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1、 毕业论文固定式带式输送机的设计系（部） 机电工程系 专 业 机械设计制造及其自动化 摘 要本次毕业设计是关于固定式带式输送机的设计。首先对输送机作了简单的概述；接着分析了带式输送机的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的输送机各主要零部件进行了校核。普通型带式输送机由六个主要部件组成：传动装置，机尾和导轨装置，中部机架，拉紧装置以及胶带。最后简单的说明了输送机的安装与维护。目前，胶带输送机正朝着长距离,高速度，高效率，低摩擦，低能耗的方向发展，近年来出现的气垫式胶带输送机就是其中的一个。在胶带输送机的设计、制造以及应用方面,目前我国
2、与国外先进水平相比仍有较大差距,国内在设计制造带式输送机过程中存在着很多不足。本次带式输送机设计代表了设计的一般过程, 对今后的选型设计工作有一定的参考价值。关键词:带式输送机；驱动装置；输送带；托辊。目 录一 绪论1二 带式输送机的概述22.1 带式输送机的应用22.2 带式输送机的分类22.3 带式输送机的发展状况42.4 带式输送机的工作原理4三 带式输送机的设计计算63.1 已知带式输送机的原始数据63.2 带式输送机的计算步骤73.3 传动功率的计算143.4 输送带张力的计算153.5 传动滚筒、改向滚筒合张力计算19四 驱动装置的选用214.1 电动机的选用214.2 减速器的选
3、用21五 输送机部件的选型225.1 输送带225.2 托辊245.3 制动装置295.4 改向装置315.5 拉紧装置31六 其他部件的选用326.1 机架与中间架326.2 卸料装置336.3 清扫装置336.4 头部漏斗356.5 电气及安全保护装置35七 总结37致 谢38参考文献39一 绪论带式输送机是连续运行的运输设备，在冶金、采矿、动力、建材等重工业部门及交通运输部门中主要用来运送大量散状货物，如矿石、煤、砂等粉、块状物和包装好的成件物品。带式输送机是煤矿最理想的高效率连续运输设备，与其他运输设备相比，不仅具有长距离、大运量、连续输送等优点，而且运行可靠,易于实现自动化、集中化控
4、制,特别是对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。特别是近10年，长距离、大运量、高速度的带式输送机的出现，使其在矿山建设的井下巷道、矿井地表运输系统及露天采矿场、选矿厂中的应用又得到进一步推广。选择带式输送机这种通用机械的设计作为毕业设计的选题，能培养我们独立解决工程实际问题的能力，通过这次毕业设计是对所学基本理论和专业知识的一次综合运用，也使我们的设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练。已知原始数据和工作条件：1.带式输送机 L=250m；2输送物料：煤，粒度0-100毫米，动堆积角=20；3输送量：Q=800吨/时；4 工作环境：露天；5 尾部给料，导
5、料槽长3米。头部有弹簧清扫器，尾部有空段清扫器。二 带式输送机的概述2.1 带式输送机的应用带式输送机是连续运输机的一种，连续运输机是固定式或运移式起重运输机中主要类型之一，其运输特点是形成装载点到装载点之间的连续物料流，靠连续物料流的整体运动来完成物流从装载点到卸载点的输送。在工业、农业、交通等各企业中，连续运输机是生产过程中组成有节奏的流水作业运输线不可缺少的组成部分。连续运输机可分为：1.具有挠性牵引物件的输送机，如带式输送机，板式输送机，刮板输送机，斗式输送机、自动扶梯及架空索道等；2.不具有挠性牵引物件的输送机，如螺旋输送机、振动输送机等；3.管道输送机(流体输送)，如气力输送装置和
6、液力输送管道。其中带输送机是连续运输机中是使用最广泛的，带式输送机运行可靠，输送量大，输送距离长，维护简便，适应于冶金煤炭，机械电力，轻工，建材，粮食等各个部门2.2 带式输送机的分类带式输送机可从不同的角度分类。1.按承载能力轻型带式输送机：专门应用于轻型载荷的输送机。通用带式输送机：这是应用最广泛的带式输送机，其他类型带式输送机都是这种带式输送机的变形。钢绳芯带式输送机：应用于重型载荷的输送机。2.按可否移动固定带式输送机：输送机安装在固定的地点，不需要移动。移动带式输送机：具有移动机构，如轮、履带。移置带式输送机：通过移动设备变换设备的位置。可伸缩带式输送机：通过储带装置改变输送机的长度
7、。3.按输送带的结构形式普通输送带带式输送机：输送带为平型，带芯为帆布或尼龙帆布或钢绳芯。钢绳牵引带式输送机：用钢丝绳作为牵引机构，用带有耳边的输送带作为承载机构。波状挡边带式输送机：输送带边上有挡边以增大物料的截面，倾斜角度大时，一般在横向设置挡板。花纹带式输送机：用花纹带以增大物料和输送带的摩擦，提高输送倾角。4.按承载方式分类托辊式带式输送机：用托辊支撑输送带。气垫带式输送机：用气膜支撑输送带。另外还有磁性输送带、液垫带式输送机，它们共同的特点都是对输送带连续支撑。深槽型带式输送机：由于加大槽深，除用托辊支撑外，也起到对物料的夹持作用，可增大输送倾角。5.接输送机线路布置分类直线带式输送
8、机：用于输送机纵向是直线，但是可在铅垂面上有凸凹变化曲线。平面弯曲带式输送机：可在平面上实现弯曲运行。 空间弯曲带式输送机：可以在空间实现弯曲运行。6.按驱动方式分类单滚筒驱动带式输送机。多滚筒驱动带式输送机。线摩擦带式输送机：用一个或多个输送带作为驱动体。磁性带式输送机：通过磁场作用驱动输送带。2.3 带式输送机的发展状况近些年来国外的技术发展很迅速，变化主要表现在两个方面，第一个是皮带输送机的功能多样化、应用范围扩大，如：高倾角带输送机、管状带式输送机、空间转弯皮带输送机等各种机型。另一方面是皮带输送机本身的技术与装备有了巨大的发展，尤其是长距离、大运量、高带速等大型皮带输送机已成为发展的
9、主要方向，其核心技术是开发应用于了带式输送机动态分析与监控技术，提高了带式输送机的运行性能和可靠性。 目前在煤矿中使用的带式输送机呈现以下几个特点：1、设备大型化。2、应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等技术，采用大功率软起动与自动张紧技术，对输送机进行动态监测与监控，能有效降低输送带的负载，检测输送带的状态。3、多采用一些可靠性高的元器件，保障机器的可靠性。纵观国内输送机的发展现状，我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。目前带式输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用的大型皮带输送机的技术和产品的研发都取得了长足的长进。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式
10、输送机等均填补了国内空白，并对带式输送机的减低关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置。尽管取得了长足的进展，我国和世界上高水平的国家在输送机领域的差距还很明显，尤其是大型皮带输送机核心技术的差距。展望未来，各国的竞争主要体现在技术领域的竞争，在新的形势下，我们应该审时度势，不断学习各家的长处，消化吸收，为我所用。2.4 带式输送机的工作原理带式输送机是以输送带作牵引和承载构件，通过承载物料的输送带的运动进行物料输送的连续输送设备。其结构原理如图1-1所示，输送带绕经传动滚筒和尾部滚筒形成无极环形带，上下输送带由托辊支承以
11、限制输送带的挠曲垂度，拉紧装置为输送带正常运行提供所需的张力。工作时驱动装置驱动传动滚筒，通过传动滚筒和输送带之间的摩擦力驱动输送带运行，物料装在输送带上和带子一起运动。带式输送机一般是在端部卸载，当采用专门的卸载装置时，也可在中间卸载。带式输送机已成为最重要的散状物料连续输送设备。它不仅应用于企业内部的运输，也拓展到企业外部的输送，广泛应用于冶金、矿山、港口、粮食和化工等领域。带式输送机的机身横断面如图1-1所示。上段输送带利用槽形托辊组支承，称为上分支或承载段或重段。下段输送带由平托辊支承，称为下分支或回程段或空段。原理上，输送机上、下分支都可用来完成输送工作。带式输送机与其他散状物料输送
12、机以及汽车、铁路运输相比，有以下优点：1.输送物料种类广泛输送物料的范围可以从很细的各种粉状物料到大块的矿石、石块、煤或纸浆木料，以最小的落差输送精细筛分过的或易碎的物料。由于橡胶输送带具有较高的抗腐蚀性，在输送强腐蚀性或强磨损性物料时维修费用比较低。带式输送机还可以输送碱性物料和一定温度热料，也可以运送成件物品。2.输送能力范围宽带式输送机的输送能力可以满足任何要求的输送任务，既有轻型带式输送机完成输送量较小的输送任务，又有大型带式输送机实现每小时数千吨甚至上万吨的输送任务。3.输送线路的适应性强带式输送机可以适应坡度为16的地形，而对于卡车运输来说仅能适应原有自然地形的坡度为8。输送机线路
13、可以适应地形，在空间和水平面上弯曲从而降低基建投资，并能避免在厂内和其他拥挤地区，以免受铁路、公路以及河流、山脉的干扰。带式输送机的运输线路是十分灵活的，线路长度可根据需要延长。4.灵活的装卸料带式输送机可根据工艺流程要求灵活地从一点或多点受料，也可以向多点或几个区段卸料。5.可靠性强带式输送机的可靠性已为所有工业领域中的使用经验所证实，它的运行极为可靠，在许多需要连续运行的重要生产单位，如在发电厂内煤的输送，钢铁厂和水泥厂散状物料的输送以及港口内船舶装卸散状物料等，都获得了广泛的应用。6.安全性高带式输送机具有很高的安全性，需要的生产人员很少，与其他运输方式相比发生事故的机会比较少。不会因大
14、块物料掉下来砸伤人员或由于大型笨重的车辆操纵失灵而引起事故。7费用低带式输送机系统运送每吨散状物料所需的劳动工时和能耗，在所有运输散状物料工具中通常是最低的。而且它所占用维修人员的时间少，较小零件的维修和更换可在现场很快地完成，维修费用低。三 带式输送机的设计计算3.1 已知带式输送机的原始数据1.带式输送机 L=250m；2.输送物料：煤，3.物料特性：1）块度：0300mm,2）散装密度：0.90t/3）输送带上动堆积角：=204）物料温度：故摩擦条件满足。3.5 传动滚筒、改向滚筒合张力计算3.5.1 改向滚筒合张力计算根据计算出的各特性点张力,计算各滚筒合张力。头部180改向滚筒的合张
15、力:=20878+21921=42799N 尾部180改向滚筒的合张力:=9790+10280=20070N3.5.2 传动滚筒合张力计算根据各特性点的张力计算传动滚筒的合张力:动滚筒合张力:=21926+7526=29452N3.5.3 传动滚筒最大扭矩计算单驱动时,传动滚筒的最大扭矩按下式计算： 式中D传动滚筒的直径（mm）。 双驱动时,传动滚筒的最大扭矩按下式计算： 初选传动滚筒直径为500mm,则传动滚筒的最大扭矩为:=29.452KN=5.4KN/m 3.5.4 张紧力计算1、计算公式拉紧装置张紧力按下式计算 式中拉紧滚筒趋入点张力（N）；拉紧滚筒奔离点张力（N）。由式（2.8-1）
16、=7924+7546=15470 N =15.47 KN查煤矿机械设计手册初步选定钢绳绞筒式拉紧装置。2、绳芯输送带强度校核计算 绳芯要求的纵向拉伸强度按下式计算； 式中静安全系数，一般=7-10。运行条件好，倾角好，强度低取小值；反之，取大值。输送带的最大张力21926 N选为7,由式 N/mm可选输送带为680S,即满足要求.四 驱动装置的选用带式输送机的负载是一种典型的恒转矩负载，而且不可避免地要带负荷起动和制动。电动机的起动特性与负载的起动要求不相适应在带式输送机上比较突出，一方面为了保证必要的起动力矩，电机起动时的电流要比额定运行时的电流大67倍，要保证电动机不因电流的冲击过热而烧坏
17、，电网不因大电流使电压过分降低，这就要求电动机的起动要尽量快，即提高转子的加速度，使起动过程不超过35s。驱动装置是整个皮带输送机的动力来源，它由电动机、偶合器，减速器 、联轴器、传动滚筒组成。驱动滚筒由一台或两台电机通过各自的联轴器、减速器、和链式联轴器传递转矩给传动滚筒。减速器有二级、三级及多级齿轮减速器，第一级为直齿圆锥齿轮减速传动，第二级为斜齿圆柱齿轮降速传动，联接电机和减速器的连轴器有两种，一是弹性联轴器，一种是液力联轴器。为此，减速器的锥齿轮也有两种；用弹性联轴器时，用第一种锥齿轮，轴头为平键连接；用液力偶合器时，用第二种锥齿轮，轴头为花键齿轮联接。传动滚筒采用焊接结构，主轴承采用
18、调心轴承，传动滚筒的机架与电机、减速器的机架均安装在固定大底座上面，电动机可安装在机头任一侧。4.1 电动机的选用电动机额定转速根据生产机械的要求而选定，一般情况下电动机的转速不低于500r/min，因为功率一定时，电动机的转速低，其尺寸愈大，价格愈贵，而效率较低。若电机的转速高，则尺寸和重量也小，价格也低。本设计皮带机所采用的电动机的总功率为23kw，所以需选用功率为30kw的电机，采用Y200L-4型电动机，该型电机转矩大，性能良好，可以满足要求。4.2 减速器的选用传动装置的总传动比已知输送带宽为800，查运输机械选用设计手册表277选取传动滚筒的直径D为500，则工作转速为：，已知电机
19、转速为1470 r/min ，则电机与滚筒之间的总传动比为：本次设计选用 JS30型.矿用减速器,传动比为25，可传递30KW功率。第一级为圆锥齿轮，第二级、第三级为斜齿和直齿圆柱齿轮传动，其展开简图如下：本次设计选用二级硬齿面圆锥-圆柱齿轮减速器,第一级为圆锥齿轮、第二级为斜齿和直齿圆柱齿轮传动，其展开简图如下：JS30型减速器展开简图五 输送机部件的选型5.1 输送带输送机的带芯主要是有各种织物或钢丝绳构成。它们是输送带的骨干层，几乎承载输送带工作时的全部负载。因此，带芯材料必须有一定的强度和刚度。普通输送带一般采用橡胶覆盖层，其适用的温度与输送机一样为-20-40C。环境温度低于-5时，
20、不宜采用维帆布芯胶带。低于-15时，不宜采用通棉帆布胶带。低于-20条件下采用钢绳芯胶带时，应采用耐寒型胶带。普通橡胶输送带适用的温度一般为常温。当物料温度为80-120时应采用耐热带。输送带的分类按输送带带芯结构及材料不同，输送带被分成织物层芯和钢丝绳芯两大类。钢丝绳芯输送带是有许多柔软的细钢丝绳相隔一定的间距排列，用与钢丝绳有良好粘合性的胶料粘合而成。钢丝绳芯输送带的纵向拉伸强度高，抗弯曲性能好；伸长率小，需要拉紧行程小。同其它输送带相比厚度较小。钢丝绳的质量是决定输送带使用寿命长短的关键因素之，必须具有以下特点：(1)应具有较高的破断强度。 (2)绳芯与橡胶应具有较高的黏着力。 (3)应
21、具有较高的耐疲劳强度。(4)应具有较好的柔性。钢绳芯带与普通带相比较以下优点：(1)强度高。(2)成槽性好。(3)抗冲击性及抗弯曲疲劳性好，使用寿命长。(4)破损后容易修补。(5)接头寿命长。 (6)输送机的滚筒小。钢绳芯输送带也存在一些缺点:(1)制造工艺要求高，必须保证各钢绳芯的张力均匀，否则输送带运转中由于张力不均而发生跑偏现象。(2)由于输送带内无横向钢绳芯及帆布层，要避免纵向撕裂。(3)易断丝。当滚筒表面与输送带之间卡进物料时，容易引起输送带钢绳芯的断丝。因此,要求要有可靠的清扫装置。橡胶输送带覆盖胶的推荐厚度物料特性物料名称覆盖胶厚度上胶厚下胶后2000kg/,中小粒度或磨损性小的
22、物料焦炭、煤、白云石、石灰石、烧结混合料、砂等3.01.52000kg/，块度200mm磨损性较大的物料破碎的矿石、选矿产品、各种岩石、油母页岩4.51.52t/磨损性大的大块物料大块铁矿石、油母页岩6.01.5输送带承载和空载面覆盖胶层最小厚度抗拉体（芯层）材料最小厚度值CC （棉帆布）NN (尼龙帆布)EP (聚酯帆布)根据不同抗拉体（芯层）分别为1-2mmST （钢丝绳芯）0.7d(mm)，最小4mm5.2 托辊5.2.1 托辊的结构托辊是决定带式输送机的使用效果，特别是输送带使用寿命的最重要部件之一。托辊的结构 1)铸造轴承座 2）冲压轴承座1-管体 2-轴承座 3-油封 4-軸 5-
23、挡圈 6-外密封环7-内密封环 8-向心球轴承 9-后密封圈5.2.2 托辊的类型托辊可分为槽形托辊、平行托辊、缓冲托辊和调心托辊等。托辊都是成组安装的。侧托辊槽角一般为35和45。常用的是三个辊子长度等长并分布在同一平面内，如图。有点：可降低托管架高度，减小托辊组间距，可用于输送带刚度较小和空间较小的地方。槽型托辊组悬挂托辊组是将三个或五个辊子铰接在一起悬挂在输送机中间架上，常用于重载的移置式输送机上，三辊的用于承载段，五辊的用于受料点。缓冲托辊安装在输送机的受料点以保护输送带，托辊组常用3-5个托辊组成。由橡胶缓冲托辊铰接构成的悬挂托辊组悬挂在钢丝绳上的铰接构成的悬挂托辊组输送带运行时由于
24、各种原因会引起输送带跑偏，为防止跑偏多采用调心托辊组，如图调心托辊组螺旋自清扫式回程托辊可增加纠偏能力，也有清扫作用。螺旋自清扫式回程托辊5.2.3 托辊间距托辊间距的布置应遵循胶带在托辊间所产生的挠度尽可能小的原则。胶带在托辊间的挠度值一般不超过托辊间距的2.5。在装载处的上托辊间距应小一些，一般的间距为300600mm，而且必须选用缓冲托辊，下托辊间距可取25003000mm，或取为上托辊间距的两倍。 在有载分支头部、尾部应各设置一组过渡托辊，以减小头、尾过渡段胶带边缘的应力，从而减少胶带边缘的损坏。过渡托辊的槽角为与两种，端部滚筒中心线与过渡托辊之间的距离一般不大于8001000mm。5
25、.2.4托辊的选型托辊的基本要求是：结构合理，经久耐用，密封装置防尘性能和防水性能好，使用可靠。轴承保证良好的润滑，自重较轻，回转阻力系数小，制造成本低，托辊表面必须光滑等。选型：该设计采用槽形托辊用于输送散粒物料的带式输送机的上分支，最常用的由三个棍子组成的槽形托辊。由原始尺寸B1000mm查运输机械设计手册表243，取托辊图号为TD4C1, 托辊直径D为108mm。采用图号为TD4C9的缓冲托辊；结构型式为橡胶圈式，托辊直径选为108mm。下托辊采用平行型托辊图号为TD4C3,托辊直径为108mm托辊的间距设计由带宽B1000mm，取上托辊间距为1400mm，下托辊间距为3200mm。常用的托辊阻力系数工作条件平行托辊槽型托辊室内清洁、干燥、无磨损性尘土0.0180.02空气湿度、温度正常,有少量磨损性尘土0.0250.03室外工作,有大量磨损性尘土0.0350.04 托辊技术规格表托辊直径mm托辊轴径mm轴承型号托辊长度mm托辊轴外伸长mm旋转部分质量kg托辊质量kg89204G204200142.082.792502.152.983152.583.584653.875.246004.78
