【正文】 機(jī)正常運(yùn)行的要求。法國的A 型帶式輸送機(jī)張緊裝置，采用液壓系統(tǒng)，通過執(zhí)行無件油缸內(nèi)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，來承受輸送機(jī)運(yùn)行所產(chǎn)生的塑形伸長和過度工況下彈性伸長的變化。 張緊裝置分類 張緊裝置按結(jié)構(gòu)可以分三種形式，重錘式、固定式和自動(dòng)式 （ 1） 重錘式張緊裝置 重錘式張緊裝置是最初的張緊裝置的形式之一，如下圖 21所示，它主要由 張緊裝置框架、張緊改向滾筒、彈簧緩沖器、偏心制動(dòng)輪等部件組成。此種張緊裝置的優(yōu)點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，低的維護(hù)量，成本較低；缺點(diǎn) 是，不能根據(jù)工作情況，調(diào)整張緊力的大小，占用空間大。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁 1滑軌 2張緊裝置框架 3滾筒安裝平臺(tái) 4滾筒滑槽 5限位擋塊 6制動(dòng)偏心輪 7銷軸 8裝運(yùn)連桿 9吊架 10傳動(dòng)連桿 11緩沖器 12膠帶 13軸承支座 14張緊改向滾筒 15配重 圖 12垂直 重錘式張緊裝置 車式 重錘張緊 裝置是將重物由鋼絲繩通過定滑輪與滑動(dòng)小車相連 ,將 張緊 滾筒固定在滑動(dòng)小車上 ,由重物拉動(dòng)滑動(dòng)小車對(duì)輸送帶產(chǎn)生 張緊 力 (見圖13) 。 圖 13車式重錘張緊裝置 重錘 張緊 裝置的優(yōu)點(diǎn)是可以通過重錘的位移迅速吸收輸送帶的彈性伸長 , 中國礦業(yè)大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁 動(dòng)態(tài)響應(yīng)快 ,結(jié)構(gòu)簡單 ,且重錘 張緊 力是基本恒定的 ,僅在輸送機(jī)起動(dòng)和停車時(shí)產(chǎn)生很小的慣性力 ,因而安全可靠性比較高 ,在帶式輸送機(jī)中使用最為廣泛。 ②較為笨重 ,需要的工作空間大 (特別是 張緊 力較大時(shí) ) ,維修較為費(fèi)工費(fèi)時(shí)。其中螺旋張緊裝置常用于短距離輸送機(jī)中， 螺旋 張緊 裝置見圖 14。旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺桿 ,螺母帶動(dòng)活動(dòng)架一起前進(jìn)和后退 ,達(dá)到 張緊 和放松輸送帶的目的。 固定絞車 張緊 裝置由絞車、 張緊 鋼絲繩、滑輪、 張緊 小車等組成 ,通過絞車卷進(jìn)、放出鋼絲繩來調(diào)節(jié)輸送帶所需的 張緊 力。自動(dòng)式張緊裝置有兩種形式： 電動(dòng)式 張緊裝置 是通過電磁可控離合器由勵(lì)磁器發(fā)生的磁場(chǎng)，來改變傳遞給絞車力矩的大小從而調(diào)節(jié)輸送機(jī)帶拉力。另一種自動(dòng)張緊裝置是在驅(qū)動(dòng)回程段使膠帶保持一個(gè)恒定的張力，它是通過測(cè)力計(jì)與張緊裝置的控制系統(tǒng)一起工作，在啟動(dòng)時(shí)能傳感膠帶張力的變化，從而使張緊裝置絞車是纏卷或松馳以保持合適的膠帶張力。液壓絞車 張緊 裝置是通過液壓馬達(dá)動(dòng)作 ,使 張緊 絞車卷進(jìn)和松開輸送帶來自動(dòng)調(diào)節(jié)輸送帶的 張緊 力 。液壓 張緊 裝置的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊 ,易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制 ,可以根據(jù)輸送機(jī)在啟動(dòng)和正常運(yùn)行工況下對(duì)輸送帶張力的不同要求調(diào)節(jié)輸送帶 張緊 力 ,控制響應(yīng)速度快 ,能夠在驅(qū)動(dòng)滾筒與輸送帶產(chǎn)生滑動(dòng)時(shí)自動(dòng)增加 張緊 力。 對(duì)張緊裝置的要求 （ 1） 響應(yīng)速度快，工作可靠； （ 2） 張緊滾筒上輸送帶的包角 ?180 ，并與滾筒位移平行，施加的張緊力應(yīng)通過滾筒中心，以免張力由于其位置不同而變化； （ 3） 不能出現(xiàn)死區(qū)，即張緊滾筒作反向移動(dòng)時(shí)，不至于產(chǎn)生張力突然變化。 張緊 裝置的位置 （ 1）張緊裝置盡量安裝在靠近傳動(dòng)滾筒的空載分支上，以利于啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生打滑現(xiàn)象； （ 2）張緊裝置 應(yīng)盡可能布置在輸送帶張力最小處，這樣可減小張緊力； （ 3）應(yīng)盡可能使輸送帶張緊滾筒的繞入和繞出分支方向與滾筒位移線 中國礦業(yè)大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁 平行，且施加的張緊力要通過滾筒中心。主要問題在于 皮帶張緊時(shí)不能對(duì)張緊力進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和自動(dòng)調(diào)節(jié) ，而且響應(yīng)速度慢，變頻調(diào)速張緊裝置作為一種新型的皮帶張緊裝置，它采用了變頻調(diào)速技術(shù)，起、制動(dòng)時(shí)對(duì)皮帶的沖擊能明顯降低，延長了皮帶和設(shè)備的使用壽命。 自動(dòng)絞車式張緊裝置具有以下特點(diǎn)：通過拉力傳感器電信號(hào)控制張緊裝置，可靠性高。在此選擇變頻調(diào)速自動(dòng)絞車張緊裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)。 變頻調(diào)速自動(dòng)張緊裝置的工作原理：當(dāng)帶式輸送機(jī)起動(dòng)時(shí)，首先把主電機(jī)的起、停信號(hào)傳遞給自動(dòng)張緊裝置的控制系統(tǒng)，電機(jī)，蝸輪蝸桿減速器，卷筒工作，鋼絲繩通過滑輪拉緊張緊滾筒。主電機(jī)起動(dòng)結(jié)束信號(hào)再次傳遞給張緊裝置控制系統(tǒng)，電機(jī)反向工作，卷筒靠輸送機(jī)張力逆轉(zhuǎn)，起著自動(dòng)松帶的目的，直到張力傳感器反饋的數(shù)值達(dá)到設(shè)定工作值時(shí)，自鎖 蝸輪蝸桿處于自鎖狀態(tài)。 10%范圍內(nèi)波動(dòng)。當(dāng)張力大于設(shè)定張緊力時(shí)，電機(jī)得到信號(hào)，開始工作，蝸輪蝸桿反轉(zhuǎn)，皮帶張力自動(dòng)下降。 變頻調(diào)速自動(dòng)張緊裝置的特點(diǎn)： 中國礦業(yè)大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁 （ 1）變頻調(diào)速，采用目前較為先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)，可在張緊裝置起、制動(dòng)時(shí)減少對(duì)皮帶的沖擊，從而延長其設(shè)備的使用壽命。這對(duì)大型輸送機(jī)來說，提高了整個(gè)輸送機(jī)系統(tǒng)的可靠性、安全性，并延長了輸送帶的使用壽命。這就要求張緊裝置對(duì)張力的調(diào)節(jié)功能較強(qiáng)。 （ 4）設(shè)備維護(hù)簡單，自動(dòng)張緊裝置只有電器和機(jī)械部分，與目前傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)上使用的許多張緊裝置相比，中間減少了一些機(jī)械和液壓部件。 總體方案的確定 采用交流變頻調(diào)速電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源，傳動(dòng)部分由蝸輪蝸桿傳動(dòng) 與外齒輪兩 部分組成，電機(jī)與工作滾筒成 T型布置。電機(jī)的輸出軸與渦 輪連接；蝸桿的輸出軸與外齒輪中的小齒輪用 C 型鍵連接。在滾筒軸的兩端用調(diào)心圓錐滾子軸承作支撐 ,并加以滾動(dòng)軸承座支撐。 選擇的電動(dòng)機(jī)型號(hào)：三相異步變頻調(diào)速電機(jī) YVP132M6； 電機(jī)參數(shù)： 功率 ?? kw 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)頻范圍 3～ 50Hz 同步轉(zhuǎn)速 1000r/min 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別的確定 機(jī)構(gòu)利用等級(jí)按機(jī)構(gòu)總設(shè)計(jì)壽命分為十級(jí)，見 表 811。 由表 811，選取機(jī)構(gòu)等級(jí) 5T 。 機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài) 載荷狀態(tài)是表明機(jī)構(gòu)承受最大載荷及載荷變化的程度。 由表 812，根據(jù)實(shí)際情況選用 3L 重。 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別按機(jī)構(gòu) 利用等級(jí)和載荷狀態(tài)分為八級(jí)。 鋼絲繩直徑計(jì)算與選 取 （ 1）煤礦井下絞 車用鋼絲繩直徑采用 GB110274標(biāo)準(zhǔn)規(guī) ?? mm,鋼絲繩結(jié)構(gòu)大部分是點(diǎn)接觸光面鋼絲繩。 （ 3）在圓股的鋼絲繩（ GB110274） 標(biāo)準(zhǔn)中，只有鋼絲破斷拉 力之和而無整根鋼絲繩的破斷拉力。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》， 195P 表 )2(22? 選擇： 繩 196? 股 )1261( ?? 繩纖維芯，鋼絲繩表面鍍絡(luò)。根據(jù)機(jī)構(gòu)工作級(jí)別 M4，可 查 得： h=16； 則 28818161 ???D mm (2)繩槽半徑： （?R ～ d） （? ～ ?） ? ～ mm 取 10?R mm (3)繩槽深度（標(biāo)準(zhǔn)槽）： (1 ?H ～ d) (? ～ 18) ? ? ～ 取 ?H mm (4)繩槽節(jié)距（標(biāo)準(zhǔn)槽）： 2(1 ??dP ～ )4 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁 2(18?? ～ )4 20? ～ 22mm 取 201?P mm (5)卷筒厚度（鑄鋼卷筒）： 15??d? mm (6)多層纏繞卷筒長度： ? ?nDDDDZL ????? ?321? dDD ??1 dDD 32 ?? ? ?dnDD n 12 ??? 則 ? ?ndDnZL ?? ? ，考慮鋼絲繩在卷筒上排列可能不均勻，應(yīng)將卷筒長度增加 %10 ，即 ZPL ? 其中： D — 卷 筒繩槽底徑， 270182881 ????? dDD mm nDDDD ??, 321 — 各層直徑 Z — 每層圈數(shù) 設(shè) 17?Z n — 纏繞圈數(shù) 根據(jù)實(shí)際的工作情況，卷筒上需有 5圈繞繩，即 5?n 。 校驗(yàn)最大張緊力 maxF 能否滿足機(jī)構(gòu)在任何時(shí)刻的工況要求。 卷筒的轉(zhuǎn)速： 8 0 0 0601 0 0 060 3 ?? ??????? ?D vn bw ? r/min 電機(jī)最小滿載轉(zhuǎn)速 ： 605031000 ???n r/min 總傳動(dòng)比 ： ??? wnni總 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁 最大張緊力在 maxF 時(shí)， 卷筒上所受的最 大扭矩為 ： 0 6 62 103 6 86 101 0 026 332m a x ??????? ?DFT N?mm 而變頻電機(jī)的額定扭矩轉(zhuǎn)化到卷筒上的扭矩為： 5 4 3 ???????轉(zhuǎn)T N?mm 因?yàn)? 轉(zhuǎn)TT? ，所以最大張緊力 maxF 滿足工況要求。 31 2 41 0 0 0509 5 5 0 ???????T = N?mm 9 7 5 00 ????負(fù)T N?mm 由于 1TT ?負(fù) ，滿足工況要 求。 則一對(duì)開式齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 ： ??開i 4 絞車減速裝置 的設(shè)計(jì) 計(jì)算 絞車減速器參數(shù)確定 根據(jù)減速器情況 并查蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)參 數(shù)，決定二 級(jí)傳動(dòng)比的分配情況如下 : 第一 級(jí) 減速裝置為單頭蝸桿 蝸 輪 副 傳動(dòng)： 372?i 第二 級(jí)齒輪傳 動(dòng)： 4223 ???? iii 總 電動(dòng)機(jī)輸出功率： p= 系統(tǒng)總傳動(dòng)比： i=142 第一 級(jí)： 372?i 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁 第二 級(jí)： ?i 系統(tǒng)中各個(gè)傳動(dòng)軸的速度： 1 軸 2n = m 37601 rin ?? 2 軸 軸轉(zhuǎn)速： 30n =0 /minr 齒輪轉(zhuǎn)速： 3n =3 軸 軸轉(zhuǎn)速： 40n =0 r/min 齒輪轉(zhuǎn)速： 40 rn ? 各軸功率計(jì)算 ： 電機(jī)輸出功率為 ： P= 1 軸 211 ??PP ?? = 2 軸 32112 ???PP ? = 3 軸 423 ?PP ? = 計(jì)算各軸扭距 1 軸 mNnPT ????? 36072 5095 50 111 2 軸 齒輪扭矩： , 7 12 5 509 5 50 222 mNnPT ????? 3 軸 軸上扭矩： mNT ??03 齒輪扭矩： mNT ???? 2 8 6 5 5 03 蝸桿蝸輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 第一 級(jí)采用蝸桿蝸輪傳動(dòng)， 蝸桿傳動(dòng)是用來傳遞空間兩交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，通常兩軸的交角為 ?90 。 材料及齒數(shù)的確定 蝸桿副的材料組合首先要求有良好的減磨性和抗膠合能力。蝸桿一般采用碳鋼和合金鋼制造，要求有較高的齒面硬度。 蝸輪齒圈 的常用材料為鑄造錫青銅，如 ZcuSn10Pb1,他的減磨性和抗膠合性最好，適于滑動(dòng)速度較高的場(chǎng)合，但價(jià)格較貴；鋁青銅，如 ZcuAl10Fe3,強(qiáng)度較高，價(jià)格較低，但抗膠合性能較差，一般用于滑動(dòng)速度不高（ 4?s? m/s）的傳動(dòng)；在滑動(dòng)速度較低（ 2?s? m/s） 的不重要傳動(dòng)中，蝸輪可用球墨鑄鐵或灰鑄鐵制造。選蝸輪齒圈的材料為鑄造錫青銅，即 ZcuSn10Pb1,他的減磨性和抗膠合性最好，適于滑動(dòng)速度較高的場(chǎng)合。 13?Z的蝸桿，多用于要求自鎖和大傳動(dòng)比的情況。 43?Z 的蝸桿，因加工困難，很少使用。為了避免蝸輪輪齒發(fā)生根且并保證至少有兩對(duì)以上的輪齒參與嚙合， 4Z 不應(yīng)小于 26。 考慮到蝸輪的使用情況，選蝸輪頭數(shù) 13?Z 和 3713734 ???? iZZ 是符合要求的。因此，它通常用于中小功率、間歇工作或要求自鎖的場(chǎng)合。 按蝸輪齒面接疲勞強(qiáng)度計(jì)算 由式（ 893）： ? ? 23332 10 ?????? ???HEZ Z