主斜井胶带输送机设计.doc

1 摘摘 要要 本次毕业设计是关于普通型胶带输送机选型的设计 首先对胶带输 送机作了简单的介绍 接着分析了胶带输送机的选型原则及计算公式 然后按照这些设计准则设计了符合本次设计要求的大倾角下行运输的胶 带输送机 接着对所选择的输送机各主要零部件进行了校核 同普通胶 带输送机一样 大倾角下行运输胶带输送机也是有六个主要部件组成 传动装置 机尾或导回装置 中部机架 拉紧装置 以及胶带 唯一不 同的是其胶带上压有花纹 用来增大胶带工作表面的摩擦力 避免物料 在速度突然变化时与胶带之间产生滑移 最后简单的说明了输送机的安 装与维护 现在 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 目前 在胶带输 送机的设计 制造以及应用上 国内与国外先进水平相比仍有较大差距 国内在设计制造胶带输送机过程中存在着很大程度上的浪费 这个问题 可以在校核尾架时发现 本次设计代表了选型设计的一般过程 对机械的选型设计工作有一 定的参考价值 关键词关键词 胶带 传动滚筒 托辊 1 绪绪 论论 在运距较长 运量较大的场合一般都采用胶带运输机 而且随着技 术的发展 已经可以适应多种物料载荷和不同地形和气候条件 是一种 多品种多型号的运输型机械设备 在进行选型设计时 要注重经济上和 性能上的比值 即注重性价比 我国已经具有多种类型的运输机的自行 选型设计 而且在许多零部件的生产技术上具有了长足的发展 对运输 机性能的提高作了大大的支持 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 40 C 在寒冷地区驱动站应有 采暖设施 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 15km 3 可露天敷设 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 面对输送机的诸多优点 我们要从输送机的基本原理和基本计算方 案入手 本论文就是一篇基本的带式输送机选型设计的介绍 设计人员在胶带输送机的设计过程中 多用大号材料来保证机械的 使用安全 因此 设计中难免存在着材料浪费问题 由于缺乏实际工作 经验 本次设计中难免有疏漏之处 恳请老师以及同学们指正 0 目目 录录 第一章 概述 1 1 1 带式输送机的发展状况 1 1 2 主要部件的结构及功能 3 1 2 1 输送带 5 1 2 2 托辊 7 1 2 3 滚筒 9 1 2 4 驱动装置 11 1 2 5 拉紧装置 12 1 2 6 清扫器 13 1 2 7 机架 13 1 2 8 导料槽 14 1 2 9 其它 15 第二章 设计计算法则及主要公式 17 2 1 带宽与速度的确定 17 2 1 1 带宽 17 2 1 2 带速的选择 18 2 3 运行阻力的计算 20 2 3 1 输送带运行阻力 20 2 3 2 曲线段运行阻力 24 2 4 输送带各点张力的计算 27 2 4 1 逐点张力计算法 28 2 4 2 输送带的悬垂度条件 31 2 5 输送带强度的验算 31 2 6 传动滚筒直径的确定及强度的确定 35 2 7 拉紧装置的计算 41 2 7 1 拉紧装置的行程 41 2 7 2 拉紧力的计算 42 2 8 电动机和减速器的确定 44 2 8 1 电动机的功率 44 2 8 2 电动机转子的变位质量 45 2 8 3 减速器的减速比 46 2 9 制动力与逆止力的计算 46 2 9 1 制动力的计算 46 2 9 2 电动机轴上的计算 48 1 2 10 轴承的寿命的计算 48 第三章 设计计算 51 3 1 设计依据 51 3 3 拉紧装置 55 3 4 其他部件计算 58 3 5 机架验算 65 第四章 电气及安全保护装置 69 4 1 设备的正常使用 70 4 2 操作方面注意事项 70 致 谢 72 参考文献 73 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 1 第一章第一章 概述概述 1 11 1 带式输送机的发展状况带式输送机的发展状况 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 粮食等部门 是最 常见的运输设备 带式输送机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 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 在国民经济各部 门中最常用的连续运输机 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 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 带式输送机常用的类型及型号 其分分类方法又有多种 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 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 2 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 其他类型 压带式带式输送机 钢绳牵引带式输送机 波状挡边带式输送机 气垫带式输送机 管形带式输送机 特总结构 型带式输送机 型钢绳芯带式输送机 轻型固定式带式输送机 型固定式带式输送机 普通型 带式输送机 U DX QD TD 80 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 DX 型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 U 形带式输送机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 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 气垫式带输送机的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 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 3 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 般把垂直侧挡边做成波状 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 钢绳牵引带式输送机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 1 21 2 主要部件的结构及功能主要部件的结构及功能 带式输送机的整机由以下主要部件组成 输送带 驱动装置 滚筒 托辊 拉紧装置 机架 漏斗 导料槽 清扫器等 见图 1 1 图 1 1 带式输送机整机结构 部件分类代码见表 1 表 1 部件分类代码 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 4 代 码部件名称 代 码 部件名称 A 传动滚筒 J 04 塔架 B 改向滚筒 J 05 垂直拉紧装置 架 C 托辊 J 07 中间架 D 拉紧滚筒 J 08 支腿 E 清扫器 J 21 导料槽 F 卸料装置 J 22 头部漏斗 G 辊子 Q 驱动装置 H 滑轮组 J 驱动装置架 J0 1 机架 N 逆止器 J0 2 螺旋拉紧装置 尾架 X F 护罩 J0 3 车式拉紧尾架 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 5 部件图号 T D II 性能参数代码 部件规格代码 部件类型代码 部件分类代码 产品规格代码 带宽 型号 D 带式输送机 T 通用型 II 新系列 1 2 11 2 1 输送带输送带 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 A 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 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 6 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 B 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 1 机械接头 机械接头是一种可拆卸的接头 它对带芯有损伤 接头强度效率低 只有 25 60 使用寿命短 并且接头通过滚筒表面时 对滚筒表面 有损害 常用于短距或移动式带式输送机上 2 硫化 塑化 接头 硫化 塑化 接头是一种不可拆卸的接头形式 它具有承受拉力大 使用寿命长 对滚筒表面不产生损害 接头效率高达 60 95 的优点 对于分层织物层芯输送带在硫化前 将其端部按帆布层数切成阶梯 状 如下图 1 2 所示 然后将两个端头相互很好的粘合 用专用的硫化 设备加压加热并保持一定的时间即可完成 其强度为原来强度的 i 1 i 100 其中 i 为帆布层数 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 7 图 1 2 硫化胶合接头 1 2 21 2 2 托辊托辊 A 托辊的作用与基本结构 托辊是用来支撑输送带和输送带上的物料 减少输送带的运行阻力 保证输送带的垂直度不超过技术规定值 使输送带沿预定的方向平稳的 运行 带式输机上大量和主要的部件是托辊 其成本占总机成本的 25 30 托辊总重占整机总重的 30 40 因此 对运行中的输送 机来说 维护和更换的主要对象是托辊 它们的可靠性和寿命决定其效 能及维护费用 转动不灵活的托辊将使输送机的功率消耗增加 堵转的 托辊不仅会磨损价格昂贵的输送带 而且严重时 可能导致输送带着火 等严重事故 尽管托辊的具体结构的形式众多 但结构的原理大体相同 它主要 是由心轴 管体 轴承座 轴承和密封装置等组成 并且大多做成定轴 式 托辊的寿命 按托辊强化实验寿命折算成实际使用寿命不得小于 15000 小时 B 托辊的类型和应用 托辊按其用途不同可分为一般托辊和特种托辊 前者主要包括承载 托辊 又称上托辊 与回程托辊 又称下托辊 前者者则主要包括缓 冲托辊 过渡托辊等 槽形托辊 用于承载分支 上分支 有 两种 一般常用 槽形托辊 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 8 1 槽形前倾托辊 槽形托辊的侧辊朝运行方向前倾 使输送带的对中性好 不易跑偏如 1 3 图 2 过渡托辊 用于头部或尾部滚筒至第一组槽形托辊之间 可 使输送带由平行逐步成槽或由槽形逐步展平 用以减小输送带边缘张力 并防止突然摊平时撒料 过渡托辊有 三种 3 缓冲托辊 有 和 槽形橡胶圈式缓冲托辊 安装 在受料段导料槽的下方 可吸收输送物料下落时对胶带的冲击动能 延 长输送带的使用寿命见图 1 4 图 1 3 槽形前倾托辊 图 1 4 缓冲托辊 4 调心托辊 有摩擦式和锥形两种 见图 1 5 可防止输送带跑 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 9 偏 起对中和调偏作用 上分支和下分支均可选用 5 平行上托辊 用于输送成件物品 6 回程分支 下分支 托辊 有平形 V 形前倾 V 形梳形 螺旋形见和反 V 形等几种型式 V 形和 V 形前倾下托辊用于较大带宽 可使空载输送带对中 V 形与反 V 形组装在一起防偏效果更好 V 形梳形和螺旋形托辊能清除输送带上附着的粘料 保持带面 清洁 运行平稳不跑偏 图 1 5 调心托辊 C 托辊间距 承载分支为 mm 回程分支为 mm 凸凹弧段间距通过确定 一般为 或 mm 缓冲托辊间距则要根据物料的松散密度 块度及落 高度 而定 一般条件下可采用 槽形托辊间距 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 10 1 2 31 2 3 滚筒滚筒 滚筒是带式输送机的重要部件之一 按它的作用不同可分为传动滚 筒与改向滚筒两种 传动滚筒用来传递力 它即可以传递牵引力 也可 以传递制动力 而改向滚筒则不起传递力的作用 主要作用是改变输送 带的运行方向 以完成拉紧 返回等各种功能 A 滚筒的分类 1 传动滚筒 是传递动力的主要部件如图 1 6 型传动 滚筒根据承载能力分轻 中 重三种型式 滚筒直径有 mm 同一种滚筒又有几种不同的轴 径和中心跨距供选用 滚筒表面有光钢面 人字形及菱形花纹橡胶覆面 人字形花纹胶面摩擦系数大 排水性能好 但有方向性 安装时人字尖应 与输送带运行方向一致 双向运行的输送机要采用菱形花纹 用于重要场 合时 一定要采用硫化橡胶覆面 用于阻燃 隔爆场合采用相应防爆措施 轴承座全部采用油杯润滑脂润滑 2 改向滚筒 用于改变输送带运行方向或增加输送带在传动滚筒 上围包角 其结构形式与传动滚筒一样分轻 中 重三种型式 轴的分 档直径为 及 mm 滚筒表 面有裸露光钢面和平滑胶面两种 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 11 图 1 6 传动滚筒 三 电动滚筒 适于小功率短距离的单机驱动的带式输送机 功率 范围 滚筒直径为 mm 用于环境温 度不超过 的场合 1 2 41 2 4 驱动装置驱动装置 由电机 减速器 高速轴联轴器或液力偶合器 制动器 低速轴联 轴器及逆止器组成驱动单元 固定在驱动架上 驱动架固定在地基上 传动型式与功率范围见下表 1 2 1 2 传动型式与传递功率的关系 传动型式 功率 范围 KW 备 注 弹性联轴器直接 传动 2 2 37 Y 系列电机加液力 偶合器 45 3 15 电动滚筒直接传 动 2 2 55 功率 200KW 时电压 为 380V 功率 220KW 时电压 为 6000V 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 12 绕线式电机220 800 A 电动机 本系列采用 系列鼠笼电机 功率为 以下高速轴联轴器采用梅花形弹性联轴 器见图 1 7 联接 采取直接起动 图 1 7 梅花形弹性联轴器 B 液力偶合器 功率在 范围内的高速轴联接采用 型或 型 带制动轮 带式输送机专用液力偶合器 起动系数 为 改善起动性能 降低起动电流 C 减速器 采用 二级 三级 型圆锥圆柱硬齿面齿轮减速 器 具有承载能力大 效率高 重量轻 寿命长等特点 输入轴与输 出轴呈垂直方向布置 可减少驱动站的占地面积 作业环境温度为 当环境温度低于 时 起动前润滑油应加到 方能投入工作 减速器采用油池飞溅润滑 自然冷却 热功率 不平衡时还应采用循环油润滑或增加冷却装置 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 13 D 制动器 本系列选用 型系列液压推杆制动器 具有工作频率快 制 动平衡 制动力矩可调 摩擦垫易更换 寿命长等优点 防护等级为 液压推杆工作频率为 1 2 51 2 5 拉紧装置拉紧装置 保证输送带与传动滚筒不打滑 并限制输送带在托辊组间的下垂度 使输送机正常运行 拉紧装置有螺旋式 垂直重锤式 重锤车式 固定绞车式四种型式 用户可根据拉紧力拉紧行程的大小和拉紧装置所处位置进行选择 拉紧装置使用范围 1 螺旋拉紧 用于短距离 小功率的输送机上 拉力范围 按 带宽大小分为 KN 2 垂直重锤拉紧 拉紧行程是可变的 可随着拉力的变化而自 动补偿输送带的伸长量 拉力范围 KN 3 重锤车式 适于距离长 功率大的倾斜输送机 本系列还设 置了重锤塔架 可加大拉紧行程 行程可分 m m m 三档 拉力 范围 KN 4 固定式绞车拉紧 用于长距离大行程 大运量 大拉紧力的 带式输送机 拉力范围 KN 滑轮倍率为 最大拉紧行程为 m 安装拉紧装置时 在重锤行程范围内要加限位开关和防护栅栏 保证安全正常的工作 1 2 61 2 6 清扫器清扫器 用于清除输送带上粘附的物料 主要有头部清扫器和空段清扫器两 种 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 14 头部清扫器为重锤刮板式结构 装在卸料滚筒上方的机架上 用于 清扫输送带上粘附的物料 空段清扫器 用于清除非工作面上粘附的物料 防止物料进入尾部 滚筒或垂直拉紧装置的拉紧滚筒里 一般焊在这两种滚筒前方的中间架 上 并调节好吊链的长度 1 2 71 2 7 机架机架 A 机架是带式输送机的主体构架 本系列根据典型布置设计了四 种滚筒机架 头 尾 架 和中间架及支腿 头 尾机架采用槽钢和 型钢焊接的三角形结构 机架种类见图 1 8 机架用于传动滚筒放在头部的头部滚筒机架 机架用于尾部改向滚筒处 机架用于头部探头的改向滚筒 卸料 机架 机架用于传动滚筒设在下分支的传动滚筒机架 采用两个 机架对称安装用于下分支时 即可用作双滚筒传动机 架 图 1 8 机架 为了运输方便机架由两片组成 现场安装时用螺栓联接后再焊接 B 中间架 可分标准型 非标准型 及凸凹弧段几种 标准型中间架长为 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 15 m 非标准型则小于 m 托辊安装位置孔距为 mm 两种 非标准型孔距在现场根据需要钻孔 中间架支腿 有 型 无斜撑 型 有斜撑 两种 支腿与中 间架采用螺栓联接 便于运输 安装后也可焊接 1 2 81 2 8 导料槽导料槽 从漏斗中落下的物料通过导料槽集中到输送带的中心部位 导料槽 的底边宽度为 带宽 断面形状有矩形和喇叭形两种 导料槽由前段 中段 后段组成 通常由一个前段 一个后段和若 干个中段组成 导料槽的长度由设计者按需要确定 1 2 91 2 9 其它其它 A 悬臂架或卸载端 悬臂架或卸载端是一个伸出的机构 有不同的长度 其设计目的是 使胶带伸出传动装置以外 便于把煤从输送机上卸下来 各部件用螺栓 牢固地与传动装置和卸载滚筒连接在一起 胶带先绕过这个滚筒然后回 到传动装置 在卸载滚筒上有个调节螺栓便于精确找正 采用喷水或防护罩形式的防尘装置装在悬臂架头部 以在煤炭从输 送机上卸下来时抑制煤尘 用弹簧加压的胶带刮拭器装在卸载端下部 在胶带回空之前将其刮 拭干净 底部托辊上若粘上了煤尘可能引起胶带跑偏 从而损坏胶带边 缘 在悬臂架上要加置防护板防止工人接触转动部件 特别是悬臂架的 底部托辊 卸载机头的防护板是钉死的 B 机尾或导回装置 导回滚筒组件位于机尾 是一个箱状结构 内盛滚筒 胶带回绕而 过 滚筒可以用自洁型 滚筒通常备有调节螺杆 保证胶带在设备内最 终找直 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 16 在机尾内部装有一刮煤板 防止被底段胶带携带的任何物件沾污导 回的滚筒 也可以把刮煤板装在离机尾最近的那一节中部的基架上 刮 煤板应把污物导至巷道的行人一侧以便于安全的清除 C 储带仓 储带仓在输送机上的用途是拉紧松弛的胶带和储存胶带 以便输送 机可以缩短或无须添用额外的短段胶带就能延伸 储带仓位于中部机架之内 通常靠近传动机头 它的主要部件是一 个滑走小车 内装滚筒 胶带在其上绕过 小车靠一绞车和钢丝绳沿机 架行走 绞车靠人力操纵 扳动一个设在一侧的手轮 或者装在输送机 两侧的一对手轮 此外 在重型输送机上 利用电机或液力帮助进行这 项调整 应留心使滚筒与输送机结构调成直角 滚筒的每一侧都有一个调节 螺栓使输送机精确找正 在机架上可以安装可调止动块以保持滑走滚筒 固定在一起 当绞车的钢丝绳断了的时候 防止小车被拉回 储带仓周 围要加护栏或挡板以利安全 除非皮带停止转动时进行调整和维修 否 则不得拿掉 D 头部漏斗 头部漏斗是带式输送机的辅助装置 用以完成物料的转送和储存 漏斗和护罩设计成一体 统称头部漏斗 由于带式输送机的工艺布置不 同 物料种类 转载方向有变化 本系列只设计了漏斗的上半部分 并 留有法兰接口 以便根据具体情况完成漏斗的下半部物料转载设计 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 17 第二章第二章 设计计算法则及主要公式设计计算法则及主要公式 2 12 1 带宽与速度的确定带宽与速度的确定 2 1 12 1 1 带宽带宽 普通带式输送机设计中 首先要考虑的是带宽普通带式输送机设计中 首先要考虑的是带宽 除了特轻型带式输送机除了特轻型带式输送机 外 较常用的标准带宽是外 较常用的标准带宽是 500mm500mm 650mm650mm 800mm800mm 1000mm1000mm 1200mm1200mm 1400mm1400mm 1600mm1600mm 1800mm1800mm 2 2 000mm000mm 与与 2400mm2400mm 带宽由所运送的物料最大块度带宽由所运送的物料最大块度和输送机的输送量和输送机的输送量 Q Q 来共同确定 来共同确定 max X 1 1 按所运送物料的最大块度按所运送物料的最大块度 max X 对未经筛分状物料对未经筛分状物料 2 2 2 02 max XB 1 1 式中式中 B B 输送带宽度 输送带宽度 m m 物料的最大块度 物料的最大块度 m m max X 对未经筛选的散装物料对未经筛选的散装物料 2 22 2 2 03 max XB 式中式中 物料的平均块度 物料的平均块度 m m max X 2 2 按输送机的输送量按输送机的输送量 为分部讨论此问题 先来考虑为分部讨论此问题 先来考虑 1 1 台水平输送机 带速为台水平输送机 带速为 v m s v m s 的小时的小时 输送体积输送体积 3 hmQm 2 32 3 AvQm3600 式中式中 A A 物流断面面积 物流断面面积 2 m 将常用的标准带速将常用的标准带速 v v 带宽 带宽 B B 小时输送体积 小时输送体积列在表中 即可根据小列在表中 即可根据小 m Q 时输送体积时输送体积初估带宽 初估带宽 m Q 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 18 表表 2 12 1 槽形托辊物料断面面积槽形托辊物料断面面积 A A 带宽 B 500mm带宽 B 650mm带宽 B 800mm带宽 B 1000mm槽 角 动堆 积角 20 动堆 积角 30 动堆 积角 20 动堆 积角 30 动堆 积角 20 动堆 积角 30 动堆 积角 20 动堆 积角 30 30 0 02 22 0 02 66 0 040 6 0 048 4 0 063 8 0 076 3 0 104 0 0 124 0 35 0 02 36 0 02 78 0 043 3 0 050 7 0 067 8 0 079 8 0 111 0 0 129 0 40 0 02 47 0 02 87 0 045 3 0 052 3 0 071 0 0 082 2 0 116 0 0 134 0 45 0 02 56 0 02 93 0 046 9 0 053 4 0 073 6 0 084 0 0 120 0 0 136 0 表 2 2 输送体积表 水平 20 35 m Q 带速 m s带宽 Bmm0 811 251 622 53 1545 5006885106136170212 650125156195249312390 800195244305391488610769 100032040050063979999912591598 1200 58773493911741467184823472934 1400 792990126715841980249531683960 2 1 22 1 2 带速的选择带速的选择 一 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 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 19 生条件要求较高的 宜选用较低带速 4 一般用于给了或输送粉尘量大时 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 根据小时输送体积 就可先大体定出所要的输送带的宽度 在初定带宽后 考虑物料的密度和倾斜系数后输送机的输送量为 2 qvCAvQ st 6 33600 5 式中 3 st t m C qkg m vm s 物流密度 倾斜系数 物流每米质量 速度 表 2 3 倾斜系数表 st C 角 2468101 2 1 4 1 6 1 8 2 0 st C1 00 0 99 0 98 0 97 0 95 0 93 0 91 0 89 0 85 0 81 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 20 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 当采用犁式卸料器时 当采 用犁式卸料器时 带速不宜超过 2m s 2 2 驱动形式的确定 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 带式输送机常见典型的布置方式如下表 2 4 所示 2 32 3 运行阻力的计算运行阻力的计算 输送带的张力包括有拉紧装置所形成的初张力 克服各种阻力所需 要的张力及由动载荷所产生的张力 2 3 12 3 1 输送带运行阻力输送带运行阻力 1 运行阻力分为直线段 曲线段及其他附加阻力 现分述如下 如图 2 1 所示 运行阻力包括两部分 一部分是摩擦阻力 一部分是 由下滑力 自重分力 引起的阻力 有摩擦力引起的阻力总是为正 但由 于下滑力引起的阻力在此段输送带向上运行时为正 向下为负 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 21 表 2 4 带式输送机典型布置方式 图 2 1 胶带运行受力分析 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 22 承载段 或称为重段 运行阻力为 下滑力阻力系数正压力 z F 因为 cos 0 gLqqq z 正压力 sin 0 gLqq 下滑力 所以 2 6 00 cos sin ztzz FqqqLqq Lg 式中 0 kg m kg m kg m tz q q q 物流每米质量 输送带每米质量 承载段托辊组每米转动部分质量 kg m m tz tz tz tz tz tz G q l G l L 承载段托辊组转动部分质量 承载段托辊组间距 承载段托辊组运行阻力系数 输送带沿倾角方向的长度 当承载段向上运行时 下滑力是正 向上运行时 下滑力是负 同 样 输送带回空段阻力为 2 00 cossin ktkz FqqLq Lg 7 式中 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 23 kg m kg m kg m tk tk tk tk tk tk k q G q l G l 回空段托辊组每米转动部分质量 回空段托辊组转动部分质量 回空段托辊组间距 回空段托辊组运行阻力系数 当承载段向上运行时 回空段是向下运行的 此时 回空段向下滑 力为负 反之 回空段的下滑力为正 托辊阻力系数主要由实验来确定 查表 2 5 可知 表 2 5 常用的托辊阻力系数 工作条件平行托辊槽型托辊 室内清洁 干燥 无磨损性尘 土 0 0180 02 空气湿度 温度正常 有少量 磨损性尘土 0 0250 03 室外工作 有大量磨损性尘土 0 0350 04 近年来 对于托辊阻力进行了许多理论与试验的研究 研究结果表 明 托辊的运行阻力主要包括托辊的转动阻力及挤压阻力等 挤压阻力 又包括物料碰击阻力 输送带反复弯曲阻力及压陷滚动阻力 托辊的转动阻力是由托辊轴承及其密封所产生的阻力 大小取决于 托辊的结构 而挤压阻力则与输送带的张力的大小有关 实验表明 转动阻力与挤压阻力相比 挤压阻力要比转动阻力大的 多 而在挤压阻力中 压陷滚筒阻力占比重最大 物料碰击阻力与反复 弯曲阻力随着输送带张力增大而降低 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 24 2 3 22 3 2 曲线段运行阻力曲线段运行阻力 这种阻力由轴承摩擦阻力以及牵引机构绕入与绕出滚筒时的僵性阻 力组成 1 轴承摩擦阻力克服轴承支撑面上的摩擦折算到滚筒圆周的力为 2 D d NF t t 8 式中 N 正压力在不计滚筒质量时其值是由该处的输送带 张力产生的 在计算正压力时 可近似认为绕入和绕出滚筒时 输送带张力均为 S 可知 2 9 2 sin2 SN 于是有 2 sin2 D d SF t t 2 10 式中 0 02 0 03 0 1 0 15 cm cm t d D 改向滚筒与输送带间的摩擦系数滚筒轴承 取滑动轴承取 改向滚筒的直径 改向滚筒直径 2 僵性阻力 在输送带绕入与绕出滚筒时所产生的僵性阻力为 SFt 1 2 11 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 25 式中 僵性系数对于输送带 2 1 23 1 cm 输送带厚度 于是 克服以上两种阻力所需要的圆周力为 2 S D d SFFF t ttt 2 sin2 10 12 用表示分力点张力系数 则 F C 1 F C 2 13 改向滚筒与输送带的分离点的张力是相遇点张力的倍 即 F C SCS F 2 14 式中 S S 分离点张力 相遇点张力 传动系数见表 2 6 F C 表 2 6 传动系数 F C 轴承类型近 90 围包 角 近 180 围包 角 滑动轴承 1 03 1 041 05 1 06 滚动轴承 1 02 1 031 04 1 05 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 26 3 其他阻力 其他阻力包括受料区物料与输送带间的惯性阻力 犁式卸料器 ba F 摩擦阻力和清扫器摩擦阻力等 这些阻力在长距离运输机的阻力计 b F r F 算中可忽略 A 受料区的惯性阻力在装载处由于物料与输送带间有相对速度 ba F 因而产生惯性阻力 2 g qv Fba 2 2 15 式中 V 输送带速度 m s B 犁式卸料器摩擦阻力 b F 当机头滚筒与卸料小车卸料时其阻力计算方法如前所述 分段计算 在 用犁式卸料器时 摩擦阻力 按如下经验公式计算 b F 2 2 8 Cg Bq Fb 16 式中 2 22 2 mm 800mm 350 1000mm 600 1200mm 700 B CB CN BCN B CN 输送带宽度 常数时 时时 C 清扫器摩擦阻力 r F 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 27 根据经验如下表 2 7 所示 表 2 7 清扫器摩擦阻力 胶带 宽度 清扫 器种类 800mm 1000mm1200mm1400mm 弹簧清 扫器 760154015401540 空段清 扫器 160200230260 2 42 4 输送带各点张力的计算输送带各点张力的计算 在讨论输送带的各段阻力计算方法后 需进一步确定输送带各点 张力 下面详细介绍钢芯绳带各点张力计算 钢绳芯带式输送机功率大 输送机系统惯性也大 为合理选择设备 保证其正常运行 除了对输送 机等速运行时带张力计算小 还须对加速或减速时的带张力进行验算 同时为保证在各种运行状态下胶带在驱动滚筒上不打滑 以及满足胶带 最小张力点允许挠度所需的最小张力 须将胶带进行拉紧 产生一定的 初张力 胶带的拉紧方式主要有重力拉紧 自动拉紧和固定拉紧 由于 这三种拉紧方式工作原理各异 在同样的工作状态 所需的拉紧力也不 一样 所以胶带张力计算应按三种拉紧方式分类 对各种运行状态下胶 带张力进行计算和验算 胶带张力的校验计算 当输送机为动力运行时 要求对启动加速时 的张力进行验算 当输送机为动力运行时 要求对减速制动时的张力进 行验算 如果输送机的线路复杂 应按各种最不利运行 情况分别对加 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 28 速 减速时带张力进行验算 输送带沿纵向长度方向上各点的张力是不同的 但不需要计算出各 点的张力 只要计算一些特殊点的张力即可 最明显的要找出最大与最 小张力点 最小张力点必须要能保证输送带在两组托辊间的悬垂度不能 太大 用最大张力点的张力来确定输送带的纵向拉伸强度 2 4 12 4 1 逐点张力计算法逐点张力计算法 计算各点特殊点张力的方法叫做逐点计算法 图 2 2 输送带各点张力计算示意图 1 按输送带运行的方向定出一些特殊点 一般从主动滚筒的分离 点开始 如下页图 2 2 中 1 点 即使传动滚筒与输送带的分离点 张力 用 S 来表示 此时 2 17 1l SS 2 特殊点是指各滚筒的分离点与相遇点 曲线段的进 出点 直 线摩擦驱动的相遇点与分离点 装载位置的起点与终点等 图 2 2 中的 1 2 3 4 5 6 7 点 在这儿是以滚筒的相遇点和分离点来取的 其中 2 点处的滚筒 对输送带与滚筒的围包角较小 故可认为是一点 也就是说 在此 2 点处滚筒对输送带的运行阻力可不计 要注意到的 是 各点的序号是按输送带的运行方向依次来定的 此顺序不能打乱 3 在上述的规定下 就有后点 从顺序上来讲 的张力 等于其前 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 29 一点的张力加上此两点间运行阻力的代数和 即表达式 1 1 iiii FSS 2 18 式中 1 1 1 i i 1 i i i ii i SN SN FNF 后一点输送带的张力 输送带的张力 点间的运行阻力要注意的是是 个代数值可以是正也可以是负 用式 2 18 可逐点写出各点的张力表达式 2 7 65 43 22 1 2 7 667 5 43 22 1 2 56 5 43 22 15 445 3 22 1134 3 22 113 223 2112 FFCFFSCFSSS FCFFSCSCS FFFSCFSS FFSCSCS FFSFSS FSS FlFy FlFF lF FF 19 由上式 2 19 可知 最后可得到间的关系式 且均为未知 1 SSy与 数 再有一个关系式才能求解 4 按摩擦传动件找出的关系 1 SSy与 因为 2 20 n eS SS ey 1 1 所以 2 1 1 1max n e SSyt 21 在具体计算中要求 yy SS max 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 30 式中 n 摩擦力备用系数 一般 n 1 15 1 2 输送带与传动滚筒的摩擦系数 按表 2 8 选取 输送带与两个滚筒的围包角之和 联立式 2 20 与式 2 21 可求出之值 同时可算出其他各点 1 SSy与 的张力 这些张力值可保证输送带工作时不打滑 表 2 8 输送带与传动滚筒的摩擦系数 接触 面类型 光面 潮湿 光面 干燥 胶面 潮湿 胶面 干燥 橡胶 接触面 0 20 250 350 4 塑料 接触面 0 150 170 250 3 5 用承载段与回空处各最小的张力点 验算此处张力是否满足悬 垂度条件 如果不满足 就要用悬垂度条件重新确定最小张力点处的张 力 再依次计算其他各点张力后 再用摩擦条件来验算 直到 4 5 两条件均满足为止 当然应先找出最小张力点的位置 在此例中 因 F2 3 段阻力在 较交大时很可能为负 此时最小张力点在 3 点上 但 角较小和 F2 3 段阻力均正时 显然 回空段的分离点的张力为最小张力点 承载段的 最小张力在 4 点 如果回空段最小张力点在分离点 可用此点的摩擦条 件先定分离点的张力 最后用悬垂度条件来验算 若回空段的最小张力 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 31 点在 3 点 则可用承载段的最小张力点 4 处的悬垂条件确定 4 点的张力 计算各点张力后 最后用摩擦条件来验算 2 4 22 4 2 输送带的悬垂度条件输送带的悬垂度条件 为保证输送带运转平稳和物流的稳定 承载段与回空段输送带的悬 垂度的最大值均为托辊组间距的千分之二十五 承载段满足最大允许悬 垂度的最小张力为 g lqq S tz z max 2 0 min 8 cos 2 22 式中 min maxtmaxtz 0 025l z t SN 承载段的最小张力 输送带最大允许悬垂度 把值代入上式 可求得 tmax 2 cos 5 0mintzz glqqS 23 同理 可求得回空段输送带的最小张力为 2 cos5 0mintkk glqS 24 式中 回空段两托辊间距 m tk l 2 52 5 输送带强度的验算输送带强度的验算 输送带是输送机最昂贵 耐久性最差的部件 在输送机运转过程中 输送带受各种大小和性质不同的载荷作用 处在极其复杂的应力状态下 输送带最典型的破坏形式有 工作面层和边缘磨损 受大块矿石冲击作 用引起击穿 撕裂和剥离 芯体通过滚筒和托辊组受反复弯曲应力引起 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 32 疲劳 在环境介质作用下引起强度指标降低和老化 等等 计算表明 输送带的费用约占输送机全部设备费用的一半 而且输送带很高的折旧 费又是决定带式输送机使用范围和使用效果的重要因素 因此 根据输 送机的具体使用条件 正确地计算 选择输送带类型及其技术规格 具 有极其重要的经济意义 根据输送机的结构和使用条件不同 对输送带的要求为 足够大的 抗拉和抗弯强度 较小的弹性伸长和残余伸长 耐磨 耐疲劳 抗击穿 和抗剥离的性能好 纵向和横向的柔性适当 静电效应低 耐老化 耐 热性能好 等等 输送带强度应满足 2 mm 25 式中 输送带计算安全系数 m max S S m n 输送带额定拉断力 N n S 对层芯带 2 ZBSn 26 Z 层数 B 带宽 mm 纵向拉伸强度 即每层 每毫米的拉断力 N mm 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 33 对钢芯绳带 2 27 Xn BGS x GNmm 纵向拉伸强度层 max SN 输送带上最大张力点的张力 m 输送带许用安全系数 对层芯带可用下式 计算 2 0 0 cwk mm a 28 0 0 w a m c k 基本安全系数 附加弯曲伸长折算系数 动载荷系数 输送带接头效率 表 2 9 基本安全系数表 w cm 与 0 带芯材 料 工作条件基本安 全系数 弯曲伸长 系数 有利 3 2 正常 3 5 织物芯 带不利 3 8 1 5 有利 2 8 正常 3 0 钢绳芯 带不利 3 2 1 8 表 2 10 钢绳芯输送带技术规格 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 34 输送 带型 号 S T 6 30 S T 8 00 S T 1 000 S T 1 250 S T 1 600 S T 2 000 S T 2 500 S T 3 150 纵向 拉伸 强度 N mm 6 30 8 00 1 000 1 250 1 600 2 000 2 500 3 150 钢丝 绳最 大直 径 mm 3 0 3 5 4 4 5 56 7 5 8 1 钢丝 绳间 距 mm 1 0 1 0 1 2 1 2 1 2 1 2 1 5 1 5 带厚 mm 1 3 1 4 1 6 1 7 1 7 2 0 2 2 2 5 上覆 盖胶 厚 mm 55666888 下覆 盖胶 55666668 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院 毕业设计说明书