毕业设计（论文）矿用固定式带式输送机的设计1

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1、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

2、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AbstractThe design is a graduation project about the belt conveyor used in coal mine. At first, it is introduction about the belt conveyor. Next, it is the principles about choose component parts of belt conveyor. After that the belt conveyor abase o

3、n the principle is designed. Then, it is checking computations about main component parts. The ordinary belt conveyor consists of six main parts: Drive Unit, Jib or Delivery End, Tail Ender Return End, Intermediate Structure, Loop Take-Up and Belt. At last, it is explanation about fix and safeguard

4、of the belt conveyor. Today, long distance, high speed, low friction is the direction of belt conveyors development. Air cushion belt conveyor is one of them. At present, we still fall far short of abroad advanced technology in design, manufacture and using. There are a lot of wastes in the design o

5、f belt conveyor.Keyword: belt conveyor; Lectotype Design;main parts目录摘要 1Abstract 11绪论 12带式输送机概述 22.1 带式输送机的应用 22.2 带式输送机的分类 22.3 各种带式输送机的特点 32.4 带式输送机的发展状况 42.5 带式输送机的工作原理 52.6 带式输送机的结构和布置形式 62.6.1 带式输送机的结构 62.6.2 布置方式 73 带式输送机的设计计算 93.1 已知原始数据及工作条件 93.2 计算步骤 103.2.1 带宽的确定: 103.2.2输送带宽度的核算 133.3 圆周

6、驱动力 133.3.1 计算公式 133.3.2 主要阻力计算 143.3.3 主要特种阻力计算 163.3.4 附加特种阻力计算 173.3.5 倾斜阻力计算 183.4传动功率计算 183.4.1 传动轴功率（）计算 183.4.2 电动机功率计算 183.5 输送带张力计算 193.5.1 输送带不打滑条件校核 203.5.2 输送带下垂度校核 213.5.3 各特性点张力计算 213.6 传动滚筒、改向滚筒合张力计算 243.6.1 改向滚筒合张力计算 243.6.2 传动滚筒合张力计算 243.7 传动滚筒最大扭矩计算 253.8 拉紧力计算 253.9绳芯输送带强度校核计算 254

7、 驱动装置的选用与设计 274.1 电机的选用 274.2.1 传动装置的总传动比 284.2.2 液力偶合器 294.2.3 联轴器 305 带式输送机部件的选用 345.1 输送带 345.1.1 输送带的分类： 345.1.2 输送带的连接 365.2 传动滚筒 375.2.1 传动滚筒的作用及类型 375.2.2 传动滚筒的选型及设计 375.2.3 传动滚筒结构 385.2.4 传动滚筒的直径验算 405.3 托辊 405.3.1 托辊的作用与类型 405.3.2 托辊的选型 445.3.3 托辊的校核 485.4 制动装置 505.4.1 制动装置的作用 505.4.2 制动装置的

8、种类 505.4.3 制动装置的选型 525.5 改向装置 525.6拉紧装置 535.6.1 拉紧装置的作用 535.6.2 张紧装置在使用中应满足的要求 535.6.3 拉紧装置在过渡工况下的工作特点 545.6.4 拉紧装置布置时应遵循的原则 545.6.5 拉紧装置的种类及特点 556其他部件的选用 576.1 机架与中间架 576.2 给料装置 586.2.1 对给料装置的基本要求 596.2.2 装料段拦板的布置及尺寸 596.2.3 装料点的缓冲 606.3 卸料装置 616.4清扫装置 626.4.1 篦子式刮板清扫装置 626.4.2 输送机式刮板清扫装置 636.4.3 刷

9、式清扫装置 636.4.4 振动式清扫装置 646.4.5 水力和风力清扫装置 656.4.6 联合清扫装置 666.4.7 输送带翻转装置 676.4.8 清扫装置的种类及应用情况分析 696.5 头部漏斗 746.6 电气及安全保护装置 74结论 76致 谢 79参考文献 801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

10、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：0300mm0.90t/m3（3）在输送带上堆积角：=20（2）散装密度：（4）物料温度：503）工作环境：井下4）输送系统及相关尺寸

11、：（1）运距：300m（2）倾斜角：=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

12、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：

13、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TD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

14、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。

15、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

16、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

17、；（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

18、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

19、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

20、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180350mm矿石16水泥200200mm油田页岩22干松泥土20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

21、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。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，

22、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

23、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

24、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：0300mm2）散装密度：0.90t/3）在输送带上堆积角：=204）物料温度：故摩擦条件满足。3.6 传动滚筒、改向滚筒合张力计算3.6.1 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改向滚筒的合张力:=20878+21921=42799N尾部180改向滚筒的合张力:=9790+10280=20070N3.6.2 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=29452N3.7

25、传动滚筒最大扭矩计算单驱动时,传动滚筒的最大扭矩按式（3.7.1）计算： （3.7.1）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式（3.7.2）计算： （3.7.2）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/m3.8 拉紧力计算拉紧装置拉紧力按式（3.8-1）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）=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。3.9绳芯输送带强度校核计算绳芯要求的纵向拉伸强度按式（3.9-1）计算； （3.9-1）式中静

26、安全系数，一般=710。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（3.10-1）N/mm可选输送带为680S,即满足要求.4 驱动装置的选用与设计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，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、

27、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、三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 电机的选用电动机额定转速根据生产机械的要求而选定

28、，一般情况下电动机的转速不低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 低。若电机的转速高，则极对数少，尺寸和重量小，价格也低。本设计皮带机所采用的电动机的总功率为54kw，所以需选用功率为60kw的电机，拟采用YB200JDSB型电动机，该型电机转矩大，性能良好，可以满足要求。查运输机械设计选用手册，它的主要性能参数如下表：表4-1 YB200JDSB型电动机主要性能参数电动机型号额定功率kw满载转速r/min电流A效率功率因数YB200L-30147056.892.50.87起动电流/额定电流起动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩重量kg7.01.92.0

29、3204.2 减速器的选用4.2.1 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。第一级为螺旋齿轮，第二级、第三级为斜齿和直齿圆柱齿轮传动，其展计选用手册M.黄河水利出版社.1998年10月.6 机械化运输设计手册编委会.机械化运输设计手册M.机械工业出版社.1997年5月.7 张钺.新型带式输送机设计手册M.冶金工业出版社.2001年2月.8运输机械设计选用手册编组委.运输机械设计选

30、用手册（上、下）M.化学工业出版社.1999年1月.9 毋虎城.矿山运输与提升设备M.煤炭工业出版设.2004年5月.10 上海煤矿机械研究所.煤矿机械设计手册M.1972年.11 于学谦.矿山运输机械M.中国矿业大学出版社,1998年.12 北起所.DT型带式输送机设计选用手册M.冶金工业出版社.1994年.13 北起所.DT型带式输送机平行轴驱动装置设计选用手册M.机械工业部.1997年.14 孔庆华,刘传绍.极限测量与测试技术基础M.同济大学出版社.2002年.15 机械设计手册编写组.机械设计手册M.化学工业出版社.2002年.16 中国纺织大学工程图学教研室.画法几何及工程制图M.上

31、海科技出版社.200017 张文芳,段志强,边会杰.带式输送机防跑偏辊及清扫器的使用与研究J. 河北煤炭.2002,5:9-10.18 尹万涛,胡述记,米迎春.带式输送机自动调偏装置的改进设计J.郑煤科技.2005,3:42-44.19 李红玉.带式输送机自动调偏滚筒.矿业快报.2004,4(4):36.20 张广文.起井下胶带输送机火灾事故的剖析与经验教J.煤矿安全,2001,32(10):46-47.21 李铁东,姜卫东.西沟矿下运带式输送机系统的设计及应用J.煤矿机械,2004(9):8-9.22 刘训涛,毛君.带式输送机断带抓捕器研究J.矿山机械,2005(2):41-42.23毛君,

32、刘训涛.带式输送机断带保护系统的研究J.煤矿机械,2004,(11):99-100.24 陈炳耀,祁开阳.带式输送机输送带与滚筒之间的打滑分析J.煤矿机械,2003(5):49-51.25 罗云.21世纪安全管理科学展望J.中国安全科学学报,2000,10(1):27-31.26 禹金云.机械安全技术趋向分析J.中国安全科学学报,2004,14(4):54-56.27 王传海,张卫国.带式输送机断带及飞车制动保护装置J.矿业安全与环保2003,30(3):40-46.28 史志远,朱真才.带式输送机断带保护装置分析J.煤矿机械,2005(8):83-85.29 贺建华,鹿守明,丁永红.变频启动器在煤矿带式输送机上的应用J.工矿自 动化.2006,12(6):56-58.30 颜传宝,胡少银.软起动和液力偶合器配合使用及在带式输运机传动中的应用J.煤矿机电.2003,334-36.年.（3.8-1）