毕业设计（论文）-变频调速磁性皮带喂料器的设计【全套图纸】.doc

南昌航空大学科技学院学士学位论文1绪论全套图纸，加153893706带式输送机是输送能力最大的连续输送机械之一。其结构简单、运行平稳、运转可靠、能耗低、对环境污染小、便于集中控制和实现自动化、管理维护方便，在连续装载条件下可实现连续运输。它是运输成件货物与散装物料的理想工具，因此被广泛用于国民经济各部门。尤其在矿山用量最多、规格最大。1.1带式输送机的应用带式输送机是连续运输机的一种，连续运输机是固定式或运移式起重运输机中主要类型之一，其运输特点是形成装载点到装载点之间的连续物料流，连续物料流的整体运动来完成物流从装载点到卸载点的输送。在工业、农业、交通等各企业中，连续运输机是生产过程中组成有节奏的流水作业运输线不可缺少的组成部分。连续运输机可分为：（1）具有挠性牵引物件的输送机，如带式输送机，板式输送机，刮板输送机，斗式输送机、自动扶梯及架空索道等；（2）不具有挠性牵引物件的输送机，如螺旋输送机、振动输送机等；（3）管道输送机(流体输送)，如气力输送装置和液力输送管道。其中带输送机是连续运输机中是使用最广泛的，带式输送机运行可靠，输送量大，输送距离长，维护简便，适应于冶金煤炭，机械电力，轻工，建材，粮食等各个部门。1.2带式输送机的分类(1) 按承载能力分类轻型带式输送机：专门应用于轻型载荷的输送机。通用带式输送机：这是应用最广泛的带式输送机，其他类型带式输送机都是这种带式输送机的变形。钢绳芯带式输送机：应用于重型载荷的输送机。(2) 按可否移动分类固定带式输送机：输送机安装在固定的地点，不需要移动。移动带式输送机：具有移动机构，如轮，履带。移置带式输送机：通过移动设备变换设备的位置。可伸缩带式输送机：通过储带装置改变输送机的长度。(3) 按输送带的结构形式分类普通输送带带式输送机：输送带为平型，带芯为帆布或尼龙帆布或钢绳芯。钢绳牵引带式输送机：用钢丝绳作为牵引机构，用带有耳边的输送带作为承载机构。压带式输送机：用两条闭环带，其中一条为承载带，另一条为压带。钢带输送机：输送带是钢带。网带输送机：输送带是网带。管状带式输送机：输送带围包成管状或用特殊结构输送带密闭输送物料。波状挡边带式输送机：输送带边上有挡边，以增大物料的截面，倾斜角度大时，一般在横抽设置挡板。花纺带式输送机：用花纹带以增大物料和输送带的摩擦，提高输送倾角。(4) 按承载方式分类托辊式带式输送机：用托辊支撑输送带。气垫带式输送机：用气膜支撑输送带。另外还有磁性输送带、液垫带式输送机，它们共同的特点是对输送带连续支撑。深槽型带式输送机：由于加大槽深，除用托辊支撑外，也起到对物料的夹持作用，可增大输送倾角。(5) 按输送机线路布置分类直线带式输送机：由于输送机纵向是直线，但是可在铅垂面上有凹凸变化曲线。平面弯曲带式输送机：可在平面上实现弯曲运行。空间弯曲带式输送机：可以在空间实现弯曲运行。(6) 按驱动方式分类单滚筒驱动带式输送机。多滚筒驱动带式输送机。线摩擦带式输送机：用一个或多个输送带作为驱动体。磁性带式输送机：通过磁场作用驱动输送带。1.3带式输送机的特点(1) 输送物料种类广泛输送物料的范围可以从很细的各种粉状物料到大块的矿石、石块、煤或纸浆木料，以最小的落差输送精细筛分过的或易碎的物料。由于橡胶输送带具有较高的抗腐蚀性，在输送强腐蚀性或强磨损性物料时维修费用比较低。带式输送机还可以输送碱性物料和一定温度热料，也可以运送成件物品。(2) 输送能力范围宽带式输送机的输送能力可以满足任何要求的输送任务，既有轻型带式输送机完成输送量较小的输送任务，又有大型带式输送机实现每小时数千吨的输送任务。(3) 输送统一线路的适应性强带式输送机可以适应坡度为30%35%的地形，而对于卡车运输来说仅能适应原有自然地形的坡度为68。输送机线路可以适应地形， 在空间和水平面上弯曲从而降低基建投资，并能避免在厂内和其他拥挤地区，以免受铁路、公路、以及河流、山脉的干扰。带式输送机的运输线路十分灵活的，线路长度可根据需要延长。(4) 灵活的装卸料带式输送机可根据工艺流程要求灵活地从一点或多点受料，也可以向多点或几个区段卸料。(5) 可靠性强带式输送机的可靠性已成为所有工业领域中的使用经验所证实，它的运行极为可靠，在许多需要连续运行的重要生产单位，如在发电厂内煤的输送，钢铁厂和水泥厂散物料的输送以及港口内船舶装卸散状物料 等，都获得了广泛的应用。带式输送机的结构与工作原理图1-1为带式输送机的结构简图。它由输送带、驱动装置、托辊、机架、清扫器、拉紧装置和制动装置等组成。图1-1 带式输送机整机结构带式输送机其主要部件是输送带,亦称为胶带,输送带兼作牵引机构和承载机构。带式输送机组成主要包括以下几个部分:输送带(通常称为胶带) 、托辊及中间架、滚筒拉紧装置、制动装置、清扫装置和卸料装置等。 输送带绕经传动滚筒和机尾换向滚筒形成一个无极的环形带。输送带的上、下两部分都支承在托辊上。拉紧装置给输送带以正常运转所需要的拉紧力。工作时,传动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行。物料从装载点到输送带上,形成连续运动的物流,在卸载点卸载。一般物料是装载到上带(承载段)的上面,在机头滚筒(在此,即是传动滚筒)卸载,利用专门的卸载装置也可在中间卸载。1.4主要部件介绍1.4.1输送带(1) 输送带的性能要求 (1)要求输送带自身质量小，抗拉强度和抗弯强度大，成槽性能好； (2)由于承受交变弯曲载荷，故要求带芯夹层与橡胶层间要有较高的粘附强度，以防层间剥离和撕开； (3)要求加工精细，保证在受纯拉伸时，各夹层均匀承受载荷； (4)输送带的覆盖胶和夹层带芯都应具有较高的抗冲击性能和抗机械损伤性能； (5)为延长使用寿命，应使输送带具有足够的耐磨性； (6)为使驱动时所需的初张力尽量小，故要求输送带具有高摩擦系数； (7)具有较好的外形稳定性，既无太大的纵向弹性伸长又具有较小的永久伸长，其张紧行程不超过带式输送机长度的1.5； (8)输送带端头连接要简单，但其接头处的强度不应显著减弱，并且接头处厚度必须与其它部位厚度相同。在输送带承受较大张力时，应选取尽可能少的层数而强度又较高的带芯，比选取居数多而强度一般的带芯容易得到满足。薄的输送带弯曲性能好，并且在它绕过滚筒弯曲运行时，带芯各夹层间受载均匀，因而可选取较小的拉伸安全系数；对于输送块度和硬度大的物料，可选用多层带芯的输送带。各类输送带适宜的工作条件见表1-2。普通输送带一般多采用橡胶覆盖层，其适用的环境温度与输送机一样为-20-40。环境温度低于-5 时，不宜采用维纶帆布芯胶带。环境温度低于-15 时，不宜采用普通棉帆布芯胶带。在环境温度低于-20条件下采用钢绳芯胶带时，应采用耐寒型胶带并与制造厂签订保证协议。普通橡胶输送带适用的输送物料温度一般为常温。当输送物料温度为80-200 时，应采用耐热带。我国生产的耐热带分三型，即1型100 、2型125 、3型150，而有的厂生产的特种耐热带其耐热类型为1型130、2型160、3型200 。表1-2 输送带类型及适应工作条件物 料 及工 作 条 件 特 性宜 选 输 送 带类 型芯层代号覆盖胶代号松散密度较小、摩擦性较小的物料，如谷物、纤维、木屑、粉末及包装物品等轻型（薄型）CC、VV 、NNNR、PVC松散密度在2.5t /m3 以下的中小块矿石、原煤、焦炭和砂砾等对物送带磨损不太严重的物料普通型CC、VV 、NN、EPNR 、SBR松散密度较大的大、中、小块矿石、原煤等冲击力较大、磨损较重的物料，轴送盘大、轴送距离较长的输送机强力型NN 、EP 、STNR 、SBR 、IR矿井下运送物料井巷型CC、VV 、NN、EPPVC 、CR 、CPE 、NBR工作区域易于爆炸易于起火（如地下煤矿）难燃型CC、NN、EP、PVC、 PVG 、STCR 、PVC 、CPE 、NBR输送80150的焦炭、水泥、化肥、烧结矿和铸件等耐热型CC、VV、EP、NN、STSBR 、CR工作环境温度低达-30-40 耐寒型CC、VV、EP、NN、STNR 、BR、 IR输送150-500的矿渣和铸件等热物料耐高温型难燃型CCEPCM 、IIR输送机倾斜角度较大花纹型波状挡边型CC、VV、NN、EPNR 、SBR输送最大、输送距离长高强力型STNR 、SBR 、IR物料冲击较严重耐冲击型VV、NN、EP、STNR IR物料含油或有机溶剂耐油型CC、VV、NN、EP、STCR、NBR、PVC物料带腐蚀性(酸、碱)耐酸碱型CC、VV、NN、EP、STCR IIR NR食品，要求不污染卫生型CC 、NNNR、PVC、NBR物料带静电导静电型CC 、NNSBR、NR、BR、CR煤矿井下输送机、用作高炉带式上料机的输送机及其他有火灾危险的场所使用的输送机，应采用阻燃型难燃型输送带二订货时应与制造厂签订保证协议。 输送具有酸性、碱性和其他腐蚀性物料或含油物料时，应采用相应的耐酸、耐碱、耐腐蚀或耐油橡胶带或塑料带。 PVC 类型的塑料覆盖层输送带在井下作业有很好的表现，但使用这种输送带时，输送机倾角一般不得大于13。 ，采用特殊措施者除外。(2) 带宽根据输送量计算后确定计算出的带宽，须用所运物料粒度进行核算。(3) 层数经计算确定，但确定的层数应在许可范围之内。(4) 覆盖层厚度钢丝芯输送带上下覆盖层厚度为定值。一般能满足使用要求勿需设计人再作选择。 帆布芯输送带下层厚度一般为1.5mm ，有特殊需要时，可加厚至3mm。上层厚度根据所输送物料的堆积厚度、粒度、落料高度及物料的磨琢性确定，可按表1-3 选定。常规条件下，推荐按表1-4 、表1-5、表1-6 选取（引用DIN22101）。表1-3 橡胶输送带覆盖胶的推荐厚（单位mm）物料特性物料名称覆盖胶厚度/mm上胶厚下胶厚2000kgm3中小粒度或磨损性的小物料焦炭、煤、白云石、石灰石、烧结混合料、砂等3.01.52000kgm3块度200mm磨损性较大的物料破碎后的矿石、选破产品、各种岩石，油母页岩4.51.52tm3，磨损性大的大块物料大块铁矿石、油母页岩等6.01.5表1-4 输送带承载和空载面覆盖胶层最小厚度（单位mm）抗拉体(芯层)材料最小厚度值CC (棉帆布)NN (尼龙帆布)EP (聚酯帆布)根据不同抗拉体(芯层)分别为12mmST (钢丝绳芯)0.7d(mm) 最小4mm表1-5 相应于表1-4最小厚度的承载面附加厚度的标准值（单位mm）有影响的参数评 价 值总数载荷情况载荷频繁度粒 度密 度物料磨琢性有利正常不利少正常频繁细正常粗轻正常重小中等剧烈123123123123123表1-6 附加厚度的标准值（单位）mm评价值总数附加厚度大于1.4.2驱动滚筒用于改变输送带的运行方向或增加输送带与传动滚筒间的围包角。（1)改向滚简按承载能力分轻型、中型和重型，分档直径分别为5010Omm 、120180mm 及200260mm，结构型式与传动滚筒一致。(2）改向滚筒用于改变输送带运行方向。用于改向时一般放在尾部或垂直拉紧装置处。改向放在垂直拉紧装置的上方。增面滚简一般用于小于或等于的场合。(3）改向滚筒覆面有裸露光钢面和平滑胶面两种。(4）改向滚筒与传动滚筒直径匹配见表1-7 。表1-7 改向滚筒与驱动动滚筒直径匹配（单位）mm带宽驱动动滚筒直径尾部头部探头滚筒直径头部探头滚筒直径改向滚筒直径60%-100%30%-60%30%滚筒组别滚筒组别滚筒组别ABCABCABC50050040031540031525031531525063080010001250160063080010001250160050063080010001250400500630800100050063080010001250400500630800100031540050063080040050063080010004005006308001000315400500630800注：A-传动滚筒；B-改向滚筒（180度）；C-改向滚筒（180度）。1.4.3托辊托辊是带式输送机的输送带及货载的支承装置。托辊随输送带的运行而转动，以减小输送机的运行阻力。托辊质量的好坏取决带式输送机的使用效果，特别是输送带的使用寿命。而托辊的维修费用成为带式输送机运营费用的重要组成部分。所以要求托辊：结构合理，经久耐用，回转阻力系数小，密封可靠，灰尘、煤粉不能进入轴承，从而使输送机运转阻力小、节省能源、延长使用寿命。 1.4.4拉紧装置在各种具有挠性牵引构件的输送机中，必须装没有拉紧装置。带式输送机的拉紧装置的作用：(1)使输送带具有足够的初张力，保证输送带与驱动滚筒之间所必须的摩擦力，并且使摩擦力有一定的贮备；(2)补偿牵引构件在工作过程中的伸长；(3)限制输送带在各支承托辊间的垂度，保证输送机正常平稳地运行。拉紧装置的结构形式有：螺旋式、车式和垂直式三种。1.4.5驱动装置带式输送机的动力部分，由安装在驱动架上的Y 系列鼠笼型电机、液力偶合器（或梅花形弹性联轴器）、减速器、ZL 型弹性柱销齿式联轴器、制动器（逆止器）等组成。(1)本系列电机功率为2.2 315kw ，减速器优先采用DBY型、DCY 型硬齿面圆锥圆柱齿轮减速器，传动比为850，共配置了221 组驱动单元及相应的驱动架。(2)按带宽、带速、电机功率从“驱动装置选择表”中确定组合号，然后在“驱动装置组合表”中确定所需驱动单元。(3)采用带后辅腔的液力偶合器作为本系列带式输送机的专用偶合器，其起动力矩系数限制在1.31.7 之间。选用时，设计者应按所需功率和起动时最大力矩，根据制造厂的偶合器特征曲线选定充油量，并在总图中标注充油量。(4)本系列采用液压推杆闸瓦式制动器，选用时要根据制动力矩与发热情况选用相应规格的推动器。制动器推杆的工作制为100持续率。(5)本系列提供的滚柱逆止器，逆止力矩为6.9 23.3kN m ，安装在DCY315 以下规格的减速器输出轴上，其他型式的逆止器如NYD 型凸块式逆止器及非接触式逆止器可由设计者自行配置。在一台输送机上采用多台机械逆止器时如果不能保证均匀分担载荷，则每台逆止器都必须按一台输送机可能出现的最大逆转力矩来选取。同时还应验算传动滚筒轴或减速器轴的强度采用多电机驱动及大规格的逆止器应尽量安装在减速器输出轴或传动滚简轴上。(6)输出轴用弹性齿式住销联轴器，由于配套规格较多而未列入驱动单元，整机设计选用时应在总图中标出序号，并列出所选用的联轴器型号规格。(7)本系列驱动单元为单电机典型配置，如配置条件发生变化或采用多电机驱动时，驱动单元的组合形式可由设计者自行调整。(8)末级中心距大于或等干355mm 的硬齿面减速器热功率验算通不过时，设计者应采取相应措施。2喂料器主要部件的设计2.1 喂料器的介绍喂料器是用于向管道内均匀添加物料的装置，并能够防止物料架桥现象。是气力输送不可缺少的组成部分。喂料器有多种形式，如补偿式喂料器、振动喂料器、螺杆喂料器、搅拌喂料器、蠕动喂料器、星形喂料器等。补偿式喂料器：补偿式喂料器用于真空输送，功能是调节管道内的状态密度。振动喂料器：振动喂料器是通过振动推动物料向前运动，实现匀速加料的目的。螺杆喂料器：通过螺旋杆的转动推动物料前进的装置，同时具有定量计量的功能。搅拌喂料器：搅拌式喂料器是通过搅拌器破除物料架桥现象，同时实现均匀加料的装置。蠕动喂料器：蠕动喂料器是通过硅橡胶内套产生蠕动，破除物料架桥现象，促使物料流动并能控制物料流量的装置。星形喂料器：星形喂料器是通过中间星形阀板的转动实现定量喂料的装置。本文所设计的是通过输送带传送的喂料器，在传统输送机的基础上加装变频控制器、磁性滚筒并进行相应的结构调整及设计。大致如图2-1所示，此喂料器喂料口位于中间位置，其大致主要部件包括以下几种: 电动机,减速器,链轮传动系统,驱动滚筒,输送带,改向滚筒,拉紧装置及其他一些零件。本机主要用于给粉碎机输送原料，同时清除原料中的铁性杂质，以保证机器设备的正常运行，延长设备的使用寿命。具有输送能力大、功耗小、结构紧凑、安装维修方便等特点。图2-1 磁性皮带喂料器2.2原始数据及设计技术要求（1）产量：0.110吨/时；（2）输送带宽度：300mm；（3）永磁滚筒直径：350mm；（4）永久磁铁磁芯表面磁感应强度：1250高斯；（5）电机功率：0.55kW2.3输送带带式喂料器的输送带是输送机的重要部件。在输送过程当中，输送带所受的载荷是极其复杂的，它除受纵向的拉伸应力外，还受经过滚筒和托辊的弯曲应力。大多数输送带的损坏表现为工作面层和边缘磨损，受大块、尖利物料的冲击力引起击穿、撕裂和剥离。合理选择输送带，对带式喂料器的设计十分重要。输送带的选用是根据输送机的路线布置、输送的材料和使用条件来进行的。合理选择输送带不仅对完成输送机的输送任务至关重要，还影响输送机滚筒、托辊和驱动装置等机械部件的设计。根据原始数据可知本喂料器选用宽度为300mm的输送带。2.3.1输送带的分类按输送带带芯结构及材料不同，输送带被分成织物层芯和钢丝绳芯两大类。织物层芯又分为分层织物芯和整体织物层层芯两类，且织物层芯的材质有棉，尼龙和维纶等。整体编织织物层芯输送带与分层织物层芯输送带相比，在带强度相同的情况下，整体输送带的厚度小，柔性好，耐冲击性好，使用中不会发生层间剥裂，但伸长率较高，在使用过程中，需要较大的拉紧行程。钢丝绳芯输送带是有许多柔软的细钢丝绳相隔一定的间距排列，用与钢丝绳有良好粘合性的胶料粘合而成。钢丝绳芯输送带的纵向拉伸强度高，抗弯曲性能好；伸长率小，需要拉紧行程小。同其它输送带相比，在带强度相同的前提下，钢丝绳芯输送带的厚度小。在钢芯绳中,钢丝绳的质量是决定输送带使用寿命长短的关键因素之一，必须具有以下特点：(1)应具有较高的破断强度。钢芯强度高则输送带亦可增大，从另一个角度来说，绳芯强度越高，所用绳之直径即可缩小，输送带可以做的薄些，已达到减小输送机尺寸的目的。(2)绳芯与橡胶应具有较高的黏着力。这对于用硫化接头具有重大意义.提高钢绳与橡胶之间黏着力的主要措施是在钢绳表面电镀黄铜及采用硬质橡胶等。(3)应具有较高的耐疲劳强度，否则钢绳疲劳后，它与橡胶的黏着力即下降乃至完全分离。(4)应具有较好的柔性.制造过程中采用预变形措施以消除钢绳中的残余应力，可使钢绳芯具有较好的柔性而不松散。输送带上下覆盖胶目前多采用天然橡胶,国外有采用耐磨和抗风化的橡胶的胶带，如轮胎花纹橡胶的改良胶作为覆盖胶,以提高其使用寿命。输送带的中间用合成橡胶与天然胶的混合物。钢绳芯带与普通带相比较以下优点：(1)强度高。由于强度高，可使1台输送机的长度增大很多。目前国内钢绳芯输送带输送机1台长度达几公里、几十公里。伸长量小.钢绳芯带的伸长量约为帆布带伸长量的十分之一，因此拉紧装置纵向弹性高。这样张力传播速度快，起动和制动时不会出现浪涌现象。(2)成槽性好。由于钢绳芯是沿着输送带纵向排列的，而且只有一层，与托辊贴合紧密,可以形成较大的槽角。近年来钢绳芯输送带输送机的槽角多数为35，这样不仅可以增大运量，而且可以防止输送带跑偏。(3)抗冲击性及抗弯曲疲劳性好，使用寿命长。由于钢绳芯是以很细的钢丝捻成钢绳带芯，它弯曲疲劳和耐冲击性非常好。(4)破损后容易修补，钢绳芯输送带一旦出现破损，破伤几乎不再扩大，修补也很容易。相反，帆布带损伤后，会由于水浸等原因而引起剥离。使帆布带强度降低。(5)接头寿命长。这种输送带由于采用硫化胶接，接头寿命很长，经验表明有的接头使用十余年尚未损坏。(6)输送机的滚筒小。钢绳芯输送带由于带芯是单层细钢丝绳，弯曲疲劳轻微，允许滚筒直径比用帆布输送带的。钢绳芯输送带也存在一些缺点:(1)制造工艺要求高，必须保证各钢绳芯的张力均匀，否则输送带运转中由于张力不均而发生跑偏现象。(2)由于输送带内无横向钢绳芯及帆布层，抗纵向撕裂的能力要避免纵向撕裂。(3)易断丝。当滚筒表面与输送带之间卡进物料时，容易引起输送带钢绳芯的断丝。因此,要求要有可靠的清扫装置。2.3.2输送带的连接 为了方便制造和搬运，输送带的长度一般制成100200米，因此使用时必须根据需要进行连接。橡胶输送带的连接方法有机械接法与硫化胶接法两种。硫化胶接法又分为热硫化和冷硫化胶接法两种。塑料输送带则有机械接法和塑化接法两种。 (1)机械接头机械接头是一种可拆卸的接头。它对带芯有损伤，接头强度效率低，只有25%60%，使用寿命短，并且接头通过滚筒表面时，对滚筒表面有损害，常用于短距或移动式带式输送机上。织物层芯输送带常采用的机械接头形式有胶接活页式，铆钉固定的夹板式和钩状卡子式，但钢丝绳芯输送带一般不采用机械接头方式。(2)硫化（塑化）接头硫化（塑化）接头是一种不可拆卸的接头形式。它具有承受拉力大，使用寿命长，对滚筒表面不产生损害，接头效率高达60%95%的优点，但存在接头工艺复杂的缺点。对于分层织物层芯输送带在硫化前，将其端部按帆布层数切成阶梯状， 然后将两个端头相互很好的粘合，用专用的硫化设备加压加热并保持一定的时间即可完成。其强度为原来强度的(i-1)/i*100%。其中i为帆布层数。由于喂料器对于输送带工作要求我们选用了带芯薄、重量轻、强度高、成槽性好的薄型橡胶输送带与之配套。 2.3.3输送带层数计算输送带层数按运输机械设计选用手册式2.1计算 （2.1）式中：最大工作张力，B带宽，B=300带芯径向扯断强力，N/(mm*层)，见运输机械设计选用手册表3-3；此时我们选用因价格低、质量好而被业内人士普遍使用的维纶帆布芯，每层厚度为0.6mm。则径向扯断强度=70 N/(mm*层)。 n- 稳定工作情况下输送带静安全系数,棉帆布芯，尼龙聚酯帆布芯，使用条件恶劣或要求特别安全时；稳定工况下输送带最大张力；=5937 N （2.2）代入数据得Z=2.827确定层数，取Z32.3.4带长输送带总长度：式中 输送机几何尺寸决定的输送带周长，m； 接头长度，m； N接头数；织物芯带长：式中 Z织物芯输送带层数； 阶梯宽度，mm； B带宽 mm；表2-1阶梯宽度（最小值）（单位mm）B（带宽）Z（层数）34567500300250250200200650300250250200200800350300300250250100045040035030025012005505004504004001400650600450500450取Z为3，由表可得阶梯宽度为300 mm，接头数N=2，因此可算出织物芯带长0.773 m可求得输送带的总长度：4.465m其中 =2910=2.91m；2.3.5输送带上物料流横截面面积S的计算输送带上物料流横截面面积S是决定带式输送机输送能力的主要因素之一。物流截面积的大小与下列因素有关：输送带宽度，托辊组的型式，物料的堆积角和粒度构成，输送机倾斜度，输送带运行速度，给料方式等。大量的实验研究证明，输送带上散粒物料上部截面形状近似于底角等于动堆积角的抛物线段，为了计算方便，用圆弧线段代替抛物线段，确定料流横截面积。根据设计的需要，采用的是平托辊。如图2-1所示平形带上物料流横截面形状。由于输送带运行中的振动等原因，为减少输送过程中的撤料，物料只装到带宽的90%，此时料流横截面为：图2-2 等长三辊槽形截面 式中 b-有效带宽，m ,b=0.9B-0.05； -动堆积角；2.3.6额定质量输送量额定质量输送量是指在单位时间内输送的物料或物品重量。1）输送散料时，额定质量输送量为：式中：单位长度承载构件上物料质量kg/m，称为物料线载荷；v 输送带运行速度，m/s；物料堆积密度，0.9t/m3 ； 2）输送包装物料，成件物品是，额定质量输送量为式中：G包装物料，成件物品每包或每件的质量 a包装物料，成件物品在输送带上排列的距离2.3.7额定体积输送量额定体积输送量表示单位时间内输送的物料体积。输送散料时，额定体积输送量为： 式中 有效装料系数 ，取0.9； A物料流横截面面积，；v 输送带运行速度，m/s；上述各表达式表示的是输送机的输送能力。在设计时，生产率往往是根据实际生产需要，由工艺设计制定的，根据设计的要求，输送的物料是散料。所以，额定体积输送量为：额定质量输送量为：2.4托辊的选用计算托辊是带式输送机的输送带及货载的支承装置。托辊随输送带的运行而转动，以减小输送机的运行阻力。托辊质量的好坏取决带式输送机的使用效果，特别是输送带的使用寿命。而托辊的维修费用成为带式输送机运营费用的重要组成部分。所以要求托辊：结构合理，经久耐用，回转阻力系数小，密封可靠，灰尘、煤粉不能进入轴承，从而使输送机运转阻力小、节省能源、延长使用寿命。托辊分钢托辊和塑料托辊两种。钢托辊多由无缝钢管制成。托辊辊子直径与输送带宽度有关。通用固定式输送机标准设计中，带宽B为800mm以下的输送机，选用托辊直径为60mm；带宽10001400mm选用辊子直径为108mm。托辊按用途又可分为槽形托辊、平形托辊、缓冲托辊和调心托辊，如图2.3 2.4所示。图2.3槽型上托辊和平行托辊图2.4缓冲托辊在输送带的受料处，须装设缓冲托辊，以减少冲击作用，保护输送带；缓冲托辊的构造与一般托辊基本相同，标准设计中采用橡胶因式和弹簧板式两种，如图2.4所示。橡胶因式就是在管体外面套装若干橡胶圈；弹簧板是托辊的支座具有弹性，以缓冲物料的冲击。为了防止和克服输送带的跑偏，在输送带的重载段每隔10组槽形托辊，设置一组槽形调心托辊，其构造如图2-5a所示。在输送带的回空段，每隔610组下托辊设置一组下平行调心托辊如图2-6所示。图2-5 平行调心托辊a-平行上调心托辊；b-平行下调心托辊槽形调心托辊或平行调心托辊，除了完成一般支承作用外，托辊架还能绕垂直轴自由回转。当输送带跑偏时，输送带的一边便压在立辊上，使其旋转，从而带动托辊架回转一定的角度a(见图2-5b)，这时托辊速度与带速方向不一致，产生一个与输送带跑偏方向相反的分速度，使输送带向输送机中心线侧移动，从而纠正跑偏现象。当输送带回复到运行中心位置时，回转的托辊架也恢复正常位置。辊径与带宽、带速有关，辊径与带速的关系见运输机械设计选用手册表2-26。托辊寿命取决于轴承的失效寿命。因此，托辊的承载能力与轴承寿命有关，选用时应按带速、输送机的生产能力确定载荷，然后按辊子的承载能力表（见运输机械设计选用手册表2-74)，选择轴承。2.4.1静载计算承载分支托辊： (2.3) 式中: - 承载分支托辊静载荷，N； - 承载分支托辊间距，m ； e- 辊子载荷系数，见运输机械设计选用手册表2-35，e=0.8； - 带速，m/s； - 每米长输送带质量，kg/m； - 输送能力，kg/s。回程分支托辊： 可得 2.4.2运载计算 承载分支托辊： 回程分支托辊： 式中 - 承载分支托辊动载荷，N； - 回程分支托辊动载荷，N； - 运行系数，见运输机械设计选用手册表2-36，=1.2； - 冲击系数，见运输机械设计选用手册表2-37，=1.03； - 工况系数，见运输机械设计选用手册表2-38，=1.1。可得 =333.4 N； =292.9 N。计算后取静载荷、动载荷两者之中较大值来选择辊子，使其承载能力大于或等于计算值，这样就可保证辊子轴承寿命高于30000h，转角小于。2.5 驱动滚筒传动计算滚筒可分驱动滚筒和改向滚筒两种。驱动滚筒的作用是通过筒面和带面之间的摩擦驱动使输送带运动，同时改变输送带的运动方向。只改变输送带运动方向而不传递动力称为改向滚筒(如尾部滚筒、垂直拉紧滚筒等)。驱动滚筒是带式输送机的关键部件，其作用是将驱动装置提供的扭矩传到输送带上。根据滚筒的承载不同，可将滚筒分为轻型滚筒、中型滚筒、重型滚筒，轻型滚筒为焊接结构，即辐板与筒皮焊接，轮毂与轴采用键连接，中型滚筒与重型滚筒为铸焊结构，即辐板与轮毂采用整体铸造形式，让后与筒皮焊接，轮毂与轴采用胀套连接，胀套连接的优点是：定位准确、传递扭矩大、易于拆装、避免轴向的攒动等。传动滚筒表面都覆盖橡胶或陶瓷以增大驱动滚筒与输送带之间的摩擦系数。由于中型滚筒和重型滚筒承载重，设计计算不合理，容易造成滚筒断轴等事故的发生，因此，本机采用轻型滚筒。驱动滚筒结构示意图如图2.7所示图2.7驱动动滚筒结构示意图由第一章所列表格可知，改向滚筒直径d400mm，传动滚筒直径D=500mm。2.5.1传动滚筒轴的强度计算和校核 对传动滚筒轴进行受力分析，如下图：图2-8传动滚筒轴进行受力分析(1)传动滚筒的载荷集度由材料力学的知识可知道：载荷集度 （2.4）式中：L-均布载荷分布的长度500mm。L与滚筒的长度600mm相比，不是一个很小的范围，所以不能简化成一个集中力来计算。否则，计算的结果将出现较大的误差。(2)传动滚筒扭矩M（N m） (2.5)滚筒规格：5050，许用扭矩为2.5 ，满足要求，见运输机械设计选用手册表2-75。(3)抗弯截面系数W截面是直径d的抗弯截面系数W= (2.6)=3.140.053 /32= 1.22710 -5 m3式中：d-滚筒直径0.05m；(4)滚筒轴的弯曲强度对轴的强度校核，主要要求出最大的弯矩正应力，弯曲的强度条件为： （2.7）所以=1346.51.22710 -5 =109.7MP F 亦满足不打滑条件:S2=S1+2Fr=1623 N S3=1.02S2=1655 N 2.7.3输送带工作时不打滑需保持的最小张力 FFK 输送带满载启动或制动时出现的最大驱动圆周力=3740N其中- 取1.5；- 为传动滚筒和胶带之间的摩擦系数，取0.35；- 包角，取185；则e=3.75，得F FK =.=1524 N经两者进行比较，输送带的最小张力为1655N2.8电动机功率的计算和电动机的选择2.8.1圆周驱动力(N) Fu （2.13）式中： - 装料系数，=2.6，见运输机械设计选用手册表2-29；- 倾斜阻力，=Hg；g - 重力加速度，取g=9.8m/s； - 每米长输送物料的质量，kg/m；F- 主要阻力，N；Fs - 特种阻力，即托辊前倾摩擦阻力及导料槽摩擦阻力，N；Fs-特种阻力，即清扫器、卸料器及翻转回程分支输送带阻力，N。2.8.2主要阻力F （2.14）式中： f-模拟摩擦系数f=0.025(常温)，见运输机械设计选用手册表2-30；a-承载分支托辊间距a=1.2 m，见运输机械设计选用手册表2-24；q- 承载分支每米长度旋转部分重量 q=3.225 kg/m （2.15）G- 承载分支每组托辊旋转部分质量G=3.87 kg，见运输机械设计选用手册表2-70；q- 回程分支每米长度旋转部分重量: q= =1.29 kg/m （2.16）G- 回程分支每组托辊旋转部分质量G=3.87 kg，见运输机械设计选用手册表2-70；a- 回程分支托辊间距a=3 m，见运输机械设计选用手册表2-25；q- 每米长度输送物料重量， （2.17）q- 每米长度输送带质量q=4.08kg/m见运输机械设计选用手册表1-13；L- 输送机长度(头尾滚筒中心距)L=1.455 m主要阻力：=266.7 N 2.8.3主要特征阻力（N） （3.16）式中：- 托辊前倾的摩擦阻力 （2.18）C- 槽形系数C=2.6，见运输机械设计选用手册表2-29；-托辊和输送带间的摩擦系数，=0.3，见运输机械设计选用手册表2-32； -装有前倾托辊的输送机长度，=1.45 m； -托辊前倾角度=2，(可以防止跑偏)；托辊前倾的摩擦阻力：=197.8 N Fg-导料栏板间的摩擦阻力 （2.19）Iv- 输送量Iv=0.02493 m/s -物料与导料栏板间的摩擦系数=0.6，见运输机械设计选用手册表2-32；l- 倒料槽栏板长度b-导料槽两栏板间宽度b=0.315 m，见运输机械设计选用手册表2-112； 该磁性皮带喂料器不需要导料装置，因此其也就没有导料板间的摩擦阻力。主要特征阻力：=197.8N 2.8.4附加特种阻力Fs与倾斜阻力Fst该喂料器不需要清扫器，可得附加特种阻力为0。 其中倾斜阻力可以忽略不计。所以将上述数值代入公式（3.11）中，得圆周驱动力：Fu=CF+Fs+Fs+Fst= 891.22N式中：C- 系数C=2.62.8.5传动功率计算 传动滚筒轴功率PA=1.07kW 电动机的输出功率： ，其中式中：- 传动效率为0.88见运输机械设计选用手册图2-6； - 电压降系为0.95；- 多电机驱动不平衡系数为1；电动机功率=1.28kW，因此选取电动机的额定功率为，型号为Y90L-4。2.9喂料器永磁滚筒的确定该变频调速磁性皮带喂料器的原理就是相当于一个带式输送机和一个磁选机相结合,现在要确定的是其磁性原理,也就是确定一个磁选机。要使得设计的该喂料器具有磁选功能,只需要对其驱动滚筒进行设计并加以改装就可以。因此将该驱动滚筒设计成为一个永磁滚筒。2.9.1湿式永磁滚筒式磁选机原理湿式磁选机分选过程矿浆经给矿箱给入槽体（底箱）后，在给矿喷水管的水流作用下，使矿粒呈松散状态进入箱底的给矿区。由于磁场的作用，磁性矿粒发生磁聚而形成“磁团”或“磁链”，并克服重力等机械力向磁极运动，而被吸引到筒体的表面上。然后随同圆筒一起向上转动。因磁系的极性交替，矿粒发生磁搅拌使机械夹杂的脉石脱落下来，从而使精矿品位得到提高。磁性矿粒随圆筒转到磁系边缘最弱处。在卸矿水管喷出的冲洗水流作用下，将它卸到精矿槽