礦山機電畢業(yè)論文(含外文翻譯)露天礦半固定帶式輸送機設計

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　露天礦半固定帶式輸送機設計</p><p>　　DESIGN OF SEMI FIXED BELT CONVEYER FOR OPEN PIT MINE</p><p>　　所

2、在學院 </p><p>　　專業(yè)班級 礦山機電 </p><p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　完成日期

3、 年 月 </p><p>　　畢業(yè)設計（論文）共 63頁（其中：外文文獻及譯文13頁） 圖紙共3張 </p><p><b>　　遼寧工程技術大學</b></p><p>　　本科畢業(yè)設計（論文）學生誠信承諾保證書</p><p>　　本人鄭重承諾：《

4、 》畢業(yè)設計（論文）的內(nèi)容真實、可靠，系本人在 指導教師的指導下，獨立完成。如果存在弄虛作假、抄襲的情況，本人承擔全部責任。</p><p><b>　　學生簽名：</b></p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　遼寧工程技術大學</b&g

5、t;</p><p>　　本科畢業(yè)設計（論文）指導教師誠信承諾保證書</p><p>　　本人鄭重承諾：我已按學校相關規(guī)定對 同學的畢業(yè)設計（論文）的選題與內(nèi)容進行了指導和審核，確認由該生獨立完成。如果存在弄虛作假、抄襲的情況，本人承擔指導教師相關責任。</p><p><b>　　指導教師簽名：</b></p>

6、<p>　　年 月 日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　半固定帶式輸送機是半連續(xù)開采工藝的關鍵運輸設備，是一種功效高，耐用性強，機動性好的連續(xù)運輸裝卸設備，主要用于露天礦、煤場等地。</p><p>　　半固定帶式輸送機各部分無固定基礎，可根據(jù)作業(yè)需要作橫向和向前移設。其中，僅機頭驅動站和尾站

7、需要用錨固裝置作輔助固定。</p><p>　　設計中著重解決的問題是整條輸送機的布置方式，以及在大運量和較為惡劣環(huán)境下輸送機各個組成設備相關參數(shù)計算以完成的選型設計，如膠帶、滾筒、托輥、機架等，還重點分析了機頭驅動站及機尾驅動站的移設原理和中間架的推移。</p><p>　　半固定帶式輸送機的設計研究，對今后大型露天煤礦的開采以及應用帶式輸送機相關相關行業(yè)都起著非常重要的作用。</

8、p><p>　　關鍵詞：露天礦運輸；大運量；帶式輸送機；半固定式</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Semi fixed belt conveyor is a key transport equipment in semi continuous mining technology is a high effi

9、ciency, durability, good mobility and continuous transportation, loading and unloading equipment, mainly for opencast mines, coal and other places.</p><p>　　The design of the semi fixed belt conveyor design,

10、 the part of the no fixed basis, can be based on the need for operation and move forward. Among them, only the head drive station and tail station need to use anchoring device for auxiliary fixation.Design focus on solvi

11、ng the problems is the layout of the entire conveyor, and in large volume and relatively harsh environment conveyor each composition related equipment parameters to complete the selection of the design calculation, such

12、as belt, r</p><p>　　The design and research of semi fixed belt conveyor plays an important role in the exploitation of large open pit coal mines and the related industries of belt conveyor.</p><p&

13、gt;　　Keywords: open pit transportation; large volume; belt conveyor; semi fixed set.</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 半固定帶式輸送機結構及特點1&l

14、t;/p><p><b>　　1.2 現(xiàn)狀1</b></p><p><b>　　2 方案設計3</b></p><p>　　2.1 設計背景3</p><p>　　2.2 工藝選擇3</p><p>　　3 輸送帶的設計計算5</p><p>

15、　　3.1 輸送帶的設計要求5</p><p>　　3.2 輸送帶的結構5</p><p>　　3.3 輸送帶的張緊5</p><p>　　3.4 選擇帶速6</p><p>　　3.5 帶寬的計算7</p><p>　　3.6 輸送機實際輸送量的計算9</p><p>　　3.7

16、帶寬的校核9</p><p>　　3.8 輸送帶選擇9</p><p>　　3.9 本章小結10</p><p>　　4 托輥受力分析與設計11</p><p>　　4.1 托輥間距11</p><p>　　4.2 托輥的選擇12</p><p>　　4.3 上承載輥受力分析14&

17、lt;/p><p>　　4.4 下返回輥受力分析14</p><p>　　4.5 托輥校核15</p><p>　　4.6 緩沖托輥和過度托輥設置16</p><p>　　4.6.1 緩沖托輥布置16</p><p>　　4.6.2 過渡托輥設置17</p><p>　　4.7 本章小結

18、17</p><p>　　5 滾筒受力分析與設計19</p><p>　　5.1 滾筒的布置方式19</p><p>　　5.2 圓周力計算20</p><p>　　5.3 各點張力計算21</p><p>　　5.4 輸送帶垂度校核22</p><p>　　5.5 輸送帶強度驗算2

19、3</p><p>　　5.6 滾筒直徑的選擇計算23</p><p>　　5.8 傳動滾筒受力分析25</p><p>　　5.9 改向滾筒的受力分析28</p><p>　　5.10 本章小結29</p><p>　　6 電動機與減速器選擇30</p><p>　　6.1 軸功率計

20、算30</p><p>　　6.2 電動機選擇30</p><p>　　6.3 減速器的選用31</p><p>　　6.4 本章小結31</p><p>　　7 中間機架設計32</p><p>　　7.1 機架材料選取32</p><p>　　7.2 機架結構設計32</

21、p><p>　　7.3 單元機架尺寸設計33</p><p>　　7.4 鋼管受力分析及校核33</p><p>　　7.5 本章小結35</p><p><b>　　8 拉緊裝置36</b></p><p>　　8.1 拉緊裝置分類36</p><p>　　8.2

22、拉緊裝置選擇36</p><p>　　8.3 本章小結37</p><p>　　9 機頭站、機尾站設計38</p><p>　　9.1機頭站、機尾站工作原理38</p><p>　　9.2機頭站驅動裝置40</p><p>　　9.3 本章小結40</p><p>　　10 清掃裝置

23、41</p><p>　　10.1 常用清掃器類型41</p><p>　　10.1.1 彈簧刮板清掃器41</p><p>　　10.1.2 橡膠合金清掃器41</p><p>　　10.1.3 旋轉式輸送帶清掃器42</p><p>　　10.2 清掃裝置設計43</p><p>

24、;　　10.3 清掃器安裝位置44</p><p>　　10.4 本章小結44</p><p>　　11 配套裝置45</p><p>　　11.1 聯(lián)軸器45</p><p>　　11.2 制動器45</p><p>　　11.3本章小結46</p><p><b>　　

25、12 結論47</b></p><p><b>　　致謝48</b></p><p><b>　　參考文獻49</b></p><p><b>　　附錄A50</b></p><p><b>　　附錄B56</b></p>

26、<p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 半固定帶式輸送機結構及特點</p><p>　　半固定帶式輸送機，又被稱為半移動式（移置式）帶式輸送機，機頭驅動站作為其重要核心部件，集制動、驅動、制動、卸載、張緊功能為一體，由機頭站的移置方式的差異，可以分為自行式機頭站和非自行式機頭站，其中，自行式包括電動履帶式、電動軌道式、和液壓邁步

27、式；非自行式有滑撬式、馱運式和軌道式。電動軌道式機頭驅動站支撐在多個輪對上，可由電動機驅動或由其他推移設備使之軌道上移動。履帶式機頭驅動站安裝在兩條電動行走履帶上。液壓邁步式機頭驅動站的行走裝置通常為獨立裝置，可固定在機頭驅動站上或按需要隨時拆裝。滑撬式機頭驅動站的底座為中空滑撬，由推土機或其他設備牽引沿地面滑行。馱運式機頭驅動站下部留有空間，需要移設時用履帶式輸送機馱運。</p><p>　　機尾站為受料部分，

28、分為帶有驅動裝置、不帶驅動裝置和帶有拉緊裝置的機尾站三種。機尾站也可以設拉緊裝置，通常為小車軌道式，軌道固定在鋼枕上，機尾張緊改向滾筒設在拉緊小車上，具體布置方式由礦山具體環(huán)境條件和設備性能確定。</p><p>　　中間架分帶鋼軌和不帶鋼軌的兩類。帶鋼軌的中間機架由許多相同的構架組成，單個構架長約7米左右，并連接在軌枕上，所有軌枕由鋼軌連接，使各構架串接成一體。構架上安設吊掛托輥組以支撐輸送帶。鋼軌可采用單軌或

29、雙軌。單軌除聯(lián)結機架外，同時供移設用。雙軌還可兼做受料機或卸料機的行走軌道。不帶鋼軌的中間機架固定在滑撬式軌枕上，并采用鋼釬作為輔助固定設備將滑撬式軌枕固定。</p><p><b>　　其主要特點主要有：</b></p><p>　?。?）機頭驅動站、機尾站及中間機架無固定基礎，均為可移置式結構。</p><p>　?。?）機頭驅動站和機尾站

30、分別采用錨固裝置做輔助固定。</p><p>　?。?）機頭驅動站集驅動、卸載、張緊功能于一體，結構復雜，體積龐大。</p><p>　?。?）承載段及回程段均采用鉸鏈式吊掛托輥組。</p><p><b>　　1.2 現(xiàn)狀</b></p><p>　　近幾年，我國建設了許多規(guī)模較大的露天礦，當前在錫林郭勒地區(qū)、呼倫貝爾

31、地區(qū)，新疆的沙爾湖地區(qū)、昌吉州地區(qū)就已經(jīng)建設了好幾大露天煤礦，近十多年來，隨著煤炭需求的增長，大型露天礦的投資建設也在不斷的擴大，其中改擴建設亦同步增長。由此可知這種帶式輸送機的需求是比較客觀的，露天礦皮帶輸送設備的市場前景是非常廣闊的。</p><p>　　國外半固定帶式輸送機的研究和應用較早，技術比較完善，如德國的FAM公司，塔克拉夫公司，蒂森克魯伯公司。目前國外露天礦已采用運量達1000t/h以上，帶寬2.

32、2m和帶速6~8m的半固定帶式輸送機。1994年德國蒂森克魯伯公司為我國當時最大的露天礦——黑岱溝露天煤礦設計了剝土半連續(xù)開采工藝的運輸系統(tǒng)，所有的輸送機均為半固定帶式輸送機，其中最大的一臺運送量達6200m³/h，帶速5.5m/s，帶寬1.8m，整機長度近2600m，驅動功率4×630KW。</p><p>　　為開發(fā)我國露天煤礦資源和革新開采工藝，提高生產(chǎn)運輸效率，降低開采及運輸成本，我國

33、于20世紀70年代開始推廣露天礦連續(xù)半連續(xù)開采工藝。沈陽礦山機械有限公司和沈陽設計研究院研制成功了用于年產(chǎn)褐煤500萬t的赤峰元寶山煤礦的半固定帶式輸送機。輸送機分A、B兩組類型，A型（雙軌半固定式）其技術參數(shù)為分別為：帶寬B=1600mm;機長L=1690m;帶速V=5.85m/s；驅動功率N=3360kW；B型（單軌半固定式）主要技術參數(shù)為：帶寬B=1400mm；機長L=2560m；帶速V=5.85m/s;總功率N=2800kW。2

34、007年中煤科工集團上海研究院研制成功了用于神華哈爾烏素露天礦的半固定帶式輸送機（滑撬式），主要技術參數(shù)為：帶寬B=1600mm;運量Q=3500t/h；帶速V=4.5m/s；驅動功率N=3×450kW。為適應高產(chǎn)高效的生產(chǎn)需要，大型半固定帶式輸送機是今后露天礦運輸工藝發(fā)展的大勢所趨，是高產(chǎn)高效運輸技術的未來發(fā)展方向。</p><p><b>　　2 方案設計</b></p&

35、gt;<p><b>　　2.1 設計背景</b></p><p>　　以沙爾湖煤田東部一區(qū)露天礦的開采作為設計背景，該礦建設規(guī)模30Mt/a，是新疆一次設計規(guī)模最大的露天煤礦。該礦計劃產(chǎn)量在第三年達到10Mt/a,在第六年達到30Mt/a，按年產(chǎn)量30Mt/a來計算，每小時運量為5050t/h，這是典型的千萬噸級的特大型露天煤礦。原煤容重γ=1300kg/m³，松散

36、系數(shù)ζ=1.35，輸送長度取3km，礦石最大塊度300mm。煤田含煤層數(shù)多、厚度大（8煤組頂板以上100~400m,平均255m）、開采深度大（首采區(qū)460m）、傾角大（一般為9°）、含煤系數(shù)高、連續(xù)性好。特別是發(fā)育最好的8-6、8-7號煤層，可采總厚度達5.56~207.81m，平均厚度71.19m,地層巖石抗壓強度10MPa<Rc<20MPa，最高氣溫46℃，最低氣溫﹣21℃，是典型的大陸干旱氣候，3月至9月以

37、東北方為主，風速可達26m/s，平均定時風速14.4m/s。</p><p><b>　　2.2 工藝選擇</b></p><p>　　對于年產(chǎn)量30Mt/a這種特大型露天礦，擬定了四種開采運輸工藝。每種工藝各有利弊，根據(jù)沙爾湖東部一區(qū)露天礦條件，選擇最合適工藝。</p><p>　　方案一：單斗挖掘機—卡車間斷工藝</p>&l

38、t;p>　　優(yōu)點：卡車靈活、機動，爬坡能力強；生產(chǎn)能力大，投資低，生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)用人少；勞動生產(chǎn)率高。</p><p>　　缺點：受氣候影響大，汽車運輸合理運距短，汽車運輸成本高，需燃油及輪胎量較大，污染環(huán)境大。</p><p>　　方案二：露天采煤機—卡車—轉載機—帶式輸送機半連續(xù)工藝</p><p>　　優(yōu)點：露天采煤機是集穿煤、采裝和破碎于一身的開采設備，

39、省去爆破環(huán)節(jié)，成本低提高選采量，運送能力大。</p><p>　　缺點：受氣候影響大，但目前生產(chǎn)效率偏低，管理經(jīng)驗少，要求煤層近水平。</p><p>　　方案三：單斗挖掘機—自移式破碎機—半固定帶式輸送機—半連續(xù)工藝。</p><p>　　優(yōu)點：顯著降低物料的運送成本，不影響環(huán)境，不存在因移動設備而形成停產(chǎn)的問題。</p><p>　　缺點

40、：增加破碎、轉載環(huán)節(jié)，管理更復雜；設備均需引入，對操作人員技術需求高。</p><p>　　方案四：單斗挖掘機—卡車—半移動破碎機—半固定帶式輸送機半連續(xù)開采工藝。</p><p>　　優(yōu)點：生產(chǎn)能力大，適用范圍寬，可擴大開采規(guī)模，生產(chǎn)成本低，受氣候影響較小。</p><p>　　缺點：需要各個工種操作人員，管理復雜，維修人員多。</p><p&

41、gt;　　根據(jù)沙爾湖總體規(guī)劃內(nèi)容得知，原煤生產(chǎn)能力大，由于當?shù)貧夂蚋稍?、炎熱、風沙大等情況，要求能適應當?shù)貧夂驅崿F(xiàn)連續(xù)作業(yè)，綜合幾種工藝特點，選擇方案四，能充分利用半連續(xù)工藝的優(yōu)點，滿足生產(chǎn)原煤30Mt/a，現(xiàn)在此工藝在我國應用多家煤礦，充分體現(xiàn)生產(chǎn)能力大的特點，能滿足生產(chǎn)運輸需要。</p><p>　　原煤運輸采用半固定帶式輸送機，本次設計需著重考慮：</p><p>　　在3km的輸送

42、長度下，沙爾湖地理環(huán)境及氣候條件下，膠帶的設計是否滿足強度、垂度的要求。</p><p>　　膠帶滿足強度前提下，如何進行滾筒的布置及型號選取等。</p><p>　　布置線路確定后，承載托輥和回程托輥如何設計選取，以及強度校核。</p><p>　　考慮到運輸所需功率，設計選取滿足要求的電動機和與其配套的減速器，在滿足功率要求的前提下而且要考慮到外部自然環(huán)境條件的

43、影響。</p><p>　　輸送機機架結構設計，與固定帶式輸送機的不同的是，機頭站、機尾站如何使之可以移設，中間架每個單元便于搭接拆卸，每個單元機架便于移設。</p><p>　　配套聯(lián)軸器，制動器的選取。</p><p>　　3 輸送帶的設計計算</p><p>　　3.1 輸送帶的設計要求</p><p>　　輸送

44、帶使用壽命由被輸送的物料和使用條件共同決定，對輸送帶的具體要求為：</p><p>　　具有足夠的抗張強度和模量，伸長率低；</p><p>　　輸送帶強度和寬度要滿足運輸需要；</p><p>　　兼具柔韌性和延展性；</p><p>　　輸送帶的覆蓋膠既能滿足沖擊負荷，又有較好的耐磨度和耐疲勞度。</p><p>

45、　　3.2 輸送帶的結構</p><p>　　輸送帶具有表面光滑、平坦的特點，從結構上可分為：</p><p>　　(1）覆蓋層。分為上膠層和下膠層，分面沾在帶芯層的外邊，由運輸使用要求決定是否使用耐油、耐磨、耐寒、耐熱、和耐臭氧的橡膠配方。普通耐磨型膠帶選聚酯氨酯橡膠和丁苯膠混合制成；耐一般高溫度時，選用氯丁基和三元乙丙膠，最高使用溫度200℃；易燃環(huán)境下膠帶使用氯丁二烯、丁苯橡膠和天然

46、橡膠混練制成，并且要加上阻燃劑。橡膠類型的選用決定了覆蓋膠的理化性質和與骨架的結合性能。</p><p>　　(2)帶芯層。帶芯層作為輸送帶的骨架，需要承受主要載荷，根據(jù)所需要的帶強選擇聚酯布、棉帆布、芳綸布、尼龍布、鋼絲繩芯，帶芯可制成單層、多層。由于橡膠彈性很大，但彈性模量較低，帶芯容易在載荷作用力下產(chǎn)生形變，因此要用金屬材料或紡織材料做骨架。要求帶芯材料伸長率適當、強度高、耐疲勞、耐熱好、耐曲撓、收濕性小和

47、同覆蓋層結合性好。</p><p>　　(3)隔離層。用于粘接帶芯，帶芯材料不同，隔離層材料的配方不同。</p><p>　　3.3 輸送帶的張緊</p><p>　　拉緊裝置的主要作用是使膠帶有足夠的張力，令滾筒和膠帶產(chǎn)生必要的摩擦力，限制膠帶在各支架間的垂度，保證輸送機正常工作。常用的拉緊裝置有機械拉緊式、螺桿張緊和重錘拉緊式。</p><p

48、>　　重錘張緊皮帶運輸機皮帶的打滑: 使用重錘張緊裝置的皮帶運輸機在皮帶打滑時可添加配重來解決，添加到皮帶不打滑為止。但不應添加過多，以免使皮帶承受不必要的過大張力而降低皮帶使用壽命。  </p><p>　　螺旋張緊或液壓張緊皮帶機的打滑: 使用螺旋張緊或液壓張緊的運輸機在出現(xiàn)打滑時可調(diào)整張緊行程來增大張緊力。但是，有時張緊行程已不夠，皮帶出現(xiàn)了永久性變形，這時可將皮帶截去一

49、段重新進行硫化。 </p><p><b>　　3.4 選擇帶速</b></p><p><b>　　帶速的選擇要求：</b></p><p>　　(1)運量大、輸送帶較寬時，應選擇較高的帶速；</p><p>　　(2)較長的水平輸送機，應選擇較高的帶速；輸送機的傾角愈大，輸送距離愈短，

50、則帶速應愈低；</p><p>　　(3)物料易滾動、粒度大、磨琢性強的，或容易揚塵的以及環(huán)境衛(wèi)生條件要求較高的，宜選用較低的帶速；</p><p>　　(4)一般用于給了或輸送粉塵量大時，帶速可取0.8m/s~1m/s；或根據(jù)物料特性和工藝要求決定。</p><p>　　3-1 帶寬帶速與輸送能力關系表</p><p>　　Tab.3-1T

51、he matching relationship between the speed bandwidth and transport capacity</p><p>　　考慮露天礦的工作條件，根據(jù)帶速，帶寬和輸送能力的適配關系，初選帶速 V=5.0m/s。</p><p><b>　　3.5 帶寬的計算</b></p><p>　　運輸能力：

52、 </p><p>　　Q= 3.6Aγv （3-1）</p><p>　　得出： </p><p>　　A=Q/3.6γv

53、 （3-2）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Q——帶式輸送機的運輸能力，t/h；</p><p>　　A——膠帶上被運貨載的斷面積，m2；</p><p>　　γ——膠帶上被運貨載的密度，kg/m3。</p><p>　　由原始資料可求得

54、貨載斷面積</p><p>　　A=Q/3.6Vγ=5050/3.6x1300x5=0.216m2</p><p>　　由公式： </p><p>　　Q=3.6Aγv=KB2vγC （3-3） </p><p>　　得出：

55、 </p><p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　B——膠帶的寬度，m；</p><p>　　Q——輸送能力，t/h；</p><p>　　K——物料的斷面系數(shù)；</p><p

56、>　　V——帶速，m/s；</p><p>　　C——輸送機的傾角系數(shù)；</p><p>　　γ——物料散集密度，t/m3。</p><p>　　K值與貨載堆積角相關，由表得到。 </p><p>　　表3-2各種貨載密度及堆積角α</p><p>　　Tab.3-2Cargo density and angle

57、 of repose α</p><p>　　表 3-3貨載端面系數(shù)</p><p>　　Tab.3-3Each end of the coefficient table</p><p>　　表3-4運輸機傾斜系數(shù)</p><p>　　Tab.3-4Conveyer inclination coefficient</p><

58、;p>　　3-5各種帶寬允許的最大貨載塊度</p><p>　　Tab.3-5All the bandwidth allowed maximum cargo block</p><p><b>　　根據(jù)設計背景：</b></p><p>　　查表3-2得：堆積角α=30?；</p><p>　　查表3-3得：貨載端

59、面系數(shù)K=458；</p><p>　　查表3-4得：運輸機傾斜系數(shù)C=1。</p><p><b>　　帶入公式得：</b></p><p><b>　?。?-5）</b></p><p><b>　　B==1.30m</b></p><p>　　根據(jù)

60、表5-4，初選保準帶寬為1800mm。</p><p>　　3.6 輸送機實際輸送量的計算</p><p>　　按膠帶寬度計算公式求得帶寬，圓整后帶寬的實際輸送量Q0 要大于原始要求。</p><p>　　Q0=K×V×C×B2×ζ×γ （3

61、-6）</p><p>　　前面已取K=458、C=1、ξ=1.35、V=5.0m/s、γ=1.3t/m3</p><p>　　Q0=458×5.0×1.0×1.82×1.35×1.3=13021.40t/h</p><p>　　Q0＞Q，因為實際輸送量比原始定量大，經(jīng)比較，決定選用帶寬B=1800mm，帶速V=5m

62、/s。</p><p><b>　　3.7 帶寬的校核</b></p><p>　　按帶寬計算公式求得為在一定運輸Q下所需的膠帶寬度，則必須按物料的粒度進行膠帶寬度校核。</p><p>　　對于未過篩的松散物料：</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p&g

63、t;<b>　　式中：</b></p><p><b>　　B——帶寬，mm；</b></p><p>　　amax——物料最大粒度，mm。</p><p>　　B≥2×300+200mm=800m</p><p>　　由此，可選帶寬為1800mm。</p><p>

64、;<b>　　3.8 輸送帶選擇</b></p><p>　　輸送帶的設計由設備裝置的幾何形狀（如槽形、圓管形等）和要輸送的材料、使用條件來決定，要求達到的基本條件是：</p><p>　　(1)要有足夠的抗張強度和模量，同時伸長率要低。并且荷下產(chǎn)生的運轉伸長率要低；</p><p>　　(2）要有良好的符合支撐，輸送帶有足夠的寬度，以滿足運輸

65、物料時所需要的類型和體積；</p><p>　　（3）柔性要好，縱向繞過滾筒的小半徑轉向、橫向成槽形或者成圓形是必須要柔軟；</p><p>　　（4）尺寸穩(wěn)定性高，以使運轉平穩(wěn)；</p><p>　?。?）承載面的覆蓋膠要能承受加料時的沖擊，非工作面的覆蓋膠要耐磨并能產(chǎn)生足夠摩擦力；</p><p>　　（6）帶芯和帶層之間有足夠的粘合力，

66、不脫層；</p><p>　　（7）耐撕裂性好喝耐老化、風化性能好；</p><p>　?。?）能用冷粘或硫化法使帶接合成環(huán)形。</p><p>　　由設計背景可知，沙爾湖礦區(qū)的晝夜溫差較大，白天的最高氣溫可達46℃，而夜間最低氣溫低至﹣21℃，輸送機的運量每小時5050噸，帶速5m/s，帶寬1800mm，綜合以上數(shù)據(jù)初選鋼絲繩芯膠帶ST—4000，其縱向拉伸強度4

67、000N/mm 鋼絲繩芯最大公稱直徑8.6mm，鋼絲繩間距17mm，上、下覆蓋層8mm，膠帶每米質量45kg/m2,鋼絲繩芯根數(shù)117根。</p><p>　　由于輸送帶張力的計算、強度校核以及垂度的校核與運輸線路的布置、滾筒的布置方式有關，故此膠帶的校核在滾筒設計處進行。</p><p><b>　　3.9 本章小結</b></p><p>

68、　　本章輸送帶的設計要求及不各種輸送帶的結構組成，由設計背景條件可知，要選擇鋼絲繩芯輸送帶。根據(jù)運量與帶速帶寬的關系，初步選擇帶速，計算帶寬。校驗了所選帶速帶寬是否符合要求，最后確定了鋼絲繩型號。</p><p>　　4 托輥受力分析與設計</p><p>　　托輥是帶式輸送機的重要部件，種類多、數(shù)量大。它占了一臺帶式輸送機總成本的35％，承受70％以上的阻力，因此托輥的質量尤為重要。托輥

69、主要作用是支撐輸送帶和物料質量。托輥運轉必須靈活可靠，減少輸送帶同托輥的摩擦力，對占輸送機總成本25％以上的輸送帶的壽命起著關鍵作用。雖然托輥是帶式輸送機中一個較小的部件，結構并不復雜，但設計出高質量的托輥并非易事。</p><p>　　托輥通常用無縫鋼管作為外殼，其壁厚0.1mm，軸為20~45鋼制成，回程托輥安裝在空載分支上，以支承輸送帶。通常采用平行托輥大型輸送機。緩沖托輥大多安裝在帶式輸送機的裝載點上，以

70、減輕物料沖擊載荷對輸送帶的影響。</p><p>　　4.1 托輥間距 </p><p>　　當選擇托輥的間距時，需要考慮的因素是輸送帶質量、托輥額定負荷、垂度、托輥壽命、輸送帶額定負荷和輸送帶拉力等。</p><p>　　選擇托輥間距應考慮輸送帶的重度、物料性質及運行阻力等條件的影響。承載分支托輥間距可參考4-1表選取?；爻掏休侀g距應取承載托輥間距的兩倍。&l

71、t;/p><p><b>　　表4-1托輥間距</b></p><p>　　Tab.4-1The roller spacing</p><p><b>　　表4-2托輥質量</b></p><p>　　Tab.4-2The quality of roller</p><p>&l

72、t;b>　　4.2 托輥的選擇</b></p><p>　　托輥的型號選擇與諸多因素有關，載荷的大小及特征、使用條件、輸送帶的寬度與速度、預定的軸承壽命被輸送物料的性質、、輸送機的工作制度、維修制度等。</p><p>　　在保證強度的前提下，托輥質量越小越好。在我國托輥直徑以帶寬800mm以下的常為89mm，帶寬1000mm以上的常為108mm。從延長托輥壽命看，選大直

73、徑托輥為優(yōu)，相應減少了轉速，但大直徑托輥種類太少。本設計的半固定帶式輸送機選用吊掛托輥。最大帶寬2200mm配托輥直徑可達250mm。</p><p><b>　　a</b></p><p><b>　　b</b></p><p><b>　　圖4-1吊掛式托輥</b></p><

74、p>　　Fig.4-1Hanging type roller</p><p>　　本設計帶式輸送機的帶寬B=1800mm，堆積密度=1.3t/m²，經(jīng)查表可知選托輥直徑D=159mm,上、下托輥長為465mm,托輥型號為JSC-180-3，與之配套的軸承型號為4G305。承載托輥間距=1.2 m，其托輥回轉部分質量=72kg （鑄鐵座），承載托輥選擇35°槽型托輥?；爻掏休侀g距=2.4m

75、，其托輥回轉部分質量=61kg（鑄鐵座），回程托輥選擇平行下托輥。托輥在帶速為5m/s時，托輥的承載能力為3.4kN。</p><p>　　表4-3吊掛托輥規(guī)格（mm）</p><p>　　Tab.4-3Hanging roller specifications(mm)</p><p>　　承載托輥旋轉部分線質量為：</p><p>　　==

76、60kg/m （4-1）</p><p>　　回程托輥旋轉部分線質量為：</p><p>　　=25.42kg/m （4-2）</p><p>　　本設計選用的是吊掛式托輥組，吊掛式托輥組的托輥為柔性連接，承載重量自動落入輸送帶中心線上。當輸送帶跑偏時，托輥中心也隨之

77、移動，使輸送帶和負載又自動返回中心線上。吊掛式托輥組對輸送帶運行有利。在充分利用彈性托輥可垂直移動的情況下，托輥組可以適應任何載荷，特別是一側的載荷。即使地面不平也可以得到平衡，對防跑偏有利。故此，不需設置調(diào)心托輥。</p><p>　　4.3 上承載輥受力分析</p><p>　　皮帶上承載輥是三節(jié)輥, 皮帶在端面的受力如圖。G1是皮帶的自重; G2是貨載的重力; N 是皮帶輥對皮帶的支

78、撐力; O 是皮帶受力作用點。則皮帶所受力的矢量關系式成立, 即:</p><p>　　N = G1 + G2 （4-3）</p><p>　　1. H 架 2. 上承載輥 3. 貨載 4. 上皮帶</p><p>　　圖4-2承載托輥受力分析示意圖</p><p>

79、　　Fig.4-2Stress analysis diagram of bearing roller</p><p>　　當貨載G2 發(fā)生變化時, 重心O 不變, 總有關系式成立。當皮帶勻速運行時, 水平方向皮帶的牽引力F跟皮帶輥對皮帶的摩擦力f 的矢量關系式成立, 即:</p><p>　　F = f

80、 （4-4） </p><p>　　4.4 下返回輥受力分析</p><p>　　皮帶下返回輥是直輥, 皮帶在端面的受力如圖 所示。則皮帶所受力的矢量關系式成立。即:</p><p>　　N1 = G1 （4-5）</p><p>　　1. H 架 2.

81、下皮帶 3. 下皮帶輥</p><p>　　圖4-3下皮帶受力分析示意圖</p><p>　　Fig.4-3The stress analysis of the lower belt</p><p>　　當皮帶勻速運行時, 水平方向皮帶的牽引力F1跟皮帶輥對皮帶摩擦力f1 的矢量關系式成立, 即:</p><p>　　F1= f1

82、 (4-6)</p><p><b>　　4.5 托輥校核</b></p><p>　　托輥壽命是根據(jù)許多綜合因素確定的，諸如托輥轉速、密封裝置、軸承、托輥外殼厚度維修制度工作環(huán)境和載荷密度等。雖然軸承的壽命常常作為托輥壽命的標志，但必須認識到其他可變因素對絕對托輥壽命的作用可能比軸承還重要。

83、軸承的額定負荷已通過試驗提供了標準值，所以用軸承額定負荷作為托輥額定負荷的最大限度來校核。</p><p><b>　　托輥的實際負荷為：</b></p><p><b>　　(4-7)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　——托輥的實際負荷

84、，kN；</p><p>　　——輸送帶單位長度質量，kg/m；</p><p>　　——物料線質量，kg/m；</p><p>　　g——重力加速度，9.8m/s2；</p><p><b>　　——托輥間距，m；</b></p><p>　　K1——系數(shù)，根據(jù)物料塊度選擇，K1=1.0~1.4

85、；</p><p>　　K2——系數(shù)，根據(jù)環(huán)境干濕程度選擇，K2=1.0~1.15；</p><p>　　K3——系數(shù)，根據(jù)運行時間長短選擇，K3=0.8~1.2；</p><p>　　K4——系數(shù)，根據(jù)帶速快慢選擇，K4=0.8~1.06。</p><p>　　K1、K2、K3、K4的乘積不能小于1，帶寬1800mm的托輥實際負荷不能大于4

86、000kN。</p><p>　　=(45+280.6)×9.8×1.2×2.4×1.1×1.0×0.93</p><p><b>　　=9.4kN</b></p><p>　　所以，托輥實際負荷遠小于額定負荷，所選托輥型號為JSC-180-3，滿足強度要求。</p>&

87、lt;p>　　4.6 緩沖托輥和過度托輥設置</p><p>　　機頭滾筒或機尾滾筒距第一組槽形托輥的距離s按下式計算：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p><b>　　式中： </b></p><p>　　—滾筒與第一組托輥之間的距離，m；</p>

88、<p>　　—托輥的成槽角，rad；</p><p><b>　　—輸送帶寬度，m。</b></p><p>　　經(jīng)計算可知，設計的帶式輸送機的頭部滾筒和尾部滾筒距第一組槽形托輥的距離：</p><p>　　=2.67×35×2π×1.8/360=2.93m</p><p>　　

89、4.6.1 緩沖托輥布置</p><p>　　輸送帶上落下原煤時，大塊的原煤有很大的向下的沖擊力，設置過渡托輥，托輥上的橡膠圈可以起到緩沖效果。</p><p>　　受料處托輥間距視物料容量和塊度而決定，一般取承載托輥間距的1/2~1/3，即每0.6m設置一組。設置5組35°緩沖托輥。在帶寬1800mm條件下選擇托輥直徑為200mm，托輥長為650mm，與之配套的軸承型號為620

90、7ZZ。生產(chǎn)經(jīng)驗證明，在確定加料段下面的托輥間距時，應力求使物料負荷的主要部分位于兩個托輥之間的輸送帶上。</p><p>　　圖4-4 35°槽型緩沖托輥組</p><p>　　Fig.4-4 35 degree trough type buffer roller set</p><p>　　4.6.2 過渡托輥設置</p><p&g

91、t;　　在機頭處輸送帶卸載物料，輸送帶由槽型托輥過渡到回程的平形托輥，需要布置過渡托輥以減緩輸送帶由于形變引起的沖擊。</p><p>　　因此，在輸送機的頭部轉向滾筒處設置1組10°和1組20°過渡托輥，托輥直徑為165.2mm，托輥長為650mm，與之配套軸承型號為6207ZZ。</p><p>　　圖4-5 10°（20°）過渡托輥</p

92、><p>　　Fig.4-5 10 degree（20degree） transitional roller group</p><p><b>　　4.7 本章小結</b></p><p>　　本章介紹了托輥選型設計需要注意的問題，以及托輥的布置要求。然后根據(jù)半固定帶式輸送機運輸?shù)奶攸c，選擇吊掛式托輥組，此種托輥適合半固定式輸送機的特點，且有防止

93、膠帶跑偏等優(yōu)點。對所選托輥進行受力分析，進一步校核所選托輥。最后布置機頭的過渡托輥和機尾的緩沖托輥。</p><p>　　5 滾筒受力分析與設計</p><p>　　對滾筒進行受力分析,可以得到滾筒上載荷的具體形式,能為滾筒設計方法的總結提供依據(jù),還能為滾筒提供載荷的具體變化規(guī)律。輸送機滾筒種類很多,從滾筒的受力情況來看可分為兩類受力類型,一種是傳動滾筒的受力情況,另一種是改向滾筒的受力情

94、況。在輸送機的結構中,驅動滾筒的作用是傳遞扭矩為輸送帶提供動力。而改向滾筒并沒有受到外在的驅動力作用,只是隨輸送帶的運動而轉動,起到改變輸送帶運行方向的作用。由于驅動滾筒和改向滾筒在輸送機運行中分別起到的作用不同,使得它們各自的受力情況也不同。</p><p>　　5.1 滾筒的布置方式</p><p>　　對于鋼絲繩芯的帶式輸送機其布置方式與一般帶式輸送機稍有不同。</p>

95、<p>　?。?）采用多滾筒驅動時，其功率配比是根據(jù)驅動功率單元法任意分配的。</p><p>　?。?）輸送帶在傳動滾筒上的圍包角α值的確定是根據(jù)布置的可能性，并應該符合等驅動功率單元法的圓周力分配要求。多滾筒驅動時，采用S形圍包滾筒的方法來增加圍包角，這樣不但可以延長包膠滾筒和膠帶使用壽命，還可以避免物料沾到驅動滾筒上而使功率不平衡。</p><p>　?。?）拉緊裝置優(yōu)先

96、考慮布置在輸送帶張力最小處。若水平輸送機采用多臺電動機分別啟動時，拉緊裝置應靠近先啟動的驅動滾筒。</p><p>　?。?）為保證輸送機正常運行，設計的帶式輸送機不應有大的起伏，避免輸送機有過大的凸弧、深凹弧段。</p><p>　　本次設計采用機頭雙滾筒集中驅動，尾部布置一個180°拉緊滾筒，機頭布置一個180°改向滾筒，為避免過大的振動，雙驅動滾筒未放置在機頭，而

97、是在與機頭保持一定距離處。布置圖如下：</p><p>　　圖5-1滾筒布置示意圖</p><p>　　Fig.5-1Drum layout sketch map</p><p><b>　　5.2 圓周力計算</b></p><p><b>　　（5-1） </b></p><

98、;p><b>　　式中：</b></p><p>　　C ——附加阻力系數(shù)，取C=1.09；</p><p>　　f ——模擬摩擦系數(shù)，取 f =0.03；</p><p>　　L——輸送機長度（頭尾滾筒中心距），L =3km；</p><p>　?。?）承載、回程分支托輥組每米長度旋轉部分的質量：</p&g

99、t;<p>　　kg/m （5-2）</p><p>　　kg/m （5-3）</p><p><b>　　式中: </b></p><p>　　Gt’、Gt’’——承載、回程分支托輥

100、旋轉部分質量，選取托輥直徑d=159mm，取G1=72kg， G2=61kg； </p><p>　　Lt’、Lt’’——承載、回程分支托輥間距，根據(jù)煤的的密度為1.3 t/m3<1.6 t/m3，Lt’=1.2m，Lt’’=2.4m； </p><p>　　（2）每米輸送帶的質量計算</p><p>　　選用型號為ST4000鋼絲繩芯膠帶，其縱向拉斷強度為4

101、000N/mm·層，則</p><p><b>　　kg/m</b></p><p>　?。?）每米物料的質量計算：</p><p>　　kg/m （5-4）</p><p>　　（4）主要特種阻力Fs1計算：</p><p>　　

102、Fs1=Fsa+Fsb</p><p>　　a) 托輥前傾摩擦阻力Fsa：不設置前傾托輥，F(xiàn)sa=0</p><p>　　b) 導料槽摩擦阻力Fsb：</p><p>　　Fsb = （5-5）</p><p><b>　　= </b><

103、/p><p><b>　　= 2140N</b></p><p><b>　　=Fs1 </b></p><p>　　（5）附加特種阻力Fs2： （5-6）</p><p>　　a) 清掃

104、器摩擦阻力Fsc： （5-7）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　A——清掃器和輸送帶的接觸面積，取A1=0.018（機頭清掃器）、A2=0.027（空段清掃器）；</p><p>　　p——清掃器與輸送帶間的壓力，一般p =3

105、5;104～10×104 N/m2，取p=5×104 N/m2；</p><p>　　μ3——清掃器與輸送帶間摩擦系數(shù)，一般μ3 =0.5～0.7，取μ3=0.5；</p><p>　　機頭部清掃器 0.018×5×104×0.5=450 N (5-8) 空段清掃器

106、 0.027×5×104×0.5=675 N (5-9)</p><p>　　b) 不設置卸料器，F(xiàn)sd=0</p><p>　　F=450+675+0=1125 N ( 5-10)</p><p><b>　　則：</b>&

107、lt;/p><p>　　=4.42×105N</p><p>　　5.3 各點張力計算</p><p>　　采用機頭雙滾筒驅動，傳動滾筒與輸送帶間摩擦系數(shù)為μ=0.35，驅動滾筒圍包角α=410°，則有eμα=3.50×3.50=12.25。</p><p>　?。?）使傳動滾筒不打滑的最小張力F2min：</

108、p><p>　　N (5-11)</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Ka——啟動系數(shù)，Ka=1.3～1.7，取Ka=1.3。</p><p>　?。?）空段與重段阻力：</p><p><b>　　空段：</

109、b></p><p><b>　　(5-12)</b></p><p><b>　　N </b></p><p><b>　　重段：</b></p><p><b>　　(5-13)</b></p><p>　　= 28717

110、9.2+52920=340099.2N </p><p>　　（3）滿載運行各點張力值計算：</p><p><b>　　若?。?lt;/b></p><p>　　S1=F2min=51075.6N</p><p><b>　　則：</b></p><

111、p>　　S2≈S1=51075.6N </p><p>　　S3=51575.6N </p><p>　　S3≈S4= 51575.6N </p><p>　　S4=S5=S6=52075.6N </p><p>　　S7=S6+Fk=52075.6+62110.4=114186N </p>&l

112、t;p>　　S8=1.04S7=118753.4N</p><p>　　S9=S8+Fzh=118753.4+340099.2=458852.6N</p><p>　　S10=1.04S9=477206.7N</p><p>　　S11≈S10=477206.7N</p><p>　　5.4 輸送帶垂度校核</p><

113、;p><b>　　承載段：</b></p><p>　　47862N (5-14)</p><p><b>　　回程段： </b></p><p>　　(5-15) </p><p><b>　　則：</b></p>

114、<p>　　S11=477206.7N＞Fzhmin</p><p>　　S1=51075.6N＞Fkmin</p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　5.5 輸送帶強度驗算</p><p>　　鋼絲繩芯輸送帶所允許的最大張力：</p><p>　　[Fma

115、x]==N (5-16)</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　[Fmax]——鋼絲繩芯輸送帶允許承受最大張力；</p><p><b>　　B——帶寬；</b></p><p>　　[ST] ——鋼絲繩芯輸送

116、帶縱向拉伸強度，4000N/m;</p><p>　　m0 ——鋼絲繩芯輸送帶安全系數(shù)，重大載荷時一般取10~12。 </p><p><b>　　求得：</b></p><p>　　S10=477206.7N＜[Fmax]</p><p>　　因此，選用ST4000鋼絲繩芯輸送帶滿足強度要求。</p>

117、<p>　　5.6 滾筒直徑的選擇計算</p><p>　　選擇傳動滾筒直徑時，考慮以下四個方面：</p><p>　　1）為避免輸送帶繞過滾筒時產(chǎn)生過大的附加彎曲應力，傳動滾筒直徑應按照如下方法計算：</p><p>　　對于鋼繩芯帶式輸送機的傳動滾筒直徑</p><p>　　=150×8.6=1290mm

118、 （5-17）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　D—傳動滾筒直徑，mm；</p><p>　　d—鋼絲繩直徑，mm。</p><p>　　2）為限制輸送帶的表面比壓，以免造成覆蓋膠脫落，傳動滾筒直徑為：</p><p&g

119、t;　　=2×572727.3×15/1800×1000000×8.6=1.11×10-3 mm （5-18）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　—傳動滾筒直徑，mm；</p><p><b>　　—輸送帶張力，N；</b><

120、/p><p>　　—輸送帶寬度，mm；</p><p>　　d—鋼絲繩直徑，mm；</p><p>　　a—鋼絲繩間距，mm；</p><p>　　—輸送帶表面許用比壓，取1MPa。</p><p>　　3）為使覆蓋膠的變形量小于6%，傳動滾筒直徑為:</p><p>　　=35×1

121、15;（8+0.5×8.6）=430.5mm （5-19）</p><p><b>　　式中 :</b></p><p>　　—傳動滾筒的直徑，mm；</p><p>　　—圍包角影響系數(shù)，若圍包角小于90°時，=0.8，否則， =1；</p><p>　　b—鋼繩芯輸

122、送帶上覆蓋膠厚度，mm；</p><p>　　d—鋼絲繩直徑，mm。</p><p>　　5) 驗算滾筒的比壓</p><p>　　比壓要按相遇點滾筒承受的比壓來算，因此滾筒所承受的比壓較大。按最不利的情況來考慮，設總的牽引力由兩滾筒均分，各傳遞一半牽引力。</p><p><b>　　由式:</b></p>

123、<p><b>　?。?-20）</b></p><p>　　因為Pcp〈0.7Mpa，故通用設計的滾筒強度是足夠的,不必再進行強度驗算。 5.7 確定傳動滾筒及改向滾筒</p><p>　　FU1