【正文】 c 1800 Washington Road Pittsburgh PA 15241 Belt Conveyors are an important method for transportation of bulk materials in the mining industry The control of the application of the starting torque from the belt drive system to the belt fabric affects the performance life cost and reliability of the conveyor This paper examines applications of each starting method within the coal mining industry INTRODUCTION The force required to move a belt conveyor must be transmitted by the drive pulley via friction between the drive pulley and the belt fabric In order to transmit power there must be a difference in the belt tension as it approaches and leaves the drive pulley These conditions are true for steady state running starting and stopping Traditionally belt designs are based on static calculations of running forces Since starting and stopping are not examined in detail safety factors are applied to static loadings Harrison 1987 This paper will primarily address the starting or acceleration duty of the conveyor The belt designer must control starting acceleration to prevent excessive tension in the belt fabric and forces in the belt drive system Suttees 1986 High acceleration forces can adversely affect the belt fabric belt splices drive pul。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下 圖 57 槽形托輥 30176?！?2O176。由表 145 選摩擦系數(shù) 025 并取摩擦力備用系數(shù) n 12 由式 355 可算得允許的最大值為 355 26185796[ e0252101801 12] 3338689 故摩擦條件滿(mǎn)足 36 傳動(dòng)滾筒改向滾筒合張力計(jì)算 根據(jù)計(jì)算出的各特性點(diǎn)張力計(jì)算各滾筒合張力 頭部 180 改向滾筒的合張力 S1S2 26185796932346 35509256N 尾部 180 改向滾筒的合張力 S5S6 1133161189818 2322978N 37 傳動(dòng)滾筒最大扭矩計(jì)算 單驅(qū)動(dòng)時(shí)傳動(dòng)滾筒的最大扭矩按式 371 計(jì)算 371 式中 D 傳動(dòng)滾筒的直徑 mm 初選傳動(dòng)滾筒直徑為 800mm 則傳動(dòng)滾筒的最大扭矩為 M 1207082 483KNm 38 拉緊力計(jì)算 拉緊裝置拉緊力按式 381 計(jì)算 381 式中拉緊滾筒趨入點(diǎn)張力 N 拉緊滾筒奔離點(diǎn)張力 N 由式 381 F0 S3S4 933374980043 1913417N 1913KN 查〈〈煤礦機(jī)械 設(shè)計(jì)手冊(cè)〉〉 39 輸送帶強(qiáng)度校核計(jì)算 縱向拉伸強(qiáng)度按式 391 計(jì)算 391 式中靜安全系數(shù)一般 n1 710 運(yùn)行條件好傾角好強(qiáng)度低取小值反之取大值 輸送帶的最大張力 26185796 N n1 選為 7 由式 391 GX ≥ 2618579671000 18330Nmm 可選輸送帶為 680S 即滿(mǎn)足要求4 驅(qū)動(dòng)裝置的選用與設(shè)計(jì) 帶式輸送機(jī)的負(fù)載是一種典型的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載而且不可避免地要帶負(fù)荷起動(dòng)和制動(dòng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特性與負(fù)載的 起動(dòng)要求不相適應(yīng)在帶式輸送機(jī)上比較突出一方面為了保證必要的起動(dòng)力矩電機(jī)起動(dòng)時(shí)的電流要比額定運(yùn)行時(shí)的電流大6～ 7 倍要保證電動(dòng)機(jī)不因電流的沖擊過(guò)熱而燒壞電網(wǎng)不因大電流使電壓過(guò)分降低這就要求電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)要盡量快即提高轉(zhuǎn)子的加速度使起動(dòng)過(guò)程不超過(guò) 3～5s 驅(qū)動(dòng)裝置是整個(gè)皮帶輸送機(jī)的動(dòng)力來(lái)源它由電動(dòng)機(jī) Y200L－４ 30 1470 568 922 087 起動(dòng)電流額定電流 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 重量 kg 70 20 22 255 42 減速器的選用 421 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 已知輸送帶寬為 1000 查《運(yùn)輸機(jī)械選用設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取傳動(dòng)滾筒的直徑 D為 800 則工作轉(zhuǎn)速為 nw 60υ πD 6016 π08 3822rmin 已知電機(jī)轉(zhuǎn)速為 nm＝ 1470 rmin 則電機(jī)與滾筒之間的總傳動(dòng)比為 I nmnw 14703822 3846 本次設(shè)計(jì)選用 ZSY型 礦用減速器傳動(dòng)比為 40可傳遞 30KW功率兩級(jí)圓柱齒輪齒減速器其展開(kāi)簡(jiǎn)圖如下 圖 41 ZSY 型減速器展開(kāi)簡(jiǎn)圖 電動(dòng)機(jī)和 I 軸之間Ⅲ軸和傳動(dòng)滾筒之間用的都是聯(lián)軸器故傳動(dòng)比都是 1 422 液力偶合器 液力傳動(dòng)與液壓傳動(dòng)一樣都是以液體作為傳遞能量的介 質(zhì)同屬液體傳動(dòng)的范疇二者的重要區(qū)別在于液壓傳動(dòng)是同過(guò)工作腔容積的變化是液體壓力能改變傳遞能量的液力傳動(dòng)是利用旋轉(zhuǎn)的葉輪工作輸入軸與輸出軸為非剛性連接通過(guò)液體動(dòng)能的變化傳遞能量傳遞的紐矩與其轉(zhuǎn)數(shù)的平方成正比． 目前在帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)中廣泛使用液力偶合器 液力傳動(dòng)裝置除煤礦機(jī)械使用外還廣泛用于各種軍用車(chē)輛建筑機(jī)械工程機(jī)械起重機(jī)械載重汽車(chē)．小轎車(chē)和艦艇上 本次設(shè)計(jì)選用的 YOD400輸入轉(zhuǎn)速為 1470r／ min效率達(dá) 096起動(dòng)系數(shù)為 13～17 423 聯(lián)軸器 本次驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)中較多的采用聯(lián)軸器這里對(duì)其做簡(jiǎn)單介 紹 聯(lián)軸器是機(jī)械傳動(dòng)中常用的部件它用來(lái)把兩軸聯(lián)接在一起機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸不能分離只有在機(jī)器停車(chē)并將聯(lián)接拆開(kāi)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(duì)中而是存在著某種程度的相對(duì)位移這就要求設(shè)計(jì)聯(lián)軸器時(shí)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(duì)位移的性能 根據(jù)對(duì)各種相對(duì)位移有無(wú)補(bǔ)償能力即能否在發(fā)生相對(duì)位移條件下保持聯(lián)接的功能聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器無(wú)補(bǔ)償能力和撓性聯(lián)軸器有補(bǔ)償能力兩大類(lèi)撓性聯(lián)軸器又可按是否具有彈性元件分為無(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器和 有彈性元件的撓性聯(lián)軸器兩個(gè)類(lèi)別 5 帶式輸送機(jī)部件的選用 51 輸送帶 輸送帶在帶式輸送機(jī)中既是承載構(gòu)件又是牽引構(gòu)件鋼絲繩牽引帶式輸送機(jī)除外它不僅要有承載能力還要有足夠的抗拉強(qiáng)度輸送帶由帶芯骨架和覆蓋層組成其中覆蓋層又分為上覆蓋膠邊條膠下覆蓋膠 輸送機(jī)的帶芯主要是有各種織物棉織物各種化纖織物以及混紡織物等或鋼絲繩構(gòu)成它們是輸送帶的骨干層幾乎承載輸送帶工作時(shí)的全部負(fù)載因此帶芯材料必須有一定的強(qiáng)度和剛度覆蓋膠用來(lái)保護(hù)中間帶芯不受機(jī)械損傷以及周?chē)泻橘|(zhì)的影響上覆蓋膠層一般較厚這是輸送帶的承載面直接與物料接觸并 承受物料的沖擊和磨損下覆膠層是輸送帶與支撐托輥接觸的一面主要承受壓力為了減少輸送帶沿托輥運(yùn)行時(shí)的壓陷阻力下覆蓋膠的厚度一般較薄側(cè)邊覆蓋膠的作用是當(dāng)輸送帶發(fā)生跑偏使側(cè)面與機(jī)架相碰時(shí)保護(hù)帶芯不受機(jī)械損傷 511 輸送帶的分類(lèi) 按輸送帶帶芯結(jié)構(gòu)及材料不同輸送帶被分成織物層芯和鋼絲繩芯兩大類(lèi)織物層芯又分為分層織物芯和整體織物層層芯兩類(lèi)且織物層芯的材質(zhì)有棉尼龍和維綸等 整體編織織物層芯輸送帶與分層織物層芯輸送帶相比在帶強(qiáng)度相同的情況下整體輸送帶的厚度小柔性好耐沖擊性好使用中不會(huì)發(fā)生層間剝裂但伸長(zhǎng)率較高在使用過(guò)程中需要 較大的拉緊行程 鋼絲繩芯輸送帶是有許多柔軟的細(xì)鋼絲繩相隔一定的間距排列用與鋼絲繩有良好粘合性的膠料粘合而成鋼絲繩芯輸送帶的縱向拉伸強(qiáng)度高抗彎曲性能好伸長(zhǎng)率小需要拉緊行程小同其它輸送帶相比在帶強(qiáng)度相同的前提下鋼絲繩芯輸送帶的厚度小 輸送帶上下覆蓋膠目前多采用天然橡膠國(guó)外有采用耐磨和抗風(fēng)化的橡膠的膠帶如輪胎花紋橡膠的改良膠作為覆蓋膠以提高其使用壽命輸送帶的中間用合成橡膠與天然膠的混合物 512 輸送帶的連接 為了方便制造和搬運(yùn)輸送帶的長(zhǎng)度一般制成 100200 米因此使用時(shí)必須根據(jù)需要進(jìn)行連接橡膠輸送帶的連接方法有 機(jī)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(jī)械接法和塑化接法兩種 1 機(jī)械接頭 機(jī)械接頭是一種可拆卸的接頭它對(duì)帶芯有損傷接頭強(qiáng)度效率低只有 2560 使用壽命短并且接頭通過(guò)滾筒表面時(shí)對(duì)滾筒表面有損害常用于短距或移動(dòng)式帶式輸送機(jī)上織物層芯輸送帶常采用的機(jī)械接頭形式有膠接活頁(yè)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(jī)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(zhǎng)對(duì)滾筒表面不產(chǎn)生損害接頭效率高達(dá) 6095 的優(yōu)點(diǎn)但存在 接頭工藝復(fù)雜的缺點(diǎn) 52 傳動(dòng)滾筒 521 傳動(dòng)滾筒的作用及類(lèi)型 傳動(dòng)滾筒是傳動(dòng)動(dòng)力的主要部件作為單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式來(lái)講可分成單滾筒傳動(dòng)及雙滾筒傳動(dòng)單滾筒傳動(dòng)多用于功率不太大的輸送機(jī)上功率較大的輸送機(jī)可采用雙滾筒傳動(dòng)其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊還可增加圍包角以增加傳動(dòng)滾筒所能傳遞的牽引力使用雙滾筒傳動(dòng)時(shí)可以采用多電機(jī)分別傳動(dòng)可以利用齒輪傳動(dòng)裝置使兩滾筒同速運(yùn)轉(zhuǎn)雙滾筒傳動(dòng)亦可采用多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式 輸送機(jī)的傳動(dòng)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)新設(shè)計(jì)產(chǎn)品全部采用滾動(dòng)軸承傳動(dòng)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(diǎn)是表面磨擦系數(shù)小所以一般用在周?chē)h(huán)境濕度小的短距離輸送機(jī)上鑄包膠滾筒的主要優(yōu)點(diǎn)是表面磨擦系數(shù)大適用于環(huán)境濕度大運(yùn)距長(zhǎng)的輸送機(jī)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 522 傳動(dòng)滾筒的選型及設(shè)計(jì) 傳動(dòng)滾筒是傳遞動(dòng)力的主要部件它是依靠與輸送帶之間的摩擦力帶動(dòng)輸送帶運(yùn)行的部件傳動(dòng)滾筒根據(jù)承載能力分為輕型中型和重型三種同一種滾筒直徑又有幾種不同的軸徑和中心跨距供選用 ① 輕型軸承孔徑 80100 ㎜軸與輪轂為單鍵聯(lián)接的單幅板焊接筒體結(jié)構(gòu)單向出軸 ② 中型軸承孔徑 120180 ㎜軸與輪轂為脹套聯(lián)接 ③ 重型軸承孔徑 202120 ㎜軸與輪轂為脹套聯(lián)接筒體為鑄焊結(jié)構(gòu)有單向出軸和雙向出軸兩種 輸送機(jī)的傳動(dòng)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(dòng)滾筒的表面形式有鋼制光面滾筒 傳動(dòng)滾筒長(zhǎng)度的確定 查《 DTII A 帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 6－ 1 得 其主要性能參數(shù)如下表 51 所示 表 51 傳動(dòng)滾筒參數(shù)表 mm 許用扭矩 許用合力 1200 7 50 800 軸承型號(hào) 代號(hào) 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 重量 22220 80801 25 618 再查表《 DTII A 帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》8－ 6 可得出 滾筒長(zhǎng)度為 1200 或者由經(jīng)驗(yàn)公式 已知帶寬 B＝ 1000 傳動(dòng)滾筒直徑為 800 滾筒長(zhǎng)度比膠帶寬略大一般取 B1 B100～ 200 取 B1 1000＋ 200＝ 1200 與查表結(jié)果一致 524 傳動(dòng)滾筒的直徑驗(yàn)算 大量實(shí)驗(yàn)表明傳動(dòng)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(dòng)滾筒的直徑應(yīng)按平均壓力進(jìn)行驗(yàn)算 B帶寬已知 B 1000mm D傳動(dòng)滾筒直徑 800mm a膠帶在滾筒上的圍包角 210176。] 915006N 運(yùn)行阻力系數(shù) f 值應(yīng)根據(jù)表 35 選取取 0022 表 36 阻力系數(shù) f 輸送機(jī)工況 工作條件和設(shè)備質(zhì)量良好帶速低物料內(nèi)摩擦較小 002～ 0023 工作條件和設(shè)備質(zhì)量一般帶速較高物料內(nèi)摩擦較大 0025～0030 工作條件惡劣多塵低溫濕度大設(shè)備質(zhì)量較差托輥成槽角大于 35176。下托輥槽角 0176。物料的堆積角為 20176。 00242 00289 00442 00525 00692 00822 01127 01335 45176。 30176。 動(dòng)堆積角ρ 20176。 動(dòng)堆積角ρ 20176。 動(dòng)堆積角ρ