大倾角带式输送机的设计论文Word文档格式.docx
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3.2设计标准8
3.3原始参数及工作条件8
3.4输送能力核算9
3.5波状挡边输送带质量计算9
3.6传动滚筒圆周驱动力计算9
3.7传动滚筒功率计算10
3.8电动机功率计算10
3.9输送带张力计算11
3.10传动滚筒合力及最大扭矩计算11
3.11拉紧装置拉紧力计算11
3.12逆止力计算11
第四章带式输送机主要部件设计12
4.1波状挡边输送带的形式13
4.2驱动装置14
第五章输送带部件的选用15
5.1托辊16
5.1.1托辊的选型17
5.1.2托辊的校核18
5.2改向装置19
5.3拉紧装置20
第六章其他部件的选用21
6.1机架与中间架21
6.2卸料装置22
6.3清扫装置23
6.4头部漏斗23
6.5电气及安全保护装置23
第七章总结24
参考文献25
致谢26
第一章绪论
1.1带式输送机的概述
大倾角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、煤、沙砾等粉、固体状的物品带输送机是煤矿理想的高效运输设备，与其他运输设备相比，不仅具有长距离、连续输送等优点，而且运行可靠,易实现自动化、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。
特别是近几年，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。
1.2带式输送机的应用
大倾角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，其特点是形成装载点到装载点之间的连续物料流，依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、农、交通运输业等各企业中，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。
1.3带式输送机的发展状况
大倾角输送机用途较广泛，用于各种块状物料，我国研制大倾角输送机相对比较早，但发展缓慢，况且大部分为样机，没有发展成为产品，扩大应用范围是输送机械行业要重点研究的课题。
目前大倾角输送机的研制趋于完善，主要研究包括：
增大运输能力，带宽，合理使用胶带张力，降低能耗，采用液压控制系统解决输送机的启动、运行、制动等问题。
应用阻尼托辊改善运行状况。
今后它的发展趋势主要体现在三个方面：
1.设备大型化、提高运输能力。
2.提高元部件性能和可靠性。
3.扩大应用领域，以及多用化。
第二章总体方案设计和论证
2.1总体方案设计
波状档边带式输送机其结构是在带两侧粘上可自由伸缩的裙边，在裙边又粘上横隔板组成匣型斗。
由于它具有波状档边，装载面积大，能实现大倾角输送，缩短机长，故本设计选用波状档边输送机。
2.1.1波状档边输送机的工作原理
该机工作原理如同斗式提升机一样，受力平衡面与水平面夹角等于内摩擦角，故物料平衡面为一个固定的平面，提升时，物料极限面以上受重力影响下滑，在此面以下相对静止，所以物料随输送带一起上升。
2.1.2波状档边输送机的基本结构
是在带两侧粘上可自由伸缩的裙边，在裙边又粘上横隔板组成匣型斗。
由于它具有波状档边，装载面积大，能实现大倾角输送，
大倾角波状带式输送机的基本结构主要由波装档边输送带，驱动装置，改向滚筒，压带轮，中间架，塔架等如图2-1所示。
图2-1大倾角波状档边带式输送机
2.1.3波装档边输送带的主要部件用途
大倾角带式输送机适用于矿山输送与远距离粮食输送，下面为您介绍大倾角带式输送机的组成部件与这些部件的作用。
大倾角皮带输送机主要部件的用途：
1.波状挡边输送带
在输送机中起承载作用。
在基带的两侧加上波状挡边形成的，基带是普通的平型带，所不同的是带体比普通带具有更大的横向刚度。
当输送带绕过滚筒或过渡段时，挡边上部可以自由伸展或压缩，以适应几何形状的要求。
2.驱动装置
是输送机中的动力部分。
系有电动机、减速器、联轴器、逆止器、传动滚筒等组成。
其中传动滚筒式动力传递的主要部件，输送带借其与传动滚筒之间的摩擦力而运行。
3.改向滚筒
用于改变输送带的运行方向。
改向滚筒用于输送带下表面
4.压带轮
用于改变输送带的运行方向，压带轮用于输送带上表面。
5.拍打轮清料装置
用于拍打输送带背面，震落粘在输送带的物料。
6.托辊
托辊用于支撑输送带和带上的物料、使其稳定运行。
大倾角皮带输送机有平形上托辊、平形下托辊、受料段托辊和凸弧段托辊四种类型。
其中凸弧段托辊用于在凸弧段机架上支撑输送带下分支，其支撑于挡边输送带两侧的空边上。
7.拉紧装置
拉紧装置的作用有：
是输送带具有足够的张力，保证输送带和传动滚筒间不打滑；
限制输送带在各支承间的垂度，使输送机正常运转。
8.跑偏检测装置
一般安装在输送机头部、尾部、中间及需要检测的点，轻度跑偏量达5%带宽时发出信号并报警，重度跑偏量达10%带宽时延时动作，报警、正常停机。
9.打滑检测装置
用于监视传动滚筒和输送带之间的线速度之差，并能报警、自动张紧输送带或正常停机。
10.双向拉绳开关
沿线紧急停机用，沿大倾角皮带输送机全长在机架的两侧每隔60m各安装一组开关，动作后自锁、报警、停机。
2.2总体方案设计的分析与论证
有关各类带式输送带角度和提升高度以及水平长度比较，将多个方案设计和分析论证，在充分掌握国内外同类产品技术水平和资料的基础上，技术规范和用户要求的基础上，应着重考虑以下原则：
1.设计应系列化、通用化、标准化原则。
2.应充分考虑实用原则。
3.技术先进原则，尽可能采用先进技术，新结构。
4.注重设备的经济性，安全可靠，维修方便，基本符合以上原则。
2.3带速的选择
输送带运行速度是设计非常重要的参数，在输送量一定的情况下适当提高带速，可减少带宽，向上运送时可选的大些，向下运送时可选的小些，还应考虑给料条件，物料速度，及卸料等条件。
根据给料条件，物料速度，及卸料条件参照对照表，确定本设计输送带运送速度为2m/s。
2.4布置形式的选择
影响输送机的总体布置形式的因素有输送机倾角、受料段和机尾长度，卸料段、驱动装置的位置等。
波状档边输送机可以采用多种布置形式如：
水平式，斜式，斜头式，Z型，S型，L型，倒L型等多种形式。
图2-3带式输送带的布置形
2.5托蜫间距的选择
托蜫间距应满足辊子的承载能力和输送带下垂度两个条件。
凸轮段托蜫间距一般为承载分支间距的1/2.
受力过大需加密托蜫时，可根据需要，由设计者决定。
本设计平行上托蜫，平行下托蜫间距为1000mm，受料段间距为250mm。
为获得较好的受料和卸料条件本机采用S型布置形式，即设有上水平段，下水平段和倾斜段。
在下水平段受料，在上水平段卸料，上下水平段各长3m，将倾角450螺旋拉紧装置安装在机尾螺旋尾架上，然后将单滚筒传动的驱动装置设于头部滚筒处。
第三章大倾角带式输送机的设计计算
3.1设计标准，符号和单位
本章关于大倾角带式输送机的设计计算的运行功率和张力的计算，执行国家标准GB/T17119-1997
本章设计使用的符号和单位与GB/T17119-1997相同。
3.2设计依据
大倾角带式输送机的设计计算应具备的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：
（1）粒度大小，最大力度和粗度组成情况；
（2）粒度；
（3）动角，静角，温度，粒度和磨损性等；
3.工作环境：
露天，室内，干燥和灰尘多少等；
4.卸料方式和卸料装置型式；
5.给料点数和位置；
6.装置布置形式，是否需要设置制动器。
3.3原始参数和工作条件
原始参数：
带宽400mm，档边高60mm，输送距离9m,45度倾角，输送量14t/h，带速2m/s，S型布置形式；
工作环境：
室外，常温，干燥。
3.4输送能力校核
大倾角带式输送机的输送能力的大小与有效宽度，波状档边，横隔板高度与间距，倾角，动角，粒度等因素有关。
横隔板形式不同，物料载荷情况也不同，本设计选用c-55型，高h=55mm，间距ts=200mm,tg是物料在板间的边界线长度，tg=hcos
=38.89mm,通过比较可知tg<
ts在此情况下，LV=1800nhBftq/Cw
式中：
LV--输送能力；
n--每米隔板数目；
B--隔板有效宽度；
V--带速；
计算得，LV=30.80t/h。
实际输送能力为0.6*30.86t/h=18.48t/h。
大于14t/h故合乎要求。
3.5波状带式输送带质量计算
查表选用：
档边型号S60，档边高H=60mm,波幅Bw=44mm,波距为42mm，底板宽Fw=45mm,空边40mm,隔板型号c-55型板低宽B=55mm。
波装档边输送带每米质量为：
qB=BWB+2Ws+BfnWc
B——带宽；
Bf——有效带宽；
WB——每平方米基带质量；
Ws——每米档边带质量；
Wc——每米横隔板质量；
n——每米横隔板质量。
参考美国胶带服公司数据选用：
得出qB=7.35kg/m。
3.6传动滚筒圆周驱动力计算
传动滚筒上所需圆周力为：
FU=FH+FN（3-3）
FH——主要阻力；
FN——提升阻力。
其中FH=fgL[qRO+qRU+（qG+2qB）L/（L2+H2）]（3-4）
FN=qBgH（3-5）
qG=Q/3.6v（3-6）
式中f——模拟摩擦系数，f=0.022;
qRO——上托堒传动部分每米质量qRO=4.78kg/m；
qRU——下托堒传动部分每米质量qRU=4.78kg/m;
qG——物料每米质量；
qB——波状挡边输送带每米质量；
L——输送机长度；
H——提升高度；
Q——输送量；
g——9.81m/s2.
计算得FH=77.15N，FN=648.93N，FU=726.08N。
3.7传动滚筒的功率计算
功率计算：
PA=Fv/1000（3-7）计算得，PA=1.452kw。
3.8电动机功率计算
电动机功率计算：
PM=PA/0.88
得出电动机功率为2.2kw。
3.9输送带张力计算
由于输送带张力在整个长度上是变化的，影响因素很多，为保证输送机上午正常运行，输送带张力必须满足一下两个条件：
（1）在任何负载情况下，作用在输送带上的张力应使全部传动滚筒上的圆周力是通过摩擦传递到输送带上的，而输送带与滚筒应保证不打滑；
作用在输送带上的张力应足够大，使传送带在两组托辊间的垂度小于一定值。
Fumax=FuKA（3-10）
Fmax=F2min（
）（3-11）
KA——输送带启动系数，一般为1.3-1.7取1.5；
F2min——驱动装置出点的最小拉力；
——传动滚筒与输送带的摩擦系数；
——围包角，为
rad.
计算得Fumax=1089.12N，F2min=433.68N。
输送带最大拉力为1522.80N。
3.10传动滚筒合力及最大扭矩计算
传动滚筒合力:
FH=Fumax+2F2min（3-12）
传动滚筒的最大扭矩为
式中：
D——传动滚筒的直径，mm。
计算得FH=1956.4N，
=145.22N.m。
3.11拉紧装置拉紧力计算
拉紧装置拉紧力F0=Si+Si+1（3-14）
Si——拉近滚筒趋入点张力，N；
Si+1——拉紧滚筒奔离点张力，N；
计算得：
F0=1089.12+433.68N=1522.8N
3.12逆止力计算：
倾斜输送机，一般应进行逆止力计算。
不同情况下输送带料停车时产生的逆转力是不同的。
经过分析知，通过输送带作用于传动滚筒上的最大逆止力出现在上升段满载，而在其他的情况下为阻止逆转，传动滚筒上需要的逆止力可用以下公式进行计算：
FL=FSt-0.8fg[L（qRO+qRU+2qB）+
（3-15）
FSt=qG*g*H（3-16）
FSt——倾斜阻力；
出于安全的考虑，对阻止逆转的力乘了0.8的系数。
作用于传动滚筒轴上的逆止力矩为：
。
第四章大倾角输送带主要部件设计
4.1波状挡边输送带
4.1.1波状挡边输送带的型式
波状挡边输送带是在基带的两侧，加上波装挡边形成的匣形斗，
基带作为平行带，带体比普通的具有更大的横向刚度，两侧的挡边为波型状，当输送带绕过滚筒或者过渡段时，挡边上部可以自由伸展或压缩。
两侧挡边间的带体中部可根据需要加上按一定距离分布的横隔板，挡边与横隔板形成了输送物料的匣型容器，从而来实现大倾角的输送。
如图所示：
图4-1波状带式输送带
波装挡边即是牵引间又是承载物料构件，横向刚度要求高，标准f/b《0.025，
b表示基带宽，f表示扰度。
波装挡边带可以根据输送不同的物料的特性以及输送量等因素，选择普通型、强力型、耐热、耐高温、耐酸、耐碱、钢丝绳型波装挡边带。
本设计选用普通型纤维带的波装挡边带。
4.1.2波装挡边输送带的组成
波状挡边输送带有基带、波装挡边和横隔板三部分组成。
挡边输送带有三种基本结构形式：
1型有横隔板，空边的挡边输送带，2型有横隔板无空边的输送带，3型无隔板，空边的挡边输送带，可根据不同的布置形式选用，本设计选用1型挡边输送带，带宽400mm，有效带宽180mm，空边宽60mm。
其结构如图4-2所示：
图4-2波状挡边输送带组成
1.基带
基带的作用主要是用来承担主要的载荷.不仅要求它有足够的强度.耐磨性能足够好、具有横向刚性和纵向刚性等特点，因此在带的上下覆盖层加上横向刚性层，基带采用织物芯基带与钢绳新基带的形式，织物芯径扯断强度也成许用带强.对于较大的带宽，对扯断强度的要求会更加高。
扯断强度不能仅通过增加而增高带来不便，而应该通过采用特种纤维与胶带粘合采用特种公司特种钢丝绳芯基带来解决这个问题。
国产机带性能.规格按GB7948-87执行。
通用型号有XE.XOE.XUE.XDE等。
基带的覆盖胶的质量要求如下：
覆盖胶的拉伸强度》18MPa
覆盖胶的拉断伸长率》400%
覆盖胶磨损量《0.75cm
帆布芯层间粘和强度6.5度
覆盖胶布芯层间粘和强度3.15KN/m
空边宽》0.1x（基带宽+挡边高）
有效带宽Bw>
4x挡边高
2.波状挡边
国内外常用的波状挡边形状有矩形.S形.W形、WM形。
矩形因在伸缩时，容易使齿根部发生在应力集中、并易破裂，现在应经很少用。
其中S型是最为常用的。
但由于它的波谷深而窄，而其他形波谷浅而宽，从而加大了它的卸空能力。
本设计要求波状挡边规格为S60，查阅相关资料知，挡边高
H=60mm，波幅为44mm，波距t=40mm。
宽45mm,空边40mm..
3.横隔板
横隔板按其形状可分为T、C、S三种基本类型。
T型和C型横隔板分别用于输送倾角小于400的场合，倾角为90度时只能用C型或者TC型。
4.2驱动装置
带式输送机的负载是一种较为典型的恒转矩负载，而且不易避免的要带负载起动和制动。
电动机的起动特性与负载的启动要求不相适应所以应在带式输送机上较突出，一方面要保证必要的启动力矩，电机启动时的电流比较大，另一方面要保证电动机不因电流的冲击过热而破坏。
驱动装置作为整个皮带输送机的动力来源，它由电动机、减速器、联轴器、逆止器、传动滚筒等部件组成、驱动滚筒由一台电动机通过联轴器、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、及多级减速器。
本设计电机和减速器用弹性联轴器连接，轴头为平键连接。
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、减速器均安装固定大底座上面，电动机可安装在机头任一侧。
4.2.1电动机的选用
电动机的额定转速可以根据生产机械的要求而定，一般情况下电动机的转速不低于500r/min，因为功率一定时，电动机的转速低，其尺寸越大，价格与贵而效率低。
若电机的转速高，则极对数少，尺寸和重量小，价格低。
本设计所需要的总功率为2.2kw，故采用Y100L1-4型电动机，额定电压380v,频率为50HZ，该机型转矩大，性能良好，可以满足要求。
4.2.2减速器的选用
已知输送带宽400mm，选取传动滚筒的直径D为400mm，则工作转速为nw=95.54r/min.已知电动机转速为1430r/min，本次设计选用ZSY160-50减速
器。
4.2.3联轴器的选用
联轴器是机械传动中常用的部件，它用来把两轴连接起来，机器运转时两轴不能分离；
只有在机器停车时，才能拆开。
根据对各轴相对位移有无补偿能力，联轴器分为刚性联轴器和挠性联轴器两大类，挠性联轴器又可分为具有弹性联轴器和无弹性联轴器，起中梅花型联轴器的半联轴器与轴的配合孔可做成圆柱形或者圆锥形，装配联轴器时将它的花瓣部分夹紧在两半联轴器端面凸齿交错插进所形成的尺寸空间，以便在联轴器工作时起到缓冲减震的作用。
图4-6梅花型联轴器
4.2.4逆止器的选用
对于倾斜物料的带式输送机，当满载停车时会发生上物料时带的逆转和下运物料时带的顺滑现象，从而引起物料的堆积、飞车等事故，所以设置制动装置。
能保证机构或机器安全正常工作的重要部件。
输送机向上运输时，在停车时需
防止输送带的反向倒退，此时的制动称为逆止；
向下时称为制动。
制动装置的选择应考虑以下几点：
1.机械运转状况，计算轴上的负载转矩，有一定的安全储备；
2.注意制动器的任务；
3.保证良好的散热功能，以防止对人、机械的伤害。
根据输送机工作条件本设计应设置逆止器，常用的有非接触式、凸快式、滚珠式等多种类型。
其中非接触式安装在减速器的高速轴，它的选择与其安装的逆止力矩、轴伸的转速及尺寸有关。
本设计选用NFA10型非接触式逆止器，额定逆止力矩1000N.m,装在减速器的第二根轴上。
4.2.5传动滚筒的选用
传动滚筒是传动动力的主要部件，靠与输送带之间的摩擦力带动运作，可分为单滚筒传动及双滚筒传动。
输送机的传动滚筒结构有钢板焊接结构及铸钢或铸铁结构，钢质表面滚筒一般用在环境湿度、运距长的输送机上，铸胶滚筒按其形状分为光面、人字型和菱形滚筒。
本设计选用钢板焊接结构的光面滚筒，直径为400mm。
4.2.6软起动装置
为保证大倾角带式输送带启动的平稳性，本设计设置软起动装置与驱动装置配合使用。
本设计选用调速型液力耦合器实现起动。
调速型液力耦合器通过电动执行器来调节勺管的插入深度实现调节循环园内工作的充液量，因此起动力矩可控，采用调速型耦合器作为软启动装置可以做到延长起动时间，改善启动性能。
第五章输送带部件的选用
5.1托辊
一、托辊的选型
作用：
托辊决定了带式输送机的使用效果，是影响使用寿命的最重要部件之一。
托辊组的结构在很大程度上决定了输送带和托辊所受承载的大小与性质。
对
于托辊的基本要求
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