带式输送机毕业论文

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摘要

本设计是长距离矿用皮带输送机总体设计。长距离皮带输送机可实现在长距离运输巷道内连续的、大运量的运输，减少能源损耗，节约成本，同时提高生产效率。

在设计中首先根据运输巷道的布置图提出并确定设计方案。其次根据原始参数进行皮带输送机总体的设计：确定带宽；计算输送机总圆周驱动力；计算输送机各点的张力并确定圆周驱动力的分配；电动机装机功率的计算及确定电动机布置方案；输送机的拉紧力及拉紧行程的计算。最后对主要传动部件进行设计：减速器的设计计算及托辊的校核。

本设计主要应用于运输巷道，主要的特点为长距离、大运量。解决了在长距离的情况下输送机多点驱动的问题，以及长距离皮带拉紧的问题。

关键词：长距离输送机；张力计算；减速器设计；

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Abstract

This design is the long-distance belt conveyor for mine design. Through the conveyor belt to achieve the overall design of roadway in the long-distance transport continuous, large capacity of transport, reducing energy consumption, saving costs while increasing productivity.

First of all, in the design layout of the roadway under the proposed transport and determine the design. Second, according to the original parameters of the overall design of belt conveyor: identification bandwidth; calculated the total circumference of conveyor drive; calculate the points of tension conveyor and determine the circumference of the driving force distribution; motor installed power of calculation and determine the electrical layout of the program; delivery Machine tension force and tension calculation trip. Finally, the design of the main transmission components: speed reducer design calculations and check idlers.

This design is mainly used in the transport tunnel, the main features of the long-distance, large capacity. Solved in the case of long distance multi-point drive conveyor, as well as long-distance belt tensioner problem.

Keywords: Long distance conveyor;tension calculation;reducer design

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目录

摘要..................................................................................................................... I Abstract................................................................................................................ II

第1章绪论 (1)

1.1国内外带式输送机的发展现状 (1)

1.2带式输送机的分类 (2)

1.3 选题的目的、意义和本文主要的研究内容 (3)

1.4设计目标及原始参数 (4)

第2章输送机总体结构设计计算 (5)

2.1输送机总体方案确定 (5)

2.2输送机的基本功能参数 (6)

2.2.1输送带的宽度及校核 (6)

2.2.2输送带层数的计算 (8)

2.2.3输送带强度的校核 (9)

2.2.4输送带最大的物料横截面积 (11)

2.2.5总圆周驱动力计算 (12)

2.3 输送带张力计算 (17)

2.3.1输送带允许最大的下垂度计算最小张力 (17)

2.3.2输送带不打滑条件 (18)

2.3.3各种驱动力分配情况下各点张力计算 (20)

2.4电动机功率计算及布置方案 (24)

2.5液压拉紧装置的原件选择和计算 (25)

2.5.1拉紧力和拉紧行程的计算 (25)

2.5.2拉紧行程的确定 (25)

第3章主要传动部件设计 (27)

3.1减速器设计 (27)

3.1.1传动比的分配和传动效率的选择 (27)

3.1.2传动装置的运动和动力参数计算 (28)

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3.1.3齿轮传动设计 (30)

3.1.4 轴的设计 (40)

3.1.5键的选择和校核 (50)

3.1.6 滚动轴承的选择与校核 (50)

3.2 托辊的校核 (52)

3.2.1 校核辊子载荷 (53)

3.2.2托辊的额定负荷和最大转速 (54)

3.3其它设备的选型 (55)

3.3.1滚筒的选择 (55)

3.3.2导料槽及清扫器选型 (56)

3.3.3制动及逆止装置 (56)

3.3.4保护设备与其他辅助设备选型 (57)

第4章经济与技术分析 (58)

结论 (59)

致谢 (60)

参考文献 (61)

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CONTENTS

Abstract(Chinese)............................................................... 错误！未定义书签。Abstract............................................................................... 错误！未定义书签。

Chapter 1 Introduction (1)

1.1 Development of belt conveyor at home and abroad (1)

1.2 Classification of belt conveyor (2)

1.3 The purpose of topics, significance and content of this major research 3

1.4 Design objectives and the original parameters (4)

Chapter 2 Conveyor demonstrate the overall program (5)

Chapter 3 Conveyor design and calculation of the overall structure (7)

3.1 The parameters of the basic functions of conveyor (7)

3.1.1 The width of conveyor belt and check (7)

3.1.2 Calculation of belt layers (9)

3.1.3 Check of belt strength (10)

3.1.4 The largest cross section area of conveyor belt material (12)

3.1.5 Calculation of the total circle drive (13)

3.2 Calculation of belt tension (18)

3.2.1 Conveyor belt to allow the largest minimum tension sag calculation (18)

3.2.2 Conveyor belt does not slip conditions (19)

3.2.3 Distribution of the various drivers points under tension calculation (21)

3.3 Motor power calculation and Layout (25)

3.4 Hydraulic tensioning device of the original selection and calculation 26

3.4.1 Tension force and tension calculation of travel (26)

3.4.2 Determination of tension trip (26)

Chapter 4 Design of the main transmission parts (28)

4.1 Reducer design (28)

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4.1.1 Transmission ratio of the distribution and transmission efficiency of the selection (28)

4.1.2 Transmission of motion and calculation of dynamic parameters (29)

4.1.3 Gear Transmission Design (31)

4.1.4 Design of shaft (41)

4.1.5 Selection and check of key (51)

4.1.6 Selection and check of rolling bearings (51)

4.2 Check idlers (53)

4.2.1 Check of roller load (54)

4.2.2 Roller rated load and the maximum speed (55)

4.3 Selection of other equipment (56)

4.3.1 Selection drum (56)

4.3.2 Selection guide trough and cleaning device (57)

4.3.3 Brake and return device (57)

4.3.4 Protection of equipment and other auxiliary equipment selection (58)

Chapter 5 Conomic and Technical Analysis (59)

Conclusions (60)

Acknowledgements (61)

References (62)

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第1章绪论

1.1国内外带式输送机的发展现状

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]9[。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]16[。

现阶段，带式输送机的发展趋势是]10.9[：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。我国已于1978年完成了钢绳芯带式输送机的定型设计。

国外带式输送机技术的发展主要表现在两方面：（1）带式输送机的功能多元化，应用范围扩大化，如高倾角带式输送机、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，高带速等大型输送机已成为其发展的主要方向。目前，世界上单机运距最长达30.4km。带式输送机已在澳大利亚的铝钒土矿投入使用；运输量达到37500t/h，带速为7.4m/s的一条大型带式输送机已应

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用于德国露天煤矿。

1.2带式输送机的分类

带式输送机可从不同的角度分类。

1.按承载能力分类

轻型带式输送机：专门应用于轻型载荷的输送机。

通用带式输送机：这是应用最广泛的带式输送机，其他类型带式输送机都是这种带式输送机的变形。

钢丝绳芯带式输送机：应用于重型载荷的输送机。

2.按可否移动分类

固定带式输送机：输送机安装在固定的地点，不需要移动。

移动带式输送机：具有移动机构，如轮、履带。

移植带式输送机：通过移动设备变换设备的位置。

可伸缩带式输送机：通过储带装置改变输送机的长度。

3.按输送带的结构形式分类

普通输送带带式输送机：输送带为平型，带芯为帆布或尼龙帆布或钢绳芯。

钢绳牵引带式输送机：用钢丝绳作为牵引机构，用带有耳边的输送带作为承载机构。

压带式输送机：用两条闭环带，其中一条为承载带，另一条为压带。

钢带输送机：输送带是钢带。

网带输送机：输送带是网带。

管状带式输送机：输送带围包成管状或用特殊结构输送带密封输送物料。

波状挡边带式输送机：输送带边上有挡边以增大物料的截面，倾斜角度大时，一般在横向设置挡板。

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花纹带式输送机：用花纹带以增大物料和输送带的摩擦，提高输送倾角。

4.按承载方式分类

托辊式带式输送机:用托辊支撑输送带。

气垫带式输送机：用气膜支撑输送带。另外还有磁性输送带、液垫带式输送机，它们共同的特点都是对输送带连续支撑。

深槽型带式输送机：由于加大槽深，除用托辊支撑外，也起到对物料的夹持作用，可增大输送带倾角。

5.接输送机线路布置分类

直线带式输送机：由于输送机纵向是直线，但是可在铅垂面上有凸凹变化曲线。

平面弯曲带式输送机：可在平面上实现弯曲运行。

空间弯曲带式输送机：可在空间实现弯曲运行。

6.按驱动方式分类

单滚筒驱动带式输送机。

多滚筒驱动带式输送机。

线摩擦带式输送机：用一个或多个输送带作为驱动体。

磁性带式输送机：通过磁场作用驱动输送带]10[。

1.3 选题的目的、意义和本文主要的研究内容

带式输送机广泛的应用于国民经济的各个部门中，在经济生活中起着重要的作用。在煤炭行业中也有着大量的应用，尤其是在矿山的煤矿开采运输中起着举足轻重的作用。本毕业设计做的是长距离矿用皮带输送机总体设计。在设计中计算圆周驱动力和输送带的张力，通过计算并校核所运用的原件。本设计的输送机是长距离、大运量，是目前输送机的主要发展的方向也是本

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设计主要的研究解决的内容。本设计是主要解决的问题是在长距离大功率多电机的情况下解决多点驱动的问题。

1.4 设计目标及原始参数

本设计的目标是根据给定的原始参数通过设计计算完成长距离矿用皮带输送机的总体设计，

带速(m/s)是输送机的重要设计参数，而输送能力(t/h)是输送机最重要的性能指标，该指标与带宽、带速参数密切相关。

原始数据：输送物料：煤；

输送量：t/h 1000

带速：m/s 15.3

物料性质：散状物料；

松散密度：33kg/m 101?=ρ

工作环境：潮湿；

输送机布置形式：倾斜6.6°、11°放置。

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第2章 输送机总体结构设计计算

2.1 输送机总体方案确定

本设计是长距离的在矿山运输巷道中应用的输送机，根据运输巷道的布置图可知输送机的总运输长度在大约4000多米，在这样长的距离中用皮带机进行煤碳的连续运输。同时可知在整个运输过程中总共经过了四个运输区段，有平行运输也有坡度运输。在设计皮带机的时候在整个运输区段可以采用两种方方案设计：第一种方案采用一台输送机；第二种方案采用两台输送机。

图2-1 运输巷走向图

第一种方案在整个运输区段采用一台输送机。优点是整个运输区段总长是4000多米，使用一台输送机完成整个运输区段的运输，在大运量的情况下完成运输任务；采用一台输送机时驱动的布置可以布置在机头或是机尾部，这样可以在检修的时候不用携带大量的仪器进入运输巷道中，解决了运输巷道狭窄不容易进入的情况。缺点是采用一台输送机的情况下由于运输距离过井下

301.588

420

684(688.563)3570(3570.216)50

4304(4308.78)

6.6°11‰

地面(m )428.5

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长，所使用的输送带就会产生张力过大，拉紧力过大的问题，同时由于采用一台输送机有多点驱动，驱动力平衡的问题，

第二种方案是在整个运输区段采用两台皮带机。优点是通过两台输送机可以缩短运输距离，解决了驱动功率过大的问题；缺点是采用两台输送机会有两个机头机尾部增加了工作量，同时开凿出宽运输巷道会增加经济成本，也增加开凿的困难，也由于采用两台输送机，驱动就会布置在巷道的中间，在检修的时候会增加工作量，也不容易携带仪器进入巷道深处。

根据经济成本和技术水平，以及两种方案的优缺点最终选择第一种方案进行设计。

2.2 输送机的基本功能参数

2.2.1 输送带的宽度及校核

考虑输送的物料为散状物料的形式，需要考虑物料的最大粒度，如果所运物料的粒度与带宽相比太大时，由于输送机的振动的影响，物料可能会散落，并导致设备故障。

初选带宽：查表]1[ mm 1200=B

输送带宽度B 和物料最大粒度之间应满足：

2002+≥αB

式中：α—物料最大粒度，mm ；

B —带宽，mm ；

查表3—3 mm 350=α，代入上式

mm 9002003502=+?≥B 满足条件

故本设计所选取的mm 1200=B 满足以上的各种要求]1[。

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表3—1散状物料特性表

注：物料的松散密度与随物料的水分、粒度、带速等的不同而变化，应以实测为准，本表仅供参考。

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表3—2 倾角系数

表3—3 各种带宽允许的最大物料粒度 mm

2.2.2 输送带层数的计算

初选带式输送机输送带为NN-100型，对于所选的输送带的层数进行选择计算

按公式：

B σ

nSn Z = 式中：n —安全系数，取6=n ； σ—

带芯径向扯断强度，表]1[取带芯种类：棉帆布芯，取

N/mm 112=σ，即每层厚度0.56mm ；

Sn —稳定工况下最大张力：N Sn 09.161630=

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将各值代入公式得：

23.7112

1200609.161630=??=Z 取8=Z 层 与初选相同]1[

2.2.3 输送带强度的校核

1. 织物芯带强度校核

织物芯带强度校核按公式：

BZ

n F max ≥

σ 式中，max F —输送带最大张力，N ；

B —输送带宽度，mm ； σ—输送带纵向扯断强度， )层N/(mm ?；

N —稳定工况下，织物芯带的静安全系数，尼龙、聚酷帆布芯带10~5=n ；

将以上各值代入公式得：

)层N/(mm 02.1018

1200639.161630max ?=??=≥BZ n F σ 所以选择棉帆布芯的输送带)层N/(mm 112?=σ，能满足要求。

2. 凸弧段曲率半径计算

凸弧段最小曲率半径1R （见图3-1）按式计算：

所选的为尼龙帆布输送带： Bsin λR )42~38(1≥

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式中-B 输送带宽度，m ；

-λ托辊槽角，（°）

所以 m 33.26~m 83.23352.1)42~38()42~38(1=???=≥sin Bsin λR 即： m 251=R

图3-1 凸弧段

3. 凹弧段曲率半径计算

输送机凹弧段的曲率半径，应保证输送机空载启动时，输送带不会从托辊上跳起，凹弧段最小曲率半径2R ，一般按g

q F R B X )

5.1~3.1(2≥式计算： 式中-X F 凹弧段起点处输送带张了，N ； -B q 输送带质量，m kg ；

-g 重力加速度，2s m ；

所以 m 29.170~m 1478

.98.23N 2.26480)5.1~3.1()5.1~3.1(=?=≥g q F R B X 2 所以 m 1502=R

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图3-2凹弧段

2.2.4输送带最大的物料横截面积

为了保证正常输送条件下输送带上的物料不散落，考虑如图3-1所示输送带上允许的最大物料横截面积S

图3—3输送带最大物料横截面积

输送散状物料时，输送带宽与带面堆料截面如图，堆积面积按公式（3-1）计算：

2

A （3-1）

yB

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表3— 4 断面系数

注：物料动堆积角一般为其静堆积角的70%左右。

由表3-4查得：取035=λ时，动堆积角030=θ，断面系数146.0=y 。将数据代入公式（3-1）：

22m 21.02.1146.0=?==yB A

2.2.5 总圆周驱动力计算

输送机正常运转时，带条沿输送机线路运行的总阻力等于驱动滚筒的牵引力，即圆周驱动力，按公式（3—2）计算：

21S S St H U F F F F C F +++?= （3—2）

式中，H F —主要阻力，N ；

St F —倾斜阻力，N ；

1S F —特种主要阻力，N ；

2S F —特种附加阻力，N ；

C —与输送机长度有关的系数。查有关资料取03.1=C ]1[

1. 主要阻力F H

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输送机的主要阻力F H 是物料及输送带移动和承载分支及回程分支托辊旋转所产生的阻力总和，按公式（3—3）：

)] +2(++[G B RU RO H q q q q =fLg F （3—3） 式中：f —模拟摩擦系数，查表3—5 02.0=f ；

L —输送机长度（输送机的头尾中心距）m ；

RO q —承载分支托辊组每米长度旋转质量，k g/m ；查手册得上托辊

Φ159㎜，mm 465=L ，质量kg/m 53.10='q RO ；

o

RO RO a 'nq q = o a —承载分支托辊间距，查表3—6 mm 1200=o a ；

所以： kg/m 321.262

.153.103=?==o RO RO a 'nq q RU q —回程分支托辊组每米长度旋转质量，kg/m ；

查手册得下托辊Φ159㎜，质量kg/m 56.26'=RU q ；

U

RU Ru a 'nq q = U a —回程分支托辊间距，表3—6 mm 3000=U a ；

所以： kg/m 85.83

56.261=?==U RU RU a 'nq q B q —每米长输送带质量，初选输送带为8层，查资料得；

2kg/m 8.23=B q

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q G —每米长度输送带物料质量，k g/m ；

2kg/m 18.8815

.36.3100063=?===v .Q v ρI q v G 将以上各值代入公式（3—3）：

N

180430.887 88.18)]23.8(28.85[26.329.843080.025)] + (2++[==+?++???=G B RU RO H q q q q fLg F 2. 倾斜阻力F St

当输送机需要提升物料时，需要消耗一定的功，而提升重物所要克服的就是倾斜阻力，按公式（3—4）：

gH q F G St = （3—4） 式中：H —输送机受料点与卸料点间的高度，m ；

所以： N 3876.102327412.1188.918.88=??==N gH q F G St

表3—5模拟摩擦系数

3. 主要特种阻力1S F

主要特种阻力1S F ，包括托辊前倾(托辊前倾主要是防止输送带跑偏)的摩