带式输送机毕业设计毕业论文

精品文档 II欢迎下载I欢迎下载 物料运输机物料运输机 摘摘 要要 该项目是结合实际工程问题而制订出来的 其目的是设计一套能够在 给定场合下安全可靠运行的上运带式输送机系统 本文是通过对通用设备带式输送机的选型计算 以及计算选择各组成 部件 最后组合成使用于具体条件下的带式输送机 本文设计的带式输送机属于向上运输 需要考虑带式输送机的逆止问 题 可靠停车问题以及所需要的配套电控问题 然后综合各种情况下的问 题 找出最合理的解决方法并进行整合 最终选取出带式输送机的各部件 来组成符合实际工程要求的输送机系统 本文通过对输送机各部件的选型计算和设计以使整个系统能够在给定 场合下安全可靠的完成预期的任务 关键词关键词 带式输送机 上运 液体粘性 精品文档 IIII欢迎下载II欢迎下载 ABSTRACTABSTRACT This topic is a subject that is established Combined with the engineering problem the purpose is to design one set of upward belt conveyor that can be used safely and dependably on the given occasion This article describes the design calculation of choosing the general equipments the belt conveyor of series of DT and the electronic controlled system so it needs to choose every part of the belt conveyor though design calculation and put them together to be used on the occasion Being to transport upward of the belt conveyer in this articl we need to consider that the flexible start problem negative problem credibility parking problem and the kit electronic controlled problem Then synthesize various problem find out the most reasonablely solution method and carry on integration Eventually choose each part of the belt conveyer to constitute the conveyer system that matches actual engineering requests In the article through choosing each part of the belt conveyer and the design for electronic controlled system ensure that the belt conveyer could safely and credibility run in given 精品文档 IIIIII欢迎下载III欢迎下载 situation Keywords Keywords Belt conveyer upward Hydro viscous 目目 录录 摘摘 要要 I I 写在前面的话写在前面的话 1 1 1 1 概况概况 1 1 1 1 本课题研究的目的和意义 1 1 2 本课题研究的内容 2 1 3 国内外研究情况及其发展 2 2 2 上运带式输送机设计上运带式输送机设计 4 4 2 1 设计题目原始参数 4 2 2 输送带选型计算 5 2 3 输送线路初步设计 8 2 4 输送带张力的计算 9 2 5 输送带强度验算 10 2 6 滚筒的选择 11 2 7 拉紧力 拉紧行程的计算及拉紧装置的选择 13 2 8 制动力矩的计算 15 3 3 整体设计方案整体设计方案 1 16 6 3 1 设计构思 16 3 2 总体结构 16 精品文档 IVIV欢迎下载IV欢迎下载 3 3 工作原理 16 4 4 结论结论 1 16 6 谢辞谢辞 1 17 7 参考文献参考文献 1 17 7 精品文档 11欢迎下载1欢迎下载 写在前面的话写在前面的话 带式输送机是以胶带 钢带 钢纤维带 塑料带作为传送物料和牵引工作的 输送机械 是输送能力最大的连续输送机械之一 其结构简单 运行平稳 运转 可靠 能耗低 对环境污染小 便于集中控制和实现自动化 管理维护方便 在 连续装载条件下可实现连续运输 它是运输成件货物与散状物料的理想工具 因 此被广泛用于电力 冶金 煤炭 化工 矿山 港口等各行业 1 1 概况概况 1 11 1 本课题研究的目的和意义本课题研究的目的和意义 本课程的设计提高了学生的动手能力及创新思维能力 其宗旨是让学生能 够对已学到的知识灵活运用 理论与实际结合 起到对学生综合素质一个全面提 升的作用 本次制作对已学习到的知识例如 机械设计基础 电工学 Auto Cad 等各课内容运用较多 带式输送机自 1795 年被发明以来 经过两个世纪的发展 已被电力 冶金 煤炭 化工 矿山 港口等各行各业广泛采用 特别是第二次工业革命带来了新 材料 新技术的采用 使带式输送机的发展步入了一个新纪元 当今 无论从输 送量 运距 经济效益等各方面来衡量 它已经可以同火车 汽车运输相抗衡 成为三足鼎立局面 并成为各国争先发展的行业 带式输送机因其具有结构紧 凑 传动效率高 噪声低 使用寿命长 运转稳定 工作可靠性和密封性好 占 据空间小等特点 并能适应在各种恶劣工作环境下工作包括潮湿 泥泞 粉尘多 等 所以它已经是国民经济中不可或缺的关键设备 加之国际互联网络化的实现 又大大缩短了带式输送机的设计 开发 制造 销售的周期 使它更加具有竞争 精品文档 22欢迎下载2欢迎下载 力 目前 带式输送机已经成为露天矿和地下矿的联合运输系统中重要的组成 部分 为了更好的研究带式输送机的工作组成原理 发现及改进其不足之处 本 课题所研究的是大倾角 上运带式输送机 1 21 2 本课题研究的内容本课题研究的内容 首先了解带式输送机的基本知识 包括其主要设备工作方式工作原理等 然后根据使用场合和给定的原始参数 对各种工况进行分析计算 设计系统方案 运输机布置形式 驱动方式 输送带的选型 拉紧装置的设计 清扫装置的设 计等 设计出合适的驱动系统和控制系统 设计出各个系统之后 还要进行动 态特性的研究 以确保在输送机启动时 系统的动安全系数大于预先设定的数值 所设计的系统仍能符合要求的正常运行 1 31 3 国内外研究情况及其发展国内外研究情况及其发展 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 2 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 1 西班牙的西撒哈拉带式输送机线路是世界最长的长距离输送机线路 精品文档 33欢迎下载3欢迎下载 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 18 2 恰那矿 20km 地面带式输送机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 20 3 津巴布韦钢铁公司 ZISCO 15 6km 水平转弯越野带式输送机于 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 12 精品文档 44欢迎下载4欢迎下载 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 煤矿井下用大功率 长距离带式输送机的关键技术研究和新产吕开发都取得了很 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 8 2 2 上运带式输送机设计上运带式输送机设计 2 12 1 设计题目原始参数设计题目原始参数 1 输送长度 L m 2 输送机安装倾角 3 设计运输生产率 Q t h 4 物料的散级密度 t m 5 物料在输送带上的堆积角 6 物料的块度 a mm 2 22 2 输送带选型计算输送带选型计算 精品文档 55欢迎下载5欢迎下载 输送带是输送机的重要部件 要求它具有较高的强度和较好的挠性 其价格 比较昂贵 约占输送机总成本的 25 50 在类型确定上需考虑以下几点 表 2 1 设计原始数据 长度 m 输送量 t h 运行方 式 倾角 供电电 压 V 来料点 位置 堆积角 最大块度 mm 4601000 上运 16 380 660 V 机尾 30 300 在同等条件下 优先选择分层带 其次整体带芯带和钢绳芯带 优先选用尼龙 维尼龙帆布层带 因在同样抗拉强度下 上述材料比棉帆布 带体轻 带薄 柔软 成槽性好 耐水和耐腐蚀 覆盖胶的厚度主要取决于被运物料的种类和特性 给料冲击的大小 带速 与机长 输送带由带芯 骨架 和覆盖层组成 带芯主要由各种织物 棉织物 各种化纤织物以及混纺材料等 或钢丝绳构成 他们是输送带的骨架层 几乎承 受输送带工作时全部负荷 因此 带芯材料必须具有一定的强度和刚度 覆盖胶 用以保护中间的带芯不受机械损伤以及周围介质的有害影响 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 下覆盖胶 是输送带与支撑托辊接触的一面 主要承受压力 为了减少输送带眼托辊运行时 的压陷阻力 下覆盖胶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是侧面和机架相碰时 保护其不受机械损伤 输送带运行速度选择输送带运行速度选择 精品文档 66欢迎下载6欢迎下载 表 2 2 与物料有关的常用带速 带宽 B 毫米 500 600800 10001200 1400 输送物料的特性 带速 v m s 磨琢性小 品质 不会因粉化而降 低 如 原煤 砂 泥土 原盐等 0 8 2 51 0 3 151 5 5 0 带速是输送机的重要参数 通常根据下列原则进行选择 1 长距离 大运量的输送机可选择较高带速 2 倾角大 运距短的输送机带速易小 3 下运相对上运带式输送机带速低 4 粒度大 耐磨性大 易粉碎和易起尘的物料宜选用较低带速 5 采用卸料车卸料时带速不宜超过 2 5m s 由此结合表 2 1 我选择 v 2 5m s 带宽的确定带宽的确定 表 2 3 物料断面系数 动堆积角 10 20 30 40 50 槽型 316385422458496 K 平型 67135172209247 精品文档 77欢迎下载7欢迎下载 表 2 4 倾角系数 输送倾角0 3 5 10 15 20 c10 990 950 890 81 1 按输送能力确定带宽 B1 B1 1 1 1 0 05 式 2 1 vkc3600 Q 式中 Q 1000t h K 422 由表 2 2 得到 v 2 5m s 0 90 t m3 C 0 9 由表 2 3 推出 2 按输送物料的块度确定带宽 B2 2 B2 2 800mm200 2 max a 式中 amax 物料最大块度的横向尺寸 综合考虑 我的带宽选择为 1000m 输送带种类的选择输送带种类的选择 钢绳芯带式输送机在结构形式上相同于通用带式输送机 只是输送带由织物 芯带改为钢丝绳芯带 因此它是一种强力型带式输送机 具有输送距离长 运输 能力大 运行速度高 输送带成槽性好和寿命长等优点 大型矿井的主要平巷 写景和地面生产系统往往会用到大运量 长距离情况 如果采用普通型带式输送 精品文档 88欢迎下载8欢迎下载 机运输 由于受到输送带强度的限制而只能采用多台串联运行方式 这就造成了 设备数量多 物料转载次数多 因而带来设备投资高 运转效率低 事故率升高 粉煤比重上升以及维护人员增多等后果 采用钢绳芯带式输送机可以有效地解决 这类问题 因为我设计的输送机运输距离长 460 所以我采用钢绳芯输送带 查表预选 钢丝绳芯输送带 NR 覆盖胶 表 2 5 ST 带芯皮带规格及技术参数 输送带类 型 纵向 拉伸强度 N mm 钢丝绳最 大直径 mm 钢丝绳间 距 mm 带厚 mm ST160051217 上胶层厚 6mm 下胶层 6mm 钢丝绳根数 79 根 输送带质量 27kg m 2 32 3 输送线路初步设计输送线路初步设计 线路初步设计的任务是根据使用地点的具体情况 用户要求或输送机类型情 况 进行输送机的整体布置 主要内容包括驱动装置的型式 数量和安装位置的 确定 拉紧装置的形式和安装位置的确定 机头 机尾布置 装卸位置及形式 清扫装置的类型及位置的确定等 最后根据这些内容画出输送机的布置简图 因为课题中的带式输送机运输长度短 带速不高 所以本题目选择单滚筒 向上运输式布置 2 42 4 输送带张力的计算输送带张力的计算 用逐点法计算输送带关键点张力 精品文档 99欢迎下载9欢迎下载 图 2 1 输送带设计示意图 输送带张力应满足两个条件 摩擦传动条件 即输送带的张力必须保证输送机在任何正常工况下都无输送 带打滑现象发生 传动滚筒与输送带间的摩擦系数可参考表 6 选取 对于塑面带 应相应减少 按摩擦条件确定 2 1 220 25 0 1 221 nu n e sss u wss scs wss scs ss z a 41 324 53 615 62 其中 05 1 04 1 2 1 c c 其中为 为回程托辊阻力 a W 为承载托辊阻力 z W 解方程得 NS311455 1 NS133100 2 精品文档 1010欢迎下载10欢迎下载 109383 3 SN NS114852 4 NS138424 5 NS133100 6 所以 311455N smax 2 52 5 输送带强度验算输送带强度验算 根据上面 逐点张力法 计算出的最大张力 311455N smax 输送带允许承受的最大张力N se 10000001000 1000 由于 所以符合要求 smax se 表 2 6 传动滚筒与输送带间的摩擦系数 运行条件 光滑裸露 的钢滚筒 带人字形沟槽 的橡胶覆盖面 带人字形沟槽 的聚胺基酸脂 覆盖面 带人字形 沟槽 的陶瓷覆 盖面 干态运行 0 35 0 40 4 0 450 35 0 40 4 0 45 清洁湿态 有水 运行 0 10 350 350 35 0 4 污浊湿态 泥土 运行 0 05 0 10 25 0 30 20 35 精品文档 1111欢迎下载11欢迎下载 2 62 6 滚筒的选择滚筒的选择 滚筒是带式输送机的重要部件 按其结构与作用的不同分为传动 驱动 滚 筒 电动滚筒 外装式电动滚筒和改向滚筒 传动滚筒用来传递牵引力或制动力 传动滚筒有钢制光面滚筒 包胶滚筒和 陶瓷滚筒等 钢制光面滚筒主要缺点是表面摩擦系数小 所以一般常用于短距离 输送机中 包胶滚筒主要优点是表面摩擦系数大 适用于长距离大型带式输送机 包胶滚筒按其表面形状又可分为 光面包胶滚筒 人字形沟槽包胶滚筒和菱形 网纹 包胶滚筒 光面包胶滚筒制造工艺相对简单 易满足技术要求 正常工作条件下摩擦系 数大 能减少物料黏结 但在潮湿场合 由于表面无沟槽致使无法截断水膜 因 而摩擦系数显著下降 为了增大摩擦系数 在光面钢制滚筒表面上 冷粘或硫化一层人字形沟槽的 橡胶板 为使这层橡胶板粘得牢靠 必须先在滚筒表面挂上一层很薄的衬胶 一 般小于 2mm 然后再把人字形沟槽橡胶冷粘或硫化在衬胶上 这种带人字形的沟 槽滚筒 由于有沟槽存在 能使表面水薄膜中断 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 即使在潮湿的条件下 摩 擦系数也降低不大 但是 此种滚筒具有方向性 不能反向运转 菱形 网纹 包胶滚筒 除了具有人字沟槽胶面滚筒的优点外 最突出的一 个优点是它没有方向性 有效防止了输送带的跑偏 对可逆输送机尤为适用 但 精品文档 1212欢迎下载12欢迎下载 摩擦系数比人字沟槽胶面稍有降低 尽管如此 人们还是认为菱形沟槽胶面比人 字沟槽胶面优越 继菱形沟槽胶面滚筒之后又出现了一种带轴向槽的菱形沟槽胶 面滚筒 因为轴向沟槽使摩擦系数升高 从而弥补了菱形沟槽胶面滚筒比人字沟 槽胶面滚筒摩擦系数小的缺点 这种菱形沟槽滚筒目前国内尚未制造生产 普通传动滚筒都是采用焊接结构 即轮毂 辐板和筒皮之间采用焊接结构 该类 滚筒适用于中小型带式输送机 在大功率的带式输送机中 必须采用铸焊结合的结构形式 滚筒两端的轮毂 辐板和筒皮为整体铸造 然后再与中间筒皮焊在一起 改向滚筒 改向滚筒有钢制光面滚筒和光面包胶滚筒 包胶的目的是为了减少物料在其 表面的黏结以防输送带的跑偏与磨损 滚筒的轴承有布置在内侧与外侧两种形式 在带式输送机的设计中 正确合理地选择滚筒直径具有很大的意义 如果直 径增大可改善输送带的使用条件 但在其他条件相同之下 直径增大会使其重量 驱动装置 减速器的传动比和质量相应提高 因此 滚筒直径尽量不要大于确保 输送带正常使用条件所需的数值 按照带宽 B 1000mm 初选传动滚筒直径 mmD1000 许用扭矩 52kN m 减速器减速比 25 改向滚筒直径选择 精品文档 1313欢迎下载13欢迎下载 0 8 800mm 1 DD 0 6 600mm 2 DD 为尾部改向滚筒直径 mm 1 D 为头部改向滚筒直径 mm 2 D 为传动滚筒直径 mm D 2 72 7 拉紧力 拉紧行程的计算及拉紧装置的选择拉紧力 拉紧行程的计算及拉紧装置的选择 输送带在运行一段时间后会发生蠕变而变长 在启动 制动过程中也会发生 蠕变现象 只有拉紧装置进一步收紧才不会发生打滑现象 因此 拉紧装置是保 证带式输送机正常运行不可缺少的部件 拉紧力的计算拉紧力的计算 根据输送机布置形式确定拉紧力大小 224235N H P ss 43 拉紧行程的计算拉紧行程的计算 计算拉紧行程 L KL 1 2 B 18m j L c L d L L 为拉紧行程 m L 为输送机长度 m B 为带宽 m 精品文档 1414欢迎下载14欢迎下载 拉紧装置接头长度 j L 为拉紧车长度 c L 为动态应变变形长度 d L 表 2 7 输送带伸长系数 K 输送机长度 L m合成纤维输送带钢绳芯输送带 10000 010 0015 拉紧装置的选择与布置拉紧装置的选择与布置 拉紧装置又称张紧装置 它是带式输送机必不可少的部件 具有以下几个主 要作用 使输送带有足够的张力 以保证输送带与滚筒间产生必要的摩擦力并防止打 滑 保证输送带各点的张力不低于一定值 以防止输送带在托辊之间过分松弛而 引起撒料和增加运动阻力 补偿输送带的塑性伸长和过渡工况下弹性伸长的变化 2 82 8 制动力矩的计算制动力矩的计算 根据带式输送机技术要求 制动装置或逆止装置产生的制动力矩不得小于 该输送机所需制动力矩的 1 5 倍 对于电动机运行状态的带式输送机所需制动装置的总制动力矩为 精品文档 1515欢迎下载15欢迎下载 式 2 13 cos2sin75 0q t q t qdqqgL MZ 式中 制动装置作用在传动滚筒轴上的总制动力矩 Nm z M 传动滚筒直径 m D 输送机长度 m L 托辊阻力系数 取值为 0 012 代入得 2091N M z M 由