【正文】 變粘性液體間的剪切力來改變傳遞力矩。液體粘性調(diào)速器配以鼠籠式感應(yīng)電動機，組成液粘軟起動裝置作為驅(qū)動系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)帶式輸送機的滿速、滿載、平穩(wěn)起動、使多臺電機的負載平衡，降低對電氣及其他元部件的技術(shù)要求，提高大型帶式輸送機的可靠性和使用壽命，具有明顯的經(jīng)濟效益。液體粘性傳動調(diào)速裝置在結(jié)構(gòu)上與CST傳動系統(tǒng)有些相似，但由于其裝在高速軸上，離合片之間的液流是紊亂，呈現(xiàn)非線性，故而不能精確控制輸送機的運行狀態(tài)。七、CST可控起制動驅(qū)動系統(tǒng)CST可控軟起動傳動裝置是一種典型的機電一體化高技術(shù)產(chǎn)品，首先是由美國RockwellAutomationDodge公司開發(fā)的帶式輸送機專用可控驅(qū)動系統(tǒng)。從結(jié)構(gòu)形式上看，CST裝置由行星齒輪減速器、線性濕式摩擦離合器、液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，通過比例閥及控制系統(tǒng)來實現(xiàn)軟起動與功率平衡，是集減速、離合、調(diào)速于一體的傳動裝置。CST是一臺輸出級帶有液粘離合器的軸加行星齒輪傳動的減速器，液粘離合器聯(lián)接在星行傳動的內(nèi)齒圈上，使CST具有差動調(diào)節(jié)輸出力矩和輸出轉(zhuǎn)速的功能。CST可控起制動裝置是長距離、大運量、線路復(fù)雜的帶式輸送機的理想驅(qū)動裝置，具有設(shè)定起制動速度曲線自動跟蹤控制功能、過載保護功能、多機平衡功能和低速驗帶功能。因為CST的力矩控制器裝在低速軸上，離合片之間的液流是層流，呈線性特性，因而控制精確。~，啟動加速度可以控制在0~,控制精度為2%。CST可控起制動裝置的不利之處在于增加了液壓系統(tǒng)的維護工作；對于傾斜帶式輸送機，必須設(shè)置較大的低速軸制動器和逆止器。對于該帶式輸送機，其對驅(qū)動系統(tǒng)的要求主要體現(xiàn)在起動、制動過程中能最大限度的降低系統(tǒng)的慣性力，并能實現(xiàn)過載保護和負載平衡，將帶式輸送機的加速、停車和運行時的膠帶張力減到最小?？煽仄饎觽鲃友b置CST的性能完全滿足這些要求，使輸送機的性能達到最好。而由傳統(tǒng)的電動機、減速器所組成的驅(qū)動裝置在啟動和停車過程當(dāng)中輸送帶的帶速隨著電動機的轉(zhuǎn)速變化而快速變化，加劇了輸送機本身的振動，增大了系統(tǒng)的慣性力，特別是在輸送帶滿載情況下起動更為困難，因此傳統(tǒng)的驅(qū)動系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足長距離、大運量的大型帶式輸送機需求。在綜合考慮設(shè)備投資的經(jīng)濟性和技術(shù)可靠性，我選擇了采用可控起動傳輸系統(tǒng)（controlled start transmission systerm，以下簡稱CST系統(tǒng)）做本機的驅(qū)動系統(tǒng)。第二節(jié) 驅(qū)動裝置的確定該帶式輸送機驅(qū)動裝置設(shè)計由高壓電動機、高速聯(lián)軸器、可控起動傳輸CST裝置減速器、低速軸聯(lián)軸器、傳動滾筒組、逆止器等組成驅(qū)動單元，固定在驅(qū)動架上，驅(qū)動架固定在地基上。其連接方式為電動機與CST、CST與傳動滾筒聯(lián)接，聯(lián)軸器采用彈性柱銷齒式聯(lián)軸器。該型齒式聯(lián)軸器具有一定補償兩軸相對偏移的性能。一、電動機電動機采用YB系列鼠籠式異步電動機，防護等級為IP55，絕緣等級為F級。電機型號為YB450S14額定功率315KW，額定轉(zhuǎn)速1480r/min,供電電壓660V，電源頻率為50Hz,能夠在滿負荷、電壓變化在177。5%額定電壓、頻率變化在177。1%額定頻率條件下無故障運行。二、聯(lián)軸器聯(lián)軸器是機械傳動中常用的部件。它用來把兩軸聯(lián)接在一起，機器運轉(zhuǎn)時兩軸不能分離；只有在機器停車并將聯(lián)接拆開后，兩軸才能分離。聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造及安裝誤差、承載后的變形以及溫度變化的影響等，往往不能保證嚴(yán)格的對中，而是存在著某種程度的相對位移。這就要求設(shè)計聯(lián)軸器時，要從結(jié)構(gòu)上采取各種不同的措施，使之具有適應(yīng)一定范圍的相對位移的性能。通過對各種聯(lián)軸器的選擇比較，該設(shè)計中：電動機與CST可控驅(qū)動裝置、CST可控驅(qū)動裝置和傳動滾筒聯(lián)接處的聯(lián)軸器采用彈性柱銷齒式聯(lián)軸器。其具有以下特點：①裝有彈性元件，允許被聯(lián)接兩軸有一定的軸向位移以及少量的徑向位移和角位移，而且具有緩沖減振的能力。②傳遞轉(zhuǎn)矩的能力很大，結(jié)構(gòu)更為簡單，安裝、制造方便，耐久性好，適用于軸向竄動較大、正反轉(zhuǎn)變化較多和起動頻繁的場合。三、CST減速器（1）CST減速器的選用計算：計算速比 傳動滾筒軸轉(zhuǎn)速r/min 電機轉(zhuǎn)速n1=1480r/min 速比n=n1/n2=1480/34= 計算功率Pn≥SFPa=315=441KW 式中：Pn——CST的計算功率，kw； SF——CST服務(wù)系數(shù)，~（帶式輸送機）。 Pa——傳動滾筒軸功率，kw。查CST系列規(guī)格表，，最大輸出功率為636kw。（2）該設(shè)計采用美國rockwell Dodge ，：CST裝置在啟動負載之前驅(qū)動電機空載起動，而CST輸出軸并不轉(zhuǎn)動，能使電機達到額定的速度之后，通過控制系統(tǒng)使每臺CST離合器的液壓力逐漸增加來緩慢、平穩(wěn)地對輸送帶進行張緊，輸送帶平穩(wěn)地加速到全速；使帶式輸送機在重載工況下可控制地逐步克服整個系統(tǒng)的慣性而平穩(wěn)地起動；使輸送帶的起動非常平穩(wěn)，速度由零逐漸緩慢上升，加速度為連續(xù)的，實現(xiàn)了無沖擊的軟起動。CST裝置不僅降低了電動機的啟動電流和減小對電動機的熱沖擊負荷及對電網(wǎng)的影響，從而節(jié)約電能并延長電動機的工作壽命，而且極為有效地減小了起動時傳動系統(tǒng)對輸送帶的破壞性張力，消除了輸送機起動時產(chǎn)生的振蕩，還能大幅度減輕傳動系統(tǒng)本身所受到的起動沖擊，延長膠帶、托輥等關(guān)鍵部件的使用壽命，保證了設(shè)備的安全可靠運行，有效地降低了設(shè)備維修及故障時間成本。使用CST裝置時，因電機的選擇是基于運行條件而不是起動條件，因而使用CST時點機的功率及尺寸可減小到最小，因而也能減少不必要的設(shè)備投資和運行電費。使用CST裝置系統(tǒng)，可防止輸入到帶式輸送機的功率及力矩超過安全限度，以保證帶式輸送機過載時不能運行，從而保護該系統(tǒng)的其它部件。CST裝置起動系數(shù)為1左右，所選擇膠帶的強度可降低30%左右；CST裝置的傳動效率為85%，遠遠高于其它設(shè)備。CST裝置能保證在緊急停車及突然停車時，提供可控停車。（3）CST裝置的缺點： 在軟起動和調(diào)速過程中，發(fā)熱量極大，傳動效率低；對潤滑油的質(zhì)量要求高，液壓及控制系統(tǒng)復(fù)雜；使用CST裝置系統(tǒng)，初期投資費用高。第二章 輸送帶第一節(jié) 輸送帶的連接 該設(shè)計采用ST4000120068鋼繩芯輸送帶。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(jù)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。(1)機械接頭機械接頭是一種可拆卸的接頭。它對帶芯有損傷，接頭強度效率低，只有25%—60%，使用壽命短，并且接頭通過滾筒表面時，對滾筒表面有損害，常用于短距或移動式帶式輸送機上?？椢飳有据斔蛶С２捎玫臋C械接頭形式有膠接活頁式，鉚釘固定的夾板式和鉤狀卡子式，但鋼絲繩芯輸送帶一般不采用機械接頭方式。(2)硫化（塑化）接頭硫化（塑化）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(chǎn)生損害，接頭效率高達60%—95%的優(yōu)點，但存在接頭工藝復(fù)雜的缺點。據(jù)優(yōu)選原則，該設(shè)計輸送帶的聯(lián)接：采用硫化聯(lián)接，接頭方式用二級錯位搭接。第二節(jié) 關(guān)于抗撕裂膠帶在國內(nèi)外已投產(chǎn)運行的長距離帶式輸送機都采用鋼繩芯輸送帶，雖然鋼繩芯輸送帶有很高的縱向強度，但因其橫向強度很低，在使用中極易被尖銳物料戳穿繼而撕裂，橫向撕裂是帶式輸送機的一種惡性事故。為解決膠帶易被撕裂問題，國內(nèi)外已采取許多措施，但效果不佳。至2002年，法國德普勒公司生產(chǎn)出鋪設(shè)橫向鋼絲抗撕裂層的膠帶，較好地解決了膠帶的撕裂問題。本設(shè)計為長距離帶式輸送機，采用銀河德普勒公司生產(chǎn)的鋼絲繩芯輸送帶，內(nèi)鋪設(shè)橫向鋼絲抗撕裂層，橫向抗撕裂性能≥125N/mm，且輸送帶彈性好，不影響其成槽性，伸長率高，并與縱向鋼絲繩過渡層間形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使膠帶能大量吸收抗沖擊能量，具有優(yōu)良的抗撕裂性，大大提高了帶式輸送機運行的可靠性。鋼絲繩芯輸送帶耐磨性能好。%，上覆蓋膠厚度不小于8mm，下覆蓋膠厚度不小于8mm。覆蓋膠采用耐磨、耐沖擊的覆蓋膠，覆蓋膠性能參數(shù)如下：撕斷強度≥25MPa；撕斷伸長率≥450% ；硬度65177。5SHA；磨耗≤120mm3。第三章 滾筒及滾筒架第一節(jié) 滾筒結(jié)構(gòu)的選擇輸送機的傳動滾筒結(jié)構(gòu)有鋼板焊接結(jié)構(gòu)及鑄鋼或鑄鐵結(jié)構(gòu)，驅(qū)動滾筒的表面形式有鋼制光面滾筒、鑄（包）膠滾筒等，鋼制光面滾筒主要缺點是表面摩擦系數(shù)小，一般用在周圍環(huán)境濕度小的短距離輸送機上。鑄（包）膠滾筒的主要優(yōu)點是表面摩擦系數(shù)大，適用于環(huán)境濕度大、運距長的輸送機，鑄（包）膠滾筒按其表面形狀又可分為光面鑄（包）膠滾筒、人字形溝槽鑄（包）膠滾筒和菱形鑄（包）膠滾筒。人字形溝槽鑄（包）膠滾筒是為了增大摩擦系數(shù)，在鋼制光面滾筒表面上，加一層帶人字溝槽的橡膠層面，這種滾筒有方向性，不得反向運轉(zhuǎn)。人字形溝槽鑄（包）膠滾筒，溝槽能使水的薄膜中斷，不積水，同時輸送帶與滾筒接觸時，輸送帶表面能擠壓到溝槽里，由于這兩種原因，即使在潮濕的場合工作，摩擦系數(shù)降低也很小?？紤]到本設(shè)計的實際情況和輸送機的工作環(huán)境：用于工廠生產(chǎn)，環(huán)境潮濕，功率消耗大，易打滑，所以我們選擇這種滾筒。鑄膠膠面厚且耐磨，質(zhì)量好；而包膠膠皮易掉，螺釘頭容易露出，刮傷皮帶，使用壽命較短，比較二者選用鑄膠滾筒。第二節(jié) 傳動滾筒 ST2500以上輸送帶采用傳動滾筒直徑最小φ1250mm。所有傳動滾筒筒體均采用鑄焊結(jié)構(gòu)，筒皮與整體鑄造的輪輻焊接，輪轂與輪軸之間采用漲套聯(lián)接；改向滾筒根據(jù)負載情況，筒體采用鑄焊結(jié)構(gòu)（合張力≥200kN）和全焊結(jié)構(gòu)，焊后整體退火，消除內(nèi)應(yīng)力，輪轂與輪軸分別采用漲套方式聯(lián)接，滾筒與減速器之間采用彈性柱銷齒式聯(lián)軸器對接；滾筒軸向和縱向焊縫經(jīng)無損傷檢驗，輪轂的鑄造質(zhì)量經(jīng)磁粉或超聲波檢驗，滾筒組裝后作靜平衡試驗達到G40級；所有傳動滾筒表面均采用人字形花紋鑄膠層，改向滾筒表面采用平面鑄膠層。傳動滾筒表面膠層厚度不得小于15mm，傳動滾筒表面膠層硬度不低于邵氏A型60~70。改向滾筒表面膠層厚度不得小于12mm，改向滾筒表面膠層硬度不得低于邵氏A型50~60。傳動滾筒直徑為1400mm。最大承受合力為800kN，傳動滾筒承受最大扭矩2120kNm。滾筒軸均為鍛件。傳動滾筒采用雙出軸滾筒。傳動滾筒長度的確定. 查《運輸機械設(shè)計選用手冊》表2－39得：傳動滾筒主要性能參數(shù)如下表所示：傳動滾筒參數(shù)表mm許用扭矩許用合力120021208001400軸承代號軸承座圖號轉(zhuǎn)動慣量重量3656DXZ128/DXZ328 336006479由經(jīng)驗公式：已知帶寬B＝1200，傳動滾筒直徑為1400，滾筒長度比膠帶寬略大，一般?。?00～200） 取1200＋200＝1400，所選驅(qū)動滾筒B1=1400滿足要求。第三節(jié) 傳動滾筒的直徑驗算大量實驗表明，傳動滾筒的摩擦系數(shù)與膠帶和滾筒之間的單位壓力有較大關(guān)系，在單位壓力較大的區(qū)域摩擦系數(shù)隨壓力的增大而減小，所以傳動滾筒的直徑應(yīng)按平均壓力進行驗算。為膠帶與滾筒之間的平均壓力， 因此傳動滾筒直徑合格。第四節(jié) 滾筒架一、卸載滾筒架卸載滾筒架用于安裝頭部探頭的改向滾筒（卸料）的機架。主要采用H型鋼組焊而成。為了運輸方便，機架由兩片組成，現(xiàn)場安裝時用螺栓聯(lián)接，輸送機調(diào)試運行正常后再焊接。二、傳動滾筒架 機頭傳動架用于安裝傳動滾筒，安裝在輸送機頭部與驅(qū)動裝置對接，采用螺栓聯(lián)接組合式設(shè)計，主體框架為H型鋼，雙滾筒傳動，各旋轉(zhuǎn)部位都設(shè)計有防護罩。第四章 托輥托輥是決定帶式輸送機的使用效果，特別是輸送帶使用壽命的最重要部件之一。托輥組的結(jié)構(gòu)在很大程度上決定了輸送帶和托輥所受承載的大小與性質(zhì)。對托輥的基本要求是：結(jié)構(gòu)合理，經(jīng)久耐用，密封裝置防塵性能和防水性能好，使用可靠。軸承保證良好的潤滑，自重較輕，回轉(zhuǎn)阻力系數(shù)小，制造成本低，托輥表面必須光滑等。第一節(jié) 托輥類型與特點安裝在剛性托輥架上的三個等長托輥組是最常見的，三個托輥一般布置在同一個平面內(nèi)，；亦可將中間托輥和側(cè)托輥錯開布置，兩個側(cè)托輥向前傾。后一種形式托輥組的優(yōu)點是可防跑偏；缺點是托輥組支架結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量大，并且輸送帶運行阻力大約增加10％。因此實際上主要采用三個托輥布置在同一平面內(nèi)的托輥組。托輥可分為槽形托輥、平行托輥、緩沖托輥和調(diào)心托輥等；槽形托輥用于輸送散粒物料的帶式輸送機上分支，使輸送帶成槽形，以便增大輸送能力和防止物料向兩邊灑漏。目前國內(nèi)由三個輥子組成的槽形托輥槽角為或，增大槽角可加大載貨的橫斷面積并防止輸送帶跑偏，但使膠帶彎折，對輸送帶的壽命不利。為降低膠帶邊緣的附加應(yīng)力，在傳動滾筒與第一組槽形托輥之間可采取槽角為、的過渡托輥使膠帶逐步成槽，端部滾筒中心線與過渡托輥之間的距離一般不大于800～1000mm。該設(shè)計承載托輥主要采用槽形托輥。平形托輥由一個平直的輥子構(gòu)成，該設(shè)計下托輥主要采用平行托輥。緩沖托輥用于帶式輸送機的受料處，以便減少物料對輸送帶的沖擊，有橡膠圈式和彈簧板式等，該設(shè)計采用橡膠圈式。調(diào)心托輥用來調(diào)整輸送帶的橫向位置，使它保持正常運行。調(diào)心托輥形式很多，輸送散粒物料最簡單的是采用槽形前傾托輥，借助兩個側(cè)托輥朝膠帶運行方向前傾一定角度(一般約)而對跑偏的輸送帶起復(fù)位作用。這種方法簡單，但會使阻力增大約10％。其它還有錐形、V形、反V形等多種調(diào)心托輥，該設(shè)計中，每10組槽形托輥中設(shè)一組上調(diào)心托輥，每6組下托輥中設(shè)一組下調(diào)心托輥，防止膠帶運行時跑偏。前傾托輥的防跑偏機理：由于托輥有前傾角，則膠帶運行速度和托輥周圍速度之間相差一個角度，因而托輥相對膠帶就有一個相對速度，使托輥有沿軸向產(chǎn)生相對運動的趨勢，但是，托輥受托輥架的限制不