大傾角掘進巷道帶式輸送機的設(shè)計,大傾角掘進巷道帶式輸送機的設(shè)計,傾角,掘進,巷道,輸送,設(shè)計 帶式輸送機的設(shè)計 目錄 1 緒論 2 1.1帶式輸送機的現(xiàn)狀及發(fā)展 3 1.2帶式輸送機的工作原理、適用條件及優(yōu)缺點 5 1.3帶式輸送機的分類 7 1.4帶式輸送機的布置形式 10 1.5帶式輸送機的主要部件 11 1.6大傾角帶式輸送機 15 2 帶式輸送機的設(shè)計與計算 17 2.1有關(guān)參數(shù)的確定 19 2.2帶速的確定 20 2.3帶寬的確定 20 2.4核算輸送能力 21 2.5根據(jù)原煤粒度核算輸送機帶寬 21 2.6圓周驅(qū)動力的確定 21 2.7輸送帶的確定 25 2.8輸送帶的張力計算 27 2.8.1輸送帶不打滑條件校核 28 2.8.2輸送帶下垂度校核 28 2.8.3輥子載荷的校核 29 2.8.4鋼絲繩的選擇 30 2.9輸送帶的強度校核 31 2.10拉緊行程的計算 31 2.11拉緊裝置、機架及改向滾筒的設(shè)計 32 3 減速器的計算 36 3.1電機的確定 36 3.2傳動比分配 37 3.3計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 37 3.4齒輪的設(shè)計及校核計算 39 3.4.1第一對齒輪的設(shè)計 39 3.4.2 第二對齒輪的設(shè)計 45 3.4.3 第三對齒輪的設(shè)計 51 3.5傳動軸的設(shè)計 57 3.5.1Ⅰ軸的設(shè)計 57 3.5.2Ⅱ軸的設(shè)計 63 3.5.3 Ⅲ軸的設(shè)計 70 3.5.4 Ⅳ軸的設(shè)計 76 3.5.4鍵的強度校核 81 3.5.5軸承的校核 84 3.6減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計 88 3.7 軸系部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 92 3.8 減速器的附件 93 3.8.1 檢查孔與檢查孔蓋的設(shè)計 93 3.8.2 油標指示器 94 3.8.3 定位銷 95 3.8.4 啟蓋螺釘 96 參考文獻 97 翻譯部分 99 英文原文 99 中文譯文 105 結(jié) 論 109 致 謝 110 1.緒論 帶式輸送機是由承載的輸送帶兼作牽引機構(gòu)的連續(xù)運輸設(shè)備是以輸送帶載運物料的連續(xù)輸送機。可輸送煤炭、礦石等散裝物料和包裝好的成件物品。由于它具有運輸能力大、運輸阻力小、耗電量低、運行平穩(wěn)，在運輸途中對物料的損傷小等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個部門。許多煤礦從采掘工作面，采區(qū)上下山、運輸大巷直到地面運輸系統(tǒng)都采用了帶式輸送機，采取一定的安全措施后，還可做人員運載。帶式輸送機常以多臺串聯(lián)銜接，構(gòu)成一完整的連續(xù)運輸系統(tǒng)。在礦井巷道內(nèi)采用帶式輸送機運送煤炭、礦石等物料，對建設(shè)現(xiàn)代化礦井有重要作用。 1.1帶式輸送機的現(xiàn)狀及發(fā)展 帶式輸送機是煤礦最理想的高效連續(xù)運輸設(shè)備，與其他運輸設(shè)備相比，具有輸送距離長、運量大、連續(xù)運輸?shù)葍?yōu)點，而且運行可靠、易于實現(xiàn)自動化和集中化控制，尤其對高產(chǎn)高效礦井，帶式輸送機已成為煤炭開采機電一體化技術(shù)與裝備的關(guān)鍵設(shè)備，隨著我國高產(chǎn)高效礦井的出現(xiàn)，原有的帶式輸送機無論是主參數(shù)還是運行性能都已不能滿足要求，必須向長距離、高帶速、大運量、大功率的大型化方向發(fā)展，并要改善和提高運行性能，確保安全可靠。 我國生產(chǎn)制造的帶式輸送機的品種，有多種類型，以適應(yīng)不同條件下使用，但其組成基本相同，只是具體結(jié)構(gòu)有所區(qū)別，使用平面輸送帶用選轉(zhuǎn)托輥承托的機型是普通型帶式輸送機。1965年，我國煤礦井下開始推廣使用吊掛式帶式輸送機。20世紀60年代后期，在平硐使用了鋼絲繩牽引帶式輸送機。70年代中期為配合綜合機械化采煤的發(fā)展，先后開發(fā)了可伸縮帶式輸送機和鋼絲繩芯帶式輸送機等品種。在“八五”期間，通過國家一條龍“日產(chǎn)萬噸綜采設(shè)備”項目的實施，帶式輸送機的技術(shù)水平有了很大的提高，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)品開發(fā)都取得了很大的進步。如大傾角長距離帶式輸送機成套設(shè)備，高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機等均填補了國內(nèi)空白，并對帶式輸送機的減低關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，研制成功了多種軟起動和制動裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置，驅(qū)動系統(tǒng)采用調(diào)速型液力耦合器和行星齒輪減速器。 煤礦帶式輸送機技術(shù)的發(fā)展趨勢： 設(shè)備大型化，提高運輸能力；為了適應(yīng)高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要，帶式輸送機的輸送能力需要加大，長距離、高帶速、大運量、大功率是今后發(fā)展的必然趨勢，也是高產(chǎn)高效礦井運輸技術(shù)的發(fā)展方向，在今后的10a內(nèi)輸送量要提高到3000～4000t/h，帶速提高到4～6m/s，輸送長度對于可伸縮帶式輸送機要達到3000m。對于鋼繩芯強力帶式輸送機需加長至5000m以上，單機驅(qū)動功率要求達到1000～1500KW，輸送帶抗拉強度要達到6000N/ mm(鋼繩芯)和2500N/mm（鋼繩芯）。尤其是煤礦井下順槽可伸縮輸送技術(shù)的發(fā)展，隨著高產(chǎn)高效工作面的出現(xiàn)及煤炭科技的不斷發(fā)展，原有的可伸縮帶式輸送機，無論是主參數(shù)，還是運行性能都難以適應(yīng)高產(chǎn)高效工作面的要求，煤礦現(xiàn)場急需主參數(shù)更大，技術(shù)更先進，性能更可靠的長距離、大運量、大功率順槽可伸縮帶式輸送機，以提高我國帶式輸送機技術(shù)的設(shè)計水平，填補國內(nèi)空白，接近并趕上國際先進工業(yè)國的技術(shù)水平。其包含7個方面的關(guān)鍵技術(shù)： （1）帶式輸送機動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)；（2）軟起動與功率平衡技術(shù)；（3）中間驅(qū)動技術(shù)；（4）自動張緊技術(shù)；（5）新型高壽命高速托輥技術(shù)；（6）快速自移機尾技術(shù)；（7）高速儲帶技術(shù)。 提高元部件性能和可靠性：設(shè)備開機率的高與低主要取決于元部件的性能和可靠性。除了進一步完善和提高現(xiàn)有元部件的性能和可靠性，還要不斷地開發(fā)研究新的技術(shù)和元部件，如高性能可控軟起動技術(shù)，動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)，高效貯帶裝置、快速自移機尾、高速托輥等，使帶式輸送機的性能得到進一步提高。 擴大功能，一機多用化：拓展運人、運料或雙向運輸?shù)裙δ埽龅揭粰C多用，使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟效益。開發(fā)特殊型帶式輸送機，如彎曲帶式輸送機、大傾角或垂直提升輸送機等。 大傾角帶式輸送機突破了丄運25°的極限，為煤礦開拓，開采及在斜井輸送設(shè)備的選型開辟了一條新途徑，也為當前斜井輸送系統(tǒng)改擴建提供了經(jīng)濟高效的設(shè)備，對提高產(chǎn)量，降低成本具有重要意義。 水平帶式輸送機在我國礦山生產(chǎn)中有著廣闊的前景。我國傾斜煤層較多，16～25°傾斜煤層大量存在。帶式輸送機能成功地用于井下，既能減少巷道開拓量和設(shè)備投資又可加快工程進度具有較大的經(jīng)濟效益。 1.2帶式輸送機的工作原理、適用條件及優(yōu)缺點 帶式輸送機是由許多零部件和具有某些特殊功能的裝置組成。輸送帶、托輥、機架等是沿輸送機全長布置的，驅(qū)動裝置、拉緊裝置、儲帶裝置和清掃裝置等也是帶式輸送機的重要組成部分，它們的結(jié)構(gòu)和工作原理對帶式輸送機整體特性影響很大。 帶式輸送機是以膠帶作為牽引機構(gòu)和承載機構(gòu)的連續(xù)運輸機械，所以也稱膠帶輸送機。隨著帶式輸送機在國民經(jīng)濟各部門中日益廣泛的應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)簡單、運行平穩(wěn)可靠、能耗低，對環(huán)境污染小、便于集中控制和實現(xiàn)自動化、管理維護方便、在連續(xù)裝載條件下可實現(xiàn)連續(xù)運輸?shù)仍S多優(yōu)點，越來越被人們深刻理解和認識，因而針對生產(chǎn)需求設(shè)計出了通用帶式輸送機和各種各樣的特種帶式輸送機。雖然它們結(jié)構(gòu)各異，使用場合也不同，但是它們的工作原理基本是相同的，即大多屬于以輸送帶兼作牽引機構(gòu)和承載機構(gòu)的連續(xù)運輸機械，只有極個別的帶式輸送機（如鋼絲繩牽引帶式輸送機）的輸送機只作為承載機構(gòu)。帶式輸送機的主要組成部分和工作原理如圖1.1所示。 輸送帶4繞過驅(qū)動裝置1的主動滾筒和機尾換向滾筒6形成一個環(huán)形帶。 上下兩股輸送帶分別支承在上、下托輥3上。拉緊裝置5給輸送帶以正常運轉(zhuǎn)所需的張緊力。工作時，驅(qū)動裝置1的主動滾筒通過它和輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶運行。貨載裝在輸送帶上與輸送帶一起運動。帶式輸送機一般是利用上段輸送帶運送貨載的，并且在端部卸載，也可利用專門的卸載裝置在中間卸載。 帶式輸送機的機身斷面如圖1.1中的截面圖A—A 所示。上部的輸送帶利用一組槽形上托輥支承，以增加輸送帶的承載斷面積。下部輸送帶一般利用平形下托輥支承。 帶式輸送機可用于水平或傾斜運輸，但傾角受物料特性限制。在通常情況下，傾斜向上運輸時的傾角不超過18°，向下運輸不超過15°，運送附著性和粘結(jié)性大的物料時，傾角還可大一些。 帶式輸送機的優(yōu)點：是運輸能力大，而工作阻力小，耗電量低，約為刮板輸送機耗電量的1/3～1/5因在運輸過程中，貨載與膠帶一起移動，故磨損小，貨載的破碎性小。由于結(jié)構(gòu)簡單，既節(jié)省設(shè)備，又節(jié)省人力，故廣泛應(yīng)用于我國國民經(jīng)濟的許多工業(yè)部門。國內(nèi)外的生產(chǎn)實踐證明，帶式輸送機無論在運輸能力方面，還是在經(jīng)濟指標方面，都是一種較先進的運輸設(shè)備。 帶式輸送機的缺點：是膠帶成本高且易損壞，故與其它運輸設(shè)備相比，初期投資高，又不適于運送又棱角的貨載。隨著煤炭科學技術(shù)的發(fā)展，雖然在國內(nèi)的帶式輸送機轉(zhuǎn)彎運行的研究有所進展，但總的看來，帶式輸送機對彎曲巷道的適應(yīng)性還比較差。 1.3帶式輸送機的分類 目前，帶式輸送機已發(fā)展成為一個龐大的家族，不再只是常規(guī)的開式槽型和直線布置的帶式輸送機，而是根據(jù)使用條件和生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計出了多種多樣的機型。為了便于管理、選用和設(shè)計，可以按照結(jié)構(gòu)特點、使用場合、運送物料特征和卸載方法等分為如下類型。 （1）通用帶式輸送機是一種固定式帶式輸送機。其特點是托輥安裝在固定的機架上，由型鋼制成的機架固定在地板或地基上，整個機身成剛性結(jié)構(gòu)。因此，它廣泛用于要求設(shè)備服務(wù)年限長、地基平整穩(wěn)定的場合，例如煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)、選煤廠、井下主要運輸大巷、港口、發(fā)電廠等生產(chǎn)地點。 （2）可伸縮帶式輸送機的輸送長度可以根據(jù)工作的需要隨時縮短或加長。這種帶式輸送機主要是為滿足煤礦井下綜采工作面順槽輸送要求而設(shè)計的?？缮炜s帶式輸送機中增設(shè)了一個儲帶裝置，其作用是把帶式輸送機伸長前或縮短后的多余輸送帶暫時儲存起來，以滿足采煤工作面持續(xù)前進或后退的需要。這種帶式輸送機的機架與機架之間、托輥與機架之間的連接方式都采用插入式，用銷釘固定，整個機架沒有一個螺栓，拆裝十分方便。 （3）移動帶式輸送機是一種按整機設(shè)計并且整機可在不同地點使用的帶式輸送機。按移動的方式不同又可分為移動式和攜帶式兩種。 （4）鋼繩芯帶式輸送機在結(jié)構(gòu)形式上與通用帶式輸送機相同，只是輸送帶由織物芯帶改為鋼絲繩芯帶。因此，它是一種強力型帶式輸送機，具有輸送距離長、運輸能力大、運行速度高、輸送帶成槽性好和壽命長等優(yōu)點。 (5)鋼繩牽引帶式輸送機是蘇格蘭工程師查爾·湯姆森所創(chuàng)制。該機1949年完成設(shè)計，1951年制造完成第一臺樣機，1954年8月在蘇格蘭諾克平諾煤礦開始運行。它的優(yōu)點在于牽引體與承載體是分開的，可以跨越長距離和大高差。其缺點是輸送帶成槽性差，影響物料截面積，鋼絲繩裸露在外，不易防腐蝕，維護費用較高。因此，國外有些國家不提倡使用。我國自1967年起在煤礦開始使用，但總體用量不大。使用表明，當輸送量超過500t/h、運距超過2～5km時，鋼繩牽引帶式輸送機的機件投資和運費將少于鋼繩芯帶式輸送機，即運距越長越有利。 (6)線摩擦帶式輸送機是在主機某位置的輸送帶下面加裝一臺或幾臺短的帶式輸送機（稱之為輔機），主帶借助重力或彈性力壓在輔機的輸送帶（輔帶）上，輔帶可以通過摩擦力驅(qū)動主帶，這樣主帶張力便可以大大降低而實現(xiàn)低強度輸送帶完成長距離或大運量輸送。使用線摩擦帶式輸送機不僅可以從總體上減少輸送線路中的轉(zhuǎn)載點數(shù)，而且可以方便地對舊帶式輸送機進行加長改造，顯著節(jié)省投資。 (7)平面彎曲帶式輸送機是一種在輸送線路上可變向的帶式輸送機。它可以代替沿折線布置的、由多臺單獨的直線輸送機串聯(lián)而成的運輸系統(tǒng)，沿復(fù)雜的空間折曲線路實現(xiàn)物料的連續(xù)運輸。輸送帶在平面上轉(zhuǎn)彎運行，可以大大簡化物料運輸系統(tǒng)，減少轉(zhuǎn)載站的數(shù)目，降低基建工程量和投資。法國在這種帶式輸送機的研制和使用方面，具有國際領(lǐng)先水平。我國的煤礦也有數(shù)臺正在運行，在設(shè)計和安裝方面積累了一定的經(jīng)驗。 (8)大傾角帶式輸送機可以減少輸送距離，降低巷道開拓量，減少設(shè)備投資。當傾角增大到90°時，大傾角帶式輸送機就轉(zhuǎn)變成了垂直輸送的帶式輸送機。它不僅在結(jié)構(gòu)上具有新的特點，而且在設(shè)計計算、物料截面形狀和輸送速度的確定等方面都有新的影響因素。垂直輸送的帶式輸送機主要用于其他形式的輸送機難以勝任的場合。表1-1為幾種物料所允許的最大上運傾角。 (9)氣墊帶式輸送機的工作原理及其結(jié)構(gòu)不同于前述的幾種帶式輸送機，它不使用托輥支承輸送帶，而是以空氣形成的氣墊壓力浮托起輸送帶。我國在氣墊帶式輸送機研制方面起步較晚，但由于氣墊帶式輸送機的技術(shù)經(jīng)濟效果顯著，近年來也發(fā)展很快。與前述使用托輥的帶式輸送機相比，氣墊帶式輸送機有如下優(yōu)點： ①、能耗少； ②、維修費用低； ③、制造成本低； ④、運行穩(wěn)定，工作可靠； ⑤、輸送能力高； ⑥、污染少。 1.4帶式輸送機的布置形式 帶式輸送機的布置的一般要求：在曲線段內(nèi)，禁設(shè)給、卸料裝置，各種給、卸料裝置應(yīng)設(shè)于水平段。拉緊裝置一般布置在輸送帶張力最小處。輸送機盡可能布置成直線，應(yīng)避免單純地按地形布置成大凹弧、深凹弧的形式 在具體布置時應(yīng)注意以下幾點。 ①在曲線段內(nèi)，不允許設(shè)給料和卸料裝置。 ②給料和中途卸料點最好設(shè)在水平段上，但也可設(shè)在傾斜段上，設(shè)在傾斜段上時，中途卸料點的傾斜度不宜超過10°～12°，否則容易掉料。 ③若在水平段內(nèi)均勻給料，并且轉(zhuǎn)折處比較平滑，凸、凹段曲率半徑適當，則表5-1中所列最大允許傾角還可增加10%左右。 ④當輸送機需要由傾斜段轉(zhuǎn)折為水平段時，其凸弧段最好用幾個槽形托輥進行過渡，以防止物料散落。過渡的半徑取 (B為帶寬) 推薦最小值見表1-2，也可采用改向滾筒進行過渡。當由傾斜段轉(zhuǎn)折為水平段并在短距離內(nèi)安裝卸料裝置時，則應(yīng)采用改向滾筒。 表1-2 、最小值 名稱 帶寬B/㎜ 500 650 800 1000 凸弧段最小半徑/m 凹弧段最小半徑/m 9 55 12 70 15 70 18 75 ⑤當輸送機需要水平段轉(zhuǎn)折為傾斜段時，其凹弧的曲率半徑，一般應(yīng)是輸送帶帶無載荷時的張力與帶子自重所形成的曲率半徑，這樣才不至于使帶子在過渡段浮起。曲率半徑按下式計算 =5（+）/ 式中 F—凹弧段輸送帶最大張力 ，kN; —每米長度上物料的質(zhì)量，kg; —輸送帶每米長度質(zhì)量,kg; —上托輥間距，m。 ⑥當輸送機長度超過90 m，或采用移動式滾筒卸料裝置時，均需采用配重式拉緊裝置。 1.5帶式輸送機的主要部件 帶式輸送機雖然種類繁多，但其基本組成部分差別不大，只是具體結(jié)構(gòu)有所不同?；窘M成部分（參考圖1.1）的功能簡介如下。 (1)驅(qū)動裝置 驅(qū)動裝置的作用是將電動機的動力傳送給輸送帶，并帶動它運行。驅(qū)動裝置由電動機、聯(lián)軸器、減速器和驅(qū)動滾筒等部件組成。 帶式輸送機使用的電動機有鼠籠式、繞線式異步電動機。在有防爆要求的場合，應(yīng)采用防爆電動機。使用液力耦合器時，不需用具有高啟動力矩的電動機，只要與耦合器配合得當，就能得到接近電動機最大力矩的啟動力矩。 帶式輸送機上使用的聯(lián)軸器，按傳動和結(jié)構(gòu)上的需要，分別采用液力耦合器、柱銷聯(lián)軸器、棒銷聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器、十字滑塊聯(lián)軸器或各種彈性聯(lián)軸器等。 帶式輸送機使用的減速器有圓柱齒輪減速器和圓錐—圓柱齒輪減速器。圓柱齒輪減速器的傳動效率高，但要求電動機軸與帶式輸送機線路垂直，驅(qū)動裝置占地面積大，井下使用時需加寬硐室，若把電動機布置在輸送帶下面，會給維護和更換造成困難。因此，用于煤礦采區(qū)巷道的帶式輸送機應(yīng)盡量采用圓錐—圓柱齒輪減速器，使電動機軸與輸送機平行布置，以減小驅(qū)動裝置的寬度。 驅(qū)動滾筒是依靠它與輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶動運行的部件。據(jù)撓性牽引構(gòu)件的摩擦傳動理論，輸送帶與滾筒之間的最大摩擦力隨摩擦系數(shù)和圍抱角的增大而增大，所以提高牽引力必須從這兩方面入手。 增大驅(qū)動滾筒與輸送帶之間的摩擦系數(shù)的方法是將滾筒表面包覆一層具有高摩擦系數(shù)的材料，通常用橡膠。包膠的方法常用硫化法（鑄膠）和冷粘法，也可采用螺栓在滾筒表面固定一層輸送帶的方法。包覆的橡膠外表面可做人字形槽紋、棱形槽紋或光面，其中人字形槽紋和棱形槽紋可以增大驅(qū)動滾筒與輸送帶之間的摩擦系數(shù)，提高驅(qū)動效率。比較而言，人字形槽紋效果要好些，棱形槽紋次之。 當滾筒或其表面的包覆材料與輸送帶之間潮濕或著水時，摩擦系數(shù)將急劇降低。而且包覆的橡膠越硬，摩擦系數(shù)越小。 電動滾筒是將電動機和減速齒輪裝在滾筒內(nèi)的一種驅(qū)動裝置。油冷式電動滾筒在滾筒空腔內(nèi)裝滿潤滑油，滾筒旋轉(zhuǎn)時油液沖刷電動機外殼進行冷卻，并潤滑齒輪傳動系統(tǒng)。電動滾筒的結(jié)構(gòu)緊湊，帶式輸送機采用這種驅(qū)動裝置能使整機體小輕便，但目前功率尚小。 （2）清掃裝置 清掃裝置是為卸載后的輸送帶清掃表面粘著物之用。最簡單的清掃裝置是刮板式清掃器，由重錘或彈簧使刮板緊壓在輸送帶上。此外，還有旋轉(zhuǎn)刷、指狀彈性刮刀、水力沖刷、振動清掃等。采用哪種清掃裝置，應(yīng)視運送物料的粘性而定。 （3）上、下托輥 托輥是帶式輸送機的重要部件之一。它的作用是支承輸送帶，使輸送帶的垂度不超過限定值以減小運行阻力，保證帶式輸送機平穩(wěn)運行。托輥沿輸送機全長分布，數(shù)量很多，它的工作性能直接影響帶式輸送機的整機性能。托輥的全部質(zhì)量約占整機的1/3，價值約占整機的20﹪～25﹪。為增大輸送帶的承載斷面，將承載的輸送帶用短托輥組成槽形斷面，這種托輥組稱為槽形托輥組。槽形托輥組所使用的托輥數(shù)量有3個、4個、5個等，因而也使槽形端面的形狀各異。對于空程段的輸送帶用一個長托輥支承，一般稱為平形托輥組。有些輸送帶較寬的帶式輸送機，其空程段的輸送帶用2個托輥組成V形斷面的托輥組支承，稱為V形托輥組。采用V形托輥組對防止輸送帶跑偏有一定作用。 （4）輸送帶 輸送帶的作用是承載物料和運送物料。輸送帶貫穿帶式輸送機的全長（為機身長度的2倍多），用量大、價格高，約占整個帶式輸送機價值50﹪。為使輸送帶不但有足夠的強度，而且能夠耐磨損和腐蝕，輸送帶由芯體和覆蓋層構(gòu)成，芯體承受拉力，覆蓋層起保護芯體的作用。芯體的材料有絲織物和鋼絲繩2類。絲織物芯體有多層帆布粘合及整體編織2種。絲織物芯體的材質(zhì)有棉、維綸和尼龍。整體編織芯體的輸送帶與多導(dǎo)粘合的相比，強度相同時整編芯體的厚度小、柔度好、耐沖擊性好，使用中不會發(fā)生層間剝裂。整編芯體的輸送帶伸長率較高，使用時需要有較大的拉緊行程，鋼絲繩芯體是由許多柔軟的細鋼絲繩相隔一定間距排列，用與鋼絲繩有良好粘合性的膠料粘合而成。鋼絲繩芯輸送帶的強度高，抗沖擊性和抗彎曲疲勞性能好；伸長率小，需要的拉緊行程小。同其他類型的輸送帶比較，鋼絲繩芯輸送帶的厚度小，所需滾筒直徑也小。 （5）拉緊裝置 拉緊裝置的作用是使輸送帶具有足夠的張力，以保證驅(qū)動裝置傳遞出應(yīng)有的摩擦牽引力和使輸送帶的垂度保持在限定范圍內(nèi)。帶式輸送機常用的拉緊裝置有螺旋式、重力式和鋼絲繩絞車式等幾種，它們都是采用改變機尾換向滾筒與驅(qū)動裝置的驅(qū)動滾筒之間中心距的方法來實現(xiàn)拉緊輸送帶的。一般而言，螺旋式拉緊裝置只能用于拉緊行程小、要求結(jié)構(gòu)緊湊的場合。重力式拉緊裝置適用于固定安裝的帶式輸送機，結(jié)構(gòu)形式有多種，其特點是輸送帶伸長變形不影響拉緊力，但體積大、比較笨重。鋼絲繩絞車式拉緊裝置是用絞車代替重錘，靠牽引鋼絲繩改變機尾滾筒與驅(qū)動滾筒之間的距離來張緊輸送帶。用這種方法實現(xiàn)輸送帶的張緊，在輸送帶伸長變形時需要開動絞車來調(diào)整輸送帶張力，否則張力下降。它的特點是調(diào)整拉緊力方便，可實現(xiàn)自動調(diào)整。在滿載啟動時，則開動絞車以增加輸送帶張力；在正常運轉(zhuǎn)時，適當反轉(zhuǎn)絞車使張力減小。驅(qū)動滾筒出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，又可開動絞車增大拉緊力，使驅(qū)動滾筒摩擦牽引力增大，消除驅(qū)動滾筒打滑現(xiàn)象。 （6）制動裝置 制動裝置有逆止器和制動器。逆止器的作用是防止向上運輸?shù)膸捷斔蜋C停車后輸送帶下滑。制動器的作用是保證向下運輸?shù)膸捷斔蜋C可靠停車；在水平運輸時，若要求準確停車，也應(yīng)裝設(shè)制動器。 （7）裝載裝置 裝載裝置也稱給料裝置，主要由漏斗和擋板等部件組成。常用的有強制式、自溜式和組合式3類。 （8）機架 機架包括機頭架、機尾架和中間架等。它們的作用是安裝帶式輸送機的機頭、機尾、托輥組以及其他輔助裝置等。常用機架也有幾種不同的結(jié)構(gòu)。煤礦井下使用的帶式輸送機，為了拆裝方便，機頭架、機尾架做成結(jié)構(gòu)緊湊便于移置的構(gòu)件，中間架采用便于拆裝的結(jié)構(gòu)。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點，有鋼繩機架和型鋼機架兩種。按照安裝方式不同，中間架又有落地式和繩架吊掛式之分，落地式機架又有固定式和可拆移式兩種。用于地面和煤礦井下主要運輸巷道的通用帶式輸送機的中間架多采用型鋼焊接而成的固定式機架，而采區(qū)順槽一般用可拆移式機架或吊掛式機架?？刹鹨剖綑C架一般用型鋼焊接成H型中間托架。將H型中間托架與兩邊的鋼管采用插入式銷釘固定聯(lián)接，整個機架不用一個螺栓，避免了因螺栓生銹而造成的拆裝不便。型鋼機架也可采用吊掛式安裝，但應(yīng)用較少。 1.6大傾角帶式輸送機 由于一般帶式輸送機的傾角不能過大，所以在一定程度上限制了其應(yīng)用范圍。為了克服上述缺點，可以采用大傾角的花紋帶式輸送機。這種輸送機的基本構(gòu)造和通用帶式輸送機沒有很大的區(qū)別，其主要不同點在于帶條的工作面上。 在大傾角輸送機中，使用帶隔板和特殊凸面的橡膠帶(見圖1-40)?；y凸出的高度，低者幾毫米，高者達20mm。由于工作面上具有花紋或隔板，這種輸送機的傾角可以大一些。根據(jù)我國現(xiàn)場的使用經(jīng)驗，運輸塊狀或粒狀的物料時，傾角可達65°時，物料也不下滑。 合理地布置膠帶的花紋，對提高輸送機的使用效率和可靠性有重要意義。花紋的布置除了要保證輸送機在大傾角的情況下可以輸送一般散狀物外，還需要使膠帶橫向和縱向撓性好，因為只有這樣才能保證膠帶自由地安放在托輥上，并平穩(wěn)地通過各種滾筒。除此之外，花紋的布置還要能使膠帶連續(xù)平穩(wěn)地通過下托輥，并使物料不易粘在或卡在花紋之間，在工作過程中，清掃膠帶也應(yīng)較為方便。根據(jù)這些要求，我國在大傾角花紋帶式輸送機中多采用短條斜錯排列的形式。 在我國大傾角花紋帶式輸送機的系列設(shè)計中，定型的帶式輸送機規(guī)格有500、650mm(其花紋高度為15mm)800、1000、1200、1400mm（花紋高度為20mm）等六種。在大傾角運輸中，如膠帶速度太快容易造成物料不穩(wěn)定，所以速度規(guī)定為0.8～2.0m/s范圍內(nèi)。規(guī)定輸送機的最大傾角為35°，托輥的槽角為30°。 花紋帶式輸送機突出的優(yōu)點是提高了輸送機的傾角，縮短了機長，節(jié)約場地和投資。目前，我國已有不少現(xiàn)場開始使用。但是，由于輸送帶的工作面有花紋，也出現(xiàn)了加輸送帶的清掃、給料處的密封、大功率輸送機的傳動等問題。這些新的問題需在使用中逐步加以解決。 2 帶式輸送機的設(shè)計與計算 現(xiàn)有技術(shù)中煤礦井下普掘矸煤運輸設(shè)備主要以刮板輸送機為主，其缺陷是容易出現(xiàn)卡鏈條、斷鏈條、機頭鏈輪斷齒，卡刮板、斷刮板、底鏈易出槽等故障，另外，由于機器笨重，安裝撤除環(huán)節(jié)復(fù)雜，設(shè)備故障率高，造成工人勞動強度大，工作效率低，配件投資多等問題。再者是刮板運行過程中矸石與刮板對溜槽的擠壓或刮卡，容易產(chǎn)生火花，形成安全隱患，不利于安全生產(chǎn)。 本實用新型的目的，是提供一種煤礦井下掘進原煤運輸簡易皮帶機，它是由機頭部和中間部與機尾部三部分構(gòu)成，機頭部采用設(shè)置驅(qū)動裝置和張緊裝置與回轉(zhuǎn)裝置，機尾部承載段設(shè)有彈簧托輥緩沖裝置，中間部分利用支架和縱梁連接，通過阻燃膠帶的運動，實現(xiàn)矸煤運輸?shù)哪康摹Ｕ麢C結(jié)構(gòu)簡單，采用組合式，由螺栓連接，安裝拆卸方便，解決刮板運輸機的缺陷。 本實用新型煤礦井下掘進矸煤運輸簡易皮帶機采取以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的，它是由機頭部和機尾部與縱梁和支架連接構(gòu)成，機頭部設(shè)置電動滾筒驅(qū)動裝置，由于電動滾筒具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率高、噪聲低、使用壽命長、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、工作可靠、密封性好、占據(jù)空間小、安裝維修方便等優(yōu)點，并且適合在各種惡劣環(huán)境條件下工作，所以采用電動滾筒作為驅(qū)動裝置。由邊框組成的張緊倉設(shè)置三聯(lián)托輥和回轉(zhuǎn)滾筒與皮帶托輪及平托輥，張緊倉內(nèi)設(shè)有張緊裝置，中間部分由型支架和縱梁與三聯(lián)托輥連接而成，機尾部上設(shè)置回轉(zhuǎn)滾筒和皮帶托輪與阻燃膠帶，承載架上設(shè)置擋煤板和彈簧緩沖托輥。機頭部設(shè)置電動滾筒作為驅(qū)動裝置，機頭部張緊倉設(shè)有單滾筒張緊游動車，張緊倉邊框內(nèi)設(shè)有軌道，由絞車張緊裝置纏繞張緊鋼絲繩，帶動張緊游動車，張緊游動車中軌道上實現(xiàn)來回運動。電動滾筒與阻燃膠帶的摩擦帶動阻燃膠帶循環(huán)運行，機尾部承載架設(shè)有彈簧緩沖托輥和擋煤板，減小矸煤對阻燃膠帶沖擊破壞。矸煤由扒裝機或綜掘機卸載到機尾部，通過阻燃膠帶運輸，將矸煤運至機頭部卸載。 本型煤礦井下掘進矸煤運輸簡易皮帶機的效果是結(jié)構(gòu)簡單，操作安裝拆卸方便，整機采用組合式，成本低，設(shè)備安全可靠，廣泛用于煤礦井下掘進矸煤運輸機器設(shè)備。 本簡易型帶式輸送機的結(jié)構(gòu)示意圖2.1如下： 具體實施方式： 參照圖2.1，本設(shè)計實用型煤礦井下掘進矸煤運輸簡易皮帶機，它是由機頭部和機尾部15與縱梁12、支架13連接構(gòu)成，機頭部設(shè)置驅(qū)動裝置和張緊裝置與回轉(zhuǎn)裝置，由邊框4組成的張緊倉內(nèi)設(shè)置三聯(lián)托輥5和回轉(zhuǎn)滾筒6與皮帶托輪2及平托輥3，張緊倉10內(nèi)設(shè)用絞車張緊裝置7和張緊鋼絲繩8與張緊游動車9，游動車9上設(shè)置回轉(zhuǎn)滾筒6和皮帶托輪2、縱梁12和三聯(lián)托輥5與H型支架13組成中間框架，阻燃膠帶11在三聯(lián)托輥上運行，機尾部15上設(shè)置回轉(zhuǎn)滾筒6和皮帶托輪2，承載架16上設(shè)置擋煤板14和彈簧緩沖托輥17。機頭部設(shè)置電動滾筒1作為驅(qū)動裝置，機頭部張緊倉10設(shè)置單滾筒張緊游動車9，張緊倉邊框4內(nèi)設(shè)有軌道，張緊游動車9在軌道上實現(xiàn)來回運動，由絞車張緊裝置7纏繞張緊鋼絲繩8，帶動張緊游動車9運動，阻燃膠帶11張緊，電動滾筒1與阻燃膠帶11產(chǎn)生摩擦力帶動阻燃膠帶11循環(huán)運行，機尾部15承載架16設(shè)有彈簧緩沖托輥17和擋煤板14，減小矸煤對阻燃膠帶11沖擊破壞。矸煤由扒裝機或綜掘機卸載到機尾部15，通過阻燃膠帶11運輸，將矸煤運至機頭部卸載。 2.1有關(guān)參數(shù)的確定 設(shè)計參數(shù)：輸送量： 輸送機長度：L=600m 輸送物料：原煤 松散密度： 傾角：25° 初定設(shè)計參數(shù)：上托輥間距：a0=1200mm；下托輥間距au=3000mm；托輥槽角λ=30°。托輥輥徑108mm；托輥前傾1°30′。 2.2帶速的確定 輸送帶的帶寬B和它的運行速度v決定了帶式輸送機的輸送能力。帶速根據(jù)帶寬和被運物料性質(zhì)確定，我國帶速已標準化，具體選取可參考《礦井運輸提升》表3-19，初步確定帶速。 2.3帶寬的確定 帶寬的確定主要取決于以下兩方面的要求: （1）物料塊度要求 （2）輸送能力要求 按給定條件，，，經(jīng)查表3-3可得，將其代入下式，則可求出物料斷面積為 表3-3輸送機的傾斜系數(shù) 傾角/（°） 2 4 6 8 10 12 14 16 18 1.00 0.99 0.98 0.97 0.95 0.93 0.91 0.89 0.85 根據(jù)運送的物料名稱和帶速及物料密度等因素，查《帶式輸送機設(shè)計手冊》可得物料的堆積角；同時取托輥槽角。按托輥槽角，堆積角，并結(jié)合物料的斷面積查《帶式輸送機設(shè)計手冊》可得帶寬。 為了增大運送余量，并結(jié)合帶寬、帶速與運送能力的匹配關(guān)系，同時查表3-4，取帶寬 表3-4 各種帶寬使用的最大塊度 帶寬/ 500 650 800 1000 1200 1400 最大塊度/ 150 150 200 300 350 350 帶寬/ 1600 1800 2000 2200 2400 最大塊度/ 350 350 350 350 350 2.4核算輸送能力 由參考資料[1]式（3.3-6） 由=30°查表參考資料[1]2-1得θ=25°，再查表3-2得S=0.0458m2。 ，滿足要求。 2.5根據(jù)原煤粒度核算輸送機帶寬 由參考資料[1]式（3.3-15） 輸送機帶寬能滿足輸送150mm粒度原煤要求。 2.6圓周驅(qū)動力的確定 傳動滾筒上所需圓周驅(qū)動力為所有運行阻力之和，即 或 輸送機傾角，。 帶式輸送機機長L=600m＞80m，附加阻力明顯小于主要阻力，可引入系數(shù)C來考慮阻力，它取決于輸送機的長度，按下式計算： （N） 式中 C—與輸送機長度有關(guān)的系數(shù)，在機長大于80米時，可按式（3.4-3）計算，或從表3-5查?。? —模擬摩擦系數(shù)，根據(jù)工作條件制造、安裝水平選取，參見表3-6； L—輸送機的長度，m； —重力加速度，取=9.81； —承載分支托輥每米長旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，，用式(3.4-5)計算： (3.4-5) 式中 G1――承載分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，Kg從表3-7查詢； ao――承載分支托輥間距，m； —回程分支托輥每米長旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，，用式(3.4-6)計算： (3.4-6) 式中 G2――回程分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，Kg從表3-7查詢； au――回程分支托輥間距，m； —每米長輸送帶的質(zhì)量，，按表3-8估計選取； —每米長輸送物料的質(zhì)量，； —主要阻力，N； —附加阻力，N； —特種主要阻力，即托輥前傾摩擦阻力及導(dǎo)料槽摩擦阻力，N； —特種附加阻力，即清掃器、卸料器及翻轉(zhuǎn)回程分支輸送帶的阻力，N； —傾斜阻力，N； H—輸送機卸料段和裝料段間的高差，m； 查表3-6得：模擬摩擦系數(shù)：=0.022 經(jīng)計算得：C=1.13 上托輥間距mm，下托輥間距mm。查表可得： 計算，初選輸送帶NN—100，Z=4。查表1-6，NN—100輸送帶的每層質(zhì)量1.02，上膠厚mm，下膠厚mm，每毫米膠料質(zhì)量為1.19。 計算主要阻力 計算特種主要阻力 參考資料[1] (3.4-9.10.12) 式中 —物料和導(dǎo)料擋板間的摩擦系數(shù)，=0.5～0.7,這里取=0.6； —導(dǎo)料擋板內(nèi)部寬度，=0.4m； —裝有導(dǎo)料擋板的設(shè)備長度，取=2m； 計算特種附加阻力 參考資料[1] (3.4-13) 式子中 n3=5,包括2個清掃器和2個空段清掃器（1個空段清掃器相當于1.5個清掃器）。 傾斜阻力： 所以：參考資料[1] (3.4-2) 傳動功率計算 由參考資料[1] (3.6-1)傳動滾筒軸功率PA為： 則電動機功率PM為： 式中 —總機械效率，=× =0.96×0.98×0.94； 選電動機型號為Y315M2-4,N=160KW 2.7輸送帶的確定 帶式輸送機靠摩擦傳動，當膠帶過松，傳動滾筒分離點處張力過小，摩擦系數(shù)較低或過載時，都可能造成膠帶在滾筒上打滑的現(xiàn)象。由于摩擦發(fā)熱，在滾筒表面產(chǎn)生高溫，會使膠帶的橡膠覆蓋層損壞，并引起膠帶著火。在打滑時，由于膠帶是絕緣體會在膠帶表面產(chǎn)生很高的靜電電勢，從而產(chǎn)生電火花。膠帶著火或產(chǎn)生電火花會造成煤礦井下瓦斯爆炸事故，產(chǎn)生的有毒氣體也會釀成熏人事故。所以煤礦井下帶式輸送機要使用阻燃帶。 阻燃帶，顧名思義，是不可燃燒的或燃燒后能自行熄滅的一種膠帶。在制作過程中加入了一定的原料如聚氯乙烯，以提高膠帶的防火及抗靜電特性。它是一種特殊用途的膠帶。阻燃帶已系列化，查參考資料[1]表選取800S型的阻燃輸送帶。S表示具有阻燃和抗靜電性能，800表示輸送帶整體縱向拉斷強度為800。 輸送帶端頭連接方法有機械連接和硫化(塑化)連接兩種。選煤廠常用的是機械連接方法，有鉤卡連接、合頁連接和板卡連接等。機械連接法操作較簡便，但接頭處強度只相當于輸送帶本身強度的35—40％，使用期限短。硫化膠接有熱硫化和冷硫化兩種膠接法。后者連接時間長，采用得比較少。硫化膠接法，先將輸送帶兩接頭部位每層的夾層對縱軸成60°至70°傾斜地切成階梯形狀，使兩端頭很好地相互配合，在每層夾層上涂以橡膠漿使其粘著，然后用專門的硫化設(shè)備，在整個輸送帶寬度范圍內(nèi)施加均勻面足夠的壓力進行熱的或冷的硫化粘合連接。硫化膠接法接頭強度高，牢固耐用，但操作復(fù)雜。 又因為傾角較大，即：由于一般帶式輸送機的傾角不能過大，所以在一定程度上限制了其應(yīng)用范圍。為了克服上述缺點，可以采用大傾角的花紋帶式輸送機。 2.8輸送帶的張力計算 為安全起見，取輸送帶在換向滾筒處局部阻力系數(shù)，有： ，，，，，。 式中： —圍抱角，取=210°； —摩擦系數(shù)，=0.4； —牽引力備用系數(shù)，=1.3； =(17.6+23.15)×(0.022×cos25+sin25)×600×9.81+11.7×600×0.022×9.81 =107483.23 解得： 2.8.1輸送帶不打滑條件校核 由參考資料[1]式(3.5-1)輸送帶不打滑條件： 式中 根據(jù)給定條件，取μ=0.35，單滾筒傳動φ= 200 查表參考資料表3-13 則 2.8.2輸送帶下垂度校核 由參考資料（3.5-2）得，承載分支最小張力Fmin為： 由參考資料式（3.5-3）得，回程分支最小張力Fmin為： 所以輸送帶強度足夠。 2.8.3輥子載荷的校核 （1）靜載計算 承載分支托輥： =e(+)=0.8×1.2×(41.67/1.8+17.6)×9.81=383.77 式中： —承載分支托輥靜載荷，； e—輥子載荷系數(shù)，查《運輸機械設(shè)計選用手冊》表2-35，得e=0.8； —承載分支托輥間距，, =1.2； —輸送能力，； =150/3.6=41.67 —每米長輸送帶的質(zhì)量，；=17.6； 查表2-74，上輥φ108，L=600，軸承4G204，承載能力為2170，能滿足要求。 回程分支托輥： =e=0.63×3×17.6×9.81=326.32 式中： —回程分支托輥靜載荷，； —回程分支托輥間距，；=3； e—輥子載荷系數(shù)，查《運輸機械設(shè)計選用手冊》表2-35，得e=0.63； 查表2-74，下輥φ108，L=750，軸承4G204，承載能力為1070，能滿足要求。 （2）動載計算 承載分支′==383.77×1.0×1.06×1.1=447.48＜2170 回程分支’==326.32×1.0×1.1=358.95＜1070 式中： ′—承載分支托輥動載荷，； ’—回程分支托輥動載荷，； —運行系數(shù)，查表2-36得：=1.0； —沖擊系數(shù)，查表2-37得：=1.06； —工況系數(shù)，查表2-38得：=1.1； 均滿足要求。 2.8.4鋼絲繩的選擇 我國是按《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定來設(shè)計的。其原則是：鋼絲繩應(yīng)按最大靜載荷并考慮一定的安全系數(shù)來進行計算。安全系數(shù)是指鋼絲繩拉斷力的總和與鋼絲繩的計算靜拉力之比。但是應(yīng)當注意，安全系數(shù)并不代表鋼絲繩真正具有的強度儲備，只不過表示經(jīng)過實踐證明在此條件下鋼絲繩可以安全運行。拉緊用的鋼絲繩的安全系數(shù)值為=5。 根據(jù)使用條件，初選繩6×7股（1+6）繩纖維芯。 鋼絲繩d=4.7，鋼絲d=0.5，鋼絲總斷面積，參考重量為，公稱抗拉強度，鋼絲破斷拉力總和。 ＞ 式中： —拉緊用的鋼絲繩安全系數(shù)，=5； 所選鋼絲繩強度足夠，滿足要求。 2.9輸送帶的強度校核 根據(jù)所選阻燃帶，考慮采用硫化接頭，?。猃垼?，由《礦井運輸提升》表1-3和式（3-18）可得： ＞ 式中 —每米帶寬每層帆布的拉斷強度，= 2.10拉緊行程的計算 拉緊行程≥ =(0.015+0.001)×600 =9.6 式中： ε—輸送帶彈性伸長率和永久伸長率，由輸送帶生產(chǎn)廠家給出，通常帆布帶為0.01～0.015； ε1—拉緊后托輥間允許的垂度，一般取0.001； L—輸送機長度； 2.11拉緊裝置、機架及改向滾筒的設(shè)計 拉緊裝置是保證帶式輸送機正常工作的重要部件，在確保輸送機最小初拉力滿足撓度要求的條件下，輸送帶在驅(qū)動滾筒相遇點和分離點的張力比應(yīng)為定值，為此要求啟動時拉緊力與工作時額定拉緊力的比值k為1.4～1.5，允許波動范圍為±10﹪；正常工作過程中k為0.9～1.1。當輸送機的結(jié)構(gòu)、起動和制動方式及拉緊裝置的安裝位置確定后，拉緊裝置的特性就取決于其自身的性能。實際上，拉緊裝置的作用除保證承載分支最小張力點所必需的張力，使其撓度在規(guī)定的范圍內(nèi)；保證輸送帶在傳動滾筒分離點的張力，在起動和制動及正常運轉(zhuǎn)時，使輸送帶與傳動滾筒之間有足夠的摩擦力而不致打滑外，還具有彌補輸送帶塑性變形及起動和制動過程中張力變化而引起的輸送帶長度變化；為輸送帶重新接頭及修補提供必要行程；輸送機檢修時放松輸送帶等作用。 拉緊裝置在整機中的位置很重要，它距傳動滾筒越近，響應(yīng)速度就越快，性能就越好。拉緊裝置位置確定的原則為：盡可能布置在輸送帶張力最小處；電動機作電動運行時，拉緊裝置盡可能設(shè)在驅(qū)動滾筒的松邊；電動機作發(fā)電運行時，拉緊裝置盡可能設(shè)在驅(qū)動滾筒的入（緊）邊；盡可能減少輸送帶的彎曲次數(shù)。在本次設(shè)計時，把拉緊裝置設(shè)在了機頭部，并設(shè)在了驅(qū)動滾筒的松邊。 對拉緊裝置的要求： 響應(yīng)速度快，工作可靠；拉緊滾筒上輸送帶的包角180°，并與滾筒位移平行，施加的拉緊力應(yīng)通過滾筒中心，以免張力由于其位置不同而變化；不能出現(xiàn)死區(qū)，即拉緊滾筒作反方向移動時不至于產(chǎn)生張力突然變化。尤其機尾有低谷的高垂度輸送機，制動時在低谷處會由于垂度過大而引起輸送帶的折疊和嚴重變形，從而導(dǎo)致落料。 本設(shè)計拉緊裝置采用固定絞車拉緊裝置，固定絞車拉緊裝置是利用小型絞車來拉緊，絞車用蝸輪蝸桿減速器帶動卷筒來纏繞鋼絲繩，從而拉緊膠帶，這種拉緊裝置的優(yōu)點是體積小、拉力大，被廣泛應(yīng)用于井下帶式輸送機中。其缺點是它只能根據(jù)所需要的拉力調(diào)定后產(chǎn)生固定的拉緊力，拉緊力不能自動調(diào)節(jié)，當絞車和控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，對膠帶機不能產(chǎn)生恒定的拉緊力或拉緊力失效，安全可靠性相對降低。 拉緊絞車的設(shè)計選用： 拉緊力F=2313N，拉緊速度=0.05m/s 卷筒所需的功率為： 電動機所需功率為： 選取 JJ—4型的拉緊絞車，它是一個由蝸輪蝸桿減速器及一對開式齒輪傳動組成的慢速絞車。蝸輪、蝸桿的設(shè)計具有反行程自鎖的特點，同時在蝸桿的一端裝有一個摩擦阻尼裝置。絞車的卷筒空套在卷筒軸上。離合器用滑鍵與卷筒相聯(lián)，通過操作機構(gòu)（包括手輪、螺桿、螺母）即可把離合器打在傳動位置或制動位置，故稱為此為雙作用離合器。當需要拉緊膠帶時，按順時針方向轉(zhuǎn)達動手輪，使離合器與卷筒銷嚙合，則卷筒與卷筒軸連接起來。此時開動電動機，經(jīng)聯(lián)軸器→蝸桿→蝸輪→蝸輪軸→小齒輪→大齒輪→卷筒軸→卷筒→纏繞鋼絲繩而拉緊膠帶。當放松膠帶時，應(yīng)注意先不要打開離合器，因為此時鋼絲繩張力很大，而卷筒是空套在軸上，突然打開離合器將造成卷筒失控旋轉(zhuǎn)，鋼絲繩也會松散。正確的方法是先點動一下電動機反轉(zhuǎn)，待鋼絲繩松弛后即停止電動機，這時再反時針方向轉(zhuǎn)動手輪，打開離合器，使離合器制動盤上的剎車帶與卷筒制動環(huán)接觸，當具有一定的制動力時即可操作卷帶。 機架的設(shè)計： 機架包括機頭架、機尾架和中間架等。機架的主要作用一是承載，輸送機各部的載荷及自重，最終全部由機架承擔。二是聯(lián)接各部件，如傳動裝置，托輥裝置及其它各組件在機架上預(yù)留位置，使各組成部分能夠有序有效地發(fā)揮作用。常用機架也用幾種不同的結(jié)構(gòu)。 機架按照主體結(jié)構(gòu)型式可以劃分為鋼架結(jié)構(gòu)和繩架結(jié)構(gòu)。按照承載方式可以分為吊掛式和落地式。它是輸送機分類的一個重要依據(jù)。目前使用的輸送機其機架主要有兩種類型，一是繩架吊掛式；二是鋼架落地式。近年來，繩架吊掛式皮帶機得到了廣泛的應(yīng)用。 本設(shè)計中的機架，如圖紙所示。 為了拆裝方便，機頭架做成結(jié)構(gòu)緊湊的，用槽鋼焊接而成。機頭部架包括卸載架、機頭架。卸載架和機頭架各做成一個。卸載架緊固于機頭架上。卸載架上安裝有卸載滾筒，來自輸送帶的物料經(jīng)卸載滾筒卸下，輸送帶返回驅(qū)動滾筒。 中間架處于輸送機的機身部位，位于機頭部與機尾部裝載部之間。落地式中間機架，主要由立柱和橫梁組成，立柱為槽鋼，縱梁分別用螺栓固定在立柱上方，做成便于拆裝的結(jié)構(gòu)。 這種機身結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是： （1） 結(jié)構(gòu)重量輕，耗費材料少； （2） 托輥安放簡單； （3） 組裝拆卸方便，不用扳手或?qū)ｉT工具，就能快速實現(xiàn)拆裝。 膠帶繞過機尾滾筒換向運行，并在機尾部接受物料。機尾架聯(lián)接的主要部件有機尾滾筒、承載彈簧緩沖托輥、回程平行托輥。機尾架做成一個，用槽鋼焊接而成。 改向滾筒的設(shè)計： 改向滾筒用于改變輸送帶的運行方向或增加輸送帶與驅(qū)動滾筒間的圍包角，應(yīng)在不增加帶式輸送機機頭部和機尾部有關(guān)部件結(jié)構(gòu)尺寸下，盡量取較大直徑，以便減少輸送帶工作過程中彎曲應(yīng)力和彎曲次數(shù)，提高輸送帶的使用壽命。 通常按照下面的經(jīng)驗公式計算： =0.8D=0.8×500=400 mm =0.6D=0.6×500=300 mm 式中： —尾部換向滾筒的直徑，mm； —其他換向滾筒直徑，mm； —驅(qū)動滾筒的直徑，mm； 機頭部的改向滾筒也為卸載滾筒，一般采用心軸結(jié)構(gòu)，工作時軸不動，而是固定在卸載架軸座之中，因它不是主動滾筒，故筒殼與軸承外圈一起隨時膠帶運行而轉(zhuǎn)動。 軸承選用1516調(diào)心球軸承，材料為HT200；軸承座為SN216，材料為QT400—15；螺栓為M20×35，材料為Q235—A；選用O型密封圈；軸的材料為QT400—15；筒體材料為Q235—A；支座材料為QT400—15；軸承端蓋材料為HT200。 3 減速器的計算 3.1電機的確定 本設(shè)計中的掘進巷道大傾角皮帶機用于煤礦井下。煤礦井下煤塵多，電動機一定具有隔爆性能。根據(jù)工作環(huán)境要求，選擇YB系列隔爆型三相異步電動機。 減速器用四對軸承，第一軸選用圓錐滾子軸承查得其效率為 電機與減速器之間選用液力耦合器，根據(jù)參考文獻，選用YOX Ⅱ Z 560輸入轉(zhuǎn)速為1500r/min,傳遞功率為120-170KW，效率為 第一級齒輪選用弧錐齒輪，其效率為 第二級、第三級齒輪均選用直齒圓柱齒輪，效率為 減速器輸出軸與傳動滾筒之間選用彈性柱銷聯(lián)軸器，效率為 總效率為： 電動機輸出功率為： （3-18） 式中：—傳動效率，取 代入上式得： 選擇電動機容量應(yīng)有一定的功率儲備，取 所以電機選電機為YB315L1-4，其參數(shù)如下： 電機總功率160 額定轉(zhuǎn)速 1485 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的額定轉(zhuǎn)矩為1.8 最大轉(zhuǎn)矩的額定轉(zhuǎn)矩為2.2 查表可知電機軸直徑為70 3.2傳動比分配 因為帶速要求為2.5m/s，傳動滾筒直徑為1000mm，所以滾筒轉(zhuǎn)速為 電動機轉(zhuǎn)速為1490r/min， 所以總傳動比為 根據(jù)減速器擺放位置,結(jié)構(gòu)及傳動比選用錐—圓柱齒輪減速器三級傳動 取i1=2.89，i2=4.37 ,i3=2.47 3.3計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 電動機功率 各軸的轉(zhuǎn)速根據(jù)電動機的滿載轉(zhuǎn)速及傳動比進行計算;傳動裝置各部分的功率和轉(zhuǎn)矩。 計算各軸時將傳動裝置中各軸從高速軸到低速軸依次編號，定0軸（電動機軸），1軸，2軸，3軸，4軸；相鄰兩軸間的傳動比表示為，，；各軸的輸出功率為，，，，；各軸的輸出轉(zhuǎn)矩為，，，，。 1）各軸的輸出功率 0軸（電動機軸）　 1軸（高速軸）　　 2軸（中間軸）　　 3軸（低速軸）　　 4軸（低速軸）　　 2）各軸的輸出轉(zhuǎn)速 0軸（電動機軸）　 1軸（高速軸）　　 2軸（中間軸）　　 3軸（低速軸）　　 4軸（低速軸）　　 各軸的輸出轉(zhuǎn)矩 0軸（電動機軸）　 1軸（高速軸）　　 2軸（中間軸）　　 3軸（低速軸）　 4軸（低速軸）　 3.4齒輪的設(shè)計及校核計算 3.4.1第一對齒輪的設(shè)計 （1）選擇齒輪材料 查表6.2小齒輪選用20CMT滲碳淬火 HRC=58～62 大齒輪選用40Cr滲碳淬火 HRC=48～55 許用接觸應(yīng)力[σH] 由參考資料[3]式6-6, 接觸疲勞強度極限σHlim 查參考資料[3]圖6-4 σHlim1=1500N/mm2 σHlim2=700N/mm2 接觸強度壽命系數(shù)ZN 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 由式6-7 N1=60n1jLh=3.087×109 N2=60n2jLh=1.49×109 查圖6-5得、 接觸強度安全系數(shù)SHmin=1 則 許用彎曲應(yīng)力[] 由式（6-12） 彎曲疲勞極限 查參考資料[3]圖6-7 N/mm2 N/mm2 彎曲壽命系數(shù) 查參考資料[3]圖6-8 尺寸系數(shù) 查圖6-9 =1 最小安全系數(shù) 查參考資料[3]表8-27 則 N/mm2 N/mm2 （2）按齒面接觸疲勞強度計算 確定齒輪傳動精度等級，估取圓周速度，由參考資料[3]表6-7，參考資料[3]表6-8選?、蚬罱M7級 據(jù)參考資料[3]表15-14得 其中載荷系數(shù)K由參考資料[3]推薦值中選取 設(shè)計齒輪的許用接觸應(yīng)力 其中試驗齒輪接觸疲勞極限查參考資料[3]圖取 N/mm2，估算時接觸強度的安全系數(shù)由推薦值中選項取為 則 以下計算來源參考資料[4]表15-8 小齒輪齒數(shù)在推薦值17-40中選 大齒輪齒數(shù) 圓整 齒數(shù)比 傳動比誤差 誤差在5%范圍內(nèi)合適 按參考資料[3]表圓整,取 已知小齒輪轉(zhuǎn)矩 則 分錐角 外錐矩 齒寬系數(shù) 齒寬 中點模數(shù) 齒寬中點螺旋角 取，小齒輪旋向及螺旋方向為順時針左旋 中點法向模數(shù) 切向變位系數(shù) 徑向變位系數(shù) 齒形角 齒頂高 齒根高 齒頂圓直徑 錐頂?shù)捷喒诘木嚯x 當量齒數(shù) 查圖15-8端面重合度 縱向重合度 總重合度 小輪平均分度圓直徑 圓周速度V： 與估計取Vt=10m/s相近 （3）齒根彎曲疲勞強度校核計算 由參考資料[3]式（6-21） 齒形系數(shù)查參考資料[3]表6.5 小輪 大輪 應(yīng)力修正系數(shù) 查參考資料[3]表6.5 小輪 大輪 故： 齒根彎曲強度足夠 3.4.2 第二對齒輪的設(shè)計 （1）選擇齒輪材料 查參考資料[3]表6.2小齒輪選用20CMT滲碳淬火 HRC=58～62 大齒輪選用40Cr滲碳淬火 HRC=48～55 許用接觸應(yīng)力[σH] 由參考資料[3]式6-6, 接觸疲勞強度極限σHlim 查參考資料[3]圖6-4 σHlim3=1500N/mm2