毕业设计（论文）-带式输送机设计 (3).doc

山东科技大学学士学位论文 i 目目 录录 1.绪论绪论2 1.1 带式输送机的技术发展 2 1.2 常用带式输送机类型与特点 2 2、带式输送机的施工设计、带式输送机的施工设计.2 2.1 概述 2 2.2.带式输送机的初步设计 2 3.带式输送机电控设计带式输送机电控设计2 3.1 指令说明 2 3.2 系统工作原理2 主要参考文献主要参考文献.2 致谢致谢.2 附录（英文翻译原文）附录（英文翻译原文）.2 中文翻译 2 山东科技大学学士学位论文 i 论文：论文：“带式输送机设计带式输送机设计” 摘摘 要要 带式输送机是输送能力最大的连续输送机械之一。其结构简单、运行 平稳、运转可靠、能耗低、对环境污染小、便于集中控制和实现自动化、 管理维护方便，在连续装载条件下可实现连续运输。本论文主要涉及了带 式输送机的机械设计和电器原理设计部分。 带式输送机的机械设计程序分两步，第一步是初步设计，主要是通过 理论上的计算选出合适的输送机部件。其中包括输送带的类型和带宽选择、 带式输送机线路初步设计、托滚及其间距的选择、滚筒的选择、电动机、 减速器、推杆制动器、液压软起动的选择等；第二步是施工设计，主要根 据初步设计选定的滚筒、托滚、驱动装置完成对已选部件的安装与布置图 纸设计工作。 最后，在机械设计的基础上，完成了对输送机的保护装置及其电器原 理设计。电器控制主要通过可编程控制器实现（plc） 关键词关键词：带式输送机，驱动装置，可编程控制器 山东科技大学学士学位论文 ii abstract belt conveyor transmission capacity is one of the largest continuous transporting machine . its structure is simple、 smooth operation 、 reliable functioning, and low consumption, little pollution, easy centralized control and automation and the continuous transportation of the facilities can be achieved in successive loading. the paper is mainly about the mechanical design and electrical principles belt conveyor design. there are two steps of designing the belt conveyor machinery. the first step is the preliminary design, mainly through theoretical calculations elected suitable carriers components. including travel and the type of bandwidth selection, preliminary design belt conveyor lines, roll up their space options, roller choice, electric motors, reducer, push rod brakes, hydraulic soft start option; the second step is the construction design, based primarily on the preliminary design selected roller, roll up, driven devices have completed the installation of the components of the design and layout drawings. finally, in the mechanical design basis for carriers i complete the design principles of the protection devices and appliances. the control of electrical equipment can be achieved primarily through programmable controller (plc) keywords: belt conveyor, driven devices, programmable controller 山东科技大学学士学位论文 1 1.绪论绪论 带式输送机是输送能力最大的连续输送机械之一。其结构简单、运行 平稳、运转可靠、能耗低、对环境污染小、便于集中控制和实现自动化、 管理维护方便，在连续装载条件下可实现连续运输。它是运输成件货物与 散装物料的理想工具，因此被广泛用于国民经济各部门。尤其在矿山用量 最多、规格最大。 1.1 带式输送机的技术发展带式输送机的技术发展 1880 年德国 lmg 公司设计了一台链斗挖掘机，其尾部带一条蒸气机驱 动的带式输送机。1896 年美国纽约颁布了鲁宾斯为带式输送机的发明人。 20 世纪 30 年代随着德国褐煤露天矿连续开采工艺的发展，带式输送机也 随之得到迅速地发展，二次大战前德国褐煤露天矿已出现 1.6m 带宽的带 式输送机。50 年代开发出的钢绳芯输送带为带式输送机长距离化和大型化 创造了条件。前西德为了摆脱石油危机带来的影响，开发了年产 40005000 万 t 的褐煤露天矿，并在 5060 年代为日挖 10 万石方的斗轮 挖掘机开发了配套的 3.0m 带宽的带式输送机，带速为 6.8m/s。后经科研 开发将带速提高到 7.5m/s，使带宽从 3.0m 降至 2.8m，但运量仍保持 3.75 万 t/h。单条带式输送机的装机容量为 62000kw，是当今运量最大的带式 输送机。 上述两种带式输送机均采用了模块设计。各条带式输送机由统一的机 头、机尾、中间架、传动单元、托辊组和电气房模块组成，给设计、制造、 使用和维护带来许多方便。目前最高的带速是 15m/s，可用于大型排土机 臂架上。 70 年代开始，西方各国推广斜井带式输送机。德国鲁尔区 haniel- prosper煤矿使用了当今规格最大的斜井带式输送机，其带宽为 1.4m，带 速为 5.5m/s,带强为 st7500n/mm，整 山东科技大学学士学位论文 2 机传动功率为 23100kw 同步电机。电机转子直接固定在滚筒轴上，从而 省去了减速器。同步机用交直交变频装置调速，起、制动过程非常平稳， 起动时间可达 140s，制动时间达 40s。输送带保证寿命达 20 年。该机上、 下分支输送带都运送物料。向上运媒 1800t/h，下分支向下运矸石 1000t/h。提高高度达 700 余米。 经过一百年的发展，带式输送机已成为一个庞大的家族，不再是常规 的开式槽型或直线布置的带式输送机，而是针对生产需求设计出各种各样 的特种带式输送机。例如，弯曲型、线摩擦型。大倾角型。可伸缩型。吊 挂型、管式、吊挂管式、波纹挡边式、气垫式、压带式、钢丝绳牵引式和 钢带式等带式输送机。它们各有自己的独特优点，适用于某些特殊场合。 例如，管式和吊挂式输送机因其密封性好，适用于有环保要求或物料不应 受外界环境影响的场合。波纹挡边带式输送机可以做大倾角甚至垂直提升， 因而在卸船和 竖井提升中得到应用。压带式大倾角带式输送机于 50 年代 在下挖式斗轮挖掘机上广泛应用。倾角可达 35，从而缩短斗轮臂架长度。 目前国内外带式输送机正朝着长距离、高速度和大运量方向发展。单 机运距已达 30.4km，多机串联运距最长达 208km，由 17 条带式输送机组 成，最宽的带式输送机带宽为 4m。最大运输能力已达到 3.75 万 t/h，最高 带速达到 15m/s。单条带式输送机的装机功率达到 62000kw。我国生产 的带式输送机最大带宽已达到 2m，带速已达到 2 m/s，设计运输能力已达 到 5.2 万 t/h，最大运距为 3.7km。 带式输送机的运输能力和输送距离是所有其他输送设备无法比拟的， 因此世界各国都在不断地努力发展和完善带式输送机技术。努力的方向着 重于： 提高带速，它是提高输送能力和节省投资的有效途径。 山东科技大学学士学位论文 3 提高各部件的可靠性，也包括输送带的可靠性，往往一个部件的失灵 会影响整机乃至整个系统的停顿。 努力减少维护工作量或取消日常维护工作，因带式输送机分布在几百 米甚至几千米的运输线路上，很难实现有效的维护保养工作。 节能研究，带式输送机本身是输送机中耗能最省的，但在大型矿山、 冶金、电力和专用港口等企业中带式输送机用量很大，成为企业中的一个 耗能大部门，因而进一步的节能研究具有重要意义。例如，功率计算中的 阻力确定，加大张力和托辊直径以及改进输送带结构与配方降低在运行阻 力中占最大比重的压陷阻力 西方一些国家为适应金属露天矿型化的需要，正努力解决输送机输送 金属矿石及其围岩的问题，以求用带式输送机替代昂贵的汽车运输。 对大中型带式输送机采用动态设计方法，通常采用的静态设计方法没 有考虑输送带的粘弹性问题，因而输送机的起动与制动过程中会在输送带 中产生冲击波，冲击波引起的输送带动张力要比正常运行的最大张力大 10 多倍，它直接关系着输送带的强度、接头强度、滚筒、传动装置和联接件 的设计强度，然而研究可控的起动装置和制动装置来减小动张力便成为动 态设计的根本所在。 1.2 常用带式输送机类型与特点常用带式输送机类型与特点 带式输送机的种类很多，常用的主要有以下几种： （一）通用带式输送机（dt） 通用带式输送机是一种固定式带式输送机。其特点式托辊安装在固定 的机架上，由型钢做成的机架固定在底板或地基上，整个机身成刚性结构。 因此，它广泛用于要求设备服务年限长，地基平整稳定的场合。例如，煤 矿地面生产系统、洗煤厂、井下主要运输大巷、港口、发电厂等生长地点。 该种输送机应用十分普遍，现已形成系列产品如 td62、td75、dt等。 山东科技大学学士学位论文 4 （二）钢绳芯带式输送机 钢绳芯带式输送机在结构形式上相同于通用带式输送机，只是输送带 由织物芯带改为钢丝绳芯带。因此，它是一种强力型带式输送机，具有输 送距离长、运输能力大、运行速度高、输送带成槽性好和寿命长等优点。 但其最大缺点是因钢绳芯输送带的芯体无横丝，故横向强度低易造成纵向 撕裂。在大型矿井的主要平巷、斜井和地面生产系统往往会遇到大运量、 长距离情况，如果采用普通型带式输送机运输，由于受到输送带强度的限 制而只能采用多台串联运行方式，这就造成了设备数量多，物料转载次数 多，因而带来设备投资高，运转效率低，事故率升高，粉媒比重上升以及 维护人员增多等后果。采用钢绳芯带式输送机可以有效地解决这类问题。 该种带式输送机已经定型成 dx 系列。 （三）吊挂式带式输送机 吊挂式带式输送机是一种将其机架用钢丝绳或铁链吊挂在顶板上的带 式输送机。机架可以采用钢丝绳或型钢材，托辊组可以是铰接或固定支承。 它通常用于底板或地基起伏不稳定，服务时间较短的场合。如煤矿井下采 区上、下山，顺槽和集中运输巷。 （四）可伸缩带式输送机 可伸缩带式输送机的输送长度可以根据工作的需要随时缩短或加长。 这是为满足煤矿井下综采工作面顺槽输送要求而设计的。 （五）移动带式输送机（dy） 移动带式输送机是一种按整机设计并且整机可在不同地点使用的带式 输送机。按移动的方式不同又可分为移动式与携带式带式输送机。前者是 靠轮子、履带或滑撬移动的带式输送机；后者是可用人力或机械从一个位 置抬到另一个位置的带式输送机。主要用作短距离输送或转载。如煤场、 码头、仓库等场所。 山东科技大学学士学位论文 5 （六）弯曲带式输送机 弯曲带式输送机是一种在输送线路上可变向的带式输送机。该种输送 机适用于煤矿井下弯曲巷道和地面越野输送。 （七）线摩擦带式输送机 在带式输送机（在此称之为主机）某位置的输送带下面加装一台或几 台短的带式输送机（称之为辅机） ，主带借助重力或弹性力压在辅机的带 子（辅带）上，辅带可以通过摩擦力驱动主带，这样主带张力便可以大大 降低而实现低强度带完成长距离或大运量输送。 （八）大倾角带式输送机 普通带式输送机的输送倾角超过临界角度时，物料将沿输送带下滑。 各种物料所允许的最大上运倾角见表 1。大倾角带式输送机可以减小输送 距离、降低巷道开拓量，减少设备投资。在露天矿它可以直接安装在非工 作边坡，节省大量土方工程和投资。 表 1 带式输送机的最大倾角 物料名称最大倾角物料名称最大倾角 块煤18湿精矿20 原煤20干精矿18 谷物18筛分后石灰石12 025mm 焦炭18干砂15 030mm 焦炭20湿砂23 0350mm 焦炭16盐20 0120mm 矿石18水泥20 060mm 矿石20块状干粘土1518 4080mm 油母页岩18粉状干粘土22 干松泥土20 山东科技大学学士学位论文 6 （九）钢绳牵引带式输送机 钢绳牵引带式输送机从 1951 年起在英语国家得到应用。它的优点在于 牵引体与承载体是分开的，可以跨越长距离和大高差。但缺点是输送带成 槽性差，影响输送截面积，钢丝绳裸露在外，不易防腐蚀，维护费用高。 因此，国外一些国家不提倡使用。我国自 1967 年起在煤矿开始使用，但 总体用量不高。根据研究表明，当输送量超过 500t/h，运距超过 25km 时，钢绳牵引带式输送机的基建投资和运费将少于钢绳芯带式输送机，即 运距越长越有利。 （十）圆管式带式输送机 圆管式带式输送机是用托辊把输送带逼成管形，物料形成封闭运输， 减少了环境污染，并能任意转变和提高输送倾角。它适用于有环保要求或 物料不受外界环境影响的场合，如水泥、粉媒、谷物等物料的输送。 （十一）钢带输送机（dg） 钢带输送机的输送带是一薄的挠性钢带。其耐热性比常规输送带好得 多，因此它已在食品工业中得到应用。但钢带的成槽性差，滚筒传递扭距 很有限，因而不适用于长距离输送。 （十二）网带输送机（dw） 网带输送机的输送带是一挠性网带，在技术性能上与钢带输送机相似， 主要用于轻工业和有特殊要求的场合 山东科技大学学士学位论文 7 2、带式输送机的施工设计、带式输送机的施工设计 2.1 概述概述 带式输送机的设计通常包含初步设计和施工设计两个方面的内容。前 者主要是通过理论上的分析计算选出满足生产要求的输送机各部件，确定 合理的运行参数，或者对确定的部件参数进行验算，并完成输送线路的宏 观设计；后者主要是根据初步设计完成输送机的安装布置图。 2.2.带式输送机的初步设计带式输送机的初步设计 2.2.1 设计原始资料：设计原始资料： 设计运输能力：800t/h, 运输距离：1024m, 输送倾角：-14, 原煤松 散密度：0.91t/m, 煤最大块度：300mm，煤动态堆积角：25，供电电压： 660v，带速：2.5m/s, 应用单位：孙疃煤矿。 2.2.2. .带式输送机的类型带式输送机的类型 钢绳芯带式输送机在结构形式上相同于通用带式输送机，只是输送带 由织物芯带改为钢丝绳芯带。因此它是一种强力型带式输送机，具有输送 距离长、运输能力大、运行速度高、输送带成槽性好和寿命长等优点。但 其最大的缺点是因钢绳芯输送带的芯体无横丝，故横向强度低已造成纵向 撕裂。在大型矿井的主要平巷、写景和地面生产系统往往会用到大运量、 长距离情况，如果采用普通型带式输送机运输，由于受到输送带强度的限 制而只能采用多台串联运行方式，这就造成了设备数量多，物料转载次数 多，因而带来设备投资高，运转效率低，事故率升高，粉煤比重上升以及 维护人员增多等后果。采用钢绳芯带式输送机可以有效地解决这类问题。 因为我设计的输送机运输距离长（1024m） ，运输能力大（800t/h） ，所以我 采用钢绳芯带式输送机。 2.2.3.输送带类型的确定输送带类型的确定 山东科技大学学士学位论文 8 输送带是输送机的重要部件，要求它具有较高的强度和较好的挠性， 其价格比较昂贵，约占输送机总成本的 25%50%。在类型确定上需考虑 以下几点： 煤矿井下必须使用阻燃输送带，并且尽量选用橡胶贴面，其次为橡塑 贴面和塑料贴面的阻燃输送带； 在同等条件下，优先选择分层带，其次整体带芯带和钢绳芯带； 优先选用尼龙、维尼龙帆布层带，因在同样抗拉强度下，上述材料比 棉帆布带体轻、带薄、柔软、成槽性好、耐水和耐腐蚀； 覆盖胶的厚度主要取决于被运物料的种类和特性，给料冲击的大小， 带速与机长。输送带由带芯（骨架）和覆盖层组成。带芯主要由各种织物 （棉织物、各种化纤织物以及混纺材料等）或钢丝绳构成。他们是输送带 的骨架层，几乎承受输送带工作时全部负荷，因此，带芯材料必须具有一 定的强度和刚度。覆盖胶用以保护中间的带芯不受机械损伤以及周围介质 的有害影响。上覆盖胶层一般较厚，这是输送带的承载面，直接与物料接 触并承受物料的冲击和磨损。下覆盖胶是输送带与支撑托辊接触的一面， 主要承受压力，为了减少输送带眼托辊运行时的压陷阻力，下覆盖胶是输 送带与支撑托辊接触的一面，主要承受压力，为了减少输送带沿托辊运行 时的压陷阻力，下覆盖胶的厚度一般较薄。侧边覆盖胶的作用是当输送带 发生跑偏是侧面和机架相碰时，保护其不受机械损伤。 （一）输送带的分类 按输送带带芯结构及材料不同，输送带被分成织物层芯和钢丝绳芯两 大类。织物层新输送带又被分为分层织物层芯和整体编织织物层芯两类， 且织物层新的材质有棉、尼龙和维纶等。 整体编织织物层新输送带与分层织物层芯输送带相比，在带强相同的 前提下，整体输送带的厚度小、柔性好、耐冲击性好、使用中不会发生层 山东科技大学学士学位论文 9 间剥裂，但其伸长率较高，在使用过程中，需较大的拉紧行程。 钢丝绳芯输送带是由许多柔软的细钢丝绳相隔一定间距排列，用于钢 丝绳有良好粘合性的胶料粘合而成。钢丝绳芯输送带的纵向拉伸强度高， 抗弯曲疲劳性能好；伸长率小，需要的拉紧行程小。同其他种类输送带相 比，在带强相同的前提下，钢丝绳芯输送带的厚度小。 （二）输送带的连接 为了便于制造和搬运，输送带的长度一般制成每段 100200m，因此，使 用时必须根据橡胶输送带的连接方法有机械接法与硫化胶接法两种，硫化 胶接法有可分为热硫化和冷硫化胶接；塑料输送带则有机械接头与塑化接 头两种。 1、机械接头 机械接头是一种可拆卸的接头。它对带芯有损伤，街头强度效率低， 只有 25%60%，使用寿命短，并且接头通过滚筒时对滚筒表面有损害， 常用于端运距或移动式带式输送机上。织物层芯输送带常采用的机械接头 形式有胶接活页式，铆钉固定的夹板式和勾状卡子式。钢丝绳芯输送带一 般不采用机械接头方式。 2、硫化（塑化）接头 硫化（塑化）接头是一种不可拆卸的接头形式。它具有承受拉力大、 使用寿命长、对滚筒表面不产生损害、接头强度效率可高达 60%95%的优 点。但存在接头工艺过程复杂的缺点。 对于分层织物层芯输送带在硫化前，将其短部按帆布层数且成阶梯状， 然后将两个端头互相很好的贴合，用专用硫化设备加压加热并保持一定时 间即可完成。值得注意的是接头竟载强度为原来强度的（i-1）/ 100%， 其中 i 为帆布层数。 对于钢丝绳芯输送带，在硫化前将接头处的钢丝绳剝出，然后将钢丝 山东科技大学学士学位论文 10 绳按照某种排列形式搭接好，附上硫化胶料，即可在专用硫化设备上进行 硫化接头。 冷粘连接法（冷硫化法） 冷粘连接法与硫化连接主要不同之点是冷连接使用的胶料涂在接口上 后不需加热，只需施加适当的压力保持一定时间即可。冷连接只适用于分 层织物层芯的输送带。 根据原始资料和上述选择要求，本设计选择钢丝绳芯带，型号是 gx3150，其带芯强度为 3150n/ mm，输送带质量为 42kg/m，带厚为 25mm，钢丝绳根数 64。芯带采用硫化接头。 2.2.4.输送线路初步设计输送线路初步设计 线路初步设计的任务是根据使 用地点的具体情况、用户要求或输送机类型情况，进行输送机的整体布置。 主要内容包括驱动装置的型式、数量和安装位置的确定，拉紧装置的形式 和安装位置的确定，机头、机尾布置，装卸位置及形式，清扫装置的类型 及位置的确定等。最后根据这些内容画 出输送机的布置简图。 速度2.5m/s s1 s2 s3 s4 s5 s6 s7 s8 s9 s10 s11 s12 s13 图 1 输送机布置简图 山东科技大学学士学位论文 11 2.2.5.带宽的确定带宽的确定 1）满足设计运输能力的带宽 b1 b1=1.1（+0.05） (式 2-1) vkc q 3600 =1.1*（+0.05）=0.9658m 800 3600*2.5*0.85*0.91*0.1676 式中 q设计运输能力，t/h; b1满足设计运输能力的输送带宽度，m; k物料断面系数，见表 1； v 输送带运行速度，m/s; 物料的散状密度，t/; m 3 c倾角系数，见表 2。 表 1 物料断面系数 1 动堆积角1020304050 槽 型 316385422458496 k 平 型 67135172209247 表 2 倾角系数 1 输送 倾角 03 5 101520 c10.990.950.890.81 山东科技大学学士学位论文 12 2)满足物料块度条件的宽度b2 对于未筛分过的物料=2=800mm，根据上 b2 200 2 max a 200300 列计算选取带宽 b=1000mm。 2.2.6. .基本参数的确定计算基本参数的确定计算 1）输送带线质量q d 根据 dt手册表 4-5 钢丝绳芯输送带规格及技术参数查得 =42kg/m。 qd 2）物料线质量q 已知设计运输能力=800t/h，输送带运行速度 =2.5m/s 时，物料线质qv 量=88.89 kg/mq v q 6 . 35 . 26 . 3 800 3）托辊旋转部分线质量、 q t q t 托辊的选择 托辊是用来支承输送带和输送带上的物料，减少输送带的运行阻力， 保证输送带的垂度不超过技术规定，使输送带沿预定的方向平稳地运行。 带式输送机上的主要部件是托辊，其成本占输送机总成本的 25%30%， 总重约占总机重量的 30%40%；它是日常主要管理、维护和更换的对象。 因此，它的可靠性和寿命决定着输送机的功效。托辊使用寿命短会增加输 送机的维修费用；转动不灵活会增加输送机的功耗；堵转的托辊会磨损昂 贵的输送带，甚至可导致矿井瓦斯、煤尘爆炸的严重事故。通常托辊的预 期使用寿命大约在 2-5 万小时，但在恶劣的工作条件下，如煤矿井下工作， 它的实际使用寿命低于预期的使用寿命。 托辊类型及其作用 山东科技大学学士学位论文 13 托辊按其用途的不同主要分为承载托辊（又称上托辊） 、回程托辊（又 称下托辊） 、缓冲托辊与调心托辊。托辊的结构与具体布置形式主要决定 于输送机的类型与所运物料的性质。 承载托辊安装在有载分支上，以支承输送带与物料。在生产实践中要 求它能根据所输送物料性质的不同，使输送带的承载断面的形状有相应的 变化。例如，运送散状物料，为了提高生产率和防止物料的撒落，通常采 用槽形托辊，槽形托辊一般由 3 个或 3 个以上托辊组成。目前普通槽形托 辊的成槽角均为 35，托辊之间成铰接或固支。对于成件物品的运输通常 采用平行承载托辊。 回程托辊安装在空载分支上，以支承输送带。通常采用平行托辊大型 输送机有时采用 v 形回程托辊。 缓冲托辊大多安装在输送机的装载点上，以减轻物料对输送带的冲击。 在运输沉重的大块物料的情况下，有时也需沿输送机全线设置缓冲托辊。 通常缓冲托辊有弹簧钢板式和橡胶圈式两种。 输送带运行时，由于张力的不平衡、物料偏堆积、机架变形、托辊轴 承损坏以及风载荷作用等使其产生跑偏，目前应用最为普遍的是前倾托辊， 它取代了调心托辊，靠普通槽形托辊的两侧辊向输送带运行方向倾斜 23实现防跑偏。 托辊间距的选择 托辊间距的选择应考虑物料性质、输送带的重度及运行阻力等条件的 影响。承载分支托辊间距可参考表 3 选取。缓冲托辊间距一般为承载托辊 间距的 0.3-0.5 倍，约为 0.3-0.6m。回程托辊间距可按 2-3 m 考虑或取为承 载托辊间距的 2 倍。 山东科技大学学士学位论文 14 表 3 承载托辊间距参考表（m）1 带宽 (mm) 松散物料堆 积密度 t/m 40050065080010001200140016002000 2.51.21.21.11.11.0 表 4 f 托辊回转部分质量（kg）1 带宽（mm） 托辊形式 500650800100012001400160018002000 铸铁座111214222547507277槽形承载 托辊冲压座89111720 铸铁座810121720 39（ v） 42（ v） 61（ v） 65（ v） 回程托辊、 v 形托辊 冲压座79111518 直径 （mm） 89108133159 托辊 轴承型 号 204305406407 头部滚筒或尾部滚筒距第一组槽形托辊的距离 s 按下式计算： bs67. 2 式中 滚筒与第一组托辊之间的距离，m；s 山东科技大学学士学位论文 15 托辊的成槽角，rad； 输送带宽度，m。b 经计算可知，我设计的带式输送机的尾部滚筒距第一组槽形托辊的距 离： =2.673521/360=1.63mbs67 . 2 （槽型托辊成槽角=35；=1m） ；b 头部滚筒距第一组槽形托辊的距离： =2.673521/360=1.63mbs67. 2 （槽形托辊成槽角=35；=1m） 。b 本设计的带式输送机的带宽=1000mm，堆积密度=0.91 t/m，经查b 表 3、表 4 可知选托辊直径 d=133mm,承载分支托辊间距=1.2 m，其托 lt 辊回转部分质量=17kg （冲压座） ，根据 dt手册查的承载托辊选择 g 35槽型托辊，图号 dt100c514。回程托辊间距=2.4m，其托辊回 lt 转部分质量=15kg（冲压座） ，根据 dt手册回程托辊选择平行下托辊， g 图号 dt100c560。因此，可求出托辊旋转部分线质量： 承载托辊旋转部分线质量为：=14.17kg/m （式 2- l g q t t t 2 . 1 17 2） 回程托辊旋转部分线质量为：=6.25kg/m （式 2- 4 . 2 15 l g q t t t 3） 另外，在输送机的前后各加一个 10过渡托辊，图号为 dt100c511，一个 20过渡托辊，图号为 dt100c512。 4）计算输送带许用张力 钢丝绳芯带 山东科技大学学士学位论文 16 （式 2-4） m b d es =3150*1000/11=286363.6n 式中输送带许用张力，n； se 带芯拉断强度，n/mm； d 输送带宽度，mm；b 输送带安全系数。取钢丝绳芯带 m=11。m 5）滚筒的选择 滚筒是带式输送机的重要部件。按其结构与作用的不同分为传动（驱 动）滚筒、电动滚筒、外装式电动滚筒和改向滚筒。 传动滚筒 传动滚筒用来传递牵引力或制动力。传动滚筒有钢制光面滚筒、包胶 滚筒和陶瓷滚筒等。钢制光面滚筒主要缺点是表面摩擦系数小，所以一般 常用于短距离输送机中。 包胶滚筒主要优点是表面摩擦系数大，适用于长距离大型带式输送机。 包胶滚筒按其表面形状又可分为：光面包胶滚筒、人字形沟槽包胶滚 筒和菱形（网纹）包胶滚筒。 光面包胶滚筒制造工艺相对简单，易满足技术要求，正常工作条件下 摩擦系数大，能减少物料黏结，但在潮湿场合，由于表面无沟槽致使无法 截断水膜，因而摩擦系数显著下降。 为了增大摩擦系数，在光面钢制滚筒表面上，冷粘或硫化一层人字形 沟槽的橡胶板，为使这层橡胶板粘得牢靠，必须先在滚筒表面挂上一层很 薄的衬胶（一般小于 2mm） ，然后再把人字形沟槽橡胶冷粘或硫化在衬胶上。 山东科技大学学士学位论文 17 这种带人字形的沟槽滚筒，由于有沟槽存在，能使表面水薄膜中断，不积 水，同时输送带与滚筒接触时，输送带表面能挤压到沟槽里。由于这两种 原因，即使在潮湿的条件下，摩擦系数也降低不大。但是，此种滚筒具有 方向性，不能反向运转。 菱形（网纹）包胶滚筒，除了具有人字沟槽胶面滚筒的优点外，最突 出的一个优点是它没有方向性，有效防止了输送带的跑偏，对可逆输送机 尤为适用。但摩擦系数比人字沟槽胶面稍有降低。尽管如此，人们还是认 为菱形沟槽胶面比人字沟槽胶面优越。继菱形沟槽胶面滚筒之后又出现了 一种带轴向槽的菱形沟槽胶面滚筒。因为轴向沟槽使摩擦系数升高，从而 弥补了菱形沟槽胶面滚筒比人字沟槽胶面滚筒摩擦系数小的缺点。这种菱 形沟槽滚筒目前国内尚未制造生产。 普通传动滚筒都是采用焊接结构，即轮毂、辐板和筒皮之间采用焊接 结构。该类滚筒适用于中小型带式输送机。 在大功率的带式输送机中，必须采用铸焊结合的结构形式，滚筒两端 的轮毂、辐板和筒皮为整体铸造，然后再与中间筒皮焊在一起。 改向滚筒 改向滚筒有钢制光面滚筒和光面包胶滚筒。包胶的目的是为了减少物 料在其表面的黏结以防输送带的跑偏与磨损。滚筒的轴承有布置在内侧与 外侧两种形式。 滚筒直径的选择计算 在带式输送机的设计中，正确合理地选择滚筒直径具有很大的意义。 如果直径增大可改善输送带的使用条件，但在其他条件相同之下，直径增 大会使其重量、驱动装置、减速器的传动比和质量相应提高。因此，滚筒 直径尽量不要大于确保输送带正常使用条件所需的数值。 在选择传动滚筒直径时，可按四个方面考虑： 山东科技大学学士学位论文 18 1）为限制输送带绕过传动滚筒时产生过大的附加弯曲应力，传动滚筒 直径应按下面方法计算： 对于钢绳芯带式输送机的传动滚筒直径 =150=1215mm （式 2-5）dd1501 . 8 式中 传动滚筒直径，mm；d d钢丝绳直径，mm。 2）为限制输送带的表面比压，以免造成覆盖胶脱落，传动滚筒直径为： 钢绳芯带=2286363.6/10001000000=1.06 pbd sa d 2 151 . 8 10 3 mm 式中 传动滚筒直径，mm；d 输送带张力，n；s 输送带宽度，mm；b d钢丝绳直径，mm； a钢丝绳间距，mm； 输送带表面许用比压，取 1mpa。 p 3）限制覆盖胶或花纹变形量小于 6%的，传动滚筒直径为 钢绳芯带 2=35 =666.75)5 . 0(35dbkd) 1 . 85 . 015(1 式中 传动滚筒直径，mm；d 围包角影响系数，当围包角小于 90时，k =0.8，否则， =1；kk b钢绳芯输送带上覆盖胶厚度（包括花纹高度） ，mm； 山东科技大学学士学位论文 19 d钢丝绳直径，mm。 4）改向滚筒直径可按下式确定 =0.8=1000mm d1 d =0.6=630mm d2 d 式中 尾部改向滚筒直径，mm d1 其他改向滚筒直径，mm d2 传动滚筒直径，mm d 综合考虑以上几条因素，我选择传动滚筒直径=1250mm，图号为d dt100a109y(g) 2的传动滚筒；尾部改向滚筒的直径=1000mm，图 d1 号为 dt100b308(g) 2的尾部改向滚筒；头部改向滚筒直径为 =630mm d2 各个滚筒表面均为人字形沟槽的橡胶覆盖面。 6）计算各直线区段阻力 对于承载分支： 3 （式 2-6）sincos qqq w dtd z qqgl =9.81024（88.89+42+14.17）0.04*cos14-（88.89+42） sin14 = -261267.6n 其中（=0.04） 对于回程分支： 3 （式 2-7）sincos qqq w dtd z gl =9.81024（42+14.17）0.035cos14-42sin14 =121107.5n （“=0.035） 式中 承载分支直线运行阻力，n； wz 山东科技大学学士学位论文 20 回程分支直线运行阻力，n； wk 重力加速度， m/sg 输送长度，ml 输送倾角； 输送带在承载分支运行的阻力系数，见表 5 输送带在回程分支运行的阻力系数，见表 5 表 5 输送带沿托辊运行的阻力系数1 （槽形）“（平行） 工作条件 滚动轴承含油轴承滚动轴承含油轴承 清洁、干燥0.020.040.0180.034 少量尘埃，正常湿度0.030.050.0250.040 大量尘埃，湿度大0.040.060.0350.056 2.2.7 输送带张力计算输送带张力计算 用逐点法计算输送带关键点张力： 速度2.5m/s s1 s2 s3 s4 s5 s6 s7 s8 s9 s10 s11 s12 s13 图 2：输送带设计示意图 输送带张力应满足两个条件： 摩擦传动条件，即输送带的张力必须保证输送机在任何正常工况下 山东科技大学学士学位论文 21 都无输送带打滑现象发生。传动滚筒与输送带间的摩擦系数可参考表 6 选取，对于塑面带应相应减少。 表 6 传动滚筒与输送带间的摩擦系数1 运行条件 光滑裸露 的钢滚筒 带人字形沟槽 的橡胶覆盖面 带人字形沟 槽的聚胺基 酸脂覆盖面 带人字形沟槽 的陶瓷覆盖面 干态运行0.35-0.40.4-0.450.35-0.40.4-0.45 清洁湿态（有水） 运行 0.10.350.350.35-0.4 污浊湿态（泥土） 运行 0.05-0.10.25-0.30.20.35 按摩擦条件确定： ss 11 ； wss zh k 12 ； kss 23 ； ss 34 ； ss k 45 ss 56 ； ss k 67 wss kz k 78 ； ss k 89 ； ss 910 ； ss k 1011 山东科技大学学士学位论文 22 ss 1112 kss 1213 04 . 1 k取 。1 14 141 e s ss n 经查表 6 可知，摩擦系数，其中围包角取，摩擦备20 . 0 300 用系数取17 . 1 n ；n s 2 . 223954 1 ；n s 4 . 37313 2 ；n s 9 .38805 3 ；n s 9 . 38805 4 ；n ss 2 . 40358 65 ；n s 5 . 41972 7 ；n s 9 .79134 8 ；n s 4 . 82300 9 。n s 4 . 82300 10 n s 4 .85592 11 ；n s 4 . 85592 12 n s 1 . 89016 13 2）垂度条件，即输送带的张力必须保证输送带在两托辊间的垂度不 超过规定值，或者满足最小张力条件 山东科技大学学士学位论文 23 对于承载分支输送带最小张力： （式 2-8） cos5 min q ls d tz qg 14cos4289.882 . 18 . 95 n 7 . 7467 对于回程分支输送带最小张力： （式 2-9）cos5 min q ls d tk g n 7 . 3993 14cos424 . 28 . 95 由上面计算的数值可以得知不满足垂度条件。取回空分支的最小张力 点 s2=，则 s3=ks2=1.04*7467.6=7766.4n 根据这一条件 出各点的张 sz min 力点分别为 ；n s 3 . 268735 1 ；n s 6 . 7467 2 ；n s 4 . 7766 3 ；n s 4 . 7766 4 ；n ss 1 . 8078 65 ；n s 2 . 8401 7 ；n s 7 . 129508 8 ；n s 1 . 134689 9 。n s 1 . 134689 10 n s 8 . 138729 11 山东科技大学学士学位论文 24 n s 8 . 138729 12 n s 1 .142897 13 2.2.8 输送带强度校核输送带强度校核 。，输送带满足强度要求因此可知 ss ss ss e e n max 1max max 3 . 268735 2.2.9 计算滚筒牵引力与电动机功率计算滚筒牵引力与电动机功率 由于满载工作下电动机的运行状态，有可能是电动状态也可能是发电 状态，所以在牵引力和功率计算上有区别。尤其应注意各种阻力的正方向 和正常发电状态而空载电动状态下的功率验算。电动机备用功率一般按 15%- 20%考虑。 1）传动滚筒的主轴牵引力： 3=-146148.9n （式 2-10） ssssf 1131310 03 . 0 2）电动机功率由于主轴牵引力为负值所以电机处于发电状态 3 =381.5kw 3 0 10vp fkd 3 8510 . 0 5 . 205 . 1 9 . 14614817. 1 （其中电动机功率备用系数为，传动装置的效率为）17 . 1 kd 85 . 0 所以电动机选 200，查阅有关手册选择型三相kw4002 4355 2 ly 异步电动机，其主要技术参数：额定功率为 200kw;转速为 1470r/min;许 用扭矩为 52kn.m。 2.2.102.2.10 拉紧力与拉紧行程拉紧力与拉紧行程 1）拉紧力： ph kn3 （式 2- 45 7766.48078.115844.5 hssp 山东科技大学学士学位论文 25 11） 2）拉紧行程：l 3 （式 2- mblklll836 . 2 3 . 110240015 . 0 3 . 121 12） 式中 l输送机总长度，m； k输送带工作时的伸长系数，见表 7，可知 k=0.0015 表 7 输送带伸长系数 k 3 输送机长度 l，m合成纤维输送带钢绳芯输送带 10000.010.0015 3）拉紧装置的选择与布置 拉紧装置又称张紧装置，它是带式输送机必不可少的部件，具有以下 四个主要作用： 使输送带有足够的张力，以保证输送带与滚筒间产生必要的摩擦力并 防止打滑； 保证输送带各点的张力不低于一定值，以防止输送带在托辊之间过分 松弛而引起撒料和增加运动阻力； 补偿输送带的塑性伸长和过渡工况下弹性伸长的变化； 为输送带重新接头提供必要的行程。 在带式输送机的总体布置时，选择合适的拉紧装置，确定合理的安装 位置，是保证输送机正常运转、起动和制动时输送带在传动滚筒上不打滑 山东科技大学学士学位论文 26 的重要条件，通常确定拉紧装置的位置时须考虑以下三点： 拉紧装置应尽量安装在靠近传动滚筒的空载分支上，以利于起动和制 动时不产生打滑现象，对运距较短的输送带可布置在机尾部，并将机尾部 的改向滚筒作为拉紧滚筒； 拉紧装置应尽可能布置在输送带张力最小处，这样可减小拉紧力； 应尽可能使输送带在拉紧滚筒的绕入和绕出分支方向与滚筒位移线平 行，且施加的拉紧力要通过滚筒中心。 按拉紧装置的原理不同，常用的拉紧装置有以下几种： 重锤拉紧装置。重锤拉紧装置应用十分普通。它是利用重锤的重量 产生拉紧力，并保证输送带在各种工况下有恒定的拉紧力，可以自动补偿 由于温度改变和磨损而引起输送带的伸长变化。重锤拉紧装置在结构上简 单，工作上可靠，维护量小，是一种较理想的拉紧装置。它的缺点是占用 空间较大，工作拉紧力不能自动调整。根据输送机的长度和使用场合的不 同，重锤拉紧装置的具体结构形式也有所不同，如重锤垂直拉紧装置和重 锤车式拉紧装置，它们适用于固定长距离带式输送机上。 固定式拉紧装置。固定式拉紧装置的拉紧滚筒在输送机运转过程中 位置是固定的，其拉紧行程的调整有手动和电动两种方式。其优点是结构 简单紧凑，对污染不敏感，工作可靠，缺点是输送机运转过程中由于输送 带的弹性变形和塑性伸长引起张力降低，可能导致输送带在传动滚筒上打 滑。常用的结构类型有螺旋拉紧装置（拉紧行程短，拉紧力小，故适用于 机长小于 80m 的短距离带式输送机上）和钢绳绞车拉紧装置（利用钢丝绳 缠绕在绞筒上，将输送带拉紧）等。 自动拉紧装置。自动拉紧装置是一种在输送机工作中能按一定的要 求自动调节拉紧力的拉紧装置。在现代长距离带式输送机中使用较多。它 使输送带具有合理的张力图，自动补偿输送带的弹性变形和塑性变形。它 山东科技大学学士学位论文 27 的缺点是结构复杂，外形尺寸大，对污染较敏感及需要辅助装置。 自动拉紧装置的类型很多，按作用原理分，有连续作用和周期作用两 种；按控制参数分，有一个、两个或三个等（常作为控制参量的有张力、 带速和传动滚筒的利用弧） ；按拉紧装置的驱动方式分，有电力驱动与液 力驱动两种；按被调节的绕出点张力的变化规律分，有稳定式、随动式和 综合式三种。 tyzl 通用型液压自动拉紧装置是针对我国带式输送机、索道等连续输 送设备而开发的一种机电一体化通用设备。它具有以下特点： 1）根据使用场合的条件，拉紧力可以根据需要进行设定，使设备处于 最佳的工作状态。 2）拉紧力设定后，tyzl 型液压自动拉紧装置可以保持系统处于恒力 拉紧状态。 3）tyzl 型液压自动拉紧装置具有相应速度快，动态性能好的特点， 以及时补偿输送带或钢丝绳的弹塑性变形 4）油泵电机可以实现空载起动，达到额定拉力时，电机断电，有蓄能 器完成油力补偿，从而达到 tyzl 型液压自动拉紧装置的节能运行。 5）tyzl 型液压自动拉紧装置结构紧凑，安装布置方便。 6）tyzl 型液压自动拉紧装置可与集控装置连接，实现对该机的远程 控制。 在带式输送机的工艺布置中，选择合理的拉紧装置，确定合理的安装 位置，是保证输送机正常运转、启动和制动时输送带在传动滚筒上不打滑 的重要条件，通常确定拉紧装置的位置时需要考虑以下三点： 拉紧装置应尽量安装在靠近传动滚筒的空载分支上，以利于起动和 制动时不产生打滑现象，对运距很短的输送机可布置在机尾部，并将尾部 滚筒作为拉紧滚筒； 山东科技大学学士学位论文 28 拉紧装置应尽可能布置在输送带张力最小处，这样可以减少拉紧力， 缩小拉紧行程； 应使输送带在拉紧滚筒的绕入和绕出分支方向与滚筒位移线平行， 而且施加的拉紧力