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长距离矿用皮带输送机总体设计【优秀毕业设计】【word+3张CAD图纸全套】

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长距离矿用皮带输送机总体设计【优秀毕业设计】【word+3张CAD图纸全套】

【带任务书+开题报告】【68页@正文14000字】【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】

任务书.doc

减速器.dwg

实习总结.doc

开题报告.doc

总装配图.dwg

槽型托辊.dwg

正文.doc

黑龙江科技学院

毕业设计任务书

一、设计题目：长距离矿用皮带输送机总体设计

二、设计的主要内容：

说明书：1、中英文摘要、中英文目录；2、输送机整体方案论证；3、输送机总体参数计算；4、主要传动部件设计.；5、经济与技术分析。

图纸：1、输送机总体总装配图A0一张；2、传动部减速器A0一张；3、托辊部件图A1一张；4、零件图（手绘图1张）。

三、设计目标：

设计参数：输送量1000t/h；带速3.15m/s,；输送机总长度4308m；综合运用知识，多种方案比较，确定方案，满足设计参数要求。

摘要

本设计是长距离矿用皮带输送机总体设计。长距离皮带输送机可实现在长距离运输巷道内连续的、大运量的运输，减少能源损耗，节约成本，同时提高生产效率。

在设计中首先根据运输巷道的布置图提出并确定设计方案。其次根据原始参数进行皮带输送机总体的设计：确定带宽；计算输送机总圆周驱动力；计算输送机各点的张力并确定圆周驱动力的分配；电动机装机功率的计算及确定电动机布置方案；输送机的拉紧力及拉紧行程的计算。最后对主要传动部件进行设计：减速器的设计计算及托辊的校核。

本设计主要应用于运输巷道，主要的特点为长距离、大运量。解决了在长距离的情况下输送机多点驱动的问题，以及长距离皮带拉紧的问题。

关键词：长距离输送机；张力计算；减速器设计；

Abstract

This design is the long-distance belt conveyor for mine design. Through the conveyor belt to achieve the overall design of roadway in the long-distance transport continuous, large capacity of transport, reducing energy consumption, saving costs while increasing productivity.

First of all, in the design layout of the roadway under the proposed transport and determine the design. Second, according to the original parameters of the overall design of belt conveyor: identification bandwidth; calculated the total circumference of conveyor drive; calculate the points of tension conveyor and determine the circumference of the driving force distribution; motor installed power of calculation and determine the electrical layout of the program; delivery Machine tension force and tension calculation trip. Finally, the design of the main transmission components: speed reducer design calculations and check idlers.

This design is mainly used in the transport tunnel, the main features of the long-distance, large capacity. Solved in the case of long distance multi-point drive conveyor, as well as long-distance belt tensioner problem.

Keywords: Long distance conveyor;tension calculation;reducer design

摘要I

AbstractII

第1章绪论1

1.1 国内外带式输送机的发展现状1

1.2 带式输送机的分类2

1.3 选题的目的、意义和本文主要的研究内容3

1.4 设计目标及原始参数4

第2章输送机总体结构设计计算5

2.1 输送机总体方案确定5

2.2 输送机的基本功能参数6

2.2.1 输送带的宽度及校核6

2.2.2 输送带层数的计算8

2.2.3 输送带强度的校核9

2.2.4 输送带最大的物料横截面积11

2.2.5 总圆周驱动力计算12

2.3 输送带张力计算17

2.3.1 输送带允许最大的下垂度计算最小张力17

2.3.2 输送带不打滑条件18

2.3.3 各种驱动力分配情况下各点张力计算20

2.4 电动机功率计算及布置方案24

2.5 液压拉紧装置的原件选择和计算25

2.5.1 拉紧力和拉紧行程的计算25

2.5.2 拉紧行程的确定25

第3章主要传动部件设计27

3.1 减速器设计27

3.1.1 传动比的分配和传动效率的选择27

3.1.2 传动装置的运动和动力参数计算28

3.1.3 齿轮传动设计30

3.1.4 轴的设计40

3.1.5 键的选择和校核50

3.1.6 滚动轴承的选择与校核50

3.2 托辊的校核52

3.2.1 校核辊子载荷53

3.2.2 托辊的额定负荷和最大转速54

3.3 其它设备的选型55

3.3.1 滚筒的选择55

3.3.2 导料槽及清扫器选型56

3.3.3 制动及逆止装置56

3.3.4 保护设备与其他辅助设备选型57

第4章经济与技术分析58

结论59

致谢60

参考文献61

CONTENTS

Abstract(Chinese)I

AbstractII

Chapter 1 Introduction1

1.1 Development of belt conveyor at home and abroad1

1.2 Classification of belt conveyor2

1.3 The purpose of topics, significance and content of this major research3

1.4 Design objectives and the original parameters4

Chapter 2 Conveyor demonstrate the overall program5

Chapter 3 Conveyor design and calculation of the overall structure7

3.1 The parameters of the basic functions of conveyor7

3.1.1 The width of conveyor belt and check7

3.1.2 Calculation of belt layers9

3.1.3 Check of belt strength10

3.1.4 The largest cross section area of conveyor belt material12

3.1.5 Calculation of the total circle drive13

3.2 Calculation of belt tension18

3.2.1 Conveyor belt to allow the largest minimum tension sag calculation18

3.2.2 Conveyor belt does not slip conditions19

3.2.3 Distribution of the various drivers points under tension calculation21

3.3 Motor power calculation and Layout25

3.4 Hydraulic tensioning device of the original selection and calculation26

3.4.1 Tension force and tension calculation of travel26

3.4.2 Determination of tension trip26

Chapter 4 Design of the main transmission parts28

4.1 Reducer design28

4.1.1 Transmission ratio of the distribution and transmission efficiency of the selection28

4.1.2 Transmission of motion and calculation of dynamic parameters29

4.1.3 Gear Transmission Design31

4.1.4 Design of shaft41

4.1.5 Selection and check of key51

4.1.6 Selection and check of rolling bearings51

4.2 Check idlers53

4.2.1 Check of roller load54

4.2.2 Roller rated load and the maximum speed55

4.3 Selection of other equipment56

4.3.1 Selection drum56

4.3.2 Selection guide trough and cleaning device57

4.3.3 Brake and return device57

4.3.4 Protection of equipment and other auxiliary equipment selection58

Chapter 5 Conomic and Technical Analysis59

Conclusions60

Acknowledgements61

References62

第1章绪论

1.1 国内外带式输送机的发展现状

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。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。

现阶段，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。

国外带式输送机技术的发展主要表现在两方面：（1）带式输送机的功能多元化，应用范围扩大化，如高倾角带式输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型；（2）带式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，高带速等大型输送机已成为其发展的主要方向。目前，世界上单机运距最长达30.4km。带式输送机已在澳大利亚的铝钒土矿投入使用；运输量达到37500t/h，带速为7.4m/s的一条大型带式输送机已应用于德国露天煤矿。

1.2 带式输送机的分类

带式输送机可从不同的角度分类。

1.按承载能力分类

轻型带式输送机：专门应用于轻型载荷的输送机。

通用带式输送机：这是应用最广泛的带式输送机，其他类型带式输送机都是这种带式输送机的变形。

钢丝绳芯带式输送机：应用于重型载荷的输送机。

2.按可否移动分类

固定带式输送机：输送机安装在固定的地点，不需要移动。

移动带式输送机：具有移动机构，如轮、履带。

移植带式输送机：通过移动设备变换设备的位置。

可伸缩带式输送机：通过储带装置改变输送机的长度。

3.按输送带的结构形式分类

普通输送带带式输送机：输送带为平型，带芯为帆布或尼龙帆布或钢绳芯。

钢绳牵引带式输送机：用钢丝绳作为牵引机构，用带有耳边的输送带作为承载机构。

压带式输送机：用两条闭环带，其中一条为承载带，另一条为压带。

钢带输送机：输送带是钢带。

网带输送机：输送带是网带。

管状带式输送机：输送带围包成管状或用特殊结构输送带密封输送物料。

波状挡边带式输送机：输送带边上有挡边以增大物料的截面，倾斜角度大时，一般在横向设置挡板。

花纹带式输送机：用花纹带以增大物料和输送带的摩擦，提高输送倾角。

4.按承载方式分类

托辊式带式输送机:用托辊支撑输送带。

气垫带式输送机：用气膜支撑输送带。另外还有磁性输送带、液垫带式输送机，它们共同的特点都是对输送带连续支撑。

深槽型带式输送机：由于加大槽深，除用托辊支撑外，也起到对物料的夹持作用，可增大输送带倾角。

5.接输送机线路布置分类

直线带式输送机：由于输送机纵向是直线，但是可在铅垂面上有凸凹变化曲线。

平面弯曲带式输送机：可在平面上实现弯曲运行。

空间弯曲带式输送机：可在空间实现弯曲运行。

6.按驱动方式分类

单滚筒驱动带式输送机。

多滚筒驱动带式输送机。

线摩擦带式输送机：用一个或多个输送带作为驱动体。

磁性带式输送机：通过磁场作用驱动输送带。

1.3 选题的目的、意义和本文主要的研究内容

带式输送机广泛的应用于国民经济的各个部门中，在经济生活中起着重要的作用。在煤炭行业中也有着大量的应用，尤其是在矿山的煤矿开采运输中起着举足轻重的作用。本毕业设计做的是长距离矿用皮带输送机总体设计。在设计中计算圆周驱动力和输送带的张力，通过计算并校核所运用的原件。本设计的输送机是长距离、大运量，是目前输送机的主要发展的方向也是本设计主要的研究解决的内容。本设计是主要解决的问题是在长距离大功率多电机的情况下解决多点驱动的问题。

1.4 设计目标及原始参数

本设计的目标是根据给定的原始参数通过设计计算完成长距离矿用皮带输送机的总体设计，

带速(m/s)是输送机的重要设计参数，而输送能力(t/h)是输送机最重要的性能指标，该指标与带宽、带速参数密切相关。

参考文献

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3 毛广卿.粮食输送机械与应用[M].第1版.北京：科学出版社，2003

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5 孙海阳.带式输送机自动张紧装置动态分析及其仿真[D].太原理工大学硕士学位论文.2005

6 杜国森.液压元件产品样本.第1版.北京：机械工业出版社，1999

7 李琨.典型带式输送机设计系统的开发[D]. 华北电力大学硕士学位论文.2006

8 王洪军.通用带式输送机的计算机辅助设计系统[D].吉林大学硕士学位论文. 2005

9 蒋卫粮.带式输送机的现状与发展[J].煤矿机械.1999，（7）：1～3

10 张宏富.带式输送机发展方向的研究[J].能源技术与管理.2006，（1）：49～51

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12 徐远.浅谈粮食的输送机械.黑龙江粮油科技[J].2001，（2）：3

13 史俊明.带式输送机输送带常见故障及处理方法.山西焦煤科技[J].2006，（4）：44～46

14 宋伟刚.通用带式输送机设计[M].第一版.北京：机械工业出版社，2006

15 中国机械工程学会设备与维修工程分会、《机械设备维修问答丛书》编委会.输送设备维修问答.第一版. 北京：机械工业出版社，2004.6

16 许恒勤.物料机械化运输[M]. 第一版.哈尔滨：东北林业大学出版社，2001.4

17 刘建勋.电动滚筒设计与选用手册[M].第一版.北京：化学工业出版社,2002.9

18 蔡春源.机电液设计手册[M].第一版. 北京：机械工业出版社,沈阳：东北大学出版社，1997.1

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内容简介：: 黑龙江科技学院毕业设计任务书学生姓名：巴梦焦任务下达日期： 2009 年 9 月 28 日设计开题日期： 2010 年 3 月 29 日设计开始日期： 2010 年 3 月 30 日中期检查日期： 2010 年 5 月 4 日设计完成日期： 2010 年 6 月 16 日一、设计题目：长距离矿用皮带输送机总体设计二、设计的主要内容：说明书：1、中英文摘要、中英文目录；2、输送机整体方案论证；3、输送机总体参数计算；4、主要传动部件设计.；5、经济与技术分析。图纸：1、输送机总体总装配图A0一张；2、传动部减速器A0一张；3、托辊部件图A1一张；4、零件图（手绘图1张）。三、设计目标：设计参数：输送量1000t/h；带速3.15m/s,；输送机总长度4308m；综合运用知识，多种方案比较，确定方案，满足设计参数要求。指导教师：院（系）主管领导：年月日本学期是大学四年的最后一个学期，也是大学生活的最后时光。这学期开始进行毕业设计，为了更好的进行毕业设计，在本学期开学以后学校安排了三周的毕业设计实习，通过三周的时间对自己要进行毕业设计长距离皮带运输机整体设计内容有一些大概的了解，尤其是进行的实际的参观和学习，通过观看实物对毕业设计有大概的直观的了解，对接下来的毕业设计有直观的印象。在第一周时，这个阶段主要是查找一些自己所要设计的所需要的一些资料，对于毕业设计有一个大概的把握，在这一周的时间里我主要是上图书馆查找一些实体书籍，查找一些关于皮带机的图片，查找一些皮带机的国家标准。在网上搜索一些关于皮带机的资料。通过查找资料，我对于皮带机有了一个大概的了解，它是在运输机械中应用最为广泛的一种机械，在各种各样的运输环节中都能看到，同时关于皮带机有了一些基本的资料。皮带机的组成：电机、减速机、滚筒、拖辊、皮带支架、卸料器、车式/垂直拉紧装置、清扫器、逆止器等。一、皮带1根据运输量的大小按宽度分为：B500 B600 B650 B800 B1000 B1200 B1400等常用型号（B代表宽度，单位为毫米）。2.按使用环境的不同，分为普通橡胶输送带、耐热橡胶输送带、耐寒橡胶输送带、耐酸碱橡胶输送带、耐油橡胶输送带、食品输送带等型号。其中普通橡胶输送带和食品输送带上覆盖胶最低厚度为3.0mm，下覆盖胶最低为1.5mm；耐热橡胶输送带、耐寒橡胶输送带、耐酸碱橡胶输送带、耐油橡胶输送带上覆盖胶最低厚度为4.5mm，下覆盖胶最低为2.0mm。根据使用环境的具体情况可按1.5mm的厚度来增加上下覆盖胶的使用寿命。各种带宽的传动滚筒直径B（毫米）500650800100012001400D（毫米）500- -500630- 500630800-6308001000-630800100012508001000125014003.普通型橡胶输送带采用硫化接头时，传动滚筒直径与帆布层数之比D/Z125，采用机械接头时，D/Z100。各种帆布层数对应的传动滚筒直径D（毫米）500630800100012501400Z硫化接头456789101112机械接头567891011124.整芯塑料输送带传动滚筒直径的选取与同等强度的橡胶输送带相同。二、改向滚筒1.改筒滚筒分别用于180、90及小于45改向。用于180改向者一般用作尾部滚筒或垂直拉紧滚筒，用于90改向者一般用作垂直拉紧装置上方的改向滚筒，用在45改向者一般作增面滚筒。2.本系列改向滚筒为钢板焊接结构，采用滚动轴承。传动滚筒与改向滚筒直径配套表B（毫米）传动滚筒直径（毫米）180改向滚筒直径（毫米）90改向滚筒直径（毫米）45改向滚筒直径（毫米）500500400320320650500630400500400400320320800500630800400500630400400400320320320100063080010005006308005005005004004004001200630800100012505006308001000500500500630400400400400140080010001250140063080010001250500500630630400400400400三、托辊1托辊是带式输送机的重要组成部件，主要肩负着承载输送物料的作用，在皮带机的运输过程中承受70%以上的阻力，是皮带机中用量最大、更换频率最高的零部件，因此托辊的使用寿命在整部皮带机中十分重要。同时由于使用条件恶劣，托辊的使用寿命一般仅可达15 000h 左右，需频繁更换托辊，严重影响着生产，也增加了带式输送机的运行成本，同时也加大了工人的劳动强度。 2判断托辊好坏的标准有以下几条：托辊径向跳动量；托辊灵活度；轴向窜动量。托辊直径与带宽的关系见B（毫米）50080010001400托辊直径（毫米）891083上托辊分槽形和平形二种。输送散状物料一般均采用槽形托辊，其槽角为30，用于手选输送机及输送成件物品时采用平形托辊。4下托辊均为平形托辊。5为了防止和克服输送带跑偏现象，可选用自动调心托辊。上分支每隔10组槽形托辊（或上平形托辊），设置一组槽形调心托辊（或上平形调心托辊）。下分支每隔610组下平形托辊，设置一组下平形调心托辊。四、电极型号和说明1、Y、Y2 、YPT、YB、系列小电机；机座号：Y80-355、380V IP442、YZ、YZR系列起重及冶金用电机；机座号：132-355、IP44、 IP54 380V3、JS、JR、JR2等、机座号：11#-15# 380V、 6KV 、10KV电机4、Y、 YR YKK、YRKK、机座号355-800、380V、60KV 10KV等各型大中型高低电机。 5、Z2、Z3、Z4、ZZJ、ZZY、ZYZ、及派生系列直流电机 6、SF、SFW、TF、ZYS等发电机。 Y系列全程为全封闭自扇冷式三相鼠笼型异步电动机。使用非常普遍 YS系列三相异步电动机功率较小，适用于小型机床、泵、压缩机的驱动，接线盒均在电动机顶部。 YSF、YT系列区别不大，都是风机专用三相异步电动机，是根据风机行业的配套要求，电动机在结构上采取了一系列的降噪、减振措施。该系列电机具有高效节能、噪声低，启动性能好，运行可靠，使用安装方便等特点。适用于风机安装和使用，是风机的理想配套产品。 YD为多速三相异步电动机，一般有 4/2极 8/6极 8/4/2极 6/4极 12/6极 8/6/4极 8/4极 6/4/2极 12/8/6/4极 YL系列为双值电容单相异步电动机，也就是有两个电容 YC系列双值电容单相异步电动机 YY系列为单相电容运转异步电动电机型号如 Y132S2-2第一部分汉语拼音字母Y表示异步电动机；第二部分数字（132）表示机座中心高132mm；第三部分英文字母为机座长度代号（S-短机座、M-中机座、L-长机座），字母后的数字2为铁心长度代号；第四部分2表示电机极数为2极。电机型号如 YB160M-4WF第一部分YB表示隔爆型异步电动机第二部分160M-4 中心高160MM 中机座M 4极第三部分W户外用 F化工防腐用电动机型号由产品代号，规格代号，特殊环境代号，补充代号等4部分组成。并按下列顺序排列： 1-2-3-41-产品代号 2-规格代号 3-特殊环境代号 4-补充代号产品代号包括类型代号，电动机特点代号，设计序号和励磁代号组成。类型代号名称代号名称代号 “交流”“异” YJ “安”全 A封闭型 O “阀”门 F“绕”线型 R “管”道 G隔“爆”型 B 水“泵” B“多”速 D 采“煤”机用 CM高“起”动转矩 Q 装“岩”机用 I“高”速 K 回“柱”绞车 Z双鼠笼运输机 S “通”风机 T高“滑”差 H特点代号为表征电机的性能，结构或用途而采用汉语拼音字母。如B隔爆型，YB隔爆型异步电动机。设计序号表示产品设计顺序，对第一次设计产品，不标设计序号。电动机的规格代号包括机座号或中心高尺寸，功率，转速或极数，电压等级等。其中机座长度采用国际通用字母表示，S-短机座，M-中机座，L长机座。特殊环境代号 “高”原用 G “船”海用 H户“外”用 W 化工防“腐”用 F“热”带用 T “湿热”带用 TH“干热”带用 TA注：如同时适用于1个以上的特殊环境时，则按顺序排列。五、皮带输送机的常见问题及解决方法1.异常噪音皮带机运行时其驱动装置、驱动滚筒和改向滚筒、以及托辊组在不正常时会发出异常的噪音，根据异常噪音可判断设备的故障。 2. 托辊严重偏心时的噪音皮带运输机运行时托辊常会发生异常噪音，并伴有周期性的振动。尤其是回程托辊，因其长度较大，自重大，噪音也比较大。发生噪音的原因主要有两个原因。一是制造托辊的无缝钢管壁厚不均匀，产生的离心力较大。二是在加工时两端轴承孔中心与外圆圆心偏差较大，使离心力过大。在轴承不损坏并允许噪音存在的情况下可以继续使用。 3.联轴器两轴不同心时的噪音在驱动装置的高速端电机与减速机之间的联轴器或带制动轮的联轴器处发出的异常噪音，这种噪音也伴有与电机转动频率相同的振动。发生这种噪音时应及时对电机减速机的位置进行调整，以避免减速机输入轴的断裂。 4.改向滚筒与驱动滚筒的异常噪音改向滚筒与驱动滚筒正常工作时噪音很小，发生异常噪音时一般是轴承损坏，轴承座处发出咯咯响声，此时要更换轴承六、皮带输送机运行时皮带跑偏是最常见的故障。皮带跑偏虽然较为常见，但处理方法需因事而定，本人在工作现场长期维护巡检设备，对皮带跑偏的处理方法总结了以下23条，写出供大家分享，不妥之处敬请批评指正。 1、皮带架子安装不合格，调整架子。 2、头尾轮不平行，调整头尾轮达到平衡。 3、皮带过松，调整尾轮张紧及增加配重。 4、下料点不正，调整或改造下料点。 5、漏斗两侧挡皮压的过紧，调整挡皮。一般情况把挡皮调为与皮带似接触而非接触。既起到挡料作用又不磨损皮带。 6、漏斗两侧挡皮压的力量不均或挡皮高度不均，应调均，高度一致。 7、头尾轮粘料，及时清除。 8、上下托辊粘料，及时清除。 9、皮带托辊架变形，更换和调整。 10、机尾滚筒处有积料，及时清理。 11、机头漏斗堵或有异物与皮带摩擦，应及时清理和清除。 12、头尾及配重处滚筒轴承坏，应及时更换。 13、皮带机头，机尾滚筒架子的地脚开焊，移位或架变形，应及时恢复原位焊好。 14、配重支撑杆张紧绳断或配重上下滑动轨道间隙过大，应及时更换调整。 15、皮带接口不正或皮带本身质量问题，应割开重新粘接或两侧加挡轮。 16、皮带老化，严重磨损，两侧力量不均，应更换。 17、皮带边缘裂开口子，应及时处理。 18、上下托辊坏，造成下料点发生变化及皮带受力不均，应及时更换坏托辊。 19、漏斗两侧挡皮坏，向皮带光面（反面）洒料，应及时更换。 20、机械张紧丝杆调整力量不均，长短不一，应调均，长短一致。 21、空皮带运转正常，带料偏，可判断下料点不正，皮带松，应调整下料点或张紧皮带。 22、机械张紧各处正常。皮带左偏，紧左丝杆或松右丝杆；向右偏，紧右丝杆，松左丝杆。 23、重力张紧各处正常，皮带跑偏，可调整上下托辊。向左偏，站在左边把上下托辊向皮带运转方向调，站在右边逆着皮带运转方向调；皮带右偏，站在右边，顺着皮带运转方向调托辊，站在左边逆着皮带运转方向调。在第一周结束的时候，我在学校图书馆和上网查找到大量的资料，对于我要进行的毕业设计有了很多的资料，有了很多的理论基础。在接下来的第二周的时间里我出去上了鹤岗，在鹤岗的机电总厂和峻德煤矿进行参观实习，主要是进行一些实地的考察，对于我要进行的皮带机的设计有一个直观和整体的印象，此次去的机电总厂没有赶上他们公司没有进行皮带机的生产，这是比较遗憾的，但是我还是看到了一些皮带机生产的一些部件，一些部分，主要是皮带机机头部和皮带机的机尾部这两个部分并且照了一些照片：在鹤岗的实习主要就是对于我的毕业设计的题目和我说要进行的设计的皮带机有一个比较直观的了解，在鹤岗的实习所得的收获也是巨大的，对于皮带机虽然我没有看到整体但是还是看到了一些皮带机的部分，对于下一阶段的毕业设计有了一个良好的基础。第三周我回到了学校，这一周的主要的任务就是对于前两周所得的资料进行综合的整理，在大量的资料当中找到那些我所需要的资料，并进行整理。同时我所获得的资料当中有一些我所得到的对于我进行毕业设计有很大的帮助。通过这三周的实习，我收获了很多，同时我对于接下来的毕业设计也充满了信心，我相信在老师的指导和我的努力下我的毕业设计会取得成功的！实习总结专业：机械设计制造及其自动化（定向）性质：毕业实习学年： 2009-2010 班级：机电06-1班姓名：巴梦焦学号： 2006020531 指导教师姓名：王宏实习起止日期：2010年3 月8日2010年3 月28日机械工程学院本科毕业设计开题报告题目：长距离矿用皮带输送机总体设计院（系）：机械工程学院班级：机电06-1班姓名：巴梦焦学号： 2006020531 指导教师：王宏教师职称：副教授黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告题目长距离矿用皮带输送机总体设计来源工程实际1、研究目的和意义带式输送机是连续运行的运输设备，在冶金、采矿、动力、建材等重工业部门及交通运输部门中主要用来运送大量散状货物，如矿石、煤、砂等粉、块状物和包装好的成件物品。带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备相比，不仅具有长距离、大运量、连续输送等优点，而且运行可靠,易于实现自动化、集中化控制,特别是对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。特别是近10年，长距离、大运量、高速度的带式输送机的出现，使其在矿山建设的井下巷道、矿井地表运输系统及露天采矿场、选矿厂中的应用又得到进一步推广。在一些大型年产在几百上千万吨的煤矿中长距离矿用皮带输送机得到广泛的应用，并带来了巨大的经济效益。2、国内外发展情况(文献综述)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24。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。国内外对于长距离地面输送带式输送机的研究和使用较早，主要用于港口、钢厂、水泥厂、矿山等场合27。带式输送机也是煤矿最为理想的高效连续运输设备，特别是煤矿高产高效现代化的大型矿井，带式输送机己成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备356。国外带式输送机技术的发展主要表现在两方面：1）带式输送机的功能多元化，应用范围扩大化，如高倾角带式输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型。2）带式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，高带速等大型输送机已成为其发展的主要方向。目前，世界上单机运距最长达30.4km。带式输送机已在澳大利亚的铝钒土矿投入使用；运输量达到37500t/h，带速为7.4m/s的一条大型带式输送机已用于德国露天煤矿4 。3、研究/设计的目标本次设计为长距离皮带输送机的总体设计。其原始参数为长度4308米，带速为3.15m/s，运力为1000t/h,同时还有两段不同的倾角，第一段长684米，第二段长3570.在矿山中的长距离、大运量的、重载荷情况下带式输送机的设计和研究，满足矿山日益增长的煤炭输送量。4、设计方案（研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）本次设计的长距离皮带输送机在进行于整体设计时考虑到实际情况分为两种方案。第一种方案为采用一根皮带（即设计一台带式输送机）；第二种方案为采用两根皮带（即设计为两台带式输送机）。通过两种不同的方案设计，进行两种方案之间的比较，得出哪种方案更好，选择方案后进行输送机的参数设计计算。采用一根皮带时采用头部双滚筒尾部但滚筒驱动，布置如下图：采用两根皮带时，第一段采用头部但滚筒驱动，第二段采用头尾驱动，如下图：关于长距离矿用皮带输送机的机构布置图：1、了解设备的设计要求，确定设计依据。包括：输送量、输送机路线的尺寸、物料的性质、工作的环境状况、给、卸料的方法、工作制度等。2、根据输送量和物料的性质来初步确定输送机的运行速度，并在可能的情况下尽量采用高带速降低运行阻力。3、确定输送带、托辊和中间架的结构和参数：根据查表确定带宽；B=1200mm。有效带宽b:B2m时 b=0.9B-0.054、标准方法计算功率的计算。5、确定驱动装置的类型、位置及功率分配。电动滚筒的系统设计，包括：减速器设计和电动机型号和功率的选取：电机功率的确定6、输送带张力的计算。计算输送带的最大、最小张力，验算输送带的强度、输送带的挠垂度，给出初步的张紧力要求：（1）、包角计算：头双尾单滚筒驱动：I=1+2，=3；头尾单滚筒驱动：I=1 ，=2.7、拉紧装置的设计。根据驱动装置的位置确定拉紧装置的位置和张紧力和张紧行程：近似计算，考虑拉紧装置的总行程等于工作行程与安装行程之和:拉紧装置的工作行程决定于胶带的类型和输送带的长度；，。0.00174358.78=7.321.51.2=1.8m7.32+1.8=9.12m8、制动装置的设计。确定制动器的位置，制动力的大小，制动力的分配制动力要求的张紧力。5、方案的可行性分析关于长距离矿用皮带输送机，对于输送机的电机功率，皮带的张紧都有特殊的要求，关于总体的设计可以解决此类的问题，在国外已经得到应用（在参考文献【5】中德国鲁尔工业区的煤矿已经应用了长度达6km的皮带输送机）。并且能可靠的运行节约了大量的成本，拥有较好经济效益。6、该设计的创新之处关于长距离矿用皮带输送机总体的设计其中涉及到驱动力计算之后的多点驱动电机的选择和长距离情况下皮带张紧力不平衡的两大问题。由于是长距离的皮带输送机采用普通的头部、尾部或是头尾驱动不能满足驱动力的要求故要采用多点驱动，采用多电机来满足驱动力的要求。在长距离运行下的皮带张力存在不平衡的问题，为了解决此类问题采用液力耦合器。液力耦合器拥有以下的优点：能消除冲击和振动；输出转速低於输入转速，两轴的转速差随载荷的增大而增加；过载保护性能和起动性能好，载荷过大而停转时输入轴仍可转动，不致造成动力机的损坏；当载荷减小时，输出轴转速增加直到接近於输入轴的转速，使传递扭矩趋於零。7、设计产品的主要用途和应用领域本次设计的产品主要应用于露天煤矿，井下巷道长距离，大运量的运输巷的煤炭运输。8、时间进程第2周：在网上及图书馆等地方查找关于毕业设计的相关书籍及资料。进行总体分析。第3周：在鹤岗进行毕业设计实习，观看关于毕业设计的具体实物，同时搜集一些相关的材料。第4周：整理前两周找到的相关材料，并且进行整理。第5周：根据收集的资料及所学的相关知识进行长距离皮带输送机总体的初步设计计算。第6周：进行长距离皮带输送机的总体参数计算。第7周：绘制总体的装配草图。第8周：计算输送机的主要传动部件的参数。第9周：绘制各传动部件的草图。第10周：绘制手绘的零件图纸第11周：正式用CAD绘制总体的装配图纸。第12周：正式用CAD绘制主要传动部件图纸。第13周：书写计算说明书。第14周：检查错误，进行修改，完善设计内容。第15周：上交图纸，准备答辩。第16周：答辩。9、参考文献1 袁立颖陈锦昌.机械标准件库的开发研究J华南理工大学学报 19992 宋伟刚.通用带式输送机设计机械工业出版社 2006.53 于学谦.矿山运输机械中国矿业大学出版社 2003.14 于岩李维坚.运输机械设计中国矿业大学出版社1998.85 黄万吉矿山运输机械设计东北工学院出版社 1990.116 张钺.新型带式输送机设计手册冶金工业出版社 2001.27 黄学群等.运输机械设计选用手册化学工业出版社 1999.18 运输机械研究所主编.带式输送机选用手册黄河水利出版社 1996.19 北京起重运输机械研究所主编 DTII(A)型带式输送机设计手册冶金工业出版2003.810 李琨.典型带式输送机设计系统的开发.华北电力大学硕士学位论文文200611 王洪军.通用带式输送机的计算机辅助设计系统D.吉林大学硕士学位论文. 200512 蒋卫粮.带式输送机的现状与发展J.煤矿机械.1999，（7）：1313 张宏富.带式输送机发展方向的研究J.能源技术与管理.2006，（1）：495114 刘俊杰，李旻，李文生，邱然.带式输送机的设计与应用.农机化研究，2006，（3）：101102 15Stanley M. Mercier, Bexley,Ohio.belt conveyer system with multiple relatively movable loading devicesM. Nited States Patent O ce.Patented. （June 5）16 A HarrisonBelt Conveyor Research1980-2000J. Bulk Solids Handling，2001，21(2):159-16417 Lodewijks G.Dynamics of belt systems:Doctoral Thesis J.Delft University of Technology，Netherland，1996，8（2）：185-193指导教师意见教师签字：年月日开题答辩小组意见：组长签字：成员签字：年月日毕业设计领导小组意见: 组长签字：年月日摘要本设计是长距离矿用皮带输送机总体设计。长距离皮带输送机可实现在长距离运输巷道内连续的、大运量的运输，减少能源损耗，节约成本，同时提高生产效率。在设计中首先根据运输巷道的布置图提出并确定设计方案。其次根据原始参数进行皮带输送机总体的设计：确定带宽；计算输送机总圆周驱动力；计算输送机各点的张力并确定圆周驱动力的分配；电动机装机功率的计算及确定电动机布置方案；输送机的拉紧力及拉紧行程的计算。最后对主要传动部件进行设计：减速器的设计计算及托辊的校核。本设计主要应用于运输巷道，主要的特点为长距离、大运量。解决了在长距离的情况下输送机多点驱动的问题，以及长距离皮带拉紧的问题。关键词：长距离输送机；张力计算；减速器设计；IAbstractThis design is the long-distance belt conveyor for mine design. Through the conveyor belt to achieve the overall design of roadway in the long-distance transport continuous, large capacity of transport, reducing energy consumption, saving costs while increasing productivity. First of all, in the design layout of the roadway under the proposed transport and determine the design. Second, according to the original parameters of the overall design of belt conveyor: identification bandwidth; calculated the total circumference of conveyor drive; calculate the points of tension conveyor and determine the circumference of the driving force distribution; motor installed power of calculation and determine the electrical layout of the program; delivery Machine tension force and tension calculation trip. Finally, the design of the main transmission components: speed reducer design calculations and check idlers. This design is mainly used in the transport tunnel, the main features of the long-distance, large capacity. Solved in the case of long distance multi-point drive conveyor, as well as long-distance belt tensioner problem. Keywords: Long distance conveyor;tension calculation;reducer design目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1 国内外带式输送机的发展现状11.2 带式输送机的分类21.3 选题的目的、意义和本文主要的研究内容31.4 设计目标及原始参数4第2章输送机总体结构设计计算52.1 输送机总体方案确定52.2 输送机的基本功能参数62.2.1 输送带的宽度及校核62.2.2 输送带层数的计算82.2.3 输送带强度的校核92.2.4 输送带最大的物料横截面积112.2.5 总圆周驱动力计算122.3 输送带张力计算172.3.1 输送带允许最大的下垂度计算最小张力172.3.2 输送带不打滑条件182.3.3 各种驱动力分配情况下各点张力计算202.4 电动机功率计算及布置方案242.5 液压拉紧装置的原件选择和计算252.5.1 拉紧力和拉紧行程的计算252.5.2 拉紧行程的确定25第3章主要传动部件设计273.1 减速器设计273.1.1 传动比的分配和传动效率的选择273.1.2 传动装置的运动和动力参数计算283.1.3 齿轮传动设计303.1.4 轴的设计403.1.5 键的选择和校核503.1.6 滚动轴承的选择与校核503.2 托辊的校核523.2.1 校核辊子载荷533.2.2 托辊的额定负荷和最大转速543.3 其它设备的选型553.3.1 滚筒的选择553.3.2 导料槽及清扫器选型563.3.3 制动及逆止装置563.3.4 保护设备与其他辅助设备选型57第4章经济与技术分析58结论59致谢60参考文献61CONTENTSAbstract(Chinese)IAbstractIIChapter 1 Introduction11.1 Development of belt conveyor at home and abroad11.2 Classification of belt conveyor21.3 The purpose of topics, significance and content of this major research31.4 Design objectives and the original parameters4Chapter 2 Conveyor demonstrate the overall program5Chapter 3 Conveyor design and calculation of the overall structure73.1 The parameters of the basic functions of conveyor73.1.1 The width of conveyor belt and check73.1.2 Calculation of belt layers93.1.3 Check of belt strength103.1.4 The largest cross section area of conveyor belt material123.1.5 Calculation of the total circle drive133.2 Calculation of belt tension183.2.1 Conveyor belt to allow the largest minimum tension sag calculation183.2.2 Conveyor belt does not slip conditions193.2.3 Distribution of the various drivers points under tension calculation213.3 Motor power calculation and Layout253.4 Hydraulic tensioning device of the original selection and calculation263.4.1 Tension force and tension calculation of travel263.4.2 Determination of tension trip26Chapter 4 Design of the main transmission parts284.1 Reducer design284.1.1 Transmission ratio of the distribution and transmission efficiency of the selection284.1.2 Transmission of motion and calculation of dynamic parameters294.1.3 Gear Transmission Design314.1.4 Design of shaft414.1.5 Selection and check of key514.1.6 Selection and check of rolling bearings514.2 Check idlers534.2.1 Check of roller load544.2.2 Roller rated load and the maximum speed554.3 Selection of other equipment564.3.1 Selection drum564.3.2 Selection guide trough and cleaning device574.3.3 Brake and return device574.3.4 Protection of equipment and other auxiliary equipment selection58Chapter 5 Conomic and Technical Analysis59Conclusions60Acknowledgements61References6262第1章绪论1.1 国内外带式输送机的发展现状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。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。现阶段，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。国外带式输送机技术的发展主要表现在两方面：（1）带式输送机的功能多元化，应用范围扩大化，如高倾角带式输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型；（2）带式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，高带速等大型输送机已成为其发展的主要方向。目前，世界上单机运距最长达30.4km。带式输送机已在澳大利亚的铝钒土矿投入使用；运输量达到37500t/h，带速为7.4m/s的一条大型带式输送机已应用于德国露天煤矿。1.2 带式输送机的分类带式输送机可从不同的角度分类。1.按承载能力分类轻型带式输送机：专门应用于轻型载荷的输送机。通用带式输送机：这是应用最广泛的带式输送机，其他类型带式输送机都是这种带式输送机的变形。钢丝绳芯带式输送机：应用于重型载荷的输送机。2.按可否移动分类固定带式输送机：输送机安装在固定的地点，不需要移动。移动带式输送机：具有移动机构，如轮、履带。移植带式输送机：通过移动设备变换设备的位置。可伸缩带式输送机：通过储带装置改变输送机的长度。3.按输送带的结构形式分类普通输送带带式输送机：输送带为平型，带芯为帆布或尼龙帆布或钢绳芯。钢绳牵引带式输送机：用钢丝绳作为牵引机构，用带有耳边的输送带作为承载机构。压带式输送机：用两条闭环带，其中一条为承载带，另一条为压带。钢带输送机：输送带是钢带。网带输送机：输送带是网带。管状带式输送机：输送带围包成管状或用特殊结构输送带密封输送物料。波状挡边带式输送机：输送带边上有挡边以增大物料的截面，倾斜角度大时，一般在横向设置挡板。花纹带式输送机：用花纹带以增大物料和输送带的摩擦，提高输送倾角。4.按承载方式分类托辊式带式输送机:用托辊支撑输送带。气垫带式输送机：用气膜支撑输送带。另外还有磁性输送带、液垫带式输送机，它们共同的特点都是对输送带连续支撑。深槽型带式输送机：由于加大槽深，除用托辊支撑外，也起到对物料的夹持作用，可增大输送带倾角。5.接输送机线路布置分类直线带式输送机：由于输送机纵向是直线，但是可在铅垂面上有凸凹变化曲线。平面弯曲带式输送机：可在平面上实现弯曲运行。空间弯曲带式输送机：可在空间实现弯曲运行。6.按驱动方式分类单滚筒驱动带式输送机。多滚筒驱动带式输送机。线摩擦带式输送机：用一个或多个输送带作为驱动体。磁性带式输送机：通过磁场作用驱动输送带。1.3 选题的目的、意义和本文主要的研究内容带式输送机广泛的应用于国民经济的各个部门中，在经济生活中起着重要的作用。在煤炭行业中也有着大量的应用，尤其是在矿山的煤矿开采运输中起着举足轻重的作用。本毕业设计做的是长距离矿用皮带输送机总体设计。在设计中计算圆周驱动力和输送带的张力，通过计算并校核所运用的原件。本设计的输送机是长距离、大运量，是目前输送机的主要发展的方向也是本设计主要的研究解决的内容。本设计是主要解决的问题是在长距离大功率多电机的情况下解决多点驱动的问题。1.4 设计目标及原始参数本设计的目标是根据给定的原始参数通过设计计算完成长距离矿用皮带输送机的总体设计，带速(m/s)是输送机的重要设计参数，而输送能力(t/h)是输送机最重要的性能指标，该指标与带宽、带速参数密切相关。原始数据：输送物料：煤；输送量：带速：物料性质：散状物料；松散密度：工作环境：潮湿；输送机布置形式：倾斜6.6、11放置。第2章输送机总体结构设计计算2.1 输送机总体方案确定本设计是长距离的在矿山运输巷道中应用的输送机，根据运输巷道的布置图可知输送机的总运输长度在大约4000多米，在这样长的距离中用皮带机进行煤碳的连续运输。同时可知在整个运输过程中总共经过了四个运输区段，有平行运输也有坡度运输。在设计皮带机的时候在整个运输区段可以采用两种方方案设计：第一种方案采用一台输送机；第二种方案采用两台输送机。图2-1 运输巷走向图第一种方案在整个运输区段采用一台输送机。优点是整个运输区段总长是4000多米，使用一台输送机完成整个运输区段的运输，在大运量的情况下完成运输任务；采用一台输送机时驱动的布置可以布置在机头或是机尾部，这样可以在检修的时候不用携带大量的仪器进入运输巷道中，解决了运输巷道狭窄不容易进入的情况。缺点是采用一台输送机的情况下由于运输距离过长，所使用的输送带就会产生张力过大，拉紧力过大的问题，同时由于采用一台输送机有多点驱动，驱动力平衡的问题，第二种方案是在整个运输区段采用两台皮带机。优点是通过两台输送机可以缩短运输距离，解决了驱动功率过大的问题；缺点是采用两台输送机会有两个机头机尾部增加了工作量，同时开凿出宽运输巷道会增加经济成本，也增加开凿的困难，也由于采用两台输送机，驱动就会布置在巷道的中间，在检修的时候会增加工作量，也不容易携带仪器进入巷道深处。根据经济成本和技术水平，以及两种方案的优缺点最终选择第一种方案进行设计。2.2 输送机的基本功能参数2.2.1 输送带的宽度及校核考虑输送的物料为散状物料的形式，需要考虑物料的最大粒度，如果所运物料的粒度与带宽相比太大时，由于输送机的振动的影响，物料可能会散落，并导致设备故障。初选带宽：查表输送带宽度B和物料最大粒度之间应满足：式中：物料最大粒度，mm；带宽，；查表33 ，代入上式满足条件故本设计所选取的满足以上的各种要求。表31 散状物料特性表物料名称容重（kg/m）运动方向的最大倾角（）无烟煤0.91.016褐煤1.018原煤0.851.020焦碳0.50.718铁矿石、岩石（均匀）1.616石灰石（大块）1.62.018石灰石（大块）1.62.018干松泥土1.21.420干砂1.31.416湿砂1.41.922湿土1.72.022盐0.81.320铁矿石1.72.520谷物0.650.8316化肥0.91.214注：物料的松散密度与随物料的水分、粒度、带速等的不同而变化，应以实测为准，本表仅供参考。表32 倾角系数倾角468101214161820倾角系数C1.00.980.960.940.920.900.880.850.81 表33 各种带宽允许的最大物料粒度 mm带宽B30040050065080010001200允许的最大粒度 50801001301802503502.2.2 输送带层数的计算初选带式输送机输送带为NN-100型，对于所选的输送带的层数进行选择计算按公式：式中：安全系数，取；带芯径向扯断强度，表取带芯种类：棉帆布芯，取，即每层厚度0.56mm；稳定工况下最大张力：将各值代入公式得：取层与初选相同2.2.3 输送带强度的校核1. 织物芯带强度校核织物芯带强度校核按公式：式中，输送带最大张力，N；输送带宽度，mm；输送带纵向扯断强度，；稳定工况下，织物芯带的静安全系数，尼龙、聚酷帆布芯带；将以上各值代入公式得：所以选择棉帆布芯的输送带，能满足要求。2. 凸弧段曲率半径计算凸弧段最小曲率半径（见图3-1）按式计算：所选的为尼龙帆布输送带：式中输送带宽度，m；托辊槽角，（）所以即：图3-1 凸弧段3. 凹弧段曲率半径计算输送机凹弧段的曲率半径，应保证输送机空载启动时，输送带不会从托辊上跳起，凹弧段最小曲率半径，一般按式计算：式中凹弧段起点处输送带张了，N；输送带质量，；重力加速度，；所以所以图3-2 凹弧段2.2.4 输送带最大的物料横截面积为了保证正常输送条件下输送带上的物料不散落，考虑如图3-1所示输送带上允许的最大物料横截面积图33 输送带最大物料横截面积输送散状物料时，输送带宽与带面堆料截面如图，堆积面积按公式（3-1）计算：（3-1）表3 4 断面系数托辊形式槽形两节式三节式=25=35=45动堆积角203020302030断面系数y0.1120.1320.1270.1460.1360.152注：物料动堆积角一般为其静堆积角的70%左右。由表3-4查得：取时，动堆积角，断面系数。将数据代入公式（3-1）： 2.2.5 总圆周驱动力计算输送机正常运转时，带条沿输送机线路运行的总阻力等于驱动滚筒的牵引力，即圆周驱动力，按公式（32）计算：（32）式中，主要阻力，N；倾斜阻力，N；特种主要阻力，N；特种附加阻力，N；与输送机长度有关的系数。查有关资料取1. 主要阻力F输送机的主要阻力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的阻力总和，按公式（33）：（33）式中：模拟摩擦系数，查表35 ；输送机长度（输送机的头尾中心距）；承载分支托辊组每米长度旋转质量，；查手册得上托辊159，质量；承载分支托辊间距，查表36 ；所以：回程分支托辊组每米长度旋转质量，；查手册得下托辊159，质量；回程分支托辊间距，表36 ；所以：每米长输送带质量，初选输送带为8层，查资料得；q每米长度输送带物料质量，；将以上各值代入公式（33）：2. 倾斜阻力F当输送机需要提升物料时，需要消耗一定的功，而提升重物所要克服的就是倾斜阻力，按公式（34）：（34）式中：输送机受料点与卸料点间的高度，；所以：表35模拟摩擦系数安装情况工作条件f水平、向上倾斜及向下倾斜的电动工况工作环境良好，制造、安装良好，带速低，物料内摩擦小0.020标准设计，制造、调整好，物料内摩擦系数小0.022多尘，低温，过载，带速高，安装不良，物料内摩擦大0.0230.03向下倾斜设计，制造正常，处于发电工况时0.0120.0163. 主要特种阻力主要特种阻力，包括托辊前倾(托辊前倾主要是防止输送带跑偏)的摩擦阻力和被输送物料与导料槽栏板间的摩擦阻力两部分，按公式（35）：（35）式中：前倾上托辊与前倾下托辊摩擦阻力之和，；输送物料与导料槽栏板间的摩擦阻力，；（1）无前倾，即=0 （2）导料槽阻力：式中：物料与导料栏板问的摩擦系数；输送能力，；输送带上物料的最大横截面积，；带速，；倾斜系数，表36 ；则：表36 倾斜系数倾角,()2468101214161820k1.000.990.980.970.960.930.910.890.850.81式中：物料松散密度；导料槽长度，；导料槽内部宽度，；所以：所以， 2. 附加特种阻力附加特种阻力包括输送带清扫器摩擦阻力和犁式卸料器摩擦阻力，按公式（36）：（36）式中：清扫器个数，；（1）清扫器摩擦阻力，按公式（37）：（37）式中：输送带和输送带清扫器接触面积；(头部清扫器个数空段清扫器个数) 输送带和输送带清扫器之间的压力，范围，取N；输送带和输送带清扫器摩擦系数，取值范围0.50.7,取0.6；所以：（2）犁式卸料器摩擦阻力，按公式（38）：（38）由于本设计无犁式卸料器所以犁式卸料器摩擦阻力为零。将以上各值代入公式（36）得：将以上各计算结果代入公式（32）得：2.3 输送带张力计算2.3.1 输送带允许最大的下垂度计算最小张力在输送带自重和物料的作用下，输送带在托辊间总是有垂度的作用在输送带上的张力应足够的大；使输送带在两组托辊间的垂度小于一定值。如果悬垂度过大，带条在两托辊之间松弛变平，物料易撒漏和下滑，输送带的运动阻力也大为增加，所以在设计中规定了允许的最大悬垂度。一般规定输送带的最大悬垂度应满足：h/a=0.0050.02,本设计取0.015。为了限制输送带在两组托辊间的下垂度，作用在输送带上任意一点的最小张力需按公式计算：承载分支最小张力：回程分支最小张力：式中，输送机承载分支的托辊间距；回程分支最小张力处；所以：载分支最小张力回程分支最小张力2.3.2 输送带不打滑条件输送机是靠皮带与带轮之间的摩擦力来传递运动和力的，在安装带传动时，须将带张紧；由于张紧力的存在，带与带轮的接触表面上就产生了正压力。当带传动开始工作时，带与带轮的接触表面有相对运动的趋势，因而在该接触面间就产生了摩擦力，传动轮的两边就产生了相应的紧边和松边，设紧边的张力为，松边为，则两边的拉力差为:由于输送机在非稳定状态下(启动和制动)，带条除受静张力作用外还受速度变化引起的附加动张力作用动张力与静张力叠加，可能引起带条在驱动滚筒上的打滑，这种是不允许的，因为这会造成带条的下覆面胶层与滚筒覆面之间的强烈摩擦、发热而损坏，更主要的是会使滚筒与带条之间摩擦系数降低，以致造成输送机不仅难于继续传动，而且破坏了它的正常传动。为了防止这种状况的发生需要在圆周驱动力前乘以一个系数k；即：根据柔体摩擦的理论，输送带的紧边和松边拉力之间的关系可用欧拉公式表示为: 式中，传动滚筒与输送带间的摩擦系数；输送带在所有传动滚筒上的包角；综合上面两式可得：因此，为防止输送带的打滑，需在回程带上保持的最小张力应大于，即输送带最小张力，应按公式计算：式中，输送机满载启动时或制动时出现的最大圆周力，启动时，启动系数，取1.5；所以：式中：传动滚筒与输送带间的摩擦系数；输送带在所有传动滚筒上的尾包角，采用弧度；对于头部双滚筒尾部单滚筒驱动，取，即；即；综上所述输送机最小张力：2.3.3 各种驱动力分配情况下各点张力计算在求出输送带在不打滑的条件下最小的张力，保证这一情况通过逐点的方法计算并求出在不同的圆周驱动力情况下的各点的张力。同时输送机的驱动原理图：图3-4 张力点分布图上分支运行阻力：下分支运行阻力：如图可知最小张力点在输送机驱动奔离点，则由计算输送机各点张力：表3-7 不同驱动力各点张力按不打滑条件计算2:1:2(N)2:2:1(N)1:2:2(N)36003.648004.7648004.7624002.3837443.7449924.9549924.9524962.4837443.7449924.9549924.9524962.4838192.6250923.4550923.4525461.7339720.3252960.3952960.3926480.2288529.32301769.39301769.39275289.18300070.49313840.16313840.16286300.74300070.49313840.16313840.16286300.74306071.90320116.97320116.97292026.76190860.47204905.54262511.25176815.33190860.47204905.54262511.25176815.33198494.89213101.76273011.7183887.94198494.89213101.76273011.7183887.94206434.69221625.83283932.17191243.46206434.69221625.83283932.17191243.46续表按不打滑条件计算2:1:2(N)2:2:1(N)1:2:2(N)210563.38226058.35289610.81195068.33214774.65230579.51295403.03198969.7223365.63239802.69307219.15206928.48259551.71275988.76343405.22243114.55267733.78287028.32357141.43252839.14267733.78287029.32357141.43252839.14154722.35229422.6241874.99137627.71确定传动滚筒合张力：根据工况要求：1. 功率配比2：1：2时所以：第一滚筒合张力第二滚筒合张力第三滚筒合张力2. 功率配比2：2：1时：所以：第一滚筒合张力第二滚筒合张力第三滚筒合张力3. 功率配比1：2：2时：所以：第一滚筒合张力第二滚筒合张力第三滚筒合张力综合以上三种情况：第一滚筒合力：第二滚筒合力：第三滚筒合力： 2.4 电动机功率计算及布置方案由计算得到圆周驱动力，通过圆周驱动力以及所给定的原始参数可以计算出所需要的电动机的总功率并选择电动机型号。所需轴功率按计算，得电动机功率式中：传动效率电压降系数不平衡系数根据所计算的功率及考虑到在工作过程中输送机出现故障之后的带载启动，或是在工作时发生超载的现象故所选的电动机型号为：YA355型单机功率 250 转速，五台电动机驱动。根据计算所得圆周驱动力及确定的驱动力的分配方案，电动机的布置为机头部三台电动机，机尾部两台电动机。2.5 液压拉紧装置的原件选择和计算2.5.1 拉紧力和拉紧行程的计算拉紧装置在机尾部驱动滚筒之后，跟据计算的圆周驱动力及驱动力的分配方案得到拉紧力为，这个拉紧力只考虑带式输送机在满载正常运行情况下的拉紧力。按公式：将各值代入公式得：2.5.2 拉紧行程的确定近似计算：考虑拉紧装置的总行程等于工作行程与安装行程之和:拉紧装置的工作行程决定于胶带的类型和输送带的长度；式中：胶带受工作载荷是的伸长系数，参考1取。安装行程是为重新粘接胶带和修理驱动装置时所需要，其大小与胶带接头方式有关，并可按下式确定：得到所以拉紧行程为：第3章主要传动部件设计3.1 减速器设计3.1.1 传动比的分配和传动效率的选择1. 电机的选择上面已选定YA355型电动机，正常工作时输出功率：250kW，转速：1500r/min.2. 传动比的分配由于驱动滚筒的速度为，而滚筒的直径直径为，因此驱动滚筒轴角速度：驱动滚筒轴的转速：驱动滚筒轴与减速器的输出轴两者转速相同，即：。而减速器的输入轴是通过液力耦合器与电动机主轴联接，两者转速也相同，即：。因此减速器的总传动比：选锥齿轮传动比，斜齿轮传动比，直齿轮传动比。根据转速及传动比的选择和分配的情况确定减速器各轴和齿轮的布置方案（如图4-1）。图4-1 减速器布置图3. 传动效率的选择液力耦合器，锥齿轮传动效率，斜齿轮传动效率。3.1.2 传动装置的运动和动力参数计算 1. 各轴转速的计算电动机输出轴转速： 2. 各轴输入功率的计算电动机输出功率： 3. 各轴输入转矩的计算电动机输出转矩： 3.1.3 齿轮传动设计1 直齿锥齿轮传动设计（1）选精度等级、材料及齿数按实际工作要求，选用直齿锥齿轮传动。运输机一般为工作机器，速度不高，故选用7级精度。材料选择由表10-1，选择大、小锥齿轮材料为20cr(渗碳、淬火)，硬度为5862HC。按硬度的下限值，由图10-21查得，。初选小锥齿轮齿数为，大锥齿轮齿数。（2）按接触强度进行初步设计式中载荷系数，；齿数比，；齿宽系数，弹性影响系数，许用接触应力，（3）几何尺寸的计算分锥角：模数：，取整分度圆直径：齿宽中点分度圆直径：外锥距：中锥距：齿宽：齿顶高：齿根高：顶圆直径：齿根角：齿顶角：顶锥角：根锥角：冠顶距：安装距：考虑齿轮结构情况以及轮冠距的测量方便，取。轮冠距：分度圆齿厚：分度圆弦齿厚：分度圆弦齿高：当量齿数：，当量齿轮分度圆直径：齿宽中点齿顶高：当量齿顶圆直径：齿宽中点齿轮模数：当量齿轮基圆直径：式中齿形角，啮合线长度：端面重合度：（4）校核接触强度（按表8-3-102进行）强度条件：计算接触应力式中；则结论：满足接触强度。（5）齿根弯曲强度校核强度条件：计算齿根应力：式中；；；；。则结论满足齿根弯曲强度2. 第一对斜齿齿轮传动设计（1）选定精度等级、材料及齿数按传动方案要求，选用些斜齿圆柱齿轮传动；运输机为工作机器、速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）；材料选择，由表10-1，选择大、小齿轮材料为40Cr(调质后表面淬火)，硬度为48-55HRC；选小齿轮齿数为，大齿轮齿数；选取螺旋角，初选螺旋角。（2）按齿面接触强度设计按式（10-21）试算，即试选；区域系数，（查图10-30）；标准端面重合度，（查图10-26）；计算小齿轮传递的转矩；齿宽系数，（查表10-7）；材料的弹性影响系数，（查表10-6）；、（查图10-21）；由式10-13计算应力循环次数；（9）计算接触疲劳许用应力取失效概率为，安全系数，由式（10-12）得：；由图10-19查得接触疲劳寿命系数试计算小齿轮分度圆直径，由计算公式得；计算圆周速度；计算齿宽及模数；计算纵向重合度；（9）计算载荷系数根据，7级精度。由图10-8查得动载系数；由表10-3查得，从表10-4中的硬齿面齿轮栏查得小齿轮相对支撑非对称布置，6级精度，时考虑齿轮为7级精度，取，故载荷系数另由图10-1查得；按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径；计算模数；（3）按齿根弯曲疲劳强度设计计算载荷系数；由图10-20d查得齿轮的弯曲疲劳强度极限；由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数；计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数查取齿形系数（查表10-5）；查取应力校正系数（查表10-5）；计算大、小齿轮的并加以比较经比较小齿轮数值大。设计计算对此计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数与由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数相差不大，取标准值，取分度圆直径。取则。（4）几何尺寸计算计算中心距将中心距圆整为270mm。按圆整后的中心距修正螺旋角因值改变不多，故参数等不必修正。计算大、小齿轮的分度圆直径（5）计算齿轮宽度圆整后：。3. 第二对斜齿齿轮传动设计由第一对斜齿圆柱齿轮的计算同理可得：小齿轮齿数为，大齿轮齿数；，分度圆直径。取则。将中心距圆整为460mm。圆整后：。3.1.4 轴的设计1. 轴的材料选择和最小直径估算根据工作条件，初选轴的材料为40Cr，调质处理。按扭转强度法进行最小直径的估算，即：。初算轴径时，若最小直径轴段开有键槽，还要考虑键槽对轴强度的影响。当该轴段截面上有一个键槽时，增大5%7%，两个键槽时，增大10%15%。值由表15-3确定：轴1，轴2，轴3，轴4。轴1：，因为轴1处有一个键槽，则：。轴2：，设有两个键槽，则：，取整。轴3：，设有两个键槽，则：，取整。轴4：，因为轴4处有一个键槽，则：，取整为。2. 轴的结构设计（1）轴1的结构设计各轴段直径的确定：最小直径，锥齿轮轴外伸轴段，取。：根据齿轮轴的轴向定位要求，定位高度，取。：螺母定位轴段，取。：滚动轴承段，滚动轴承选取30317，其尺寸为。：过渡轴段，取。：滚动轴承段，滚动轴承选取30317，其尺寸为。各轴段长度的确定：考虑到所选液力耦合器的配合，取。：由箱体结构、轴承端盖、装配关系等确定，。：由定位螺母确定，。：由滚动轴承及装配关系确定，。：由装配关系确定，。：由滚动轴承及装配关系确定，。（2）轴2的结构设计各轴段直径的确定：最小直径，滚动轴承段，滚动轴承选取30318，其尺寸为。：斜齿小齿轮轴段，。：根据齿轮的轴向定位要求，取。：锥齿大齿轮轴段，。滚动轴承段，滚动轴承选取30318，其尺寸为各轴段长度的确定：由滚动轴承及箱体结构确定，取。：由斜齿小齿轮的毂孔宽度确定，。：由定位装配关系确定，。：由锥齿大齿轮装配尺寸确定，。：由滚动轴承及装配关系确定，。（3）轴3的结构设计各轴段直径的确定：最小直径，滚动轴承段，滚动轴承选取30326，其尺寸为。：斜齿大齿轮轴段，。：根据齿轮的轴向定位要求，取。：斜齿小齿轮轴段，。：滚动轴承段，滚动轴承选取30326，其尺寸为。各轴段长度的确定：由滚动轴承及箱体结构确定，取。：由斜齿大齿轮的毂孔宽度确定，。：由定位及装配关系确定，。：由直齿小齿轮的毂孔宽度确定，。：由滚动轴承及装配关系确定，。（4）轴4的结构设计各轴段直径的确定：由机头轴配合尺寸确定，机头轴为内花键，减速器轴为外花键，其花键配合为：。取。：。滚动轴承段，滚动轴承选取30336，其尺寸为。：定位段，取。：定位段，取。：斜齿大齿轮轴段，。：滚动轴承段，滚动轴承选取30336，其尺寸为。各轴段长度的确定：由与机头轴的连接关系确定，取。：由滚动轴承及箱体结构确定，取。：由定位及装配关系确定，。：由定位及装配关系确定，。：由直齿大齿轮的毂孔宽度确定，。：由滚动轴承及装配关系确定，。3. 轴的校核（这里以轴3为例）（1）轴的力学模型的建立轴上力的作用点位置和支点跨距的确定：齿轮对轴的力作用点按简化原则应在齿轮宽度的中点，因此可决定轴3上两齿轮力的作用位置。轴上安装的30226，从表12-4可知它的负荷作用中心到轴承外端面的距离，故可算出支点跨距和轴上各力作用点相对位置尺寸。支点跨距；斜齿大齿轮的力作用点C到右支点A距离；两齿轮的力作用点之间的距离；斜齿小齿轮的力的作用点D到左支点B的距离。（如图a）图4-2 轴的简图（2）计算轴上的作用力斜齿大齿轮4：斜齿小齿轮5：（3）计算支反力垂直面支反力（如图b）：由绕支点B的力矩和，得：方向向下。同理，由绕支点A的力矩和，得：方向向下。由轴上的合力，校核：计算无误。水平支反力（如图d）：由绕支点B的力矩和，得：方向向下。同理，由绕支点A的力矩和，得：方向向下。由轴上的合力，校核：计算无误。A点总支反力 B点总支反力（4）绘制转矩、弯矩图垂直面内的弯矩图（如图c）：C处弯矩： D处弯矩：水平面内的弯矩图（如图e）：C处弯矩： D处弯矩：合成弯矩图（如图f）：C处：D处：转矩图（如图g）：当量弯矩图（如图h）：因为是单向回转轴，所以扭转切应力视为循环变应力，折算系数。C处：D处：（5）弯扭合成强度校核进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和转矩的截面（即危险截面D）的强度。根据选定的轴材料40Cr，调质处理，由教材表15-1查得。因，故强度足够。注：从上到下依次为图a、b、c、d、e、f、g、h3.1.5 键的选择和校核这里以轴上的键为例。由轴3的细部结构设计，选定斜齿大齿轮外键1为，标记：键GB/T1095-1979；直齿小齿轮外键2为，标记：键2270GB/T1095-1979；由于是同一根轴上的键，传递的转矩相同，所以只需校核短键1即可。根据校核公式式中传递转矩，；键与轮毂键槽的接触高度，为键高，；键的工作长度，；轴的直径，；键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力，见表6-2，取；键联接强度足够。3.1.6 滚动轴承的选择与校核以轴3上的滚动轴承为例1. 滚动轴承的选择根据载荷及速度情况，拟定选用圆锥滚子轴承。由轴3的结构设计，根据，选取30326.其基本参数查表12-4，,，。2. 滚动轴承的校核（1）径向载荷轴承受力如图，根据轴的分析，可知A点总支反力，B点总支反力。（2）轴向载荷外部轴向力，指向A处轴承（方向向右）。（方向向右），（方向向左）。因为，所以A处1轴承被压紧，B处2轴承放松。故，。（3）当量动载荷P由表13-6查出载荷系数。1轴承：因，由表13-5可知，2轴承：因，由表13-5可知（4）验算轴承寿命因，故只需验算轴承1。根据表设定轴承寿命为10年。.其中，温度系数（轴承工作温度小于），轴承寿命足够。3.2 托辊的校核托辊的设计方法:1、根据带宽、托辊直径、托辊槽角、托辊前倾角等已知条件选择满足条件的托辊轴承; 2、托辊一般要满足两个条件:（1）辊子转速的要求，不超过最高转速的要求；（2）辊子静载荷和动载荷要求，不超过理论最大载荷，以保证托辊轴承的使用寿命。根据输送机总体的原始参数的设计计算可以得到托辊的结构（如图4-3）（4-4）。图43 槽型上托辊图44 平行下托辊3.2.1 校核辊子载荷1. 静载计算静载计算按公式：承载分支：（41）回程分支：（42）式中：承载分支托辊静载荷，N；承载分支托辊间距，m, ；辊子载荷系数，表41 ；带速；每米长输送带质量，；I输送能力，；回程分支托辊间距，取；将各值代入公式（41）、（42）得：查有关资料，上托辊,，承载能力满足要求。查有关资料，下托辊 , ，承载能力满足要求。2. 动载计算动载计算按公式：承载分支：回程分支：式中：运行系数，；冲击系数，粗估，工况系数，将各值代入公式（43）、（44）得：3.2.2 托辊的额定负荷和最大转速托辊的实际负荷按公式：式中：托辊的实际负荷，KN；输送带单位长度质量，；物料单位长度质量，；重力加速度，；托辊间距，；系数，根据物料块度选择，，取；系数

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