【正文】 .................................. 33 三、膠帶輸送機(jī)機(jī)架架型的選型 .............................................. 34 結(jié)束語(yǔ) .............................................................................................................. 34 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................... 35 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 41[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℃，運(yùn)送散裝物料傾角為最大傾角的 80％。 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 11所示 θαθ /2 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 ?d ，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 11 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 ? ?0xF dN=Ssin 2?d +(S+dS)sin 2?d （ ） 0?? yF (S+dS)cos 2?d =Scos 2?d +Df （ ） 由于的 dθ很小，可以近似認(rèn)為 sin2?d≈2?d。cos2?d≈ 1。摩擦力 dF 的最大值為μ dN，代入上式得 dN=Sd? +dS 2?d dS=μ dN （ ） 略去式（ 3）中的二次微量項(xiàng) dS 2?d ，將它帶入式（ 4）得 ??dSdS? 兩邊積分得： ?? ? uss udSdSyl 0m ax ?2?d 即 ualynax eSS ? （ ） 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 22 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 =α λ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)?。灰虼?，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 23 [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/μ lns′ 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=SymaxSl=Sl（ eμα 1） () 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 ?20 ～ ?230 ，雙滾筒驅(qū)動(dòng)可達(dá)的 ?450 ～ ?480 ，增加圍包角的方法見(jiàn)圖 4— ??59 。 （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=SymaxSl=Sl（ eμα 1） () 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 ?20 ～ ?230 ，雙滾筒驅(qū)動(dòng)可達(dá)的 ?450 ～ ?480 ，增加圍包角的方法見(jiàn)圖 4— ??59 。 （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 輸送長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)公里或十幾公里。 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) ，如果選用 V=8m/s 輸送量可達(dá) A＝ 3000m3/h。 一般為 2‰為普通帶的 1/5左右。 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)。 約為普通膠帶的 23 倍。 鋼繩芯膠帶輸送機(jī)的缺點(diǎn)是 ，基建投資大。 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 smV ? 。 二、 膠帶寬度的計(jì)算 （一）膠帶寬度計(jì)算式為 ξCρVK AB ????? 式中 A— 輸送量（ t/h） A=1000 t/h V— 帶速 （ m/s） V= ρ — 物料散集密度 P1＝ C— 輸送機(jī)傾角系數(shù) ,查《指導(dǎo)書》表 3— 4 C 取 ? — 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 K— 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 9 7 2 2 1 0 0 0 ??????B 取 B=1m。 （二）帶寬校核公式為 mmB a 2021 m ax ?? 式中 maxa — 貨載最大塊度的橫向尺寸 mma 300max ? 2021002 ???B =80mm 確定帶寬 8001 ?? mB ㎜帶寬足