带式输送机毕业设计
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图5-4 平行托辊缓冲托辊用于带式输送机的受料处,以便减少物料对输送带的冲击,有橡胶圈式和弹簧板式等。
其结构简图如下:图5-5 缓冲托辊a)橡胶圈式 b)弹簧板式调心托辊用来调整输送带的横向位置,使它保持正常运行。
调心托辊形式很多,输送散粒物料最简单的是采用槽形前倾托辊。
如图5-6所示.借助两个侧托辊朝胶带运行方向前倾一定角度(一般约03)而对跑偏的输送带起复位作用。
这种方法简单,但会使阻力增大约10%。
其它还有锥形、V形、反V形等多种调心托辊,可按需选用。
图5-6 侧托辊前倾的调心托辊托辊直径与带宽、物料松散密度和带速有关。
随着这些参数的增大,托辊直径相应增大。
带式输送机有载分支最常用的是由刚性的、定轴式的三节托辊组成的槽形托辊。
一般带式输送机的槽角为030,如果槽角由020增大到030,则在同样带宽条件下物料横断面积增大20%,运输量可提高13%,带式输送机的无载分支常采用平形托辊。
带式输送机的装载处由于物料对托辊的冲击,易引起托辊轴承的损坏,常采用缓冲托辊组。
托辊密封结构的好坏直接影响托辊阻力系数的大小和托辊的寿命。
托辊的转动阻力不仅与速度、轴承及其密封有关,而且与润滑脂的选择也有很大关系。
润滑脂除起润滑作用外,还起密封作用。
(三)托辊间距托辊间距的布置应遵循胶带在托辊间所产生的挠度尽可能小的原则。
胶带在托辊间的挠度值一般不超过托辊间距的 2.5%。
在装载处的上托辊间距应小一些,一般的间距为300~600mm ,而且必须选用缓冲托辊,下托辊间距可取2500~3000mm ,或取为上托辊间距的两倍。
在有载分支头部、尾部应各设置一组过渡托辊,以减小头、尾过渡段胶带边缘的应力,从而减少胶带边缘的损坏。
过渡托辊的槽角为010与020两种,端部滚筒中心线与过渡托辊之间的距离一般不大于800~1000mm 。
带式输送机在运转过程中,经常出现胶带跑偏现象,即胶带运行中心线偏离输送机的的纵向几何中心线。
为防止和克服胶带跑偏现象,常用的方法是采用不同形式的调心托辊,在有载分支每隔10组槽形托辊放置一组调心托辊,下分支每隔6~10组平型托辊放置一组调心托辊。
最简单的调心托辊是上分支采用前倾式槽形托辊,下分支采用V 型前倾式托辊,前倾托辊的两个侧托辊朝胶带运行方向前倾0035~。
由于托辊有前倾角,则胶带运行速度V α和托辊周围速度T V 之间相差一个角度,因而托辊相对胶带就有一个相对速度V ∆;使托辊有沿轴向产生相对运动的趋势,但是,托辊受托辊架的限制不能运动,于是两侧托辊相对胶带就产生一个向内的横向摩擦力。
当胶带位于正中央时,胶带两侧受力平衡。
当胶带偏向一侧时,该侧胶带和托辊所受正压力增加,则胶带所受到的横向摩擦力大于另一侧,因而使胶带又回复到正中位置。
这种托辊防跑偏简单可靠,但由于胶带运行时存在附加滑动摩擦力,增加了胶带的磨损,前倾托辊只能用于胶带单向运行。
另外还有一种回转式调心托辊,槽形调心托辊用于有载分支,其防跑偏原理与前倾托辊相同。
当胶带跑偏时,胶带的一侧压在立挡辊上,给挡辊以正压力和摩擦力,从而使托辊架绕垂直轴回转一角度,这时胶带受到一个与跑偏方向相反的摩擦力,使胶带向输送机中心线移动,从而纠正跑偏现象。
这种调心托辊在固定型带式输送机上应用的很多。
5.3.2 托辊的选型由于胶带输送机胶带跑偏常常引起设备停机,撒料,机架堵塞,胶带边缘撕裂、磨损等故障,严重影响了设备的使用及寿命,明显地降低了运输经济指标。
因此,设计时应引起注意,现着重分析带式输送机胶带跑偏的原因并提出相应的防偏措施。
(1)带式输送机胶带跑偏的主要原因带式输送机在运转过程中受各种偏心力的作用,使胶带中心偏离输送机的中心线,产生偏心,其主要原因是卸料点偏心给料、安装制造误差、风力干扰、蛇行等。
胶带跑偏不仅能引起胶带边缘的磨损、物料洒落等,而且还能造成人力、物力和财力的浪费。
(2)改变托辊组结构来防止带式输送机胶带跑偏胶带跑偏是通过胶带传送给托辊。
使托辊组与胶带间的摩擦力产生变化引起的。
因此,解决输送机的胶带跑偏问题,最好是改变托辊组结构,常见的防偏托辊组结构有前倾托辊组、调心托辊组和铰链式吊挂托辊组。
1)前倾托辊组前倾托辊组与普通托辊组的区别在于侧辊在边支柱上沿输送机运行方向前倾一个角度,一般为1.5°~2.O°从安装制造上讲,不会造成成本的增加。
前倾托辊组纠偏原理是:当胶带跑偏时,偏离侧的托辊与胶带的摩擦力增大,而胶带运行方向与托辊的线速度方向有一夹角及前倾角,使胶带产生一个向心的纠偏力。
由于辊子的前倾增加,胶带的运行阻力也会增加,输送机全程采用前倾托辊,耗能约增加10%~20%,所以,长距离的输送机不宜全程采用前倾托辊组。
合理的前倾托辊组其边支柱应做成可将边托辊置于前倾和对中两种位置上,在调试运行过程中。
只有跑偏段的托辊调到前倾位置上输送机的耗能增加很少,不会超过3%。
一般情况下。
给料稳定的胶带机采用前倾托辊组,能较好地解决胶带跑偏问题。
2)调心托辊组调心托辊组重量较大、成本较高。
对于给料经常发生变化的胶带机用调心托辊组纠偏效果较好。
目前采用的调心托辊组主要有锥形连杆式双向自动调心托辊组、分体式锥形调心托辊组和带侧挡辊的调心托辊组。
调心托辊组的纠偏原理是:当胶带跑偏时,引起托辊上的载荷重新分布并且是不均匀的,相对转轴产生扭矩,跑偏量较小时,调心托辊组的扭矩小于摩擦力矩,调心托辊组不会转动,对跑偏没有反应,当跑偏量逐渐增大,扭矩超过摩擦力矩时横梁就围绕立轴成旋转,并随着转动的增加,转矩继续加大,调心托辊组继续转动,辊子的线速度方向与胶带的运行方向形成的夹角增大,使它们的摩擦力产生向心分力。
强制胶带返回中心位置,而越过中心位置向另一侧继续移动,扭矩也逐渐减少,经过几次往复直到扭矩小于摩擦力矩。
胶带达到稳定运行。
试验证明,每8~1O个托辊组增加一个调心托辊组,能很好地解决胶带跑偏的问题。
3)铰链式吊挂托辊组铰链式吊挂托辊组的辊子是相互铰接的。
侧辊靠拆卸方便的挂具吊在机架或钢绳上,特别适用于输送大块物料和经常搬移、安装精度不高的移置式输送机上。
它的纠偏原理是:胶带跑偏时物料偏向一边,铰接的托辊组外形发生变化,跑偏的一边因承载力的加大,胶带与辊子摩擦力的增大,位于跑偏一边的侧托辊倾角大于另一侧的托辊倾角,使中间辊发生偏转.并产生调心力,由于物料的大部分由中间辊承受.因此总的调心力显著增大,对胶带纠偏效果很好。
铰链式吊挂托辊组的优点:一是更换托辊时不停机。
在输送物料过程中可将托辊组与胶带脱离随时更换,对载荷的适应性强。
二是托辊组重量轻。
由于它没有横梁.所以比一般的托辊组重量轻许多。
三是噪音低。
因其属于挠性连接,所以可以吸收振动和冲击,运行平稳。
这种托辊在国外得到了广泛的应用,国内也多次采用了这种结构的托辊,但应注意铰链式吊挂托辊组不适用于井下输送机。
因为输送机的倾角使胶带产生偏心横向力,胶带不易使输送机对中运动,造成运行的不稳定。
该设计采用槽形托辊用于输送散粒物料的带式输送机的上分支,最常用的由三个棍子组成的槽形托辊。
由原始尺寸B=800mm查《运输机械设计选用手册》表2-42,取托辊为DTⅡ03C0311, 托辊直径D为89mm。
在输送机的受料处,为了减少物料对输送带的冲击,减少运行阻力,拟采用DTⅡ03C0711缓冲托辊;结构型式为橡胶圈式,托辊直径选为89mm。
下托辊采用平行型托辊DTⅡ03C2112,托辊直径为89mm托辊的间距设计由带宽B=800mm,取上托辊间距为1200mm,下托辊间距为3000mm。
表5-2 托辊技术规格表托辊阻力系数主要由实验来确定,见表5-3:表5-3 常用的托辊阻力系数k近年来,对于托辊阻力进行了许多理论与试验的研究.研究结果表明,托辊的运行阻力主要包括托辊的转动阻力及挤压阻力等.挤压阻力又包括物料碰击阻力,输送带反复弯曲阻力及压陷滚动阻力.托辊的转动阻力是由托辊轴承及其密封所产生的阻力,大小取决于托辊的结构.而挤压阻力则与输送带的张力的大小有关.实验表明,转动阻力与挤压阻力相比,挤压阻力要比转动阻力大的多,而在挤压阻力中,压陷滚筒阻力占比重最大,物料碰击阻力与反复弯曲阻力随着输送带张力增大而降低.5.3.3 托辊的校核(一)上托辊的校核(35),其结构简图如下:所选用的上托辊为槽形托辊0(35)结构简图图5-7 槽形托辊0(1)承载分支的校核0000);m);e 235e 0.8;v m/s v 1.6m/s;kg /m)9.2kg/m;kg /s)mB B B m I p ea q g vp N a q q I =+=()式中:——承载分支托辊静载荷(——承载分支托辊间距(——辊子载荷系数,查《运输机械设计选用手册》表-选=——带速(),已知=——每米长输送带质量(,已知——输送能力(svk m I ρ=式中:3s m v m/s ——三节托辊槽形输送带上最大截面积();——带速();k )ρ3——倾斜系数;——物料松散密度(kg/m20s m 228k 0.960.11101.60.96900153.45kg /s 153.450.8 1.29.21.6m I p ⨯⨯⨯==⨯⨯+⨯由《运》表1-3查得 =0.1110,由《运》表-查得 =,带入上式得:=则: ()9.81=988.8N查表2-74得,上托辊直径为89mm ,长度为315mm ,轴承型号为4G204,承载能力为4400N ,大于所计算的0p ,故满足要求。
(2)动载计算承载分支托辊的动载荷:00s d a p p f f f '=⋅⋅⋅ 式中:0p ——);N 承载分支托辊动载荷(sf——运行系数,查表2-36,取1.2;df——冲击系数,查表2-37,取1.04;af——工况系数,查表2-38,取1.00。
则:0988.8 1.2 1.04 1.00p'=⨯⨯⨯12344400N N=<故承载分支托辊满足动载要求。
5.4 制动装置5.4.1 制动装置的作用对于倾斜输送物料的带式输送机,其平均倾角大于04时,当满载停车时会发生上运物料时带的逆转和下运物料时带的顺滑现象,从而引起物料的堆积、飞车等事故,所以应设置制动装置。
制动器是用于机器或机构减速使其停止的装置,有时也能用作调节或限制机构的运行速度,它是保证机构或机器安全正常工作的重要部件。
5.4.2 制动装置的种类带式输送机制动器的种类很多,根据输送机的技术性能和具体使用条件(如功率大小,安装倾角等),可选用不同形式的制动器。
常用的有带式逆止器、滚柱逆止器、液压电磁闸瓦制动器和盘形制动器等。
(1)带式逆止器带式逆止器适用于倾角≤018向上运输的带式输送机,当倾斜输送机停车时,在负载重力作用下,输送带逆转时将制动胶带带入滚筒与输送带之间,将滚筒楔住,输送带即被制动。