斗輪堆取料機皮帶輸送機設計

目錄

1引言（或緒論）..........................................................1

1.1人造大理石生產線研究的歷史和現狀.....................................1

1.2人造大理石輸送部分難點................................................I

2總體設計方案的制定......................................................2

2.1大埋石成產線布局圖...................................................2

2.2功能劃分.............................................................2

2.3各部分功能分析......................................................2

3推桿設計.............................................................4

3.1推桿實體結構圖........................................................4

3.2推桿選型與設計.......................................................5

3.3氣動元件選型與設計.....................................................8

3.4控制系統選型與設計..................................................10

4輸送機設計.............................................................li

4.1帶式輸送機概述.......................................................11

4.2帶寬利帶速的確定.....................................................13

4.3圓周驅動力的計算....................................................14

4.4傳動功率計算.........................................................17

4.5輸送帶張力計算........................................................18

4.6傳動滾筒最大扭矩計算................................................19

4.7繩芯輸送帶強度校核計算...............................................19

4.8驅動裝置的選型與設計..................................................19

4.9聯軸器選型..........................................................21

4.10帶式輸送機部件的選型與設計..........................................21

5升降機設計...........................................................25

5.1升降機原理...........................................................25

5.2剪叉式升降機機械結構選型與設計......................................26

5.3電動推桿的選型......................................................28

5.4機械部分的選型與設計.................................................28

5.5結果核算和受力校核...................................................30

結論....................................................................31

參考文獻.................................................................32

致謝......................................................................33

1引言（或緒論）

隨著國民經濟的發展，需要對一些散料進行裝卸，如熱力發電廠需要把儲料場的燃

料一一煤取走，進行磨碎、噴燒；大型港口需要把運送來的某些散料，如礦石、煤炭等

裝船、卸船；斗輪挖掘機等采挖的礦物和廢棄物要運到儲存場或排到排土場等。

運輸機又稱帶式輸送機,是一種連續運輸機械,也是一種通用機械。皮帶運輸機被廣

泛應用在港口、電廠、鋼鐵企業、水泥、糧食以及輕工業的生產線。即可以運送散狀物

料,也可以運送成件物品，堆取料機,堆料機,取料機,皮帶機,發電等。

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

行業的發展和效益，因此研究帶式輸送機對煤礦行業和其他一些輸送類的行業有著非常

重要的意義。帶式輸送機的工作環境一般情況下都比較惡劣，對帶式輸送機的性能要求

也很高，在研究的同時.，對其性能進行分析與提高也式目前輸送行業中不可缺少的重要

部分。在本次設計中的帶式輸送機采用了全封閉式結構，對帶式輸送機的工作環境惡劣

的方面進行了些改進。

帶式輸送機制造以其優質、高效、工藝適應性廣的技術特色，深受制造業的重視，

在煤礦、工程運輸等高技術領域及機械制造、煤礦開采、汽車制造等產業部門一直有著

廣泛的應用。近些年，帶式輸送機又在其他一些產業部門表現出具有巨大的潛力和廣闊

的市場應用前景。

斗輪堆取料機的皮帶輸送機構包括臂架皮帶機部分和尾車皮帶機部分。

帶式輸送機在當今社會應用日益廣泛，當然一個產品也需要不斷的研發和更新，才

能永保活力。堆取料機之所以工作效率高，是因為廣泛使用了帶式輸送機。

帶式輸送機是連續運輸機械中效率最高，使用最普遍的一種機型，它既是承載構件,

又是牽引構件，依靠輸送帶及滾筒之間的摩擦力平穩地進行驅動。

懸臂式堆取料機的帶式輸送機應該能夠正、反運行，并可滿負荷啟動。

帶式輸送機的特點：1輸送物料種類廣泛。

2輸送能力范圍寬。

3輸送線路的適應性強。

4靈活的裝卸料。

5可靠性強。

6安全性高。

7費用低。

1.1本課題國內外研究現狀和發展趨勢

1、國外發展概況

懸臂式斗輪堆取料機是由斗輪挖掘機演變而來的，是斗輪挖掘機發展過程中派生出來的一個分

支。世界上研究和開發斗輪挖掘機最早的國家是德國，其次是前蘇聯和前捷克斯洛伐克等。對于斗

輪挖掘機的研究始于19世紀3()年代，第一臺斗輪挖掘機于19世紀80年代問世，真正投入實際應

用是在20世紀初。世界上第一臺投入實際采礦使用的斗輪挖掘磯是1916年，在比特費爾德附近的

德國貝格威茨褐煤露天礦進行上向開采和剝離，這是第一臺在煤礦使用的軌道行走式斗輪堆取料機。

1919年生產出了第一臺履帶行走式斗輪挖掘機，它采用柴油發動機，該機只能挖取堆放的散料。這

可以說是斗輪挖掘機發展過程口的一個里程碑，標志著斗輪挖掘機進入了實際應用階段。這期間，

研究人員解決了動力驅動、輸送帶、斗輪向帶式輸送機上輸送物料等關鍵問題，研制了軌道式行走

機構和履帶式行走機構。這些研究成果經不斷完善，一直沿用至今，成為斗輪挖掘機不可缺少的組

成部分。

圖I

普通型斗輪挖掘機

20世紀50年代是斗輪挖掘機的有?個新的發展階段。

到20世紀70年代，斗輪挖掘機的各組成部分結構形成的發展和改進已近成熟。日生產能尢超

過20萬立方米的巨型斗輪挖掘機的問世，標志著斗輪挖掘機進入了現代斗輪挖掘機的發展時期。德

國克虜伯公司于1977年研究開發的、迄今為止最大的SchRs6300/(9-17).51型斗輪挖掘機，目前仍工

作在德國萊茵褐煤公司的露天獷上。世界上最大的斗輪堆取料機由奧地利的奧鋼聯公司制造，2002

年使用在澳大利亞活勒塔港。

圖3世界上最大的斗輪挖掘機

2、國內發展概況

國內對斗輪挖掘機的研究起步較晚，I960年，從國外引進的第?批斗輪挖掘機是我國對斗輪式

機械的性用，研究和開發工作的開始。最早的斗輪堆取料機設計可以追溯到1966年。當時國內部分

鋼廠、碼頭急需使用此類設備。為滿足當時的社會需要，開發了我國第一代的斗輪堆取料機，經過

數1年的努力，我國已經生產了數以百計的斗輪堆取料機，堆取料能力在300~6000Uh范圍內，達標

志著我國也具有制造大型散料輸送機械的能力。

進入20世紀80年代，隨著電力工業和鋼鐵工業的發展，對斗輪堆取料機的生產能力的要求也

不斷地增加，“七五”期間，國內從德國的M.A.N公司引進了一套生產能力為60001/h的斗輪取料機

成套設備，這是國內的、生產能力最大的機型。同時堆取料機在電力部門的使用數量有很大提高，

并且在港口上的使用量劇增。寶鋼的原料碼頭、秦皇島港、連云港、北侖港、西基港、煙臺港、天

津港、大連港等相繼?大批港口增設了散料碼頭，用于煤炭或礦石的轉運。

20世紀90年代，國內斗輪堆取料機的事業向著數量更多、應用更廣的方向發展。在鋼鐵企業、

電力企業、各大港口幾乎都可以看到斗輪堆取料機的應用。在港口，人們已經把斗輪堆取料機當做

一種港口集機械。

經過幾十年的發展，我國的斗輪堆取料機研制水平取得了較大提高，但同發達國家相比，仍存

在明顯差距，其控制技術僅限于基于可編程控制器（PLC）為核心的單機控制，作業水平也僅限于單

機手動方式。

近幾年里，國內斗輪堆取料機的發展相當迅速，研制水平也取得了較大的提高，國內在引進國

外產品的基礎上，能夠生產帶有半自動微機程控系統的機型。此外，在控制方面也在積極研究將新

的故障診斷技術、控制技術、計算機通信和處理技術應用到斗輪堆取料機中。隨著鋼鐵企業、港口、

電廠的煤炭和礦石的料場不斷熠加，原材料、能源的發展也給其發展提供了良好的市場環境。市場

的增加，激發了國內許多制造業企業對裝備研發和創新的信心，提高了國內企業自主設計制造大型

裝備的能力，國內堆取料機的發展將向更高一級的產品質量和設計水平邁進。

3、發展方向

懸臂式斗輪堆取料機需要開展的研究工作：

⑴分析斗輪堆取料機變幅裝置的結構形式并進行多剛體系統模型簡化，建立運動學約束方程、

驅動方程和動力學方程，進行運動學特性仿真軟件和動力學特征仿真軟件的開發等工作。

⑵對運動仿真在變幅裝置運動瞬時應力場分析建模和“?算中的應用進行研究：將運動仿真和有

限元法相結合，研究變幅裝置在不同工位的動態性能變化規律。

在過去的40年，發達國家斗輪堆取料機技術的發展，極大地促進了散料輸送工業的發展。近

年來，自動化和信息技術又推匆了該產業的發展。其發展方向：

①理論生產率向大型化發展。

②各國都在使斗輪堆取料機的生產系列化、基礎部件通用化。系列化的好處之一是可保證某些

零配件，如鏟斗、履帶板、驅動輪等通用化、標準化，使顧客更方便地在市場上買到現貨。基礎部

件的通用化、模塊化，促使設計組合化，加上AuloCAD的使用，縮短了設計周期，并提高設計質量,

以適應市場快速反應機制的要求。

③自動化、半自動化。目前，國產斗輪堆取料機已逐步由手動過渡到半自動化，機、電、液的

整體水平較往日有了很大的提高和進步。但要實現全自動化，由中央集控室集中控制，實施機上無

人操作尚需進一步努力。

④采用現代設計方法和設計手段，優化結構組合，在保證生產能力的前提下，盡量減輕整機重

量，提高設備的可靠程度。

國外帶式輸送機技術的發展很快，其主要表現在2個方面：

?方面是帶式輸送機的功能多元化、應用范圍擴大化，如高傾角帶輸送機、管狀帶式輸送機、

空間轉彎帶式輸送機等各種機型；另一方面是帶式輸送機本身的技術與裝備有了巨大的發展，尤其

是長距離、大運量、高帶速等大型帶式輸送機已成為發展的主要方向，其核心技術是開發應用于了

帶式輸送機動態分析與監控技大，提高了帶式輸送機的運行性能和可靠性。目前，在煤礦井下使用

的帶式輸送機已達到表1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。

2、應用動態分析技術和機電一體化。

3、輸送系統設備的通用性、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。

表I國外帶式輸送機的主要技術指標

Tab.IThemaintechnicalparametersofbeltconveyerinoverseas

主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/m6000-7500>6000

帶速〃'4.5?64?7,最高達10

輸送量“為一’3500-50004000-5000

驅動功率/kW1500?40003500-7000,最大達15000

我國生產制造的帶式輸送機的品種、類型較多。在“八五”期間，通過國家一條龍“日產萬噸

綜采設備”項目的實施，帶式輸送機的技術水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸

送機的關鍵技術研究和新產呂開發都取得了很大的進步。如大領角長距離帶式輸送機成套設備、高

產高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機等均填補了國內空白，并對帶式輸送機的減低關鍵技術及其主

要元部件進行了理論研究和產品開發，研制成功了多種軟起動和制動裝置以及以PLC為核心的可編

程電控裝置統采用調速型液力偶合器和行星齒輪減速器。目前，我國煤礦井下用帶式輸送機的主要

技術特征指標如表2所示

表2國內帶式輸送機的主要技術指標

Tab.2ThemaintechnicalparametersofthebeltconveyerChina

主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/m2000~3000>3000

帶速/〃〃廠3.5?44?5,最高達8

輸送量〃./7T2500-30003000-4000

驅動功率/kW1200-20001500-3000.最大達10000

1.2帶式輸送機的分類

帶式輸送機分類方法有多種，按運輸物料的輸送帶結構可分成兩類，一類是普通型帶式輸送機，這

類帶式愉送機在輸送帶運輸物料的過程中，上帶呈槽形，卜帶呈平形，輸送帶有托推托起，輸送帶

外表幾何形狀均為平面：另外一類是特種結構的帶式輸送機，各有各的輸送特點。其簡介如卜：

7DII型固定式帶式輸送機

QD80輕型固定式帶式輸送機

普通型

OX型鋼繩芯帶式輸送機

U型帶式輸送機

管形帶式輸送機

帶式輸送機

氣墊檸式輸送機

波狀擋邊帶式輸送機

特種結構型

鋼繩商引帶式輸送機

壓帶式帶式輸送機

其他類型

1.3各類帶式輸送機的特點

（1）QD80輕型固定式帶輸送機QD80輕型固定式帶輸送機與TDH型相比，其帶較薄、載荷也

較輕,運距?般不超過ICOm,電機容量不超過22k-

（2）OX型鋼繩芯帶式輸送機它屬于高強度帶式輸送機，其輸送帶的帶芯中有平行的細

鋼繩，一臺運輸機運距可達幾公里到幾十公里。

（3）U形帶式輸送機它又稱為槽形帶式輸送機，其明顯特點是將普通帶式輸送機的槽形托根

角由30°~45°提高到90”使輸送帶成U形。這樣一來輸送帶與物料間產生擠壓，導致物料對

膠帶的摩擦力增大，從而輸送機的運輸傾角可達25°。

（4）管形帶式輸送機U形帶式輸送帶進一步的成槽，最后形成一個圓管狀，即為管形帶式輸

送機，因為輸送帶被卷成一個圓管，故可以實現閉密輸送物料，可明顯減輕粉狀物料對環境的

污染，并且可以實現彎曲運行。

（5）氣墊式帶輸送機其輸送帶不是運行在托輯上的，而是在空氣膜（氣墊）上運行，省去了

托犍，用不動的帶有氣孔狗氣室盤形槽和氣室取代了運行的托輯，運動部件的減少，總的等效

質量減少，阻力減小，效率提高，并且運行平穩，可提高昔速。但一般其運送物料的塊度不超

過300nuno增大物流斷面的方法除了用托根把輸送帶強壓成槽形外，也可以改變輸送帶本身，

把輸送帶的運載而做成垂直邊的，并且帶有橫隔板。一般把垂直側擋邊作成波狀，故稱為波狀

帶式輸送機，這種機型適用于大傾角，傾角在30°以上，最大可達90°。

（6）壓帶式帶輸送機它是用一條輔助帶對物料施加壓力。這種輸送機的主要優點是：輸送

物料的最大傾角可達90。，運行速度可達6m/s,輸送能刀不隨傾角的變化而變化，可實現松

散物料和有毒物料的密閉諭送。其主要缺點是結構復雜、輸送帶的磨損增大和能耗較大。

（7）鋼繩牽引帶式輸送機它是無際繩運輸與帶式運輸相結合的產物，既具有鋼繩的高強度、

牽引靈活的特點，又具有帶式運輸的連續、柔性的優點。

2總體設計方案的制定

2.1、懸臂式斗輪堆取料機帶式輸送機設計原則和設計主要內容

帶式輸送機必須滿足斗輪堆取料機的最大生產能力，首先按最大生產能力確定輸送斷面枳和驅

動功率。設計時，還要考慮能夠承受短期尖峰產量的能力。設計內容包括：決定帶速：決定帶寬：

計算帶式輸送機運輸量：計算運行阻力：計算輸送帶張緊力：確定輸送帶張緊裝置的伸縮距離。

確定輸送線路的原則：輸送帶數量和轉折點的個數應盡量減至最少：避免使用短輸送帶；為了

提高輸送帶的疲勞壽命，雙滾筒盡量不用S形布置：張緊裝置應布置在輸送帶張力最小處：當水平

輸送機采用多電機分別啟動時，張緊裝置應放在先啟動的1號滾筒張力小的一側：輸送機盡可能布

置成線形。

輸送帶的選擇原則：最好采用鋼繩芯輸送帶，而不采用織物芯輸送帶。這是因為鋼繩芯輸送帶

延伸率低，僅需較小的張緊距離，因而張緊滾筒位置可以改變較短距離。皮帶應具有以下特性：

（1）耐磨，耐沖擊,酎拉扯，耐燃。

(2)寬度容許差1%。

(3)傳統皮帶最大延伸不得超過2%o

(4)黑色，防霉。

2.2、懸臂式斗輪堆取料機帶式輸送機構的基本組成

懸臂式輸送機主要由帶式輸送機驅動裝置，傳輸部分，清掃器，張緊裝置和各種保護裝置組成。

帶式輸送機傳輸部分有輸送帶，槽型托輯架及托混，改向滾筒等組成。落料段設有緩沖托根。

懸臂帶式輸送機滿足正，反轉運行，并可滿負荷啟動。

受料點設有倒料設施，帶式輸送機不撒料。輸送帶承料面和非承料面均設置清掃裝置。為保證

足夠的張力，防止清掃器刮壞輸送帶，輸送帶必須粘接后，要保證自然跑偏量小于50nlm。

因托里上有物料，粘接頭會促使輸送帶跑偏，所以要經常清掃。對轉動不靈或位置不當的托輯應進

行調整。不轉動托相應及時更換，采用合金橡膠清掃器。

在斗輪堆取料機前部靠近斗輪處的改向滾筒在取料工作狀態常常因撒料使部分物料落到I可程輸

送帶上使輸送帶損壞，降低了輸送帶的使用壽命。因此位置長度較短，避免物料落到回程輸送帶上

比較困難，使輸送帶在較短的時間就損壞，為解決這一問題可采用一種排渣滾筒來清除改向滾筒下

的物料，以提高輸送帶的使用壽命。

電動機通過聯軸器、減速器帶動傳動滾筒轉劭或其他驅動機構，借助于滾筒或其他驅動機構與

輸送帶之間的摩擦力，使輸送芍運動。帶式輸送機的驅動方式按驅動裝置可分為單點驅動方式和多

點驅動方式兩種。

單筒、單電動機驅動方式最簡單，在考慮驅動方式時應是首選方式。在大運量、長距離的鋼繩

芯膠帶輸送機中往往采用多電動機驅動。

普通型帶式輸送機的機身的上帶是用槽形托餛支掾，以增加物流斷面積，下帶為返回段(不承我

的空帶)一般下托轉為平托輯。帶式輸送機可用于水平、傾斜和垂直運輸。對于普通型帶式輸送機傾

斜向上運輸，其傾斜角不超過18°,向下運輸不超過15°。

輸送帶是帶式輸送機部件中最昂貴和最易磨損的部件。當輸送磨損性強的物料時，如鐵礦石等，

輸送帶的耐久性要顯著降低。

提高傳動裝置的牽引力可以從以下三個方面考慮：

(1)增大拉緊力。增加初張力可使輸送帶在傳動滾筒分離點的張力加增加，此法提高牽引力

雖然是可行的。但因增大5必須相應地增大輸送帶斷面，這樣導致傳動裝置的結構尺寸加大，

是不經濟的。故設計時不宜采用。但在運轉中由于運輸帶伸長，張力減小，造成牽引力下降，

可以利用拉緊裝置適當地蝌大初張力，從而增大加，以提高牽引力。

(2)增加圍包角4對需要牽引力較大的場合，可采用雙漆筒傳動，以增大圍包角。

(3)增大摩擦系數〃。其具體措施可在傳動滾筒上覆蓋摩擦系數較大的襯墊，以增大摩擦系數。

通過對上述傳動原理的闡述可以看出，增大圍包角a是增大牽引力的有效方法。故在傳動中擬

采用這種方法。

帶式輸送機常見典型的布置方式如下圖:

初步決定懸臂式斗輪堆取料機臂架皮帶輸送機選型方式如卜.圖:

三詳細設計

1.已知原始數據及工作條件

帶式輸送機的設計計算，應具有下列原始數據及工作條件的資料

(1)物料名稱和平均最大輸送能力。物料名稱包括煤炭、礦石等。

(2)物料的特性：

1)粒度大小、最大粒度和粒度組成情況。

2)所輸送的物料體積質量P

3)物料在輸送帶上的動堆積角a

4)物料的溫度、濕度、磨琢性、腐蝕性等。

(3)工作環境。露天、室內、干燥、潮濕、環境溫度和灰塵多少等。

(4)輸送機布置形式及有關尺寸。

(5)卸料點數目、位置及卸料方式。

(6)給料點數目、位置及導料槽長度。

(7)輸送成件物品時。成件物品單位質量和外形尺寸。

2.原始參數和工作條件

(1)輸送物料：煤

(2)物料特性：1)塊度：0?300mm

2)散裝密度：0.90t/m3

3)在輸送帶上堆積角：P=20°

4)物料溫度：＜50℃

(3)工作環境：室外

(4)輸送系統及相關尺寸：(1)運距：300m

(2)傾斜角：3=0°

3.帶速的確定

帶速選擇原則：

(1)輸送量大、輸送帶較寬時，應選擇較高的帶速。

(2)較長的水平輸送機，應選擇較高的帶速；輸送機頑角愈大，輸送距離愈短，則帶

速應愈低。

(3)物料易滾動、粒度大、磨琢性強的，或容易揚塵的以及環境衛生條件要求較高的,

宜選用較低帶速。

(4)一般用于給了或輸送粉塵量大時，帶速可取0.8m/s~lm/s；或根據物料特性和工

藝要求決定。

(5)人工配料稱重時，帶速不應大于1.25m/s。

(6)采用犁式卸料器時，帶速不宜超過2.0m/s。

(7)采用卸料車時，帶速一般不宜超過2.5m/s；當輸送細碎物料或小塊料時，允許帶

速為3.速m/s。

(8)有計量秤時，帶速應按自動計量秤的要求決定。

(9)輸送成品物件時，帶速?般小于1.2bm/s。

帶速與帶寬、輸送能力、物料性質、塊度和輸送機的線路傾角有關.當輸送機向上運

輸時，傾角大，帶速應低；下運時，帶速更應低；水平運輸時，可選擇高帶速.帶速的確

定還應考慮輸送機卸料裝置類型，當采用犁式卸料車時，帶速不宜超過3.15m/s.

原煤的堆積密度為900kg/;

考慮工作條件取帶速為3.75m/s;

4.帶寬的確定

查閱《斗輪堆取料機》工程機械設計手冊，綜合工作環境，運輸能力，物料堆積密

度和帶速，選取帶寬B=1600mm

5.托輯的選型與設計

托輯用于支承輸送帶和輸送帶上.所承載的物料，使輸送帶穩定地運行。一臺輸送機

的托輯數量很多，托輯質量的好壞直接影響輸送機的運行。而且托輯的維修費用成為帶

式輸送機運營費用的重要組成部分。所以要求它能經久耐用，周圍的灰塵不進入軸承，

密封裝置必須很可靠，軸承能得到很好的潤滑。這樣可使輸送機的運轉阻力小，節省能

源。

托輻有鋼托輻，塑料托輻等。鋼托輻多用無縫鋼管制成。托輻的直徑根據輸送帶寬

度的增加而增加，一般取為89-200。

為了提高生產率，輸送散粒物料的上托輻一般采用槽型托*昆組，結構如下圖。

其中人為槽角，多年來取20°。但現在許多企業已使用30°、35°、45°的托摳槽角。合理地

選用托輯槽角，可以使輸送帶的橫斷面積增大。如果槽角由20°增加到30°,則在同樣帶寬時可使

物料橫斷面積增大20%,運輸量可提高1%。目前在帶式輸送機中，大部分采用30°的槽角。

桿根間距的布冒應保證輸送帶在托輯間所產生的下垂度盡可能低小。輸送帶在桿輻間下垂百度

一般取為不超過托輯間距的2.5%。輸送機上托根的間距見下表：

市寬300-400500-650800-10001200-1400

松散物料的Wl.o1500140013001200

堆枳密度1-21400130012001100

P>2.01300120011001000

/t?nf(-3)

托輻密封結構的好壞直接影響托輻阻力系數的大小和托輯的壽命。托*昆的轉動阻力

不僅與速度、軸承及其密封有關，而且與潤滑脂的選擇也有很大關系。潤滑脂除起潤滑

作用外，還起密封作用。

6.張緊裝置

1螺桿式張緊裝置

由于它的行程受到限制，又不能自動保持恒張力，所以。一般只適用于長度較短、

功率較小的輸送機上。它的張緊行程按整機長度的戰選取。如下圖：

卜螺桿2-滾筒3-機架4-可移動的滾筒軸承座

2墜重式張緊裝九

它適用于輸送機長度較大、功率也較大的情況。由于它結構簡單可靠，因此可優先

選用。

垂直安裝的滾筒墜重式張緊裝置用于小車墜重式張緊裝置有困難的場合。它的缺點

是改向滾筒多，而且物料容易落入張緊滾筒之間，從而損壞輸送帶。

下圖為小車重錘式張緊裝置

1-重錘2-小車3-滑輪組4-絞車

7帶式輸送機的驅動裝置

帶式輸送機的驅動裝置一般由一個或多個驅動滾筒、減速器、聯軸器等組成。

為了適應輸送機滿載啟動，多選用JQ1、JQ2、JQ3系列電動機。這種電動機的啟動

力矩為額定力矩的1.8-2.0倍。對于功率大于lOOkw的輸送機，若采用JS型電動機，則

由于這種電動機啟動性能差，需要配備粉末聯軸器。

為了傳遞必要的牽引力，輸送帶與滾筒之間必須有足夠的摩擦力。要提高牽引力，

可以增加松邊張力，摩擦系數和圍包角。當增加松邊張力時，輸送帶的強度必須提高，

這樣會增加輸送機的造價。因此設計驅動裝置時，多采用增加摩擦系數和圍包角的方法

來保證獲得必要的牽引力。

采用單滾筒驅動時，圍包角可達210。-230°。另外可采用膠面滾筒以提高摩擦系

數。

4輸送機設計

4.2帶寬和帶速的確定

4.2.1帶寬的確定

B>2a+2(X)式中B——帶寬加，a——最大粒度，皿。(4.2-1)

輸送帶寬度應由載托*昆槽角，物料的堆積角配合物料堆積的橫斷面積進行選型計算,

再由公式(4.2T)進行核算，但本設計輸送物品為成品大理石，成品大理石下邊有

托架和玻璃板，而且是單件輸送，無法計算粒度和無聊燃積的橫斷面積。故先取帶寬

B=500mmo

4.2.2帶速選擇原則

(1)輸送量大、輸送帶較寬時，應選擇較高的帶速［6］。

(2)較長的水平輸送機，應選擇較高的帶速；輸送機傾角愈大，輸送距離愈短，則帶

速應愈低［6］。

(3)物料易滾動、粒度大、磨琢性強的，或容易揚塵的以及環境衛生條件要求較高的,

宜選用較低帶速。

(4)一般用于給了或輸送粉塵量大時，帶速可取0.8m/s~lm/s；或根據物料特性和工

藝要求決定。

(5)人工配料稱重時，帶速不應大于1.25m/s。

(6)采用犁式卸料器時，帶速不宜超過2.0m/s。

(7)采用卸料車時，帶速一般不宜超過2.5m/s；當輸送細碎物料或小塊料時，允許

帶速為4.15m/so

(8)有計量秤時，帶速應按自動計量秤的要求決定。

(9)輸送成品物件時，帶速一般小于1.25m/s［6］o

故本輸送機是運輸成品的大理石，屬于成品物件，而且要求穩定運輸，由上原則可

知帶速不超過1.25m/so此處先取帶速0.25m/s.

4.3圓周驅動力的計算

4.3.1圓周驅動力計算公式

傳動滾筒上所需圓周驅動力拓為輸送機所有阻力之和，可用式(4.3T)計算：

e=6/+￡丫+吊?+吊2+Fsi(4.3-2)

式中心一一主要輸送阻力，N；

卜N——單獨部件的附加阻力，N；

---輸送載荷的傾斜阻力，N；

用2一—特種附加阻力，N；

紜----傾斜阻力，No

五種阻力中，弓、外是所有輸送機都有的，其他三類阻力，根據輸送機側型及附

件裝設情況定，由設計者選擇［7］。

對機長大于80nl的帶式輸送機，附加阻力&明顯的小于主要阻力，可用簡便的方式

進行計算，不會出現嚴重錯誤。為此引入系數C作簡化計算，取C=2,則公式變為下面

的形式：

=CFH+Fs\+Fsz+F&(4.3-3)

4.3.2主要阻力計算

輸送機的主要阻力即是物料及輸送帶移動和承載分支及回程分支托程旋轉所產生

阻力的總和。可用式(2.4-4)計算：

F

H=幾+QRU+(2%+%)cosb］(43,4)

式中/——模擬摩擦系數，根據工作條件及制造安裝水平決定，一般可按表查取。

L一一輸送機長度(頭尾滾筒中心距)，m；

g——重力加速度；

帶寬為500m查機械設計手冊選定托轉直徑89mm,型號：DTIIGP1107,上托輻間距

al=400mm,下托輯間距a2=600mm,重量/kg:11.6kg,槽角均為0°

外。一一承載分支托輻組每米長度旋轉部分重量，kg/m,用式(4.3-5)計算

QRO=~GL

%(4.3-5)

其中a——承載分支每組托根旋轉部分重量，kg；

“。一一承載分支托輯間距，m；

托一已經選好,知a=u.6kg

計算：=—=^7=28.5kg/m

a..0.4

QRU回程分支托短組每米長度旋轉部分質量，kg/m,用式(4.3-6)計算:

夕KU

%(4.3-6)

其中G?一一回程分支每組托短旋轉部分質量

%——回程分支托輻間距，m；

G2=10.4kg

計算：/d=5=l°?4/0.6=17.3kg/m

%——每米長度輸送物料質量

%=^=134.3kg/m

1?J

彘一一每米長度輸送帶質量，kg/m,彘=5.02kg/m

FH="BEO+QRU十+C1G)cosM

=0.02X5X9.8X[28.5+10.4+(2X5.02+134.3)Xcos0°]=178.6N

/運行阻力系數f值應根據表選取。取/=0.02。

表4-2阻力系數f

輸送機工況/

工作條件和設備質量良好，帶速低，物料內摩擦較0.02-0.023

小

工作條件和設備質量一般，帶速較高，物料內摩擦0.025-0.030

較大

工作條件惡劣、多塵低溫、濕度大，設備質量較差，0.035-0.045

托輻成槽角大于35°

4.3.3主要特種阻力計算

主要特種阻力5包括托較前傾的摩擦阻力乃和被輸送物料與導料槽攔板間的摩擦

阻力時兩部分，按式(4.4-7)計算：

(4.3-7)

一按式(2.4-8)或式(4.4-9)計算:

三個等長輯子的前傾上托輯時

入=①B+%)gcosbsine

CjioL(4.3-8)

二輻式前傾下托短時

F：=cosAcos6sins

(4.3-9)

本輸送機沒有主要特種阻力Fsi,即％=°

4.3.4附加特種阻力計算

輸送機沒有主要特種阻力總2,即吊2=0

4.3.5傾斜阻力計算

傾斜阻力按下式計算：危

一(4.3-10)

式中：囚為是本輸送機水平運輸，所有H=0

七二%8”二0

由式(2.4-2)外=°產〃+舄+&+&

=2xl78.6+0+0+0=357.2N

4.4傳動功率計算

4.4.1傳動軸功率計算

傳動滾筒軸功率(尸八)按式(4.4-1)計算：

P/，“

A1000(4.4-1)

4.4.2電動機功率計算

電動機功率斗，按式(4.4-2)計算：

PM二工

777(4.4-2)

式中〃一一傳動效率，一般在0.85~0.95之間選取;

7——聯軸器效率;

每個機械式聯軸器效率：7=0.98

液力耦合器器：7=0.96；

%一—減速器傳動效率，按每級齒輪傳動效率.為0.98計算;

二級減速機：電二0.98X0.98=0.96

三級減速機：%=0.98X0.98X0.98=0.94

〃一一電壓降系數，一股取0.90~0.95。

d一一多電機功率不平衡系數，一般取力=。.90~0.95,單驅動時，77"=1。

根據計算出的幾值，查電動機型譜，按就大不就小原則選定電動機功率［8］。速度

V=0.25m/s

由式(44-1)2=357.2x0.25/1000=0.089AV

________0.089

住I式(4.4-2)P.==0.2KW

0.98x(0.98x0.98)295x1

4.5輸送帶張力計算

輸送帶張力在整個長度上是變化的，影響因素很多，為保證輸送機上午正常運行，

輸送帶張力必須滿足以下兩個條件：

（1）在任何負載情況下，作用在輸送帶上的張力應使得全部傳動滾筒上的圓周力是

通過摩擦傳遞到輸送帶上，而輸送帶與滾筒間應保證不打滑；

（2）作用在輸送帶上的張力應足夠人，使輸送帶在兩組托輻間的垂度小于一定值。

4.5.1輸送帶不打滑條件校核

圓周驅動力《通過摩擦傳遞到輸送帶上（見圖4-2；

Iv

圖4-2作用于輸送帶的張力

如圖4-2所示，輸送帶在傳動滾簡松邊的最小張力應滿足要求:

2C'niax（4511）

傳動滾筒傳遞的最大圓周力七x=（忻L動載荷系數￡=L2~L7；對慣性小、起

制動平穩的輸送機可取較小值；否則，就應取較大值。取儲=1.2

則由式弓皿,=1.2x3572=428.64N

表4-3傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數

傳動淀筒和椽皎帶之間的摩擦系數

帚人字形溝槽的聚氨區酸

運行宗件元滑便再的何源府帶入字形河槽的海聯福面脂覆蓋面帝人手形河播的陶交fE越位

干態運行0.3&-0.40.4—0.450.35-0.40.4~0.45

港沽祖*（有水）運行0.10.350.350.35—0.4

口泊海羽態（界+）運行0.05^0.10.25-0.310.20.35

該設計取〃=0.35：9=470。對常用C=」一=0.67

產一1

S/min>CF=0.67x428.64=287.68N<F

故摩擦條件滿足。輸送帶不會打滑。

4.6傳動滾筒最大扭矩計算

單驅動時,傳動滾筒的最大扭矩加皿按式（4.7.1）計算:

F?D

M=」一

皿2000(4.6.1)

式中D---傳動滾筒的直徑（mm）。

雙驅動時，傳動滾筒的最大扭矩”儂按式（4.7.2）計算:

Mmax=428.64x0.5/2=0.107KN/m(4.6.2)

初選傳動滾筒直徑為500nun,則傳動滾筒的最大扭矩為:0.107KN/O1

4.7繩芯輸送帶強度校核計算

繩芯要求的縱向拉伸強度Gx按式（4.97）計算;

5%(4.7-1)

式中“一一靜安全系數，一般〃|二7~10。運行條件好，傾角好，強度低取小值；反之,

取大值。

輸送帶的最大張力工“=428.64N

■選為7,由式(4.7-1)

Gx=428.64*7/500=6N/nim

可選輸送帶為NNTOO,帶寬500mm,三層尼龍布，即滿足要求.

4.8驅動裝置的選型與設計

4.8.1輸出轉速的確定

己知輸送帶寬為500〃〃耳，查《運輸機械選用設計手冊》表2—77選取傳動滾筒的直

徑D為500〃〃〃，則工作轉速為：

60P60X025

NW==：=9.55”min

江D3.14x0.5

所需功率為0.2KK,最大扭矩107N/m由于轉速低，功率小，若用普通三相電機配合

減速器，減速比太大，減速器成本太高，故選用效率小可實現大轉速的減速電機。

4.8.2減速電機的選型

減速電機特點：

1、同軸式斜齒輪減速電機結構緊湊,體積小,造型美觀,承受過載能力強。

2、傳動比分級精細,選擇范圍廣,轉速型譜寬,范圍1=2-28800。

3、能耗低，性能優越,減速器效率高達百分之九十六,振動小，噪音低。

4、通用性強,是用維護方便,維護成本低,特別是生產線，只需備用內部幾個傳動件即

可保證整線正常生產的維修保養。

5、采用新型密封裝置，保護性能好，對環境適應性強,可在有腐蝕、潮濕等惡劣環境

中連續工作。

6、本系列產品可批配普通Y系列、Y2系列、起重電機、防暴電機、制動電機、變

頻電機、直流電機、戶外型專用電機等各種電機，可通過裝置本公司MB型無級變速器組

成無級調速齒輪減速電機,滿足各種不同的用途。

減速電機分類：大功率齒輪減速電機、同軸式斜齒輪減速電機、平行軸斜齒輪減

速電機、螺旋錐齒輪減速電機、YCJ系列齒輪減速電機。速電機廣泛應用于冶金、礦口、

起重、運輸、水泥、建筑、化工、紡織、印染、制藥等各種通用機械設備的減速傳動機

構。

查看減速電機樣本，綜合考慮功率，減速比，輸出轉速，輸出轉矩等各項指標，選

定R107-Y2.2-4P-139.47-M1-1參數如下圖

沖出“傀"出!i蛭傳動比使網系H6取q

客SSS出盤””

rAnnMmihType

2.2KW

6?

2J

26

29

32

圖4-3R系列電機參數圖4-4R107外形尺寸圖

4.9聯軸器選型：

帶式輸送機一般選用彈性柱銷齒式聯軸器和梅花形彈性聯軸器，此處選擇彈性柱銷齒式

聯軸器，制造方便，價格便宜，耐久性好。

載荷計算：

電機輸出功率為2.2刖，減速電機輸出軸徑為70mm,額定轉速為970r/min,

輸送機所需轉矩l07N.m查機械設計第八版表14-1取6=L5

故幾=K4xT=l60.5N.m

型號選擇：從GB5015-2003中查的LZ5型彈性柱銷齒式聯軸器

公稱轉矩Tn/(N?m):4500許用轉矩[n]/(r/min):4000

軸孔直徑dl、d2:70軸孔長度L|Y型：142

軸孔長度L|J1型：107D:192

D1:120B:90

s:4質量川/kg:27.02

圖4-5LZ1型彈性柱銷齒式聯軸器

4.10帶式輸送機部件的選型與設計

4.10.1輸送帶

抗拉體材料：尼龍帆布輸送帶型號：NN-100

每層扯斷強度。/(N/mm):100每層厚度5/mm:1.0

每層重量m/(kg/m~2):1.02伸長率(定載荷)(%):1.5?2

帶寬范圍b/mm:500層數：3

覆蓋膠厚度Bl/mm|上：1.5/1.70覆蓋膠厚度6l/mm|下:1.5/1.70

4.10.2傳動滾筒

傳動滾筒長度的確定.查《運輸機械設計選用手冊》表2—39得:

其主要性能參數如表4-4所示：

表4-4傳動滾筒參數表

B許用扭矩許用合力D

mmkNmkNmm

50042.749500

轉動慣量重量

軸承型號軸承座型號

kgnrkg

軸承座SNK316

13165250

再查表《運輸設計選用手冊》2—40可得出滾筒長度為600〃?〃?。

或者由經驗公式：片=8+。00?2。。)麗

已知帶寬B=500〃〃〃，傳動滾筒直徑為500〃"〃，滾筒長度比膠帶寬略大，一般

取4=500+100=600〃〃〃與查表結果一致

傳動滾筒的直徑驗算

大量實驗表明，傳動滾筒的摩擦系數與膠帶和滾筒之間的單位壓力有較大關系，在單位

壓力較大的區域摩擦系數隨壓力的增大而減小，所以傳動滾筒的直徑應按平均壓力進行

驗算。

BDTrajLi

式中：

Ip]——膠帶與滾筒之間的平均壓力，對于織物芯，膠帶推薦不大于0.4N/mm3

B---帶寬，500mm

D---傳動滾筒直徑，500mm

a——膠帶在滾筒上的包角，235,

P——傳動滾筒的牽引力，357.2N

所以

360x357.2

[p]==0.002<0.4N/mm3

500x500x3.14x235x035

因此傳動滾筒直徑。合格。

4.10.3托輻

查機械設計手冊選定托轉直徑89mm,型號：DTHGP1107,上托根間距al=400mm,重

量/kg:11.61^下托輯間距&2=600【皿，重量/kg:10.4kg,槽角均為0

表4-5托輯技術規格表

托根直徑mm托輯軸徑mm軸承型號托根長度nun托根軸外伸

長mm

89204G20460014

托輻阻力系數主要由實驗來確定，見表4-6:

表4-6常用的托輯阻力系數已

工作條件平行托輯槽型托輯

室內清潔、干燥、無磨損性塵土0.0180.02

空氣濕度、溫度正常，有少量磨損性塵土0.0250.03

室外工作,有大量磨損性塵土0.0350.04

近年來,對于托輯阻力進行了許多理論與試驗的研究.研究結果表明，托輯的運行阻

力主要包括托輯的轉動阻力及擠壓阻力等.擠壓阻力乂包括物料碰擊阻力,輸送帶反復彎

曲阻力及壓陷滾動阻力[10].

托根的轉動阻力是由托輯軸承及其密封所產生的阻力，大小取決于托輯的結構.而擠

壓阻力則與輸送帶的張力的大小有關.

研究資料表明，轉動阻力與擠壓阻力相比，擠壓阻力要比轉動阻力大的多，而在擠壓

阻力中，壓陷滾筒阻力占比重最大，物料碰擊阻力與反復彎曲阻力隨著輸送帶張力增大而

降低[11].

410.4改向裝置

帶式輸送機采用改向滾筒或改向托輪組來改變輸送帶的運動方向。改向滾筒可用于

輸送帶180°、90°或＜45°的方向改變。一般布置在尾部的改向滾筒或垂直重錘式的張緊

滾筒使輸送帶改向180°,垂直重錘張緊裝置上方滾筒改向9。°,而改向45°以下一般用于

增加輸送帶與傳動滾筒間的圍包角。

改向滾筒直徑有250、315、400、500、630、800、1000mm等規格.選用時可與傳動

滾筒直徑匹配，改向180°時其直徑可比傳動滾筒直徑小一檔，改向90。或45。時可隨改向

角減小而適當取小1—2擋。本次設計采用1個直徑500mm的改向滾筒，改向180°,改

向托輪組是若干沿所需半徑弧線布置的支承托轉，它用在輸送帶彎曲的曲率半徑較大處,

或用在槽形托輯區段，使輸送帶在改向處仍能保持槽形橫斷面。輸送帶通過凸弧段時，

由于托輻槽角的影響，使輸送帶兩邊伸長率大于中心，為降低膠帶應力應使凸弧段曲率

半徑盡可能大.一般按織物芯帶伸長率為0.8%、鋼繩芯帶為0.2%計算[12].

表4-5改向滾筒參數表

B許用扭矩許用合力D

mmkNmkNmm

50030.21()500

轉動慣量重量

軸承型號軸承座型號

kg,Mkg

1310軸承座SNK3123135

4.10.5拉緊裝置

拉緊裝置的作用是：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，能使滾筒與輸送帶之間產生必須的摩擦力，防止輸送帶打滑；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較間的垂度，避免撒料和增加運

動阻力；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。

拉緊裝置包括螺旋式拉緊裝置，小車重錘式拉緊裝置，直式拉緊裝置，繩絞筒式拉

緊裝置［13］。本設計采用螺旋拉緊裝置，占地面積小，容易操作，制造簡單,

螺旋式拉緊裝置，拉緊滾筒的軸承座安裝在帶有螺母的滑動架上，滑動架可在尾架

的導軌上移動。它利用人力旋轉螺桿來調節輸送帶