带式传送机PLC控制设计【21张CAD图纸+毕业论文】

带式传送机PLC控制设计55页 21000字数+论文说明书+21张CAD图纸【详情如下】下托棍辊子.dwg头架尾架机架6垫片组A3.dwg头架尾架机架6挡铁A4.dwg带式传送机PLC控制设计论文.doc带式传送机总安装图A0.dwg带式传送机总装图.dwg改向滚筒5轮辐A2.dwg改向滚筒及接盘.dwg改向滚筒支架.dwg改向滚筒轴A3.dwg改向滚筒轴承盖A3.dwg改新总安装图A0.dwg槽型上托辊架A2.dwg槽型托辊A3.dwg槽形托辊组.dwg空段清扫器.dwg辅助件9-7 连板A3.dwg辅助件A2头部清扫器.dwg辅助件A2导料槽.dwg辅助件头部清扫器底座.dwg辅助件拉紧小车A1.dwg驱动滚筒A2.exb.dwg目  录摘要3ABSTRACT4第一章  绪论51.1  带式输送机的技术现状与发展趋势51.1.1 国外带式输送机技术现状51.1.2 国内带式输送机技术的现状61.1.3 国内外带式输送机技术的差距及发展趋势61.2  改进方法91.3  常用带式输送机类型与特点91.4  发展趋势10第二章  整体的设计与选择112.1  概述112.1.1 带式输送机的应用112.1.2 带式输送机的结构112.1.3 带式输送机的技术优势112.2  驱动装置的选用与设计122.2.1 电动机的选用122.2.2 液力偶合器122.2.3 联轴器的选用132.2.4 传动滚筒的选用132.3  改向滚筒14第三章  带式传送机部件的选用163.1  传送带的选用163.2  带速的选用163.3  托辊的选用163.4  拉紧装置的选择173.5  制动器装置的选择183.5.1 目前主要的制动装置原理与性能183.5.2 制动器的选用原则213.6  清扫装置213.7  带式传送机总体布置设计21第四章  带式输送机的设计计算244.1  选题背景244.1.1 计算步骤244.1.2 输送带宽度的核算264.1.3 圆周驱动力274.2  传动功率计算314.2.1 传动轴功率（ ）计算314.2.2 电动机功率计算314.3  输送带张力计算314.4  传动滚筒、改向滚筒计算354.4.1 改向滚筒合张力计算354.4.2 传动滚筒合张力计算354.4.3 传动滚筒最大扭矩计算364.4.4  拉紧力计算364.4.5  绳芯输送带强度校核计算36第五章  PLC在带式传送机中的应用385.1  PLC的概述385.1.1 PLC的产生与发展385.1.2 PLC的特点385.1.3 PLC与其它工业控制装置的比较395.2  控制要求415.3  确定I/O点数415.4  I/O接线图425.5  电气原理图435.6  顺序功能图445.7  设计梯形图455.8设计指令表49第六章  总结52致   谢53参考文献54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 on 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 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 of belt conveyor. Key Word: belt conveyor; Lectotype Design;main parts第一章  绪论随着国民经济的快速发展，煤矿、冶金、钢铁、电厂等方面对于皮带机的运用有了新的要求。皮带运输机又称带式输送机，是一种连续运输机械，也是一种通用机械。即可以运送散状物料，也可以运送成件物品。工作过程中噪音较小，结构简单。皮带运输机可用于水平或倾斜运输。皮带运输机还应用与装船机、卸船机、堆取料机等连续运输移动机械上以前的皮带运输机的电气控制大多采用继电器、接触器控制，采用手工操作方式，存在劳动强度大、能耗严重、维护量大、可靠性低等缺点。随着工业的发展，继电器控制系统无法达到相应的要求，因此根据不同行业不同用户的要求开发专用的皮带运输机的控制系统，为此采用PLC控制皮带运输机控制系统是十分必要的采用可编程控制器PLC控制的系统优势有，1.可靠性高，皮带机综保装置以 PLC控制器为核心，系统具备高可靠性和强抗干扰性等特点，对环境要求不高,适用于恶劣环境中工作。2.配置灵活，PLC在组态系统时具有极大的灵活性，具有极强的处理能力，以及大的I/O容量。当现场控制要求发生变化时，只需改变程序即可，因此能灵活方便地进行系统配置，组成不同规模、不同功能的控制系统，即可控制一台单机，又可控制一条生产线；既可现场控制，又可远程控制。3.设备扩展性强，PLC有很强的组网和扩展能力，今后可以很方便添加新设备和皮带控制。从而避免了以前上一套设备需更换一套控制设备的弊端，节省了大量人力和财力。4.维护方便，模块连接采用插拔式接线端子排，更换、维护非常方便。1.1  带式输送机的技术现状与发展趋势1.1.1 国外带式输送机技术现状 国外带式输送机技术的发展很快,其主要表现在2个方面:一方面是带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型；另一方面是带式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、高带速等大型带式输送机已成为发展的主要方向，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，在煤矿井下使用的带式输送机已达到表1-1所示的主要技术指标，其关键技术与装备有以下几个特点：1、设备大型化。2、应用动态分析技术和机电一体化。3、输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。4、新型、高可靠性关键元部件技术。         表1-1  国外带式输送机的主要技术指标 主参数顺槽可伸缩带式输送机大巷与斜井固定式强力带式输送机运距/m 600075006000带速/ 4.5647, 最高达10输送量/ 3500500040005000驱动功率/kW1500400035007000，最大达150001.1.2 国内带式输送机技术的现状我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。在“八五”期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产吕开发都取得了很大的进步。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统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器。目前，我国煤矿井下用带式输送机的主要技术特征指标如表1-2所示第六章  总结 通过这样一个综合设计训练的机会，我学到了很多的知识，掌握西门子S7-200系列PLC的编程与接口技术。选择控制系统方案。掌握常用工厂电气设备的使用和国家通用的电气规则。制作出可模拟控制的使用西门子S7-200系列PLC控制的皮带传输机模型。虽然在这次设计中遇到了一些困难，但是经过我们组之间的相互配合，相互讨论和老师辛勤的指导，还有网上的资料，看一些与设计相关的书籍，使我们克服了这次困难。这次设计使我们把理论和实际有机的结合起来，锻炼了分析解决实际问题的本领，真正由知识到智能的转化。这对我以后的工作和生活有很大的帮助。我们这次设计，不管是控制面版的画图，还是硬件电路的画图，都是用的CAD画图，这次大大提高了我们设计图纸和作图的能力，经过长时间的修改，最后交了一份满意的图纸。这样的设计对我们即是一个机会也是一个考验。通过这次设计，使我在各个方面的能力都得到大幅度的提高。这次设计对我来讲具有很大的意义,首先对自己四年来学的知识的一次总结和巩固,PLC是我们大三下学期开的专业课,通过这次设计的实际应用,认识到了它的重要性和使用的广泛性,同时在设计的过程中用到了很多相关的知识,客观上督促了我对以前学过的知识复习和巩固.同时在设计过程中还熟悉一些软件的使用方法,我觉得这些知识都是我终身收益的东西,不管是在学校还是以后参加工作这些知识都对自己有很大的帮助.另外,通过设计中的提出问题到解决问题的过程激发我的学习兴趣,对PLC更加感兴趣,希望在这方面能有所进步.在设计的最后,使我更加深刻的认识到PLC在自动化控制中的重要性,只要改变其内部的一条指令就可以大大减少对继电器的依赖,而且对原有的设备进行技术改造很方便,只需要换少量的接触器就能实现。这也是当今工业自动化逐渐淘汰继电器的原因所在.另外由于我们的技术和所学的知识有限,在设计的过程中出现了一些不足,请老师谅解.致   谢本次毕业设计虽然我对这一块不是很熟悉，但经过长时间的查阅资料和设计准备，让我的课外拓展能力得到了很好的锻炼。毕竟在以后的工作中会遇到很多新领域的问题，这次设计让我充分体验到了发现问题到解决问题的成就感。对以后的工作是一次很好的锻炼！在这次设计过程中，同组同学互相帮助，遇到问题大家踊跃发表自己的看法和想法。让我热切地感受到了团队的力量！在自己无法解决的时候求助于老师，老师对我们的观点表示肯定的同时，提出很好的建议。让我们受益非浅，这次设计的完成，非常感谢老师的指导和大力支持，在此向我的指导老师表示深切的敬意！在本次设计中，仍有许多的缺陷和不足，但有了这一次的经验，我想，在以后的设计中避免很多不必要的工作，有能力设计出结构更紧凑，传动更稳定精确的设备！参考文献1  孙可文带式输送机的传动理论与设计计算.北京：煤炭工业出版社，1991年2  张钱.主编.新型带式输送机设计手册.北京：业出版社.2001.23  宋伟刚.散状物料带式输送机设计.沈阳：学出版社，2000.44  梁庚煌.运输机械手册.化学工业出版社. 19875  王鹰.起重输送机械图册.机械工业出版社. 19916  机械设计手册电子版3.07  张质文.起重机设计手册.中国铁道出版社.19978  周定文 电工技术 20069  德国西门子公司 S7-200中文系统手册 10 周万珍，高鸿斌 PLC分析与设计应用电子工业出版社 11 金广业，李景学 可编程控制器原理与应用 电子工业出版社12 李光布.编著.带式输送机动力学及设计. 北京：机械工业出版社.1988年13 梁耀光 余文休.现代电工新技术教程Z.14 张万忠 孙晋.可编程控制器入门与应用实例M.中国电力出版社15 阮友德. 电气控制与PLC实训教程.北京：人民邮电出版社，200616 孙振强. 可编程控制器原理及应用教程.北京：清华大学出版社17 廖常初. PLC基础及应用.北京：机械工业出版社 18 史国生. 电气控制与可编程控制器技术.北京：化学工业出版社，2003 毕业设计 题 目 带式传送机 制 专 业 机电一体化 姓 名 指导教师 二 O 一 O 年月日 山东大学自学 考试毕业设计（本科） 1 目 录 摘要 . 3 . 4 第一章 绪论 . 5 带式输送机的技术现状与发展趋势 . 5 外带式输送机技术现状 . 5 内带式输送机技术的现状 . 6 内外带式输送机技术的差距及发展趋势 . 6 改进方法 . 9 常用带式输送机类型与特点 . 9 发展趋势 . 10 第二章 整体的设计与选择 . 11 概述 . 11 式输送机的应用 . 11 式输送机的结构 . 11 式输送机的技术优势 . 11 驱动装置的选用与设计 . 12 动机的选用 . 12 力偶合器 . 12 轴器的选用 . 13 动滚筒的选用 . 13 改向滚筒 . 14 第三章 带式传送机部件的选用 . 16 传送带的选用 . 16 带速的选用 . 16 托辊的选用 . 16 拉紧装置的选择 . 17 制动器装置的选择 . 18 前主要的制动装置原理与性能 . 18 动器的选用原则 . 21 山东大学自学 考试毕业设计（本科） 2 清扫装置 . 21 带式传送机总体布置设计 . 21 第四章 带式输送机的设计计算 . 24 选题背景 . 24 算步骤 . 24 送带宽度的核算 . 26 周驱动力 . 27 传动功率计算 . 31 动轴功率（ 计算 . 31 动机功率计算 . 31 输送带张力计算 . 31 传动滚筒、改向滚筒计算 . 35 向滚筒合张力计算 . 35 动滚筒合张力计算 . 35 动滚筒最大扭矩计算 . 36 拉紧力计算 . 36 绳芯输送带强度校核计算 . 36 第五章 带式传送机中的应用 . 38 概述 . 38 产生与发展 . 38 特点 . 38 其它工业控制装置的比较 . 39 控制要求 . 41 确定 I/O 点数 . 41 I/O 接线图 . 42 电气原理图 . 43 顺序功能图 . 44 设计梯形图 . 45 计指令表 . 49 第六章 总结 . 52 致 谢 . 53 参考文献 . 54 山东大学自学 考试毕业设计（本科） 3 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 山东大学自学 考试毕业设计（本科） 4 he is a in At it is it is of on is it is of At it is of is of s is of At we of in a of in of 东大学自学 考试毕业设计（本科） 5 第一章 绪论 随着国民经济的快速发展，煤矿、冶金、钢铁、电厂等方面对于皮带机的运用有了新的要求。皮带运输机又称带式输送机，是一种连续运输机械，也是一种通用机械。即可以运送散状物料，也可以运送成件物品。工作过程中噪音较小，结构简单。皮带运输机可用于水平或倾斜运输。皮带运输机还应用与装船机、卸船机、堆取料机等连续运输移动机械上以前的皮带运输机的电气控制大多采用继电器、接触器控制，采用手工操作方式，存在劳动强度大、能耗严重、维护量大、可靠性低等缺点。随着工业的发展，继电器控制系统无法达到相应的要求，因此根据不同 行业不同用户的要求开发专用的皮带运输机的控制系统，为此采用 采用可编程控制器 制的系统优势有， 带机综保装置以 统具备高可靠性和强抗干扰性等特点，对环境要求不高 ,适用于恶劣环境中工作。 组态系统时具有极大的灵活性，具有极强的处理能力，以及大的 I/现场控制要求发生变化时，只需改变程序即可，因此能灵活方便地进行系统配置，组成不同规模、不同功能的控制系统，即可控制一台单机，又可控制一条生产线；既可 现场控制，又可远程控制。 很强的组网和扩展能力，今后可以很方便添加新设备和皮带控制。从而避免了以前上一套设备需更换一套控制设备的弊端，节省了大量人力和财力。 块连接采用插拔式接线端子排，更换、维护非常方便。 带式输送机的技术现状与发展趋势 外带式输送机技术现状 国外带式输送机技术的发展很快 ,其主要表现在 2 个方面 : 一方面是带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型；另一方面是带式输送机 本身的技术与装备有了巨大的发展，尤其是长距离、大运量、高带速等大型带式输送机已成为发展的主要方向，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，在煤矿井下使用的带式输送机已达到表 1关键技术与装备有以下几个特点： 1、设备大型化。 2、应用动态分析技术和机电一体化。 山东大学自学 考试毕业设计（本科） 6 3、输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。 4、新型、高可靠性关键元部件技术。 表 1国外带式输送机的主要技术指标 主参数 顺槽可伸 缩带式输送机 大巷与斜井固定式强力带式输送机 运距 /m 6000 7500 6000 带速 / 6 4 7, 最高达 10 输送量 / 3500 5000 4000 5000 驱动功率 /500 4000 3500 7000，最大达 15000 内带式输送机技术的现状 我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。在“八五”期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产吕开发都取得了很大的进步。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 。目前，我国煤矿井下用带式输送机的主要技术特征指标如表 1表 1国内带式输送机的主要技术指标 主参数 顺槽可伸缩带式输送机 大巷与斜井固定式强力带式输送机 运距 /m 2000 3000 3000 带速 / 4 4 5, 最高达 8 输送量 / 2500 3000 3000 4000 驱动功率 /200 2000 1500 3000，最大达 10000 内外带式输送机技术的差距及发展趋势 一、大型带式输送机的关键核心技术上的差距 . 1、带式输送机动态分析与监测技术 长距离、大功率带式输送机的技术关键是动态设计与监测，它是制约大型带式输送机发展的核心技术。目前我国用刚性理论来分析研究带式输送机并制订计算方法和设计规范，设计中对输送带使用了很高的安全系统（一般取n=10 左右），与实际情况相差很远。实际上输送带是粘弹性体 ，长距离带式输送机其输送山东大学自学 考试毕业设计（本科） 7 带对驱动装置的起、制动力的动态响应是一个非常复杂的过程，而不能简单地用刚体力学来解释和计算。国外已开发了带式输送机动态设计方法和应用软件，在大型输送机上对输送机的动张力进行动态分析与动态监测，降低输送带的安全系统，大大延长使用寿命，确保了输送机运行的可靠性，从而使大型带式输送机的设计达到了最高水平（输送带安全系数 n=5 6），并使输送机的设备成本尤其是输送带成本大为降低。 2、可靠的可控软起动技术与功率均衡技术 长距离大运量带式输送机由于功率大、距离长且多机驱动，必须采用软起动方 式来降低输送机制动张力，特别是多电机驱动时。为了减少对电网的冲击，软起动时应有分时慢速起动；还要控制输送机起动加速度 .1 m/决承载带与驱动带的带速同步问题及输送带涌浪现象，减少对元部件的冲击。由于制造误差及电机特性误差，各驱动点的功率会出现不均衡，一旦某个电机功率过大将会引起烧电机事故，因此，各电机之间的功率平衡应加以控制，并提高平衡精度。国内已大量应用调速型液力偶合器来实现输送机的软起动与功率平衡，解决了长距离带式输送机的起动与功率平衡及同步性问题。但其调节精度及可靠性与国外相比还有一 定差距。此外，长距离大功率带式输送机除了要求一个运煤带速外，还需要一个验带的带速，调速型液力偶合器虽然实现软启动与功率平衡，但还需研制适合长距离的无级液力调速装置。当电机功率 50 ， 可控启动传输 于大惯性负载平滑启动的多级减速齿轮装置 ,多用于煤矿和矿山中带式输送机的驱动 )显示出优越性。由于可控软起动是将行星齿轮减速器的内齿圈与湿式磨擦离合器组合而成（即粘性传动）。通过比例阀及控制系统来实现软起动与功率平衡，其调节精度可达 98% 以上。但价格昂贵，急需国产化。 二、技术性能上差距 我国带 式输送机的主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需要，尤其是顺槽可伸缩带式输送机的关键元部件及其功能如自移机尾、高效储带与张紧装置等与国外有着很大差距。 1、装机功率 我国工作面顺槽可伸缩带式输送机最大装机功率为 4 250 外产品可达 4 970 产带式输送机的装机功率约为国外产品的 30% 40%，固定带式输送机的装机功率相差更大。 2、运输能力 我国带式输送机最大运量为 3000 t/h，国外已达 5500 t/h。 3、最大输送带宽度 我国带式输送机为 1400 外最大为 1830 4、带速 由于受托辊转速的限制，我国带式输送机带速为 4m/s，国外为 5m/ 5、工作面顺槽运输长度 我国为 3000 m，国外为 7300m。 山东大学自学 考试毕业设计（本科） 8 6、高效储带与张紧装置 我国采用封闭式储带结构和绞车拉紧为主，张紧小车易脱轨，输送带易跑偏，输送带伸缩时，托辊小车不自移，需人工推移，检修麻烦。国外采用结构先进的开放式储带装置和高精度的大扭矩、大行程自动张紧设备，托辊小车能自动随输送带伸缩到位。输送带有易跑偏，不会出现脱轨现象。 7、输送机品种 机型品种少，功能单一，使用范围受限，不能充分发挥其 效能，如拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用；另外，我国煤矿的地质条件差异很大，在运输系统的布置上经常会出现一些特殊要求，如弯曲、大倾角（ +25）直至垂直提升等，应开发特殊型专用机种带式输送机。 三、可靠性、寿命上的差距 1、输送带抗拉强度 我国生产的织物整芯阻燃输送带最高为 2500 N/外为 3150 N/丝绳芯阻燃输送带最高为 4000 N/外为 7000 N/ 2、输送带接头强度 我国输送带接头强度为母带的 50% 65%，国外达母带的 70%75%。 3、托辊寿 命 我国现有的托辊技术与国外比较，寿命短、速度低、阻力大外国的比我们的寿命多 30%4、输送机减速器寿命 我国输送机减速器寿命 3万 h，国外减速器寿命 7万 h。 5、带式输送机上下运行时可靠性差 . 四、控制系统上差距 1、驱动方式 我国为调速型液力偶合器和硬齿面减速器，国外传动方式多样，如 启动）可控传动系统等，控制精度较高。 2、监控装置 国外输送机已采用高档可编程序控制器 发了先进的程序软伯与综合电源继电器控制技术以及数据采信、处理、存储、传输、故障诊断与查询等 完整自动监控系统。我国输送机仅采用了中档可编程序控制器来控制输送机的启动、正常运行、停机等工作过程。虽然能与可控启（制）支装置配合使用，达到可控启（制）动、带速同步、功率平衡等功能，但没有自动临近装置，没有故障诊断与查询等。 3、输送机保护装置 国外带式输送机除安装防止输送带跑偏、打滑、撕裂、过满堵塞、自动洒水降尘等保护装置外，近年又开发了很多新型监测装置：传动滚筒、变向滚筒及托辊组的温度监测系统；烟雾报警及自动消防灭火装置；纤维织输送带纵撕裂及接头监测系统；防爆电子输送带秤自动计量系统。这些新型保护系统 我国基本处于空白。而我国现有的打滑、堆煤、溜煤眼满仓保护，防跑偏、超温洒水，烟雾报警装置的可靠性、灵敏山东大学自学 考试毕业设计（本科） 9 性、寿命都较低。 改进方法 (1) 设备大型化、提高运输能力 为了适应高产高效集约化生产的需要，带式输送机的输送能力要加大。长距离、高带速、大运量、大功率是今后发展的必然趋势，也是高产高效矿井运输技术的发展方向。 (2) 提高元部件性能和可靠性 设备开机率的高与低主要取决于元部件的性能和可靠性。除了进 一步完善和提高现有元部件的性能和可靠性，还要不断地开发研究新的技术和元部件，如高性能可控软起动技术、动态分析与监控技术、高效贮带装置、快速自移机尾、高速托辊等，使带式输送机的性能得到进一步的提高 。 (3) 扩大功能，一机多用化 拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用，使其发挥最大的经济效益。开发特殊型带式输送机，如弯曲带式输送机、大倾角或垂直提升输送机等。 常用带式输送机类型与特点 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 各种带式输送机的特点 ： (1) D 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 22 (2) 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提高到使输送带成 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 。 (3) 管形带 式输送机 是 最后形成一个圆管状 ， 即为管形带式输送机 ， 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 。 (4) 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, 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 。 其缺点是输送带的磨损增大和能耗较大。 山东大学自学 考试毕业设计（本科） 10 (5) 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。 发展趋势 目前世界上输送机向远距离、高带速、大输送量、高可靠性发展，我国在这方面还有很大的发展空间 . 山东大学自学 考试毕业设计（本科） 11 第二章 整体的设计与选择 概述 式输送机的应用 带式输送机 (驱动装置 、 拉紧装置 、 输送带 、 中部构架和托辊组成 。输送带作为牵引和承载构件，借以连续输送散碎物料或成件品。 带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。应用它，可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进 行成件物品的输送。所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。 带式输送机与其他运输设备 (如机车类 )相比，具有输送距离长、运量大、连续输送等优点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中化控制，尤其对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭开采机电一体化技术与装备的关键设备。 式输送机的结构 通用带式输送机由输送带、托辊、滚筒及驱动、制动、张紧、改向、装载、卸载、清扫等装置组成。 (1) 输送带常用的有橡胶带和塑料带两种。 橡胶带适用于工作环境温度 40 之间。物料温度不超过 50 。对于大倾角输 送可用花纹橡胶带。塑料带具有耐油、酸、碱等优点，但对于气候的适应性差，易打滑和老化。 (2) 托辊分单滚筒、双滚筒和多滚筒等。有槽形托辊、平形托辊、调心托辊、缓冲托辊。槽形托辊用以输送散粒物料；调心托辊用以调整带的横向位置 ， 避免跑偏；缓冲托辊装在受料处，以减小物料对带的冲击。 (3) 滚筒分驱动滚筒和改向滚筒。驱动滚筒是传递动力的主要部件。分单滚筒、双滚筒和多滚筒等。 (4) 张紧装置其作用是使输送带达到必要的张力，以免在驱动滚筒上打滑 。 式输送机的技术优势 首先是它运行可靠。在许 多需要连续运行的重要的生产单位，如发电厂煤的输送，钢铁厂和水泥厂散状物料的输送，以及港口内船舶装卸等均采用带式输送机。必要时，带式输送机可以一班接一班地连续工作。 带式输送机动力消耗低。由于物料与输送带几乎无相对移动，不仅使运行阻力小，而山东大学自学 考试毕业设计（本科） 12 且对货载的磨损和破碎均小，生产率高。有利于降低生产成本。 带式输送机的输送线路适应性强又灵活。线路长度根据需要而定。可以安装在小型隧道内，也可以架设在地面交通混乱和危险地区的上空。 根据 工艺流程 的要求，带式输送机能非常灵活地从一点或多点受料也可以向多点或几个区段卸料。 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 6 7 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，使起动过程不超过 3 5S。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。 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。 动机的选用 电动机是输送机的重要组成部分，应遵循以下原则进行选择 功率的选择： 电动机的功率不能选择过小，否则难于启动或者勉强启动，使运转电流超过电动机的额定电流，导致电动机过热以致烧损。电动机的功率也不能选择太大，否则不但浪费投资，而且电动机在低负荷下运行，其功率和功率因数都不高，造成功率浪费 。 应采用防护式、封闭式防爆式： 这种电动机的转子，定子 绕组等都装在一个封闭的机壳内，能防止灰尘、铁屑或其它杂物侵入电动机内部，但它的密封不很严密，所以还不能在水中工作， “系列电动机属于这种防护形式 电动机电压等级的选择，要根据电动机的类型，功率以及使用地点的电压来决定。电动机的额定转速根据生产机械的要求而决定，一般采用尽量高转速的电动机。 力偶合器 目前，在带式输送机的传动系统中，广泛使用液力偶合器，它安装在输送机的驱动电机与减速器之间，电动机带动泵轮转动，泵轮内的工作液体随之旋转，这时液体绕泵轮轴线一边作旋转运动，一边因液体受到离心力而沿 径向叶片之间的通道向外流动，到外缘之后即进入涡轮中，泵轮的机械能转换成液体的动能，液体进去涡轮后，推动涡轮旋转，液山东大学自学 考试毕业设计（本科） 13 体被减速降压，液体的动能转换成涡轮的机械能而输出作功 轴器的选用 在选煤厂，带式输送机的电机多采用 Y 系列电机和 减速器。当有煤尘爆炸危险地段，采用防爆电机。电机与减速器之间，采用弹性联轴节或柱销联轴器连接；减速器与驱动滚筒之间，则采用十字滑块联轴器连接。 动滚筒的选用 根据不同的使用条件和工作要求，带式输送机的驱动方式，可分单电机驱动、多电机驱动、单滚筒 驱动、双滚筒驱动和多滚筒驱动几种。 选煤厂使用的 列通用固定式带式输送机，多采用单电机单滚筒驱动，驱动装置在机头卸载端。当功率大时，采用单电机双滚筒驱动，即一台电机带动两个驱动滚筒，在两个驱动滚筒间用一对齿数相同的开式齿轮连接起来。带式输送机的传动系统 。 要求结构紧凑和轻巧的情况下，可采用电动滚筒。电动滚筒是将电动机和减速器装入驱动滚筒内。电动滚筒适用于功率在 55适用于环境潮湿、机头空间位置狭小和有腐蚀性的场合。 滚筒可分驱动滚筒和改向滚筒两种。驱动滚筒的作用是通过筒面和带面之间的摩擦驱动 使输送带运动，同时改变输送带的运动方向。只改变输送带运动方向而不传递动力称为改向滚筒 (如尾部滚筒、垂直拉紧滚筒等 )。滚筒又分钢板焊接滚筒 (大型的 )和铸造滚筒 (小型的 )。 驱动滚筒是传递动力的主要部件。为了传递必要的牵引力，输送带与滚筒间必须具有足够的摩擦力。根据摩擦传动的理论，在设计或选择驱动装置时，可采用增加输送带与驱动滚筒问的摩擦和围包角的方法来保证获得必要的牵引力。采用单滚筒驱动时；围包角可达 180 一 240 ；当采用双滚筒驱动时，围包角为 360 一 480 左右。用双滚筒传动能大大提高输送机的牵引力， 所以常常被采用，尤其是当运输长度比较长时，一般采用双滚筒驱动。 驱动滚筒的表面有光面和胶面两种型式。胶面的用途是增大驱动滚筒与输送带间的摩擦系数，减小滚筒的磨损。当功率不大，环境湿度小的情况下，可选用光面滚筒；环境潮湿，功率又大，容易打滑的情况下，应选用胶面滚筒作为驱动滚筒。 滚筒的确定：在使用织物带芯的输送带时，取决于输送带的厚度，即织物带芯的层数。这是因为输送带在运转中要反复地绕过滚筒，在滚筒上发生挠曲。胶带在挠曲时，外层受拉伸，内层受压缩，各层的应力和应变均不一样，这样多次反复挠曲到一定程度以后，各山东大学自学 考试毕业设计（本科） 14 层 之间的橡胶层就要发生机械疲劳，产生层间剥离而损坏。滚筒的直径越小，胶带的挠曲度就越大，机械疲劳而导致的层间剥离出现得也越快。所以，驱动滚筒的直径 值用下列公式确定： 对于硫化接头： D125Z ； 对机械接头： D100Z ； 对移动式输送机： D80Z 。 式中 Z 胶带的挂胶帆布层数。 在标准设计中，带宽与滚筒直径也有一定比例关系，所以用上式计算的滚筒直径，然后在系列标准中圆整成相近的标准直径， 胶带宽度 500 650 800 1000 1200 1400 驱动滚筒标准直径 D 500 500 500 630 630 800 - 630 630 800 800 1000 - - 800 1000 1000 1250 - - - 1250 1400 表 2宽 （ 其中 滚筒长度 大 100 200 改向滚筒 改向滚筒分别有 180 ， 90 和 45 三种改向。改向滚筒的直径与驱动滚筒直径 及输送带在改向滚筒上的围包角有关，改向滚筒与驱动滚简直径配套关系见表 2向滚筒为钢板焊接结构，并采用滚动轴承。 山东大学自学 考试毕业设计（本科） 15 表 2动滚筒与改向滚筒直径间关系 B 驱动滚筒直径 180 改向滚筒直径 90 改向滚筒直径 45 改向滚筒直径 500 500 400 320 320 650 500 630 400 500 400 400 320 320 800 500 630 800 400 500 630 400 400 400 320 320 320 1000 630 800 1000 500 630 800 500 500 500 400 400 400 1200 630 800 1000 1250 500 630 800 1000 500 500 500 630 400 400 400 400 1400 800 1000 1250 1400 630 800 1000 1250 500 500 630 630 400 400 400 400 山东大学自学 考试毕业设计（本科） 16 第三章 带式传送机部件的选用 传送带的选用 我国目前生产的输送带有以下几种 :尼龙分层输送带、塑料输送带、整体带芯阻燃带、钢丝绳芯带等 。 在输送带类型确定上应考虑如下因素： (1)为延长输送带使用寿命，减小物料磨损，尽量选用橡胶贴面，其次为橡塑贴面和塑料贴面的输送带； (2)在同等条件下优先选择分层带，其次为整体带芯和钢丝绳芯带； (3)优先选用尼龙、维尼龙帆布层带。因在同样抗拉强度下，上述材料比棉帆布带体轻、带薄、柔软、成槽性好、耐水和耐腐蚀； (4)覆盖胶的厚度主要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，输送石炭石之类的矿石，可以加厚 2延长使用寿命。 带速的选用 带速是输送机的重要参 数，应遵循以下原则进行选择： (1)长距离，大运量，宽度大输送机可选择较高带速； (2)倾角越大，运距越短则带速亦应越小； (3)粒度大，磨琢性大，易粉碎和易起尘的物料宜选用较低带速； (4)采用卸料车卸料时带速不宜超过 s，采用犁式卸料器卸料时，带速不宜超过2m/s (5)输送成件物品时，带速不得超过 s (6)手选用带式输送机带速一般为 s； 托辊 的选用 托辊是带式输送机的输送带及货载的支承装置。托辊随输送带的运行而转动，以减小输送机的运行阻力。托辊质量的好坏取决带式 输送机的使用效果，特别是输送带的使用寿命。而托辊的维修费用成为带式输送机运营费用的重要组成部分。所以要求托辊：结构合理，经久耐用，回转阻力系数小，密封可靠，灰尘、煤粉不能进入轴承，从而使输送机运转阻力小、节省能源、延长使用寿命。 山东大学自学 考试毕业设计（本科） 17 托辊分 为 钢托辊和塑料托辊两种。钢托辊多由无缝钢管制成。托辊辊子直径与输送带宽度有关。通用固定式输送机标准设计中，带宽 00用托辊直径为 89带宽 1000 1400108托辊按用途又可分为槽形托辊、乎形托辊、缓冲托辊和调心托辊。 为了提高生产率，输送散状物料，支承输送带重段的上托辊一般采用槽型托辊；输送成件物品输送机的上托辊，选煤厂手选输送带的上托辊，及支承输送带回空段的下托辊，均采用平形托辊。 槽 形托辊中倾斜托辊与水平托辊轴线之问的夹角称为槽角。槽角大小是决定运输物料的重要参数。我国过去的带式输送机，槽角一般为 20 。 角采用 30 ，也有采用 35 和 45 的。在相同带宽条件下，槽角由 20 增至 30 ，输送带运送散状物料的横断面积增大 20，运输量可提高 13，并可在运行中减少物料洒落。 托辊间距的布置应保证输送 带在托辊问所产生的下垂度尽可能地小。输送带在相邻托辊间的下垂度一般不超过托辊间距的 输送带上托辊间距见表 1 10；下托辊间距一般取 3000倍；在受料处，托辊的间距为 300 一 600弧段上托辊间距为水乎段托辊间距的 l 2。输送机头部滚筒中心线到第一组槽形上托辊的距离，一般可取为上托辊间距的 1一 1.3倍 毕业设计 题 目 带式传送机 制 专 业 机电一体化 姓 名 指导教师 二 O 一 O 年月日 山东大学自学 考试毕业设计（本科） 1 目 录 摘要 . 3 . 4 第一章 绪论 . 5 带式输送机的技术现状与发展趋势 . 5 外带式输送机技术现状 . 5 内带式输送机技术的现状 . 6 内外带式输送机技术的差距及发展趋势 . 6 改进方法 . 9 常用带式输送机类型与特点 . 9 发展趋势 . 10 第二章 整体的设计与选择 . 11 概述 . 11 式输送机的应用 . 11 式输送机的结构 . 11 式输送机的技术优势 . 11 驱动装置的选用与设计 . 12 动机的选用 . 12 力偶合器 . 12 轴器的选用 . 13 动滚筒的选用 . 13 改向滚筒 . 14 第三章 带式传送机部件的选用 . 16 传送带的选用 . 16 带速的选用 . 16 托辊的选用 . 16 拉紧装置的选择 . 17 制动器装置的选择 . 18 前主要的制动装置原理与性能 . 18 动器的选用原则 . 21 山东大学自学 考试毕业设计（本科） 2 清扫装置 . 21 带式传送机总体布置设计 . 21 第四章 带式输送机的设计计算 . 24 选题背景 . 24 算步骤 . 24 送带宽度的核算 . 26 周驱动力 . 27 传动功率计算 . 31 动轴功率（ 计算 . 31 动机功率计算 . 31 输送带张力计算 . 31 传动滚筒、改向滚筒计算 . 35 向滚筒合张力计算 . 35 动滚筒合张力计算 . 35 动滚筒最大扭矩计算 . 36 拉紧力计算 . 36 绳芯输送带强度校核计算 . 36 第五章 带式传送机中的应用 . 38 概述 . 38 产生与发展 . 38 特点 . 38 其它工业控制装置的比较 . 39 控制要求 . 41 确定 I/O 点数 . 41 I/O 接线图 . 42 电气原理图 . 43 顺序功能图 . 44 设计梯形图 . 45 计指令表 . 49 第六章 总结 . 52 致 谢 . 53 参考文献 . 54 山东大学自学 考试毕业设计（本科） 3 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 山东大学自学 考试毕业设计（本科） 4 he is a in At it is it is of on is it is of At it is of is of s is of At we of in a of in of 东大学自学 考试毕业设计（本科） 5 第一章 绪论 随着国民经济的快速发展，煤矿、冶金、钢铁、电厂等方面对于皮带机的运用有了新的要求。皮带运输机又称带式输送机，是一种连续运输机械，也是一种通用机械。即可以运送散状物料，也可以运送成件物品。工作过程中噪音较小，结构简单。皮带运输机可用于水平或倾斜运输。皮带运输机还应用与装船机、卸船机、堆取料机等连续运输移动机械上以前的皮带运输机的电气控制大多采用继电器、接触器控制，采用手工操作方式，存在劳动强度大、能耗严重、维护量大、可靠性低等缺点。随着工业的发展，继电器控制系统无法达到相应的要求，因此根据不同 行业不同用户的要求开发专用的皮带运输机的控制系统，为此采用 采用可编程控制器 制的系统优势有， 带机综保装置以 统具备高可靠性和强抗干扰性等特点，对环境要求不高 ,适用于恶劣环境中工作。 组态系统时具有极大的灵活性，具有极强的处理能力，以及大的 I/现场控制要求发生变化时，只需改变程序即可，因此能灵活方便地进行系统配置，组成不同规模、不同功能的控制系统，即可控制一台单机，又可控制一条生产线；既可 现场控制，又可远程控制。 很强的组网和扩展能力，今后可以很方便添加新设备和皮带控制。从而避免了以前上一套设备需更换一套控制设备的弊端，节省了大量人力和财力。 块连接采用插拔式接线端子排，更换、维护非常方便。 带式输送机的技术现状与发展趋势 外带式输送机技术现状 国外带式输送机技术的发展很快 ,其主要表现在 2 个方面 : 一方面是带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型；另一方面是带式输送机 本身的技术与装备有了巨大的发展，尤其是长距离、大运量、高带速等大型带式输送机已成为发展的主要方向，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，在煤矿井下使用的带式输送机已达到表 1关键技术与装备有以下几个特点： 1、设备大型化。 2、应用动态分析技术和机电一体化。 山东大学自学 考试毕业设计（本科） 6 3、输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。 4、新型、高可靠性关键元部件技术。 表 1国外带式输送机的主要技术指标 主参数 顺槽可伸 缩带式输送机 大巷与斜井固定式强力带式输送机 运距 /m 6000 7500 6000 带速 / 6 4 7, 最高达 10 输送量 / 3500 5000 4000 5000 驱动功率 /500 4000 3500 7000，最大达 15000 内带式输送机技术的现状 我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。在“八五”期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产吕开发都取得了很大的进步。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 。目前，我国煤矿井下用带式输送机的主要技术特征指标如表 1表 1国内带式输送机的主要技术指标 主参数 顺槽可伸缩带式输送机 大巷与斜井固定式强力带式输送机 运距 /m 2000 3000 3000 带速 / 4 4 5, 最高达 8 输送量 / 2500 3000 3000 4000 驱动功率 /200 2000 1500 3000，最大达 10000 内外带式输送机技术的差距及发展趋势 一、大型带式输送机的关键核心技术上的差距 . 1、带式输送机动态分析与监测技术 长距离、大功率带式输送机的技术关键是动态设计与监测，它是制约大型带式输送机发展的核心技术。目前我国用刚性理论来分析研究带式输送机并制订计算方法和设计规范，设计中对输送带使用了很高的安全系统（一般取n=10 左右），与实际情况相差很远。实际上输送带是粘弹性体 ，长距离带式输送机其输送山东大学自学 考试毕业设计（本科） 7 带对驱动装置的起、制动力的动态响应是一个非常复杂的过程，而不能简单地用刚体力学来解释和计算。国外已开发了带式输送机动态设计方法和应用软件，在大型输送机上对输送机的动张力进行动态分析与动态监测，降低输送带的安全系统，大大延长使用寿命，确保了输送机运行的可靠性，从而使大型带式输送机的设计达到了最高水平（输送带安全系数 n=5 6），并使输送机的设备成本尤其是输送带成本大为降低。 2、可靠的可控软起动技术与功率均衡技术 长距离大运量带式输送机由于功率大、距离长且多机驱动，必须采用软起动方 式来降低输送机制动张力，特别是多电机驱动时。为了减少对电网的冲击，软起动时应有分时慢速起动；还要控制输送机起动加速度 .1 m/决承载带与驱动带的带速同步问题及输送带涌浪现象，减少对元部件的冲击。由于制造误差及电机特性误差，各驱动点的功率会出现不均衡，一旦某个电机功率过大将会引起烧电机事故，因此，各电机之间的功率平衡应加以控制，并提高平衡精度。国内已大量应用调速型液力偶合器来实现输送机的软起动与功率平衡，解决了长距离带式输送机的起动与功率平衡及同步性问题。但其调节精度及可靠性与国外相比还有一 定差距。此外，长距离大功率带式输送机除了要求一个运煤带速外，还需要一个验带的带速，调速型液力偶合器虽然实现软启动与功率平衡，但还需研制适合长距离的无级液力调速装置。当电机功率 50 ， 可控启动传输 于大惯性负载平滑启动的多级减速齿轮装置 ,多用于煤矿和矿山中带式输送机的驱动 )显示出优越性。由于可控软起动是将行星齿轮减速器的内齿圈与湿式磨擦离合器组合而成（即粘性传动）。通过比例阀及控制系统来实现软起动与功率平衡，其调节精度可达 98% 以上。但价格昂贵，急需国产化。 二、技术性能上差距 我国带 式输送机的主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需要，尤其是顺槽可伸缩带式输送机的关键元部件及其功能如自移机尾、高效储带与张紧装置等与国外有着很大差距。 1、装机功率 我国工作面顺槽可伸缩带式输送机最大装机功率为 4 250 外产品可达 4 970 产带式输送机的装机功率约为国外产品的 30% 40%，固定带式输送机的装机功率相差更大。 2、运输能力 我国带式输送机最大运量为 3000 t/h，国外已达 5500 t/h。 3、最大输送带宽度 我国带式输送机为 1400 外最大为 1830 4、带速 由于受托辊转速的限制，我国带式输送机带速为 4m/s，国外为 5m/ 5、工作面顺槽运输长度 我国为 3000 m，国外为 7300m。 山东大学自学 考试毕业设计（本科） 8 6、高效储带与张紧装置 我国采用封闭式储带结构和绞车拉紧为主，张紧小车易脱轨，输送带易跑偏，输送带伸缩时，托辊小车不自移，需人工推移，检修麻烦。国外采用结构先进的开放式储带装置和高精度的大扭矩、大行程自动张紧设备，托辊小车能自动随输送带伸缩到位。输送带有易跑偏，不会出现脱轨现象。 7、输送机品种 机型品种少，功能单一，使用范围受限，不能充分发挥其 效能，如拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用；另外，我国煤矿的地质条件差异很大，在运输系统的布置上经常会出现一些特殊要求，如弯曲、大倾角（ +25）直至垂直提升等，应开发特殊型专用机种带式输送机。 三、可靠性、寿命上的差距 1、输送带抗拉强度 我国生产的织物整芯阻燃输送带最高为 2500 N/外为 3150 N/丝绳芯阻燃输送带最高为 4000 N/外为 7000 N/ 2、输送带接头强度 我国输送带接头强度为母带的 50% 65%，国外达母带的 70%75%。 3、托辊寿 命 我国现有的托辊技术与国外比较，寿命短、速度低、阻力大外国的比我们的寿命多 30%4、输送机减速器寿命 我国输送机减速器寿命 3万 h，国外减速器寿命 7万 h。 5、带式输送机上下运行时可靠性差 . 四、控制系统上差距 1、驱动方式 我国为调速型液力偶合器和硬齿面减速器，国外传动方式多样，如 启动）可控传动系统等，控制精度较高。 2、监控装置 国外输送机已采用高档可编程序控制器 发了先进的程序软伯与综合电源继电器控制技术以及数据采信、处理、存储、传输、故障诊断与查询等 完整自动监控系统。我国输送机仅采用了中档可编程序控制器来控制输送机的启动、正常运行、停机等工作过程。虽然能与可控启（制）支装置配合使用，达到可控启（制）动、带速同步、功率平衡等功能，但没有自动临近装置，没有故障诊断与查询等。 3、输送机保护装置 国外带式输送机除安装防止输送带跑偏、打滑、撕裂、过满堵塞、自动洒水降尘等保护装置外，近年又开发了很多新型监测装置：传动滚筒、变向滚筒及托辊组的温度监测系统；烟雾报警及自动消防灭火装置；纤维织输送带纵撕裂及接头监测系统；防爆电子输送带秤自动计量系统。这些新型保护系统 我国基本处于空白。而我国现有的打滑、堆煤、溜煤眼满仓保护，防跑偏、超温洒水，烟雾报警装置的可靠性、灵敏山东大学自学 考试毕业设计（本科） 9 性、寿命都较低。 改进方法 (1) 设备大型化、提高运输能力 为了适应高产高效集约化生产的需要，带式输送机的输送能力要加大。长距离、高带速、大运量、大功率是今后发展的必然趋势，也是高产高效矿井运输技术的发展方向。 (2) 提高元部件性能和可靠性 设备开机率的高与低主要取决于元部件的性能和可靠性。除了进 一步完善和提高现有元部件的性能和可靠性，还要不断地开发研究新的技术和元部件，如高性能可控软起动技术、动态分析与监控技术、高效贮带装置、快速自移机尾、高速托辊等，使带式输送机的性能得到进一步的提高 。 (3) 扩大功能，一机多用化 拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用，使其发挥最大的经济效益。开发特殊型带式输送机，如弯曲带式输送机、大倾角或垂直提升输送机等。 常用带式输送机类型与特点 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 各种带式输送机的特点 ： (1) D 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 22 (2) 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提高到使输送带成 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 。 (3) 管形带 式输送机 是 最后形成一个圆管状 ， 即为管形带式输送机 ， 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 。 (4) 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, 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 。 其缺点是输送带的磨损增大和能耗较大。 山东大学自学 考试毕业设计（本科） 10 (5) 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。 发展趋势 目前世界上输送机向远距离、高带速、大输送量、高可靠性发展，我国在这方面还有很大的发展空间 . 山东大学自学 考试毕业设计（本科） 11 第二章 整体的设计与选择 概述 式输送机的应用 带式输送机 (驱动装置 、 拉紧装置 、 输送带 、 中部构架和托辊组成 。输送带作为牵引和承载构件，借以连续输送散碎物料或成件品。 带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。应用它，可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进 行成件物品的输送。所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。 带式输送机与其他运输设备 (如机车类 )相比，具有输送距离长、运量大、连续输送等优点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中化控制，尤其对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭开采机电一体化技术与装备的关键设备。 式输送机的结构 通用带式输送机由输送带、托辊、滚筒及驱动、制动、张紧、改向、装载、卸载、清扫等装置组成。 (1) 输送带常用的有橡胶带和塑料带两种。 橡胶带适用于工作环境温度 40 之间。物料温度不超过 50 。对于大倾角输 送可用花纹橡胶带。塑料带具有耐油、酸、碱等优点，但对于气候的适应性差，易打滑和老化。 (2) 托辊分单滚筒、双滚筒和多滚筒等。有槽形托辊、平形托辊、调心托辊、缓冲托辊。槽形托辊用以输送散粒物料；调心托辊用以调整带的横向位置 ， 避免跑偏；缓冲托辊装在受料处，以减小物料对带的冲击。 (3) 滚筒分驱动滚筒和改向滚筒。驱动滚筒是传递动力的主要部件。分单滚筒、双滚筒和多滚筒等。 (4) 张紧装置其作用是使输送带达到必要的张力，以免在驱动滚筒上打滑 。 式输送机的技术优势 首先是它运行可靠。在许 多需要连续运行的重要的生产单位，如发电厂煤的输送，钢铁厂和水泥厂散状物料的输送，以及港口内船舶装卸等均采用带式输送机。必要时，带式输送机可以一班接一班地连续工作。 带式输送机动力消耗低。由于物料与输送带几乎无相对移动，不仅使运行阻力小，而山东大学自学 考试毕业设计（本科） 12 且对货载的磨损和破碎均小，生产率高。有利于降低生产成本。 带式输送机的输送线路适应性强又灵活。线路长度根据需要而定。可以安装在小型隧道内，也可以架设在地面交通混乱和危险地区的上空。 根据 工艺流程 的要求，带式输送机能非常灵活地从一点或多点受料也可以向多点或几个区段卸料。 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 6 7 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，使起动过程不超过 3 5S。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。 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。 动机的选用 电动机是输送机的重要组成部分，应遵循以下原则进行选择 功率的选择： 电动机的功率不能选择过小，否则难于启动或者勉强启动，使运转电流超过电动机的额定电流，导致电动机过热以致烧损。电动机的功率也不能选择太大，否则不但浪费投资，而且电动机在低负荷下运行，其功率和功率因数都不高，造成功率浪费 。 应采用防护式、封闭式防爆式： 这种电动机的转子，定子 绕组等都装在一个封闭的机壳内，能防止灰尘、铁屑或其它杂物侵入电动机内部，但它的密封不很严密，所以还不能在水中工作， “系列电动机属于这种防护形式 电动机电压等级的选择，要根据电动机的类型，功率以及使用地点的电压来决定。电动机的额定转速根据生产机械的要求而决定，一般采用尽量高转速的电动机。 力偶合器 目前，在带式输送机的传动系统中，广泛使用液力偶合器，它安装在输送机的驱动电机与减速器之间，电动机带动泵轮转动，泵轮内的工作液体随之旋转，这时液体绕泵轮轴线一边作旋转运动，一边因液体受到离心力而沿 径向叶片之间的通道向外流动，到外缘之后即进入涡轮中，泵轮的机械能转换成液体的动能，液体进去涡轮后，推动涡轮旋转，液山东大学自学 考试毕业设计（本科） 13 体被减速降压，液体的动能转换成涡轮的机械能而输出作功 轴器的选用 在选煤厂，带式输送机的电机多采用 Y 系列电机和 减速器。当有煤尘爆炸危险地段，采用防爆电机。电机与减速器之间，采用弹性联轴节或柱销联轴器连接；减速器与驱动滚筒之间，则采用十字滑块联轴器连接。 动滚筒的选用 根据不同的使用条件和工作要求，带式输送机的驱动方式，可分单电机驱动、多电机驱动、单滚筒 驱动、双滚筒驱动和多滚筒驱动几种。 选煤厂使用的 列通用固定式带式输送机，多采用单电机单滚筒驱动，驱动装置在机头卸载端。当功率大时，采用单电机双滚筒驱动，即一台电机带动两个驱动滚筒，在两个驱动滚筒间用一对齿数相同的开式齿轮连接起来。带式输送机的传动系统 。 要求结构紧凑和轻巧的情况下，可采用电动滚筒。电动滚筒是将电动机和减速器装入驱动滚筒内。电动滚筒适用于功率在 55适用于环境潮湿、机头空间位置狭小和有腐蚀性的场合。 滚筒可分驱动滚筒和改向滚筒两种。驱动滚筒的作用是通过筒面和带面之间的摩擦驱动 使输送带运动，同时改变输送带的运动方向。只改变输送带运动方向而不传递动力称为改向滚筒 (如尾部滚筒、垂直拉紧滚筒等 )。滚筒又分钢板焊接滚筒 (大型的 )和铸造滚筒 (小型的 )。 驱动滚筒是传递动力的主要部件。为了传递必要的牵引力，输送带与滚筒间必须具有足够的摩擦力。根据摩擦传动的理论，在设计或选择驱动装置时，可采用增加输送带与驱动滚筒问的摩擦和围包角的方法来保证获得必要的牵引力。采用单滚筒驱动时；围包角可达 180 一 240 ；当采用双滚筒驱动时，围包角为 360 一 480 左右。用双滚筒传动能大大提高输送机的牵引力， 所以常常被采用，尤其是当运输长度比较长时，一般采用双滚筒驱动。 驱动滚筒的表面有光面和胶面两种型式。胶面的用途是增大驱动滚筒与输送带间的摩擦系数，减小滚筒的磨损。当功率不大，环境湿度小的情况下，可选用光面滚筒；环境潮湿，功率又大，容易打滑的情况下，应选用胶面滚筒作为驱动滚筒。 滚筒的确定：在使用织物带芯的输送带时，取决于输送带的厚度，即织物带芯的层数。这是因为输送带在运转中要反复地绕过滚筒，在滚筒上发生挠曲。胶带在挠曲时，外层受拉伸，内层受压缩，各层的应力和应变均不一样，这样多次反复挠曲到一定程度以后，各山东大学自学 考试毕业设计（本科） 14 层 之间的橡胶层就要发生机械疲劳，产生层间剥离而损坏。滚筒的直径越小，胶带的挠曲度就越大，机械疲劳而导致的层间剥离出现得也越快。所以，驱动滚筒的直径 值用下列公式确定： 对于硫化接头： D125Z ； 对机械接头： D100Z ； 对移动式输送机： D80Z 。 式中 Z 胶带的挂胶帆布层数。 在标准设计中，带宽与滚筒直径也有一定比例关系，所以用上式计算的滚筒直径，然后在系列标准中圆整成相近的标准直径， 胶带宽度 500 650 800 1000 1200 1400 驱动滚筒标准直径 D 500 500 500 630 630 800 - 630 630 800 800 1000 - - 800 1000 1000 1250 - - - 1250 1400 表 2宽 （ 其中 滚筒长度 大 100 200 改向滚筒 改向滚筒分别有 180 ， 90 和 45 三种改向。改向滚筒的直径与驱动滚筒直径 及输送带在改向滚筒上的围包角有关，改向滚筒与驱动滚简直径配套关系见表 2向滚筒为钢板焊接结构，并采用滚动轴承。 山东大学自学 考试毕业设计（本科） 15 表 2动滚筒与改向滚筒直径间关系 B 驱动滚筒直径 180 改向滚筒直径 90 改向滚筒直径 45 改向滚筒直径 500 500 400 320 320 650 500 630 400 500 400 400 320 320 800 500 630 800 400 500 630 400 400 400 320 320 320 1000 630 800 1000 500 630 800 500 500 500 400 400 400 1200 630 800 1000 1250 500 630 800 1000 500 500 500 630 400 400 400 400 1400 800 1000 1250 1400 630 800 1000 1250 500 500 630 630 400 400 400 400 山东大学自学 考试毕业设计（本科） 16 第三章 带式传送机部件的选用 传送带的选用 我国目前生产的输送带有以下几种 :尼龙分层输送带、塑料输送带、整体带芯阻燃带、钢丝绳芯带等 。 在输送带类型确定上应考虑如下因素： (1)为延长输送带使用寿命，减小物料磨损，尽量选用橡胶贴面，其次为橡塑贴面和塑料贴面的输送带； (2)在同等条件下优先选择分层带，其次为整体带芯和钢丝绳芯带； (3)优先选用尼龙、维尼龙帆布层带。因在同样抗拉强度下，上述材料比棉帆布带体轻、带薄、柔软、成槽性好、耐水和耐腐蚀； (4)覆盖胶的厚度主要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，输送石炭石之类的矿石，可以加厚 2延长使用寿命。 带速的选用 带速是输送机的重要参 数，应遵循以下原则进行选择： (1)长距离，大运量，宽度大输送机可选择较高带速； (2)倾角越大，运距越短则带速亦应越小； (3)粒度大，磨琢性大，易粉碎和易起尘的物料宜选用较低带速； (4)采用卸料车卸料时带速不宜超过 s，采用犁式卸料器卸料时，带速不宜超过2m/s (5)输送成件物品时，带速不得超过 s (6)手选用带式输送机带速一般为 s； 托辊 的选用 托辊是带式输送机的输送带及货载的支承装置。托辊随输送带的运行而转动，以减小输送机的运行阻力。托辊质量的好坏取决带式 输送机的使用效果，特别是输送带的使用寿命。而托辊的维修费用成为带式输送机运营费用的重要组成部分。所以要求托辊：结构合理，经久耐用，回转阻力系数小，密封可靠，灰尘、煤粉不能进入轴承，从而使输送机运转阻力小、节省能源、延长使用寿命。 山东大学自学 考试毕业设计（本科） 17 托辊分 为 钢托辊和塑料托辊两种。钢托辊多由无缝钢管制成。托辊辊子直径与输送带宽度有关。通用固定式输送机标准设计中，带宽 00用托辊直径为 89带宽 1000 1400108托辊按用途又可分为槽形托辊、乎形托辊、缓冲托辊和调心托辊。 为了提高生产率，输送散状物料，支承输送带重段的上托辊一般采用槽型托辊；输送成件物品输送机的上托辊，选煤厂手选输送带的上托辊，及支承输送带回空段的下托辊，均采用平形托辊。 槽 形托辊中倾斜托辊与水平托辊轴线之问的夹角称为槽角。槽角大小是决定运输物料的重要参数。我国过去的带式输送机，槽角一般为 20 。 角采用 30 ，也有采用 35 和 45 的。在相同带宽条件下，槽角由 20 增至 30 ，输送带运送散状物料的横断面积增大 20，运输量可提高 13，并可在运行中减少物料洒落。 托辊间距的布置应保证输送 带在托辊问所产生的下垂度尽可能地小。输送带在相邻托辊间的下垂度一般不超过托辊间距的 输送带上托辊间距见表 1 10；下托辊间距一般取 3000倍；在受料处，托辊的间距为 300 一 600弧段上托辊间距为水乎段托辊间距的 l 2。输送机头部滚筒中心线到第一组槽形上托辊的距离，一般可取为上托辊间距的 1一 1.3倍