带式输送机的设计-学位论文.doc

中国矿业大学毕业设计摘 要本次是关于TD系列型皮带输送机的设计。首先对输送机作了简单的概述，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。接着分析了带式输送机的选型原则及计算方法，例如驱动滚筒，改向滚筒的设计及减速器电机的选型。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。TD-75型皮带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。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 The design is a graduation project about the belt conveyor used in coal mine. At first, it is introduction about the belt conveyor. Coal belt conveyor is the ideal transport equipment in succession, as compared to other transport equipment not only has the long-distance, large volume, continuous transport, etc., but also reliable, easy to implement automated, centralized control, especially Productive and Efficient Mine, efficient coal mining belt has become mechanical and electrical integration technologies and equipment, key equipment.朗读显示对应的拉丁字符的拼音字典 Next, it is the principles about choose component parts of belt conveyor. For example, drive roller, bend pulley design and selection of gear motors.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. Keyword: belt conveyor; Electrotype Design; main parts47毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 目录1绪论12 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及布置情况53 带式输送机的设计计算73.1 已知带式输送机的原始数据73.2 带式输送机的计算73.3 张力的逐点计算103.4 胶带核算173.5 允许垂直核算183.6 车式拉紧装置重锤重量计算193.7 电动机功率194 减速器的选型205 输送带部件的选用215.1 输送带215.2 传动滚筒245.3 托辊27531 托辊的选型275.3.2 托辊的校核345.4 制动装置365.5 改向装置375.6 拉紧装置385.6.1 拉紧装置的作用385.6.2 张紧装置在使用中应满足的要求395.6.3 拉紧装置在过渡工况下的工作特点395.6.4 拉紧装置布置时应遵循的原则406 其他部件的选用416.1 机架与中间架416.2 卸料装置426.3 清扫装置426.4 头部漏斗436.5 电气及安全装置447 总结45致 谢46参考文献47附录：48外文资料与中文翻译48 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。已知原始数据和工作条件：1.带式输送机 L=200m,倾斜角：=12；2输送物料：煤，粒度0-100毫米，r=0.90t/，动堆积角=30；3输送量：Q=800吨/时；4 工作环境：露天;5 尾部给料，导料槽长3米。头部有弹簧清扫器，尾部有空段清扫器。2 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： TD75型带式输送机是一般用途的带式输送机，用于冶金、煤炭、水电等部门，输送堆积比重为0.52.5吨/米的各种块状，粒状等散状物料，也可用来输送成件物品。TD75型带式输送机的带宽有六种：500、650、800、1000、1200和1400毫米。TD75型带式输送机所选用的输送带有普通橡胶带和塑料带两种。适用工作环境温度在-15+40之间，输送具有酸性、硷性、油类物质和有机溶剂等部分的物料时，需采用耐油、耐酸硷的橡胶带或塑料带。可用于水平或倾斜输送。倾斜向上输送时，不同物料所允许的最大倾角见表2-2；倾斜向下输送时允许最大倾角为表2-2所列值的80%。若需要采用大于表2-2的倾角输送时，可选用花纹带式输送机。下运输送机可选用系列部件，详细计算需另行考虑。 2-1 输送机输送不同物料允许的最大倾角物料名称物料名称块煤原煤粉煤水洗后产品筛分后的焦炭025毫米焦炭03毫米焦炭0350毫米矿石0120毫米矿石060毫米矿石4080毫米油母页岩2040毫米油母页岩0200毫米油母页岩干松泥土湿土182021171820161820182022202023湿精矿（含水12%）干精矿筛分后的石灰石干砂混有砾石的砂采石场的砂湿砂盐型砂废砂未筛分的石块水泥块状干粘土粉状干粘土2022181215182020232024201820151822 2.3 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。2.4 带式输送机的工作原理及布置情况 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2-4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-传动滚筒 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5经传动滚筒7机尾换向滚筒10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1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。1.带式输送机的基本布置形式如图2-2所示。2.在曲线段内，不允许设给料和卸料装置。3.给料点最好设在水平段内，也可设在倾斜段。生产实践表明，倾角大时，给料点设在倾斜段内容易掉料。因此在设计大倾角输送机时，推荐将给料区段尽量设计成水平，或将区段的倾角适当减小。图2-2 皮带输送带的布置 3 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=200m,倾斜角：=12；2输送物料：煤，粒度0-100毫米，r=0.90t/，动堆积角=30；3输送量：Q=800吨/时；4 工作环境：露天;5 尾部给料，导料槽长3米。头部有弹簧清扫器，尾部有空段清扫器。3.2 带式输送机的计算根据 已知Q=800吨/时，=0.9吨/米3。参考表3-4，选取带速=3.15米/秒；参考表3-1，得k=435参考表3-2，得c=0.92参考表3-3， 得=0.94;得：米 ， 选取B=1000毫米的胶带，表3-1 K值 K B1520253035槽形平形槽形平形槽形平形槽形平形槽形平形500650300105320130355170390210420250800100033511536014540019043523047027012001400355125380150420200455240500285表3-2 倾角系数68101214161820222425C1.00.960.940.920.900.880.850.810.760.740.72表3-3 速度系数V（米/秒）1.62.53.154.01.00.980.950.940.900.840.80表3-4 带速参数表物 料 特 性B（毫米）500、650800、10001200、1400V（米/秒） 无磨损性或磨损性小的物料（如原煤、盐）0.82.51.03.151.04.0 有磨损性的中小块物料（如矿石、砾石、炉渣）0.82.01.02.51.03.15 有磨损性的大块物料（如大块矿石）0.81.61.02.01.02.5表3-5 各种带宽的输送量断面形式V（米/秒）B（毫米）500650800100012001400Q （吨/小时）槽形0.81.01.251.62.02.53.154.07897122156191232-131164206264323391-278348445546661824-43554469685310331233-65581910481284155618582202-891111514271748211825282996 平形0.81.01.251.62.02.5415266841031256788110142174211118147184236289350-230288368451546-345432553677821-46958875392211173.3 张力的逐点计算此计算方法，是从传动滚筒上奔离点的输送带张力S1开始，沿输送带运行方向，逐点计算到传动滚筒趋入点的输送带张力Sn（见图3-2），最后得到两点张力S1与S之间的函数关系式： Sn= f（S1） 设带式输送机各点张力如图3-2所示，则得各点张力关系式如下： S2=S1+W1 1 S3= S2 2 S4=S3+W2+W3 3 S5=S4 4 S6=S5 5 Sn=S6+W4+W5+W6 6根据公式W=（70100）B ， 弹簧清扫器阻力： W1=（70100）B=1001.0=100（公斤）代入1： S2=S1+100查表3-8改向滚筒阻力系数=1.02代入2： S3=1.02(S1+100)=1.02S1+102根据公式 w=（q0+q）L空载段运行阻力： W2=（q0+q）L查表3-6，Z=58；取Z=5查表3-7，上下胶层厚（3+1.5）毫米；查表3-9，q0=13.25公斤/米；查表3-10，G=15公斤，下托辊间距=3米q=5（公斤/米）查表3-11，=0.035。代入上式得：W2=（13.25+5）2000.035 =127.75（公斤）根据公式w=20B空段清扫器阻力： W3=20B=201.0=20（公斤）代入3：S4=1.02S1+102+127.75+20 =1.02S1+249.75查表3-8改向滚筒阻力系数=1.02代入4： S5=1.02(1.02S1+249.75）=1.04S1+254.75查表3-8改向滚筒阻力系数=1.04代入5： S6=1.04（1.04S1+254.75）=1.08S1+264.94根据公式 W=（1.6B2+7）l 导料槽阻力： W4=（1.6B2+7）l=(1.6120.9+7)3=25.32（公斤）根据公式 W= 物料加速阻力： W5=q=（公斤/米）W5=（公斤）根据公式W=（q0qq）Ln（q0q）H 承载段运行阻力： W6=（q+q0+q）L，查表3-20，G=17公斤；查表3-12，l0=1.2米。 q=(公斤/米)查表3-9，= 0.04W6=（70.55+13.25+14.2）2000.04 =784（公斤）代入6Sn=1.08S1+264.94+25.32+35.68+784 =1.08S1+1110 7 根据尤拉公式：Sn= S1e 采用光面传动滚筒，a=200，=0.2查表3-13，e=2.01Sn=2.01S1 878联立则：2.01S1=1.08S1+11100.93 S1=1110S1=1193.55（公斤）Sn=2.01S1=2.011193.55=2399（公斤） S2=S1+W1 =1193.55+100=1293.55（公斤） S3= S2 =1.021293.55=1319.42 (公斤） S4=S3+W2+W3 =1319.42+127.75+20=1467.17 (公斤） S5=S4 =1.021467.17=1496.51 （公斤） S6=S5 =1.041496.51=1556.37 （公斤）传动滚筒圆周力F=SnS1=23991193.55=1205 .45 （公斤） 表3-6 带宽和层数B（毫米）500650800100012001400Z34454658510612 表3-7橡胶输送带复盖胶的推荐厚度物 料 特 性物 料 名 称复盖胶厚度（毫米）下胶厚下胶厚2吨/米3，块度200毫米磨损性较大的物料。破碎后的矿石、选矿产品、各种岩石、油母页岩等。4.51.52吨/米3，磨损性大的大块物料。大块铁矿石，油母页岩等6.01.5 表3-8 改向滚筒阻力系数输送带在改向滚筒上的包角a4590180改向滚筒阻力系数K1.021.031.04 表3-9 橡胶带每米自重帆布层数z上胶+下胶厚 度（毫米）带 宽 B （毫米）500650800100012001400q0（公斤/米）33.0+1.54.5+1.56.0+1.55.025.886.7443.0+1.54.5+1.56.0+1.55.826.687.557.578.709.829.3110.7012.1053.0+1.54.5+1.56.0+1.58.629.7310.8710.6011.9813.3813.2514.9816.7115.9017.9520.0563.0+1.54.5+1.56.0+1.511.8013.2814.6514.8616.5918.3217.8219.9022.0020.8023.2025.6573.0+1.54.5+1.56.0+1.516.4718.2019.9319.8021.8523.9523.1025.5027.9583.0+1.54.5+1.56.0+1.518.0819.8121.5421.6523.8025.8225.3027.7530.1093.0+1.54.5+1.56.0+1.523.6025.7027.8027.5530.0032.40103.0+1.54.5+1.56.0+1.525.5527.6529.7029.8032.2534.70113.0+1.54.5+1.56.0+1.532.1034.5036.80123.0+1.54.5+1.56.0+1.534.3036.7039.20 表3-10 每组下托辊转动部分重量托 辊 形 式B（毫米）500650800100012001400G G （公斤）槽形托辊铸铁座111214222527冲压座8911172022全塑料3.53.74.266.87平形托辊铸铁座81012172023冲压座7911151821表3-11阻力系数表工 作 条 件槽形托辊阻力系数平形托辊阻力系数清洁、干燥0.0200.018少量尘埃、正常湿度0.0300.025大量尘埃、湿度大0.0400.035 表3-12 上托辊间距l0（吨/米3）B （毫米）500、650800、10001200、1400l0（毫米） 1.61.6120012001200110012001100表3-13 ea值传动滚筒情况及值包 角 a180190200210240400ea光面滚筒，环境潮湿=0.21.871.942.012.092.314.04光面滚筒，环境干燥=0.252.152.292.392.502.855.74胶面滚筒，环境潮湿=0.353.003.193.393.604.3411.74胶面滚筒，环境干燥=0.43.523.784.044.355.3516.403.4 胶带核算 求得胶带最大张力为2399公斤，查表3-14 ，当B=1000毫米，Z=5时，胶带的最大允许张力为3110公斤，所以满足最大张力要求。表3-14 各种带宽和各种帆布层数的橡胶带允许最大工作张力SmaxZB （毫米）500650800100012001400Smax（公斤）31050（840）41400（1120）1820（1450）2240（1790）52020（1650）2490（2030）3110（2550）3730（3050）62990（2440）3730（3050）4480（3660）5220（4270）74360（3360）5220（4280）6100（4990）84970（4070）5970（4880）6970（5700）96050（5040）7050（5870）106720（5600）7840（6530）118610（7160）129400(7820)括号内数值为机械接头时的允许张力。3.5 允许垂直核算承载段最小张力必须满足：S5（q0+q）l0cos要求。S=5（13.25+70.55）1.20.9781=491.79（公斤）而承载段最小张力： S6=S5 =1.041496.51=1556.37 （公斤）满足要求3.6 车式拉紧装置重锤重量计算拉紧力：P0=Si+Si-1=S6+S5 =1556.37+1496.51=3052.88（公斤）重锤重量：G=（P0+0.04GKcos-GKsin）/n =（3052.88+0.043940.9781-0.040.9781)/ =4096.54(公斤)3.7 电动机功率 传动滚筒轴功率计算，根据公式（25）：N0=（千瓦） 电动机功率计算，根据公式（5） N=K采用Y型电动机K=1.0；光面传动滚筒=0.88；N=1.0=42.3（千瓦）应选用Y250M4电动机，其额定功率为55千瓦，转速1480转/分 4 减速器的选型根据带速、传动滚筒直径和电动机转速推知减速器的传动比为：i=19.67选取传动比是20。初选ZLY250-20机械强度的校核计算 = 式中 -减速器的计算输入功率（KW） -减速器的实际输入功率（KW） -工况系数，取值1.35 -与实际输入转速相对应的额定输入功率（KW）如果减速器的实际输入转速与承载能力表中表中的三档（1500、1000、750r/min）公称转速相对误差不超过4%,则=式中 -该档速下的额定输入功率。取值140KW=KW符合要求5 输送带部件的选用5.1 输送带 输送带在带式输送机中既是承载构件又是牵引构件（钢丝绳牵引带式输送机除外），它不仅要有承载能力，还要有足够的抗拉强度。输送带有带芯（骨架）和覆盖层组成，其中覆盖层又分为上覆盖胶，边条胶，下覆盖胶。输送机的带芯主要是有各种织物（棉织物，各种化纤织物以及混纺织物等）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。覆盖胶用来保护中间带芯不受机械损伤以及周围有害介质的影响。上覆盖胶层一般较厚，这是输送带的承载面，直接与物料接触并承受物料的冲击和磨损。下覆胶层是输送带与支撑托辊接触的一面，主要承受压力，为了减少输送带沿托辊运行时的压陷阻力，下覆盖胶的厚度一般较薄。侧边覆盖胶的作用是当输送带发生跑偏使侧面与机架相碰时，保护带芯不受机械损伤。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。织物层芯又分为分层织物芯和整体织物层层芯两类，且织物层芯的材质有棉，尼龙和维纶等。整体编织织物层芯输送带与分层织物层芯输送带相比，在带强度相同的情况下，整体输送带的厚度小，柔性好，耐冲击性好，使用中不会发生层间剥裂，但伸长率较高，在使用过程中，需要较大的拉紧行程。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度高，抗弯曲性能好；拉伸强伸长率小，需要拉紧行程小。同其它输送带相比，在带强度相同的前提下，钢丝绳芯输送带的厚度小。在钢芯绳中,钢丝绳的质量是决定输送带使用寿命长短的关键因素之一，必须具有以下特点：(1)应具有较高的破断强度。钢芯强度高则输送带亦可增大，从另一个角度来说，绳芯强度越高，所用绳之直径即可缩小，输送带可以做的薄些，已达到减小输送机尺寸的目的。(2)绳芯与橡胶应具有较高的黏着力。这对于用硫化接头具有重大意义.提高钢绳与橡胶之间黏着力的主要措施是在钢绳表面电镀黄铜及采用硬质橡胶等。(3)应具有较高的耐疲劳强度，否则钢绳疲劳后，它与橡胶的黏着力即下降乃至完全分离。(4)应具有较好的柔性.制造过程中采用预变形措施以消除钢绳中的残余应力，可使钢绳芯具有较好的柔性而不松散。输送带上下覆盖胶目前多采用天然橡胶,国外有采用耐磨和抗风化的橡胶的胶带，如轮胎花纹橡胶的改良胶作为覆盖胶,以提高其使用寿命。输送带的中间用合成橡胶与天然胶的混合物。钢绳芯带与普通带相比较以下优点：(1)强度高。由于强度高，可使1台输送机的长度增大很多。目前国内钢绳芯输送带输送机1台长度达几公里、几十公里。伸长量小.钢绳芯带的伸长量约为帆布带伸长量的十分之一，因此拉紧装置纵向弹性高。这样张力传播速度快，起动和制动时不会出现浪涌现象。(2)成槽性好。由于钢绳芯是沿着输送带纵向排列的，而且只有一层，与托辊贴合紧密,可以形成较大的槽角。近年来钢绳芯输送带输送机的槽角多数为35，这样不仅可以增大运量，而且可以防止输送带跑偏。(3)抗冲击性及抗弯曲疲劳性好，使用寿命长。由于钢绳芯是以很细的钢丝捻成钢绳带芯，它弯曲疲劳和耐冲击性非常好。(4)破损后容易修补，钢绳芯输送带一旦出现破损，破伤几乎不再扩大，修补也很容易。相反，帆布带损伤后，会由于水浸等原因而引起剥离。使帆布带强度降低。(5)接头寿命长。这种输送带由于采用硫化胶接，接头寿命很长，经验表明有的接头使用十余年尚未损坏。(6)输送机的滚筒小。钢绳芯输送带由于带芯是单层细钢丝绳，弯曲疲劳轻微，允许滚筒直径比用帆布输送带的。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，抗纵向撕裂的能力要避免纵向撕裂。(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