甲带给煤机研究—本科毕业论文.doc

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1、1绪论1.1研究甲带给煤机的意义及目的给煤机是颗粒散状物料生产不可缺少的设备，被普遍使用，目前这种生产系统大多数使用的主要是K型往复式给煤机和振动式给煤机。这两种给料机其结构大体相同，他们的原理是：原料仓口下设有一导料槽，当物料经导料槽到达活动底板，底板通过驱动装置带动其循环往复运动，物料也跟着一起运动，这就是给料过程，当底板方向运行时，物料经内压力和摩擦力的同时作用下，物料由于惯性物料不随底板一起运动。这两种给煤机方式的不同点是给料的频率和幅值不相同。1.2甲带给煤机的优势1.2.1甲带给煤机的优点(1)手动闸门能控制仓库的大小，开关方便，同时节省了时间，也减小了工作量。(2)运行平稳，能连

2、续不断的输送物料控制流量，解决了以往的给煤机带来的堵塞现象，能够达到连续、平稳、省时省力的效果。它可以通过手动闸门的调节来控制给料量；也可以通过对无级变速机的输出轴的转速大小的调节来改变输送带的运行速度，从而控制给料量，系统所受到的主要载荷几乎都集中在输送带上，而输送带所受到的载荷都由滚动轴承承担，这样促使给料的运行阻力变小，给煤机整体的驱动功率较小。(3)甲带给煤机与物料接触的地方都采用16Mn,它的优点是耐磨，使用寿命较长。(4)甲带给煤机所需的功率小，给煤量能随意调控，运行方便、平稳、噪声小、维修量也小、所选用的部件较常见。(5)设备的重量轻，个部件体积小，占用的空间较小。(6)手动闸门

3、的关闭能够方便更轻松地检修设备或者换零件。(7)落料的正下方设有缓冲托辊，能够保护皮带，增加使用寿命。(8)可代替以往的给煤机。1.2.2与其它给煤机的比较现行使用的给料机有很多，其中比较常用的有往复式给料机、振动式给料机、刮板式给料机、带式给料机、螺旋给料机等各种形式。这些给料机都能实现连续均匀的物料流量。(1)往复式给料机往复式给料机通常使用的型号是K型，它一般只适合于运输一些煤以及其他粘性较小、磨琢性也小的散装颗粒物料。K型往复式给料机主要有电动机、联轴器、减速器、曲柄滑块、给料槽、传动装置、漏斗、托辊、机架、闸门等部分组成。其主要的工作原理是当电动机开动时，电动机经过弹性联轴器驱动减速

4、器、曲柄连杆机构带动倾斜的底板向前做直线往复运动，当正向行驶时，物料从给料槽落入底板，经底板将其带到机体的前面，当底板反向运行时，由于惯性，物料仍然向前运行被斜板挡住，机体前面的物料将自动落下。其往复式给料机的简图如图1.1所示。图1.1 往复式给料机(2)振动式给料机振动式给料机所运输的物料不能具有粘性，这容易使物料粘结在给料槽中，从而使振动式给料机造成堵塞现象。振动式给料机主要由固定体和振动体组成。振动体可以分为电磁式、气动式和机械式。它的工作原理是当电动机运行时，振动体开始振动，通过调节振动体的振动频率、振幅来控制给料量或者通过调节槽底的倾斜角来控制给料量。其振动式给料机的简图如图1.2

5、所示。图1.2 振动式给料机(3)刮板式给料机刮板式给料机只适合于运输一些粉末状的物料及一些小块状的物料。加装筛条后可对物料进行去除物料中泥土、杂质等。机驱动，给料量大小可随时调节，对给料机级配套设备起到良好的保护作用。刮板式给料机主要由链条、链轮、刮板等组成。刮板式给料机的工作原理是通过三角皮带把调速电机的主运动传给偏心轴，偏心轴通过轴承及座与机体连接，把调速电机的旋转运动传递给机体，再利用前支点与弹簧将旋转运动转化成全副振动，从而达到给料的目的。其刮板式给料机的简图如图1.3所示。图1.3 刮板式给料机 (4)带式给料机带式给料机适合输送流动性较好、粉末状的、有磨磋性的、以及有脆性的物料。

6、带式给料机的物料通过导料槽落入到输送带上，输送带下安装有缓冲托辊和平行托辊减小物料对输送带的冲击，同时通过调节闸门与带速来控制给料量的大小。其带式给料机的简图如图1.4所示。图1.4 带式给料机(5)螺旋给料机 螺旋给料机不适合运输具有大块的、粉末状的以及容易破碎的物料。 螺旋给料机有很多种类，如带式螺旋给料机、圆锥型给料机、实心给料机、可变螺距给料机等等。 螺旋给料机是通过改变螺旋的转速来控制和调节给料量的。其螺旋给料机简图如图1.5所示。图1.5 螺旋式给料机 通过对上述给料机的比较，得到结论是：K型往复式给料机的特点是给料频率低幅值大，给料机底板在回程中需克服物料很大的摩擦力，所需驱动功

7、率大，能耗高，结构受力大，致使设备体积大，质量大，运动体磨损快，给料过程是往复运动，设备震动大，噪声高，给料不连续，生产效率低。振动式给煤机的特点是给料频率高幅值小，由于是靠高频震动给料，其震动频率和幅值对物料粒度比重和底板受力状态很敏感，给料量不稳定且调整困难，噪声也高。甲带式给料机的研究就是要克服上述给料机的缺陷，为散状物料生产系统提供一种给料量大且连续、可调、运行平稳噪声小，驱动功率小，维修量小的新型给料设备。2 课题的选择2.1选题背景 以往的煤矿井下一般都采用往复式给煤机，从K1K4这几种型号的，它的最大给煤量一般不能超过600。这样的限制为煤矿井下的工作带来了很大的不便，这种曲柄连

8、杆机构的设计不可能很均匀的输送给料量，这就造成了大量的一堆堆的落在一起，这很有可能造成严重的堵塞，不便于清理，从而造成了设备很容易损坏。为了克服这些缺点，2007年石圪节煤业公司在15号煤掘进的过程之中，它们首先采用了胶带式给煤机，使用的效果不错。到2009年的10月份，正式把胶带式给煤机的名字更换为甲带式给煤机，这两个的区别就在于甲带式给煤机在其胶带上覆加了一层甲带，同时在导料槽上安装了一个手动闸门来控制给料量。甲带式给料机主要有滚筒、托辊、胶带、甲带、下护板、支架、清扫器等部分组成。2.2甲带式给料机的工作原理甲带给煤机的结构图如下图2.1所示：料仓内的物料经导料槽1落在被甲带所包裹的胶带

9、2、3上，甲带静止时物料靠内摩擦力而停止运动，在出料口形成任意的一种堆积形状，当传动滚筒4在电动机、联轴器、无级变速链传动这一驱动系统下开始旋转时，胶带也跟着旋转运动，同时在胶带上的甲带4也会跟着胶带一起运动，物料在甲带上随着甲带向出口运行，当物料卸载下来时甲带绕着改向滚筒5继续运行往返循环，这样循环往复的运行使物料不断的排出出料口，从而完成给料过程。控制给料量可以通过改变甲带运行速度；或者通过改变仓口大小来实现，即用手轮8来调节闸门7的运行。闸门机构和驱动手轮不仅能控制给料量同时还能方便检修。图2.1 甲带给煤机的结构原理1导料槽；2、3甲带、胶带；4传动滚筒；5改向滚筒；6托辊；7闸门；8

10、手轮3 甲带式给煤机的主要设计及计算3.1GLD800型甲带式给煤机的技术参数规格型号功率（kw）电 压（v）最大给量（t/h）最大带速 （m/s）外形尺寸 （mm）重 量（kg）GLD800/5.5/S5.5380/6608000.75长3280mm宽1420mm高1718mm3500 表31 GLD800型甲带式给煤机的技术参数3.2GLD800型甲带式给煤机的整体尺寸计算及确定3.2.1运输带的选取(1)输送带是GLD800甲带式给煤机的牵引构件和承载构件，它是用于输送物料的和传递动力的。(2)输送带的种类按结构可分为钢丝绳芯输送带和织物芯输送带，其中织物芯输送带包括棉帆布、尼龙帆布、聚

11、酯帆布等。按性能特征可分为通用型的、防腐型的、耐寒型的、阻燃型的以及耐热型的等各种类的输送带。(3)选择输送带的类型要考虑如下几个因素：1)为延长输送带的使用寿命，同时减少物料摩擦，尽量选用橡胶贴面，其次为橡塑贴面和塑料贴面的树洞带；2)在相同的条件下首先选择分层带，然后是整体带芯和钢丝绳芯带；3)因为在同样的抗拉强度下，尼龙、维尼龙帆布层带。比棉帆布带的体积轻、带也较薄、柔软、耐腐蚀、耐水并且成槽性好；4)覆盖胶的厚度主要由被运物料的特点和种类决定，根据料冲击大小、运输长度、带的速度等因素，可以适当的在输送带上加一层2的表面橡胶层，来延长使用寿命。 综合本题所设计的甲带给煤机的各种参数和技术

12、特点，考虑到输送量不大，运输距离不算长，并且这不是专门的输送机，同时由于本题设计的甲带式给煤机是矿井下运物料的，所以查机械手册（第五版）第二卷表8-2-51得：运输送带宜选井巷型，芯层带号为CC-56，覆盖胶代号PVC。它的结构图如图3.2.1所示。图3.2.1 织物芯输送带结构图1上覆盖胶；2芯层；3下覆盖胶它们主要由上覆盖胶1、芯层2和下覆盖胶3等部分组成。其中上覆盖胶和下覆盖胶主要起到保护输送带蹭不受损坏，同时让芯层不受工作环境的影响。为了这个目的，我们可以选用橡胶作为覆盖材料，如普通胶、耐油胶、耐磨胶、难燃胶、耐寒胶、耐酸碱胶、耐热胶等各种材料的橡胶，同时我们还可以选用PVC等作为覆盖

13、材料。而芯层的作用是为了承受输送带和输送带上面的物料所带来的冲击力所需要的张力和强度。所以我们所选用的芯层材料主要可以有棉帆布、尼龙帆布、聚酯帆布以及钢丝绳等。因为皮带型号为CC-56，根据连续输送机械设计手册查表2-52得：每层厚度为1.5mm，每层质量1.36，层数为5，上覆盖胶厚度为1.5、质量1.7，下覆盖胶厚度为1.5、质量为1.7，带宽为1m。所以胶带质量为，厚度为。 3.2.2给料口的尺寸确定 仓口安装尺寸选择K3漏斗尺寸：12501000，选取整机长度约为漏斗长度2倍，计算结果为2500，最终选取3280。1s料仓内堆积物的体积： （3-1）式中：每秒堆积物的体积，； 给煤量，

14、；物料密度，取。1s堆积物体积为0.23，其漏斗长为1250，宽度为1000，则其高度为184,取300。仓口的三视图如图所示3.2.2所示。图3.2.2 仓口的三视图为了加强仓口的结构抗性和它的稳定性，在仓口四周焊接槽钢。选取热轧普通槽钢GB/T707-1988，其尺寸如图3.2.3所示。图中、。图3.2.3 槽钢尺寸综上所述，设计出来的K3仓口三维模型如图3.2.4所示。图3.2.4 K3仓口的三维模型导料槽底部输送带采用0.8带式输送机标准尺寸，甲带宽度即导料槽出料口的宽度，取0.8。给煤量： （3-2） 式中：出料口宽度，取0.8； 出料口高度，； 物料密度，取； 带速，。因此，根据公

15、式（2-1）可得到： （3-3）取出料口高度为0.5。仓口和导料槽的三维模型如图3.2.5所示。 图3.2.5 仓口及导料槽三维模型3.2.3托辊的选取(1)托辊的种类和特点托辊是用来支撑输送带和物料的重量，托辊运转必须灵活可靠。减少输送带同托辊的摩擦力，对占输送机总成本25%以上的输送带的寿命起着关键作用。它由两部分组成：滚子和支撑架。托辊的作用是支承输送带及其上面的物料，保证输送带平稳运行。有槽形、平行、调心、前倾、缓冲、回程、过渡托辊等形式。按照组成托辊的数量有一节辊、二节辊和三节辊等形式。1)槽形托辊槽形托辊分为支架式和吊挂式两种，常用槽角有、两种(对三节辊而言)。它用于带式输送机承载

16、分支，支撑输送带及其它上面的物料。槽形托辊的两种形式如图3.2.6所示。(a)(b)图3.2.6 槽形托辊(a)支架形式；(b)吊挂形式。2)平行托辊平行托辊分为平行上托辊和平行下托辊。平行上托辊用于承载分支，支撑输送带及其上面的货物；平行下托辊用于回程分支，支撑输送带。平行托辊的两种形式如图3.2.7所示。(a)(b)图3.2.7 平行托辊(a)平行上托辊；(b)平行下托辊。3)前倾托辊前倾托辊分为槽u回程分支，形前倾托辊，它用于承载分支，V形前倾托辊用于回程分支，他们具有纠正输送带跑偏作用，常用其前倾角度为。前倾托辊的两种形式如图3.2.8所示。(a)(b)图3.2.8 前倾托辊(a)槽形

17、前倾托辊；(b)V形前倾托辊。4)调心托辊调心托辊分为摩擦上调心托辊、锥形上调心托辊、摩擦上调心托辊、摩擦下调心托辊和锥形下调心托辊，用于承载分支或回程分支，具有纠正输送带跑偏的作用。调心托辊的几种形式如图3.2.9所示。(a)(b)(c)(d)(e)图3.2.9 调心托辊(a)摩擦上调心托辊；(b)摩擦上平调心托辊；(c)锥形上调心托辊；(d)摩擦下调心托辊；(e)锥形下调心托辊。5)缓冲托辊缓冲托辊用于输送机受料处，减少物料对输送带的冲击，延长输送带使用寿命。主要针对洗煤厂、焦化厂、化工厂等腐蚀性环境而研制的一类托辊，它本身具有的任性是普通金属的10倍以上，耐腐蚀阻燃、抗静电、自重轻等特点

18、，广泛用于矿山开采。托辊体专用的高分子材料，其机械性能类似于青铜，具有很好的耐磨性，而且具有良好的资润滑性能，不伤皮带。缓冲托辊有橡胶圈式和弹簧板式两种。常用的槽角有、两种。缓冲托辊的两种形式如图3.2.10所示。(a)(b)图3.2.10 缓冲托辊(a)橡胶圈式；(b)弹簧板式。6)回程托辊回程托辊用于回程分支，有平行下托辊、V形托辊、反V形托辊、梳形托辊和螺旋托辊。使用V形托辊、反V形托辊对防止输送带跑偏有很好的的效果，梳形托辊和螺旋托辊可清楚粘在输送带上的物料。回程托辊的几种形式如图3.2.11所示。(a)(b)(c)(d)图3.2.11 回程托辊(a)V形托辊；(b)反V形托辊；(c)

19、梳形托辊；(d)螺旋托辊。7)过渡托辊过渡托辊用于滚筒与第一组标准托辊之间，使输送带逐渐形成槽形或由槽形展开成平形，以降低树洞带边缘的附加应力，同时也能够防止输送带展平时出现撒料现象。其槽角有、三种。过渡托辊的形式如图3.2.3(a)所示。综合上述，本题所设计的GLD甲带式给煤机因为物料对输送带是冲击，选择使用缓冲托辊和平行上托辊。 (2)托辊直径的确定托辊直径主要根据带速确定，要求辊子的转速不大于600r/min,以保证轴承使用寿命，辊子的最小直径可按下式计算： (3-4）式中：托辊的最小直径，; 带速，。根据公式（2-2）和机械设计手册（第五版）第二卷表8-2-13，选择的缓冲托辊型号为8

20、0C504H，轴承型号为6306/C4；根据缓冲托辊选择的平行托辊的型号为80C310的托辊，其辊子直径为133，轴承型号为6404/C4，托辊质量为28.3，托辊的宽度为170。其所画的三维图如图3.2.12所示：图3.2.12：平行托辊三维图(3)托辊间距在确定托辊间距时，应该考虑输送带每米长度的质量、物料每米长度的质量、托辊额定负荷、两托辊间输送带下垂度、托辊轴承承载能力、输送带张力等因素。因为堆积物密度为，带宽为800。根据连续输送机械手册查表2-18得：托辊间距为1200。缓冲托辊间距根据物料的堆积密度、块度及落料高度而定。合理的托辊间局，能使输送带运行平稳，并保证在导料槽的全长内输

21、送带禹导料槽裙边相接触，减少物料撒落。缓冲托辊间距一般取承载分支托辊间距的1/21/4,取300。3.3驱动装置的计算及选取3.3.1驱动装置的特点和组成驱动装置是GLD甲带式给煤机的动力部分。它主要由电动机、无级变速机构、传动滚筒等部分组成。按电动机数量可分成单电动机的驱动和多电动机的驱动。按传动滚筒的数目可分成但滚筒驱动、双滚筒驱动以及多滚筒驱动。按电动机和传动滚筒之间的连接情况可分成电动机、无级变速机构、联轴器等组成的组合式驱动装置，同时本题所设计的GLD甲带式给煤机猪要电动机、无级变速机和传动滚筒组成一体的驱动系统。3.3.2驱动单元(1)驱动单元的基本组成 常用的驱动单元主要由电动机

22、、高速联轴器、液力耦合器、制动器、变速机构、低速联轴器、逆止器、驱动装置架等部分组成。 按它们的耦合方式不同，通常可以分为以下种类： 鼠笼式电动机、刚性联轴器、变速装置； 鼠笼式电动机、液力偶合器、变速装置； 绕线式电动机、刚性联轴器、变速装置； 鼠笼式电动机、CST减速装置； 鼠笼式电动机、开式齿轮或者带传动与链传动。 (2)驱动单元的选择 驱动单元的选择也GLD型的甲带式给煤机的工作情况、温度、使用情况、输送的长短以及驱GLD甲带式给煤机所需要的驱动功率等各种因素有着直接的关联。 对于鼠笼式电动机、液力偶合器、变速装置这种组合的驱动单元而言，因为电动机和液力耦合器的相关作用可能会降低启动的

23、系数，同时改善了起动性能。它可以通过对液力耦合器的充油量的调整累改变多种电动机的驱动的功率平衡问题，所以这种驱动单元可以用于中小型功率和多电动机驱动的给煤机中。 对于鼠笼式电动机、刚性联轴器、变速装置这种组合的驱动单元而言，因为电动机和变速机采用刚性联轴器来连接的，所以这导致了电动机的起动系数比较大一般都会大于1.7，这会在起动过程中产生较大的冲击载荷，所以这种单元的驱动仅仅只适用于小功率范围的给煤机采用，最重要的一点是它不能够调整功率的平衡所以不适合用到多电动机驱动的系统中。 对于绕线式电动机、刚性联轴器、变速装置这种组合的驱动单元而言，因为这种电动机可以改变电动机的特性通过串接转子电阻来改

24、变来取得符合甲带式给煤机要求的起动系数，从而获得理想的起动性能，因此，这种驱动单元适合于输送的距离较长、功率较大的甲带式给煤机，但我们要考虑到成本问题，这种驱动单元的电动机就不适合选择，因为它的拖动设计比较负责，体积较大，费用也相当的贵。 对于鼠笼式电动机、CST减速装置这种驱动单元而言，它是通过电液控制器，按照甲带式给煤机的制动的要求对CST减速装置的反应盘系统施加液体压力，通过反应盘系统的动静摩擦片之间的相互作用来传递动力。这种驱动系统有实现无级调速、软起动、软制动等多种功能，这样的功能能够解决多电动机驱动功率平衡的问题，同时它还具备效率高、节约能量、延长给煤机使用寿命等多种优点，但考虑到

25、这种驱动单元中电液控制系统比较复杂、体积较大导致的成本费用高这个问题时，我们应该慎重选择，所以，这种驱动系统适用于大载荷、物料输送的距离较长、运载量大的给煤机。 对于鼠笼式电动机、开式齿轮或者带传动与链传动这种驱动单元而言，其优点是结构较简单，安装方便，同时其安装精度的要求不高，但其缺点是它的工作效率不高，所以这种驱动系统只适用于运输距离短、驱动功率小、带速较低的轻小型的给煤机，或者有着特殊需要的给煤机。3.3.3驱动滚筒的设计与计算 (1)驱动滚筒的结构形式和特点 驱动滚筒是驱动装置的动力，通过摩擦力传递给输送带使之运行的部件。通常情况下，驱动滚筒分钢板焊接结构和铸焊结构两种形式。如图3.3

26、.1、3.3.2所示：图3.3.1 钢板焊接滚筒结构1简体；2腹板；3轮毂；4键；5轴 图3.3.2 铸焊滚筒结构1简体；2轴；3铸钢组合腹板；4胀圈钢板焊接滚筒轴与轮毂之间采用键连接，能承受中小型载荷；铸焊滚筒轴禹轮毂之间采用胀圈连接，避免了由于采用键连接而削弱轴的强度，因此这种结构形式的滚筒可承受较大的载荷，且便于安装和拆卸。滚筒表面有光钢面和带衬垫两种形式。衬垫的作用是增大传动滚筒与输送带之间的摩擦系数、减小滚筒表面的磨损。衬垫的材料有橡胶、聚氨基甲酸脂、陶瓷等。其中应该最广泛的是橡胶，其表面有光胶面、人字形沟槽、菱形沟槽几种形式。带沟槽的包胶形式有利于细粒物料随水分沿沟槽一起排出。橡胶

27、衬垫禹滚筒间采取铸胶或冷粘工艺。铸胶胶面厚而耐磨，质量好，单工艺复杂，价格较高。冷粘胶面工艺简单，便于操作，成本低。(2)驱动滚筒的设计的注意事项驱动滚筒选用时，主要考虑滚筒结构形式、直径、筒体长度以及载荷大小等各种条件。1)驱动滚筒的结构形式钢板焊接光面滚筒适合于环境干燥，输送带张力小，输送距离短的场合；胶面滚筒适合于环境潮湿，输送带张力较小，输送距离较短的场合。铸焊结构胶面滚筒适合于环境潮湿，输送带张力较大，输送距离长的场合。当采用人字形沟槽的胶面滚筒时，应该注意它是方向性；菱形沟槽的胶面滚筒既可以用于双向运行的输送机，也可以用于单向运行的输送机。 2)驱动滚筒的直径根据带宽为0.8m，查

28、机械设计手册第二卷表8-2-4得滚筒直径为315mm，由于出料口的高度为0.5m，导料槽的倾斜角为，滚筒的直径为315mm,由此可得到滚筒中心距为2780mm,所以皮带长度为2倍的中心距加上一个滚筒的周长，结果为6544.60mm。其最大转速： =45.47r/min （3-5）式中：滚筒直径，mm。3)传动滚筒筒体长度根据连续输送机械手册表2-16得：滚筒长度为950mm。4)载荷条件由于传动滚筒承受的最大扭矩和最大张力并不会同时出现，且非稳定工况出现的载荷作用时间很短，因此，一般情况下，传动滚筒可以根据稳定运行的扭矩已经组合张力选择。单对于重要场合使用的GLD甲带式给煤机，我们应该按最不利

29、的载荷组合选择驱动滚筒。(3)驱动滚筒是设计由前面已选定的数据有：滚筒的直径为；滚筒的长度为。1)选择滚筒的材料本设计选用钢板焊接式滚筒如图3.13所示，滚筒的材料选用热轧无缝钢管。其外经，厚度。2)滚筒轴的设计 轴设计中应该解决的主要问题 设计轴时，应该解决的主要问题有结构设计和工作能力计算两方面的内容。 轴的结构设计是根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理的确定轴的结构形式和尺寸。 看轴是否符合要求，主要是验算轴的强度、刚度，更有些轴要验算他的稳定性等方面。但是多数情况下，我们只要验算轴的强度就可以了。而对于一些轴(如车床主轴)和受力较大的细长轴，我们还应该验算它的刚性

30、，以防止工作时轴因为受力过大而产生过大的弹性变形。还有一部分轴如高速运转的轴，这类轴还应进行振动稳定性的计算，以防止发生共振导致机器损坏。 选择轴的材料 轴的材料一般采用碳钢或者合金钢，而毛坯一般采用轧制圆钢或者锻件。 碳钢的价格比较便宜，但它的应力较集中所以我们可以采用热处理的方法来提高碳钢的自身抗性和强度，所以碳钢这种材料是普遍应用的，其中最常见的是45号钢。和碳钢相比，合金钢的淬火和机械性能比较高，所以合金钢的轴能够传递较大的功率，在高温或者低温的工作环境下，我们通常采用合金钢来作为轴的材料。但在一般的温度下，碳钢和合金钢都可以采用，因为它们的弹性模量基本相同。 合金铸铁和球墨铸铁容易做

31、成复杂的形状，且具有价廉、良好的吸振性和耐磨性，以及对应力集中的敏感性较低等各种优点，可以用于制造外形复杂的轴。 综合上述的条件本题设计的轴选择轴的材料为45钢，调质处理。 初步确定轴端直径对只受扭矩或者主要承受扭矩的传动轴，应该按扭转强度条件计算轴的直径。但本题中所设计的传动滚筒中的轴不仅受到扭矩作用还有弯矩作用，可以用来降低许用应力的方法来考虑其影响。 轴的输入端直径： 式中 ：查机械设计表8.6，取112； 大链轮的输入功率； 滚筒转速。 因为轴端有键槽，取58mm 此求出的值，一般作为轴最细处的直径。 因为本题所校核的轴是装置在传动滚筒中的轴，它的轴是有单键，应该增大约3%，所以轴的最

32、小直径，这是用来装配大链轮的。 确定轴上零件的装配方法 第一段:轴直径为60mm，长度为185mm，与大链轮配合;与其配合的轴承查机械设计课程上机与设计表13-3选取的型号为6412；与其配合的键根据查机械设计课程上机与设计表11-1选取，轴槽深，毂槽深。 第二段：轴直径为65mm，长度为150mm。第三段：轴直径为70mm，长度为100mm，与轮毂配合； 与其配合的键根据查机械设计课程上机与设计表11-1选取，轴槽深 ，毂槽深。 第四段：轴直径为65mm，长度为495mm。 第五段：轴直径为70mm，长度为100mm，与轮毂配合； 与其配合的键根据查机械设计课程上机与设计表11-1选取，轴槽

33、深 ，毂槽深。 第六段：轴直径为65mm，长度为150mm。 第七段：轴直径为60mm，长度为35mm，与其配合的轴承查机械设计课程上机与设计表13-3选取的型号为6412。本题设计的轴的尺寸图如图3.3.3所示。图3.3.3 滚筒轴的尺寸3.3.5电动机的计算及选取 电动机是驱动单元的动力源，我们应该根据适用条件、工作环境（如户外还是户内、是否是防护活防爆等等）、使用下的工作温度以及GLD型给煤机所需要的功率大小等各种因素。在选择电动机时应该优先选用4级电动机，对于中小型功率的甲带式给煤机我们应该选用Y系列的鼠笼式电动机；对于运输距离较长、所需功率较大的甲带式给煤机我们应该选用YR系列的绕线

34、式电动机。甲带给料机的驱动系统是恒转矩的，所以本设计应该在给料量最大值的情况下，计算其电动机的功率，甲带式给料所受到的工作阻力主要包括物料下落到甲带上从运动到静止所受到的加速阻力，导料槽给物料带来的摩擦阻力，胶带运行时托辊与胶带之间的摩擦阻力等。1）物料所受到的加速阻力： （3-6） 式中：重力加速度，9.8； 单位长度胶带上的物料重力。 其中： （3-7） 因此： （3-8） 2）回程阻力 （即甲带空段与底板之间摩擦阻力）： 式中：空段甲带和胶带自重，=； 空段的长度,6816.6mm； 甲带和胶带单位长度的自重； 摩擦因数，取0.2。 采用16Mn合金铸造的链接作为工作面，提高了设备的使用

35、寿命，其密度为7850，厚度取10.5mm，长度为6544.60mm。由于皮带两侧有侧挡板，采用角钢80*12，其厚度为12mm,所以甲带宽度比皮带少2个角钢的厚度，即为776mm，因此，甲带的质量等于甲带体积乘以密度，即为418.60kg，所以甲带和胶带的自重为= ，= 。因此， （3-9）3）上段胶带的运行阻力： 式中：单位长度上托辊的转动重力， ； 每组上托辊转动部分重力,； 上托辊间距，取300mm； 托辊运行阻力系数，取0.02。 所以，= （3-10） 因此， （3-11）4）给料机运行阻力： （3-12） 其中，附加阻力系数取1.3。5）电机功率： （3-13）式中：安全系数，取

36、1.3； 效率，取0.8。综合上述对电动机选择的介绍，因为本题所设计的GLD甲带式给煤机所需的功率较小，所以我选用Y系列的鼠笼式电动机，查机械设计手册（第五版）第4卷表17-1-35，选取Y132S-4的电动机，其额定功率为5.5，转速为1440，其转矩为： = （3-14）所选的电动机二维尺寸图如图3.3.4所示：图3.3.4：电动机二维尺寸3.3.6皮带的张力计算作用在输送带上的张力沿输送机全长是变化着的。这个影响因素有：传动滚筒的位置大小；带上输送机的布置路线；驱动系统的独特性；输送带的工作状况。(1)输送带张力的基本要求 由于输送带本身的强度和输送带张力对设备其他零部件的影响，因此作用

37、在输送带上的张力应该尽可能的小。但为了保证甲带给煤机的正常运行，输送带的张力必须满足一下两个条件：1)输送带跟着传动滚筒运行时，输送带不打滑。输送带应该有足够的张紧力从而来保证传动滚筒的圆周力通过摩擦传递给输送带，在各种情况下传动滚筒与输送带之间不会发生打滑现象。2)最小垂直条件输送带应该具备足够的张紧力，来保证输送带在任意两组承载托辊枝江的最大垂度小于一定值。(2)保证输送带不打滑的最小张紧力 在传动滚筒上，圆周力通过摩擦传递给输送带（如图3.3.5），工作时保证传动滚筒禹输送带之间不打滑，滚筒绕出端输送带的最小张紧力赢满足下列公式 TTFu 图3.3.5：皮带张紧结构图 皮带的最小张紧力:

38、 （3-15） 式中：满载输送机起动、制动或稳定工况条件下出现的最大圆周力，1883.49N； 输送带在传动滚筒上的围包角，=3.2 传动滚筒与输送带之间的摩擦系数，取0.1； 尤拉系数，取1.37。3.3.7联轴器的选型常用的联轴器大多已标准化或规格化，一般情况下只需要正确的选择联轴器的类型、确定联轴器的型号及尺寸。必要时，可以对其易损坏的薄弱环节进行负载能力的校核计算，转速高时，还应该验算其外缘的离心应力和弹性元件的变形，进行平衡检验等。要了解联轴器，我们应该从了解挠性联轴器开始，要选择合适的联轴器型号，我们应该考虑传动系统的设计。根据电动机的类型、工况、温度、湿度、工作转速、精度要求、载

39、荷状况等各种综合因素来选择联轴器的种类，根据配套主机的需要从而来选择联轴器的结构形式，当联轴器与制动器配套使用时，适合选用带制动轮或者带制动盘的联轴器；当需要过载保护时，适合选用安全联轴器；禹法兰连接时，适合选用法兰式；当长距离传动时，联轴器的轴向尺寸较大时，适合选用中间或者接中间套型的联轴器。联轴器是企业机械传动中的重要部分，广泛应用设备与减速器或者点击的连接中。联轴器的装配与找正在设备安装中是一项非常重要、精度要求很高的工作，弱装配与找正的结果不精确，会造成设备的振动值超标，严重威胁设备的正常运行，尤其是高转速的设备，所以再安装联轴器的过程中应该特别注意一些细节。对于联轴器禹轴有相应间隙的

40、配合可在清理干净配合表面后，涂抹润滑油脂直接安装。对于过渡配合和过盈配合，或者有特殊要求的配合可以采用压入法，但需要压入设备。联轴节的热配合工作常用于大型电动机、压缩机和轧钢机等中心设备的安装中，因为这类设备中的联轴节禹轴通常是采用与过盈配合连接在一起的。过盈连接件的装配方法有：压入装配、低温冷装配和热套装配等数种。冷缩装配法一般用液氮等作为冷源，且需要有一定的绝热容器，故也只能在有条件时才能采用。正确的联轴器装配方式如下图3.3.6所示。图3.3.6 联轴器的正确安装方式(1)联轴器类型的选择选择联轴器类型时，应该考虑：1)所需要传递转矩的大小和性质，对缓冲、减震功能的要求以及是否可能发生共

41、振等现象。2)由制造和装配误差、轴受载荷和热膨胀变形以及部件之间的相对运动等引起两轴轴线的相对位移程度。3)许用的外形尺寸和安装方法，为了便于装配、调整和维修所必需的操作空间。对于大型的联轴器，应能够在轴不需要作轴向移动的条件下实现装拆。此外，还应该考虑到他的工作环境、使用寿命以及它的润滑和密封和经济性等条件，再参考各类联轴器特性，选择一种合用的联轴器类型。(2)联轴器尺寸的确定以及选型对于已标准化和系列化的联轴器，选定合适类型后，可按转矩、轴直径和转速等确定联轴器的尺寸，对其进行选型号。联轴器的计算转矩： = =45.59 （3-16）式中：驱动功率，； 工作转速，； 动力机系数，取1.0；

42、 工况系数，取1.25； 启动系数，取1.0； 温度系数，取1.0。 公称转矩，。多数情况下，每一型号的联轴器适用的轴直径均有一个范围。标准中已给出轴直径的最大和最小值，或者已经给定了适用直径的尺寸系列，被连接的两轴应该在此范围内，一般情况下，被连接的两轴的直径是不同的，两个轴端的形状也是可能不同的。根据上式，因为本题所设计的GLD800型甲带式给煤机在煤矿下运行具有一定的振动性，所以选取联轴器的型号为TGLA7型的尼龙内齿圈鼓形齿式联轴器，其公称转矩为100，许用转速为6000 r/min，轴孔直径为 38mm、40mm。这种联轴器分为三种形式：A型、B型、C型，它们的简图如图3.3.7所示

43、。l(a)(b)(c)图3.3.7 TGL尼龙内齿圈鼓形齿式联轴器(a)A型基本型；(b)B型内挡圈型；(c)C型外挡圈型。3.3.8无级变速器的选型无级变速机也称为无段变速机、无级变速器以及无极变速箱。最常见的无段变速机有液力机械式无段变速机与金属带式无段变速机，其用途是改变或者调节设备以及能量变化。无段变速机主要由压紧的主动轮装置、摩擦传动机构、调速控制机构组成。能固定或者分档改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置。可制成单独变速机构与传动机构合装在同一壳体内。可按照需要选择变速、制动、转换正反转、慢速起动、慢速减速等多种复杂的运转程序。内部备有转速传感器，实行回受控制，因此电源频率有变化，其规定转数绝无变化。(1)特点介绍 1)高强度，在加冲击负载或者机器逆转时，性能可靠、能精确转动； 2)变速范围大，调速精度高、性能稳定、体积小、重量轻； 3)传动部件都经过特殊的热处理，精密度加工摩擦部位； 4)润滑良好，运行平稳、噪音低、寿命长； 5)界面特性佳，变速容易。运转中不管是否在负载状态下，均可快速而确实地变速等等； 6)组合能力强，可以与各种类