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矿用皮带输送机减速器结构设计,皮带,输送,减速器,结构设计
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2014 届本科生毕业设计（论文） 开题报告 课题名称 专 业 机械设计制造及其自动化 专业方向 班 级 学 号 学生姓名 指导教师 教研室 现代制造技术 上海应用技术学院 机械工程学院 2017 年 2 月 24 日 矿用皮带输送机减速器结构设计 1 选题背景和意义 题背景 中国十余万个矿山企业 ，每天采掘出 3000 万吨矿产品，每年向国家输送100 亿吨矿产品，为国家经济发展作出了重大贡献！ 2005 年到 2013 年，中国矿业呈快速发展趋势，矿业集中度不断提高，矿山企业数量呈下降趋势，从 0 万个。 随着世界经济的不断发展，石油、化工、机器制造等行业对 矿产 的需求量日益增加；在现代的 矿产生产 中为了提高设备的生产力和， 矿用皮带输送机 得到了广泛应用。 减速器是矿用皮带输送机的一个组成部分。 减速机在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，减速机是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低 转速，增加转矩。按照传动级数不同可分为单级和多级减速机；按照齿厂轮形状可分为圆柱齿轮减速机、圆锥齿轮减速机和圆锥圆柱齿引轮减速机；按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同进轴式减速机。减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮 用作原动件与工作机之间的减速传动装置 。在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。 题研究的意义 带式矿用输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备（如机车类）相比，具有输送距 离长、运量大、连续输送等优点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中化控制，尤其对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭开采机电一体化技术与装备的关键设备。 作为整个生产环节中的重要设备之一，其具有明显的技术优势：首先是它运行可靠，其次带式输送机动力消耗低，最后还可以根据工艺流程的要求，带式输送机能非常灵活地从一点或多点受料也可以向多点或几个区段卸料。当同时在几个点向输送带上加料（如选煤厂煤仓下的输送机）或沿带式输送机长度方向上的任一点通过均匀给料设备向输送带给料时，带式输送机就成为一条主要输送干线。带式输送机可 以在贮煤场料堆下面的巷道里取料，需要时，还能把各堆不同的物料进行混合。物料可简单地从输送机头部卸出，也可通过犁式卸料器或移动卸料车在输送带长度方向的任一点卸料。 2 文献综述 带输送机 简介 带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输 物料 的机械。主要由机架、 输送带 、 托辊 、 滚筒 、张紧装置、传动装置 等组成。它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料 输送 外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。 胶带输送机又称皮带输送机，输送带根据摩擦传动原理而运动，适用于输送堆积密度小于 /立方米，易于掏取的粉状、粒状、小块状的低磨琢性物料及袋装物料，如煤、碎石、砂、水泥、化肥、粮食等。胶带输送机可在环境温度 至 +40 范围内使用，被送物料温度小于 60 。其机长及装配形式可根据用户要求确定，传动可用电滚筒，也可用带驱动架的驱动装置。 带输送机 分类 皮带输送机的撒料是一个共性的问题，原因也是多方面的。但重点还是要加强日常的维护与保养。 1. 转载点处的撒料 转载点处撒料主要是在落料斗，导料槽等处。如皮带输送机严重过载，皮带输送机的导料槽挡料橡胶裙板损坏，导料槽处钢板 设计时距皮带较远橡胶裙板比较长使物料冲出导料槽。上述情况可以在控制运送能力上，加强维护保养上得到解决。 2. 凹段皮带悬空时的撒料 凹段皮带区间当凹段曲率半径较小时会使皮带产生悬空，此时皮带成槽情况发生变化，因为皮带已经离开了槽形托辊组，一般槽角变小，使部分物料撒出来。因此，在设计阶段应尽可能地采用较大的凹段曲率半径来避免此类情况的发生。如在移动式机械装船机、堆取料机设备上为了缩短尾车而将此处凹段设计成无圆弧过渡区间，当皮带宽度选用余度较小时就比较容易撒料。 3. 跑偏时的撒料 皮带跑偏时的撒料是因为皮 带在运行时两个边缘高度发生了变化，一边高，而另一边低，物料从低的一边撒出，处理的方法是调整皮 带的跑偏。输送机的类型： 1、转弯皮带机 2、爬坡皮带机 3、直行皮带机 4、特殊皮带机（ 45度皮带机、扇型皮带机等） 5、轻型皮带机 6、窄式皮带机 7、伸缩皮带机 8、装卸皮带机 9、钢带输送机 内外轧制技术的发展情况 外的发展情况 国外皮带输送机技术的发展很快，其主要表现在 2个方面：一方面是皮带输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如 大倾角皮带输送 机、管状带式输送机、空间转弯皮带输送机等各种机型；另一方面是皮带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、高带速等大型皮带输送机已成为发展的主要方向，其核心技术是开发应用于了皮带输送机动态分析与监控技术，提高了皮带输送机的运行性能和可靠性。目前，在煤矿井下使用的带式输送机已达到的主要技术指标，其关键技术与装备有以下几个特点： 设备大型化。其主要技术参数与装备均向着大型化发展，以满足年产300500万 应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术，采用 大功率软起动与自动张紧技术，对输送机进行动态监测与监控，大大地降低了输送带的动张力，设备运行性能好，运输效率高。 采用多机驱动与中间驱动及其功率平衡、输送机变向运行等技术，使输送机单机运行长度在理论上已有受限制，并确保了输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。 新型、高可靠性关键元部件技术。如包含 寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高效贮带装置、快速自移机尾等。 如英国 23） 400 （ 600）工作面顺槽带式输 送机就采用了液粘差速或变频调速装置，运输能力达 3000t/的机尾与新型转载机（如美国久益公司生产的 套，可随工作面推移而自动快速自移、人工作业少、生产效率高大型皮带输送机的关键核心技术上的差距 。 皮带输送机动态分析与监测技术。长距离、大功率带式输送机的技术关键是动态 设计与监测，它是制约大型皮带输送机发展的核心技术。目前我国用刚性理论来分析研究皮带输送机并制订计算方法和设计规范，设计中对输送带使用了很高的安全系统（一般取 n=10左右），与实际情况相差很远。实际上输送带是粘弹性体，长距离带式 输送机其输送带对驱动装置的起、制动力的动态响应是一个非常复杂的过程，而不能简单地用刚体力学来解释和计算。已开发了皮带输送机动态设计方法和应用软件，在大型带式输送机上对输送机的动张力进行动态分析与动态监测，降低输送带的安全系统，大大延长使用寿命 。 国的发展情况 八十年代末以来，我国的煤矿用带式输送机也有了很大的发展，对其关键研究和新产品开发都取得了可喜的成果。输送机产品系列不断增多，从定型的系列发展到多功能。 适应特种用途的各种带式输送机系列，如国家“七五”攻关项目 大倾角带式输送机成套设备、“九五”攻关项目 高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等填补了国内空白，开发了大倾角、长距离输送原煤的新型带式输送机系列产品，并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，应用动态分析技术和中间驱动与智能化控制等技术，研制成功了多种软件启动和制动装置以及以 与国外相比，其机型一般都偏小，特别是带速通常均不超过 4m/s,对高带速输送机及其动态设计与计算机监控等关键技术问题缺乏实践经验，由于带速普遍较低，许多设计单位仍沿用以往的静态设 计法，用加大输送带安全系数的方法来提高设计的可靠性，其结果不仅增大了设计成本，而且降低了设备运行的可靠性。 此外，我国输送机制造企业追求小而全模式，未能像国外一样形成大模式的元部件专业生产厂或加工中心，致使元部件设计与制造水平得不到有效地提高 送机 发展 趋势 随着煤矿现代化的发展和需要，我国对大倾角固定带式输送机，高效高产工作面顺槽可伸缩带式输送机及长运距，大运量带式输送机及其关键技术，关键零部件进行了理论研究和产品开发，应用动态分析技术与智能化控制技术，研制成功了软启动和制动装置以及 核心的电控装置，并且井下大功率防爆变频器也已经进入研发，试制阶段。随着高效高产矿井的发展，带式输送机各项技术指标有了很大的发展。 （ 1）提高煤矿井下带式输送机关键零部件的性能和安全可靠性；设备开机率的高低主要取决于运输零部件的性能和可靠性。提高零部件的性能和可靠性可以大大提高设备开机率 . （ 2）提高运输能力，适应高产高效集约化生产的需要；长运距、高速度、大运量、大功率、集中控制是带式输送机今后发展的必然趋势。 （ 3）控制自动化水平要提高； （ 4）一机多用，扩大功能；带式输送机是一种理想的连续运输设备，但 是不能充分发挥起能力，浪费了资源，如果将带式输送机结构做适当修改，并且采取一定安全措施，就可以拓展起工作领域，是起发挥更大的经济效益。 3 拟解决 的关键问题及难点 我首次接受了有关煤矿机械的专业课程，在了解到带式输送机的重要作用时，通过半个学期对带式输送机的认真学习，对带式输送机的分类、基本结构和用途有了一定了解。 这次毕业设计给我一个独立解决问题的很好机会，也为进入工厂工作起了过渡作用。我选择带式输送机的结构设计作为这次重要设计的题目，也是出于自己的兴趣和巩固自己学习过的知识，并能有所提高。本次设计要解决 的问题和难点如下： 减速器是输送机中最重要的零部件之一，是驱动装置的重要组成部分，在完成减速器选用的时候，需要完成动装置的运动和动力参数，减速器齿轮的选择和轴的选择。还要对电机进行选择和计算。 通过已知条件对皮带的宽度，链接方式等进行计算和设计，对滚筒等装置进行计算设计。 4 课题研究的内容及可行性分析 4 1 课题研究的内容 本课题为 矿用皮带输送机减速器结构设计 。通过对 矿用皮带输送机减速器结构设计 现状和发展趋势综述，学习市场调查、资料检索、机械设计、 用、技术文件撰写等系统的工程师技能的综合训练。根据相关参数，对 矿用皮带输送机减速器 结构及其零件结构进行设计，了解 加速器 系统 。 4 2 方案初步拟定 本次毕业设计是关于矿用带式输送机的设计。目前，皮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皮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。 普通型带式输送机由六个主要部件组成：输送带、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。在设计过程中首先对皮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和计算方法，紧接着根据这些设计准则和计算方法，按给定的参数要求进行选型设计，然后是校核，最后简单地说明了输送机故障分析和结构改进，并对皮带输送机工作过程中易出现的问题提出了简单的解决方案，并对一些结构进行了简单的改进。 输送带在 皮带输送机 中既是承载构件又是牵引构件（钢丝绳牵引 皮带输送机 除外），它不仅要有承载能力，还要有足够的抗拉强度。输送带有带芯（骨架）和覆盖层组成，其中覆盖层又分为上覆盖胶，边条胶，下覆盖胶。 输送带按用途可分为 ：普通用途输送带、阻燃抗静电输送带、一般难燃输送带、耐热输送带、耐高温输送带、耐酸碱输送带、耐油输送带、耐寒输送带等。 驱动装置是最重要的， 驱动装置的作用是在 皮带输送机 正常运行时，提供牵引力或制动力。它主要有传动滚筒、减速器、联轴器和电动机等组成。 输送机的机架随输送机类型的不同而不同，有落地式和吊挂式，而落地式又有钢架落地式和绳架落地式，吊挂式有钢架吊挂式和绳架吊挂式等种类。本皮带运输机是属于 固定式，选用钢架落地式机架。该种机架机身机构简单，节省钢材，安装、拆卸方便，不易跑偏等特点。 5 进度安排 2 月 25 日 5 日： 毕业实习、调研，收集资料，查阅中外文文献，完成开题报告等工作。 3月 6 日 6 日：比较方案，确定方案，完成实习报告，外文翻译。 3月 27日 7 日：完成计算及毕业设计说明书（论文）全部内容，完成所有图纸的绘制工作。 4月 27日 17 日：编写、装订毕业设计说明书，完成并提交毕业设计全部设计内容。 5月 18日 7 日：准备毕业设计答辩；根据审核意见，修改、完善毕业设计内容；并将修改、完善后的毕业设计全部内容刻成光盘；参加毕业设计答辩； 5月 28日 日：提交毕业设计全部设计内容和光盘。提交申报优秀毕业设计的有关资料。 6月 6日 3 日：参加毕业设计答辩。 6 目录 前 言 . 1 1 皮带输送机概述 . 2 带输送机 的应用 . 2 带输送机 的分类 . 2 带输送机 的发展状况 . 3 带输送机 的工作原理 . 4 带输送机 的结构和布置形式 . 5 2 皮带输送机 的设计计算 . 6 知的原始数据和工作条件 . 6 算步骤 . 7 宽的计算 . 7 送带张力计算 . 9 送带下垂度校核 . 12 带核算 . 12 . 12 式拉紧装置重锤重量计算 . 13 3 驱动装置的选用与设计 . 16 动机的选择 . 16 速器的选用 . 17 动装置的运动和动力参数 . 17 轮的设计 . 20 . 24 轴器的选用 . 27 力偶合器的选用 . 29 4 皮带输送机 部件的选用 . 30 送带 . 30 送带的作用和分类 . 30 送带的连接方式 . 30 送带的选择 . 30 动滚筒 . 31 动滚筒的作用和分类 . 31 动滚筒的选型及设计 . 31 辊 . 32 辊的选型 . 32 辊的校核 . 34 动装置 . 37 动装置的作用和种类 .
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