq==7.28㎏/mq===166.67㎏/m初選輸送帶型號NN—200，Z=3層，上膠厚4.5mm，下膠厚1.5mm，經查表2-7，NN—200型輸送帶的每層質量為1.25㎏/m,每毫米膠料質量1.19㎏/m。q=［3×1.25＋（4.5＋1.5）×1.19］×1.4=15.2㎏/m經查表2-4，f=0.03（多塵、潮濕），由式（2-2-2）得F=fLg［q＋q＋（2q+q）cosδ］=0.03×55.68×9.81×［35.2＋7.28＋（2×15.2＋166.67）×1］=3923.3N主要特種阻力F（1）主要特種阻力的計算公式F＝F+F（2-2-3）式中F—托輥前傾阻力，N；F—輸送物料與導料擋板間的摩擦阻力，N。由于托輥無前傾，F=0。（2）輸送物料與導料擋板間的摩擦阻力的計算F=（2-2-4）式中物料和導料板間的摩擦系數=0.06，導料槽長度l=4.5m，輸送能力I==0.46m/s，導料擋板內部寬度=0.85m。由式（2-2-4）得F===1117.05N由式（2-2-3）得F＝F+F＝0+1117.05=1117.05N3、附加特種阻力F附加特種阻力的計算公式F=F+nF（2-2-5）式中F—卸料器摩擦阻力，此處無卸料器，F=0；n—清掃器個數，此處1個頭部清掃器和2個空段清掃器（1個空段清掃器相當于1.5清掃器）；F—輸送帶清掃器的摩擦阻力，N。F=APμ（2-2-6）式中A—輸送帶與清掃器的接觸面積，㎡，查表2-8可得；P—輸送帶清掃器與輸送帶間的壓力（一般3×10～10×10）；μ—輸送帶與輸送帶清掃器間的摩擦系數，μ=0.5～0.7。表2-8單個清掃器與輸送帶的接觸面積帶寬B/mm倒料欄板內寬b刮板與輸送帶接觸面積A/m頭部清掃器空段清掃器8000.4950.0080.01210000.6100.010.01512000.7300.0120.01814000.8500.0140.021 表2-9附加阻力系數CL/m40638010015020030040050060070080090010001500200025003000C2.42.01.921.781.581.451.301.091.061.051.041.03由式（2-2-5）得F=F+nF=4×0.014×10×10×0.6=3360N4、傾斜阻力FF=qHg（2-2-7）F=166.67×14.35×9.81=23462.7N5、圓周驅動力F計算經查表2-9，附加阻力系數C=2.1由式（2-2-1）得F=2.1×3923.3×+23462.7+1117.05+3360=36178.68N二、傳動功率計算1、傳動滾筒軸功率P=FV=36178.68N×2.5=90.4kw2驅動電機軸功率P=P/=90.4/（0.98×0.96×0.95）=101.7kw第三節(jié)輸送帶張力計算輸送帶最小張力校核1、按輸送帶允許最大下垂度校核承載分支F≥==26762N式中h/a—輸送帶許用的最大下垂度應滿足h/a≈0.01?；爻谭种≥==5591.7N2、按輸送帶不打滑校核F≥F（2-3-1）F=FK=36178.68×1.5=54268N式中K—啟動系數，K=1.3～1.7；e—尤拉系數，查表2-8可得。表2-7傳動滾筒與輸送帶間的摩擦因數μ滾筒覆蓋面運行條件光滑裸露的鋼滾筒帶人字形溝槽的橡膠覆蓋面帶人字形溝槽的聚氨酯覆蓋面帶人字形溝槽的陶瓷覆蓋面干態(tài)運行0.35～0.400.40～0.450.35～0.400.40～0.45清潔潮濕運行0.100.350.350.35～0.40污濁的濕態(tài)（泥漿、粘）0.05～0.100.25～0.300.200.35表2-8歐拉系數e圍包角/（°）摩擦因數μ0.000.250.300.350.400.450.501701.161.351.561.812.102.442.823.283.804.411901.181.391.641.942.292.703.183.754.145.252001.191.421.692.012.402.853.404.044.825.732051.201.431.712.052.452.923.504.185.005.98由式（2-3-1）得F≥F=54268×=22611.7N二、各特性點張力計算根據不打滑條件，傳動滾筒上2點最小張力F=26762N。F=K（F＋2F）（2-3-2）式中K—改向滾筒阻力系數，包括輸送帶彎曲和滾筒軸承阻力因素，當輸送帶在改向滾筒上的圍包角φ=45°時，K≈1.02；φ=90°時，K≈1.03；φ=180°時，K≈1.04。取K=1.03，忽略頭部清掃器阻力F。F=1.03×26762=27564.9N忽略頭部清掃器阻力F，計算回程分支主要阻力F,F=F。F=F=F+fLg（ｑ＋ｑ）＝27546.9+0.03×55.65×9.81×（7.28+15.2）27602.3NF=1.03×22602.3=28430.3NF=1.04×28430.3=29283.3N﹥F=26762N由F=26762N，可得穩(wěn)定運行情況下的最大張力F。F=F+F=26762+36178.6=62940.6N第四節(jié)傳動滾筒、改向滾筒張力、帶式輸送機拉緊力及輸送帶層數計算一、傳動滾筒合張力F計算F=F+2F=54268+2×26762=107.8kN由F=107.8kN，初選傳動滾筒D=1000mm，許用合力210kN，許用扭矩40kNm。改向滾筒合張力F計算F=F+F=28430.3+29283.3=57713.6N三、帶式輸送機拉緊力計算拉緊力FF=2F=2×58566.6=58.6kN四、輸送帶層數計算輸送帶層數ZZ=（2-4-1）經查表2-9，安全系數n=10，查表2-7，折斷強度=200。表2-9棉布芯輸送帶安全系數織物芯層數3～45～89～12n101112由式（2-4-1）得Z===2.24層取Z=3，與初選一致。帶式輸送機的驅動裝置及其它部件的選用驅動裝置的選用與設計帶式輸送機的負載是一種典型的恒轉矩負載，而且不可避免地要帶負荷起動和制動。電動機的起動特性與負載的起動要求不相適應在帶式輸送機上比較突出，為了保證必要的起動力矩，電機起動時的電流要比額定運行時的電流大6～7倍，要保證電動機不因電流的沖擊過熱而燒壞，電網不因大電流使電壓過分降低，這就要求電動機的起動要盡量快，即提高轉子的加速度，使起動過程不超過3～5s。驅動裝置是整個皮帶輸送機的動力來源，它由電動機、偶合器，減速器、聯軸器、傳動滾筒組成。驅動滾筒由一臺或兩臺電機通過各自的聯軸器、減速器、和鏈式聯軸器傳遞轉矩給傳動滾筒。由第二章第二節(jié)，驅動電機軸功率P=101.7kw，考慮到礦山的環(huán)境，應該選用Y系列防爆、封閉式電動機。由第二章第四節(jié)，D=1000mm，再根據B=1400mm查表，應該選用驅動裝置組合代號為100。驅動裝置圖號Q221100S（N）,驅動裝置架圖號J121076。表3-1驅動裝置各部件型號選用表組合號電動機功率，kw聯軸器或耦合器減速器制動器逆止器聯軸器或耦合器護罩制動器護罩總重kg裝配尺寸，mmAABChh100Y315-4132YOXⅡ500DCY400-200YWZ5-400DTⅡN-14YF-57WF-113183.932502154.5375595315450傳動滾筒的選用與設計1、傳動滾筒的概述傳動滾筒是傳遞動力的主要部件，它是依靠與輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶運行的部件。傳動滾筒根據承載能力分為輕型、中型和重型三種。同一種滾筒直徑又有幾種不同的軸徑和中心跨距供選用。2、傳動滾筒的選用（1）傳動滾筒最大扭矩M計算M==27.1kNm﹤40kNm初選型號滿足使用要求。（2）所選傳動滾筒參數筒徑D=1000mm，許用合力210kN，許用扭矩40kNm，軸承型號3536。第三節(jié)改向滾筒、托輥選用與設計改向滾筒用于改變輸送帶的運行方向或增加輸送帶與傳動滾筒間的圍包角。表3-2改向滾筒與傳動滾筒直徑匹配B傳動滾筒直徑≈180°尾部改向滾筒直徑≈180°頭部改向滾筒直徑≈90°改向滾筒直徑＜45°改向滾筒直徑140010008001000630500依據上表，再查改向滾筒參數表，改向滾筒參數，許用合力50kN，軸承型號3524。托輥概述及初選參數托輥是用于支承輸送帶及輸送帶上所承載的物料，保證輸送帶穩(wěn)定運行的裝置。在第二章第二節(jié)中由于計算需要初選參數如下：托輥輥徑Φ133mm,上托輥間距a=1.2m,下托輥間距a=3m，上托輥初選槽角為35°的緩沖托輥,輥長530mm,軸承4G306,下托輥初選平行下托輥,輥長1600mm,軸承4G305。校核輥子載荷（1）靜載荷計算承載分支P=ea（）g（3-3-1）式中P—承載分支托輥靜載荷，N；a—承載分支托輥間距，m；e—輥子載荷系數，查表3-3可得；V—帶速，m∕s；—每米長輸送帶質量，kg∕m；I—輸送能力，kg∕s。表3-3輥子載荷系數e托輥形式一節(jié)輥二節(jié)棍三節(jié)棍e10.630.8表3-4棍子承載能力輥子長度mm帶速m∕s軸承4G3054G306棍子直徑/mm16001081331081591.250.760.691.691.542.50.760.691.691.5450.760.691.691.54由式（3-3-1）得P=ea（）g=0.8×1.2×（）×9.81=1892.7N查表得，上托輥Φ133mm，輥長530mm，軸承4G306，承載能力5110N，滿足要求?；爻谭种=eag=1×3×15.2×9.81=447.3N查表3-4得，下托輥Φ133mm，輥長1600mm，軸承4G305，承載能力690N,滿足要求。（2）動載荷計算承載分支P=P（3-3-2）式中P—承載分支托輥動載荷，N;f—運行系數，查表3-5得；f—沖擊系數，查表3-6得；f—工況系數，查表3-7得；表3-5運行系數f運行條件，每天運行小時f﹤61.8≥6～91.6﹥9～161.1﹥161.2表3-6沖擊系數f物料粒度/mm帶速m∕s22.53.150～1001.001.001.00﹥100～1501.021.031.06﹥150～3001.041.061.11﹥150～3001.061.091.14﹥150～3001.201.321.37表3-7工況系數f工況條件正常工作維護條件有磨蝕或磨損性物料磨蝕性較高的物料f1.001.101.15由式（3-3-2）得P=P=1892.7×1.2×1.06×1.1=2648.3N﹤5110N回程分支P=Pff=447.3×1.2×1.1=590.4N﹤690N均滿足使用要求。第四節(jié)輸送帶及其接頭的選用一、輸送帶選用概述我國目前生產的輸送帶有以下幾種:尼龍分層輸送帶、塑料輸送帶、整體帶芯阻燃帶、鋼絲繩芯帶等。在輸送帶類型確定上應考慮如下因素：1、為延長輸送帶使用壽命，減小物料磨損，盡量選用橡膠貼面，其次為橡塑貼面和塑料貼面的輸送帶；2、在同等條件下優(yōu)先選擇分層帶，其次為整體帶芯和鋼絲繩芯帶；3、優(yōu)先選用尼龍、維尼龍帆布層帶。因在同樣抗拉強度下，上述材料比棉帆布帶體輕、帶薄、柔軟、成槽性好、耐水和耐腐蝕；4、覆蓋膠的厚度主要取決于被運物料的種類和特性，給料沖擊的大小、帶速與機長，輸送石炭石之類的礦石，可以加厚2mm表面橡膠層，以延長使用壽命。5、根據輸送帶工作條件，合力確定安全系數，經濟合理的選用輸送帶的帶芯材料和帶芯層數。綜合該機各類特性參數和技術特性，考慮到經濟性，且為固定用輸送機，為此初選輸送帶采用NN—200輸送帶，它既有良好的強度，又具有較好的防撕裂性能，是目前井下帶式輸送機一款經濟實用帶型?？梢猿踹x輸送帶如下：輸送帶型號：NN—200輸送帶帶寬：1400mm二、輸送帶接頭選用為了方便制造和搬運，輸送帶的長度一般制成100—200米，因此使用時必須根據需要進行連接。橡膠輸送帶的連接方法有機械接法與硫化膠接法兩種。硫化膠接法又分為熱硫化和冷硫化膠接法兩種。塑料輸送帶則有機械接法和塑化接法兩種。本次設計選用的是橡膠輸送帶，采用硫化接頭，硫化接頭是一種不可拆卸的接頭形式。它具有承受拉力大，使用壽命長，對滾筒表面不產生損害，接頭效率高達60%—95%的優(yōu)點，接頭工藝復雜是它唯一的缺點。第五節(jié)拉緊裝置的選用拉緊裝置的作用拉緊裝置是帶式輸送機必不可少的部件，具有以下四個主要作用:1、保證輸送帶在傳動滾筒的繞出端（即輸送帶與傳動滾筒的分離點）有足夠的張力，能使?jié)L筒與輸送帶之間產生必須的摩擦力，保證輸送帶不打滑；2、保證輸送帶的張力不低于一定值，以限制輸送帶在各支撐托輥間的垂度（GB/T17119－1997，規(guī)定：輸送帶下垂度為兩組托輥間距的1/100。而MT/T467－1996規(guī)定為1/50），避免撒料和增加運動阻力；3、補償輸送帶在運轉過程中產生的塑性伸長和過渡工況下彈性伸長的變化；4、當輸送帶損壞時，為輸送帶重新接頭提供必要的行程；5、補償輸送帶的塑性伸長和過渡工況下彈性伸縮的變化。拉緊裝置選用螺旋式拉緊裝置的結構簡單緊湊，但是拉緊力的大小不易掌握，工作過程中不能保持恒定。一般用于機長小于100m，功率較小的輸送機上，可按機長的選取拉緊行程。本次設計中，機長55.65m，由第二章第五節(jié)可知拉緊力F=58.6kN，根據表3.3，選用螺旋式拉緊裝置。表3-3螺旋拉緊裝置的最大拉緊力帶寬（mm）500650800100012001400最大拉緊力（kN）91624385475參考文獻[1]成大先.機械設計手冊（第五版），化學工業(yè)出版社，2008年4月版；[2]劉力.機械制圖（第三版），高等教育出版社，2004年7月版；[3]《運輸機械設計選用手冊》編輯委員會.運輸機械設計選用手冊，化學工業(yè)出版社，1999年1月版；[4]于勵民，仵自連.礦山固定設備選型使用手冊（下冊），煤炭工業(yè)出版社，2006年9月版；[5]毛君.煤礦固定機械及運輸設備，煤炭工業(yè)出版社，2006年9月版；[6]馬新民.礦山機械，中國礦業(yè)大學出版社，2005年2月版；[7]水利部，電力工業(yè)部.工程機械使用手冊（上冊）水利電力出版社，1983年8月版；[8]洪曉華等.礦井運輸提升，中國礦業(yè)大學出版社，2005年6月版；[9]王榮祥.礦山工程設備技術，冶金出版社，2005年4月版；[10]張健榮.機電產品學參考資料，物資出版社，1984年10月版；[11]陳維健等.礦井運輸與提升設備，中國礦業(yè)大學出版社，2007年04月版；[12]鄔伯翔.工程師通用手冊，江蘇科學技術出版社，1989年6月版；[13]謝錫純等.礦山機械與設備，中國礦業(yè)大學出版社，2004年04月版；[14]王鷹，呂建行.起重輸送機械圖冊，機械工業(yè)出版社，1991年06月版；致謝在畢業(yè)設計即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到畢業(yè)設計的順利完成，有多少可敬的師長、同學給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！經過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設計已經接近尾聲，作為一名專科生，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有老師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。在這里首先要感謝我的指導老師。老師平日里工作繁忙，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從查閱資料到設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設計較為復雜煩瑣，但是老師仍然細心地糾正圖紙中的錯誤。除了敬佩老師的專業(yè)水平外，他嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他們循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。其次要感謝我的同學對我無私的幫助，正因為如此我才能順利的完成設計，我要感謝我的母校，是母校給我們提供了優(yōu)良的學習環(huán)境；另外，我還要感謝那些曾給我授過課的每一位老師，是你們教會我專業(yè)知識。在此，我再道一聲謝謝！最后，衷心的祝愿老師、同學們工作順利，萬事如意！基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構件開發(fā)的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數據采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設計與實現基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網絡的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數據存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現基于AT89S52單片機的通用數據采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統(tǒng)的網絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設計與研究基于單片機的模糊控制器