固定式带式输送机设计.doc

毕业设计 题 目 固定式带式输送机设计 学生姓名 专业班级 机制 班 学 号 系 部 机械工程系 指导教师 职称 完成时间 201 年 月 日 1 目 录 中文摘要 I 英文摘要 II 1 绪 论 1 2 带式输送机概述 2 2 1 带式输送机的应用 2 2 2 带式输送机的分类 2 2 3 普通型带式输送机的特点 3 2 4 带式输送机的发展状况 4 2 4 1 国外带式输送机技术的现状 4 2 4 2 国内带式输送机技术的现状 5 2 5 带式输送机的工作原理 5 2 6 带式输送机的结构和布置形式 7 2 6 1 带式输送机的结构 7 2 6 2 布置方式 7 3 带式输送机的设计计算 9 3 1 已知原始数据及工作条件 9 3 2 胶带输送能力验算 10 3 3 初定参数 10 3 4 功率及胶带张力计算 11 3 4 1 驱动力及所需功率计算 11 3 4 2 输送带张力计算 12 3 5 输送带层数得计算 14 4 带式输送机部件的选用 15 4 1 输送带 15 4 1 1 输送带的分类 15 4 1 2 输送带的连接 16 4 2 驱动装置 16 2 4 2 1 电机的选用 16 4 2 2 减速器的选用 16 4 2 3 液力耦合器的选用 17 4 2 4 联轴器的选用 18 4 2 5 制动装置的选用 18 4 3 传动滚筒 20 4 3 1 传动滚筒的作用及类型 20 4 3 2 传动滚筒的选型及设计 20 4 4 改向滚筒 21 4 5 托辊 22 4 5 1 托辊的作用与类型 22 4 5 2 托辊的选型 24 4 6 拉紧装置 24 4 6 1 拉紧装置的作用 24 4 6 2 张紧装置在使用中应满足的要求 24 4 6 3 拉紧装置在过渡工况下的工作特点 25 4 6 4 拉紧装置布置时应遵循的原则 25 4 6 5 拉紧装置的种类及特点 26 4 6 6 拉紧装置的选型 26 4 7 清扫器 27 4 8 给料装置 27 4 8 1 对给料装置的基本要求 27 4 8 2 装料段拦板的布置及尺寸 27 4 8 3 装料点的缓冲 27 4 9 导料槽 28 4 10 机架 28 4 10 1 机架的结构 28 4 10 2 适用范围 29 4 10 3 滚筒直径范围 29 4 10 4 中间架 29 4 11 头部漏斗 29 3 4 12 电气及安全保护装置 29 结束语 31 致谢 32 参考文献 33 附录 35 I 固定式带式输送机设计 摘 要 带式输送机是连续运输机中使用最广泛的 带式输送机运行可靠 输送量大 输送距离长 维护方便 适用于冶金煤炭 机械电力 轻工 建材 粮食等各个部 门 本次毕业设计就是关于固定式带式输送机的设计 通过了解带式输送机的工作 原理 结构和布置形式 对输送机的各个参数进行了计算 并根据计算结果 结合 实际情况对带式输送机的各个部件进行选型校核 本设计输送机的主要优点为工作 可靠 管理方便 平稳无噪声 不损伤被输送物料 整个长度上都可以装料和卸料 输送量大 输送距离远 动力消耗低等特点 由于国家对节能状况越来越重视 本 次设计力求在满足工艺要求的情况下最大程度地降低能耗 减少投资和运行费用 关键词 带式输送机 设计 参数 选型 II STATIONARY BELT CONVEYOR DESIGN ABSTRACT Belt conveyor is the most widely used in continuous transporters belt con veyor reliable operation and long distance transmission throughput convenient main tenance suitable for metallurgical coal mechanical power light industry building material food etc Each department The design is a graduation project about the belt conveyor By understanding the working principle of belt conveyor structure and layout of the various parameters of conveyor calculated And in accordance with the results combined with the actual situation in various parts of the belt conveyor selection checked The design of the conveyor for the work of the major advantages of reliable easy mana gement a smooth noise free non injury were transport materials can be the entire length of the loading and unloading transportation capacity transmission distance and low power consumption Due to the situation of the country paying more and more attention to energy conservation the design seeks to meet the technological requirements to maximize the lower energy consumption reduce investment and operating costs KEYWORDS Belt conveyor Design Parameters Selection 1 1 绪 论 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 1 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 2 带式输送机已成为高效的机电一体化技术与装备的关键设备 3 特别 是近 10 年 长距离 大运量 高速度的带式输送机的出现 使其在各个领域中的应 用又得到进一步推广 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 原始参数 1 输送物料 煤 2 物料特性 1 块度 0 300mm 2 散装密度 0 90 t m3 3 在输送带上堆积角 20 4 物料温度 50 3 工作环境 露天 4 输送系统及相关尺寸 1 运距 95 50m 2 提升高度 H 18 315m 3 倾斜角 12 4 最大运量 500 t h 5 带宽 B 1000mm 6 带速 v 2 0m s 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 2 2 带式输送机概述 2 1 带式输送机的应用 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 4 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 其中带式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 2 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 输送带由托辊托起 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 1 其简介如下 带式输送机 普通型 特种结构型 管形带式输送机 气垫带式输送机 波状挡边带式输送机 钢绳牵引带式输送机 压带式带式输送机 其他类型 TD 型固定式带式输送机 QD80 轻型固定式带式输送机 DX 型钢绳芯带式输送机 U 型带式输送机 3 2 3 普通型带式输送机的特点 1 QD80 轻型固定式带输送机 QD80 轻型固定式带输送机与 TD 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 DX 型钢绳芯带式输送机 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 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 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 气垫式带式输送机 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 5 6 压带式带式输送机 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 4 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 2 4 带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 6 这些输送机的特点是输送能力大 可达 30000 t 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 2 4 1 国外带式输送机技术的现状 国外带式输送机技术的发展很快 其主要表现在两个方面 一方面是带式输送 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 另一方面是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 高带速等大型带式输送机已成为发展的主要方向 其核心技术是开发应用了带式输送机动态分析与监控技术 提高了带式输送机的运 行性能和可靠性 国外己经使用或己经进行设计的几条典型长距离带式输送机输送 线 2 4 1 1 西班牙的西撒哈拉带式输送机线路 该线路是世界最长的长距离输送机线路 该线路长达 100km 用两年半时间建 成 并于 1972 年投入使用 用来将位于石质高原地区的布 克拉露天矿的磷灰石矿 石运往艾尔 阿雍海港 总投资额为两亿马克 预计该线路能达行 30 年 年平均运 输量为 1000 万吨磷灰石矿石 2000t h 整条线路由长为 6 9 11 8km 的 11 台带式输 送机组成 带宽为 l000mm 采用 ST3150 型钢丝绳芯胶带 带速为 4 5 m s 2 4 1 2 恰那矿 20km 地面带式输送机系统 该系统是代表了现代带式输送机发展水平的一条输送线 该输送系统由一条长 为 10 3km 的平面转弯带式输送机和一条 10 1km 的直线长距离带式输送机构成 转 弯带式输送机的曲率半径为 9km 弧长为 4km 两条输送机除线路参数外 其他参 5 数相同 运输能力为 2200t h 带宽 1050mm 输送带抗拉强度为 3000N mm 安全 系数为 5 拉紧装置为重锤拉紧 允许行程为 25m 驱动采用 3 台 700kW 直流电动 机 双滚筒驱动 系统采用了先进的托辊制造和安装技术 水平转弯技术和动态分 析技术 2 4 1 3 津巴布韦钢铁公司 ZISCO 15 6km 水平转弯越野带式输送机 它于 1996 年投入使用 是世界上单机最长的带式输送机 该输送机将 ZISCO 的 New Ripple Creek 矿的经过二次破碎的铁矿石运送到 Zimbabwe 的炼钢厂附近 输送量为干矿石 500t h 湿矿石 600t h 系统全长 15 6km 物料提升高度为 90m 近年来 我国在大型带式输送机的设计 制造上也有了长足的进步 从 20 世纪 60 年代末我国己经生产 200 余条钢丝绳芯带式输送机 在煤矿 磷矿 铁矿和港口使 用 其中单机长度达 7602m 的大型带式输送机已投入使用 目前 包括总长 l0km 的输送线等多条长距离带式输送机系统正在设计或计划中 2 4 2 国内带式输送机技术的现状 我国生产制造的带式输送机的品种 类型较多 在 八五 期间 通过国家一 条龙 日产万吨综采设备 项目的实施 带式输送机的技术水平有了很大提高 大 功率 长距离带式输送机的关键技术研究和新产品开发都取得了很大的进步 如大 倾角长距离带式输送机成套设备 高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补 了国内空白 并对带式输送机的减低关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产 品开发 研制成功了多种软起动和制动装置以及以 PLC 为核心的可编程电控装置 驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器 7 22 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 2 5 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 它主要包括以下 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 6 图 2 1 带式输送机简图 1 张紧装置 2 装料装置 3 犁形卸料器 4 槽形托辊 5 输送带 6 机架 7 传动滚筒 8 卸料器 9 清扫装置 10 平行托辊 11 空段清扫器 12 清扫器 输送带绕经传动滚筒和机尾改向滚筒形成一个无极的环形带 输送带的上 下 两部分都支承在托辊上 拉紧装置给输送带以正常运转所需要的拉紧力 工作时 传动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行 物料从装载点装到输送带 上 形成连续运动的物流 在卸载点卸载 一般物料是装载到上带 承载段 的上面 在机头滚筒 在此 即是传动滚筒 卸载 利用专门的卸载装置也可在中间卸载 普通型带式输送机的机身的上带是用槽形托辊支撑 以增加物流断面积 下带 为返回段 不承载的空带 一般下托辊为平托辊 带式输送机可用于水平 倾斜和垂 直运输 对于普通型带式输送机倾斜向上运输 其倾斜角不超过 18 向下运输不 超过 15 输送带是带式输送机部件中最昂贵和最易磨损的部件 当输送磨损性强的物料 时 如铁矿石等 输送带的耐久性要显著降低 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增加 此法 提高牵引力虽然是可行的 但因增大必须相应地增大输送带断面 这样导致传动装 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 以提高牵引力 7 2 增加围包角 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 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 2 6 带式输送机的结构和布置形式 2 6 1 带式输送机的结构 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 如下表 2 1 所示 表 2 1 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 350mm 矿石16 水泥20 0 200mm 油田页岩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 2 6 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 8 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 8 如下表2 2 所示 表 2 2 带式输送机典型布置方式 单滚 筒 凸弧 单 滚 筒 传 动 单滚 筒 凹弧双 滚 筒 传 动 单滚 筒 凸凹 弧 向 上 运 输 双滚 筒 水 平 运 输 三 滚 筒 传 动 单滚 筒 向 上 运 输 单 滚 筒 向 下 运 输 双滚 筒 9 3 带式输送机的设计计算 3 1 已知原始数据及工作条件 带式输送机的设计计算 应具有下列原始数据及工作条件资料 1 物料的名称和输送能力 2 物料的性质 1 粒度大小 最大粒度和粗度组成情况 2 堆积密度 3 动堆积角 静堆积角 温度 湿度 粒度和磨损性等 3 工作环境 露天 室内 干燥 潮湿和灰尘多少等 4 卸料方式和卸料装置形式 5 给料点数目和位置 6 输送机布置形式和尺寸 即输送机系统 单机或多机 综合布置形式 地形 条件和供电情况 输送距离 上运或下运 提升高度 最大倾角等 7 装置布置形式 是否需要设置制动器 原始参数和工作条件 1 输送物料 煤 2 物料特性 1 块度 0 300mm 2 散装密度 900kg m3 3 在输送带上堆积角 20 4 物料温度 承载分支 Fmin 则 NFFF u 982 38708418 22119564 16589 2max1 3 5 输送带层数得计算 6323 2 2001000 12982 38708 max1 B nF Z 式中 n 稳定工况下输送带静安全系数 输送带纵向扯断强度 查表 16 得 200N mm 层 满足要求 15 4 带式输送机部件的选用 DT 型固定式带式输送机主要部件有 输送带 驱动装置 电机 减速器 液 力偶合器 制动器 联轴器 逆止器 或电动滚筒 传动滚筒 改向滚筒 托辊 拉紧装置 清扫器 卸料器 机架 漏斗 导料槽 安全保护装置等 9 4 1 输送带 输送带在带式输送机中既是承载构件又是牵引构件 钢丝绳牵引带式输送机除 外 它不仅要有承载能力 还要有足够的抗拉强度 输送带由带芯 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 输送机的带芯主要是有各种织物 棉织物 各种化纤织物以及混纺织物等 或 钢丝绳构成 它们是输送带的骨干层 几乎承载输送带工作时的全部负载 因此 带芯材料必须有一定的强度和刚度 覆盖胶用来保护中间带芯不受机械损伤以及周 围有害介质的影响 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 下覆胶层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使侧面与机架相碰时 保护带芯不受机械损伤 4 1 1 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 物层芯又分为分层织物芯和整体织物层层芯两类 且织物层芯的材质有棉 尼龙和 维纶等 整体编织织物层芯输送带与分层织物层芯输送带相比 在带强度相同的情况下 整体输送带的厚度小 柔性好 耐冲击性好 使用中不会发生层间剥裂 但伸长率 较高 在使用过程中 需要较大的拉紧行程 钢丝绳芯输送带是有许多柔软的细钢丝绳相隔一定的间距排列 用与钢丝绳有 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 抗弯曲性能好 伸长率小 需要拉紧行程小 同其它输送带相比 在带强度相同的前提下 钢丝绳 芯输送带的厚度小 输送带上下覆盖胶目前多采用天然橡胶 国外有采用耐磨和抗风化的橡胶的胶 带 如轮胎花纹橡胶的改良胶作为覆盖胶 以提高其使用寿命 输送带的中间用合 16 成橡胶与天然胶的混合物 4 1 2 输送带的连接 为了方便制造和搬运 输送带的长度一般制成 100 200 米 因此使用时必须根 据需要进行连接 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 法又分为热硫化和冷硫化胶接法两种 塑料输送带则有机械接法和塑化接法两种 在第三部分选择的聚酯帆布带的型号为 EP 200 层数为 6 层 经过验算也满足 要求 4 2 驱动装置 带式输送机的负载是一种典型的恒转矩负载 而且不可避免地要带负荷起动和 制动 电动机的起动特性与负载的起动要求不相适应在带式输送机上比较突出 一 方面为了保证必要的起动力矩 电机起动时的电流要比额定运行时的电流大 6 7 倍 要保证电动机不因电流的冲击过热而烧坏 电网不因大电流使电压过分降低 这就 要求电动机的起动要尽量快 即提高转子的加速度 使起动过程不超过 3 5s 驱动 装置是整个皮带输送机的动力来源 由安装在驱动架上的 Y 系列鼠龙型电机 液力 偶合器 或梅花形弹性联轴器 减速器 ZL 型弹性柱销齿式联轴器 制动器 逆 止器 等组成 10 11 4 2 1 电机的选用 电动机额定转速根据生产机械的要求而选定 一般情况下电动机的转速不低 500r min 因为功率一定时 电动机的转速低 其尺寸愈大 价格愈贵 而效率 低 若电机的转速高 则极对数少 尺寸和重量小 价格也低 本设计皮带机需选 用功率为 90kw 的电机 通过查附表 1 1 1 选择 Y 系列 IP44 三相异步电动机型号为 Y280M 4 其功 率为 P 90kW 转速为 n 1480rpm 4 2 2 减速器的选用 4 2 2 1 传动装置的总传动比 已知输送带宽为 1000mm 查第二部分型谱表第 1 节选取传动滚筒的直径 D 为 800mm 则工作转速为 min 746 47 0 26060 r DD v nw 17 已知电机转速为 nm 1480 r min 则电机与滚筒之间的总传动比为 997 30 746 47 1480 w m n n i 查第二部分型谱表 10 选用 DCY315 31 5 型减速器 传动比为 31 5 可传递 195kW 功率 4 2 3 液力耦合器的选用 液力传动与液压传动一样 都是以液体作为传递能量的介质 同属液体传动的 范畴 二者的重要区别在于 液压传动是同过工作腔容积的变化 是液体压力能改 变传递能量的 液力传动是利用旋转的叶轮工作 输入轴与输出轴为非刚性连接 通过液体动能的变化传递能量 传递的纽矩与其转数的平方成正比 12 目前 在带式输送机的传动系统中 广泛使用液力偶合器 它安装在输送机的 驱动电机与减速器之间 电动机带动泵轮转动 泵轮内的工作液体随之旋转 这时 液体绕泵轮轴线一边作旋转运动 一边因液体受到离心力而沿径向叶片之间的通道 向外流动 到外缘之后即进入涡轮中 泵轮的机械能转换成液体的动能 液体进去 涡轮后 推动涡轮旋转 液体被减速降压 液体的动能转换成涡轮的机械能而输出 作功 它是依靠液体环流运动传递能量的 而产生环流的先决条件是泵轮的转速大 于涡流转速 即而者之间存在转速差 液力传动装置除煤矿机械使用外 还广泛用于各种军用车辆 建筑机械 工程 机械 起重机械 载重汽车 小轿车和舰艇上 它所以获得如此广泛的应用 原因 是它具有以下多种优点 1 能提高设备的使用寿命 2 由于液力转动的介质是液体 输入轴与输出轴之间用非刚性连接 故能将 外载荷突然骤增或骤减造成的冲击和振动消除或部分消除 转化为连续连续渐 变载荷 从而延长机器的使用寿命 这对处于恶劣条件下工作的煤矿机械具有 这样意义 3 有良好的启动性能由于泵轮扭矩与其转速的平方成正比 故电动机启动时 其负载很小 起动较快 冲击电流延续时间短 减少电机发热 4 良好的限矩保护性能 5 使多电机驱动的设备各台电机负荷分配趋于均匀 18 本次设计选用的 YOX z500 输入转速为 1500r min 效率达 0 96 起动系数 为 1 3 1 7 4 2 4 联轴器的选用 本次设计选用弹性柱销齿式联轴器 弹性柱销齿式联轴器的结构简单 制造容 易 不需专用的加工设备 工作时不需润滑 维修方便 更换易损件容易而迅速 费用低 本次设计选用低速轴联轴器型号为 ZL9 公称扭矩为 25kN m 转动惯量为 1 98kg m2 4 2 5 制动装置的选用 4 2 5 1 制动装置的作用 对于倾斜输送物料的带式输送机 其平均倾角大于 4 时 当满载停车时会发生 上运物料时带的逆转和下运物料时带的顺滑现象 从而引起物料的堆积 飞车等事 故 所以应设置制动装置 制动器是用于机器或机构减速使其停止的装置 有时也 能用作调节或限制机构的运行速度 它是保证机构或机器安全正常工作的重要部件 4 2 5 2 制动装置的种类 带式输送机制动器的种类很多 根据输送机的技术性能和具体使用条件 如功 率大小 安装倾角等 可选用不同形式的制动器 常用的有带式逆止器 滚柱逆止 器 液压电磁闸瓦制动器和盘形制动器等 1 带式逆止器 带式逆止器适用于倾角 18 向上运输的带式输送机 当倾斜输送机停车时 在 负载重力作用下 输送带逆转时将制动胶带带入滚筒与输送带之间 将滚筒楔住 输送带即被制动 带式逆止器结构简单 造价便宜 其缺点是制动时输送带要先逆 转一段距离 造成机尾受载处堵塞溢料 头部滚筒直径越大 逆转距离就越长 因 此对功率较大的输送机不宜采用 其结构简图如下 19 图 4 2 带式逆止器 1 输送带 2 传动滚筒 3 逆止带 2 滚柱逆止器 滚柱逆止器也用于向上运输的的带式输送机上 在输送机正常工作时 滚柱在 切口的最宽处 不会妨碍星轮的运转 当输送机停车时 在负载重力的作用下 输 送带带动星轮反转 滚柱处在固定圈与星轮切口的狭窄处 滚柱被楔住 输送带被 制动 这种制动器制动迅速 平稳可靠 并且已系列化生产 可参考 DT 型系列标 准 按减速器选配 所允许的扭矩一般不超过 20kN m 但因其是安装在减速器的输 出轴上 故适用于输送机的驱动电机容量较小的场合 功率范围为 10kW 50kW 其结构简图如下 图 4 3 滚柱逆止器 1 星轮 2 外壳 3 滚柱 4 弹簧 3 液压推杆制动器 液压推杆制动器对于向上或向下输送的带式输送机均可使用 安装在高速轴上 动作迅速可靠 带式输送机一般都装配有此种制动器 4 盘型制动器 盘型制动器的结构原理如图所示 利用液压油通过油缸推动闸瓦沿轴向压向制 动盘 使其产生磨擦而制动 每套制动器有四个油缸 由一套液压系统统一控制 这种制动器多用于大功率 长距离强力式带式输送机及钢绳牵引带式输送机可 安 装在高速轴上 这种制动器的特点是制动力矩大 散热性能好 油压可以调整 在 工作中制动力矩可无极调节 20 4 2 5 3 制动装置的选型 制动器的选型要考虑以下几点 1 机械运转状况 计算轴上的负载转矩 并要有一定的安全储备 2 应充分注意制动器的任务 根据各自不同的执行任务来选择 支持制动器 的制动转矩 必须有足够储备 即保证一定的安全系数 对于安全性有高度 要求的机构需要装设双重制动器 3 制动器应能保证良好的散热功能 防止对人身 机械及环境造成危害 输送机向上运输时 在停车时需防止输送带的反向倒退 此时的制动一般称为 逆止 向下运输时 在停车时需防止输送带的正向前进 此时称为制动 输送机应 根据其工作条件设计制动装置 逆止装置 作用在传动滚筒所需的制动力 或逆止 力 应按照输送机水平 上运和下运三种情况分别确定 本次设计选用液压推杆制动器 4 3 传动滚筒 4 3 1 传动滚筒的作用及类型 传动滚筒是传动动力的主要部件 作为单点驱动方式来讲 可分成单滚筒传动及 双滚筒传动 单滚筒传动多用于功率不太大的输送机上 功率较大的输送机可采用双 滚筒传动 其特点是结构紧凑 还可增加围包角以增加传动滚筒所能传递的牵引力 使用双滚筒传动时可以采用多电机分别传动 可以利用齿轮传动装置使两滚筒同速运 转 如双滚筒传动仍不需要牵引力需要 可采用多点驱动方式 输送机的传动滚筒结构有钢板焊接结构及铸钢或铸铁结构 新设计产品全部采用 滚动轴承 传动滚筒的表面形式有钢制光面滚筒 铸 包 胶滚筒等 钢制光面滚筒 主要缺点是表面磨擦系数小 所以一般用在周围环境湿度小的短距离输送机上 铸 包 胶滚筒的主要优点是表面磨擦系数大 适用于环境湿度大 运距长的输送机 铸 包 胶滚筒按其表面形状又可分为光面铸 包 胶滚筒 人字形沟槽铸 包 胶 滚筒和菱形铸 包 胶滚筒 4 3 2 传动滚筒的选型及设计 传动滚筒是传递动力的主要部件 它是依靠与输送带之间的摩擦力带动输送带运 行的部件 传动滚筒根据承载能力分为轻型 中型和重型三种 同一种滚筒直径又有 几种不同的轴径和中心跨距供选用 21 1 轻型 轴承孔径80 100mm 轴与轮毂为单键联接的单幅板焊接筒体结构 单向出轴 2 中型 轴承孔径120 180mm 轴与轮毂为胀套联接 3 重型 轴承孔径200 220mm 轴与轮毂为胀套联接 筒体为铸焊结构 有单 向出轴和双向出轴两种 输送机的传动滚筒结构有钢板焊接结构及铸钢或铸铁结构 驱动滚筒的表面形式 有钢制光面滚筒 铸 包 胶滚筒等 钢制光面滚筒主要缺点是表面摩擦系数小 一 般用在周围环境湿度小的短距离输送机上 铸 包 胶滚筒的主要优点是表面摩擦系 数大 适用于环境湿度大 运距长的输送机 铸 包 胶滚筒按其表面形状又可分为 光面铸 包 胶滚筒 人字形沟槽铸 包 胶滚筒和菱形铸 包 胶滚筒 人字形沟槽铸 包 胶滚筒是为了增大摩擦系数 在钢制光面滚筒表面上 加一 层带人字沟槽的橡胶层面 这种滚筒有方向性 不得反向运转 人字形沟槽铸 包 胶滚筒 沟槽能使水的薄膜中断 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 即使在潮湿的场合工作 摩擦系数降低也很小 考 虑到本设计的实际情况和输送机的工作环境 用于工厂生产 环境潮湿 功率消耗大 易打滑 所以我们选择这种滚筒 铸胶胶面厚且耐磨 质量好 而包胶胶皮易掉 螺 钉头容易露出 刮伤皮带 使用寿命较短 比较二者选用铸胶滚筒 15 根据许用扭矩和许用合力选择传动滚筒的型号为 DT 04A6143Y Z 其主要性 能参数如表 4 1 所示 表 4 1 传动滚筒参数表 图 号 直径 mm 许用扭矩 kN m 许用合力 kN 转动惯量 kg m2 DT 04A6143Y Z 800 2011080 3 4 4 改向滚筒 用于改变输送带的运行方向或增加输送带与传动滚筒间的围包角 改向滚筒按承载能力分轻型 中型和重型 分档直径为 50 100mm 120 180mm 及 200 260mm 结构形式与传动滚筒一致 改向滚筒用于改变输送带运行方向 用于 180 改向时一般放在尾部或垂直拉紧 装置处 90 改向放在垂直拉紧装置的上方 增面滚筒一般用于小于或等于 45 的场 合 22 改向滚筒覆面由裸露光钢面和平滑胶面两种 根据许用合力选择改向滚筒 其主要性能参数如表 4 2 所示 表 4 2 改向滚筒参数表 序号图 号 直径 mm 许用合力 kN 转动惯量 kg m2 A DT 04B5122 630 6433 3 B DT 04B4122 500 4511 3 4 5 托辊 4 5 1 托辊的作用与类型 4 5 1 1 作用 托辊是决定带式输送机的使用效果 特别是输送带使用寿命的最重要部件之一 托辊组的结构在很大程度上决定了输送带和托辊所受承载的大小与性质 对托辊的 基本要求是 结构合理 经久耐用 密封装置防尘性能和防水性能好 使用可靠 轴承保证良好的润滑 自重较轻 回转阻力系数小 制造成本低 托辊表面必须光 滑等 支承托辊的作用是支承输送带及带上的物料 减小带条的垂度 保证带条平稳 运行 在有载分支形成槽形断面 可以增大运输量和防止物料的两侧撒漏 一台输 送机的托辊数量很多 托辊质量的好坏 对输送机的运行阻力 输送带的寿命 能 量消耗及维修 运行费用等影响很大 安装在刚性托辊架上的三个等长托辊组是最常见的 三个托辊一般布置在同一 个平面内 两个侧托辊向前倾 2 亦可将中间托辊和侧托辊错开布置 后一种形式 托辊组的优点是能接触到每一个托辊 便于润滑 缺点是托辊组支架结构复杂 重 量大 并且输送带运行阻力大约增加 10 因此实际上主要采用三个托辊布置在同 一平面内的托辊组 4 5 1 2 类型 托辊可分为槽形托辊 平行托辊 缓冲托辊和调心托辊等 23 图 4 2 槽形托辊 槽形托辊 图 4 2 用于输送散粒物料的带式输送机上分支 使输送带成槽形 以便增大输送能力和防止物料向两边洒漏 目前国内 DT 系列由三个辊子组成的槽 形托辊槽角 为 35 或 45 增大槽角可加大载货的横断面积相防止输送带跑偏 但 使胶带弯折 对输送带的寿命不利 为降低胶带边缘的附加应力 在传动滚筒与第 一组槽形托辊之间可采取槽角为 10 20 30 的过渡托辊使胶带逐步成槽 平形托辊由一个平直的辊子构成 用于输送件货 其结构简图如下 图 4 3 平行托辊 缓冲托辊用于带式输送机的受料处 以便减少物料对输送带的冲击 有橡胶圈 式和弹簧板式等 其结构简图如下 a b 图 4 4 缓冲托辊 a 橡胶圈式 b 弹簧板式 调心托辊用来调整输送带的横向位置 使它保持正常运行 调心托辊形式很多 输送散粒物料最简单的是采用槽形前倾托辊 如图 4 5 所示 借助两个侧托辊朝胶 带运行方向前倾一定角度 一般约 2 而对跑偏的输送带起复位作用 这种方法简单 但会使阻力增大约 10 其它还有锥形 V 形 反 V 形等多种调心托辊 可按需选 用 24 图 4 5 侧托辊前倾的调心托辊 4 5 1 3 托辊间距 托辊间距的布置应遵循胶带在托辊间所产生的挠度尽可能小的原则 胶带在托 辊间的挠度值一般不超过托辊间距的 2 5 在装载处的上托辊间距应小一些 一般 的间距为 400 600mm 而且必须选用缓冲托辊 下托辊间距可取 2500 3000mm 或取为上托辊间距的两倍 在承载分支头部 尾部应各设置一组过渡托辊 以减小头 尾过渡段胶带边缘 的应力 从而减少胶带边缘的损坏 过渡托辊的槽角为 10 与 20 两种 端部滚筒中 心线与过渡托辊之间的距离一般不大于 800 1000mm 4 5 2 托辊的选型 本次设计采用槽形托辊用于输送散粒物料的带式输送机的上分支 最常用的由 三个棍子组成的槽形托辊 由原始尺寸 B 1000mm 查第二部分型谱表得 取槽型前倾托辊为 DT 04C0323 托辊直径 D 为 108mm 10 过渡托辊为 DT 04C0423 托辊直径 D 为 108mm 20 过渡托辊为 DT 04C0523 托辊直径 D 为 108mm 下托辊采用平行 下托辊 DT 04C2133 托辊直径为 108mm 托辊的间距设计由带宽 B 1000mm 取上托辊间距为 1200mm 下托辊间距为 3000mm 4 6 拉紧装置 要保证带式输送机的正常运转 必须使输送带具有一定的拉紧力 而提供拉紧 力的就是拉紧装置 25 4 6 1 拉紧装置的作用 拉紧装置的作用是 保证输送带在传动滚筒的绕出端 即输送带与传动滚筒的 分离点 有足够的张力 能使滚筒与输送带之间产生必须的摩擦力 防止输送带打 滑 保证输送带的张力不低于一定值 以限制输送带在各支撑托辊间的垂度 避免 撒料和增加运动阻力 补偿输送带在运转过程中产生的塑性伸长和过渡工况下弹性 伸长的变化 16 19 4 6 2 张紧装置在使用中应满足的要求 1 布置输送机正常运行时 输送带在驱动滚筒的分离点具有一定的恒张力 以防输送带打滑 2 布置输送机在启动和停机时 输送带在驱动滚筒的分离点具有一定恒张力 比值一般取 1 3 1 7 可以通过设计计算不小于启动系数进行确定 3 保证输送带承载分支和回空分支最小张力处的输送带下垂度不应超过标准 规定值 GB T17119 1997 规定 输送带下垂度为两组托辊间距的 1 100 而 MT T467 1996 规定为 1 50 4 补偿输送带的塑性伸长和过渡工况下弹性伸缩的变化 5 为输送带接头提供必要的张紧行程 6 在工况过渡过程中 应能将输送带中出现的动力效应减至最小限度 以防 损坏输送机 4 6 3 拉紧装置在过渡工况下的工作特点 1 为使输送带分离点张力保持恒定 一般情况下需用 理想 的拉紧装置 这种拉紧装置应能以很大的 按规律变化的速度移动 除了由于要在相当大的速度 下保持张力恒定所引起的困难以外 还需知道速度的变化规律 拉紧装置的运动 在很大程度上与输送机质量对驱动装置拆算质量的比值有关 随着此比值的减少拉 紧装置的移动速度也减小 2 拉紧装置的移动速度随着输送机启动时间增长而减小 3 对于固定拉紧装置的输送机 输送带分离点必须有很大的预紧力 以防止 启动时输送带打滑 4 对于大功率输送机 应延长启动过程 以便降低动载荷并改善拉紧装置的 工况 减少行程及其电动机功率 26 4 6 4 拉紧装置布置时应遵循的原则 带式输送机拉紧装置的位置的合理布置 对输送机正常运转 启动和制动 以 及拉紧装置的设计 性能及成本的影响都十分大 一般情况下拉紧装置的布置应遵 循以下原则 1 为降低拉紧装置的成本 使其张紧力最小 一般张紧装置尽可能布置在输 送带张力最小处 2 长运距水平输送机和坡度在 5 以下的倾斜输送机 拉紧装置一般布置在驱 动滚筒的空载侧 张力最小处 3 距离较短的输送机和坡度在 6 以上的倾斜输送机拉紧装置一般布置在输送 机机尾 并尽可能将输送机局部滚筒作拉紧滚筒 4 拉紧装置的布置位置还要考虑输送机的具体安装布置形式 使拉紧装置便 于安装 维护 4 6 5 拉紧装置的种类及特点 4 6 5 1 螺旋式拉紧装置 螺旋式拉紧装置如图所示 拉紧滚筒的轴承座安装在带有螺母的滑动架上 滑 动架可在尾架的导轨上移动 它利用人力旋转螺杆来调节输送带的张力 螺旋式拉 紧装置的结构简单紧凑 但是拉紧力的大小不易掌握 工作过程中不能保持恒定 一般用于机长小于 100m 功率较小的输送机上 可按机长的 1 5 选取拉紧行程 根据 DT 系列 其拉紧行程分为 500mm 800mm 1000mm 三种 许用的最 大拉紧力见表 4 3 表 4 3 螺旋拉紧装置的最大拉紧力 带宽 mm 500650800100012001400 最大拉紧力 kN 91624385475 4 6 5 2 小车重锤式拉紧装置 小车重锤式拉紧装置结构原理如图所示 其拉紧滚筒固定在小车上 通过重锤 的重力牵引小车 从而达到张紧输送带的作用 它的结构也较简单 可保持恒定的 拉紧力 其大小决定于重锤的重量 小车重锤式拉紧装置外形尺寸大 占地多 质 27 量大 适用于长度 功率较大的输送机 尤其是倾斜输送机上 4 6 5 3 垂直式拉紧装置 垂直式拉紧装置是利用重锤重力 使拉紧滚筒沿垂直导轨移动产生拉紧力 它 能保证输送带在各种运动状态下有恒定的牵引力 可以自动补偿输送带的伸长 适 用于长距离固定式带式输送机 其缺点是需要有足够的空间放置拉紧滚筒 重锤和 要保证拉紧所需要的行程 因此在空间受限的条件下无法使用 4 6 5 4 绳绞筒式拉紧装置 利用钢绳缠绕在绞筒上 将输送带拉紧 一般绞筒都是经过蜗轮减速器来带动 4 6 6 拉紧装置的选型 由于此次设计的带式输送机运输距离比较长 结合现场地形 故选择垂直重锤 式拉紧装置 4 7 清扫器 输送机在运转过程中 不可避免的有部分颗粒和粉料粘在输送带表面 通过卸 料装置后不能完全卸净 表面粘有物料的输送带工作面通过下托辊或改向滚筒时 由于物料的积聚而使其直径增大 加剧托辊和输送带的磨损 引起输送带跑偏 17 而且 不断掉落的物料还污染了场地环境 因此 清扫粘结在输送带表面的物料 对于提高输送带的寿命和保证输送带的正常工作具有重要意义 DT 系列有头部及空段清扫器两种 头部清扫器为重锤刮板式结构 装于卸料 滚筒处 清扫输送带工作面上的粘料 空段清扫器装在尾部滚筒前下分支输送带的 非工作面 或垂直重锤装置入边改向滚筒处 用以清扫输送带非工作面的物料 本此设计选用合金清扫器 H 型的 DT4EJH5 P 型的 DT4JP5 空段清扫器 DT 04E2 4 8 给料装置 4 8 1 对给料装置的基本要求 物料给到输送带上