皮带机液压拉紧装置的设计与计算【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘要 皮带机是一种运送物料的运输机械，它广泛地被用于矿山，码头，工厂等各种场合，但是不同的场合对皮带机的结构的要求是不同的，本设计是以矿山运输为背景，对皮带机的结构进行了设计和计算，本设计 先对皮带机传动系统的运动进行了力学分析。对皮带机的保养与维护进行了详细的说明 ，在拉紧装置的设计中 ， 为了对设备进行优化，弥补其他拉紧装置带来的不足， 本设计采用液压拉紧装置对系统进行了拉紧 ，同时对其他辅助原件也做了必要的计算和选择。 关键词 皮带机；输送带；液压拉紧 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is a of is to it is in of so in is on of it of to in of in to up of we of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 目 录 1 绪论 . 1 景介绍 . 1 式输送机的分类 . 1 种带式输送机的特点 . 1 式输送机的发展状况 . 2 式输送机的结构和布置形式 . 3 式输送机的结构 . 3 置方式 . 4 式输送机拉紧装置的设计要求 . 4 计方案 . 4 要技术特点 . 5 用效果 . 5 2 皮带机的设计与计算 . 6 带运动阻力的计算 . 6 带张力的计算 . 7 引力及功率的计算 . 9 . 9 . 9 . 10 机的安全使用 . 10 . 11 3 液压拉紧装置的设计和计算 . 12 . 12 . 12 压拉紧装置的设计计算 . 13 统的工作原理 . 13 数设定及工况分析 . 14 压回路设计和工作过程分析 . 14 元件的确定 . 15 压油的确定 . 16 压泵的选择和计算 . 18 动机的确定 . 18 种阀类的选择 . 19 路的确定 . 19 压系统中的压力损失验算 . 20 . 23 要部件的设计计算及强度校核 . 25 缸后支座的设计及强度校核 . 25 压缸活塞上的耳环的设计及强度计算 . 26 轴类的强度校核及结构设计 . 27 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 联轴器键的校核 . 27 缝的强度校核 . 27 . 28 . 28 . 28 . 29 . 29 . 30 . 30 . 30 . 30 . 31 . 31 . 31 . 31 结论 . 32 致谢 . 33 参考文献 . 34 附录 . 错误 !未定义书签。 附录 1 . 错误 !未定义书签。 附录 2 . 错误 !未定义书签。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪论 景介绍 带式输送机特别是上运机是当代最为得力的输送设备之一，随着 国民经济 的不断发展 ,多种类型的工件传送机广泛的运用于冶金、矿山、水泥、码头、化工、粮食等行业的各种场合。同时在各种场合对不同的工况所使用的工件传输机也不尽相同。拉紧装置是煤矿井下用带式输送机不可缺少的重要组成部分。拉紧装置主要有螺旋拉紧，重力式拉紧，钢丝绳绞车式拉紧和液压拉紧。其中液压拉紧装置能克服其他拉紧装置方式的不足之处，它可以直接关系到带式输送机的安全运行及使用寿命。以往煤矿井下带式输送机一般均采用绞车拉紧或重锤拉紧 ,然而近年来 ,人们已发现上述两种拉紧装置对带式输送机正常运行均会产生一些技术和经济方面问题。所以本设计采用液压拉紧装置实现对整个设备的优化。 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。 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。 种带式输送机的特点 （ 1） 型固定式带输送机 型固定式带输送机与 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 22 （ 2） 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。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 （ 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 30 45 提高到 90 使输送带成 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 300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。 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 C40 C） ；在寒冷地区驱动站应有采暖设施； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 （ 2）可做水平运输，倾斜向上 (16 )和向下 (10 12 )运输，也可以转弯运输；运输距离长，单机输送可达 15 （ 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。 提高传动装置的牵引力可以从以下三个方面考虑： （ 1）增大拉紧力。增加初张力可使输送带在传动滚筒分离点的张力1法 提高牵引力虽然是可行的。但因增大1样导致传动装置的结构尺寸加大，是不经济的。故设计时不宜采用。但在运转中由于运输带伸长，张力减小，造成牵引力下降，可以利用拉紧装置适当地增大初张力，从而增大1S，以提高牵引力。 （ 2）增加围包角0对需要牵引力较大的场合，可采用双滚筒传动，以增大围包角。 （ 3）增大摩擦系数0其具体措施可在传动滚筒上覆盖摩擦系数较大的衬垫，以增大摩擦系数。 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。故在传动中拟采用这种方法。 式输送机的结构和布置形式 式输送机的结构 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。 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。使用光面输送带沿倾斜线路布置时，不同物料的最大运输倾角是不同的， 见表 2 表 2不同物料的最大运角 物料种类 角度 物料种类 角度 煤块 18 筛分后的石灰石 12 煤块 20 干沙 15 筛分后的焦碳 17 未筛分的石块 18 0 350石 16 水泥 20 0 200田页岩 22 干松泥土 20 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，在买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 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。 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。 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 。 式输送机拉紧装置的设计要求 （ 1） 带式输送机在启动时 ,其下分支胶带会突然松弛伸长 ,此时拉紧装置能及时张紧胶带以补偿胶带的伸长量 ,避免胶带在传动滚筒上打滑。 （ 2） 煤矿井下环境恶劣 ,使得胶带与传动滚筒之间的摩擦系数变化相差很大 ,加之输送机的载荷变化也较大 ,所以要求拉紧装置反应灵敏、响应及时 ,工作可靠性较高且能方便地调整拉紧力。 计方案 （ 1） 根据带式输送机及煤矿井下特点 ,经反复比较论证 ,决定采用液压拉紧的方案。 （ 2） 采用液压拉紧 ,就是将拉紧油缸作为执行 机构直接对拉紧小车实施拉紧。 （ 3） 采用液压拉紧 ,可以及时吸收带式输送机起动时下分支胶带的伸长量 ,减轻胶带紧边对松边的冲击。 （ 4） 在满足带式输送机拉紧系统要求的前提下 ,既 要 力求拉紧装置结构简单 ,又要求使用维护方便。因此 ,在 液压传动部分采用油泵为拉紧系统提供压力源 ,根据带式输送机的运行要求 ,确定拉紧装置拉紧力的上、下限。当拉紧力低于下限值时 ,油泵补油增压 ,使拉紧力增加 ； 当拉紧力达到上限值时 ,停止 油泵 ,由蓄能器保压补油 ,以实现对带式输送机的恒张力拉紧。 设计意义：皮带机液压拉紧装置在工程上的充分运用能提高工程 的生产率，减少对设备损坏，为创造高的经济利润提供了可靠的条件。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 要技术特点 胶带液压拉紧装置具有下列特点。 （ 1） 不但初期投资小 而且能节约运行费用 ,无需其他的动力设备。 （ 2） 能有效吸收动张力 响应快。以往的绞车拉紧装置无法吸收带式输送机启动时胶带松边的伸长量 ,所以输送机启动时经常出现“飘带”现象。采用拉紧装置后 ,拉紧油缸能及时补偿胶带松边的伸长量 ,保持了胶带的张力恒定 ,因而使得输送机启动平稳可靠 ,并能防止胶带打滑。 （ 3） 结构紧凑 ，安装空间小， 操作维护方便。该装置只有拉紧油缸 固定在输送机的机身内 ,液压泵站 (含蓄能器 )不需要做地基 ， 水平安放即可 ,液压站与拉紧油缸采用胶管及快速接头连接 ,因而简化了拉紧系统。 （ 4） 液压系统设计紧凑 ,并采用集中油路阀块结构 ,确保液压泵站无外部泄漏 ,并且系统的保压效果好。 用效果 胶带液压拉紧装置从 1997 年 8 月起 ,先后在大屯煤电公司徐庄煤矿、山东省三河口生建煤矿的 3 部固定带式输送机上安装使用。一年多来 ,经现场反映 ,其使用效果良好 ,实践证明 ,该液压拉紧装置结构简单 ,适应性强 ,可以满足煤矿各种中、小型带式输送机对 拉紧系统的要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 2 皮带机的设计与计算 已知条件： （ 1） 台时输送量 G=400t/h； （ 2） 带宽 B=1000 （ 3） 输送物料为煤炭； （ 4） 输送机斜长为 50m。 可由机械手册直接查得的条件： （ 1） 根据装卸物料的性质，选择带速 v=1m/s； （ 2） 根据带速和带宽，选择传送带的型号为普通平带； （ 3） 根据工况和输送的物料，选择传动装置的倾角为 15； （ 4） 根据用途，选择输送带的材料为普通型橡胶输送带； （ 5） 根据输送的物料，输送的能力以及为了避免漏料，上托辊选择槽形结构 带运动阻力的 计算 图 2带式输送机计算示意图 图中 1 2 段为运送货载段，胶带在这一段托辊上所遇到的阻力为重段运行阻力，用示， 3 4 段为回空段，胶带在这一段的阻力为空段运行阻力，用 示。在一般情况下，重段和空段的运行阻力可以分别表示如下： q+qd+q+ 式（ qd+ 式（ 式中： 输送机的倾角（度 ），此处为 15； L 输送机的长度（米），此处为 50 R+2R=48m 槽形托辊阻力系数，查机械手册得，此处为 ” 平行托辊阻力系数，查机械手册得，此处为 q 每米长的胶带上的货载重量（公斤 /米），根据公式 q纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 求得， q 111 公斤 /米； 每米长的胶带自重（公斤 /米），普通帆布胶带每米长度的重量可按下式计算： i +1+2） 式（ 式中： 胶带的平均容重（吨 /立方米）； B 胶带的宽度（米），此处为 1 米； I 胶带帆布间层数，查机械手册得，此处为 3； 层帆布层的厚度（毫米），查机械手册得，此处选为 1 胶带上保护层厚度，此处为 3 毫米； 2 胶带下保护层厚度，此处为 米。 将上述已知条件代入式（ 解得 斤 /米 、 托辊转动部分的重量，分别按下面的公式计算： lg 式 （ g 式 （ 、 分别为每组上、下托辊转动部分重量（公斤），查机械手册得，此处分别为 22 公斤和 17 公斤； 上托辊间距（米），一般 取 1 ，此处取 ； 下托辊间距（米），一般取 2 3 米，此处取 3 米。 将上述已知条件代入式 （ ， （ ，分别解得 斤 /米； 斤 /米。 将所有条件代入式 （ ，式 （ ，分别解得 1684（ 公斤 ） ； 公斤 ）。 在图 2 1 中，胶带在 4 1 段，即在导向滚筒上所遇到阻力可近似的按下式计算： 式（ 对于传动滚筒 的阻力，即 2 3 段的阻力可按下式计算： 式（ 带张力的计算 输送带作为带式输送机的牵引构件，在承受为克服输送带运行阻力所必需的牵引力的同时，由于带式输送机是靠驱动滚筒与输送带之间的摩擦力传递牵引力，它的张力还要满买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 足滚筒摩擦传动的需要。除此之外，为防止输送带在两托辊之间有过大的垂度，输送带的张力还要满足它的垂度不超过规定值的需要。 输送带作为牵引构件，它的张力沿输送机全长是变化的，需要用逐点计算法 求算它在各点的张力。 （ 1）按逐点法找出 3 的关系 1=2= 3 式（ （ 2）按摩擦传动条件找出 关系 W0 3 1 式（ 式中： n摩擦力备用系数，一般取 处选择 胶带与滚筒之间的摩擦系数，由机械手册查得，此处为 于已知包角为 180o，并可直接查得 将上述条件代入式 （ ,解得 式（ （ 3）由式（ 式（ : 3 3+ 3=（ +1684 公斤 ) 公斤 ） 公斤 ） 公斤 ） （ 4）验算验算按上述计法求得的最小的张力，看其是否满足按下垂度所确定的最小张力值胶带张力与下垂度的关系为： H=5(q+qd)lg 式（ 式（ 式中： H 重段胶带 最小张力（ 公斤 ）； 空段胶带最小张力（ 公斤 ）； 重段两托辊间距（米），此处为 空段两托辊间距（米），此处为 3； 输送机倾角（度），此处为 15； q 货载每米长重量（公斤 /米），此处为 111； 胶带每米长重量（公斤 /米），此处为 各已知条件代入式 (式 ( 解得 H = 872（ 公斤 ） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 = 公斤 ） 由此可见上面所求得的最小的张力满足按下垂度所确定的最小张力值。 引力及功率的计算 输送机传动滚筒的圆周牵引力为： = 公斤 ） 考虑主轴承摩擦阻力及胶带在传动滚筒上的弯曲阻力，则主轴牵引力为： 此处选择 将已知条件代入解得： 斤 皮带机运行功率为： W0v=机械手册查得，电机功率可由以下公式计算： N= 102带机常见故障的原因及处理方法 皮带运输机 作为连续散状物料运输机械已广泛应用于码头、电厂、冶金、粮食等行业。并应用于装船机，斗轮堆取料机等散状物料运输机械上。在选购，设计，制造，安装及使用此类设备时一些新用户对其不是非常了解。本文是根据多年实践，从使用者角度出发，分析与说明此类设备常见故障的原因及处理方法 。 输机皮带跑偏的处理 皮带运输机运行时皮带跑偏是最常见的故障。为解决这类故障重点要注意安装的尺寸精度与日常的维护保养。跑偏的原因有多种，需根据不同的原因区别处理。 （ 1） 调整承载托辊组 皮带机的皮带在整个皮带运输机的中部跑偏时可调整托辊组的位置来调整跑偏；在制造时托辊组的两侧安装孔都加工成长孔，以便进行调整。具体方法是皮带偏向哪一侧，托辊组的哪一侧朝皮带前进方向前移，或另外一侧后移。皮带向上方向跑偏则托辊组的下位处应当向左移动，托辊组的上位处向右移动 。 （ 2） 安装调心托辊组 调心托辊组有多种类型如中间转轴式、四连杆式、立辊式等，其原理是采用阻挡或托辊在水平面内 方向转动阻挡或产生横向推力使皮带自动向心达到调整皮带跑偏的目的。一般在皮带运输机总长度较短时或皮带运输机双向运行时采用此方法比较合理，原因是较短皮带运输机更容易跑偏并且不容易调整。而长皮带运输机最好不采用此方法，因为调心托辊组的使用会对皮带的使用寿命产生一定的影响。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 （ 3） 调整驱动滚筒与改向滚筒位置 驱动滚筒与改向滚筒的调整是皮带跑偏调整的重要环节。因为一条皮带运输机至少有 2 到 5 个滚筒，所有滚筒的安装位置必须垂直于皮带运输机长度方向的中心线，若偏斜过大必然发生跑偏。其调整方法与调整托辊组类似。对于头部滚筒如皮带向滚筒的右侧跑偏，则右侧的轴承座应当向前移动，皮带向滚筒的左侧跑偏，则左侧的轴承座应当向前移动，相对应的也可将左侧轴承座后移或右侧轴承座后移。尾部滚筒的调整方法与头部滚筒刚好相反。经过反复调整直到皮带调到较理想的位置。在调整驱动或改向滚筒前最好准确安装其位置。 （ 4） 张紧处的调整 皮带张紧处的调整是皮带运输机跑偏调整的一个非常重要的环节。重锤张紧处上部的两个改向滚筒除应垂直于皮带长度方向以外还应垂直于重力垂线，即保证其轴中心线水平。使用螺旋张紧或液压油缸张紧时，张紧滚筒的两个轴承座应当同时平移，以保证滚筒轴线与皮带纵向方向垂直。具体的皮带跑偏的调整方法与滚筒处的调整类似。 （ 5） 转载点处落料位置对皮带跑偏的影响 转载点处物料的落料位置对皮带的跑偏有非常大的影响，尤其在两条皮带机在水 平面的投影成垂直时影响更大。通常应当考虑转载点处上下两条皮带机的相对高度。相对高度越低，物料的水平速度分量越大，对下层皮带的侧向冲击也越大，同时物料也很难居中。使在皮带横断面上的物料偏斜，最终导致皮带跑偏。如果物料偏到右侧，则皮带向左侧跑偏，反之亦然。在设计过程中应尽可能地加大两条皮带机的相对高度。在受空间限制的移动散料运输机械的上下漏斗、导料槽等件的形式与尺寸更应认真考虑。一般导料槽的的宽度应为皮带宽度的三分之二左右比较合适。为减少或避免皮带跑偏可增加挡料板阻挡物料，改变物料的下落方向和位置。 （ 6） 双 向运行皮带运输机跑偏的调整 双向运行的皮带运输机皮带跑偏的调整比单向皮带运输机跑偏的调整相对要困难许多，在具体调整时应先调整某一个方向，然后调整另外一个方向。调整时要仔细观察皮带运动方向与跑偏趋势的关系，逐个进行调整。重点应放在驱动滚筒和改向滚筒的调整上，其次是托辊的调整与物料的落料点的调整。 同时应注意皮带在硫化接头时应使皮带断面长度方向上的受力均匀 ,在采用导链牵引时两侧的受力尽可能地相等。 带机的安全使用及保养 带机的安全使用 机器的安全使用及后期保养对机器的使用寿命有很大的影响。 （ 1）该皮带机不能在腐蚀、易爆的环境中运行。 （ 2）整机输送承重物品不应超载使用，如有超载不应超过设计值的 25%，且不宜长时间超载运输。 （ 3）使用前应确认物料通过的通道是否安全，注意物料在皮带