机电毕业设计带式输送机设计.docx
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机电毕业设计带式输送机设计
摘要
带式输送机是输送能力最大的持续输送机械之一。
其结构简单、运行平稳、运转靠得住、能耗低、对环境污染小、便于集中操纵和实现自动化、治理保护方便，在持续装载条件下可实现持续运输。
本论文要紧涉及了带式输送机的机械设计和电器原理设计部份。
带式输送机的机械设计程序分两步，第一步是初步设计，主若是通过理论上的计算选出适合的输送机部件。
其中包括输送带的类型和带宽选择、带式输送机线路初步设计、托滚及其间距的选择、滚筒的选择、电动机、减速器、推杆制动器、液压软起动的选择等；第二步是施工设计，要紧依照初步设计选定的滚筒、托滚、驱动装置完成对已选部件的安装与布置图纸设计工作。
最后，在机械设计的基础上，完成了对输送机的爱惜装置及其电器原理设计。
电器操纵要紧通过可编程操纵器实现（PLC）
关键词：
带式输送机，驱动装置，可编程操纵器
ABSTRACT
Beltconveyortransmissioncapacityisoneofthelargestcontinuoustransportingmachine.Itsstructureissimple、smoothoperation、reliablefunctioning,andlowconsumption,littlepollution,easycentralizedcontrolandautomationAndthecontinuoustransportationofthefacilitiescanbeachievedinsuccessiveloading.Thepaperismainlyaboutthemechanicaldesignandelectricalprinciplesbeltconveyordesign.
Therearetwostepsofdesigningthebeltconveyormachinery.thefirststepisthepreliminarydesign,mainlythroughtheoreticalcalculationselectedsuitablecarrierscomponents.Includingtravelandthetypeofbandwidthselection,preliminarydesignbeltconveyorlines,rolluptheirspaceoptions,rollerchoice,electricmotors,reducer,pushrodbrakes,hydraulicsoftstartoption;Thesecondstepistheconstructiondesign,basedprimarilyonthepreliminarydesignselectedroller,rollup,drivendeviceshavecompletedtheinstallationofthecomponentsofthedesignandlayoutdrawings.Finally,inthemechanicaldesignbasisforcarriersIcompletethedesignprinciplesoftheprotectiondevicesandappliances.thecontrolofelectricalequipmentcanbeachievedprimarilythroughprogrammablecontroller（PLC）
Keywords:
beltconveyor,drivendevices,programmablecontroller
1绪论
带式输送机是输送能力最大的持续输送机械之一。
其结构简单、运行平稳、运转靠得住、能耗低、对环境污染小、便于集中操纵和实现自动化、治理保护方便，在持续装载条件下可实现持续运输。
它是运输成件货物与散装物料的理想工具，因此被普遍用于国民经济各部门。
尤其在矿山用量最多、规格最大。
带式输送机的技术进展
1880年德国LMG公司设计了一台链斗挖掘机，其尾部带一条蒸气机驱动的带式输送机。
1896年美国纽约公布了鲁宾斯为带式输送机的发明人。
20世纪30年代随着德国褐煤露天矿持续开采工艺的进展，带式输送机也随之取得迅速地进展，二次大战前德国褐煤露天矿已显现1.6m带宽的带式输送机。
50年代开发出的钢绳芯输送带为带式输送机长距离化和大型化制造了条件。
前西德为了摆脱石油危机带来的阻碍，开发了年产4000～5000万t的褐煤露天矿，并在50～60年代为日挖10万石方的斗轮挖掘机开发了配套的3.0m带宽的带式输送机，带速为6.8m/s。
后经科研开发将带速提高到7.5m/s，使带宽从3.0m降至2.8m，但运量仍维持万t/h。
单条带式输送机的装机容量为6×2000kW，是现今运量最大的带式输送机。
上述两种带式输送机均采纳了模块设计。
各条带式输送机由统一的机头、机尾、中间架、传动单元、托辊组和电气房模块组成，给设计、制造、利用和保护带来许多方便。
目前最高的带速是15m/s，可用于大型排土机臂架上。
70年代开始，西方各国推行斜井带式输送机。
德国鲁尔区Haniel-ProsperⅡ煤矿利用了现今规格最大的斜井带式输送机，其带宽为1.4m，带速为5.5m/s,带强为st7500N/mm，整机传动功率为2×3100kW同步电机。
电机转子直接固定在滚筒轴上，从而省去了减速器。
同步机用交直交变频装置调速，起、制动进程超级平稳，起动时刻可达140s，制动时刻达40s。
输送带保证寿命达20年。
该机上、下分支输送带都输送物料。
向上运媒1800t/h，下分支向下运矸石1000t/h。
提高高度达700余米。
通过一百年的进展，带式输送机已成为一个庞大的家族，再也不是常规的开式槽型或直线布置的带式输送机，而是针对生产需求设计出各类各样的特种带式输送机。
例如，弯曲型、线摩擦型。
大倾角型。
可伸缩型。
悬挂型、管式、悬挂管式、波纹挡边式、气垫式、压带式、钢丝绳牵引式和钢带式等带式输送机。
它们各有各的独特优势，适用于某些特殊场合。
例如，管式和悬挂式输送机因其密封性好，适用于有环保要求或物料不该受外界环境阻碍的场合。
波纹挡边带式输送性能够做大倾角乃至垂直提升，因此在卸船和竖井提升中取得应用。
压带式大倾角带式输送机于50年代在下挖式斗轮挖掘机上普遍应用。
倾角可达35º，从而缩短斗轮臂架长度。
目前国内外带式输送机正朝着长距离、高速度和大运量方向进展。
单机运距已达30.4km，多机串联运距最长达208km，由17条带式输送机组成，最宽的带式输送机带宽为4m。
最大运输能力已达到万t/h，最高带速达到15m/s。
单条带式输送机的装机功率达到6×2000kW。
我国生产的带式输送机最大带宽已达到2m，带速已达到2m/s，设计运输能力已达到万t/h，最大运距为3.7km。
带式输送机的运输能力和输送距离是所有其他输送设备无法比拟的，因此世界各国都在不断地尽力进展和完善带式输送机技术。
尽力的方向着重于：
提高带速，它是提高输送能力和节省投资的有效途径。
提高各部件的靠得住性，也包括输送带的靠得住性，往往一个部件的失灵会阻碍整机乃至整个系统的停顿。
尽力减少保护工作量或取消日常保护工作，因带式输送机散布在几百米乃至几千米的运输线路上，很难实现有效的保护保养工作。
节能研究，带式输送机本身是输送机中耗能最省的，但在大型矿山、冶金、电力和专用口岸等企业中带式输送机用量专门大，成为企业中的一个耗能大部门，因此进一步的节能研究具有重要意义。
例如，功率计算中的阻力确信，加大张力和托辊直径和改良输送带结构与配方降低在运行阻力中占最大比重的压陷阻力
西方一些国家为适应金属露天矿型化的需要，正尽力解决输送机输送金属矿石及其围岩的问题，以求用带式输送机替代昂贵的汽车运输。
对大中型带式输送机采纳动态设计方式，通常采纳的静态设计方式没有考虑输送带的粘弹性问题，因此输送机的起动与制动进程中会在输送带中产生冲击波，冲击波引发的输送带动张力要比正常运行的最大张力大10多倍，它直接关系着输送带的强度、接头强度、滚筒、传动装置和联接件的设计强度，但是研究可控的起动装置和制动装置来减小动张力便成为动态设计的全然所在。
经常使用带式输送机类型与特点
带式输送机的种类很多，经常使用的要紧有以下几种：
（一）通用带式输送机（DT）
通用带式输送机是一种固定式带式输送机。
其特点式托辊安装在固定的机架上，由型钢做成的机架固定在底板或地基上，整个机身成刚性结构。
因此，它普遍用于要求设备效劳年限长，地基平整稳固的场合。
例如，煤矿地面生产系统、洗煤厂、井下要紧运输大巷、口岸、发电厂等生长地址。
该种输送机应用十分普遍，现已形成系列产品如TD62、TD75、DTⅡ等。
（二）钢绳芯带式输送机
钢绳芯带式输送机在结构形式上相同于通用带式输送机，只是输送带由织物芯带改成钢丝绳芯带。
因此，它是一种强力型带式输送机，具有输送距离长、运输能力大、运行速度高、输送带成槽性好和寿命长等优势。
但其最大缺点是因钢绳芯输送带的芯体无横丝，故横向强度低易造成纵向撕裂。
在大型矿井的要紧平巷、斜井和地面生产系统往往会碰到大运量、长距离情形，若是采纳一般型带式输送机运输，由于受到输送带强度的限制而只能采纳多台串联运行方式，这就造成了设备数量多，物料转载次数多，因此带来设备投资高，运转效率低，事故率升高，粉媒比重上升和保护人员增多等后果。
采纳钢绳芯带式输送性能够有效地解决这种问题。
该种带式输送机已经定型成DX系列。
（三）悬挂式带式输送机
悬挂式带式输送机是一种将其机架用钢丝绳或铁链悬挂在顶板上的带式输送机。
机架能够采纳钢丝绳或型钢材，托辊组能够是铰接或固定支承。
它通经常使用于底板或地基起伏不稳固，效劳时刻较短的场合。
如煤矿井下采区上、下山，顺槽和集中运输巷。
（四）可伸缩带式输送机
可伸缩带式输送机的输送长度能够依照工作的需要随时缩短或加长。
这是为知足煤矿井下综采工作面顺槽输送要求而设计的。
（五）移动带式输送机（DY）
移动带式输送机是一种按整机设计而且整机可在不同地址利用的带式输送机。
按移动的方式不同又可分为移动式与携带式带式输送机。
前者是靠轮子、履带或滑撬移动的带式输送机；后者是可用人力或机械从一个位置抬到另一个位置的带式输送机。
要紧用作短距离输送或转载。
如煤场、码头、仓库等场所。
（六）弯曲带式输送机
弯曲带式输送机是一种在输送线路上可变向的带式输送机。
该种输送机适用于煤矿井下弯曲巷道和地面越野输送。
（七）线摩擦带式输送机
在带式输送机（在此称之为主机）某位置的输送带下面加装一台或几台短的带式输送机（称之为辅机），主带借助重力或弹性力压在辅机的带子（辅带）上，辅带能够通过摩擦力驱动主带，如此主带张力即能够大大降低而实现低强度带完成长距离或大运量输送。
（八）大倾角带式输送机
一般带式输送机的输送倾角超过临界角度时，物料将沿输送带下滑。
各类物料所许诺的最大上运倾角见表1。
大倾角带式输送性能够减小输送距离、降低巷道开拓量，减少设备投资。
在露天矿它能够直接安装在非工作边坡，节省大量土方工程和投资。
表带式输送机的最大倾角
物料名称
最大倾角
物料名称
最大倾角
块煤
18º
湿精矿
20º
原煤
20º
干精矿
18º
谷物
18º
筛分后石灰石
12º
0～25mm焦炭
18º
干砂
15º
0～30mm焦炭
20º
湿砂
23º
0～350mm焦炭
16º
盐
20º
0～120mm矿石
18º
水泥
20º
0～60mm矿石
20º
块状干粘土
15º～18º
40～80mm油母页岩
18º
粉状干粘土
22º
干松泥土
20º
（九）钢绳牵引带式输送机
钢绳牵引带式输送机从1951年起在英语国家取得应用。
它的优势在于牵引体与承载体是分开的，能够跨越长距离和大高差。
但缺点是输送带成槽性差，阻碍输送截面积，钢丝绳袒露在外，不易防侵蚀，保护费用高。
因此，国外一些国家不提倡利用。
我国自1967年起在煤矿开始利用，但整体用量不高。
依照研究说明，当输送量超过500t/h，运距超过2～5km时，钢绳牵引带式输送机的基建投资和运费将少于钢绳芯带式输送机，即运距越长越有利。
（十）圆管式带式输送机
圆管式带式输送机是用托辊把输送带逼成管形，物料形成封锁运输，减少了环境污染，并能任意转变和提高输送倾角。
它适用于有环保要求或物料不受外界环境阻碍的场合，如水泥、粉媒、谷物等物料的输送。
（十一）钢带输送机（DG）
钢带输送机的输送带是一薄的挠性钢带。
其耐热性比常规输送带好得多，因此它已在食物工业中取得应用。
但钢带的成槽性差，滚筒传递扭距很有限，因此不适用于长距离输送。
（十二）网带输送机（DW）
网带输送机的输送带是一挠性网带，在技术性能上与钢带输送机相似，要紧用于轻工业和有特殊要求的场合
2带式输送机的施工设计
概述
带式输送机的设计通常包括初步设计和施工设计两个方面的内容。
前者主若是通过理论上的分析计算选出知足生产要求的输送机各部件，确信合理的运行参数，或对确信的部件参数进行验算，并完成输送线路的宏观设计；后者主若是依照初步设计完成输送机的安装布置图。
.带式输送机的初步设计
2.2.1设计原始资料：
设计运输能力：
1050t/h,运输距离：
1394m,输送倾角：
-9°,原煤松散密度：
m³,煤最大块度：
300mm，煤动态堆积角：
25°，供电电压：
10kv,660v，带速：
2.5m/s,应用单位：
大青山煤矿。
2.2.2.带式输送机的类型
钢绳芯带式输送机在结构形式上相同于通用带式输送机，只是输送带由织物芯带改成钢丝绳芯带。
因此它是一种强力型带式输送机，具有输送距离长、运输能力大、运行速度高、输送带成槽性好和寿命长等优势。
但其最大的缺点是因钢绳芯输送带的芯体无横丝，故横向强度低已造成纵向撕裂。
在大型矿井的要紧平巷、写景和地面生产系统往往会用到大运量、长距离情形，若是采纳一般型带式输送机运输，由于受到输送带强度的限制而只能采纳多台串联运行方式，这就造成了设备数量多，物料转载次数多，因此带来设备投资高，运转效率低，事故率升高，粉煤比重上升和保护人员增多等后果。
采纳钢绳芯带式输送性能够有效地解决这种问题。
因此，依照条件，我采纳钢绳芯带式输送机。
输送带类型的确信
输送带是输送机的重要部件，要求它具有较高的强度和较好的挠性，其价钱比较昂贵，约占输送机总本钱的25%—50%。
在类型确信上需考虑以下几点：
（1）煤矿井下必需利用阻燃输送带，而且尽可能选用橡胶贴面，第二为橡塑贴面和塑料贴面的阻燃输送带；
（2）在一样条件下，优先选择分层带，第二整体带芯带和钢绳芯带；
（3）优先选用尼龙、维尼龙帆布层带，因在一样抗拉强度下，上述材料比棉帆布带体轻、带薄、柔软、成槽性好、耐水和耐侵蚀；
覆盖胶的厚度要紧取决于被运物料的种类和特性，给料冲击的大小，带速与机长。
输送带由带芯（骨架）和覆盖层组成。
带芯由钢丝绳组成。
他是输送带的骨架层，几乎经受输送带工作时全数负荷，因此，带芯材料必需具有必然的强度和刚度。
覆盖胶用以爱惜中间的带芯不受机械损伤和周围介质的有害阻碍。
上覆盖胶层一样较厚，这是输送带的承载面，直接与物料接触并经受物料的冲击和磨损。
下覆盖胶是输送带与支撑托辊接触的一面，要紧经受压力，为了减少输送带眼托辊运行时的压陷阻力，下覆盖胶是输送带与支撑托辊接触的一面，要紧经受压力，为了减少输送带沿托辊运行时的压陷阻力，下覆盖胶的厚度一样较薄。
侧边覆盖胶的作用是当输送带发生跑偏是侧面和机架相碰时，爱惜其不受机械损伤。
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。
织物层新输送带又被分为分层织物层芯和整体编织织物层芯两类，且织物层新的材质有棉、尼龙和维纶等。
整体编织织物层新输送带与分层织物层芯输送带相较，在带强相同的前提下，整体输送带的厚度小、柔性好、耐冲击性好、利用中可不能发生层间剥裂，但其伸长率较高，在利用进程中，需较大的拉紧行程。
钢丝绳芯输送带是由许多柔软的细钢丝绳相隔必然间距排列，用于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，抗弯曲疲劳性能好；伸长率小，需要的拉紧行程小。
同其他种类输送带相较，在带强相同的前提下，钢丝绳芯输送带的厚度小。
输送带的连接
为了便于制造和搬运，输送带的长度一样制成每段100～200m，因此，利历时必需依照橡胶输送带的连接方式有机械接法与硫化胶接法两种，硫化胶接法有可分为热硫化和冷硫化胶接；塑料输送带那么有机械接头与塑化接头两种。
（1）机械接头
机械接头是一种可拆卸的接头。
它对带芯有损伤，街头强度效率低，只有25%～60%，利用寿命短，而且接头通过滚筒时对滚筒表面有损害，经常使用于端运距或移动式带式输送机上。
织物层芯输送带常采纳的机械接头形式有胶接活页式，铆钉固定的夹板式和勾状卡子式。
钢丝绳芯输送带一样不采纳机械接头方式。
（2）硫化（塑化）接头
硫化（塑化）接头是一种不可拆卸的接头形式。
它具有经受拉力大、利用寿命长、对滚筒表面不产生损害、接头强度效率可高达60%～95%的优势。
但存在接头工艺进程复杂的缺点。
关于分层织物层芯输送带在硫化前，将其短部按帆布层数且成阶梯状，然后将两个端头相互专门好的贴合，用专用硫化设备加压加热并维持一按时刻即可完成。
值得注意的是接头竟载强度为原先强度的（i-1）/
100%，其中i为帆布层数。
关于钢丝绳芯输送带，在硫化前将接头处的钢丝绳剝出，然后将钢丝绳依照某种排列形式搭接好，附上硫化胶料，即可在专用硫化设备上进行硫化接头。
依照原始资料和上述选择要求，本设计选择钢丝绳芯带，型号是2000，其带芯强度为2000N/mm，输送带质量为34kg/m，带厚为20mm，钢丝绳根数79。
芯带采纳硫化接头。
2.2.4.输送线路初步设计
线路初步设计的任务是依照利用地址的具体情形或输送机类型情形，进行输送机的整体布置。
要紧内容包括驱动装置的型式、数量和安装位置的确信，拉紧装置的形式和安装位置的确信，机头、机尾布置，装卸位置及形式，打扫装置的类型及位置的确信等。
最后依照这些内容画出输送机的布置简图。
图输送机布置简图
2.2.5.带宽的确信
1）知足设计运输能力的带宽B1
（式2-1）
=0.953m
式中Q——设计运输能力，t/h;
B1——知足设计运输能力的输送带宽度，m;
K——物料断面系数，为；
v——输送带运行速度，m/s;
——物料的散状密度，
;
c——倾角系数，为。
2）知足物料块度条件的宽度B2
关于未筛分过的物料
，依照上列计算选取带宽B=1000mm。
2.2.6.大体参数的确信计算
1）输送带线质量
依照DTⅡ手册表4-5钢丝绳芯输送带规格及技术参数查得
。
2）物料线质量q
已知设计运输能力Q=1050t/h，输送带运行速度
=2.5m/s时，物料线质量q=
=m
3）托辊旋转部份线质量
与
托辊的选择
托辊是用来支承输送带和输送带上的物料，减少输送带的运行阻力，保证输送带的垂度不超过技术规定，使输送带沿预定的方向平稳地运行。
带式输送机上的要紧部件是托辊，其本钱占输送机总本钱的25%—30%，总重约占总机重量的30%—40%；它是日常要紧治理、保护和改换的对象。
因此，它的靠得住性和寿命决定着输送机的功效。
托辊利用寿命短会增加输送机的维修费用；转动不灵活会增加输送机的功耗；堵转的托辊会磨损昂贵的输送带，乃至可致使矿井瓦斯、煤尘爆炸的严峻事故。
通常托辊的预期利用寿命大约在2-5万小时，但在恶劣的工作条件下，如煤矿井下工作，它的实际利用寿命低于预期的利用寿命。
托辊类型及其作用
托辊按其用途的不同要紧分为承载托辊（又称上托辊）、回程托辊（又称下托辊）、缓冲托辊与调心托辊。
托辊的结构与具体布置形式要紧决定于输送机的类型与所运物料的性质。
承载托辊安装在有载分支上，以支承输送带与物料。
在生产实践中要求它能依照所输送物料性质的不同，使输送带的承载断面的形状有相应的转变。
例如，输送散状物料，为了提高生产率和避免物料的撒落，通常采纳槽形托辊，槽形托辊一样由3个或3个以上托辊组成。
目前一般槽形托辊的成槽角均为35°，托辊之间成铰接或固支。
关于成件物品的运输通常采纳平行承载托辊。
回程托辊安装在空载分支上，以支承输送带。
通常采纳平行托辊大型输送机有时采纳V形回程托辊。
缓冲托辊大多安装在输送机的装载点上，以减轻物料对输送带的冲击。
在运输繁重的大块物料的情形下，有时也需沿输送机全线设置缓冲托辊。
通常缓冲托辊有弹簧钢板式和橡胶圈式两种。
输送带运行时，由于张力的不平稳、物料偏堆积、机架变形、托辊轴承损坏和风载荷作用等使其产生跑偏，目前应用最为普遍的是前倾托辊，它取代了调心托辊，靠一般槽形托辊的双侧辊向输送带运行方向倾斜2°～3°实现防跑偏。
托辊间距的选择
托辊间距的选择应考虑物料性质、输送带的重度及运行阻力等条件的阻碍。
承载分支托辊间距可参考表选取。
缓冲托辊间距一样为承载托辊间距的倍，约为-0.6m。
回程托辊间距可按2-3m考虑或取为承载托辊间距的2倍。
表承载托辊间距参考表（m）[1]
松散物料堆积密度t/m²
带宽（mm）
400
500
650
800
1000
1200
1400
1600
2000
<
～
～2
～
>
表F托辊回转部份质量（kg）[1]
托辊形式
带宽（mm）
500
650
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
槽形承载托辊
铸铁座
11
12
14
22
25
47
50
72
77
冲压座
8
9
11
17
20
—
—
—
—
回程托辊、V形托辊
铸铁座
8
10
12
17
20
39（V）
42（V）
61（V）
65（V）
冲压座
7
9
11
15
18
—
—
—
—
托辊
直径（mm）
89
108
133
159
轴承型号
204
305
406
407
头部滚筒或尾部滚筒距第一组槽形托辊的距离s按下式计算：
式中
—滚筒与第一组托辊之间的距离，m；
—托辊的成槽角，rad；
—输送带宽度，m。
经计算可知，我设计的带式输送机的尾部滚筒距第一组槽形托辊的距离：
=×35×2π×1/360=1.63m
（槽型托辊成槽角
=35°；B=1m）；
头部滚筒距第一组槽形托辊的距离：
=×35×2π×1/360=1.63m
（槽形托辊成槽角
=35°；B=1m）。
本设计的带式输送机的带宽
=1000mm，堆积密度
=t/m²，经查表3、表4可知选托辊直径D=108mm,承载分支托辊间距
=1.2m，其托辊回转部份质量
=17kg（冲压座），依照DTⅡ手册查的承载托辊选择35°槽型托辊，图号DTⅡ100C414。
回程托辊间距
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