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带式输送机设计论文
带式输送机毕业设计论文【毕业设计】
摘要
本次毕业设计是关于矿用固定式带式输送机的设计。
首先对胶带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，机尾和导回装置，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，低摩擦的方向发展，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；选型设计；主要部件
Abstract
Thedesignisagraduationprojectaboutthebeltconveyorusedincoalmine.Atfirst,itisintroductionaboutthebeltconveyor.Next,itistheprinciplesaboutchoosecomponentpartsofbeltconveyor.Afterthatthebeltconveyorabaseontheprincipleisdesigned.Then,itischeckingcomputationsaboutmaincomponentparts.Theordinarybeltconveyorconsistsofsixmainparts:
DriveUnit,JiborDeliveryEnd,TailEnderReturnEnd,IntermediateStructure,LoopTake-UpandBelt.Atlast,itisexplanationaboutfixandsafeguardofthebeltconveyor.Today,longdistance,highspeed,lowfrictionisthedirectionofbeltconveyor’sdevelopment.Aircushionbeltconveyorisoneofthem.Atpresent,westillfallfarshortofabroadadvancedtechnologyindesign,manufactureandusing.Therearealotofwastesinthedesignofbeltconveyor.
Keyword:
beltconveyor;LectotypeDesign;mainparts
摘要1
Abstract1
1绪论1
2带式输送机概述2
2.1带式输送机的应用2
2.2带式输送机的分类2
2.3各种带式输送机的特点3
2.4带式输送机的发展状况4
2.5带式输送机的工作原理5
2.6带式输送机的结构和布置形式6
2.6.1带式输送机的结构6
2.6.2布置方式7
3带式输送机的设计计算9
3.1已知原始数据及工作条件9
3.2计算步骤10
3.2.1带宽的确定:
10
3.2.2输送带宽度的核算13
3.3圆周驱动力13
3.3.1计算公式13
3.3.2主要阻力计算14
3.3.3主要特种阻力计算16
3.3.4附加特种阻力计算17
3.3.5倾斜阻力计算18
3.4传动功率计算18
3.4.1传动轴功率（
）计算18
3.4.2电动机功率计算18
3.5输送带张力计算19
3.5.1输送带不打滑条件校核20
3.5.2输送带下垂度校核21
3.5.3各特性点张力计算21
3.6传动滚筒、改向滚筒合张力计算24
3.6.1改向滚筒合张力计算24
3.6.2传动滚筒合张力计算24
3.7传动滚筒最大扭矩计算25
3.8拉紧力计算25
3.9绳芯输送带强度校核计算25
4驱动装置的选用与设计27
4.1电机的选用27
4.2.1传动装置的总传动比28
4.2.2液力偶合器29
4.2.3联轴器30
5带式输送机部件的选用34
5.1输送带34
5.1.1输送带的分类：
34
5.1.2输送带的连接36
5.2传动滚筒37
5.2.1传动滚筒的作用及类型37
5.2.2传动滚筒的选型及设计37
5.2.3传动滚筒结构38
5.2.4传动滚筒的直径验算40
5.3托辊40
5.3.1托辊的作用与类型40
5.3.2托辊的选型44
5.3.3托辊的校核48
5.4制动装置50
5.4.1制动装置的作用50
5.4.2制动装置的种类50
5.4.3制动装置的选型52
5.5改向装置52
5.6拉紧装置53
5.6.1拉紧装置的作用53
5.6.2张紧装置在使用中应满足的要求53
5.6.3拉紧装置在过渡工况下的工作特点54
5.6.4拉紧装置布置时应遵循的原则54
5.6.5拉紧装置的种类及特点55
6其他部件的选用57
6.1机架与中间架57
6.2给料装置58
6.2.1对给料装置的基本要求59
6.2.2装料段拦板的布置及尺寸59
6.2.3装料点的缓冲60
6.3卸料装置61
6.4清扫装置62
6.4.1篦子式刮板清扫装置62
6.4.2输送机式刮板清扫装置63
6.4.3刷式清扫装置63
6.4.4振动式清扫装置64
6.4.5水力和风力清扫装置65
6.4.6联合清扫装置66
6.4.7输送带翻转装置67
6.4.8清扫装置的种类及应用情况分析69
6.5头部漏斗74
6.6电气及安全保护装置74
结论76
致谢79
参考文献80
1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。
原始参数：
1）输送物料：
煤
2）物料特性：
（1）块度：
0～300mm
（2）散装密度：
0.90t/m3
（3）在输送带上堆积角：
ρ=20°
（4）物料温度：
<50℃
3）工作环境：
井下
4）输送系统及相关尺寸：
（1）运距：
300m
（2）倾斜角：
β=0°
（3）最大运量:
350t/h
设计解决的问题：
熟悉带式输送机的各部分的功能与作用，对主要部件进行选型设计与计算，解决在实际使用中容易出现的问题，并大胆地进行创新设计。
2带式输送机概述
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
带式输送机分类方法有多种，按运输物料的输送带结构可分成两类，一类是普通型带式输送机，这类带式输送机在输送带运输物料的过程中，上带呈槽形，下带呈平形，输送带有托辊托起，输送带外表几何形状均为平面；另外一类是特种结构的带式输送机，各有各的输送特点。
其简介如下：
2.3各种带式输送机的特点
（1）QD80轻型固定式带输送机QD80轻型固定式带输送机与TDⅡ型相比，其带较薄、载荷也较轻，运距一般不超过100m，电机容量不超过22kw。
（2）
它属于高强度带式输送机，其输送带的带芯中有平行的细钢绳，一台运输机运距可达几公里到几十公里。
（3）U形带式输送机它又称为槽形带式输送机，其明显特点是将普通带式输送机的槽形托辊角由
提高到
使输送带成U形。
这样一来输送带与物料间产生挤压，导致物料对胶带的摩擦力增大，从而输送机的运输倾角可达25°。
（4）管形带式输送机U形带式输送带进一步的成槽，最后形成一个圆管状，即为管形带式输送机，因为输送带被卷成一个圆管，故可以实现闭密输送物料，可明显减轻粉状物料对环境的污染，并且可以实现弯曲运行。
（5）气垫式带输送机其输送带不是运行在托辊上的，而是在空气膜（气垫）上运行，省去了托辊，用不动的带有气孔的气室盘形槽和气室取代了运行的托辊，运动部件的减少，总的等效质量减少，阻力减小，效率提高，并且运行平稳，可提高带速。
但一般其运送物料的块度不超过300mm。
增大物流断面的方法除了用托辊把输送带强压成槽形外，也可以改变输送带本身，把输送带的运载面做成垂直边的，并且带有横隔板。
一般把垂直侧挡边作成波状，故称为波状带式输送机，这种机型适用于大倾角，倾角在30°以上，最大可达90°。
（6）压带式带输送机它是用一条辅助带对物料施加压力。
这种输送机的主要优点是：
输送物料的最大倾角可达90°，运行速度可达6m/s，输送能力不随倾角的变化而变化，可实现松散物料和有毒物料的密闭输送。
其主要缺点是结构复杂、输送带的磨损增大和能耗较大。
（7）钢绳牵引带式输送机它是无际绳运输与带式运输相结合的产物，既具有钢绳的高强度、牵引灵活的特点，又具有带式运输的连续、柔性的优点。
2.4带式输送机的发展状况
目前带式输送机已广泛应用于国民经经济各个部门，近年来在露天矿和地下矿的联合运输系统中带式输送机又成为重要的组成部分。
主要有：
钢绳芯带式输送机、钢绳牵引胶带输送机和排弃场的连续输送设施等。
这些输送机的特点是输送能力大（可达30000t/h），适用范围广（可运送矿石，煤炭，岩石和各种粉状物料，特定条件下也可以运人），安全可靠，自动化程度高，设备维护检修容易，爬坡能力大（可达16°），经营费用低，由于缩短运输距离可节省基建投资。
目前，带式输送机的发展趋势是：
大运输能力、大带宽、大倾角、增加单机长度和水平转弯，合理使用胶带张力，降低物料输送能耗，清理胶带的最佳方法等。
我国已于1978年完成了钢绳芯带式输送机的定型设计。
钢绳芯带式输送机的适用范围：
（1）适用于环境温度一般为
°
°C；在寒冷地区驱动站应有采暖设施；
（2）可做水平运输，倾斜向上（16°）和向下（
）运输，也可以转弯运输；运输距离长，单机输送可达15km；
（3）可露天铺设，运输线可设防护罩或设通廊；
（4）输送带伸长率为普通带的1/5左右；其使用寿命比普通胶带长；其成槽性好；运输距离大。
2.5带式输送机的工作原理
带式输送机又称胶带运输机，其主要部件是输送带，亦称为胶带，输送带兼作牵引机构和承载机构。
带式输送机组成及工作原理如图2-1所示，它主要包括一下几个部分：
输送带（通常称为胶带）、托辊及中间架、滚筒拉紧装置、制动装置、清扫装置和卸料装置等。
图2-1带式输送机简图
1-张紧装置2-装料装置3-犁形卸料器4-槽形托辊
5-输送带6-机架7-动滚筒8-卸料器
9-清扫装置10-平行托辊11-空段清扫器12-清扫器
输送带1绕经传动滚筒2和机尾换向滚筒3形成一个无极的环形带。
输送带的上、下两部分都支承在托辊上。
拉紧装置5给输送带以正常运转所需要的拉紧力。
工作时，传动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行。
物料从装载点装到输送带上，形成连续运动的物流，在卸载点卸载。
一般物料是装载到上带（承载段）的上面，在机头滚筒（在此，即是传动滚筒）卸载，利用专门的卸载装置也可在中间卸载。
普通型带式输送机的机身的上带是用槽形托辊支撑，以增加物流断面积，下带为返回段（不承载的空带）一般下托辊为平托辊。
带式输送机可用于水平、倾斜和垂直运输。
对于普通型带式输送机倾斜向上运输，其倾斜角不超过18°，向下运输不超过15°。
输送带是带式输送机部件中最昂贵和最易磨损的部件。
当输送磨损性强的物料时，如铁矿石等，输送带的耐久性要显著降低。
提高传动装置的牵引力可以从以下三个方面考虑：
（1）增大拉紧力。
增加初张力可使输送带在传动滚筒分离点的张力
增加，此法提高牵引力虽然是可行的。
但因增大
必须相应地增大输送带断面，这样导致传动装置的结构尺寸加大，是不经济的。
故设计时不宜采用。
但在运转中由于运输带伸长，张力减小，造成牵引力下降，可以利用拉紧装置适当地增大初张力，从而增大
，以提高牵引力。
（2）增加围包角
对需要牵引力较大的场合，可采用双滚筒传动，以增大围包角。
（3）增大摩擦系数
其具体措施可在传动滚筒上覆盖摩擦系数较大的衬垫，以增大摩擦系数。
通过对上述传动原理的阐述可以看出，增大围包角
是增大牵引力的有效方法。
故在传动中拟采用这种方法。
2.6带式输送机的结构和布置形式
2.6.1带式输送机的结构
带式输送机主要由以下部件组成：
头架、驱动装置、传动滚筒、尾架、托辊、中间架、尾部改向装置、卸载装置、清扫装置、安全保护装置等。
输送带是带式输送机的承载构件，带上的物料随输送带一起运行，物料根据需要可以在输送机的端部和中间部位卸下。
输送带用旋转的托棍支撑，运行阻力小。
带式输送机可沿水平或倾斜线路布置。
使用光面输送带沿倾斜线路布置时，不同物料的最大运输倾角是不同的，如下表2-1所示：
表2-1不同物料的最大运角
物料种类
角度
物料种类
角度
煤块
18°
筛分后的石灰石
12°
煤块
20°
干沙
15°
筛分后的焦碳
17°
未筛分的石块
18°
0—350mm矿石
16°
水泥
20°
0—200mm油田页岩
22°
干松泥土
20°
由于带式输送机的结构特点决定了其具有优良性能，主要表现在：
运输能力大，且工作阻力小，耗电量低，约为刮板输送机的1/3到1/5；由于物料同输送机一起移动，同刮板输送机比较，物料破碎率小；带式输送机的单机运距可以很长，与刮板输送机比较，在同样运输能力及运距条件下，其所需设备台数少，转载环节少，节省设备和人员，并且维护比较简单。
由于输送带成本高且易损坏，故与其它设备比较，初期投资高且不适应输送有尖棱的物料。
输送机年工作时间一般取4500-5500小时。
当二班工作和输送剥离物，且输送环节较多，宜取下限；当三班工作和输送环节少的矿石输送，并有储仓时，取上限为宜。
2.6.2布置方式
电动机通过联轴器、减速器带动传动滚筒转动或其他驱动机构，借助于滚筒或其他驱动机构与输送带之间的摩擦力，使输送带运动。
带式输送机的驱动方式按驱动装置可分为单点驱动方式和多点驱动方式两种。
通用固定式输送带输送机多采用单点驱动方式，即驱动装置集中的安装在输送机长度的某一个位置处，一般放在机头处。
单点驱动方式按传动滚筒的数目分，可分为单滚筒和双滚筒驱动。
对每个滚筒的驱动又可分为单电动机驱动和多电动机驱动。
因单点驱动方式最常用，凡是没有指明是多点驱动方式的，即为单驱动方式，故一般对单点驱动方式，“单点”两字省略。
单筒、单电动机驱动方式最简单，在考虑驱动方式时应是首选方式。
在大运量、长距离的钢绳芯胶带输送机中往往采用多电动机驱动。
带式输送机常见典型的布置方式如下表2-2所示：
表2-2带式输送机典型布置方式
3带式输送机的设计计算
3.1已知原始数据及工作条件
带式输送机的设计计算，应具有下列原始数据及工作条件资料
（1）物料的名称和输送能力：
（2）物料的性质：
粒度大小，最大粒度和粗度组成情况；
堆积密度；
动堆积角、静堆积角，温度、湿度、粒度和磨损性等。
（3）工作环境、露天、室内、干燥、潮湿和灰尘多少等；
（4）卸料方式和卸料装置形式；
（5）给料点数目和位置；
（6）输送机布置形式和尺寸，即输送机系统（单机或多机）综合布置形式、地形条件和供电情况。
输送距离、上运或下运、提升高度、最大倾角等；
（7）装置布置形式，是否需要设置制动器。
原始参数和工作条件
（1）输送物料：
煤
（2）物料特性：
1）块度：
0～300mm
2）散装密度：
0.90t/
3）在输送带上堆积角：
ρ=20°
4）物料温度：
<50℃
（3）工作环境：
井下
（4）输送系统及相关尺寸：
（1）运距：
300m
（2）倾斜角：
β=0°
（3）最大运量:
350t/h
初步确定输送机布置形式，如图3-1所示：
图3-1传动系统图
3.2计算步骤
3.2.1带宽的确定:
按给定的工作条件,取原煤的堆积角为20°.
原煤的堆积密度按900kg/
;
输送机的工作倾角β=0°;
带式输送机的最大运输能力计算公式为
式中：
——输送量（
；
——带速（
；
——物料堆积密度（
）；
在运行的输送带上物料的最大堆积面积,
K----输送机的倾斜系数
带速选择原则：
（1）输送量大、输送带较宽时，应选择较高的带速。
（2）较长的水平输送机，应选择较高的带速；输送机倾角愈大，输送距离愈短，则带速应愈低。
（3）物料易滚动、粒度大、磨琢性强的，或容易扬尘的以及环境卫生条件要求较高的，宜选用较低带速。
（4）一般用于给了或输送粉尘量大时，带速可取0.8m/s~1m/s；或根据物料特性和工艺要求决定。
（5）人工配料称重时，带速不应大于1.25m/s。
（6）采用犁式卸料器时，带速不宜超过2.0m/s。
（7）采用卸料车时，带速一般不宜超过2.5m/s；当输送细碎物料或小块料时，允许带速为3.15m/s。
（8）有计量秤时，带速应按自动计量秤的要求决定。
（9）输送成品物件时，带速一般小于1.25m/s。
带速与带宽、输送能力、物料性质、块度和输送机的线路倾角有关.当输送机向上运输时，倾角大，带速应低；下运时，带速更应低；水平运输时，可选择高带速.带速的确定还应考虑输送机卸料装置类型，当采用犁式卸料车时，带速不宜超过3.15m/s.
表3-1倾斜系数k选用表
倾角（°）
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
k
1.00
0.99
0.98
0.97
0.95
0.93
0.91
0.89
0.85
0.81
输送机的工作倾角=0°;
查DTⅡ带式输送机选用手册（表3-1）（此后凡未注明均为该书）得k=1
按给顶的工作条件,取原煤的堆积角为20°;
原煤的堆积密度为900kg/
;
考虑山上的工作条件取带速为1.6m/s;
将个参数值代入上式,可得到为保证给顶的运输能力,带上必须具有的的截面积
S
图3-2槽形托辊的带上物料堆积截面
表3-2槽形托辊物料断面面积A
槽角λ
带宽B=500mm
带宽B=650mm
带宽B=800mm
带宽B=1000mm
动堆积角ρ20°
动堆积角ρ30°
动堆积角ρ
20°
动堆积角ρ
30°
动堆积角ρ
20°
动堆积角ρ
30°
动堆积角ρ
20°
动堆积角ρ
30°
30°
0.0222
0.0266
0.0406
0.0484
0.0638
0.0763
0.1040
0.1240
35°
0.0236
0.0278
0.0433
0.0507
0.0678
0.0798
0.1110
0.1290
40°
0.0247
0.0287
0.0453
0.0523
0.0710
0.0822
0.1160
0.1340
45°
0.0256
0.0293
0.0469
0.0534
0.0736
0.0840
0.1200
0.1360
查表3-2,输送机的承载托辊槽角35°，物料的堆积角为20°时，带宽为800mm的输送带上允许物料堆积的横断面积为0.0678
，此值大于计算所需要的堆积横断面积,据此选用宽度为800mm的输送带能满足要求。
经如上计算,确定选用带宽B=800mm,680S型煤矿用阻燃输送带。
680S型煤矿用阻燃输送带的技术规格：
纵向拉伸强度750N/mm；
带厚8.5mm;
输送带质量9.2Kg/m.
3.2.2输送带宽度的核算
输送大块散状物料的输送机，需要按（3.2-2）式核算，再查表2-3
（2.2-2）
式中
——最大粒度，mm。
表2-3不同带宽推荐的输送物料的最大粒度mm
带宽B
500
650
800
1000
1200
1400
粒度
筛分后
100
130
180
250
300
350
未筛分
150
200
300
400
500
600
计算：
故，输送带宽满足输送要求。
3.3圆周驱动力
3.3.1计算公式
1）所有长度（包括L〈80m〉）
传动滚筒上所需圆周驱动力
为输送机所有阻力之和，可用式（3.3-1）计算：
（3.3-1）
式中
——主要阻力，N；
——附加阻力，N；
——特种主要阻力，N；
——特种附加阻力，N；
——倾斜阻力，N。
五种阻力中，
、
是所有输送机都有的，其他三类阻力，根据输送机侧型及附件装设情况定，由设计者选择。
2）
对机长大于80m的带式输送机，附加阻力
明显的小于主要阻力，可用简便的方式进行计算，不会出现严重错误。
为此引入系数C作简化计算，则公式变为下面的形式：
（3.3-2）
式中
——与输送机长度有关的系数，在机长大于80m时，可按式（2.3-3）计算，或从表查取
（3.3-3）
式中
——附加长度，一般在70m到100m之间；
——系数，不小于1.02。
查〈〈DTⅡ（A）型带式输送机设计手册〉〉表3-5既本说明书表3-4
表3-4系数C
L
80
100
150
200
300
400
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