固定式带式输送机设计(200吨每小时)
76页 28000字数+说明书+中期报告+开题报告+9张CAD图纸
A2高支腿.dwg
A3接盘.dwg
中期报告.doc
中间架A2.dwg
传动滚筒A1.dwg
传动滚筒筒体A3.dwg
固定式带式输送机设计开题报告.doc
固定式带式输送机设计论文.doc
头架A2.dwg
尾A2.dwg
尾部改向滚筒A1.dwg
总装图A0 .dwg
摘要
本次毕业设计是关于固定式带式输送机的设计,因其具有输送能力大、结构简单、投资费用相对较低及维护方便等特点而被广泛应用于港口、码头、冶金、热电厂、焦化厂、露天矿和煤矿井下的物料输送。本次毕业设计是关于矿用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;接着分析了胶带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;接着对所选择的输送机各主要零部件进行了校核。普通型带式输送机由六个主要部件组成:传动装置,机尾或导回装置,中部机架,拉紧装置以及胶带。最后简单的说明了输送机的安装与维护。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。
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 传动装置 导回装置
Abstract
The design is a graduation project about the belt conveyor. Because of its large transmission capacity, simple structure, relatively low investment costs and easy maintenance,it has been widely used in ports, docks, metallurgical, power plants, coking plants, open-pit coal mine and transportation of materials. The design is a graduation project about the belt conveyor used in coal mine. At first, it is introduction about the belt conveyor. Next, it is the principles about choose component parts of belt conveyor. After that the belt conveyor abase on the principle is designed. Then, it is checking computations about main component parts. The ordinary belt conveyor consists of six main parts: Drive Unit, Jib or Delivery End, Tail Ender Return End. Intermediate Structure, Loop Take-Up and Belt. At last, it is explanation about fix and safeguard of the belt conveyor. Today, long distance, high speed, low friction is the direction of belt conveyor’s development. Air cushion belt conveyor is one of them.
There are a lot of wastes in the design of belt conveyor.
Key words: the belt conveyor Drive Unit Delivery End
目 录
前 言1
1 带式输送机概述3
1.1 带式输送机的工作原理3
1.2 带式输送机的分类3
1.3 各种带式输送机的特点3
1.4 国内外带式输送机的发展与现状5
1.4.1 国外带式输送机技术现状和发展趋势6
1.4.2 国内煤矿用带式输送机的技术现状及存在的问题8
1.5 带式输送机的结构和布置形式10
1.5.1 带式输送机的结构10
1.5.2 布置方式11
2 带式输送机的设计计算15
2.1 原始参数及物料特征15
2.2 确定带宽、带速15
2.3 由带宽验算输送能力16
2.4 驱动力及所需传动功率计算18
2.4.1 圆周驱动力F18
2.4.2 传动功率计算22
2.5带张力计算23
2.5.1 限制输送带下垂度的最小张力23
2.5.2 输送带工作时不打滑需保持的最小张力24
2.5.3 输送带不打滑条件24
2.5.4 各特性点张力计算26
2.5.5 传动滚筒校核27
2.5.6 输送带层数计算28
2.6 拉紧装置重锤质量计算29
2.7 校核辊子载荷29
2.7.1 静载计算29
2.7.2 动载计算30
3 驱动装置的选用与设计32
3.1 电机的选用32
3.2 减速器的选用33
3.2.1 传动装置的总传动比33
3.2.2 液力偶合器34
3.2.3 联轴器35
4 带式输送机部件的选用39
4.1 输送带39
4.1.1 输送带的分类39
4.1.2 输送带的连接41
4.2 传动滚筒42
4.2.1 传动滚筒的作用及类型42
4.2.2 传动滚筒的选型及设计43
4.2.3 传动滚筒结构44
4.2.4 传动滚筒的直径验算45
4.2.5 滚筒体厚度的计算45
4.2.6 传动滚筒轴的设计计算48
4.3 托辊51
4.3.1 托辊的作用与类型51
4.3.2 托辊的选型55
4.4 制动装置58
4.4.1 制动装置的作用58
4.4.2 制动装置的选型58
4.5 改向装置59
4.6拉紧装置60
4.6.1 拉紧装置的作用60
4.6.2 张紧装置在使用中应满足的要求60
4.6.3 拉紧装置在过渡工况下的工作特点61
4.6.4 拉紧装置布置时应遵循的原则及选用61
4.7 机架与中间架62
4.8 给料装置64
4.8.1 对给料装置的基本要求64
4.8.2 装料点的缓冲65
4.9 卸料装置66
4.10 清扫装置66
4.11 头部漏斗68
总结69
致 谢70
参考文献71
2 带式输送机的设计计算
2.1 原始参数及物料特征
输送物料:原煤。输送能力Q=200t/h;粒度0~300mm,松散密度ρ=900kg/m3,皮带长L=20m,输送机的倾角δ=10°。尾部受料,头部卸料,工作环境:地面,工作温度:常温,多尘。运行条件:每天运行>16小时。安装条件如下图所示:、图2-1 带式输送机安装示意图
2.2 确定带宽、带速
带速选择原则:
(1)输送量大、输送带较宽时,应选择较高的带速。
(2)较长的水平输送机,应选择较高的带速;输送机倾角愈大,输送距离愈短,则带速应愈低。
(3)物料易滚动、粒度大、磨琢性强的,或容易扬尘的以及环境卫生条件要求较高的,宜选用较低带速。
(4)一般用于给料或输送粉尘量大时,带速可取0.8m/s~1m/s;或根据物料特性和工艺要求决定。
(5)人工配料称重时,带速不应大于1.25m/s。
(6)采用犁式卸料器时,带速不宜超过2.0m/s。
(7)采用卸料车时,带速一般不宜超过2.5m/s;当输送细碎物料或小块料时,允许带速为3.15m/s。
(8)有计量秤时,带速应按自动计量秤的要求决定。
(9)输送成品物件时,带速一般小于1.25m/s。
带速与带宽、输送能力、物料性质、块度和输送机的线路倾角有关。当输送机向上运输时,倾角大,带速应低;下运时,带速更应低;水平运输时,可选择高带速。带速的确定还应考虑输送机卸料装置类型,当采用犁式卸料车时,带速不宜超过3.15m/s。
初选带宽B=1000mm,带速v=1m/s,上托辊槽角λ=35°,下托辊槽角0°,上、下托辊辊径133mm,上托辊间距:a=1.2m,下托辊间距a=3m,导料槽长4.0m。
2.3 由带宽验算输送能力
由 I=Svkρ (kg/s)
得 Q=3.6I=3.6 Svkρ
因为 ɑ=35°
所以 动堆积角Θ=(0.5~0.75)ɑ=15.5°~26.25°
取动堆积角Θ=25°。
查表可以得到 S=0.1227m。
带式输送机是以无极挠性输送带载运材料的连续运输机械,带式输送机常以多台串联衔接,构成一完整的连续运输系统。是散状物料和成件物品的主要输送设备之一,许多煤矿从采掘工作面、采区上下山、运输大巷直到地面运煤系统都采用了带式输送机,具有输送物料种类广泛、输送能力范围宽、输送线路适应性强、灵活的装卸料、可靠性强、安全性高、费用低等优点,广泛应用于我们的生活。因此开拓思维、努力创新并结合自己原有的知识和现有的资料对其进行创新完善。在此过程中检验自己的创新能力,使其应用的范围更加广泛,在国民经济的各个领域起到更加重要的作用。
带式输送机的最新发展方向是呈现长距离、大运量、高速度、集中控制等特点。带式输送机的另一特点是承载物料的带也是传递动力的牵引件,这与其他输送机械由明显的区别。它在连续式输送机械中是应用最广泛得一种,且以胶带为主。随着煤矿现代化的发展和需要,我国对固定式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,应用动态分析技术和中间驱动与智能化控制等技术,研制成功了软启动和制动装置以及PLC控制为核心的电控装置,并且井下大功率防爆变频器也已经进入研发、试制阶段。随着高产高效矿井的发展,带式输送机各项技术指标有了很大提高。思维的不断开阔、制造技术的不断提高和制造材料的不断改进,带式输送机将以前所未有的速度发展。保障散料输送工作高效、安全、可靠的运转,并将在社会和经济发展领域继续起到更加重要的意义。
选择带式输送机这种通用机械的设计作为毕业设计的选题,能培养我们独立解决工程实际问题的能力,通过这次毕业设计是对所学基本理论和专业知识的一次综合运用,也使我们的设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练。
设计解决的问题:
熟悉带式输送机的各部分的功能与作用,对带式输送机及其主要部件进行选型设计与计算,解决在实际使用中容易出现的问题,并大胆地进行创新设计。
1 带式输送机概述
1.1 带式输送机的工作原理
带式输送机又称胶带运输机,其主要部件是输送带,亦称为胶带,输送带兼作牵引机构和承载机构。带式输送机组成及工作原理如图2-1所示,它主要包括一下几个部分:输送带(通常称为胶带)、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等。
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
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) 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提高到使输送带成U形。这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。 长距离、大运量、高速是带式输送机的最新发展方向。与其他运输设备(如机车类)相比,带式输送机不仅具有长距离(单机长度可达5000米,而且可以实现多机进行串联搭接,运距可达206km )、大运量、连续运输的特点,而且运行可靠,易于实现自动化和集中控制,经济效益十分明显。带式输送机运行维护费用远远低于公路汽运方式,而且只要生产时间超过5年,带式输送机输送方式比公路汽运的总投资要小得多,所以在企业的生产过程中,凡能实现带式输送机输送的场合,一般都采用连续的带式输送机输送。与其他设备相比,带式输送机有以下优点:
(1)结构简单 带式输送机的结构由传动滚筒、改向滚筒、托辊或无辊式部件、驱动装置和输送带等几大件组成、仅有10余种部件,能进行标准生产,并可按需要进行组合装配。
(2)输送物料范围广. 带式输送机的胶带具有抗磨、耐酸碱、耐油和阻燃等各种性能,并耐高、低温,可按需要进行制造,因而能输送各种散料、块料、化学品、各种生熟料和混凝土。
(3)输送量大 运量可从每小时几千克到几万吨,而且是连续不间断运送,这是机动车辆运输望尘莫及的。
(4)运距长 单击长度可达十几千米,在国外已十分普及,中间无需任何转载点。德国单机60km一条已经出现。越野的带式输送机常使用中间摩擦驱动方式,使长度不受胶带强度得限制。
(5)对线路适应性强 打破了槽型带式输送机不能转弯的限制,因而能依山靠水,沿地形而走,可节省大量修建隧道和桥梁得基建投资。
(6)装、卸方便 带式输送机可根据工艺流程需要,在胶带的任何点上进行装、卸料,还可以在回程段上装卸料,进行反向运输。
(7)可靠性高 由于结构简单,运动部件自重轻,只要输送带不被撕破,寿命可长达10年之久。而金属结构部件,只要防锈好,几十年也不会坏。而采用UPE制的托辊寿命更长。
(8)营运费低廉 带式输送机的磨损件仅为托辊,胶带寿命长,自动化程度高,使用人员少,平均每km不到1人,消耗的机油和电力也很少。
(9)基建投资省 火车、汽车等车辆输送的坡度都太小,因而延长 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。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。
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。在大运量、长距离的钢绳芯胶带输送机中往往采用多电动机驱动。带式输送机常见典型的布置方式如表1-4所示::
总结
本次设计主要是根据现有的设计标准进行仿形设计,严格依据设计标准和有关规范进行设计与计算。
设计的主要成果为:
(1) 熟练地掌握了输送机各部分的结构、原理和功能,了解了国内外的发展现状。
(2) 掌握了输送机在使用过程中经常出现的问题,并在设计中针对每个问题做了适当的解决。
存在的主要问题:
(1) 对部分零件的结构尺寸和安装尺寸掌握的不够准确。
(2) 设计中还采用了一部分老旧的部件。
进一步研究的建议:
(1)根据实际情况对输送机整体进行简化,减小输送机的重量和体积。
(2)对各个部件进行优化设计,使各部分的功能达到最优。
(3)由于输送机是相当庞大的,因此从力学的角度去改进,只要在输送要求内,使的输送机的整体质量的减少将大大降低成本,因此不断从力学角度研发,是一个很有潜力的发展方向。
致 谢
本文是在禹建功老师指导下完成的,在论文期间,禹老师在设计过程中给予悉心指导,在工作和生活方面给予了大力支持和帮助;尤其是禹老师严谨的科学研究精神,惜时如金、一丝不苟的工作态度深深地影响了本人,使学生受益匪浅。在此表示衷心感谢,并致以崇高的敬意。
同时也感谢教授过我们工程图学的莫亚林老师、矿山机械的冷军发老师、CAD的张晓明老师等等以及所有关心、支持和帮助过我的各位老师。您们的教导将对我以后的工作生活和学大有裨益。在河南理工大学万方科技学院学习的四年里,学习了丰富的基础知识和专业知识,为设计和以后的工作生活打下了坚实的基础,,一切都离不开诸位老师的悉心教导和关怀。在此,衷心感谢指导老师诸位老师对我的培养、关怀和教育,并致以崇高的敬!
四年来,个人的学习和发展离不开河南理工大学万方科技学院领导、各位老师在学习和生活上提供的优越条件。在此,对他们表示诚挚的谢意!
另外,还要感谢同学对我的大力帮助。
由于本人水平有限、时间的仓促,论文难免有不足和错误之处,恳请各位专家、教授批评、指正,再次表示感谢。
最后,向所有关心和帮助过我的人表示衷心的感谢!
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