帶式輸送機

- 1 - 摘 要 帶式輸送機可以廣泛應用于煤炭、冶金、電力、化工和食品加工等行業(yè)。根據畢業(yè)設計任務書的要求， 首先介紹了帶式輸送機的用途，主要機構，重點介紹了采用真空滾筒的帶式輸送機的真空滾筒的原理、結構和驅動性能的優(yōu)點。依據 任務書中的設計參數，對帶式輸送機進行選型設計，對真空滾筒進行結構設計。設計重點和難點是真空滾筒的結構設計。真空滾筒的設計是基于普通滾筒的基本尺寸，采用合 理 的真空度，提高 了 真空滾筒 與輸送帶之間 的粘著系數，使用在 帶式輸送機 上 ， 可以 改善滾筒的驅動性能。 關鍵詞： 帶式輸送機 真空滾筒 結構設計 分析計算 - II - Abstract Belt conveyor can be widely used in coal, metallurgy, electric power, chemical industry, food processing and so on. According to the request of the Graduation Thesis, firstly it introduces purpose of belt conveyor and main framwork, it emphases the theory and structure of vacuum roller of belt conveyor which uses vacuum roller and excellence of the drive capability. According to design parameter of the prospectus, it designs the type of the belt conveyor and structure of vacuum roller. The keystone and difficulty of the design is the structure design of vacuum roller. The design of vacuum roller is based on the basic dimension of common roller, using reasonable degree of vacuum, which advanced the coupling coefficient between vacuum roller and conveyer belt. When using this at belt conveyor, it can improve the drive capability of the roller. Keywords: belt conveyor vacuum roller structure design anacom - III - 目 錄 摘 要 I 第 1 章 概 述 1 1.1 帶式輸送機的用途及分類 1 1.1.1 帶式輸送機的用途 1 1.1.2 帶式輸送機的分類 1 1.2 帶式輸送機的概述 1 1.1.2 國內帶式輸送機技術發(fā)展現狀 1 1.1.2 國外帶式輸送機技術的發(fā)展現狀 2 1.1.2 帶式輸送機的發(fā)展趨勢 2 第 2 章 帶式輸送機的結構分析 3 2.1 帶式輸送機的結構分析 3 2.1.1 輸送帶 3 2.1.2 驅動裝 置 4 2.1.3 托輥與機架 7 2.1.4 張緊裝置 7 2.1.5 制動裝置 8 2.1.6 清掃裝置 8 第 3 章 帶式輸送機的選擇設計 10 3.1 輸送能力的計算 10 3.2 輸送機參數的確定 10 3.2.1 運行阻力的確定 10 3.2.2 帶張力的計算 11 3.2.3 驗算輸送帶的強度 13 3.2.4 裝載阻力的計算 13 3.2.5 彎曲段運行阻力的計算 14 3.3 電機功率的計算 14 第 4 章 真空滾筒的設計計算 15 4.1 真空滾筒的原理及結構 15 4.2 真空滾筒的分析計算 16 4.2.1 真空滾筒的結構設計 16 4.2.2 真空滾筒牽引力的計算 17 4.2.3 等效粘著系數的計算 18 - IV - 4.2.4 真空度的計算 18 4.3 真空滾筒驅動軸的設計 19 4.3.1 初步確 定軸的最小直徑 19 4.3.2 軸的結構設計 20 4.3.3 按扭矩校核軸的強度 20 4.4 配氣閥與卷筒之間的軸承 的選擇 22 4.4 配氣閥的密封 22 4.5 配氣閥的固定 22 4.6 配氣閥的潤滑 23 第 5 章 帶式輸送機的運轉與維護 24 5.1 帶式輸送機的運轉 24 5.2 帶式輸送機的維護 24 5.3 輸送帶跑偏的調整 25 5.4 運轉維護中的幾個主要問題 25 第 6 章 帶式輸送機的跑偏 26 第 7 章 經濟性分析 36 結 論 37 參考文獻 38 致 謝 39 - 1 - 第 1 章 概 述 1.1 帶式輸送機的用途及分類 1.1.1 帶式輸送機的用途 帶式輸送機是以輸送帶兼作牽引和承載機構的連續(xù)運輸機械，主要用于輸送煤炭、礦石、沙石、谷物等散裝物料。其在連續(xù)裝卸條件下能實現連續(xù)運輸，所以生產率較高；另外帶式輸送機結構簡單，設備費用低；工作平穩(wěn)可靠、噪音小，輸送距離長，輸送量大，能源消耗少；同時可在輸送帶的任意位置加料或卸料，容易實現傾斜輸送，容易實現自動控制，被廣泛 的應用在煤炭，化工，食品等生產部門。 1.1.2 帶式輸送機的分類 普通帶式輸送機根據工作位置是否固定不變，可分為固定式帶式輸送機和移動式帶式輸送機；根據驅動電機和可否正、反轉 ， 可分為正轉 輸送帶 運輸機可逆式輸送機；另外也可以做成機架伸縮以改變輸送距離的可伸縮帶式輸送機等。 1.2 帶式輸送機的 概述 1.1.2 國內帶式輸送機技術發(fā)展現狀 80 年代末期以來 ,我國煤礦用帶式輸送機也有了很大的發(fā)展 ,對帶式輸送機關鍵技術的研究和新產品開發(fā)都取得了可喜的成果，輸送機產品系列不斷增多?，F如今，在我國國內發(fā)揮主 要作用的帶式輸送機主要是以下幾種： 強力帶式輸送機；可伸縮帶式輸送機；下運式帶式輸送機；大傾角上下運帶式輸送機；花紋狀帶式輸送機；管狀帶式輸送機；波紋擋邊帶式輸送機；壓帶式帶式輸送機。 與國外相比 ,其機型一般都偏小 ,特別是帶速通常均不超過 4 / ,對高帶速輸送機及其動態(tài)設計與計算機監(jiān)控等關鍵技術問題尚缺乏實踐經驗 ,由于帶速普遍較低 ,許多設計單位仍延用以往的靜態(tài)設計法 ,用加大輸送帶安全系數的方法來提高設計的可靠性 ,其結果不僅增大了設備成本 ,而且降低了設備運行的可靠性。此外 ,我國輸送機制造企業(yè)追 求小而全模式 ,未能象國外一樣形成大規(guī)模的元部件專業(yè)生產廠或加工中心 ,致使元部件設計與制造水平得不到有效提高。 對于真空滾筒驅動的帶式輸送機的研究，研究人員曾先后制了幾臺樣機，并對真空滾筒牽動裝置進行了大量的理論和實驗研究，效果顯著，值得推廣。 - 2 - 1.1.2 國外帶式輸送機技術的發(fā)展現狀 國外帶式輸送機技術的發(fā)展主要表現在兩方面 :(1)帶式輸送機的功能多元化、應用范圍擴大化 ,如高傾角帶式輸送機、管狀帶式輸送機、空間轉彎帶式輸送機等各種機型； (2)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、 高帶速等大型輸送機已成為其發(fā)展的主要方向。目前 ,世界上單機運距最長達 30.4的帶式輸送機已在澳大利亞的鋁釩土礦投入使用；運輸量達到 37500t/ ,帶速為 7.4 /的一條大型帶式輸送機已應用于德國某露天煤礦。 在前蘇聯，采用真空滾筒驅動的帶式輸送機得到較廣泛的應用，并得到了較高的綜合經濟效益。在鉀礦中使用的長度為 400m 的 KJI3-500 型帶式輸送機的驅動裝置中，由于采用真空滾筒可以使用輸送帶的強度降低 25%，從而每臺帶式輸送機可以節(jié)省 3000 盧布。 1.1.2 帶式輸送機的發(fā)展趨勢 隨著我國煤炭 產量的提高以及雙高工作面的出現 ,特別是采掘設備生產能力的大幅度提高 ,帶式輸送機朝著長距離、大運量、大功率、高傾角、高速度方向發(fā)展。但我國現有的帶式輸送機技術難以完全滿足煤礦生產的需要 ,因此 ,近階段煤礦用帶式輸送機的主攻領域和研究方向有以下幾個方面：新型啟動技術；新型制動技術；輸送機自動張緊技術；順槽可伸縮帶式輸送機機尾快速自移技術；上下運大傾角輸送技術；運人技術等。 另外 ,提高輸送機托輥的使用壽命 ,改進密封、潤滑脂的性能、延長軸承工作期限；提高輸送機零部件的可靠性、安全性；優(yōu)化帶式輸送機以及輸送機起動動態(tài)分 析等等，也將有許多難題要解決。 對于采用真空滾筒的帶式輸送機設計，恰恰是為了滿足目前對大運量、長距離的大型帶式輸送機的需求。 真空滾筒能顯著的增加驅動裝置的牽引力。在輸送機 張緊裝置 拉緊力較小的情況下產生同樣牽引力時，可以降低輸送帶的最大張力，并降低其強度和成本，或者在相同輸送帶強度的情況下可增加輸送機的單機長度。使用真空滾筒驅動裝置可以保證輸送機啟動時不打滑，并可以采用機構簡單的剛性 張緊裝置 。 采用真空滾筒不需要改變輸送機牽引機構的結構，不需要破壞現有輸送機驅動裝置的結構，只需改變真空度即可平穩(wěn)的調節(jié)牽引能 力。上述優(yōu)點使它成為有效提高帶式輸送機驅動裝置牽引力的最有效的方法之一，也是其能得到廣泛應用的優(yōu)點。 - 3 - 第 2 章 帶式輸送機的結構分析 2.1 帶式輸送機的結構分析 帶式輸送機有多種類型，可以適應在不同的生產條件，但其基本組成部分相同，只是具體的機構有所不同 制動裝置 。帶式輸送機的主要部件機構： 輸送帶，托輥，機架，驅動裝置，張緊裝置， 清 掃裝置 ，制動裝置。 2.1.1 輸送帶 在帶式輸送機中，輸送帶是關鍵的一部分，表現在：輸送帶既是承載構件，又 牽引 構件 。所以輸送帶 不僅 要承載能力，還要有足夠的強度承載牽 引力。 輸送帶的壽命由輸送的物料和使用條件決定，對輸送帶的要求是： （ 1） 具有足夠的抗張強度和模量； （ 2） 強度和寬度要滿足各行各業(yè)的需要； （ 3） 要有柔性，但伸長率有一定的限制； （ 4） 承載帶的覆蓋膠能滿足沖擊負荷的沖擊和耐磨性好，耐疲勞性高。 由此可見，輸送帶的性能的好壞成為帶式輸送機最關鍵一步，對帶式輸送機的功能起著決定作用。 輸送帶 的結構最為容易，它由橡膠 或塑料 制成的覆蓋 層 ，包裹在帶芯骨架的上下兩面，用隔離層粘接物，將覆蓋 層 與 芯體 粘合在一起 。 （ a） (b) (c) 圖 2.1.1-1 輸送帶橫斷面 a 分層芯體 b 整體芯體 c 鋼絲繩芯體 普通輸送帶具有表面光滑、平坦的特點，從結構上可分為： - 4 - （ 1）覆蓋層。分為上膠層和下膠層，分面粘在 帶芯層的外面，由使用條件決定是否用耐油、耐磨、耐寒、耐熱、耐燃和耐臭氧的橡膠配方。 同時，材料還可以是塑料。鋼絲繩芯輸送帶的覆蓋層只有橡膠這一種材料。覆蓋層的厚度，按所運 物料的性質選定。一般用途的織物芯體輸送帶，承載面覆蓋層的厚度為3mm,非承載面厚度為 1mm。 （ 2） 芯體 。它是輸送帶的骨架，承受載荷的主題 。芯體的材料有織物和鋼絲繩兩大類?？椢镄倔w有多層帆布粘合的及整體編織的兩種。織物芯體的材料有棉、尼龍和聚酯，聚酯材料不僅扯斷強度高，伸長率較尼龍小。 整體編制芯體的輸送帶與多層粘合的相比 ，強度度相同時，整 體芯體的厚度小，柔性好，耐沖擊好，使用中不會發(fā)生層間剝裂。但 整體芯體的輸送帶伸長率較高需要較大的拉緊行程。 由于橡膠的彈性大，彈性模量教低、帶芯易在外力作用下產生變形，因此要用紡織材料或金屬材料做骨架 。要求其材料強度高、伸長率適當、耐曲撓、耐疲勞、耐熱好、 收濕性小和同橡膠結合性好。 （ 3）隔離層。用于粘接帶芯，視帶芯不同配方不同。 輸送帶限于輸送條件限制，廠家一般制成 100 米的帶段。所以在輸送機上的輸送帶多是由若干條帶段連接在一起的。連接方式有：機械法，硫化法，冷粘法。無論什么連接方式，其強度都低于整體輸 送帶的強度。在采用真空滾筒驅動的帶式輸送機，輸送帶的連接方式只能是硫化連接法，主要原因是由于真空滾筒的驅動原理造成的，真空室與外界的壓力差使得輸送帶緊緊貼在滾筒上，故必須保證輸送帶完整，沒有縫隙。 2.1.2 驅動裝置 一般的驅動裝置由電動機、聯軸器、減速器和驅動滾筒組以及一些控制裝置組成的。 驅動裝置的作用 是將電動機的動力傳遞給輸送帶，并帶動它運行。功率不大的帶式輸送機，采用電動機直接起動的方式；帶式輸送機采用可控起動方式 使輸送機起動，能減小輸送帶及各部分所受的動負荷及電動機的起動電流。帶式輸送機，特別是 長距離、大功率、高帶速的帶式輸送機，采用的驅動裝置最好達到以下要求： 電動機應無載荷啟動。 輸送帶的加、減速度特性任意可調。 能夠滿足頻繁啟動的要求 對過載要有保護裝置 多電機驅動時，各電機的負載應均衡。 1、電動機 帶式輸送機常用的電動機，有鼠籠式、繞線式異步電動機。 在有防暴 要求的地方，應采用礦用隔暴型的電動機。在使用液力偶合器時，不需要用高起動力矩的鼠籠 式電動機，只要與偶合器匹配得當，對負載就能得到接近電機最大- 5 - 力矩的起動力矩。在巷道工作的帶式輸送機，如功率相同可采用與掛板輸送機相同的電機，便于維護和更換。 2、聯軸器 由于傳動和結構上的需要，分別采用液力偶合器，柱銷連軸器、棒銷聯軸器、齒輪聯軸器等。 3、減速器 減速器作為電機和驅動滾筒之間的減速裝置是帶式輸送機的重要部件之一。它既要滿足輸送機功率，速比，轉矩等要求，還要具有重量輕、體積小、效率高、經久耐用、維護方便的特點。 帶式輸送機常用的減速器，有圓柱齒輪減速器和圓錐 -圓柱齒輪減速器。圓柱齒輪減速器的傳 動效率高，但是它要求電機軸與輸送帶垂直，驅動裝置占地大，不適合在井下等工作條件使用。圓錐 -圓柱齒輪減速器，可以使電機軸與輸送機平行布置，以減小驅動裝置的寬度，便于在井下等工況條件下使用，以便維修。 4、驅動滾筒 驅動滾筒是依靠自身與輸送帶之間的摩擦力驅動輸送帶的運行 的部件 。 根據擾性牽引構件的摩擦傳動理論，輸送帶與滾筒之間的最大摩擦力 ，隨摩擦系數 真空滾筒驅動的原理是利用真空泵把輸送帶圍包弧內的槽子抽成真空，借助于大氣壓力使輸送帶緊貼于滾筒表面，產生附加的粘著力來驅動輸送帶運行。 圖 2.1.2-1.真空滾 筒驅動原理 1、真空室 2、真空室與空氣泵的接嘴 3、吹氣室 4、吹氣室的接嘴 5、卷筒 6、滾筒內的真空通道 - 6 - 真空滾筒實際上是一種靠摩擦和真空負壓相結合的驅動方式。它由滾筒體和配氣閥組成。在滾筒體的外表面沿軸向均勻的銑若干條淺槽子，即真空槽。每一個真空槽的一端都鉆一 個 小孔，經配氣閥內的真空室和吸氣孔與一外接小型真空泵相通。工作時，滾筒軸與滾筒體一起轉動，但配氣閥不動，始終保證在圍包弧內的氣槽為真空槽，而其他槽子始終是非真空狀態(tài)。配氣閥和筒轂處的結合面設有密封圈并開有潤滑油槽，以保證二者有良好的密封和潤滑性能。配氣 閥的主要作用是形成上、下兩個月牙形的真空室和吹氣室。帶的圍包弧內的槽子始終為真空狀態(tài)，而其他槽子始終是非真空狀態(tài)；配氣閥的另一個作用是，可以對吹氣室的小孔從里向外吹氣，以清除小孔內的積塵。 對單滾筒驅動的帶式輸送機，可以不改變其牽引機構的結構，將真空滾筒代替普通驅動滾筒，改變真空滾筒的真空度即可平穩(wěn)的調節(jié)牽引力。對于雙滾筒驅動的帶式輸送機，為了進一步提高雙滾筒驅動裝置的牽引能力并改善其牽引性能，同樣可以采用真空滾筒。 當忽略輸送帶在兩滾筒間的變形時，非真空滾筒的牽引力的分配比為： )(11 2222 1121 RBPS RBPeeeFFKcy 式中 1F 輸送帶行程方向第一個驅動滾筒的牽引力 ， N； 2F 輸送帶行程方向第二驅動滾筒的牽引力 ， N； 2211 , ee 相應為第一和第二個驅動滾筒的牽引因素。 照例，滾筒 2B 牽引能力總是小于滾筒 1B 的牽引力，因此在現有帶式輸送機驅動站設計中滾筒 2B 的裝機容量一般取滾筒 1B 裝機容量的 1/2。輸送帶沿驅動滾筒的滑動現象同樣首先始于牽引能力不足的滾筒 2B 。 由于牽引因素的不穩(wěn)定性，所以要保持兩個驅動滾筒之間給定的負荷分配復雜。因此，用具有可調牽引能力的真空滾筒代替輸送帶運行方向第二個滾筒是合理的，有利于調整兩個滾筒之間的牽引力的比例，提高滾筒的裝機容量和雙滾筒驅動裝置總的牽引能力。 參考文獻 1， 2，對于雙滾筒驅動，通常其中一個滾筒為真空滾筒。為了盡量利用真空 滾筒性能，減小 輸送帶在繞出點的張力，盡可能產生較大牽引力，通常取近繞入點為普通滾筒，近繞出點為真空滾筒。 文獻 1， 2， 4，對合理采用真空滾筒的帶式輸送機，可以提高輸送距離，降低輸送帶的強度，降低輸送帶制造成本，延長其使用壽命。 以礦用 KPY-350 型帶式輸送機為例，其基本數據如下：輸送機長度- 7 - L=2100mm，驅動裝置轉遞的最大牽引力 160max FKN；驅動滾筒的牽引因素6.211 e ， 58.522 e ； 輸送帶在奔離驅動滾筒點上的預張力 45cS KN；輸送帶的最大張力 250naxSKN。用真空滾筒代替輸送機的普通滾筒2B，真空滾筒的參數為： 50B cm， B=50cm。取 4102 P Pa,.此時，最大張力降低 35KN。這樣，就可以用強度較低的輸送帶，或者按原來選輸送帶強度，增大輸送機的長度。 由此可見，在帶式輸送機雙滾筒驅動系統(tǒng)中 使用真空滾筒，在一定條件下可以達到：顯著提高雙滾筒驅動的牽引能力，特別是當輸送帶與驅動滾筒間的粘著系數降低時；提高第二滾筒所傳遞的牽引力的比例，并由此使它的裝機容量提高。 2.1.3 托輥與機架 托輥是帶式輸送機的重要部件 ，種類多，數量大。它占了一臺帶式輸送機總成本的 35%，承受 70%以上的阻力。因此質量 尤 為重要。托輥按用途可分為： 1. 承載托輥：它的作用是承載裝運物料和支撐返回的輸送作用 。 2. 調心托輥：帶式輸送機在運行時偏向一側時能使輸送帶返回中間位置 。 3. 緩沖托輥：主要在裝料的機尾部用以減緩物料對輸送機的沖 擊損害 。 對托輥的結構和使用要求是：使用可靠、回轉阻力小、制造成本低、托輥表面光滑、徑向跳動小、使用壽命不低于 15000 小時。 托輥的作用是支撐輸送帶， 使它的垂度不超過限定值以減小運行阻力，保證輸送帶平穩(wěn)的運行。 托輥運轉必須靈活可靠，減少輸送帶同托輥的摩擦力，它的工作狀況直接影響著整個輸送機的運行。托輥的結構簡單，具體的結構多種多樣，但是大多數是采用的滾珠軸承的結構。 對占輸送機總成本 25%以上的輸送機的壽命起關鍵的作用。 為了增大輸送帶的承載斷面，將承載段的輸送帶的托輥組成槽形斷面，而組成槽型托輥。 這種槽型托輥應用比較廣泛。 機架是承受滾筒、托輥、輸送帶、物料和一些清掃裝置、 張緊裝置 的鋼結構，可以承受沖擊、拉伸、壓縮和彎曲應力。 機架的作用是保持其他部件的相對位置以及運輸機的正常運行。 機架是支承滾筒及承受輸送帶張力的裝置。 不同類型的機架結構不同，一般機架包括機頭架、機尾架、 張緊裝置 和中間架等。一般采用結構緊湊、剛性好、強度大的三角形機架。 機架按材料不同可分為：鋼結構架，鋼管架，混凝土架，玻璃鋼架。 2.1.4 張緊裝置 輸送帶是橡膠和纖維織品兩者復合而成的制品，在應用中的重錘 張緊裝置 ，在運行一段時間 后，重錘會自動下降一段距離，使輸送帶變長。這說明輸送帶- 8 - 發(fā)生了蠕變，在啟動、制動過程中也會發(fā)生蠕變現象。此時 張緊裝置 就必須進一步收緊才不會發(fā)生打滑現象。 由此可見， 張緊裝置 是保證帶式輸送機正常運轉必不可少的重要部件。其功能有： (1) 使輸送帶在傳動滾筒上形成正壓力，靠摩擦力將傳動滾筒的圓周力傳遞出來。 (2) 限制輸送帶在托輥間的垂度，防止輸送帶在托輥間距過分松弛而喪失槽形，引起物料和輸送帶跑偏，增加運行阻力。 (3) 補償輸送帶的彈性伸長和線粘性伸長。時間長了輸送帶會自動伸長，而且在過度工況下發(fā)生永 久伸長。同時，在啟動、制動時輸送帶自動收緊，可以免除機組振動。 (4) 為重連接頭提供必要的行程。 (5) 在長距離帶式輸送機中， 張緊裝置 對其產生重大影響。 (6) 使輸送帶具有足夠的張力，以保證驅動裝置所傳遞的摩擦牽引力和限定的輸送帶垂度。 張緊裝置 可以分為固定 張緊裝置 和自動 張緊裝置 兩大類： （ 1） 固定式 張緊裝置 。固定式 張緊裝置 分重力 張緊裝置 和剛性 張緊裝置 。重錘式、水箱式都屬于重力 張緊裝置 。重力式 張緊裝置 始終使輸送帶初拉力保持恒定，在啟動、制動時會產生上下振動，但慣性力很快消失。剛性 張緊裝置 有螺旋拉緊， 手動或電動 張緊裝置 等幾種，它們的拉緊力是固定不變的，不能自動調整。在安裝后，拉緊一次可運行一段時間，但還是要收緊一次，以消除蠕變。 （ 2） 自動式 張緊裝置 。帶式輸送機是恒定轉矩，因此輸送帶拉力是固定的，自動測力 張緊裝置 以拉緊力作為反饋信號隨時間變化設定拉力，進行比較，隨時調整 張緊裝置 的改向滾筒的位移。自動式 張緊裝置 有兩種形式：電動式和液壓式。 2.1.5 制動 裝置 帶式輸送機的制動裝置有逆止器和制動器。逆止器是供向上輸送的輸送機使用的，在其停車后，防止輸送帶倒退。制動器是供向下輸送的輸送機使用的，防止輸送帶下滑。 水平運輸若要準確停機也應該有制動器 。 2.1.6 清掃裝置 輸送帶輸送的材料往往帶有粘性物質，如煤塵，泥漿、粉狀物料，其中一部分會粘在輸送帶工作面上，在卸料時不能卸掉，這時，粘著物料便進入空行段的下托輥上，把托輥弄臟并粘有這些附著物。物料進入托輥殼體內，從而增大軸承座上的徑向載荷和軸向載荷，使軸承快速磨損，托輥殼體粘上物料會撕- 9 - 裂和拉毛輸送帶的面膠，加速輸送帶磨損毀壞。如果，粘著物進入機尾改向滾筒，就會粘在滾筒表面上，越粘越多，附著力越來越大，結果是造成輸送帶跑偏，增加輸送帶磨損，釀成嚴重后果。輸送帶上殘留 的物料還會加大對滾筒的摩擦力，有時會引起輸送帶的面膠和滾筒包膠層的撕裂。如果清掃裝置好，對托輥、輸送帶等的使用壽命都可以延長。由此可見，清掃裝置在帶式輸送機上有著不可忽視的作用。 清掃器的形式有以下幾種：單刮板式或多刮板式式清掃器，旋轉式輸送帶清掃器，螺旋式清掃器，自動補償式旋轉式清掃器，噴水器和刮水器。 輸送帶清掃器安裝位置應使從輸送帶上清掃下來的物料能落入卸料溜槽內或能收集起來進行處理，一般彈簧或配重的單刮板或多刮板清掃器應安裝在輸送帶剛離開滾筒之后的位置上，卸料溜槽的結構往往決定著清掃器的具體位置。鉸 接刮板清掃器安裝在輸送帶剛離開滾筒之后輸送帶的空載段上。 旋轉刮板清掃器通常安裝在輸送帶與滾筒脫離接觸點的后面，旋轉刷子清掃器的安裝位置要求相同。 對采用真空滾筒驅動的帶式輸送機，輸送帶的清掃器的作用尤為重要。真空滾筒要求輸送帶和滾筒要完全的緊貼，才能保證真空室的氣密性較好，才能使真空滾筒起作用。另外，輸送帶粘著的物料容易進入真空滾筒的真空通道，造成堵塞，引起真空滾筒的失效，而增加日常維護的負擔。所以，選用良好的清掃器對真空滾筒驅動的帶式輸送機尤為重要。 - 10 - 第 3 章 帶式輸 送機的選擇設計 3.1 輸送能力的計算 帶式輸送機輸送能力按下式計算： rvCKBQ 2 式中 r 貨載的散度密度； C 輸送機的傾角系數； K 貨載斷面系數。 由 文獻 5表 3-10,C 取 1.0 由 文獻 5表 3-11,K=291,r=1.0 速度 取 v=1.63m/s。 rvCKBQ 2 得： T / h 57.3030.163.118.0291 22 r v CKBQ T /h 250 AQ 所以滿足輸送能力要求。 3.2 輸送機參數的確定 3.2.1 運行阻力的確定 對運行阻力的計算，在一般情況下，重段和空段的運行阻力可以分別表示為下式： 重段全長的阻力： s i n)(co s)( LqqwLqqqWdgdzh 空段全長的阻力： s inc o s)( LqLwqqWdgdk 式中 輸送機的傾角，其中 sin 項的符號，當輸送帶在 該段的運行方向是傾斜向上時，取正號；而傾斜向下時取負號， rad ； L 輸送機的長度， m ； ww , 分別為槽形，平形托輥阻力系數； q 每米的 輸送帶 上的貨載重量可由： vgAq 6.3 求得； dq 每米長的 輸送帶 自重， N/m ； , gg qq 別為折算到每米長度上的上下托輥轉動部分的重 力 ，即單位長度重段、空段托輥轉動部分 重力 。 單位 輸送帶 上的貨載重量： - 11 - N / m 04.42663.16.3 102506.3 vgAq 由 文獻 5表 3-8, N/m 2.109dq托輥轉動部分的重力 ,gg qq； 由 文獻 5表 3-12 上托輥的間距一般取 m 21 gL，下托輥的間距一般取 m 42 gL一般 取 m 3,m 5.1 gg LL由 文獻 5表 3-13，取 035.0,04.0 ww N / m 33.935.1 1014 gL ggmq g N / m 67.363 1011 ggg Lgmq 在 0 時， 重段全長的阻力： s i n)(co s)( LqqwLqqqWdgdzh N 4.1 2 5 7 104.0500)33.930.10904.426( 空段全長的阻力： s inc o s)( LqLwqqWdgdk N 73.2552035.0500)67.362.109( 3.2.2 帶張力的計算 圖 3.2.2-1 帶式輸送機計算圖 I 普通滾筒 II 真空滾筒 由于要保證 輸送帶 工作時不打滑，并有一定的備用摩擦傳動條件來確定 輸送帶 的最小張力值 minS 。 逐點法找出 1S 與6S的關系： - 12 - 21kS S W3 2 2 3 1 2 3kS S W S W W 4 3 1 2 3z h k z hS S W S W W W 5 4 4 5 1 2 3 4 5k z hS S W S W W W W 6 5 1 2 3 4 5k z hS S S W W W W （ 1） 帶式輸送機的的主動滾筒的圓周牽引力為： )(05.003.0( 161616160 SSSSWSSW 當 16161616160 96.004.1)(04.0 SSSSSSWSSW （ 2） 當驅動滾筒采用真空滾筒時，總牽引力0W，計算公式： 1)1( 011221100 nuucuuc eeS P lbeeSW 式中 l 縱向槽的長度 ， m ； b 縱向槽的寬度， m ； 0 兩個相鄰縱向槽對應的中心角 ， rad267.00 ， rad ； n 真空滾筒整個圍倉圓弧上的 0 角的個數， 15n ； cS 驅動滾筒分離點張力 ， 即 1S ； 2211 , ee 相應為第一和第二個驅動滾筒的牽引因素。 查 文獻 5表 3-14， raduu 13.4,20.0 2121 ； 驅動滾筒的真空度 取 PaP 4105 ， mbml 03.0,61.0 1)1( 011221100 nuucuuc eeS P lbeeSW 1267.02.01513.42.04213.42.01 )1(2 6 7.003.061.0105 SeeeS 141 228.1107 8 2 7 7 5.0217.5 SS 41 109 6 1 2 4 8.02 1 7.4 S （ 3） 由式子 （ 1）（ 2）， 聯立得： 0 6 11 . 0 4 0 . 9 6W S S4014 . 2 1 7 0 . 9 6 1 2 4 8 1 0WS - 13 - 可 解 得：641 04.1109 6 1 2 4 8.01 7 7.5 SS （ 4） 由式子（ 1）（ 4），聯立得： 226 1 2 3 4 5 11 . 0 6 1 . 0 6 1 . 0 6k z h k z hS S W W W W S W W 641 04.1109 6 1 2 4 8.01 7 7.5 SS 解得：161 7 9 7 . 5 4 N , 1 8 7 0 7 . 3 2 NSS逐點法求出各點的張力： N 65.1 8 2 1 306.1N 69.1 7 1 8 2N 29.4 6 1 106.1N 27.4 3 5 045342312SSWSSSSWSSzhk輸送帶 的垂度的驗算 由于要保證 輸送帶 在兩托輥間的下垂度不超過允許值，因此必須按照 輸送帶 最大允許下垂度條件驗算 minS 。 空段 中的 最小張力 N 54.17971 S N 163832.1095c o s5 m i n1 gdk LqSS 滿足垂度條件下，滿足空段 的 輸送帶 允許的最小張力。 重段 中的 最小張力 N 29.46113 S5.1)2.1 0904.4 26(5c os)(5 m in3 ggzh LqqSS N 3.4014 所以，各點的張力滿足垂度條件。 3.2.3 驗算輸送帶的強度 各點張力中的最大值是 N32.187076 S，由 文獻 5表 3-28， m 許用安全系數取 10。已知給定輸送帶的為 6 層。 626.45 4 8 8 08.0 1032.1 8 7 0 7m a x B mSi 所以 輸送帶 的強度滿足條件。 3.2.4 裝載阻力的計算 物料在裝載段被加速的慢性阻力和摩擦阻力gW，其計算公式： rvvQW vg )( 0 - 14 - 式中vQ 容積輸送能力 , /sm3 ； v 輸送帶的速度 ， m/s ； 0v 裝入的物料在輸送帶運行方向的速度分量 ， m/s ； r 物料的堆積密度 ， 3kg/m 。 由 文獻 5表 3-11， r=1.0，0v取 0m/s。 /sm 44.693 6 0 0 102 5 0 33 rAQ v N 19.113163.144.69)( 0 rvvQWg v 3.2.5 彎曲段運行阻力的計算 由 文獻 5，在 4至 5段的阻力 公式為 ： N 96.1 0 3 006.0)07.005.0( 4454 SSW 輸送帶 在 6 至 1 段的阻力： N 19.8 2 0)(04.0)(05.003.0( 161616 SSSSW 3.3 電機功率的計算 帶式輸送機驅動滾筒牽引力為 97.177290 WN，因此電動機的功率10002.1 0vWP 式中 1.2 為備用系數； 傳動效率。 減速器是采用的一對圓錐齒輪，其傳動效率 95.01 ，兩對圓柱齒輪，其傳動效 率 96.032 ，以及一對開式傳動的圓柱齒輪，傳動效率 91.04 。 所以， 8.04321 電動機的功率 kw 35.438.01000 63.197.177292.1 P其值小于給定的 17+30kw ，故符合要求。 - 15 - 第 4 章 真空滾筒的設計計算 4.1 真空滾筒的原理及結構 真空滾筒驅動的原理是利用真空泵把輸送帶圍包弧內的 真空槽 抽成真空，借助于大氣壓力使輸送帶緊貼于滾筒表面 ，產生附加的粘著力來驅動輸送帶運行。真空滾筒實際上是一種靠摩擦和真空負壓相結合的驅動方式。 其關鍵是如何實現在輸送帶圍包弧內始終是真空狀態(tài)，這就是配氣閥的作用。真空滾筒 結構如圖所示： 圖 4.1-1.真空滾筒的原理結構 1、真空槽 2、孔 3、真空室 4、配氣閥 5 吹氣室 真空滾筒 由滾筒體和配氣閥組成。在滾筒體的外表面沿軸向均勻的銑 出 若干條淺槽子，即真空槽 1。每一個真空槽的一端都鉆 出 一小孔 2，經配氣閥 4內的真空室 3 和吸氣孔與一外接小型真空泵相通。工作時，滾筒軸與滾筒體一起轉動，但配氣閥不動，始終保證在圍包弧內的 氣槽為真空槽，而其他槽子始- 16 - 終是非真空狀態(tài)。配氣閥和筒轂處的結合面設有密封圈并開有潤滑油槽，以保證二者有良好的密封和潤滑性能。配氣閥的主要作用是形成上、下兩個月牙形的真空室和吹氣室 5。帶的圍包弧內的槽子始終為真空狀態(tài)，而其他槽子始終是非真空狀態(tài)；配氣閥的另一個作用是，可以對吹氣室的小孔從里向外吹氣，以清除小孔內的積塵。 4.2 真空滾筒的 分析計算 4.2.1 真空滾筒的結構設計 根據 真空滾筒驅動的原理 ，在材料為鑄鐵的卷筒上銑出若干個槽，作為真空槽。 設 a 為每 個真空槽所對的中心角， a 為兩個相鄰真空槽之間的滾筒而所對的中心角，并令 aaa 0，則整個滾筒的真空槽數為0/2 a。 利用計算機進行了大量的計算和數據處理，結果表明，就單從提高牽引力而論， aa 比 aa 效果好，且 aa 越小越好，即真空槽的數目越多越好。