畢業設計--礦用固定式帶式輸送機的設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 個等長輥子的前傾上托輥時 （ ） 二輥式前傾下托輥時 （ ） 本輸送機沒有主要特種阻力 ，即 =0 附加特種阻力計算 附加特種阻力 包括輸送帶清掃器摩擦阻力 和卸料器摩擦阻力 等部分，按下式計算： （ ） （ ） （ ） 式中 —— 清掃器個數，包括頭部清掃器和空段清掃器； A—— 一個清掃器和輸送帶接觸面積， ，見表 —— 清掃器和輸送帶間的壓力， N/ ，一般取為 3 N/ ； —— 清掃器和輸送帶間的摩擦系數，一般取為 ~； —— 刮板系數，一般取為 1500 N/m。 表 36 導料槽欄板內寬、刮板與輸送帶接觸面積 帶寬 B /mm 導料欄板內寬 /m 刮板與輸送帶接觸面積 A/m 頭部清掃器 空段清掃器 500 650 800 1000 1200 1400 長度旋轉部分質量， kg/m，用式（ ）計算： amp。n 查表 37 得 A= ，取 =10 N/m ，取 =，將數據帶入式（ ） 則 =10 =480 N 擬設計的總圖中有兩個清掃器和一個空段清掃器（一個空段清掃器相當于 個清掃器） =0 由式（ ） 則 =480=1680 N 傾斜阻力計算 傾斜阻力按下式計算： （ ） 式中：因為是本輸送機水平運輸，所有 H=0 =0 由式（ ） =11379+0+1680+0 =14425N 傳動功率計算 傳動軸功率（ ）計算 傳動滾筒軸功率（ ）按式（ ）計算： （ ） 電動機功率計算 電動機功率 ，按式（ ）計算： （ ） 式中 —— 傳動效率，一般在 ~ 之間選取； —— 聯軸器效率； 每個機械式聯軸器效率： = 液力耦合器器： =； —— 減速器傳動效率，按每級齒輪傳動效率 .為 計算； 二級減速機： == 三級減速機： == —— 電壓降系數，一般取 ~。 —— 多電機功率不平衡系數，一般取 ，單驅動時， 。 根據計算出的 值，查電動機型譜，按就大不就小原則選定電動機功率。 由式（ ） = =23080W 由式（ ） = 2 =55614W 選電動機型號為 YB200L4， N=30 KW，數量 2 臺。 輸送帶張力計算 輸送帶張力在整個長度上是變化的，影響因素很多，為保證輸送機上午正常運行，輸送帶張力必須滿足以下兩個條件： （ 1）在任何負載情況下，作用在輸送帶上的張力應使得全部傳動滾筒上的圓周力是通過摩擦傳遞到輸送帶上，而輸送帶與滾筒間應保證不打滑； （ 2）作用在輸送帶上的張力應足夠大，使輸送帶在兩組托輥間的垂度小于一定值。 輸送帶不打滑條件校核 圓周驅動力 通過摩擦傳遞到輸送帶上（見圖 33） 圖 33 作用于輸送帶的張力 如圖 4 所示，輸送帶在傳動滾簡松邊的最小張力應滿足式 (28)的要求。 傳動滾筒傳遞的最大圓周力 。動載荷系 數 ；對慣性小、起制動平穩的輸送機可取較小值 。否則，就應取較大值。取 —— 傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數，見表 37 表 37 傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數 取 =，由式 = 14425=21638N 對常用 C= = 該設計取 =； =470 。 = 21638=42626N 輸送帶下垂度校核 為了限制輸送帶在兩組托輥間的下垂度，作用在輸送帶上任意一點的最小張力，需按式（ ）和（ ）進行驗算。 承載分支 amp。nbs 力 按式（ ）計算 工作條件 光面滾筒 膠面滾筒 清潔干燥 ～ 環境潮濕 ～ ～ 潮濕粘污 （ ） 式中 —— 拉緊滾筒趨入點張力（ N）； —— 拉緊滾筒奔離點張力（ N）。 由式（ ） =7924+7546=15470 N = KN 查〈〈煤礦機械設計手冊〉〉初步選定鋼繩絞筒式拉緊裝置。 繩芯輸送帶強度校核計算 繩芯要求的縱向拉伸強度 按 式（ ）計算； （ ） 式中 —— 靜安全系數，一般 =7 10。運行條件好，傾角好，強度低取小值；反之，取大值。 輸送帶的最大張力 21926 N 選為 7,由式（ ） N/mm 可選輸送帶為 680S,即滿足要求 . 4 驅動裝置的選用與設計 帶 式輸送機的負載是一種典型的恒轉矩負載，而且不可避免地要帶負荷起動和制動。電動機的起動特性與負載的起動要求不相適應在帶式輸送機上比較突出，一方面為了保證必要的起動力矩，電機起動時的電流要比額定運行時的電流大 6～ 7倍，要保證電動機不因電流的沖擊過熱而燒壞，電網不因大電流使電壓過分降低，這就要求電動機的起動要盡量快，即提高轉子的加速度，使起動過程不超過 3～ 5s。驅動裝置是整個皮帶輸送機的動力來源，它由電動機、偶合器，減速器 、聯軸器、傳動滾筒組成。驅動滾筒由一臺或兩臺電機通過各自的聯軸器、減速器、和鏈式聯軸器傳遞 轉矩給傳動滾筒。 減速器有二級、三級及多級齒輪減速器，第一級為直齒圓錐齒輪減速傳動，第二、三級為斜齒圓柱齒輪降速傳動，聯接電機和減速器的連軸器有兩種，一是彈性聯軸器，一種是液力聯軸器。為此，減速器的錐齒輪也有兩種；用彈性聯軸器時，用第一種錐齒輪，軸頭為平鍵連接；用液力偶合器時，用第二種錐齒輪，軸頭為花鍵齒輪聯接。 傳動滾筒采用焊接結構，主軸承采用調心軸承，傳動滾筒的機架與電機、減速器的機架均安裝在固定大底座上面，電動機可安裝在機頭任一側。 電機的選用 電動機額定轉速根據生產機械的要求而選定，一般情況 下電動機的轉速不低500r/min，因為功率一定時，電動機的轉速低，其尺寸愈大，價格愈貴，而效率 低。若電機的轉速高，則極對數少，尺寸和重量小，價格也低。本設計皮帶機所采用的電動機的總功率為 54kw，所以需選用功率為 60kw 的電機， 擬采用 YB200JDSB－４型電動機，該型電機轉矩大，性能良好，可以滿足要求。 查《運輸機械設計選用手冊》，它的主要性能參數如下表： 表 41 YB200JDSB－４型電動機主要性能參數 電動機型 額定功 滿載 號 率 kw 轉速 r/min 電流A 效率％ 功率因數 YB200L４ 30 1470 92.5 起動電流 /額定電流 起動轉矩 /額定轉矩 最大轉矩 /額定轉矩 重量 kg 320 減速器的選用 傳動裝置的總傳動比 已知輸送帶寬為 800 ，查《運輸機械選用設計手冊》表 2－ 77 選取傳動滾筒的直徑 D 為 500 ，則工作轉速為： ， 已知電機轉速為 ＝ 1470 r/min ， 則電機與滾筒之間的總傳動比為： 本次設計選用 JS30 型 .礦用減速器 ,傳動比為 25，可傳遞 30KW 功率。第一級為螺旋齒輪，第二級、第三級為斜齒和直齒圓柱齒輪傳動，其展 馬棚網 開簡圖如 下： 圖 41 JS30 型減速器展開簡圖 電動機和 I 軸之間， IV 軸和傳動滾筒之間用的都是聯軸器，故傳動比都是 1。 液力偶合器 液力傳動與液壓傳動一樣，都是以液體作為傳遞能量的介質，同屬液體傳動的范疇，二者的重要區別在于，液壓傳動是同過工作腔容積的變化，是 液體壓力能改變傳遞能量的；液力傳動是利用旋轉的葉輪工作，輸入軸與輸出軸為非剛性連接，通過液體動能的變化傳遞能量，傳遞的紐矩與其轉數的平方成正比． 目前，在帶式輸送機的傳動系統中，廣泛使用液力偶合器，它安裝在輸送機的驅動電機與減速器之間，電動機帶動泵輪轉動，泵輪內的工作液體隨之旋轉，這時液體繞泵輪軸線一邊作旋轉運動，一邊因液體受到離心力而沿徑向葉片之間的通道向外流動，到外緣之后即進入渦輪中，泵輪的機械能轉換成液體的動能，液體進去渦輪后，推動渦輪旋轉，液體被減速降壓，液體的動能轉換成渦輪的機械能而輸出作功．它是 依靠液體環流運動傳遞能量的，而產生環流的先決條件是泵輪的轉速大于渦流轉速，即而者之間存在轉速差． 液力傳動裝置除煤礦機械使用外，還廣泛用于各種軍用車輛，建筑機械，工程機械，起重機械，載重汽車．小轎車和艦艇上，它所以獲得如此廣泛的應用，原因是它具有以下多種優點： 能提高設備的使用壽命 由于液力轉動的介質是液體，輸入軸與輸出軸之間用非剛性連接，故能將外載荷突然驟增或驟減造成的沖擊和振動消除或部分消除，轉化為連續連續漸變載荷，從而延長機器的使用壽命．這對處于惡劣條件下工作的煤礦機械具有這樣意義． 有良好的啟動性能 由于泵輪扭矩與其轉速的平方成正比，故電動機啟動時其負載很小，起動較快，沖擊電流延續時間短，減少電機發熱． 良好的限矩保護性能 使多電機驅動的設備各臺電機負荷分配趨于均勻 本次設計選用的 YOD400，輸入轉速為 1470r／ min，效率達 ，起動系數為～ 。 聯軸器 本次驅動裝置的設計中，較多的采用聯軸器，這里對其做簡單介紹： 聯軸器是機械傳動中常用的部件。它用來把兩軸聯接在一起，機器運轉時兩軸不能分離；只有在機器停車并將聯接拆開后，兩軸才能分離。 聯軸器所聯接的兩軸，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，往往不能保證嚴格的對中，而是存在著某種程度的相對位移。這就要求設計聯軸器時，要從結構上采取各種不同的措施，使之具有適應一定范圍的相對位移的性能。 根據對各種相對位移有無補償能力（即能否在發生相對位移條件下保持聯接的功能），聯軸器可分為剛性聯軸器（無補償能力）和撓性聯軸器（有補償能力）兩大類。撓性聯軸器又可按是否具有彈性元件分為無彈性元件的撓性聯軸器和有彈性元件的撓性聯軸器兩個類別。 剛性聯軸器 這類聯軸器有套筒式、夾殼式和凸緣式等。凸緣聯軸器是把兩個帶有凸緣的半聯軸器 聯成一體，以傳遞運動和轉矩。凸緣聯軸器的材料可用灰鑄鐵或碳鋼，重載時或圓周速度大于 30m/s 時應用鑄鋼或碳鋼。由于凸緣聯軸器屬于剛性聯軸器，對所聯兩軸的相對位移缺乏補償能力，故對兩軸對中性的要求很高。當兩軸有相對位移存在時，就會在機件內引起附加載荷，使工作情況惡化，這是它的主要缺點。但由于構造簡單、成本低、可傳遞較大轉矩，故當轉速低、無沖擊、軸的剛性大、對中性較好時亦常采用。 撓性聯軸器 （ 1）無彈性元件的撓性聯軸器 這類聯軸器因具有撓性，故可補償兩軸的相對位移。但因無彈性元件，故不能緩沖減振。常用的有以下 幾種： 1）十字滑塊聯軸器 十字滑塊聯軸器由兩國在端面上開有凹槽的半聯軸器和一個兩面帶有凸牙的中間盤所組成。因凸牙可在凹槽中滑動，故可補償安裝及運轉時兩軸間的相對位移。 這種聯軸器零件的材料可用 45 鋼，工作表面須進行熱處理 ，以提高其硬度；要求較低時也可用 Q275 鋼，不進行熱處理。為了減少摩擦及磨損，使用時應從中間盤的油孔中注油進行潤滑。 因為半聯軸器與中間盤組成移動副，不能發生相對轉動，故主動軸與從動軸的角速度應相等。但在兩軸間有相對位移的情況下工作時，中間盤就會產生很大的離心力，從而增大動載荷及磨損 。因此選用時應注意其工作轉速不得大于規定值。 這種聯軸器一般用于轉速 ,軸的剛度較大，且無劇烈沖擊處。效率 ，這里 為摩擦系數，一般取為 ~； 為兩軸間徑向位移量，單位為 ； 為軸徑，單位為 。 2）滑塊聯軸器 這種聯軸器與十字滑塊聯軸器相似，只是兩邊半聯軸器上的溝槽很寬，并把原來的中間盤改為兩面不帶凸牙的方形滑塊，且通常用夾布膠木制成。由于中間滑塊的 質量減小，又具有較高的極限轉速。中間滑塊也可用尼龍 6 制成，并在配制時加入少量的石墨或二硫化鉬，以便在使用時可以自行潤滑。 這種聯軸器結構簡單，尺寸緊湊，適用于小功率、高轉速而無劇烈沖擊處。 3)十字軸式萬向聯軸器 這種聯軸器可以允許兩軸間有較大的夾角（夾角 最大可達 ），而且在機器運轉時，夾角發生改變仍可正常傳動；但當 過大時，傳動效率會顯著降低。這種聯軸器的缺點是：當主動軸角速度為常數時，從動軸的角速度并不是常數，而是在一定范圍內變化，因而在傳動中將產生附加動載荷。為了改善這種情況，常將十字軸式萬向聯軸器成隊使用。 這種聯軸器結構緊湊，維護方便，廣泛應用于汽車、多頭鉆床等機器的