Qk1800vhBftq/ts（3-1）
当tq>ts时，
Qk1800vhBf（2ts/tq）（3-2）
式中：
tq－物料与基带理论接触长度
ts—横隔板间距（m）ts通常为3〜6倍波形距
tqh（0.364tan（90o））（3-3）
k—物料填充系数
33—物料松散密度（kg/m3），此设计中按0.65t/m3
h—横隔板高（m）
—输送机倾角（度）
Bf—有效带宽（m）
v—带速（m／s）查带式输送机设计选用手册[9]，得：
h=0.075，k=0.65，ts=0.126，Bf=0.07
tqh（0.364tan（90o））
0.075（0.364tan45o）0.1023，
得出tq=0.1023〈ts=0.126.所以将计算结果带入，得：
Q0.6518001.250.650.0750.070.1023/0.1264.05t/h
按照输送行业输送量经验公式Q实际=（1.21.6）Q理论。
因为给定输送量为3t/h，即
选用DJ5050机型是满足要求的[8]。
选用横隔板为T型隔板，横隔板底宽70mm，配用挡边高80mm,S型挡边波幅为44mm
波形距42mm，波底宽50mm，初选胶带型为NN100B500-3X（3+1.5+1.5）此挡边带的选
型数据来源于带式输送机设计选用手册。
3.2传动滚筒的确定
传动滚筒按DTII型设计选用手册选择校核扭距、许用核力[9]。
还需满足：
最小传动滚筒直径：
Dcd（mm）。
（3-4）
式中d—芯层厚度或钢绳直径，mm
c—系数，棉织物d=80,聚脂d=108,钢绳芯d=145。
本设计选用钢绳芯，即d=145
D3145435mm
按滚筒的直径系列标准选用传动滚筒的直径为500mm，其结构下图。
其中[3]:
Fh
式中:
（1）Fh――主要阻力
（2）Fu――圆周力
fgL[qroqRU（2qbqG）L/\；'（H2L2）]（3-6）
――模拟摩擦系数，对于制造和安装良好的输送机取f=0.022—0.025[6]
g——重力加速度g9.81（m/s）
qro――上托辊转动部分质量/上托辊间距（kg/m）,qRU——下托辊转动部分质量/下托辊间距（kg/m）,
3.3传动滚筒上圆周力的计算
3.4
3.5输送带的层数计算
普通输送带包括三个组成部分：
覆盖层、带芯、隔离层。
其中带芯分为单层与多层两种。
输送带的带芯提供必要的强度以传送能量驱动输送带，并支撑输送带所承载的物料，输送带
的强度由带芯的强度确定［16］。
下面的由带芯的强度确定输送带的层数
ZSmaxm/（B［］）（3-11）
式中：
m――输送带安全系数，本设计取m12
B基带宽（mm）
［］一带的许用强度，［］不同织物芯取不同值。
代入公式，得Z57.712/（500100）1.1543初选胶带型号合适。
第四章改向滚筒的设计
传动滚筒是传递带式输送机功率的圆柱形筒，而改向滚筒是引导输送带改变方向的圆柱
形筒。
改向滚筒不传递转矩，结构比较简单，易于制造加工，且和输送带接触时轴为空转，所以摩擦力小，使用寿命长。
4.1初步计算改向滚筒的结构尺寸参数
（1）两轴承座中心距A为：
A=M+B+（50~200）=572mm
式中：
M为带宽，mmB为轴承宽度，mm
（2）滚筒长度L为：
L=M+（100~300）=750mm
2
（3）筒皮的最大许用面压[P]:
对于帆布带芯，[P]<0.4N/mm；对于钢丝绳芯[P]<
2
0.6N/mm。
4.2改向滚筒轴的强度校核
（1）根据工作条件选择材料并初步确定轴的最小直径
因为改向滚筒主要承受径向力，不传递转矩，故轴的最小直径选55mm即：
dmin=55mm>
该轴无特殊要求，参考表4-1选取45钢，调质处理，=650MPa
表4-1轴常用的几种材料的[]T值[5]
轴的材料
[]t/MPa
Q235、Q20
12〜20
45
30〜40
40Cr、35SiMn
40〜52
1Cr18Ni9T
15〜25
（2）改向滚筒轴的设计与校核
考虑到轴上零件的定位和装配方便等要求，拟定如图4-1所示的装配方案。
因为轴主要
起改向作用，只承受一定的径向力，故初选一对6211型轴承：
轴承孔直径为55mm轴承
外径为100mm轴承宽度B=21mm;
滚筒套筒处轴的直径为55mm
轴的最大直径为65mm；
轴的总长为1018mm
轴承和右端轴肩之间用螺母进行轴向固定，轴承和轴用过盈配合周向固定。
1-透盖2-毡圈3-轴承4-筒体5-螺栓6-垫圈7-弹垫8-轴
图4-1改向滚筒
（3）轴上受力计算
已知：
钢=7.8103kg/m3，vr2l3.140.032521.0180.0034m3
mv7.81030.003426.52kg。
i）径向力
F带577
FrF滚o26.529.8341.51N
cos45cos45
ii）垂直面支承力，截面C是的受力示意图见图4-2，贝U
Fr341.51
RAr170.75NRARB170.75N
22
图4-2改向滚筒轴的校核
£
iii）求剪力Qc和弯矩Me，截面C上的受力如图4-3所示
图4-3截面e上的受力示意图
QcRA170.75NRA73Mc0
危险剖面在轴中点C处
按表4-2，对于650MPa的碳钢，承受对称循环变应力时的许用力[1]b60MPa，
因为c[1]b，所以满足强度要求。
表4-2轴的许用应力/MPa
材料
b
[1]b
[°]b
[1]b
400
130
70
40
碳钢
500
170
75
45
600
200
95
55
700
230
110
65
合金钢
800
270
130
75
1000
330
150
90
v）弯曲剪应力校核
0.0029MPa
QeSz4Q47.1
Izb3R233.1432.52
对于选用45钢的轴，由表4-1可知，其弯曲剪应力[]T35MPa，满足要求。
第五章改向压轮的设计
5.1改向压轮的结构设计
改向压轮是放在承载段或回程段转弯处空边上，应尽量留出空隙，以防止与胶带横隔板
边相摩擦。
改向压轮不但起压紧输送带，使其始终贴合在带轮上的作用，而且还有使输送带
保持紧力的作用，也就是说它还起着紧轮的作用。
因此，改向压轮在此设计中起着多重作用，
是十分重要的部件之一。
改向压轮在设计中注意以下几点[17]:
（1）改向压轮的轴心到输送带的距离必须大于带上横隔板的高度，以防发生干涉、产生摩擦。
（2）改向压轮的轴主要承受径向力，不传递动力及转矩，因此所设计的轴必须有一定的强度，防止轴的断裂。
（3）当带传递动力时，改向压轮与带之间产生的摩擦力不能太大。
（4）改向压力在输送带上的距离要适中。
改向压轮的结构示意图5-1所示。
1-压带轮轴2.3-钢板4-筋板5-带座轴承6-螺栓7-螺母8-垫圈9-弹垫10-钢板
图5-1改向压轮
图5-2改向压轮的安装示意图
5.2设计方案的比较与选择
（1）整体式设计
改向压轮的整体设计方案，如图5-3所示。
这样设计的优点：
一体连接，两端受力均匀，易于安装。
缺点：
较分体式质量大，不能调整两轮间距，要求对中精度高。
图5-3整体式改向压轮设计方案
（2）分体式设计
改向压轮的分体式设计方案，如图5-4所示
这样设计的优点：
结构简单，便于安装，且方便调整间距，损坏一个更换一个，不必像整体式一轴连接整体更换。
缺点：
压紧力不好控制，可能出现两端受力不均匀的现象。
综上所述，两者相比，分体式设计方案更为合理，故本设计采用整体式改向压轮。
图5-4分体式改向压轮设计方案
5.3输送带的跑偏处理
输送带运行时，可能由于拉力不足、物料偏心堆积，机架变形、托辊轴承缺陷、安装不对中、接头歪斜、拉力分布不均等，引起输送带跑偏。
生产实践证明，机头、机尾不平行时输送带跑紧边不跑松边；安装不平时，跑高处不跑低处；安装下托辊不垂直时输送带跑后不
跑前。
一般以托辊的稳定系数来衡量跑偏纠正的能力。
一般来说，输送带的跑偏围不太大，可利用托辊进行调整。
可以用托辊进行调整的方法有槽型调偏托辊、侧托辊、两节式“V'形托辊、螺旋侧托辊等托辊组自动调节方法。
本次设计的食品提升皮带机属于小型食品输送机，输送的物料是很轻的食品，利用以上
方法不但会使结构变得复杂，而且会增加设计的成本，降低效率。
因此，经过比较选择采用将改向压轮与防跑偏设计相结合的方法。
如图5-5改向压轮防跑偏设计图
这种设计的工作原理是当输送带传递转矩出现跑偏现象时，改向压轮的轮槽与输送带边
缘凸台相配合，控制输送带在运输过程中的窜动，防止输送带跑偏。
图5-5改向压轮防跑偏设计图
5.4拉紧装置
补偿输
拉紧装置是带式输送机的重要组成部分。
它的作用是保证输送带有足够的紧力、送带的弹性伸长、为输送带重新连接作必要的行程准备等。
随着运输能力的提高及巷道的延伸,长运距大功率带式输送机对紧装置提出了更高的要求。
重锤式、固定式等机械紧装置已难以适应要求。
可调力、实时监控、响应快、安全可靠的自动拉紧装置便应运而生。
输送带是橡胶和纤维织品两者复合而成的产品。
垂锤拉紧装置在运行一段时间后自动下降一段距离，使输送带变长，这说明输送带发生了蠕变，在启动、制动过程中也会发生蠕变现象，此时拉紧装置就必须进一步收紧才不会发生打滑现象。
由此可见，拉紧装置是保证带式输送机正常运转不可少的重要部件，它的功能如下
（1）输送带在传动滚筒上形成压力，靠摩擦力将传动滚筒的圆周力传递出来。
（2）控制输送带在托辊间的垂度，防止输送带在托辊间距过分松弛而丧失槽形，引起物料和输送带跑偏，增加运行阻力。
（3）补偿输送带的弹性伸长，时间长了输送带会自动伸长，而且在过度工况下发生永久伸长。
同时在启运、制动时输送带自动收紧，可免除机组振动。
（4）为重连接头提代必要的行程。
5）在长距离带式输送机中，拉紧装置对其拉力产生重大影响。
（1）固定拉紧装置固定拉紧装置分重力拉紧装置和刚性拉紧装置。
重锤式、水箱式都属于重力拉紧装置，重力拉紧装置始终使输送带初拉力保持恒定，在启动、制动时会产生上下振动，但惯性力很快消失。
刚性拉紧装置有螺旋拉紧、手动或电动拉紧装置等几种，它们的拉紧力是固定不变的，不能自动调整，在安装后，拉紧一次可运行一段时间，但还要收紧一次，以消除蠕变。
固定拉紧装置的类型如下。
1螺旋式拉紧装置螺旋式拉紧装置利用人力旋转螺杆来调节输送带的力，它的结构简单紧凑，但拉紧力大小不易掌握，工作过程中，拉紧力不能保持恒定。
2小车重锤式拉紧装置小车重锤式拉紧装置是把紧滚筒装置在一个可尾架上移动的车上，由重锤通过滑轮拉紧小车，它的结构也较简单，可保持恒定的拉紧力。
其大小由重锤的重量决定，小车重锤式拉紧装置外形尺寸大，占地多，质量大，适用于长度、功率较大的输送机，尤其是在倾斜输送机上。
3垂直重锤式拉紧装置垂直重锤式拉紧装置可利用输送机走廊下面的空间位置，并分布在下分支胶带力最小的地方，因而可减轻重锤的质量。
其缺点是要增加改向滚筒的数目，增加输送带的弯曲次数，而且物料易掉入输送带与滚筒之间而损伤输送带。
（2）自动拉紧装置带式输送机是恒定转矩的，因此输送带拉力是固定的，自动测力拉紧装置以拉紧力为反馈信号随时间变化设定拉力，进行比较，并随时间调整装置的改向滚筒位移。
如启动时会自动加大拉紧力，运转时恢复恒定拉力，对延长输送带寿命十分有利。
拉紧行程的计算
拉紧行程：
L>1L
=（0.015+0.001）X10
=0.16m
式中：
£—输送带弹性伸长率和永久伸长率，通常帆布带为0.01〜0.015;
£i—拉紧后托辊间允许的垂度，一般取0.001；
L—输送机长度；
取拉紧行程为0.3m（按2倍左右的拉紧安全系数取值）
本设计选取的拉紧装置为螺旋拉紧装置，即为螺旋丝杆拉紧，根据输送机械相关标准，对于小机型小功率的皮带机最适宜采用螺旋紧，螺旋紧装置的优点在与方便调节，节省空间，调节效果好。
第六章托辊的设计
托辊是皮带机的重要部件，种类多，数量大。
托辊占了一台皮带机总成本的35%，承受
70%以上的阻力，因此托辊的质量尤为重要。
托辊的作用是支撑输送带和物料重量。
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影响较大。
虽然托辊在皮带机中是一个较小的部件，结构并不复杂，但制造出高质量的托辊并非易事。
6.1托辊的类型
1）平行类[7]
（1）平行上托辊组
（2）平行下托辊组
1平行梳型下托辊组
2螺旋型下托辊组
3弹簧型下托辊组
4铸胶螺旋型下平行托辊
2）V形类
两辊至V形布置多用于下托辊，用于上托辊的较少。
V形下托辊其每根托辊的倾斜角约
为10°~15°。
这些托辊可以是吊环悬挂结构，也可以是刚性结构，V形下托辊具有对输送
带的对中作用，同时由于其承受的载荷额定值增大，因此允许较大的托辊间距。
V形下托辊
可采用钢辊式、橡胶圆盘梳型结构。
现场经验表明，橡胶圆盘磨损较快，钢辊比橡胶圆盘结构优越。
用于凹弧段的反V形托辊，装在回程段上。
V形托辊类包括：
V形托辊组，V形前倾托辊组、V形梳型托辊组、反V形托辊组几类。
3）槽型类
4）三辊圆柱式托辊组
三辊圆柱式托辊组用于上托辊，槽角10°、20°、30°、35°和45°，其中还有前倾角托辊和缓冲托辊。
5）侧锥型托辊组
6）前置式槽型托辊组
7）调心托辊组
8）悬挂式托辊组
9）翻带托辊组
托辊的设计要求如下：
（1）托辊能灵活运转，即托辊筒必须是空套在托辊轴上。
（2）托辊轴必须有一定的强度以承受弯矩。
（3）托辊结构必须简单，托辊的质量不能过大。
（4）从托辊的经济性方面考虑采用最优化设计。
6.2托辊的设计计算
1）根据工作条件选择材料，并初步确定轴的最小直径
因为托辊主要承受径向力，不传递转矩，故轴的最小直径选12mm，即dmin=l2mm，
该轴无特殊要求，参考表4-1选取45钢，调质处理=650MPa。
2）轴的结构设计
考虑到轴上零件的定位和装配方便等要求，见图6-1托辊轴。
因为轴主要起改向作用，
只承受一定的径向力，故初选一对6204型轴承。
匚一
1-轴承2-管子3-轴4-轴承座5-密封圈6-密封圈7-外密封圈8-挡圈
图6-1托辊轴
轴承孔直径为20mm
轴承宽度B=14mm
托辊套筒处轴的直径为20mm
轴的各轴段长度分别为600mm，5mm，10mm（轴采用对称布置）；
轴的总长为640mm
轴承和右端轴肩之间用螺母进行轴向固定，轴承和轴用过盈配合周向固定。
3）轴上受力计算
托辊轴的受力计算与改向滚筒的受力计算方法相同，计算过程略，得满足受力要求。
第七章食品提升皮带机的安装和操作维护
7.1启动和停机
皮带机一般应空载的条件下启动。
在顺次安装数台食品提升皮带机时，应采用可以闭锁的启动装置，以便通过集控室按一定顺序启动和停机。
除此之外，为防止突发事故，每台皮带机还应设置就地启动或停机的按钮，可以单独停止任意一台。
为了防止输送带由于某种原因而被纵向撕裂，当输送机长度超过30m时，沿着输送机全
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