五工位伸縮頭的設計計算

季洪博

摘 要：伸縮頭裝置可以用多條帶式輸送機進行轉載輸送物料，大大提高工作效率，降低生產成本。有效的提高帶式輸送機的利用率。本文詳細介紹了帶式輸送機五工位伸縮頭設計原理及其整機的設計計算，詳細闡述了系統結構及各部件的作用。

關鍵詞：五工位伸縮頭；參數；工作原理；計算；部件設計

中圖分類號：TG386 文獻標識碼：A

概述

帶式輸送機五工位伸縮頭卸料裝置主要布置于輸送系統的物料轉運點處，實現一條帶式輸送機對5路帶式輸送機的交叉換位給卸料。其主要用于卸煤裝置或地下轉運站，以及煤廠轉運站和煤斗間轉運站，作為不同帶式輸送機交叉換位之用。本文介紹五工位伸縮頭用于輸煤堆場火車卸煤帶式輸送機與其他帶式輸送機交叉作業系統。五工位伸縮頭結構示意圖如圖1所示。

1工作原理

帶式輸送機伸縮裝置布置在輸送機頭部，通過驅動裝置驅動其連接齒輪，齒輪和軌道架上部的銷齒條嚙合，從而拖動行走小車沿軌道移動進行工位轉換，實現對五路帶式輸送機的定位給料。由于膠帶通過伸縮裝置的頭尾滾筒的循環纏繞，實現伸縮頭移動時膠帶長度的自動補償，達到伸縮頭變換工位時不影響帶式輸送機的正常工作。

2技術參數（表1）

3行走功率設計計算

（1）滾動摩擦力F1

F1=k×ΣG×g=0.05×138461.8×9.8=67846.3N

（2）軸承摩擦阻力F2

F2=0.005×ΣG×g×d1/D1+0.005 ×F×d2/D2

=0.005×138461.8×9.8×130/600+0.005×1039567×380/480=5585N

（3）運行阻力F3

a）空載F3

F3=0.03×[（qG+2×qB）×L+q×n上+q”×n下]×g

=0.03×[（512+2×74.8）×38+75.51× 36+75.38×10]×9.8 =8412.2N

b）滿載F3

F物阻=0.025×qG×L×g=0.025×512×38×9.8=4766.7N

F3 =F3+F物阻

=8412.2+4766.7= 13178.9N

（4）滾筒彎曲阻力F4

F4=12×B×（200+0.01×F/B）×d/D×n

12×2200/1000×（200+0.01×517075/（2200/1000））×20/1000×2=2693.2N

（5）清掃器阻力F5

F5= B×s×p×μ3×n=2200×16/1000000×60000×0.6×2=2534.4N

（6）總阻力ΣF

a）空載

ΣF=F1+F2+F3+F4+F5

=67846.3+5585+8412.2+2693.2+ 2534.4=87071.1N

b）滿載

ΣF=F1+F2+F3+F4+F5

=67846.3+5585+13178.9+2693.2+ 2534.4=91837.8N

（7）ΣF=91837.8N

（8）P=ΣF*V=91837.8Nx0.08m/s=7.35kW

綜合其他安全因數考慮，選擇電機功率為30kW.

4主要部件設計

（1）行走車架

行走車架由不同規格型鋼組焊而成，主要車架梁采用H700×300×13×24，其他斜撐采用角鋼槽鋼等型材。此車架采用美國ANSYS計算軟件對架體的剛度、強度及其穩定性進行逐一計算校核，如圖2、圖3所示。

（2）滾筒

滾筒筒壁的有效厚度主要由強度決定。筒體能承受膠帶的張力，有足夠的剛度和強度，以滿足最大許用合張力和最大許用扭矩要求，并且具有較大的安全系數。滾筒表面采用平面鑄膠層，改向滾筒表面膠層厚度12mm，改向滾筒表面膠層硬度邵氏A型50-60°。

改向滾筒組是用來改變運輸帶的運行方向和增加運輸帶在傳動滾筒上的圍包角。它由筒體，軸和軸承座等組成，輪轂與軸之間采用脹套聯結或過盈配合。其結構型式如圖4所示。

（3）托輥組

伸縮頭采用強力下吊掛托輥組，采用方鋼管作為強力托輥組支架的主型材，托輥采用圓錐滾子軸承特殊制作，充分客服由于托輥穿梭時膠帶產生附加作用力。

（4）導向輪裝置

導向輪裝置由導向輪組和支架兩部分組成。支架與車體連接在一起，在伸縮頭裝置行走過程中起到正確導引方向的作用。

結語

伸縮頭裝置作為帶式輸送機的重要組成部分，實踐證明伸縮頭裝置使用效果很好，現在膠帶機系統中已廣泛采用此裝置，同時五工位大帶寬的伸縮頭裝置的研制成功為帶式輸送機拓寬了發展領域，奠定了良好基礎。

參考文獻

[1] 機械工業部北京運輸機械研究所.DTⅡ型固定式帶式輸送機設計選用手冊[M].北京：冶金工業出版社，1994.

[2] 宋偉剛.散裝物料帶式輸送機設計[M].沈陽：東北大學出版社，2000.

[3] 于學謙.礦山運輸機械[M].徐州：中國礦業大學出版社，1989.

[4]《運輸機械設計選用手冊》編輯委員會.運輸機械設計選用手冊（第1冊）[M]. 北京：化學工業出版社，1999.endprint

摘 要：伸縮頭裝置可以用多條帶式輸送機進行轉載輸送物料，大大提高工作效率，降低生產成本。有效的提高帶式輸送機的利用率。本文詳細介紹了帶式輸送機五工位伸縮頭設計原理及其整機的設計計算，詳細闡述了系統結構及各部件的作用。

關鍵詞：五工位伸縮頭；參數；工作原理；計算；部件設計

中圖分類號：TG386 文獻標識碼：A

概述

帶式輸送機五工位伸縮頭卸料裝置主要布置于輸送系統的物料轉運點處，實現一條帶式輸送機對5路帶式輸送機的交叉換位給卸料。其主要用于卸煤裝置或地下轉運站，以及煤廠轉運站和煤斗間轉運站，作為不同帶式輸送機交叉換位之用。本文介紹五工位伸縮頭用于輸煤堆場火車卸煤帶式輸送機與其他帶式輸送機交叉作業系統。五工位伸縮頭結構示意圖如圖1所示。

1工作原理

帶式輸送機伸縮裝置布置在輸送機頭部，通過驅動裝置驅動其連接齒輪，齒輪和軌道架上部的銷齒條嚙合，從而拖動行走小車沿軌道移動進行工位轉換，實現對五路帶式輸送機的定位給料。由于膠帶通過伸縮裝置的頭尾滾筒的循環纏繞，實現伸縮頭移動時膠帶長度的自動補償，達到伸縮頭變換工位時不影響帶式輸送機的正常工作。

2技術參數（表1）

3行走功率設計計算

（1）滾動摩擦力F1

F1=k×ΣG×g=0.05×138461.8×9.8=67846.3N

（2）軸承摩擦阻力F2

F2=0.005×ΣG×g×d1/D1+0.005 ×F×d2/D2

=0.005×138461.8×9.8×130/600+0.005×1039567×380/480=5585N

（3）運行阻力F3

a）空載F3

F3=0.03×[（qG+2×qB）×L+q×n上+q”×n下]×g

=0.03×[（512+2×74.8）×38+75.51× 36+75.38×10]×9.8 =8412.2N

b）滿載F3

F物阻=0.025×qG×L×g=0.025×512×38×9.8=4766.7N

F3 =F3+F物阻

=8412.2+4766.7= 13178.9N

（4）滾筒彎曲阻力F4

F4=12×B×（200+0.01×F/B）×d/D×n

12×2200/1000×（200+0.01×517075/（2200/1000））×20/1000×2=2693.2N

（5）清掃器阻力F5

F5= B×s×p×μ3×n=2200×16/1000000×60000×0.6×2=2534.4N

（6）總阻力ΣF

a）空載

ΣF=F1+F2+F3+F4+F5

=67846.3+5585+8412.2+2693.2+ 2534.4=87071.1N

b）滿載

ΣF=F1+F2+F3+F4+F5

=67846.3+5585+13178.9+2693.2+ 2534.4=91837.8N

（7）ΣF=91837.8N

（8）P=ΣF*V=91837.8Nx0.08m/s=7.35kW

綜合其他安全因數考慮，選擇電機功率為30kW.

4主要部件設計

（1）行走車架

行走車架由不同規格型鋼組焊而成，主要車架梁采用H700×300×13×24，其他斜撐采用角鋼槽鋼等型材。此車架采用美國ANSYS計算軟件對架體的剛度、強度及其穩定性進行逐一計算校核，如圖2、圖3所示。

（2）滾筒

滾筒筒壁的有效厚度主要由強度決定。筒體能承受膠帶的張力，有足夠的剛度和強度，以滿足最大許用合張力和最大許用扭矩要求，并且具有較大的安全系數。滾筒表面采用平面鑄膠層，改向滾筒表面膠層厚度12mm，改向滾筒表面膠層硬度邵氏A型50-60°。

改向滾筒組是用來改變運輸帶的運行方向和增加運輸帶在傳動滾筒上的圍包角。它由筒體，軸和軸承座等組成，輪轂與軸之間采用脹套聯結或過盈配合。其結構型式如圖4所示。

（3）托輥組

伸縮頭采用強力下吊掛托輥組，采用方鋼管作為強力托輥組支架的主型材，托輥采用圓錐滾子軸承特殊制作，充分客服由于托輥穿梭時膠帶產生附加作用力。

（4）導向輪裝置

導向輪裝置由導向輪組和支架兩部分組成。支架與車體連接在一起，在伸縮頭裝置行走過程中起到正確導引方向的作用。

結語

伸縮頭裝置作為帶式輸送機的重要組成部分，實踐證明伸縮頭裝置使用效果很好，現在膠帶機系統中已廣泛采用此裝置，同時五工位大帶寬的伸縮頭裝置的研制成功為帶式輸送機拓寬了發展領域，奠定了良好基礎。

參考文獻

[1] 機械工業部北京運輸機械研究所.DTⅡ型固定式帶式輸送機設計選用手冊[M].北京：冶金工業出版社，1994.

[2] 宋偉剛.散裝物料帶式輸送機設計[M].沈陽：東北大學出版社，2000.

[3] 于學謙.礦山運輸機械[M].徐州：中國礦業大學出版社，1989.

[4]《運輸機械設計選用手冊》編輯委員會.運輸機械設計選用手冊（第1冊）[M]. 北京：化學工業出版社，1999.endprint

摘 要：伸縮頭裝置可以用多條帶式輸送機進行轉載輸送物料，大大提高工作效率，降低生產成本。有效的提高帶式輸送機的利用率。本文詳細介紹了帶式輸送機五工位伸縮頭設計原理及其整機的設計計算，詳細闡述了系統結構及各部件的作用。

關鍵詞：五工位伸縮頭；參數；工作原理；計算；部件設計

中圖分類號：TG386 文獻標識碼：A

概述

帶式輸送機五工位伸縮頭卸料裝置主要布置于輸送系統的物料轉運點處，實現一條帶式輸送機對5路帶式輸送機的交叉換位給卸料。其主要用于卸煤裝置或地下轉運站，以及煤廠轉運站和煤斗間轉運站，作為不同帶式輸送機交叉換位之用。本文介紹五工位伸縮頭用于輸煤堆場火車卸煤帶式輸送機與其他帶式輸送機交叉作業系統。五工位伸縮頭結構示意圖如圖1所示。

1工作原理

帶式輸送機伸縮裝置布置在輸送機頭部，通過驅動裝置驅動其連接齒輪，齒輪和軌道架上部的銷齒條嚙合，從而拖動行走小車沿軌道移動進行工位轉換，實現對五路帶式輸送機的定位給料。由于膠帶通過伸縮裝置的頭尾滾筒的循環纏繞，實現伸縮頭移動時膠帶長度的自動補償，達到伸縮頭變換工位時不影響帶式輸送機的正常工作。

2技術參數（表1）

3行走功率設計計算

（1）滾動摩擦力F1

F1=k×ΣG×g=0.05×138461.8×9.8=67846.3N

（2）軸承摩擦阻力F2

F2=0.005×ΣG×g×d1/D1+0.005 ×F×d2/D2

=0.005×138461.8×9.8×130/600+0.005×1039567×380/480=5585N

（3）運行阻力F3

a）空載F3

F3=0.03×[（qG+2×qB）×L+q×n上+q”×n下]×g

=0.03×[（512+2×74.8）×38+75.51× 36+75.38×10]×9.8 =8412.2N

b）滿載F3

F物阻=0.025×qG×L×g=0.025×512×38×9.8=4766.7N

F3 =F3+F物阻

=8412.2+4766.7= 13178.9N

（4）滾筒彎曲阻力F4

F4=12×B×（200+0.01×F/B）×d/D×n

12×2200/1000×（200+0.01×517075/（2200/1000））×20/1000×2=2693.2N

（5）清掃器阻力F5

F5= B×s×p×μ3×n=2200×16/1000000×60000×0.6×2=2534.4N

（6）總阻力ΣF

a）空載

ΣF=F1+F2+F3+F4+F5

=67846.3+5585+8412.2+2693.2+ 2534.4=87071.1N

b）滿載

ΣF=F1+F2+F3+F4+F5

=67846.3+5585+13178.9+2693.2+ 2534.4=91837.8N

（7）ΣF=91837.8N

（8）P=ΣF*V=91837.8Nx0.08m/s=7.35kW

綜合其他安全因數考慮，選擇電機功率為30kW.

4主要部件設計

（1）行走車架

行走車架由不同規格型鋼組焊而成，主要車架梁采用H700×300×13×24，其他斜撐采用角鋼槽鋼等型材。此車架采用美國ANSYS計算軟件對架體的剛度、強度及其穩定性進行逐一計算校核，如圖2、圖3所示。

（2）滾筒

滾筒筒壁的有效厚度主要由強度決定。筒體能承受膠帶的張力，有足夠的剛度和強度，以滿足最大許用合張力和最大許用扭矩要求，并且具有較大的安全系數。滾筒表面采用平面鑄膠層，改向滾筒表面膠層厚度12mm，改向滾筒表面膠層硬度邵氏A型50-60°。

改向滾筒組是用來改變運輸帶的運行方向和增加運輸帶在傳動滾筒上的圍包角。它由筒體，軸和軸承座等組成，輪轂與軸之間采用脹套聯結或過盈配合。其結構型式如圖4所示。

（3）托輥組

伸縮頭采用強力下吊掛托輥組，采用方鋼管作為強力托輥組支架的主型材，托輥采用圓錐滾子軸承特殊制作，充分客服由于托輥穿梭時膠帶產生附加作用力。

（4）導向輪裝置

導向輪裝置由導向輪組和支架兩部分組成。支架與車體連接在一起，在伸縮頭裝置行走過程中起到正確導引方向的作用。

結語

伸縮頭裝置作為帶式輸送機的重要組成部分，實踐證明伸縮頭裝置使用效果很好，現在膠帶機系統中已廣泛采用此裝置，同時五工位大帶寬的伸縮頭裝置的研制成功為帶式輸送機拓寬了發展領域，奠定了良好基礎。

參考文獻

[1] 機械工業部北京運輸機械研究所.DTⅡ型固定式帶式輸送機設計選用手冊[M].北京：冶金工業出版社，1994.

[2] 宋偉剛.散裝物料帶式輸送機設計[M].沈陽：東北大學出版社，2000.

[3] 于學謙.礦山運輸機械[M].徐州：中國礦業大學出版社，1989.

[4]《運輸機械設計選用手冊》編輯委員會.運輸機械設計選用手冊（第1冊）[M]. 北京：化學工業出版社，1999.endprint