皮带输送机的设计计算汇总.doc

1、皮带输送机的设计计算1 总体方案设计1.1 皮带输送机的组成皮带输送机主要由以下部件组成：头架、驱动装置、传动滚筒、尾架、托辊、中间架、尾部改向装置、卸载装置、清扫装置、安全保护装置等。输送带是皮带输送机的承载构件，带上的物料随输送带一起运行，物料根据需要可以在输送机的端部和中间部位卸下。输送带用旋转的托棍支撑，运行阻力小。皮带输送机可沿水平或倾斜线路布置。由于皮带输送机的结构特点决定了其具有优良性能，主要表现在：运输能力大，且工作阻力小，耗电量低，皮带输送机的单机运距可以很长，转载环节少，节省设备和人员，并且维护比较简单。由于输送带成本高且易损坏，故与其它设备比较，初期投资高且不适应输送有尖

2、棱的物料。输送机年工作时间一般取 4500-5500 小时。当二班工作和输送剥离物，且输送环节较多，宜取下限；当三班工作和输送环节少的矿石输送，并有储仓时，取上限为宜。1.2 布置方式电动机通过联轴器、减速器带动传动滚筒转动或其他驱动机构，借助于滚筒或其他驱动机构与输送带之间的摩擦力，使输送带运动。通用固定式输送带输送机多采用单点驱动方式，即驱动装置集中的安装在输送机长度的某一个位置处，一般放在机头处。单点驱动方式按传动滚筒的数目分，可分为单滚筒和双滚筒驱动。对每个滚筒的驱动又可分为单电动机驱动和多电动机驱动。单筒、单电动机驱动方式最简单，在考虑驱动方式时应是首选方式。皮带输送机常见典型的布置

3、方式如图 1-1 所示。此次选择 DT（A）型固定式皮带输送机作为设计机型。单电机驱动，机长 10m，带宽 500mm，上托辊槽角 35，下托辊槽角 0。DT（A）型固定式皮带输送机是通用型系列产品，可广泛用于冶金、煤炭、交通、电力、建材、化工、轻工、粮食、和机械等行业。输送堆积密度为 5002500kg/m的各种散状物料和成件物品，适用环境温度为-2040 。图 1-1 皮带输送机典型布置方式13 皮带输送机的整体结构图 1-2 为此次设计的皮带输送机的整体结构图 1-2 设计的皮带输送机的整体结构2 标准部件的选择2.1 输送带的选择输送带的品种规格符合GB/T 44901994 运输带尺

4、寸、GB/T 79842001 输送带 具有橡胶或塑料覆盖层的普通用途织物芯输送带的规定，见表2-1 。表 2-1 输送带的种类输送带宽度/mm种类抗拉体强度/（N/mm*层）400500650800100012001400帆布带CC-56 NN-100 尼龙带 NN-150 由于本设计只是小型输送机，初步选定为帆布带。按给定的工作条件,输送机的工作倾角 =0。根据设计要求确定选用带宽 B=500mm，NN100 型输送带，层数选为 3 层。上胶 3.0+下胶 1.5，输送带质量 5.02Kg/m 。NN100 型输送带的技术规格：纵向扯断强度 100N/mm；每层带厚 1.0mm，截面积 0

5、.0236m。2.2 输送量计算根据输送量的计算方法 ：（2-1）3.60.023622000=339.84t300t此输送带带符合使用要求。2.3 选择传动型式与驱动装置驱动装置是皮带输送机的动力传递机构。一般由电动机、联轴器、减速器及驱动滚筒组成。 根据不同的使用条件和工作要求，皮带输送机的驱动方式，可分单电机驱动、多电机驱动、单滚筒驱动、双滚筒驱动和多滚筒驱动几种。由于此设计为小型皮带输送机，采用水平输送，运输距离短，所以选用 Y系列电机+联轴器+减速器的传动型式，单电机单滚筒驱动，如图 2-1。图 2-1 传动方式2.4 头部传动滚筒的选择传动滚筒的直径和长度符合GB/T9881991

6、 皮带输送机滚筒基本参数与尺寸的规定 。见下表：表 2-2 带宽与传动滚筒的关系滚筒直径500 630 800 1000 1250 1400带宽 B光 胶 光 胶 光 胶 光 胶 光 胶 光 胶500 650 800 本设计选择直径为 500mm 的胶面传动滚筒，与之匹配的轴承型号为 3520。2.5 尾部改向滚筒的选择尾部改向滚可从表 2-3 中查出，与 500mm 的传动滚筒匹配的尾部改向滚筒直径为 400mm。表 2-3 传动滚筒与改向滚筒的关系带宽 传动滚筒直径180尾部改向滚筒直径500 500 400500 400650630 5002.6 托辊的选择本系列配置的托辊分为承载托辊（

7、槽型托辊）和回程托辊（平行托辊）两类 。承载托辊初选 DTGP1103 ，回程托辊初选 DTGP1211，缓冲托辊选择DTGH1103。上托辊间距选择 1m，下托辊间距选择 2m。上托辊槽角 35，下托辊槽角 0。2.7 其他部件的选择由于本次设计为小型输送机，机长较短，功率较小，故可选用螺旋拉紧装置；采用固定落地式机架，角钢焊接 。该输送机的设计为水平运输，所以不需要制动装置，只选择空段清扫器、头部清扫器和头部漏斗。3 输送机受力分析3.1 圆周驱动力分析传动滚筒上所需圆周驱动力 为所有阻力之和 ，即：Fu=FH+FN+FS1+FS2+FST （3-1）各参数意义如下：FH主要阻力，N；FN

8、附加阻力，N；FST倾斜阻力，N；F ST= qGHg。FS1主要特种阻力，即托辊前倾摩擦阻力及导料槽摩擦阻力，N；FS2附加特种阻力，即清扫器、卸料器及翻转回程分支输送带阻力，N；3.2 主要阻力主要阻力 FH按式（3-2）计算Fu=fLgqRO+qRu+(2qB+qG)cos+F N+FS1+FS2+FST （3-2）各参数意义：f模拟摩擦系数；L输送机长度（头、尾滚筒中心距），m；g重力加速度，g=9.8m/s 2；承载分支托辊组每米长度旋转部分重量， kg/m；qB每米长输送带的质量，kg/m；qG每米长输送物料的质量，kg/m；此处 角度取 0，cos=1。3.2.1 模拟摩擦系数模

9、拟摩擦系数，根据工作条件及制造、安装水平选取，参见表 3-1；表 3-1 模拟摩擦系数 f（推荐值）输送机工况工作条件和设备质量良好，带速低，物料内摩擦较小0.020.023工作条件和设备质量一般，带速较高，物料内摩擦较大0.0250.035工作条件恶劣、多尘低温、湿度大，设备质量较差，托辊成槽角大于 350.0350.045由于工作条件为室外，多尘土，带速为 2.0m/s，所以此处 f 选为 0.035。3.2.2 承载分支托辊每米旋转质量的确定（3-3）其中承载分支每组托辊旋转部分重量，kg；承载分支托辊间距，m；托辊已经选好，L=200 时的值知 =15 .3kg。=15.3/1=15.

10、3kg。3.2.3 回程分支托辊每米长旋转部分质量的确定（3-4）qRu回程分支托辊每米长旋转部分质量，kg/m，=10.4kg回程分支托辊间距， 2m；=10.4/2=5.2kg/m3.2.4 每米长输送物料的质量的确定每米长输送物料的质量按公式：（3-5）= =47.2kg/m3.2.5 FH 的计算FH=fLgqRO+qRu+(2qB+qG)cos =268（N）3.3 附加特种阻力计算附加特种阻力 包括输送带清扫器摩擦阻力 和卸料器摩擦阻力 等部分，按下式计算：（3-6）（3-7）（3-8）式中 清扫器个数，包括头部清扫器和空段清扫器；A一个清扫器和输送带接触面积， ，见表 3-2 。

11、表 3-2 导料槽栏板内宽、刮板与输送带接触面积刮板与输送带接触面积 A/m带宽 B/mm导料栏板内宽/m 头部清扫器 空段清扫器500 0.400 0.006 0.01650 0.420 0.007 0.01800 0.495 0.008 0.012查表选 A=0.006M2清扫器和输送带间的压力， N/ ，一般取为 3 N/ ；清扫器和输送带间的摩擦系数，一般取为 0.50.7；则 =0.0068 0.6=288N拟设计的总图中有两个清扫器和一个空段清扫器（一个空段清扫器相当于1.5 个清扫器）。 =0,则 =3.5288+0=1008N3.4 总阻力本设计没有附加阻力 FN=0，本设计没

12、有特种阻力 FS1=0。由于是水平安装，则 角度为 0，F ST=0。总阻力 Fu= FH+FN+FS1+FS2+FST=268+1008=1276N4 电动机的选择和功率的计算4.1 电动机的选择电动机是常用的原动机，具有结构简单、工作可靠、控制简便和维护容易等优点。电动机的选择主要包括选择其类型和结构形式、容量（功率）和转速、确定具体型号。4.1.1 电动机的类型的确定按工作要求和条件选取 Y 系列一般用途的全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机 。4.1.2 电动机的容量的选择工作所需的功率：=/ （4-1）=F V/（1000 ） （4-2）所以： =F V/（1000 ） （4-3）由电动

13、机至工作机之间传动装置的总效率为 ：= . . . （4-4）式中 、 、 、 、分别为齿轮传动、卷筒、轴承、联轴器的效率。取 =0.97、 =0.96、 =0.98、 =0.99 则：=0.97 20.960.9840.992=0.817所以： = （4-5）根据 选取电动机的额定功率 使 Pm= (11.3) 。由查表得电动机的额定功率 =4 。 KW 4.1.3 确定电动机的转速卷筒轴的工作转速为：= （4-6）= =76.4r/min4.1.4 选择电机型号按推荐的合理传动比范围，二级圆柱齿轮传动比为 840，故电动机的转速范围为： = =(840)76.4 r/min=611.2 3

14、056r/min配合计算出的容量，由表查出有两种适用的电动机型号，其技术参数比较情况见表 4-1。表 4-1 电动机的型号与基本参数额定功率 电动机转速 r/min方 案 电动机型号kw 同步转速 满载转速1 Y132M1-6 4 1000 9602 Y112M-4 4 1500 14403 Y112M-2 4 3000 2890综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及链传动和减速器的传动比，可知方案 1 比较适合。因此选定电动机型号为 Y132M1-6,所选电动机的额定功率 P=4Kw，满载转速 n=960r/min。4.2 分配各级传动比、各轴功率的计算电动机确定后，根据电动机的满载转速和

15、工作装置的转速就可以计算传动装置的总传动比。4.2.1 计算总传动比：= / =960/76.4=12.574.2.2 分配各级传动比对于二级圆柱齿轮减速器，展开式的传动比分配 ： =(1.31.4)取 =3.94， =3.144.2.3 计算各轴转速= =960r/min= /ih= 960/3.94=243.65r/min= /il=243.65/3.14=77.6r/min4.2.4 各轴的功率和转矩电动机轴输出功率和转矩P0=Pd3.98Kw表 4-2 各轴的转速，功率及转矩轴 名参数 电动机轴1 轴 2 轴 3 轴 卷筒轴转速 960 960 243.65 77.6 77.6功率 3

16、.98 3.94 3.75 3.56 3.32转矩 39.59 39.19 146.98 438.12 408.585 减速器的设计5.1 高速级齿轮传动的设计计算5.1.1 材料、热处理、齿轮精度等级和齿数的选择小齿轮材料选择 40Gr 钢，调质处理，硬度为241286HBS， =700Mpa，=500 Mpa；大齿轮材料 40Gr 钢，调质处理，硬度为 241286HBS， =700Mpa， =500Mpa；精度为 8 级。取 =3.94 ,取 =18则 = =70.92 ，取 71。 71/18 3.944。 = =380+HBS=380+320=700Mpa。5.1.2 按齿面接触疲劳强度设计根据公式 =21268 , （5-1）766 。 =39.19N.mm。查表，硬齿面齿轮，非对称安装，取齿宽系数 =0.8,使用系数 K=1.5。