皮带运输机设计

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皮带运输机设计摘要　本文对带式传输机的各个部件的设计进行了探讨，在传递物质的方法,采用皮带运输带起着非常重要的作用，在竞争性成本的长距离、可靠性物质运输方面，带式运输机发挥着非常重要的作用。传输机系统变得更大、更复杂，同时驱动装置也经历了一系列的发展，并将继续发展下去，如今，更大的传输带需要更大的功率、单独驱动器、多倍驱动器，就传输带的使用而言，控制驱动加速转矩的能力是关键的因素。在指定的安全极限范围内，一个高效的传动装置将能提供平稳、安全的运转，同时保持传输带的张力。对于多倍传动装置的均分负载，转矩与速度控制同样是其设计中需考虑的环节。由于传送带驱动装置技术的发展，现今有越来越多更可靠、具有成本效益、设定的宽范围功率的传送带驱动装置可供人们选择。关键词　带式运输机驱动系统BeltConveyorDrivingSystemAbstractAshortreviewforthedesignofeachpartforbeltconveyor,Amongthemethodsofmaterialconveyingemployed，beltconveyorsplayaveryimportantpartinthereliablecarryingofmaterialoverlongdistancesatcompetitivecost．Conveyorsystemshavebecomelargerandmorecomplexanddrivesystemshavealsobeengoingthroughaprocessofevolutionandwillcontinuetodoso．Nowadays，biggerbeltsrequiremorepowerandhavebroughttheneedforlargerindividualdrivesaswellasmultipledrives．Theabilitytocontroldriveaccelerationtorqueiscriticaltobeltconveyors’performance．Anefficientdrivesystemshouldbeabletoprovidesmooth，softstartswhile

1maintainingbelttensionswithinthespecifiedsafelimits．Forloadsharingonmultipledrives．torqueandspeedcontrolarealsoimportantconsiderationsinthedrivesystem’sdesign．Duetotheadvancesinconveyordrivecontroltechnology，atpresentmanymorereliable．Cost-effectiveandperformance-drivenconveyordrivesystemscoveringawiderangeofpowerareavailableforcustomers'choice．Keywords　Belt　Conveyor　Driving　System目录引言5第一章带式输送机概述6带式输送机的应用6带式输送机的分类6各种带式输送机的特点6带式输送机的发展状况7第二章总体方案设计8布置方式8带式输送机的工作原理9传动原理10传动方案和总体设计12第三章主要技术参数的设计计算13设计的原始数据13槽角的选取14胶带运行阻力的计算15输送带上各点张力的计算19输送带的强度验算22第四章驱动装置的选用与设计27电机的选用27减速器的选型与设计27联轴器的计算与选型31驱动滚筒的设计33第五章托辊的设计38

2托辊的作用与类型38托辊间距40托辊的选型41第六章制动装置41制动装置的作用41制动装置的种类41制动装置的选型43第七章改向装置44凸弧段曲率半径R的计算44改向滚筒的选用44第八章其他部件的选用44拉紧装置46机架与中间架50卸料装置51清扫装置52头部漏斗54电气及安全保护装置54第九章安装运转与维护54安装要求54调整55运转与维护55结论56致谢57参考文献58附录59如需要完整文档及cad图等其他文件，请加球球：一九八五六三九七五五

3引言带式输送机是用连续的无端输送带输送货物的机械，俗称皮带机。输送带根据摩擦传动原理而运动，既是承载货物的构件，又是传递牵引力的构件，其特点是：输送能力大，爬坡能力强，操作简单，安全可靠，自动化程度高，设备维修容易，广泛应用于采矿、冶金、化工、铸造、建材等行业的输送和生产流水线以及水电站建设工地和港口等大宗散货的输送装卸作业中，在我国的国民经济中占有重要的地位。今年来，随着社会经济的发展，带式输送机的发展趋势有：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，特别是大倾角的皮带输送机，在现实的生产中，变的越来越需要，国内外许多学者都投入到其研制过程中，虽然已经出现了一批可以用于较大倾角的输送机，不过技术还不够完善、成熟，由于其工作的环境比较复杂毕业设计是大学四年的最后一次教学实践，它是实现工科大学生培养目标的实践性、综合性教学的必经环节。它不但有助于培养我们分析问题和创造性地解决问题的能力，全面提高我们的素质，还是一次对我们应用知识解决问题的能力的检验。高等工程教育的培养目标是德、智、体全面发展，培养能够解决各种技术性问题的技术人员。鉴于此，我们应获得工程师初步训练，成为长于实践的高等工程技术应用型人才。学生应具备必须的理论基础，扎实的专业知识和较强的工程实践能力。毕业设计是教学计划中学生必须的最后一个教学环节，是实现教学、科研、工程实践相结合的重要结合点。它的主要目的是培养学生综合运用所学的知识和技能去分析和解决本专业范围内的一般工程技术问题。建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法，通过毕业设计，进行工程知识和工程技能的综合训练，使学生一走上工作岗位就具有较强的应用生产现场正在使用和近期可能推广使用的技术，去解决工程实际生产中遇到的实际问题的能力。毕业设计的基本要求是：(1)既要完成任务，又要培养学生，应把对学生的培养放在第一位。在指导老师的指导下，根据所选定的设计课题，通过实习，结合工程实际，独立完成设计工作，受到一次机械工程师如何解决工程实际问题的初步训练。（2）通过毕业设计，使学生受到综合运用知识，解决实际问题的能力，提高自身技术水平、运算能力及识图、制图和查阅手册，使用国家标准和信息资料的能力，文字表达能力和一般的组织管理能力。（3）培养自己独立工作的能力，巩固和扩大专业知识面，有较强的自学能力及工作适应能力，提高运用科研成果和新技术的能力及对现有的生产设备和生产技术进行改造的能力。

4（4）培养严谨求实，理论联系实际的作风及严肃的科学态度，树立正确的生长观点和技术经济观点。第一章　带式输送机概述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。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:

5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TDⅡ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.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。带式输送机的发展状况目前,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.

6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。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；（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。第二章　总体方案设计机械产品的方案设计首先确定它的工作原理方案，再确定机械运动方案。机械系统的工作原理和机械传动方案的优劣是决定产品性能、成本，关系到产品水平及竞争力的关键所在。因此机械系统的运动方案设计阶段是机械产品设计中最重要的设计阶段，是机械产品至关重要的环节。在此阶段完成的草图和总体布置，不仅确定了整机的布置形式和重要尺寸，而且也确定了各种部件的基本型号和特性参数。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。

7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2-1所示：表2-1带式输送机典型布置方式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：减速器、电动机、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.

8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——清扫器输送带绕1经头驱动滚筒和尾部拉紧装置的滚筒3，形成一个无极的环形封闭带，输送带上分支（有载分支）支撑载槽型托辊上（上托辊），下分支（无载分支）支撑在平托辊上，拉紧装置给输送带一保证正常运转所需要的张力。工作时驱动滚筒通过摩擦力驱动输送带运行，物料经装载装置加到输送带上，随胶带一起运动到头部卸载装置卸载，利用专门的卸载装置在输送机中部任意点卸载。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.传动原理在进行总体方案设计前，首先简要地阐述皮带运输机的传动原理，下图表示输送机的传动原理。如图，要克服阻力使胶带运动起来，必须使胶带在传动滚筒相遇点2的张力大于分离点1的张力。这两点张力差就是传动滚筒所传给胶带的摩擦力，也就是胶带输送机的牵引力。传动滚筒传给胶带的牵引力是摩擦力，和一般的摩擦力一样有个限度，不能任意大，设1点的张力为S1，2点实际张力为Sy，其极限张力为Symax，图2-2传动原理图以下专门设计计算Symax，但首先假设胶带是一种理想挠形体，它可以任意挠曲，而不受弯曲应力。　　　　　　　　　　　　　

9如上图所示，围包角,在任一点A得张力为S,弧1A所对应围包角为,当有一微小增量d时张力增量为ds.由上图可以列出单元长度皮带受力的平衡方程组:由于很小，。由此上述方程组可简化为：略去二次微量项解方程得：在极限平衡状态下，当围包角增大到时，张力增大到，利用两个条件，取微分方程得定积分：解上式得：ln即：由于在滚筒胶带输送机传动装置传递的最大牵引力为：从上式可以看出，提高传动装置的牵引力可以从以下三个方面考虑：（1）增加拉紧力增加初张力可以使胶带在传动滚筒分离点的张力增加。此法提高牵引力虽然可以，但是增大S1必须相应的增大皮带截面，这样会增大传动装置的结构尺寸，不经济，故在设计中不采用此法。（2）增加围包角（3）增加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。故在传动中拟采用双滚筒驱动，以增加围包角。单滚筒驱动围包角只能取到200～300，双滚筒可以达到450～480。故在设计中为增大围包角采用双滚筒驱动，初定围包角450。传动方案和总体设计由于我们所设计的皮带运输机运输量大，工作环境为露天地面，为减小设计尺寸，且提高运输能力，决定采用两台电动机，分别驱动双滚筒。按照皮带运输机的一般工作原理可得到总体的传动方案。拟定如下线路布置的传动方案：

10图2-3传动方案图1——尾部滚筒2——改向滚筒3——驱动滚筒4——头部滚筒