带式输送机液压张紧装置设计.docx

中 文 摘 要
皮带输送机是高强力、大运量、大功率的现代化的大型运输设备，在国民经济中发挥着重要的作用。
本文通过对皮带输送机张紧装置的分析，指出当前张紧装置存在的缺陷，对张紧装置的结构进行了改进设计。设计的张紧装置主要由液压系统等部分组成。
由于电流和负载之间存在线性比例关系，根据驱动电流来识别输送带上荷载量，电流信号在电控中经运算转化为系统所需的张紧力，再与拉力传感器测到的拉力相比较，比较的结果控制电磁阀，由电磁阀来控制液压缸的油路，液压系统提供相应的张紧力，使输送带上的张紧力随驱动电机电流的变化而变化，时刻使输送带的张紧处在一个动态控制的过程，为输送机提供正常运行的必要张力，防止打滑。从而实现对输送带适时、及时的动态张紧。
关键词：皮带输送机，液压张紧装置，液压马达，液压泵站，液压元件

Abstract
The belt conveyer is the high force, the great transportation amolln4 the high efficiency modernization large-scale transport vehicle．So it is playing a vital role in the national economy．
After analyzing take-up assembly for belt conveyor, the current flaw that the device has existed is pointedoutin this paper. The improved take-up assembly consists of take-up hydraulic system, electric control etc.
The load can be obtained by electric current for its linear relation, electric control system then, with the pulling force which obtains after the pulling force sensor compares again, compared with result control solenoid valve.
Keywords:

目 录
中文摘要
Abstract
第一章 概论 1
1.1 皮带输送机张紧系统的概述 1
1.1.1 张紧装置的发展现状 1
1.1.2 张紧装置的发展趋势 3
1.1.3 张紧装置在皮带输送机中的作用及特点 4
1.1.4张紧装置的工作原理 4
1.2 本设计课题的意义及所做的工作 5
1.2.1 选题的目的和意义 5
1.2.2本课题所做的工作 6
第二章 张紧装置的理论分析与方案设计 7
2.1 皮带输送机张紧装置的安装位置 7
2.1.1 张紧装置的基本布置原则 7
2.1.2 张紧装置几种常见的安装位置 7
2.1.3 张紧装置安装位置的选定 8
2.2自动张紧装置参数等确定 8
2.2.1本次设计的主要技术参数 9
2.2.2皮带输送机正常运行时输送带张紧力 9
2.2.3皮带输送机起动过程中输送带的张紧力 14
2.2.4皮带输送机制动过程中输送带的张紧力 17
2.2张紧装置安装方式的方案设计 17
第三章 液压系统的设计 18
3.1 液压系统的组成 18
3.2 液压绞车的设计 18
3.2.1.液压绞车的原理及结构介绍 18
3.2.2 液压绞车的参数设计计算 19
3.2.3 液压泵的选型 20
3.2.4 液压马达的选型 21
3.2.5 液压泵及电机功率计算 23
3.3 蓄能器的选型计算 23
3.4 液压站的设计 25
3.4.1 明确液压站的工作要求 25
3.4.2 液压站的工作过程 25
3.4.3液压系统的设计要求和工作原理 26
3.4.4 油箱的设计 29
3.4.5 连接方案的设计 33
3.4.6 液压泵安装基座设计 33
结论 35
参考文献 36
致谢 37

第一章 概论
1.1 皮带输送机液压张紧系统的概述
1.1.1 张紧装置的发展现状
张紧装置直接影响皮带输送机的整体性能。目前皮带输送机常用的张紧装置主要分为固定张紧装置、重锤张接装置和液压张紧装置三种。
1） 固定张紧装置
固定张紧装置的特点是张紧滚筒在运转过程中的位置保持不变，张紧力不能自动进行调节，只有在停车状态下才能对张紧装置的张紧力和张紧行程进行调节。固定张紧装置的优点是张紧滚筒位置固定，不需要人工操作或控制，结构简单紧凑，操作维护方便，一般用于小型皮带输送机。固定张紧装置又分为螺旋张紧装置和固定绞车张紧装置。螺旋张紧装置见图1-1。

图1-1 螺旋张紧装置

由图1-1可见，张紧滚筒的轴承座在活动架上，活动架可在导轨上滑动。旋转调节螺杆，螺母带动活动架一起前进和后退，达到张紧和放松输送带的目的。固定绞车张紧装置由绞车、滑轮、张紧小车等组成，通过绞车卷进、放松钢丝绳来调节输送带所需的张紧力。
2）重锤张紧装置
重锤张紧装置是靠重锤的重力将输送带张紧，张紧力的大小依靠增加或减小重锤重量来调节。重锤张紧装置又分为重载车式张紧装置和重锤式张紧装置。
重载车式张紧装置是将重物由钢丝绳通过定滑轮与滑动小车相连，将张紧滚筒固定在滑动小车上，由重物张紧滑动小车对输送带产生张紧力（见图1-3），重锤张紧装置是通过用钢丝绳悬挂起来的重锤使输送机的张紧车产生张紧力。

图1-3 重锤车式张紧装置
3） 液压张紧装置
3.1）普通型液压张紧装置
通过液压油缸（或绞车）的快速位移来吸收输送带的弹性伸长，分为液压绞车张紧、液压油缸张紧、液压油缸与固定绞车组合张紧三种。液压绞车张紧装置是通过液压马达动作，使张紧绞车卷进和松开输送带来自动调节输送带的张紧力；液压油缸张紧装置由蓄能站、液压泵站、张紧油缸、电控箱和附件五大部分组成,通过液压站压力使油缸产生伸缩来调节皮带输送机的张紧力。液压张紧装置实物图如图1-4所示

图1-4液压张紧装置
液压张紧装置的优点是结构紧凑,易于实现远距离控制,可以根据输送机在启动和正常运行工况下对输送带张力的不同要求调节输送带张紧力，控制响应速度快，能够在驱动滚筒与输送带产生滑动时自动增加张紧力。缺点是不能随输送带上载荷的变化自动进行张紧力调节。
1.1.2 张紧装置的发展趋势
综前所述，按常规方式设计的各种张紧装置，其动态调节很难达到最佳张紧效果。主要问题在于设计都是静态特性的基础上，通过对起动、运行各阶段不同张力的要求进行设计，未能考虑负载动态变化对胶带张力的影响，因此产生调节的不合理性。在输送带张力过度时，输送带过张紧，应力疲劳加大，容易出现皮带拉断故障；在输送带张力不足时，导致皮带打滑及断带、着火故障，而且还容易出现皮带横向震动过大、功率消耗过大等一系列问题。
针对DYL系列和其他常规张紧装置存在的问题，基于实施驱动电机电流与负载间呈现对应比例关系的考虑，现在有科学家提出了一种基于电机电流输入控制的力反馈动态张紧装置的设计方案。其基本原理是：通过识别驱动电机的电流变化来间接识别输送带上载荷量的变化，以电机电流为闭环回路的控制信号，通过电流与负载的对应关系计算出理论张紧力的值，然后与力传感器所测的实际张紧力的值进行比较，从而适应负载的动态变化。
1.1.3 液压张紧装置在皮带输送机中的作用及特点
1)本装置能够自动实现对胶带机提供启动张力和运行张力的张紧动作，以满足胶带启动时防止打滑及胶带正常运行对张紧力的不同要求。
2)液压张紧装置的液压张力缓冲装置能够被及时张紧胶带机启动时的松边，改善了启动特性，减少甚至消除其他张紧出现的波涌、打带现象。
3)本装置除了震动提供启动张紧力、运行张紧力外还可根据用户需要自动提供皮带停机张力，这样既节约了能耗，又延长了胶带使用寿命。
4)张紧装置可根据用户的实际张紧行程需要在大行程范围内实现自动张紧，这样便能够适应伸长率大的整芯胶带机和长距离胶带机的张紧要求。
5)当停机或意外停机时，张紧装置能实现自动制动，此时仍能可靠地确保输送带处于张紧状态。
6)本装置配有可靠的张力监控系统，能对张力变化作出及时反应和调整。有效的防止了皮带机运行中的打滑现象。
7)本装置设有手动控制，便于胶带整机的维护。
1.1.4 液压张紧装置的工作原理
液压自动式张紧装置是利用拉力传感器反映输送带的拉力，与给定拉力进行比较后控制拉近液压缸的运动。
在皮带输送机启动前，液压张紧装置先启动，通过液压马达的动作，张紧输送带使值达到启动拉力值（约为正常运转值的1.5倍）。然后启动输送机的电动机，这样就使这一关系保持恒定，以达到防止打滑的目的。启动完毕后，输送带达到额度速度后， 自动转换为稳定运转值。在稳定运行状态下，输送带拉力几乎不变，张紧装置不动。当负荷变化或因其他原因引起拉力分布变化，使值变大时，液压马达将自动动作，使输送机的弹性变形减小以便降低。当值变小时，拉力传感器将发出信号，使液压泵供油推动液压缸张紧。使这一比值重新达到恒定值。
1.2 本设计课题的意义及所做的工作
1.2.1 选题的目的和意义
皮带输送机输送散体物料是当今世界上广泛采用的手段之一，是采矿企业主要的连续运输设施。采用这种方式不仅可以实现长距离、大批量输送，而且与其他输送设备相比，具有更好的经济效益和更低的运输成本。
随着煤矿井下运输能力的不断提高及巷道的不断延伸，皮带输送机的输送带长度也在逐渐加大。为了提高井下输送带的阻燃可靠性，阻燃整芯输送带的使用也在不断扩大。输送带长度的延长和整芯输送带的使用带来了新的问题，那就是输送带的伸长量急剧增加。以前大量使用的钢丝绳芯输送带伸长率为0.1%，而阻燃整芯输送带的伸长率为1%,整整提高了十倍，由于重锤张紧、固定绞车张紧等输送带张紧系统受张紧距离和张紧力的限制，使其难以适应100米以上输送带输送机的张紧要求。
长距离输送机的张紧系统不仅要满足输送带伸长量的要求，而且要满足张紧力可调，即起动阶段满足皮带输送机的动态防滑要求而使张紧力较大以增大摩擦牵引力;等速阶段张紧力降低以维持输送机正常运行要求。输送带在较低的张紧力条件下运行可提高输送带的使用寿命，降低能耗，而且可避免长距离输送带起动时的波动现象。
采用常规张紧系统，已无法有效解决输送机输送带长度变化较大时的实际问题、影响了输送机的正常使用。而电力驱动形式的自动张紧系统和液压缸自动张紧系统也显现出一些缺陷。随着技术的进步和发展，必须研制出运行安全可靠、张紧行程大、布置灵活以及能够满足动态和稳态两种工况时、输送带具有一定张紧力并可根据实际情况张紧力自动可调的张紧系统。
1.2.2本课题所做的工作
1、对皮带输送机张紧系统进行理论分析，总结了输送机起动张紧力、制动张紧力和正常张紧力的计算方法以及张紧系统的安装位置。
2、明确液压绞车自动张紧系统的各个工作过程，在此基础上提出了系统总体方案的设计要求，根据上述要求，完成液压系统、张紧力监控装置和电控系统的设计，对各个部分主要元件的选型和设计进行了说明。

第二章 张紧装置的理论分析与方案设计
2.1 皮带输送机张紧装置的安装位置
2.1.1 张紧装置的基本布置原则
1、张紧系统的安装位置可以任意选择，但最好选择在靠近驱动装置处，使此处的张紧力始终保持不变。如安装位置离驱动装置较远，最好在靠近驱动装置处增设重锤，以抵消加速度和减速度的影响，确保驱动滚筒奔离处的输送带保持最小的张力。
2、尽量布置在张力最小处或靠近传动滚筒的松边处。
3、确定张紧力的大小时，要考虑到正常运行和起动、制动等各种运行工况。
4、张紧行程考虑了输送带由于内张力的变化所引起的弹性变形、输送带使用后永久变形、以及输送带接头的预留量等因素。
2.1.2 张紧装置几种常见的安装位置
根据以上介绍的四条基本原则，在实际应用中张紧装置可有头部或中部张紧安装、尾部张紧一般安装、尾部张紧特殊安装等形式，示意图如图2-1、图2-2、图2-3所示。

图2-1 头部或中部张紧

图2-2 尾部张紧（一般布置形式）

图2-3 尾部张紧（特殊布置形式）
2.1.3 张紧装置安装位置的选定
由于松边张力值直接影响输送带的选定，所以在满足≤时，其值应尽可能小一些为好，这与张紧系统安装的位置有一定的关系。一般来说，确定安装系统的安装位置时应考虑以下几点；
1. 长度在300米以上的水平或坡度在4%以下的倾斜运输的输送机，张紧系统应设在紧靠驱动滚筒的空载侧。
2. 距离较短的输送机和坡度在4%以上的倾斜运输的输送机，张紧系统多半布置在尾部。
3. 由于钢丝绳芯输送带的伸长量非常小，张紧系统也可设在尾部。
2.2自动张紧装置参数等确定
根据皮带输送机正常运行时的输送带张力，在考虑一定张紧系数的情况下，设计张紧系统在启动过程中的最大张紧力以满足输送机的要求，为了减小输送带在启动过程中动张力的影响，以满足起动加速度的要求，设计张紧系统在输送带开始张紧到输送带开始起动的时间间隔。皮带输送机所需的张紧力，在起动，稳定运行和制动过程中是不同的，因此计算张紧力时应按各种工况下输送带在驱动滚筒上不打滑的条件计算。理想的张紧系统应能根据输送机再不提供框下的需求自动调整张紧力，这样，既可满足输送带垂度和摩擦牵引力的需求，又可保证输送带不受过大的张力，来避免因张力过大而引起输送带寿命的减小。
2.2.1本次设计的主要技术参数
1.张紧小车的最大牵引力：F=200×N
2. 张紧小车的牵引速度： =0.2m/s
3. 张紧小车的伸缩距离： S=12～24m
2.2.2皮带输送机正常运行时输送带张紧力
确定张紧系统张紧力的方法取决于张紧系统在皮带输送机中的位置，一般是先求出输送带在驱动滚筒分离点的张力，然后再根据逐点张力计算发球处在张紧系统位置处输送带的张力。输送带在驱动滚筒分离点的张力的确定是由滚筒摩擦条件和输送带悬垂度条件共同决定的。一般是先用摩擦条件计算出输送带张力，然后再用悬垂度条件进行校核。
1 皮带输送机的传动原理
皮带输送机在运行过程中，借助于传动滚筒与输送带间的摩擦力将驱动装置与输送带有机地联系起来，以完成二者之间的能量传递任务，保证输送机的可靠运行。
其摩擦传动原理如图2-4所示

图2-4 皮带输送机摩擦传动原理

设传动滚筒此时输出牵引力，输送带在传动滚筒奔离点处的张力为，在相遇点处的张力为（≥）。忽略一些次要因素，在输送带上取微元为隔离体，它对应的圆心角为，其受力分析图如图2-4所示。
由微元体力的平衡得：
（2—1）
（2—2）
式中：S，——输送带在和点的张力
——滚筒与输送带之间的摩擦系数
——输送带在滚筒上的包角
——微元体所受的法向反力
将式（2—1）式(2—2)联立解方程，并将边界条件=F带入
（2—3）
式（2—3）是传动滚筒包弧上任一点的张力的计算公式，即欧拉公式.
2 摩擦条件确定输送带张力
由欧拉公式可得：
（2—4）
另外 （2—5）
式中 —各种附加阻力之和
，—驱动滚筒驱入点和分离点处的张力
，—承载段和空载段阻力
为了简化计算，又是附加阻力按承载段阻力和空在短阻力之和的10%考虑，这样，式（2—5）可写成：
（2—6）
其中
（2—7） （2—8）
——输送机长度；
——与输送机有关的系数，见表2—1：

表 2—1 输送带长度系数

6
10
20
40
100
200
300
400
600
840
1000
1400
K
6
4.4
3.2
2.2
1.9
1.44
1.32
1.24
1.14
1.1
1.09
1.06

——被输送物体的单位重量，其中； （2—9）
——皮带输送机的输送量；
——输送带自重；
——输送速度；
——输送机倾角；
——驱动滚筒上的包角；
——输送带承载分支和空载分支的阻力系数，见表2—2
——输送带鱼滚筒表面之间的念着系数，见表2—3
——抗滑安全系数，在1.3～1.4的范围内取；
——输送带承载分支，空载分支托辊组传动部分的单位重量，
；
——输送机承载分支，空载分支托辊组传动部分的重量；
——输送带承载分支与空载分支的间距。
表2—2输送带承载分支和空载分支的阻力系数
工作条件
承载分支
承载分支
设备状态良好，无污染
0.021～0.024
0.024～0.034
设备状态较好，有轻污染
0.024～0.03
0.03～0.04
设备状态较好，严重污染
0.03～0.034
0.034～0.044
严重污染且大气含尘量高
0.034～0.044
0.04～0.05

表2—3 粘着系数
滚筒衬套的种类
工作条件
无套光滑表面
聚氨脂
橡胶
陶瓷
干燥
0.34～0.40
0.34～0.40
0.40～0.44
0.40～0.44
潮湿（清水）
0.10
0.34
0.34
0.34～0.40
潮湿（混有粘土的脏水）
0.04～0.10
0.20
0.24～0.30
0.34

式（2—7）和（2—8）中承载分支向上取“+”向下取“-”，而空载分支则“+” “-”号的取舍相反。联立式（2—4）和式（2—6），可得和，再根据逐点张力计算法，求出张紧点处的张力。这些张力是满足滚筒摩擦条件，即不打滑条件的，而且有13%～14%摩擦力备用。
3.用悬垂度条件校核输送带张力
为使皮带输送机运行平稳而且运行阻力降低，输送带在两托辊之间的悬垂度不易过大。一般把悬垂度限制在托辊间距的2.4%以内。输送带的垂度与其张力有关，张力越大，悬垂度就越小，根据受力可导出以下方程：
（2—10）
式中 ——承载短最小张力；
——输送带的最大垂度；
将带入上式，整理得
（2—11）
如果用摩擦条件所确定的输送带承载，空载段的最小张力不能满足式（2—11）和式（2—12），说明悬垂度条件需求的张力大。此时，可用悬垂度条件确定输送带承载段的最小张力，再用逐点张力计算法得出张紧点处的张力值。
4.计算张紧系统的张紧力
张紧系统所提供的张紧力基本按张紧点处输送带张力的两倍选取，张紧系统所步置的位置的不同，张紧力也有所不同，可得出以下几种对应于不同张紧位置的张紧力。
（1）水平运输机：在头部或靠近头部驱动，并在头部装有张紧系统，张紧力为，在头部或靠近头部驱动，并在尾部装有张紧系统时，张紧力为。
（2）上运输送机：在头部或靠近头部驱动，并在头部装有张紧系统时，张紧力为，在头部或靠近头部驱动，并在尾部装有张紧系统时，张紧力为。
（3）下运输送机：在尾部或靠近尾部驱动，并在头部装有张紧系统时，张紧力值为由悬垂度所校核的最小张力的2倍，在尾部或靠近尾部驱动，并在头部装有张紧系统时，张紧力为由悬垂度所校核的最小张紧力加上空载阻力的2倍，在头部或靠近头部驱动且输送机处于制动状态，并在头部装有张紧系统时，张紧力为，在头部或靠近头部驱动且输送机处于制动状态，并在尾部装有张紧系统时，张紧力为。
对于在中间部分装设张紧系统时，对于头部驱动的输送机，其张紧力为，对于尾部驱动的输送机，其张紧力为（其中——张紧系统距皮带机头的距离，皮带长度）
可以看出，不同的布置方式，和对张紧系统张紧力有不同的影响，因此布置张紧系统时要遵循张紧系统尽可能地布置在输送带张力最小处这样一个原则。
5 计算驱动装置的功率
（2—12）
式中：——驱动装置的功率
——电动机主驱动滚筒的传动结构的效率
2.2.3皮带输送机起动过程中输送带的张紧力
皮带输送机在起动时为了增加主动滚筒的摩擦牵引力，其牵引力比正常运行时要大，起动牵引力与正常运行时驱动滚筒牵引力的比值叫做启动系数。表2—4是水平输送机在不同运距和不同加速度下的起动系数。
表2-4 水平输送机的起动系数

10
20
30
40
100
200
300
400
>1000
0.1
1.084
1.113
1.129
1.141
1.296
1.241
1.248
1.249
1.392
0.14
1.120
1.169
1.194
1.224
1.319
1.362
1.384
1.414
1.494
0.2
1.161
1.226
1.249
1.301
1.424
1.484
1.418
1.444
1.648
0.3
1.242
1.339
1.338
1.443
1.639
1.422
1.446
1.836
1.988

皮带输送机在起动自动张紧系统的张紧力和正常运行时的张紧力也不同，两者的比值叫做张紧力比。通过张紧力比与起动系数的关系，可以确定长进系统在输送机起动前所提供给输送带的起动张紧力值。
1. 输送机启动系数的确定
若起动牵引力为，正常运行时牵引力为，则，与启动系数的关系为：
（2—13）
正常运行时的牵引力应等于运行阻力，即，其计算见公式（2—6）而起动牵引力应等于运行阻力与起动惯性阻力之和，即，
（2—14）
式中 ——输送机起动加速度；
——旋转质量惯性系数；
2.张紧力比的确定
对于自动张紧要求在输送机起动前对胶带奔离点进行预张紧，则起动时所需的张紧力，与正常运行时所需的张紧力之比即为张紧力比，即;
(2—15)

图2—5 皮带输送机布置图1
3.启动系数与张紧力之比的关系：
（2—16）
式中：——分别为起动和正常运行时输送带趋入点的张力；
——分别为起动和正常运行时输送带奔离点的张力；
它们之间有如下关系：

（2—17）
式中： ——正常运行时摩擦力备用系数;
——起动时摩擦力备用系数；
将式（2—17）带入式（2—13）得
（2—18）
在水平和上运时，因，则；而在下运并发电运行时，因，则。

图2—6 皮带输送机布置图2
上述结论适用于张紧系统位于驱动装置附近的情况。当两者相距较远，其间有运行阻力时张紧力与启动系数的关系与上面不同，如图2-6所示，张紧系统位于4点，则预紧后，4点的张力为：
（2—19）
式中：——起动时所需的张紧力；
——正常运行时所需的张紧力；
起动时输送带分离点的张力和预紧力的关系为：
（2—20）
式中：——起动时4点与5点间的运行阻力；
当水平或上运时则有
（2—21）
式中： ——正常运行时4点与5点间的运行阻力；
则此时张紧比与起动系数的关系为：
（2—22）
下运时有同样的方法可得:
（2—23）
从表2—4可以看到起动系数的值在1.1～1.8的范围内，根据不同的起动和正常运行时的摩擦力备用系数，可以得到张紧系统的张紧力比，一般情况下张紧系统所提供的起动张紧力是正常情况运行允许张紧力值的1.4～1.8倍。
2.2.4皮带输送机制动过程中输送带的张紧力
皮带输送机制动过程中，输送机的制动惯性阻力与气动惯性阻力的方向相反，其驱动滚筒的摩擦牵引力减小。并且在输送机停止运行后，输送带只需维持较低的张紧力，以增加其使用寿命。因此在皮带输送机制动过程中，输送带的张紧力要小于输送机正常运行时的张紧力，一般情况下，制动张紧力是正常允许值张紧力的0.9倍左右。
2.2张紧装置安装方式的方案设计
考虑综合因素，本次设计的张紧装置安装方式采用液压绞车牵引，拟定采用牵引方式如图2—7所示，其组成部分有液压部分，电控部分，张力传感监控部分，液压绞车部分，液压张紧部分。
其中传动部分采用电机、泵、高速小扭矩马达、减速器、牵引滚筒方案。

图2—7 张紧装置布置方案

第三章 液压系统的设计
3.1 液压系统的组成
液压绞车自动张紧装置最主要部分是液压系统，它由液压站、蓄能器和液压绞车三部分组成。
下面分别对它们的设计选型进行说明。
3.2 液压绞车的设计
3.2.1.液压绞车的原理及结构介绍
皮带输送机液压绞车自动张紧装置采用液压绞车执行张紧动作，可根据实际张紧行程的需要储绳，可以在大行程范围内实现输送带自动张紧，本装置所选用的液压绞车其结构主要由液压马达、滚筒、支架、安装底板、制动器、平衡防颤装置等组成。如图3-1所示。

图3-1 液压绞车原理图
根据输送带所需要的最大张紧力180000N,其性能参数原理和结构尺寸为第一层拉力：45KN,液压马达进出口压差：20MPa,钢丝绳直径：24mm,静制动扭矩：9500NM

图3-2 滚筒结构图
3.2.2 液压绞车的参数设计计算
牵引角速度一定时，滚筒直径R与牵引速度成反比，较小的角速是有利的，这时滚筒直径较小。但滚筒直径过小时，使钢丝绳寿命缩短，即钢丝绳直径d与筒直径D一个比较合理的比值。D的大小已选取为24mm。参照已有的设计资料，取滚筒直径Do=376mm，Ro=188mm(如图3—2所示)。
滚筒转速的计算过程如下：
(3—1)
式中：——牵引速度，m/s, (=0.2m/s)
——滚筒半径，m, (=0.188m)
——角速度，rad/s
由式（3—1）得
（rad/s） （3—2）
由得
（r/s）
(r/min) （3—3）
将式（3—2）带入（3—3）得
（r/min）
即滚筒输出转速为10r/min（=0.2m/s，=0.188m时）。
3.2.3 液压泵的选型
1 液压泵的分类
液压泵按结构不同可分类如下：

2. 泵型号的选择
通过调查研究和分析，本设计选用的泵的型号为：32的定量轴向柱塞泵。
几何排量，额定工作压力
取机械效率，额定效率，总效率，额定转速，则输出流量为

液压控制阀及管道可按选择或按选择。
3.2.4 液压马达的选型
1 液压马达的分类
液压马达按结构及转数不同可分类如下:
2 马达型号的选择
选定量轴向柱塞马达型号：200
几何排量，额定工作压力（与液压泵额定工作压力相协调），取机械效率，总效率
在泵与马达型号选定的条件下，液压马达转速：
（3—4）
为保证滚筒输出转速，选择传动比i=20的减速器，基本满足设计要求。
3.关于牵引速度复核
取减速器传动比i=20时，则滚筒转速为
=0.1716r/s
= rad/s
=0.188
当=1450r/min时

牵引速度符合设计要求。
4.液压马达工作压力计算
滚筒输出转矩（最大）：

液压马达——滚筒间能量守恒方程：
（3—5）
式中：——液压马达输出转矩，；
——液压马达角速度，rad/s；
——减速器机械效率，=0.95（查手册可知）；
——滚筒牵引力，N；
——滚筒角速度，rad/s；
——滚筒半径，m；
液压马达转速与滚筒转速关系为
（3—6）
将式（3-5）带入式（3-4），则有

（3—7）
液压马达输出转矩为：
（3—8）
将式（3-7）带入式（3-6），则有
（3—9）
故有下式：
（3—10）
带入有关数据计算

3.2.5 液压泵及电机功率计算
液压泵工作压力估算：液压马达被压按，换向阀和液压单向阀阀口损失按计算，则

取
液压泵功率：

考虑到机械效率：

取电机功率可行，为保险，可取型号。
3.3 蓄能器的选型计算
蓄能器是液压系统中的一种能量储存装置。它利用力的平衡原理使工作液体的体积发生变化，从而达到储存或释放液压能的作用。
1.蓄能器的分类：

2. 蓄能器总容积的计算
蓄能器的总容积是指充气容积，总容积可根据气体定律计算：
常数， 且 （3—11）
式中：——充气压力 （Pa）
——充气容积，即蓄能器总容积
——最低工作压力 （Pa）
——压力为时的气体容积
——最高工作压力 （Pa）
——压力为时的气体容积
——多变指数
蓄能器工作为变温过程，一般用于维持压力，补偿泄漏的蓄能器其释放能量的速度缓慢，可认为气体在等温条件下工作，取
（3—12）
3. 蓄能器充气压力 的确定
从保护蓄能器胶囊并延长其使用寿命的角度来确定，取
4. 蓄能器参数的确定
NXQ-40/31.5-I
① ② ③ ④
①皮囊式液压蓄能器 ②公称容积40L ③公称压力 31.5MPa ④类型
3.4 液压站的设计
3.4.1 明确液压站的工作要求
在设计液压系统之前，首先应明白整个张紧系统的工作过程，根据皮带输送机的运行情况，将自动张紧系统的工作过程分为以下四部分：
1、 由于皮带输送机起动时产生加速度，使输送带驱入点的张力提高，为了保证输送机起动时输送带不打滑，要求在输送带起动之前，张紧系统将输送带的张力张紧到1.4倍的正常张紧力值。然后将液压绞车制动闸关闭，系统空载运行等待输送机起动。
2, 输送机起动完成，在输送带达到稳定运行状态后，需将输送带的张力从起动张力值降到正常运行所需值，然后液压系统停止工作。
3、在皮带输送机平稳运行过程中，张紧力监测装置随时监测输送带的张紧力。一旦发现输送带张紧力低于正常值的0.95倍，则重新起动液压系统，使输送带张紧力达到正常张紧力值。张紧动作完成后液压系统停止工作。循环执行上述过程只到输送机发出停机信号。
4、 在皮带输送机制动阶段，为了减少输送带的张力以增加其使用寿命，需将输送带张紧力降到0.9倍的正常张紧力值。然后整个张紧系统停止工作。
3.4.2 液压站的工作过程
根据自动张紧系统的四个工作阶段，液压站的工作过程也分为以下四部分，分别见图3-16～3-19。
图3—3起动阶段工作过程图
图3—4 起动至正常阶段的工作过程图
图3—5 监控阶段工作过程图
图3—6制动阶段工作过程图
3.4.3液压系统的设计要求和工作原理
1）设计要求
液压系统设计是整个系统设计的一部分，与设计要求密切相关。设计液压系统时，首先要明确整体设计对液压系统的要