皮带输送机的构造 胶带输送机是过程工业中应用最为普遍的一种连续输送机械，可用于水平方向和坡度不大的倾斜方向对粉体和成件物料的输送。例如，在水泥厂中通常用于矿山、破碎、包装、堆存之间运送各种原料、半成品和成件物品。同时，胶带输送机还可以用于流水作业生产线中，有时还可以作为某些复杂机械的组成部分。如水泥工业的大型预均化堆场中就少不了胶带输送，再如卸车机、装卸桥的组成部分中，也少不了胶带输送机。这种输送设备之所以获得如此广泛的应用，主要是因为它具有生产效率高、运输距离长、工作平稳可靠、结构简单、操作方便等优点。胶带输送机按机架结构形式不同可分为：固定式，可搬式、运行式三种。三者的工作部分都是相同的，所不同的只是机架部分。此次只讨论固定式胶带输送机的构造、性能及选型计算，其他类型可仿此类推。胶带输送机的构造如图1-1所示。一条无端的胶带1绕在改向滚筒 14 和传动滚筒6上，并由固定在机架上的上托辊2和下托辊10支承。驱动装置带动传动滚筒回转时，由于胶带通过拉紧装置7张紧在两滚筒之间，因此便通过传动滚筒与胶带间的摩擦力带动胶带运行。物料由漏斗4加至胶带上，由传动滚筒处卸出。加料点和卸料点可根据工艺过程要求设在相应的位置。
一、输送带输送带起曳引和承载作用。输送带主要有织物芯胶带和钢绳芯胶带两大类。织物芯胶带中的衬垫材料通常用棉织物，近年来也用化纤织物衬垫，如人造棉、人造丝、尼龙、聚氨酯纤维和聚酯纤维等。目前使用的输送带有橡胶带和聚氯乙烯塑料输送带两种。其中橡胶带应用广泛，而塑料带由于除了具有橡胶带的耐磨、弹性等特点外，还具有优良的化学稳定性、耐酸性、耐碱性及一定的耐油性等，因此也具有较好的应用前景。橡胶带由若干层帆布组成，帆布层之间用硫化方法浇上一层薄的橡胶，带的上面及左右两侧都覆以橡胶保护层，如图1-2所示。
帆布层的作用是承受拉力。显然，胶带越宽，帆布层亦越宽，能承受的拉力亦越大;帆布层越多，能承受的拉力亦越大。但带的横向柔韧性越小，胶带就越不能与支承它的托辊平服地接触，这样就有使胶带走偏而把物料倾斜卸出机外的可能。常用的橡胶带的帆布层数如表7-1所示。 [图片 14.jpg]
B---带宽，cm; σ---输送带的径向扯断张力，每层普通型橡胶带σ=560N/cm，每层强力型橡胶带σ=960N/cm. 橡胶层的作用，一方面是保护帆布不致受潮腐烂;另一方面是防止物料对帆布的摩擦作用。因此，橡胶层对于工作面(即与物料相接触的面)和非工作面(即不与物料相接触的面)是有所不同的。工作面橡胶层的厚度有1.5mm、2.0mm、3.0mm、4.5mm、6.0mm五种，非工作面橡胶层的厚度有1.0mm、1.5mm、3.0mm 三种。橡胶层的厚度根据物品的尺寸及物理性质而定，通常情况下多选用厚度为1.5~3.0mm 的橡胶层。橡胶带的连接是影响胶带使用寿命的关键问题之一，由于接头处强度较弱，计算时橡胶带的安全系数势必取得较大，因此影响胶带能力的充分发挥。为了保证胶带正常运转和节约橡胶，就必须合理地解决连接问题。橡胶带的连接方法可分为两类，即硫化胶接和机械连接。硫化胶接法是将胶带接头部位的帆布和胶层按一定形式和角度割成对称差级，涂以胶浆使其黏着，然后在一定的压力、温度条件下加热一定时间，经过硫化反应，使生橡胶变成硫化橡胶，以使接头部位获得黏着强度。塑料输送带有多层芯和整芯两种。多层芯塑料带和普通橡胶带相似，其每层径向扯断张力为560N/cm。整芯塑料带的生产工艺简单，生产率高，成本低，质量好。整芯塑料带厚度有4mm、5mm 和6mm 三种。塑料带的接头方法有机械法和塑化法两种。机械接头的安全系数与橡胶带相似，塑化接头能达到其本身强度的70%～80%，安全系数取m=9，因此，整芯塑料带采用塑化接头很有必要。橡胶带和塑料带的单位长度质量分别列于表1-2和表1-3。
夹钢绳芯橡胶带是以平行排列在同一平面上的许多条钢绳芯代替多层织物芯层的输送带。钢绳以很细的钢丝捻成，直径为2.0~10.3mm。钢绳的材料为直径为1mm 的钢丝，这些钢丝经淬火后表面镀铜，以提高橡胶与钢绳的黏着力。经处理后的钢丝再冷拉至直径为0.25mm 的细丝。夹钢绳芯橡胶输送带的主要优点是抗拉强度高，适用于长距离和陡坡输送;伸长率小(约普通胶带的1/10~1/5)，因此可缩短拉紧行程;带芯较薄，纵向挠曲性能好，易于成槽(槽角力35°)，这不仅能增大输送能量，也可防止皮带跑偏;横向挠曲性能好，滚筒直径可以较小;动态性能好，耐冲击、耐弯曲疲劳，破损后易修补，因而可提高作业速度;接头强度高，安全性较高;使用寿命长，是普通胶带使用寿命的2～3倍。其缺点是：当覆盖层损坏后，钢丝易腐蚀，使用时要防止物料卡入滚筒与胶带之间，因其延伸率小而容易使钢绳拉断。带式输送机已向长距离、大输送量、高速度方向发展。目前各国使用的长距离、大输送量的输送机上多数采用夹钢绳芯橡胶带。二、托辊托辊用于支承运输带和带上物料的质量，减小输送带的下垂度，以保证稳定运行。托辊可分为如下几种： ① 平形托辊 如图1-3(a)所示，一般用于输送成件物品和无载区，以及固定形式卸料器处。 ② 槽形托辊 如图1-3(b)所示，一般用于输送散状物料，其输送能力要比平形托辊提高20%以上。旧系列的槽角一般采用20°、30°，目前都采用35°、45°，国外已有采用60°的。
槽形调心托辊的结构如图1-4所示。托辊支架2装在一有滚动止推轴承的主轴3上，使整个托辊能绕垂直轴旋转。当输送带跑偏而碰到导向滚柱体8时，由于阻力增加而产生的力，矩使整个托辊支架旋转，这样托辊的几何中心与带的运动中心线就不相互垂直，带和托辊之间产生一滑动摩擦力，此力可使输送带和托辊恢复正常运行位置。
④ 缓冲托辊 如图1-5所示，在受料处，为了减少物料对输送带的冲击，可以设置缓冲托辊，它的滚柱是采用管形断面的特制橡胶制成的。
⑤ 回程托辊 用于下分支支承输送带，有平形、V形、反V形几种。V形和反V形回程托辊能降低输送带跑偏的可能性。当V形和反 V形回程托辊配套使用时，形成菱形断面，能更有效地防止输送带跑偏。 ⑥ 过渡托辊 安装在滚筒与第一组托辊之间，可使输送带逐步变成槽形，以降低输送带边缘因成槽延伸而产生的附加应力。托辊由滚柱和支架两部分组成。滚柱是一个组合体，如图1-6所示，它由滚柱体、轴、轴承、密封装置等组成。滚柱体用钢管截成，两端具有钢板冲压或铸铁制成的壳作为轴承座，通过滚动轴承支承在心轴上(少数情况也有采用滑动轴承的)。为了防止灰尘进入轴承，也为了防止润滑油漏出，装有密封装置，其中迷宫效果最佳，但防水性能差。
托辊支架由铸造、焊接或冲压而成，并刚性地固定在输送机架上。托辊的质量见表1-4。
胶带输送机上托辊的间距应根据带宽和物料的物理性质选定，建议参照表1-5所列范围选用。受料处托辊间距视物料容积密度及块度而定，一般取为上托辊间距的1/3～1/2。下托辊间距一般可取为3m。头部滚筒轴线到第一组槽形托辊的间距可取为上托辊间距的1.3倍，尾部滚筒到第一组托辊的间距不小于上托辊间距。输送质量大于 20kg 的成件物品时，托辊间距不应大于物品输送方向上长度的1/2。输送送质量小于 20kg 的成件物品时，托辊间距可取为 1m。三、驱动装置驱动装置的作用是通过传动滚筒和输送带的摩擦传动，将牵引力传给输送带，以牵引输送带运动。胶带输送机的驱动装置典型结构如图1-7所示。传动滚筒由电动机经减速装置而驱动。对于倾斜布置的胶带输送机，驱动装置中还设有制动装置，以防止突然停电时，由于物料的作用而产生胶带的下滑。最常用的减速器是圆柱齿轮减速器和圆锥齿轮减速器。另外，还采用有圆柱-圆锥齿轮减速器和蜗轮减速器。
传动滚筒的结构如图7-8所示，它由铸铁制成或由钢板焊接而成。滚筒为中部稍带突起的圆柱形，即呈鼓形，其目的是使胶带运动时有自动定心的作用。突起部分达到的高度(中间部分的半径和边缘部分半径之差)通常为直径的0.5%，但不小于 4mm。
滚筒的宽度应比带宽大100～200mm。滚筒的直径由胶带内帆布层数所决定。对于普通型胶带，传动轴滚筒直径与帆布层数之比，硫化接头取D/Z=125，机械接头取D/Z=100;对于强力型胶带取D/Z=200。已系列化的传动滚筒直径与胶带层数之间的关系见表1-6，带宽与传动滚筒直径的关系1-7。
传动滚筒分光面和胶面滚筒两种。光面滚筒的摩擦系数一般为0.20～0.25，适用于功率不大、环境湿度小的场合。反之，则采用滚筒外敷一层橡胶的胶面滚筒，以增大摩擦系数。在胶带输送机中，当需要很紧凑的驱动装置时，可以采用电动滚筒作为驱动装置。图7-9 所示为油冷式电动滚筒，它把电动机和减速装置都装在传动滚筒之内。该电动滚简具有以下优点：结构简单、紧凑、占有空间位置小;操作安全;整机操作方便，减少停机时间;与同规格的外部驱动装置相比，电动滚筒质量约减轻60%～70%，节约金属材料 58%。电动滚筒的功率范围为2.2~55kW，一般使用于环境温度不超过40°C的场合。
胶带输送机驱动装置的一个重要问题是输送带绕过传动滚筒的方式。图1-10中列出了几种方案，其中图(a)所示只采用一个传动滚筒，而胶带在它上面的包角α=180°;如果采用一个导向滚筒，则如图(b)所示，α=210°～230°;两个传动滚筒的方案如图(c)、(d)所示，包角分别为α=350°及α=430°;图(e)、(f)所示采用压辊或压带以增加附加压力。驱动输送带的条件是[图 7-10(a)]：为了避免输送带在传动滚筒上打滑，传动滚筒趋入点的输送带张力S_n和奔离点的输送带张力S_1之间的关系应满足尤拉公式：S_n<=S_1e^ua 式中:S_n---传动滚筒趋人点的输送带张力，N; S_1—传动滚筒奔离点的输送带张力，N; e一自然对数的底数; u—传动滚筒与输送带间的摩擦系数; a—输送带与传动滚筒的包角。
由式可以看出，输送带的牵引力随p、a及S，的增加而增加，因此当需要增大输送带牵引力时，可增加上述三个因素中的任意一个，但S。的增加受输送带强度的限制;从的增加受滚筒表面材料及工作条件的影响;a的增加将影响结构方案。为了在u、a、Sn一定的情况下增加牵引力，宜采用通过压滚或压带产生附加压力的方法。
四、改向装置胶带输送机在垂直平面内的改向一般采用改向滚筒。改向滚筒的结构与传动滚筒的结构基本相同，但其直径比传动滚筒略小一些。改向滚简直径与胶带帆布层之比，一般可取D/Z≥80 ~ 100. 180°改向者一般用作尾部滚筒或垂直拉紧滚筒;90°改向者一般用作垂直拉紧装置上方的改向轮;小于45°改向者一般用作增面轮。此外，尚可采用一系列的托辊达到改向的目的。如输送带由倾斜方向转为水平(或减小倾斜角)时，即可用一系列的托辊来实现改向，其托辊间距可取正常情况的一半。此时输送机的曲线是向上凸起的，其凸弧的曲率半径可按式计算：R1 ≥18B，式中 B——带宽，m。有时可不用任何改向装置，而让输送带自由悬垂成一曲线来改向。如输送带由水平方向转向上倾斜方向时(或增加倾斜角)，即可采用这种方法，但输送带下仍需设置一系列托辊。此时凹弧的曲率半径可按式计算：
五、拉紧装置拉紧装置的作用是拉紧胶带输送机的胶带，限制在各支承托辊间的垂度和保证带中有必要的张力，使带与传动滚筒之间产生足够的摩擦牵引力，以保证正常工作。拉紧装置分螺旋式、车式、垂直式三种。(1)螺旋式拉紧装置螺旋式拉紧装置如图1-11所示，由调节螺旋和导架等组成。回转螺旋即可移动轴承座沿导向架滑动，以调节带的张力。但螺旋应能自锁，以防松动。这种拉紧装置紧凑、轻巧，但个能自动调节。它适用于输送距离短(一般<100m)、功率小的输送机上。该拉紧装置的螺旋拉紧行程有 500mm、800mm、1000mm 三种。
(2)车式拉紧装置车式拉紧装置又分为重锤式拉紧装置和固定绞车式拉紧装置。如图1-12(a) 所示是一种重锤车式拉紧装置，这种拉紧装置适用于输送距离较长，功率较大的输送机。其拉紧行程有2m、3m、4m 三种。固定绞车式拉紧装置用于大行程、大拉紧力(30～150kN)、长距离、大运输量的带式输送机，最大拉紧行程可达17m。
(3)垂直式拉紧装置垂直式拉紧装置如图1-12(b)所示，其拉紧原理与车式拉紧装置相同。它适用于采用车式拉紧装置布置较困难的场合，可利用输送机走廊的空间位置进行布置;可随着张力的变化靠重力自动补偿输送带的伸长，重锤箱内装入每块15kg 重的铸铁块调节拉紧张力。该拉紧装置的缺点是改向滚筒多，且物料易掉入输送带与拉紧滚筒之间而损坏输送带，特别是输送潮湿或黏性物料时，由于清扫不干净，因此这种现象更严重。
六、装料及卸料装置装料装置的形式决定于被输送物料的特性。成件物品通常用倾斜槽、滑板来装载或直接装到输送机上;粒状物料则用装料漏斗来装载。装料装置除了要保证均匀地供给输送机定量的被输送物料外，还要保证这些物品在输送带上分布均匀，减少或消除装载时物料对带的冲击。因此，装料装置的倾斜度最好能使物料离开装料装置时的速度接近带的运动速度。卸料装置的形式决定于卸料的位置。最简单的卸料方式是在输送机的末端卸料，这时除了导向卸料槽之外，不需要任何其他装置。如需要从输送机上任意一处卸料，则需要采用犁式卸料器和电动小车，如图1-13所示。
七、清理装置清扫器的作用是清扫输送带上黏附的物料，以保证有效地输送物料，同时也保护了输送带。尤其是输送黏湿性物料时，清扫器的作用就显得更重要。清扫器分头部清扫器和空段清扫器两种。头部清扫器又分重锤刮板式清扫器和弹簧清扫器，装于卸料滚筒处，清扫输送带工作面的黏料。弹簧清扫器的结构如图 1-14(a)所示。
空段清扫器装在尾部滚筒前，用以清扫黏附于输送带非工作面的物料。空段清扫器的结构如图1-14(b)所示。
带式逆止器的结构如图1-15所示。输送带正常运行时，制动带1被卷缩，因此不影响输送带的运行。若输送带突然反向运行，则制动带的自由端被卷夹在传动滚筒与输送带之间，就阻止了胶带的反向运动。带式逆止器的优点是结构简单，造价低廉，在倾斜角小于18°时制动可靠;缺点是制动时必须有一段倒转，造成尾部装料处堵塞溢料。头部滚筒直径越大，倒转距离越长，因此，对于功率较大的胶带输送机不宜采用这种逆止器。
滚柱式逆止器的结构如图1-16所示，它是由棘轮1、滚柱2和底座3组成的。滚柱式逆止器安装在减速器低速轴的一端，其底座固定在机架上。当棘轮顺时针方向旋转时，滚柱处于较大的间隙内，不影响正常运转。但当输送带反向运动时，滚柱被楔入棘轮与底座之间的狭小间隙内，从而阻止棘轮反转。滚柱式逆止器制动平衡可靠，在向上输送的输送机中都可采用。电磁闸瓦制动器因为消耗大量电力，且经常因发热而失灵，所以一般情况下尽量不用，只是在向下输送时才采用。
