固定带式输送机的选型

固定带式输送机的选型

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摘要.......................................................... 7(8)

一、带式输送机概述 (9)

1.1 带式输送机的应用 (9)

1.2 带式输送机的分类 (10)

1.3 各种带式输送机的特点 (10)

1.4 带式输送机的发展状况 (11)

1.5带式输送机的的结构和布置 (11)

1.5.1 带式输送机的的结构 (11)

1.5.2 布置方式 (12)

二、标准部件的选用 (14)

2.1输送带的选择 (14)

2.2输送量计算 (14)

2.3选择传动形式和驱动装置 (14)

2.4头部传动滚筒的选择 (15)

2.5尾部改向滚筒选择 (15)

2.6托辊的选择 (15)

2.7其他部件的选用 (16)

三、输送机受力分析 (17)

3.1圆周驱动力分析 (17)

3.2 主要阻力计算 (17)

3.2.1模拟摩擦系数 (18)

3.2.2承载分支托辊组每米旋转质量的确定 (18)

3.2.3回程分支托辊组每米长度旋转部分质量的确定 (18)

3.2.4每米长度输送物料质量的确定 (18)

F (19)

3.2.5主要阻力

H

3.3 附加特种阻力计算 (19)

3.4 总阻力计算 (20)

四、电动机选用 (21)

4.1电动机类型的确定 (21)

4.2电动机容量的选择 (21)

4.3确定电动机的转速 (21)

4.4选择电机型号 (22)

五、减速器的选用 (23)

5.1 传动装置的总传动比 (23)

5.2 液力偶合器 (23)

5.3 联轴器 (24)

六、张力计算 (25)

6.1输送带张力计算 (25)

6.2 输送带不打滑条件校核 (25)

6.3 输送带下垂度校核 (27)

参考文献 (28)

致谢 (28)

摘要

本次毕业设计是关于固定式带式输送机的设计。首先对胶带输送机作了简单的概述；接着分析了带式输送机的选型原则及计算方法；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。普通型带式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。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,国内在设计制造带式输送机过程中存在着很多不足。

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，联轴器，主要部件。

Summary

This time graduation design is concerning fix the type take type transport machine of design.Transported machine to make to the tape first simple of all say;Immediately after analysis the take type transport the choose of machine a principle and calculation method;Then according to these design standard and calculation choose a method according to give settle parameter request carry on choose a type design.The common type take type transport machine to constitute to°from six main parts:Spread to move to equip, machine tail with lead back equip, central part machine, tense equip and tape.Currently, the tape transport machine just toward the long pull, high speed degree, low rub of direction development, the air cushion type tape which appear in recent years' transporting machine be among them of

a.Transport machine in the tape of design, manufacturing and application aspect, the forerunner level compare to still have bigger margin out of my state-to-state currently, domestic in the design the manufacturing the take type transport the machine process existence a lot of shortage.

This take type transported a machine design representative design of general process, to aftertime of choose a type a design work to have

certain of reference value.

Keyword:The take type transport machine, allied stalk machine, main parts.

1带式输送机概述

1.1 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。

1.2 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：

80TD QD DX U ?II ??????????????????????????????????

型固定式带式输送机轻型固定式带式输送机普通型型钢绳芯带式输送机型带式输送机管形带式输送机带式输送机气垫带式输送机

波状挡边带式输送机特种结构型钢绳牵引带式输送机压带式带式输送机其他类型

1.3 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）DX型钢绳芯带式输送机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0

90使输送带成U形。这样一来输送带与物料间产生30~0

45提高到0

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。

1.4 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。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40

°~40°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(0

10~0

12)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。

1.5带式输送机的的结构和布置

1.5.1 带式输送机的的结构

带式输送机又称胶带运输机带式输送机主要由以下部件组成：头架、驱动装置、传动滚筒、尾架、托辊、中间架、尾部改向装置、卸载装置、清扫装置、安全保护装置等。

图1.1带式输送机总体结构图

输送带是带式输送机的承载构件，带上的物料随输送带一起运行，物料根据需要可以在输送机的端部和中间部位卸下。输送带用旋转的托棍支撑，运行阻力小。带式

输送机可沿水平或倾斜线路布置。=

由于带式输送机的结构特点决定了其具有优良性能，主要表现在：运输能力大，且工作阻力小，耗电量低，约为刮板输送机的1/3到1/5；由于物料同输送机一起移动，同刮板输送机比较，物料破碎率小；带式输送机的单机运距可以很长，与刮板输送机比较，在同样运输能力及运距条件下，其所需设备台数少，转载环节少，节省设备和人员，并且维护比较简单。由于输送带成本高且易损坏，故与其它设备比较，初期投资高且不适应输送有尖棱的物料。

输送机年工作时间一般取4500-5500小时。当二班工作和输送剥离物，且输送环节较多，宜取下限；当三班工作和输送环节少的矿石输送，并有储仓时，取上限为宜。

1.5.2 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。

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。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。带式输送机常见典型的布置方式如下表1.1所示：

此次选择DTⅡ(A)固定带式输送机作为设计类型。单电机驱动，机长10m，带宽500mm, 上托辊槽角为35°，下托辊槽角为0°。DTⅡ(A)固定带式输送机是通用系类产品，可广泛用于冶金、交通、电力、建材、化工、轻工、粮食和机械行业，输送密度为500~2500㎏/m3各种散状物料和成件物品。使用环境为-20°到40°[2]。

表1.1带式输送机典型布置方式

水平运动单

滚

筒

传

动

向

上

运

动

单

滚

筒

凸

弧

单

滚

筒

凹

弧双

滚

筒

传

动单

三滚筒传动

滚

筒

凸

凹

弧

双

滚

筒

向

下

运

动

单

滚

筒

向上运动单

滚

筒

双

滚

筒

2标准部件的选用

2.1输送带的选择

输送带的品种规格符合《GB/T4490—1994运输带尺寸》、《GB/T7984—2001运输带具有橡胶和塑料覆盖层的普通用途织物芯输送带的规定》，见2-1表[2]

表2-1输送带种类

由于本设计是小型设计输送机，初步选定为帆布带。俺给定的工作条件，输送机的工作倾角β=0°。根据设计要求带宽为B=500mm,NN-100型输送带，层数为3层。上胶3.0+下胶1.5，输送带质量5.025Kg/m。技术规格为纵向扯断强度100N/mm；每层带宽为1.0mm,截面积为0.0236m2。

2.2输送量计算

根据输送量的计算方法[2]：

=式（2.1）

3.6

Q svp

==3.6×0.0236×2×2000=339.84t＞300t

Q svp

3.6

此输送带符合使用要求。

2.3选择传动形式和驱动装置

驱动装置是带式输送机的动力传递机构。一般由电动机、联轴器、减速器及驱动滚筒组成。根据不同的使用条件和工作要求，带式输送机的驱动方式，可分单电驱动机、多电驱动机、单滚筒驱动、双滚筒驱动和多滚筒驱动几种。

由于此设计为小型带式输送机，采用水平输送，运输距离短，所以选用Y系列电机联轴器减速器的传动形式单电机单筒驱动，如下图

图2-1传动方式

2.4头部传动滚筒的选择

传动滚筒的直径和长度符合《GB/T988—1991带式输送机滚筒基本参数和尺寸规定》[2]，如表2-2

表2-2带宽与传动滚筒的关系

带宽B

滚筒直径

500 630 800 1000 1250 1400 光胶光胶光胶光胶光胶光胶

500 √√

600 √√√

800 √√√√√√本设计选用直径为500mm的胶面滚动轴筒，与之匹配的轴承型号是3520 2.5尾部改向滚筒选择

尾部改向滚筒，与500mm的传动滚筒匹配的尾部改向滚筒直径为400mm。如

表2-3传动滚筒与改向滚筒的关系

带宽传动滚筒直径约180°尾部改向滚筒直

500 500 400

500 500 400 630 500

2.6托辊的选择

本系列配置的托辊可分为承载托辊（槽型）和回程托辊（平行）两类[6]。承载托辊初选为DTⅡGP1103，回程托辊初选为DTⅡGP1211，缓冲托辊初选为DTⅡGH1103。上托

辊间距为1m,下托辊间距为2m。上托辊槽角为35°，下托辊槽角为0°。

2.7其他部件的选用

由于本次为小型输送机，机长较短，功率较小，故选用螺旋拉紧装置；采用固定落地式机架，角钢焊接[7]。该输送机设计为水平运输，不需要制动装置，只选择空段清扫器、头部清扫器和头部漏斗。

3输送机受力分析

3.1圆周驱动力分析

1）圆周驱动力分析

传动滚筒上所需圆周驱动力U F 为所有阻力之和[3]，即：

12V H N S S ST F F F F F F =++++ 式（3.1） 式中H F ——主要阻力，N ；

N F ——附加阻力，N ；

1S F ——特种主要阻力，托辊前倾摩擦阻力和导料槽摩擦阻力，N ；

2S F ——特种附加阻力，清扫器、卸料器和翻转回程前输送带阻力，N ；

ST F ——倾斜阻力，N 。ST F =qGHg

五种阻力中，H F 、N F 是所有输送机都有的，其他三类阻力，根据输送机侧型及附件装设情况定，由设计者选择。

3.2 主要阻力计算

输送机的主要阻力H F 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阻力的总和。可用式（3-2）计算：

[(2)cos ]H RO RU B G F fLg q q q q δ=+++ 式（3.2） 式中f ——模拟摩擦系数，根据工作条件及制造安装水平决定，一般可按表查取。

L ——输送机长度（头尾滚筒中心距），m ；

g ——重力加速度；

RO q ——承载分支托辊组每米长度旋转部分重量，kg/m ，用式（3.3）计算

f 运行阻力系数f 值应根据表3-5选取。取f =0.045

3.2.1模拟摩擦系数

模拟摩擦系数，根据工作条件及制造、安装水平选取，见下表

表3-1模拟摩擦系数f

由于工作条件为室外，多尘土，带速为2.0m/s 所以此处f 选用为0.035。

3.2.2承载分支托辊组每米旋转质量的确定

10

RO G q a = 式（3.3） 其中1G ——承载分支每组托辊旋转部分重量，kg ；

0a ——承载分支托辊间距，m ；

托辊已经选好，知L=200时G1=15.3 kg

计算：10

RO G q a ==15.3/1=15.3 kg/m 3.2.3回程分支托辊组每米长度旋转部分质量的确定

RU q ——回程分支托辊组每米长度旋转部分质量，kg/m ，用式（3.4）计算：

2RU U

G q a = 式（3.4） 其中2G ——回程分支每组托辊旋转部分质量

U a ——回程分支托辊间距，2m ；

2G =10.4kg

计算：2RU U

G q a ==10.4/2=5.2 kg/m 3.2.4每米长度输送物料质量的确定

G q ——每米长度输送物料质量

3.6m

G I Q q υυ

== 式（3.5） =339.84/(3.6x2)=47.2kg/m

3.2.5主要阻力H F

[(2)cos ]H RO RU B G F fLg q q q q δ=+++=268N

3.3 附加特种阻力计算

附加特种阻力2S F 包括输送带清扫器摩擦阻力r F 和卸料器摩擦阻力a F 等部分，按

下式计算：

23S r a F n F F =?+ 式（3.6） 3r F A P μ=?? 式（3.7） 2a F B k =? 式（3.8） 式中3n ——清扫器个数，包括头部清扫器和空段清扫器；

A ——一个清扫器和输送带接触面积，2m ，见表[2]

P ——清扫器和输送带间的压力，N/2m ，一般取为3×104～10×104

N/2m ； u ——清扫器和输送带间的摩擦系数，一般取为0.5~0.7

2k ——刮板系数，一般取为1500 N/m 。

表3-2导料槽栏板内宽、刮板与输送带接触面积

查表3-7得 A=0.006m 2，取p =8×104

N/m 2，取3μ=0.6，将数据带入式 （3 -7）

则r F =0.006×8×104×0.6=288N

拟设计的总图中有两个清扫器和一个空段清扫器（一个空段清扫器相当于1.5个清扫器）

a F =0

由式（3-6） 则 2S F =3.5×288+0=1008N

3.4 总阻力计算

本设计没有附加阻力N F =0，本设计没有特种阻力1S F =0.因为是本输送机水平运输，所有H=0

ST G F q g H =??=0

由式（2.4-2）12V H N S S ST F F F F F F =++++

V F =268+1008

=1276N

4电动机选用

4.1电动机类型的确定

按工作要求和条件选取Y 系列一般用途的全封闭自扇冷式笼型三厢异步电动机[4]。

4.2电动机容量的选择

工作所需功率[4]：

/W Pd P η=

式(4.1) ()×V/1000W W P F η=

式(4.2) 所以()×V/1000.W Pd F ηη=

式(4.3) 由电动机至工作机之间传动装置的总效率[4]：

242

1234ηηηηη=???

式(4.4) 式中η1、η2、η3、η4分别是齿轮传动、卷筒、轴承、联轴器的效率

其中1η=0.97、2η=0.96、3η=0.98、4η=0.99.则：

η=0.972×0.96×0.984×0.992=0.817

所以：()×V/1000.W Pd F ηη==3.25KW

式(4.5) 根据Pd 选取电动机的额定功率W P 使M P =(1～1.3)Pd [4]

由查表的电动机的额定功率为W P =4KW

4.3确定电动机的转速

卷筒轴的工作转速为：

w n =(60×1000×V)/πd [4]

式(4.6) =(60×1000×2)/3.14×500

=76.4r/min

4.4选择电机型号

按照推荐的合理传动比范围，二级圆柱齿轮传动比为8～40，故电动机的转速范围为d w n i n =?=（8～40）×76.4r/min=611.2～3056r/min

配合查出的容量，由查表得两种使用的电动机型号，其技术参数比较情况如4-1表[4]

表4-1电动机型号和基本参数

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及链传动和减速器的传动比，可知方案1比较适合。因此选用电动机型号为Y132M1-6，所选电动机的额定功率为P=4KW,满载转速为960r/min 。

5减速器的选用

5.1 传动装置的总传动比

已知电机转速为m n ＝960 r/min ，w n =76.4r/min ，则电机与滚筒之间的总传动比

为：

m w n i n =960/76.4=12.57

本次设计选用二级圆柱齿轮减速器,传动比为25，可传递30KW 功率。展开式传动比分配[4]：

取=3.94 =3.14 5.2 液力偶合器

液力传动与液压传动一样，都是以液体作为传递能量的介质，同属液体传动的范畴，二者的重要区别在于，液压传动是同过工作腔容积的变化，是液体压力能改变传递能量的；液力传动是利用旋转的叶轮工作，输入轴与输出轴为非刚性连接，通过液体动能的变化传递能量，传递的纽矩与其转数的平方成正比．

目前，在带式输送机的传动系统中，广泛使用液力偶合器，它安装在输送机的驱动电机与减速器之间，电动机带动泵轮转动，泵轮内的工作液体随之旋转，这时液体绕泵轮轴线一边作旋转运动，一边因液体受到离心力而沿径向叶片之间的通道向外流动，到外缘之后即进入涡轮中，泵轮的机械能转换成液体的动能，液体进去涡轮后，推动涡轮旋转，液体被减速降压，液体的动能转换成涡轮的机械能而输出作功．它是依靠液体环流运动传递能量的，而产生环流的先决条件是泵轮的转速大于涡流转速，即而者之间存在转速差．

液力传动装置除煤矿机械使用外，还广泛用于各种军用车辆，建筑机械，工程机械，起重机械，载重汽车．小轿车和舰艇上，它所以获得如此广泛的应用，原因是它具有以下多种优点：

1能提高设备的使用寿命

2由于液力转动的介质是液体，输入轴与输出轴之间用非刚性连接，故能将外载荷突然骤增或骤减造成的冲击和振动消除或部分消除，转化为连续连续渐变载荷，从而