第2章 总体设计
对制动器进行有限元分析，需要确定制动器制动过程中的生热散热过程，以及能量转化进而得到制动器工作过程中输入的热流密度以及散出的热量。本章将对制动器的生热和散热过程进行分析，得到摩擦生热的热流密度，以及制动器发生对流换热和热辐射的相关系数。
2.1 输送带胶面选择
通用带式输送机所用的输送带有橡胶带和塑料带两种。橡胶带适用于工作环境温度在-10～+ 400C之间，物料温度不得超过+500C。当温度超过500C以后，胶带的弹性开始消失，如温度过低时，胶带就变硬发生裂纹。温度超过+900C时，应使用防火输送带；温度低于-15～-550C时应使用抗寒输送带。橡胶带在实践中应用最广它是由带芯和覆盖胶两部分组成。带芯是胶带的骨架，它的作用是承受荷载传递牵引力以及承受在装料点物料对胶带的冲击力。普通橡胶带的带芯是由多层挂胶帆布制成的，带芯材质也可以是棉质、维尼纶、尼龙等纤维织物或混纺帆布，还可以是化纤整体编织的一层厚布。
表2-1 输送带覆盖胶质量的选择参数
正 常 工 作 条 件
输送大块矿石，锋利的切割性物I类 极好 极好 不推荐 料，用于极其恶劣的工作条件 输送切割作用不大的具有磨蚀性II类 良好 极好 不推荐 的经过筛分的物料，用于繁重的工作条件 II类输送带的覆盖胶采用天然橡胶与合成橡胶的混合物或各种合成橡胶的混合物制成。这类输送带的覆盖胶具有良好的耐磨性，但抗切割性和抗凿蚀性不如I类输送带高。因为设计要求是传送水泥，不需要抗切割性和抗凿蚀性所以选用II类输送带。
2.1.1 带宽的确定
因为设计要求输送的是袋装水泥，根据袋装水泥的尺寸本人把带宽确定为1200MM。
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2.1.2 带芯的选择 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.因为带式输送机的工作环境在干燥多尘的环境中工作，所以选用钢绳芯带根据带宽要求，选择钢绳芯带为GX——1000
钢绳芯带的许用张力
（静）S0?[GX]B (2-1)
m0(静)（动）S0?[GX]B (2-2)
m0(动)钢绳芯带的安全系数，根据我国静力计算文件静安全系数取为
m0=10，动安全系数m0=5.7，把相应的数字代入式子(2-1) (2-2)中，得静安全系数为120000N/mm，动安全系数为210526N/mm。
2.2 滚筒的参数设计
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)。滚筒又分钢板焊接滚筒(大型的)和铸造滚筒(小型的)。
(1)滚筒的宽度确定 滚筒的宽度决定于带宽。根据带宽选择滚筒宽为1.4m
(2)按弯曲应力计算滚筒直径 胶带在进入滚筒前已经受到拉伸灾力，进入滚筒后又添有附加弯曲应力。胶带在周期运行中，其张力大的区域为高张力区。滚简的直径按高张里区的张力计算，并且认为进入滚筒前或出滚筒后的胶带静张力可达胶带舒张力的许用值s8。对于层芯胶带，芯层厚与滚筒直径关系如下式：
表2-2 带宽B与驱动滚筒标准直径的关系 （mm） 胶带宽度 驱动滚筒 标准直径 D — — — — 800 — - 4 -
500 650 800 1000 1200 1400 500 — 500 630 500 630 630 800 1000 — 630 800 1000 1250 800 1000 1250 1400 可得查出D=800 mm改向滚筒的设计本传送机构包括三个改向滚筒两个为90度改向 一个为180度改向。查表 180度改向滚筒直径D=800 mm 90度改向滚筒直径D=640 mm
(3)机架的设计 带式输送机机架有落地式和绳架吊挂式两种结构。落地式机架又有固定式和移动式两种。选煤厂主要采用固定落地式机架。
(4)拉紧装置 在各种具有挠性牵引构件的输送机中，必须装拉紧装置。带式输送机的拉紧装置的作用：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；补偿牵引构件在工作过程中的伸长；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。本设计选用螺旋式拉紧装置。螺扦的螺纹应能自锁，防止松动。具有结构简单紧凑的优点，缺点是工作过程中，张紧力不能保持恒定。一般用于机长较短(小于80m)，功率较小的输送机上。螺旋拉紧装置的适用功率范围及许用张紧力(即上、下两分支输送带张力之和)。
表2-3螺旋式张紧装置的功率和许用张紧力
B(mm) 适用功率(kW) 张 紧 力(N) 500 15.6 12000 650 20.5 18000 800 25.2 24000 1000 35 38000 1200 42 50000 1400 58 66000 2.3 本章小结
普通橡胶带的带芯是由多层挂胶帆布制成的，带芯材质也可以是棉质、维尼纶、尼龙等纤维织物或混纺帆布，还可以是化纤整体编织的一层厚布。输送带的覆盖胶采用天然橡胶与合成橡胶的混合物或各种合成橡胶的混合物制成。这类输送带的覆盖胶具有良好的耐磨性，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.因为带式输送机的工作环境在干燥多尘的环境中工作，所以选用钢绳芯带。
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第3章 功率的计算
3.1 输送机系统与张力参数
为降低胶带张力，采用如下图3-1所示系统。
图3-1 胶带受力
[Gx]B (3-1) m0把相应的数字代入公式(3-1)中，许用张力为120000N，Ⅰ为驱动滚筒包角Φ180°采用的是包胶驱动滚筒，则取uo=0.3，由于本机一般都在含尘较多的室内外工作，取托辊阻力系数 w=0.040，托辊阻力系数w,用插入法查表得 K1=0.011。
so?表3-1 托辊系数 物料水平运行功率系数 尾部改向滚筒功率系数 Ⅱ号改向滚筒系数 Ⅲ号改向滚筒系数 物料加速功率系数 输送机水平投影长度 输送机垂直提升高度 输送量 输送速度 物料容量 K2=10.98×10?6 K3=2 K4=1.05 K5=1.05 K6=0.16 Ln=20m H=0 Q=360t/h V=1m/s T=1.5t/m 3F1 (3-2) F2T）=2.5 (3-3) K1×K2×K3×K4×K5+（K6×
r12?’S2?C0S1 (3-4)
(r12?1)(k?1)?C0’ (3-5) Fe?S1?S2承载分支最小张力点张力：q---物料线密度100kg/m；qd--胶带线密度
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24.63 kg/m；f0——胶带在托辊组间最大容许垂度f0=0.001~0.025。 因速度增加而取最小值
(q?qd)glt’ (3-6) Szmin?S0?8f0将相应的数据代入式子中，牵引力配比为2，总牵引系数为2.5，总分离点张力为26897N，牵引力为93109N，最小点张力为21395N
3.2 阻力与张力计算： 3.2.1 物料线密度
Q (3-7) 3.6V将相应的数据代入式子中，物料线密度100kg/m
q? az?(q?qd?qt’)gw’?(q?qd)g (3-8)
将相应的数据代入式子中，承载分支阻力290.52N/m
”ak?(qd?q”d)gw?qd (3-9)
将相应的数据代入式子中，回程分支线阻力2.2N/m
S6?Szmin (3-10) S1?S6?azl0S5?1?S6K41S4k3S4?S5?akloS3? (3-11)
将相应的数据代入式子中，S6为21395N ； S1为27205.4N ；S5为19450N ；S4为19406N ；S3为17642N。
F?S1?S3 (3-12)
C0’S2??F (3-13)
(r12?1)(k?1)将相应的数据代入式子中，牵引力F为9563N；S2为2763N；说明，按承载分支最小张力点确定的总驱动滚筒分离点的张力小于按驱动能力确定者。
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