【正文】 .................................. 33 三、膠帶輸送機機架架型的選型 .............................................. 34 結束語 .............................................................................................................. 34 參考文獻 .......................................................................................................... 35 第一章 膠帶輸送機的應用及傳動原理 第一節(jié) 膠帶輸送機的應用 膠帶輸送機是化工、煤炭、冶金、建材、電力、輕工、糧食及交通運輸?shù)炔块T廣泛使用的運輸設備。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℃。 膠帶輸送機可沿水平或傾斜線路運行，使用平面輸送帶沿傾斜工作時，不同物料的最大運輸傾角可參閱表 41[5]。同一類物料的濕度和塊度組成對最大運輸傾角有影響。運送物料最大傾角不能大于 20℃，運送散裝物料傾角為最大傾角的 80％。 膠帶輸送機的運輸能力大、運行阻力小、運行平穩(wěn)、運途中對物料的破碎性小、連續(xù)運行、容易實現(xiàn)自動控制，因此被廣泛應用在國民經(jīng)濟各個部門。礦井的井上、下膠帶輸送機使用越來越多。由于輸送帶易損壞，不易運送堅硬有棱角的物料。 第二節(jié) 膠帶輸送機摩擦傳動原理 一、撓性體摩擦傳動原理 輸送帶是撓性牽引件，滾筒驅動的膠帶輸送機依靠輸送帶與滾筒間的摩擦傳遞牽引力。滾筒驅動所能傳遞的最大牽引力，按撓性體在圓弧上的摩擦的理論，其歐拉公式計算。 歐拉公式是在假定撓性牽引構件不可拉伸，沒有彎曲阻力，沒有質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出的。如圖 11所示 θαθ /2 當驅動滾筒順時針等速轉動時，輸送帶在相遇點上的張力為 Sy， 分離點的張力 St,圍包角為α，其對應的輸送帶弧長為圍包弧，輸送帶與滾筒間的摩擦系數(shù)為μ。在平衡條件下，相遇點張力 Sy與分離點張力 St的關系由分析得到。 在圍包弧內(nèi)任取一微量弧長 cd,它所對應的圍包角為 ?d ，在這段長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 所示的坐標系，在極限平衡條件下，即 dF 達最大值時，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 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—— 輸送帶在相遇點上的最大張力。 得式 Symax=Steua 為歐拉公式。當輸送帶在相遇點上的實際張力超過式 （ 5）的最大值時，滾筒將在輸送帶接觸面上打滑。因此 ，撓形體摩擦傳動的工作條件是 Sy≤ SLeμα 。 二、工作弧與靜止弧 歐拉公式所表示的是摩擦力達到極限時，相遇點和分離點的張力關系。按此式給出撓性牽引構件在驅動滾筒上的張力線如圖 22 的 acb 線。 在實際運行中，膠帶輸送機如相遇點上的實際張力 Sy′ Symax 時，研究表明，這時輸送帶的張力將沿 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)，輸送帶的張力沒有變化。λ角與γ角之和等于實際的圍包角α，即 λ +γ =α λ角所對應的圍包弧稱為利用?。沪媒撬鶎膰?弧稱為靜止弧。相應的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，其彈性伸長大；張力小時，彈性伸長??；因此，輸送帶隨滾筒由相遇點向分離點運行中，隨張力逐漸減小，伸長量也逐漸減小。見圖 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。彈性構件摩擦牽引力產(chǎn)生彈性滑動是不可避免的。 利用角的大小，由式 S′ y=Sleμλ 得：λ =1/μ lns′ y/sl 可以看出，隨著相遇點的實際張力的增加，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，靜止弧愈大，驅動裝置的備用摩擦力愈大。相遇點的張力增加到式 Symax=Sle 的 Synax時，λ =α ,γ =0，全部圍包弧的上的摩擦力都被利用。如驅動滾筒相遇點所需的張力超過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張力 Sl，增大摩擦系數(shù)μ或增加圍包角α來達到。 三、驅動滾筒的摩擦牽引力 由于輸送帶在驅動滾筒兩端的張力差是驅動滾筒的 圓周牽引力，將歐拉公式帶入可得驅動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)，可從三個方面著手 （一）加大輸送帶的拉緊力。以增加輸送帶在驅動滾筒分離點的張力 Sl值，這種辦法運轉時可以采用，設計時不宜采用，因為這使輸送帶最大張力增大，可能因此需要選用高一級強度的輸送帶。 （二）增加圍包角。單滾筒驅動，圍包角只能取 ?20 ～ ?230 ，雙滾筒驅動可達的 ?450 ～ ?480 ，增加圍包角的方法見圖 4— ??59 。 （三）增加摩擦系數(shù)μ。在驅動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的最大摩擦牽引力。在實際使用中，考慮到摩擦系數(shù)和運行阻力的變化，以及啟動加速時的動載荷影響，應使摩擦牽引力有一定的余量作為備用。因此，設計采用的摩擦牽引力 W 應為 Wshe=Womax/n=Sl eμα 1/n 由于輸送帶在驅動滾筒兩端的張力差是驅動滾筒的圓周牽引力，將歐拉公式帶入可得驅動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)，可從三個方面著手 （一）加大輸送帶的拉緊力。以增加輸送帶在驅動滾筒分離點的張力 Sl值，這種辦法運轉時可以采用，設計時不宜采用，因為這使輸送帶最大張力增大，可能因此需要選用高一級強度的輸送帶。 （二）增加圍包角。單滾筒 驅動，圍包角只能取 ?20 ～ ?230 ，雙滾筒驅動可達的 ?450 ～ ?480 ，增加圍包角的方法見圖 4— ??59 。 （三）增加摩擦系數(shù)μ。在驅動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的最大摩擦牽引力。在實際使用中，考慮到摩擦系數(shù)和運行阻力的變化，以及啟動加速時的動載荷影響，應使摩擦牽引力有一定的余 量作為備用。因此，設計采用的摩擦牽引力 W 應為 Wshe=Womax/n=Sl eμα 1/n 第 二 章 膠帶輸送機設計方案的確定 第一節(jié) 方案的設計比較 一、初選方案 （一）普通膠帶輸送機 （二）鋼繩芯膠帶輸送機 （三）鋼絲繩牽引膠帶輸送機 二、設計工作的基本原則 （一）應遵守國家當前的有關方針、政策、規(guī)程、規(guī)定。 （二）要樹立全心全意為用戶服務的思想，使所選設備和設計工程獲得 良好的經(jīng)濟效益，社會效益和環(huán)境效益。 （三 ） 技術上是先進的，設計者要掌握當前國內(nèi)外有關先進技術水平的發(fā)展趨勢和有關技術信息。 （四）經(jīng)濟上力求合理，減少用戶前期投資和使用后的維護保養(yǎng)費用。 （五 ） 保證使用后的安全經(jīng)濟運轉。 三、方案的比較篩選 （一）普通膠帶輸送機的優(yōu)缺點 普通膠帶輸送機的優(yōu)點是：普通膠帶輸送機投資少，適用于地面及井下運輸巷道。 普通膠帶輸送機的缺點是：抗拉強度低，運輸距離短，對環(huán)境適應能力差，根據(jù)此次設計要求膠帶輸送機使用年限長，不易使用該型膠帶輸送機。 （二）鋼絲繩牽引膠帶輸送機的優(yōu)缺點 鋼絲繩牽引膠帶輸送機的優(yōu)點是：鋼絲繩牽引膠帶輸送機，是特殊形式的強力膠帶輸送機，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輸距離長運量大、強度不夠的矛盾。 鋼絲繩牽引膠帶輸送機的缺點是：鋼絲繩牽引膠帶輸送機，傳動輪大，驅動裝置復雜鋼絲繩和膠帶壽命低，托繩輪磨損大，等問題 ,因此該型輸送機不滿足技術上要先進的設計原則。 （三 ） 鋼繩芯膠帶輸送機的優(yōu)缺點 鋼繩芯膠帶輸送機的優(yōu)點是 輸送長度可達數(shù)公里或十幾公里。 輸送量 A＝ 400－ 9600m3/h,目前我國青島膠帶六廠 的膠帶寬度可達 ，如果選用 V=8m/s 輸送量可達 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。 約為普通膠帶的 23 倍。 鋼繩芯膠帶輸送機的缺點是 ，基建投資大。 這一問題不容忽視，到目前為止，粘接對現(xiàn)場操作要求嚴格，就目前情況看，這一點不是困難。 第二節(jié) 最終方案的確定 通過三種方案的比較篩選，確定本次設計使用鋼繩芯膠帶 輸送機，因為它比較適合此膠帶輸送機的使用要求。 第三章 膠帶設計計算 第一節(jié) 膠帶寬度的計算 一、 膠帶速度的選擇 膠帶輸送機帶速的選定應通過手冊推薦值確定，查《運輸機械設計選用手冊》初選帶速 smV ? 。 二、 膠帶寬度的計算 （一）膠帶寬度計算式為 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— 輸送機傾角系數(shù) ,查《指導書》表 3— 4 C 取 ? — 輸送機傾角 XI系數(shù)，查《運輸機械設計選用手冊》取 K— 物料斷面系數(shù)，采用槽形托輥，查《運輸機械設計選用手冊》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