皮带运输机设计
1 概述
1.1皮带运输机的集中控起动方法比较
1.1.1控起动设备研究的必要性
皮带运输机是化工，煤炭，冶金，建材，电力，轻工，粮食，及至交通运输部门广泛使用的运输设备，随着现代科技的进步社会的发展，其重要性日趋明显，然而皮带运输机在使用运行过载中，由于各种因素的影响，经常发生断带，纵向撕裂，工作效率低等问题，因此，目前迫切需要一种性能良好的控启动设备，用的改善皮带运输机的启动性能，且在稳定运行时，保持高效率，及电机的功率平衡。 1.1.2软启动及其各种方法比较
为了解决刮板输送机在重载下难启动的问题，我国重型刮板输送机普遍采用了双速电机拖动，这种方式属于刚性传动，在启动时键子中动负荷显著的增加，在运输中不能吸收由于各级原因而产生的动负荷，也不能对系统提供任何保护作用，刚性驱动启动时冲击电流延续时间较长，随着功率增大，对电网冲击日益严重，在生产中也时常发生断键和烧毁电机的事故，为了抑制事故的发生，人们这时不断的增加键子强度和电机功率，却没有从拖动特性上去研究解决问题。 简易过滤器
近年来国外一些厂家（美国，德国等）已开始从传动系统的拖动特性来研究改善输送机启动和运转中存在的问题，并提出了“软启动”的概念，所谓软启动是相对刚性启动而言的，从传动上说就是使电机尽量在空载下启动，达到额定转速后，再使系统无冲击而慢慢运输起来转如正常运行。
4g手机电子围栏液力偶合器和液力变矩器是软启动方法中的一种，这种方法在启动时，偶合器不充液，电机在空载下启动，此时电机只带一个泵轮在空气中运转，惯量很小，加速很快，随着冲液量不断增加，拉矩不断增长，输送机在平稳状态下缓慢启动起来，燃而，液力偶合器由于漏液，因而工作效率比较低，只能达到79%，起输入转矩与输出转矩是相等的，不能改善原动机的输出转矩，在启动过载中，不能有效的改变液力偶合器的冲液量，用时其调整性能较差，启动电流也比较大。
行星减速器，具有效率高，维护费用少，生产成本低启动迅速平稳，线形度好，能使多电机驱动滚筒时的各电机负载趋于均匀，同时改变原动机输出转矩等许多优点。一般减速器为二自由度系统，在运输机启动时，二自由度等只使减速器跟着电机一起运行，当电机达到正常运行速度后，通过控制一个自由度，迫使行星齿轮减速器输出由于控制方式不同，也存在一些差异， 上图是有德国亚琛工业大学教授克·拖皮斯在一篇论文中论述的软启动减速器
从图上下看出它是通过控制内齿轮运转，从而让行星架输出扭矩的方法，本方法对内齿轮的制动是采用齿轮制动，通过控制齿轮轴而达到目的，有的是采用两极摩擦离合器制动内齿轮，从而改变输出，效果一样，这种减速器具有下列优点，（1）实现电机空载启动（2）实现输送机软偶合过程（3）两极制动低速运行在重载工况从而实现过程保护（4）从是实拖过载保护功能来讲并不需要再增加附加费用
从本设计看来，上述设计唯一的缺点是两极制动时，调级的危险，因而本设计将采用液压泵控实现无级调速的目的。
1.2液压泵控软起动减速器
1.2.1设计技术方案
如上节所述，行星减速器具有很多优点。因而本设计也毫例外，但两极制动很难改善跳级时的冲击作用。那无论对电机.胶带还是减速器本身，都存在不良影响。无级调速应该是发展的方向，而本设计偏重于机械方面。方案简图如下：
1.输入锥齿轮
2.输出锥齿轮
3.太阳轮
4.行星架
5.行星轮
6.内齿轮
7.液压泵
8.制动齿轮
由上图可见，从考虑电机安装及巷道布置出发使用了变向的锥齿轮。当电机起动时，液压泵空转可实现减速器空载起动。因为这时由于内齿轮运转，故其自由度为2，行星架没有输出。当电机达到额定转速时，对液压泵缓慢加载，制动齿轮将内齿轮制动住，扭矩从行星架上输出逐渐增加一至达到内齿轮停止，扭矩全从行星架输出。
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1.2.2行星减速器效率确定
分析其结构，可得其工作效率公式
η=η
12η
2
2η
v
η
z
式中: η1------联轴器效率
η
2
------轴承效率
η
v
------行星轮系效率
η
z
汽水热交换器------锥齿轮系效率取η1=0.99 η2=0.99
η
v
=0.98 ηz=0.96
其中ηv计算见后面相关部分
综上所述
η=η
12η
2
2η
v
η
z
0.904
行星减速器的高效率传动，使之比起液压泵的软起动来又优越可很多，
因而液压泵虽然亦能无级调速，但本设计不将之直接采用为起动装置。
2 渐开线行星齿轮传动的特点及类型
2.1渐开线行星齿轮传动的特点
随着现代工业技术的发展，对齿轮传动的承载能力.可靠性效率.圆周速度。体积和质量等技术和经济指标提出了越来越高的要求。渐开线行星齿轮传动就是近30年来为满足这种需要而发展起来的新型传动之一。行星齿轮传动与普通齿轮传动相比即使在他们的零件材料和机械性能。制造精度和工作环境等均相同的条件下，前者都具有许多独特的优点。
渐开线行星齿轮传动具有以下特点：
(1).把定轴线传动改为动轴线传动
(2).功率分流.采用数个行星齿轮传动载荷
(3).合理地利用内齿合
(4).结构紧凑.重量轻.体积小
(5).传动效率高
(6).传动比范围大.并可实现运动合成与分解，有级变速和无级变速
(7).运动平稳，抗冲击和震动能力较强
近代行星齿轮传动在结构设计上的重大突破就是成功的采用了均载机构，解决了由于制造.装配和构件变形等因素引起的各行星轮之间载荷不均匀问题，使功率在各行星轮间均匀分流，从而使这种传动的特点得以充分发挥。在未出现均载机构以前，人们靠减小制造误差来解决均载问题，但这是很不经济，又十分困难的事。而且误差和变形总是难免的，不同类型的均载机构有不同的特点和适用范围。
2.2渐开线行星齿轮传动的类型
行星齿轮传动的类型有很多种。因此，在设计时必须首先合理的选用传动类型。在选择传动类型时，必须考虑以下几个因素：传动比要求.传动效率.外廓结构尺寸.制造装配工艺等。根据上述诸原因，先选择一种或几种传动类型方案并作分析比较，最后确定比较合理的类型方案。
以上述六种传动型式看，NGW型具有效率高.功率不限.体积小.重量轻.制造安装方便等优点。故本设计选用NGW型传动方案。
3 传动方案的确定
3.1额定工况下的传动比设计计算
干电池手机原始材料：皮带运输能力 Q=1000T/h
电机功率 p
e
=132kw
皮带速度 V带=3.15m/s
3.1.1带宽选择
根据公式A=Q/3600ρvk 计算物料断面积
其中Q为运输能力（T/h）ρ为物料密度1.6吨/米 3
V为带速 3.15m/s k为系数取为1
∴A=1000/3600*1.6*3.15*1=0.055m2
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按槽角α=30o 堆积角φ=20o得带宽b=800mm
3.1.2皮带传动滚子直径选择
根据带宽b=800mm和带长l=1000m选择皮带传动滚子直径定为500mm=0.5m
3.1.3电机选择
根据原始资料要求P
e
=132kw查《煤矿机电产品目录》决定选用YBS-132型电机
1.型号说明
YBS-132
Y-输送机用 B-防爆式 S-异步机 132-额定功率132千瓦
电机外形 1243*660*780.5 重1302千克
由西北煤矿机械总厂生产
3.1.4传动比计算
由V=wr=>3.15=2πn
1*0.25/60 ∴n
1
=120.32r/min
传动比 i=n/n
1
=1475/120.32=12.25886
3.2 转动比方案确定
由上一章选择的传动比类型为NGW型，NGW型的传动比范围在2.7-9以内。可见一级传动不能满足传动比要求范围，应使用两级NGW传动或一级普
通齿轮加一级NGW传动即具有下图几种传动方案。
( I )
两级行星轮传动
( II )
一级直齿一级行星轮传动
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