DTⅡ型带式输送机的设计与实现

摘要：带式输送机是最常用的固体物料的连续输送机，广泛应用于国民经济的各行各业中。DTⅡ型带式输送机的设计以经典的基本理论和设计方法为基础，设计的内容包括驱动装置的选用和输送机部件的选用，主要部件有输送带、传动滚筒、托辊、制动装置、改向装置、拉紧装置等。

关键词：带式输送机；固体物料；连续输送机；驱动装置；带式输送机

中图分类号：TH222

文献标识码：A

文章编号：1009-2374（2012）29-0018-03

1　驱动装置的设计

带式输送机的负载作为一种典型的恒转矩负载，其势必将带负荷起动和制动。其中以皮带输送机为显著性代表，而驱动装置是整个皮带输送机的重要动力来源，其由五部分组成，即电动机、偶合器、减速器、传动滚筒以及联轴器。对于驱动滚筒而言，一般由一台或两台电机通过各自的联轴器、减速器和链式联轴器传递转矩给传动滚筒；对于减速器而言，其包括直齿圆锥齿轮减速传动和斜齿圆柱齿轮降速传动；对于联轴器而言，其包括弹性联轴器和液力联轴器，应用弹性联轴器时需用第一种锥齿轮，轴头为平键连接，应用液力偶合器时需用第二种锥齿轮，轴头为花键齿轮连接；对于传动滚筒而言，其采用焊接结构，主轴承采用调心轴承，传动滚筒的机架与电机、减速器的机架需安装于固定大底座上面，电动机可安装在机头任一侧。

1.1　电机的选用

电动机额定转速需以生产机械的要求为依据进行选定。通常情况下，电动机的转速不得小于500r/min，当功率一定时，电动机的转速、尺寸、价格与其效率呈现负相关，即电动机的转速越高，其尺寸越小、价格越高，而效率越低；反之亦然。在本次设计中，皮带机所采用的电动机的总功率高达221kW。为此需选用功率为250kW的电机，拟采用Y2-355L-6型电动机，该型电动机转矩越大，其性能越良好，有助于满足该设计的顺利高效开展。

1.2　减速器的选用

液体传动和液压传动有着异同点：其相同点在于二者均是以液体作为传递能量的介质，隶属于液体传动的范畴；其不同点在于液体传动是利用旋转的叶轮工作，实现输入轴和输出轴的非刚性连接，其通过液体动能的变化传统能量，传递的扭矩与其转数的平方呈现正相关，而液压传动是依据工作腔容积的变化，通过液体压力改变传递能量。现阶段，在我国，液力传动装置已广泛应用于军用车辆、建筑机械、起重机械、工程机械、载重汽车、舰艇及其家庭小轿车等方面，该装置之所以备受多方面青睐，究其原因在于其存在四大显著优点：一是有助于提高设备的使用寿命。由上述可知，液体传动以液体作为传递能量的介质，其输入轴和输出轴之间用非刚性连接，其能够将外载荷突然骤增或骤减所带来的冲击和振动予以消除或将其转化为连续渐变缓和，从而起到延长设备使用寿命的积极作用。二是具有良好的启动性能。基于泵轮扭矩与其转数的平方呈现正相关，因此电动机启动时其负载较小，起动相对较快，大大缩短了冲击电流延续时间，减少电机发热。三是具有良好的限矩保护性能。四是使多电机驱动的设备各台电机负荷实现均匀分配。

1.3　联轴器的选用

联轴器是本次驱动装置设计中的重要组成部分，这里将全面论述联轴器相关内容：

联轴器是机械传动中关键的部件，其能够将两轴紧密联接在一起，确保机器运转时两轴不发生分离。以对各种相对位移有无补偿能力为依据，可将联轴器划分为刚性联轴器和挠性联轴器：

1.3.1　刚性联轴器。刚性联轴器包括套筒式联轴器、夹壳式联轴器以及凸缘式联轴器。其中以凸缘式联轴器最为常用，该联轴器是指将两个带有凸缘的半联轴器联成一体，以传递运动和转矩，其材料常用灰铸铁与碳钢。与其他联轴器相比，刚性联轴器具有构造简单、成本低、可传递较大转矩等优势，因此，该联轴器最常应用于具有转速低、无冲击、轴的刚性大等特点的设备。

1.3.2　挠性联轴器：

无弹性元件的挠性联轴器。无弹性元件的挠性联轴器主要包括四大类：一是十字滑块联轴器。两个在端面上开有凹槽的半联轴器和一个两面带有凸牙的中间盘共同构成十字滑块联轴器。由于凸牙可在凹槽中滑动，因此可补偿安装及运转时两轴间的相对位移。十字滑块联轴器最常采用45钢材料，通过热处理其工作表面，有助于进一步提高其硬度，也可以采用Q275钢，该材料不需要进行热处理。为了减小摩擦力及磨损，使用该联轴器时需要在中间盘的油孔中注入适当的油。二是滑块联轴器。滑块联轴器与十字滑块联轴器具有较大的相似之处，仅是两边半联轴器上的沟槽较宽，并将原来的中间盘改为两面不带凸牙的方形滑块，其常用加布胶木材料制成。由于中间滑块的质量较小，因此常能够达到极限转速。并且滑块联轴器具有结构简单、尺寸紧凑等特点，所以其通常应用于小功率、高转速的设备中。三是齿式联轴器。齿式联轴器能够传递较大的转矩，且具有偏移量较大、安装精度相对较低、质量较高、成本较高等特点，最常应用于中型机械中。四是滚子链联轴器。对于滚子链联轴器而言，其具有结构简单、尺寸紧凑、质量较小、装拆方便、维修简单、价格低廉等特点。但是，由于其链条的套筒与其相配件间具有较大的间隙，因此不宜用于逆向传动、起动频繁或立轴传动。

有弹性元件的挠性联轴器。有弹性元件的挠性联轴器主要包括两大类：一是弹性套柱销联轴器。弹性套柱销联轴器的构造与凸缘联轴器具有较大的相似之处，仅是由套用弹性套的柱销替换了联接螺栓。与其他联轴器相比，弹性套柱销联轴器具有制造简单、装拆方便、成本较低等优点，但其也存在着一系列缺点，即弹性套易磨损、寿命较短，因此，该类联轴器较适用于联接载荷平稳、需正反转或起动频繁的传递中小转矩的轴。二是弹性柱销联轴器。弹性柱销联轴器与弹性套柱销联轴器具有较大的相似之处，该类联轴器具有传统转矩能力较大、结构简单、安装制造方便及其耐久性良好等特征。

2　带式输送机部件的选用

2.1　输送带

输送机主要承受压力，为了减少输送带沿托辊运行时的压陷阻力，下覆盖胶的厚度一般较薄。侧边覆盖胶的作用是当输送带发生跑偏使侧面与机架相碰时，保护带芯不受机械损伤。

2.2　传动滚筒

传动滚筒是传递动力的主要部件，它是依靠与输送带之间的摩擦力带动输送带运行的部件。传动滚筒根据承载能力分为轻型、中型和重型三种。同一种滚筒直径又有几种不同的轴径和中心跨距供选用。

2.3　托辊

槽形托辊用于输送散粒物料的带式输送机的上分支，最常用的由三个辊子组成的槽形托辊。由原始尺寸B＝1400mm查《运输机械设计选用手册》表2-42，取托辊为DTⅡ04C0122，托辊直径D为08mm。

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DTⅡ04C0723缓冲托辊；结构型式为弹簧板式，托辊直径选为108mm。

下托辊采用DTⅡ03C2123，托辊直径为108mm。

托辊的间距设计由带宽B＝1000mm，取上托辊间距为1200mm，下托辊间距为3000mm。

2.4　制动装置

对于倾斜输送物料的带式输送机，其平均倾角大于4°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。

2.5　改向装置

改向托辊组是若干沿所需半径弧线布置的支承托辊，它用在输送带弯曲的曲率半径较大处或用在槽形托辊区段，使输送带在改向处仍能保持槽形横断面。输送带通过凸弧段时，由于托辊槽角的影响，使输送带两边伸长率大于中心。为降低胶带应力，应使凸弧段曲率半径尽可能大，一般按织物芯带伸长率为0.8%、钢绳芯带为0.2%计算。

3　其他部件的选用

机架与中间架。机架式支承滚筒及承受输送带张力的装置。

给料装置。带式输送机装载和转载物料是最重要、最复杂的运输作业之一。研究证明，在广泛应用的中距离输送机上（长度在260m以内），输送带的使用期限主要取决于给料装置的结构是否合理。

卸料装置。带式输送机可以在末端卸料，也可在中间卸料，前者不需专门的卸料装置，后者可以采用卸载挡板或卸载小车。

清扫装置。输送机在运转过程中，不可避免的有部分颗粒和粉料粘在输送带表面，通过卸料装置后不能完全卸净，表面粘有物料的输送带工作面通过下托辊或改向滚筒时，由于物料的积聚而使其直径增大，加剧托辊和输送带的磨损，引起输送带跑偏。而且，不断掉落的物料还污染了场地环境。因此，清扫粘结在输送带表面的物料，对于提高输送带的寿命和保证输送带的正常工作具有重要意义。

头部漏斗。头部漏斗是用于导料、控制料流方向的装置，也可起防尘作用。

电气及安全保护装置。安全保护装置是在输送机工作中出现故障能进行监测和报警的设备，可使输送机系统安全生产、正常运行，预防机械部分的损坏，保护操作人员的安全。此外，还便于集中控制和提高自动化水平。

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作者简介：赵玉华（1965-），女，河北张家口人，张家口市通用机械有限责任公司技术部主任，工程师，研究方向：震动机械及传动机械。