机械设计制造及自动化毕业论文完整版槽型带式输送机.docx

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机械设计制造及自动化毕业论文完整版槽型带式输送机

毕业设计（论文）

题目：

槽形托辊带式输送机设计

系别：

航空工程系

专业名称：

机械设计制造及其自动化

班级学号：

078105209

学生姓名：

1111

指导教师：

封立耀

二O一一年六月

一、选题的依据及意义：

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。

除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。

所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。

在矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中，广泛应用带式输送机。

它用于水平运输或倾斜运输。

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（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。

带式输送机一般有两种基本形式-平形带和槽形带，两种形式的区别主要是上托辊形式不同，此次我选的是槽形托辊式输送机。

通过槽形托辊带式输送机的设计不仅是对我们大学四年来所学的东西综合运用，零部件设计、强度分析、标准件的选用、solidworks软件的使用、编写技术文件、查阅文献等方面的训练，更是考察了我们的设计和动手能力，令我们对所学的知识有更深一层的理解。

相信这次毕设会令我受益匪浅。

二、国内外研究概况及展趋势（含文献综述）：

带式输送机是一种适应能力较强，应用广泛的输送机械，多用于块状和粒状的物料，也可用来输送单件物品。

由于带式输送机能够经济而有效地输送物料，故不仅在小输送量和短距离内可以采用，而且在大输送量和长输送距离内也同样采用。

在工业生产中，带式输送机可用作生产机械设备之间构成连续生产的纽带，以实现生产环节的连续性和自动化，提高劳动生产率和减轻劳动强度。

带式输送机一般有两种基本形式-平形带和槽形带，两种形式的区别主要是上托辊形式不同，带式输送机的基本位置形式有五种∶

（1）水平输送机

（2）倾斜输送机（3）先水平后倾斜输送机（4）先倾斜后水平输送机（5）水平-倾斜-水平输送机，其它布置形式是以上五种形式的混合。

带式输送机的发展趋势为：

⑴设备大型化。

其主要技术参数与装备均向着大型化发展，以满足年产300~500万t以上高产高效集约化生产的需要。

⑵应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术，采用大功率软起动与自动张紧技术，对输送机进行动态监测与监控，大大地降低了输送带的动张力，设备运行性能好，运输效率高。

⑶采用多机驱动与中间驱动及其功率平衡、输送机变向运行等技术，使输送机单机运行长度在理论上已有受限制，并确保了输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。

⑷新型、高可靠性关键元部件技术。

如包含CST等在内的各种先进的大功率驱动装置与调速装置、高寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高效贮带装置、快速自移机尾等。

如英国FSW生产的FSW1200/（2~3）×400（600）工作面顺槽带式输送机就采用了液粘差速或变频调速装置，运输能力达3000t/h以上，它的机尾与新型转载机（如美国久益公司生产的S500E）配套，可随工作面推移而自动快速自移、人工作业少、生产效率高。

三、研究内容及实验方案：

1、槽形托辊带式输送机的原始资料（数据）及设计技术要求

a）输送长度为30米,提升高度2.5米；

b）输送量500t/h,输送物料为原煤；

c）输送物料为比重900公斤/米3，物料在带面上的动堆积角为300；

d）输送带速：

2米/秒；

2、研究内容

运动及动力参数计算，主要零部件的强度计算，主要零件、部件及总装配图绘制，设计说明书的编写。

四、目标、主要特色及工作进度

1、目标：

通过这次毕业设计，可以系统地把大学里的专业知识复习应用到实际设计和生产

去，提高自己的动手能力和创新能力，锻炼自己的自主能力和查阅资料的能力，以此提

高的综合素质来适应社会发展的需求。

2、主要特色：

借助计算机将平形托辊带式输送机在工作状态时的整个阶段的工作情况展示出来，有助于我们更好地对设计产品进行改进。

3、工作进度：

工作进度：

1）.查阅相关资料，外文资料翻译（6000字符以上），撰写开题报告。

第1周—第2周

2）．运动及动力参数计算第3周—第4周

3）．总装图设计第5周—第8周

4）.主要零、部件强度及选用计算第9周—第11周

5）．用solidworks对主要零件进行有限元分析—第12周

6）.绘制零、部件图第13周—第16周

7）．整理毕业论文答辩准备—第17周

五、参考文献

【1】孙桓等主编.机械原理.北京:

高等教育出版社，2001

【2】濮良贵等主编.机械设计.北京:

高等教育出版社，2001

【3】毛广卿主编.粮食输送机械与应用.北京:

科学出版社，2003

【4】徐灏主编.机械设计手册（第四版）.北京.机械工业出版社.1991

【5】范祖尧主编.现代机械设备设计手册.北京:

机械工业出版社，1996

【6】《运输机械设计选用手册》编委会.运输机械设计选用手册.北京:

化学工业出版社.1999

【7】ShigleyJE,UicherJJ.Theoryofmachinesandmechanisms.New

York:

McGraw-HillBookCompany,1980

毕业设计（论文）任务书

I、毕业设计（论文）题目：

30米槽形托辊带式输送机设计

II、毕业设计（论文）使用的原始资料（数据）及设计技术要求：

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。

本输送机用于碎散物料的上行输送。

1.输送长度：

30米,提升高度2.5米；

2.输送量：

500吨/小时,输送物料为原煤；

3.堆积密度：

900公斤/米3；物料在带面上的动堆积角为300；

4、输送带速：

2米/秒

III、毕业设计（论文）工作内容及完成时间：

1.查阅相关资料，外文资料翻译（6000字符以上），撰写开题报告。

第1周—第2周

2．运动及动力参数计算第3周—第4周

3．总装图设计第5周—第8周

4.主要零、部件强度及选用计算第9周—第11周

5．用solidworks对主要零件进行有限元分析—第12周

6．绘制零、部件图第13周—第16周

7.整理毕业论文及答辩准备—第17周

Ⅳ、主要参考资料：

【1】孙桓等主编.机械原理.北京:

高等教育出版社，2001

【2】濮良贵等主编.机械设计.北京:

高等教育出版社，2001

【3】《运输机械设计选用手册》编委会.运输机械设计选用手册.北京:

，

化学工业出版社.1999

【4】毛广卿主编.粮食输送机械与应用.北京:

科学出版社，2003

【5】范祖尧主编.现代机械设备设计手册.北京:

机械工业出版社，1996

【6】徐灏主编.机械设计手册（第四版）.北京.机械工业出版社.1991

【7】ShigleyJE,UicherJJ.Theoryofmachinesandmechanisms.New

York:

McGraw-HillBookCompany,1980

航空制造工程学院机械设计制造及其自动化专业0781052班

学生（签名）：

1111

日期：

自2011年2月23日至2011年6月2日

指导教师（签名）：

封立耀

助理指导教师（并指出所负责的部分）：

机械设计系（室）主任（签名）：

贺红林

附注:

任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。

学士学位论文原创性声明

本人声明，所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。

对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权南昌航空大学科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

作者签名：

日期：

导师签名：

日期：

摘要：

本文所设计的是槽形托辊带式输送机，其设计要求为：

输送物料为原煤，输送量：

500吨/小时，输送长度：

30米,提升高度2.5米；堆积密度：

900公斤/米3；物料在带面上的动堆积角为300，输送带速：

2米/秒，上托辊槽形布置。

设计中，其整体是一个倾斜的状态，上托辊都采用槽形布置；下（回程）托辊采用平行托辊。

本输送机为向上运输物料，其倾斜角为3.80<150，所以采用小倾角设计。

在设计带宽时，按照槽形布置来选择计算。

在尾架的选取方面，采用螺旋拉紧装置尾架，使输送带能始终保持必要的张力。

用Solidworks对连接轴进行有限元分析，得出其一般工作时的性能状态，并做出相应的调整。

目前，带式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带式输送机就是其中的一个。

在带式输送机的设计、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。

关键词：

槽形托辊带式输送机输送带有限元分析

指导老师签名：

Abstract:

Whatisdesignedinthispaperisslottedrollerbeltconveyor,thedesignrequirementsare:

transportofmaterials:

coal,transportcapacity:

450tons/hour,transmissionlength:

25meters,2metershighupgrade;BulkDensity:

900kg/m3;materialsinthedynamicaccumulationofthesurfacewithangleis40,conveyorspeed:

1.2m/s,onthetroughrollerarrangement.Designofatilttheoverallstateoftheidlertrougharrangementused;underthe（return）theuseofparallelidlerrollers.Whenthematerialsaretransportupthroughtheconveyor,thetiltangleis3.80<150,sotaketheuseofsmall-angledesign.Astheselectionofthetailstock,wetaketheuseofTailstockscrewtensioningdevicesothattheconveyorsystemcanalwaysmaintainthenecessarytension.AndSolidworksisusedtodothefiniteelementanalysisontheconnectingaxis,tomeettherequiredstrength.

Today,longdistance,highspeed,lowfrictionisthedirectionofbeltconveyor’sdevelopment.Aircushionbeltconveyorisoneofthem.Atpresent,westillfallfarshortofabroadadvancedtechnologyindesign,manufactureandusing.Therearealotofwastesinthedesignofbeltconveyor.

Keywords:

slottedrollerbeltconveyor

conveyoridlersFiniteElementAnalysis

SignatureofSupervisor:

前言…………………………………………………………………………………...（6）

1带式输送机的概述…………………………………………………………（7）

1.1带式输送机的应用………………………………………………………….（7）

1.2带式输送机的工作原理…………………………………………………..（8）

1.3带式输送机的种类………………………………………………………….（8）

1.3.1按承载能力分类……………………………………………………………..（9）

1.3.2按可否移动分类……………………………………………………………..（9）

1.3.3按输送带的结构形式分类…………………………………………………（9）

1.4带式输送机的结构和布置形式……………………………………………（9）

1.5带式输送机的性能……………………………………………....................（10）

1.6带式输送机的发展状况…………………………………………………...（11）

2带式输送机部件的选用………………………………………………...（12）

2.1输送带………………………………………………………………………...（12）

2.1.1输送带的分类………………………………………………………………..（12）

2.1.2输送带的性能要求…………………………………………………………（14）

2.1.3输送带的选用……………………………………………………………….（15）

2.2驱动装置……………………………………………………………………..（18）

2.3传动滚筒和改向滚筒………………………………………………………（18）

2.3.1传动滚筒的作用及类型……………………………………………………（18）

2.3.2传动滚筒的选型及设计……………………………………………………（19）

2.3.3传动滚筒结构………………………………………………………………..（20）

2.3.4改向滚筒………………………………………………………………………（20）

2.4托辊……………………………………………………………………………（21）

2.5机架和中间架………………………………………………………………..（24）

2.6拉紧装置……………………………………………………………………...（25）

2.6.1拉紧装置的作用…………………………………………………………….（25）

2.6.2张紧装置在使用中应满足的要求……………………………………….（25）

2.6.2拉紧装置的结构形式……………………………………………………..（26）

2.7制动装置…………………………………………………………………….（28）

2.7.1逆止器……………………………………………………………………….（28）

2.7.2制动器……………………………………………………………………….（29）

2.8清扫器……………………………………………………………………….（30）

2.8.1头部清扫器…………………………………………………………………（30）

2.8.2空段清扫器…………………………………………………………………（31）

2.9卸料装置及导料槽……………………………………………………......（31）

2.9.1卸料装置…………………………………………………………………….（31）

2.9.2导料槽………………………………………………………………………..（33）

3槽形托辊带式输送机的计算…………………………………………（33）

3.1原始数据及工作条件……………………………………………..（33）

3.2输送带选择计算………………………………………………...…（34）

3.2.1选定带宽……………………………………………………………（34）

3.2.2输送带上物料流横截面面积S的计算………………………...…（35）

3.3圆周驱动力的计算……………………………………………...…（36）

3.3.1圆周驱动力Fu…………………………………………………..…（36）

3.3.2主要阻力F

……………………………………………………….（36）

3.3.3附加阻力FN……………………………………………………..…（37）

3.3.4主要特征阻力

………………………………………………………….（37）

3.3.5附加特种阻力Fs

…………………………………………………………（38）

3.3.6倾斜阻力Fst………………………………………………………………...（39）

3.4输送带张力………………………………………………………………….（39）

3.4.1输送带不打滑条件………………………………………………………...（39）

3.4.2输送带下垂度校核………………………………………………………..（39）

3.4.3各特性点张力………………………………………………………………（40）

3.5传动滚筒轴功率…………………………………………………………..（40）

3.6电动机功率和驱动装置组合…………………………………………….（41）

3.7输送带选择计算……………………………………………………………（41）

3.7.1织物芯输送带层数…………………………………………………………（42）

3.7.2输送带厚度…………………………………………………………………..（42）

3.8输送带总长度、总平方数和总质量…………………………………….（42）

3.8.1输送带几何长度…………………………………………………………….（42）

3.8.2输送带订货总长度…………………………………………………………（42）

3.8.3输送带订货平方米………………………………………………………..（43）

3.8.4输送带总质量…………………………………………………………..….（43）

3.9托辊的选用计算……………………………………………………..…….（43）

3.10输送带的强度校核…………………………………………………………（44）

3.11传动滚筒轴的强度计算和校核………………………………………....（45）

3.11.1传动滚筒的载荷集度……………………………………………….…….（45）

3.11.2传动滚筒扭矩………………………………………………………………（46）

3.11.3抗弯截面系数W…………………………………………………………..（46）

3.11.4滚筒轴的弯曲强度………………………………………………………..（46）

3.12传动滚筒轴承的寿命计算…………………………………………….…（46）

4用solidworks对连接轴进行有限元分析……………….…...（48）

5带式输送机皮带跑偏问题…………………………………………......（53）

小结……………………………………………………………………………………..（57）

参考文献…………………………………………………………………………….（58）

致谢……………………………………………………………………………..（59）

前言

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。

我国生产制造的带式输送机的品种、类型都较多。

产量多批次也相对的大,但其技术相对国外还是落后,特别是输送机的寿命和性能方面。

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品开发都取得了很大的进步。

国外带式输送机技术的发展很快，其主要表现在以下两个方面：

1、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。

2、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。

带式输送机结构简单、运行可靠、输送量大、输送物料广、装、卸比较方便等优点，所以在各行各业中得到广泛应用，尤其在煤矿生产中发挥着巨大作用。

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）散装密度：

0.90t/m3

（2）在输送带上堆积角：

ρ=30°

（3）物料温度：

<50℃

4）输送系统及相关尺寸：

（1）运距：

30m

（2）提升高度2.5m

（3）最大运量:

500t/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。

1带式输送机的概述

1.1带式输送机的应用

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。

除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。

所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。

（1）DTⅡ互