带式输送机平行式传动系统设计

1、图书分类号：密 级：毕业设计(论文)160KW带式输送机平行式传动系统设计Design of parallel drive system for 160KW belt conveyer 学位论文原创性声明本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生

2、在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日摘要四年的大学时光马上要结束了，毕业设计是对四年的学习的总结和考察。希望这次的毕业设计可以对我四年的大学学习生涯的巩固和复习。此次陆老师布置的的毕业设计题目为功率160KW带式输送机平行式传动系统设计。首先，本毕业设计将对带式输送机的结构概括

3、一个大体的的轮廓，然后分析了带式输送机结构选型遵守原则和各个零部件的计算；接着对数据的分析进行选型设计；最后进行整个驱动装置的校核。设计的最后，简单的阐述下输送机的装配与修理。随着科技的创新与社会的日新月异，胶带输送机的设计越来越先进，超长运输距离，高的输送带速，摩擦产生的阻力变小这几个特性是未来的发展趋势。最近几年出现了一种新型的空气隔离垫式胶带输送机是最明显的代表作之一。目前，根据我国的发展技术水平来看，外国的先进水平远大于我国的水平技术，不仅从单方面的带式输送机的结构设计、制造技术以及使用效率方面,但我国的技术水平相对国外望其项背的差距。在设计制造带式输送机过程中的技术水平国内还存在很多

4、需要改善之处。关键词 带式输送机 选型设计 AbstractFour years of university time immediately to the end, the graduation design is the study of four years of summary and study. The land teacher layout of the graduation design problem for power 160KW belt conveyor parallel drive system design. First, this gradua

5、tion design will of belt conveyor structure is summed up a general outline, then analyze belt conveyor type selection principle and related calculation method; then design selection; finally carries on the examination. Ordinary type belt conveyor consists of six main parts: respectively is the

6、transmission, tape, in the middle of the machine frame, tail and rewind device and tensioning device. The installation and maintenance of the conveyor under the last simple explanation. With the rapid progress of science and technology and society, low friction the characteristics is the d

7、evelopment trend in the future.In recent years, a new type of air cushion belt conveyer is one of the most obvious representative. At present, according to the China's technological level of development, the foreign advanced level far outweigh our technical level, not only from the unilater

8、al belt conveyor structure design, manufacturing technology and efficiency aspects, our technical level is relatively foreign gap is still very large,Not only from the unilateral belt conveyor structure design, manufacturing technology and efficiency aspects, but relatively foreign hold a candle to

9、the differences in the technical level of our country. In the design and manufacture of belt conveyor technology in the process of the domestic still exist a lot of need to improve. In the design and manufacture of belt conveyor technology in the process of the domestic still exist a lot o

10、f need to improve. Graduated from the design of the belt conveyor is similar to the representative course of general engineering design, the future will be in the future career development and job design have certain help and reference value.Keywords belt conveye selecting shape design main componen

11、t目录摘要IAbstractII1 绪论11.1本课题研究的内容11.2本课题研究的目的和意义11.3 带式输送机随着社会的总体发展趋势21.4国内外研究情况及其发展31.4.1 国外带式输送机技术的现状31.4.2 国内带式输送机技术的现状41.5 带式输送机的分类4按外型分，带式输送机可分为：5，带式输送机按驱动方式可分为三大类：51.6带式输送机的运行模式51.7 带式输送机的构成和安装方式61.71 带式输送机的结构6放置方式72 带式输送机的设计计算82.1 已知原始数据及工作条件92.2 计算步骤92.2.1 带宽的确定:9输送带宽度的审核计算102.3计算圆周驱动力102.3.1

12、 计算公式102.3.2 主要阻力的计算112.3.3 主要特种阻力计算122.3.4 附加特种阻力计算122.3.5 倾斜阻力计算132.4传动功率计算132.4.1 传动轴功率（）计算142.4.2 电动机功率计算142.5 输送带的张紧力计算142.5.1 输送带不打滑条件校核142.5.2 输送带下垂度校核152.5.3 在各种特性点上的张力计算162.6 传动滚筒、改向滚筒合张力计算172.6.1 改向滚筒合张力计算172.6.2 传动滚筒合张力计算182.7传动滚筒最大扭矩计算182.8 拉紧力的计算182.9输送带强度的校核计算183 驱动装置的计算与选用193.1 电机的选用1

13、93.2 减速器的选用203.2.1 传动装置的总传动比203.2.2 液力偶合器213.2.3 联轴器214 带式输送机部件的选用214.1 输送带及其分类214.2 传动滚筒214.2.1 传动滚筒的作用214.2.2 传动滚筒结构214.2.4 传动滚筒的直径校核224.3 托辊234.3.1.托辊的选型234.3.2 托辊的校核244.4 制动装置254.4.1 目前主要的制动装置原理与性能254.4.2 制动器的选用原则265.其他部件的选用27结论28致 谢29参考文献301 绪论带式输送机是连续运行的运输设备，由于本发明在1798年，有超过两个世纪的发展历史，现在带式输送机已被设

14、置了在电气施工现场电力，冶金，煤炭，化工，矿山，港口，矿石，煤，砂，粮食和包装等工作场所，带式输送机是非常高效的煤炭运输的运输工具，不仅如此，距离长、运量大、输送连续等优点,与其他运输工具相比在某些方面有得天独厚的优势，并且在矿石矿井等生产地点与其他运输方式比运行可靠,易于实现自动化、集中化控制。在最近20年的发展中又得到了进一步的推广，大型带式输送机的应用一般设置在井下巷道、露天采矿场以及选矿厂中。带式输送机涵盖了各种运动构件，以此为毕业设计的题目是导师给我绝佳的锻炼机会，不仅得到了解决现实生活中的实际工程的锻炼机会，而且在这次毕业设计过程中，对我的四年大学学习生涯的书中的理论和专业知识的一

15、次在实际生产中的实践，同时对我的机械设计、公式的运用和CAD制图能力都得到了很好的巩固训练。要解决的设计问题：(1) 对国内外的带式输送机进行相关的对比，提出了国内带式输送机发展的不足，进行建议性的修改和创新。(2) 设计初期，在图书馆翻阅了相关资料，并熟悉了带式输送机输整体布局、组成的构件、工作原理和部件的具体功能。(3) 设计末期，了解输送在工作过程中出现的常见问题，在设计中要提出方案并重点解决出现的问题。1.1本课题研究的内容首先在做毕业设计之前要对了带式输送机的基本知识有一定的了解，可以去图书馆借阅相关图书，大体上认知带式输送机主要设备工作方式和工作原理等。然后在使用场合和给定的原始参

16、数上进行各种工作状况进行分析和数据的计算，再部署下系统的设计方案：运输机整体的布置、驱动方式的选择、输送带的选型、拉紧装置的数据分析和清扫装置的设计，根据原始数据设计出合适的驱动系统系统。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。1.2本课题研究的目的和意义因为在现代的工业和运输业中具有广泛的应用，我国现代的技术比国外略显不足，针对其弱点，要好好的研究和创新。带式输送机将胶带为传动介质，并且将输送带当做牵引机构和承载机构的运输装置。自从1798年带式输送机被发明以来，到现在差不多有两个世纪的发展和革

17、新，在各行各业的工业中如电力、冶金、煤炭、食品加工、汽车产业、快递行业、港口等行业已被大量且广泛的采用。随着社会的进步与发展，人类发明的电动机和发电机推动人类进入第二次工业革命，这一期间发明创造了很多种类的新材料、新科技，极大地推动了带式输送机的快速发展，同时带式输送机也迈入了一个新时代。随着交通运输业的蓬勃发展，从火车和汽车轮船的运输量、运输距离和经济利益等方面来衡量，带式输送机在其相比之下已经成为不可缺少的新宠。 带式输送机有很多的优点是别的交通运输工具是不可代替的，它有紧凑的整体结构、高效的运输效率、兼顾比普通的运输工具寿命长、运转平衡稳定、良好的性能和较好的密闭性等特点，在潮湿、污垢、

18、多粉尘等很恶劣的工作条件下都胜之不武，所以不同类型的带式输送机设备在国民经济中起到了举头轻重的作用。现在互联网覆盖全球网络化，扩展了技术交流局限，相关开元技术对带式输送机的设计、创新、制造、销售起到了很大的作用，使带式输送机在市场上占有一席之地，同时也大大减少了开发研制的周期性。 现在的技术革新，露天矿和地下矿组成的运输系统中99%都采用带式输送机来进行运输，放远未来，可以猜到带式输送机是工业运输中重要的组成部分。本课题所研究的是水平带式输送机，研究其输送机的工作组成原理，并在研究过程中发现不足之处并加之改进。此次研究系统的驱动件在机架中的布置位置、软起动和制动等主要问题。假若制动装置设计的不

19、合理，很容易发生飞车事故，从而造成断带、撕带等事故，甚至造成人身伤害，对生产产生极大危害。目前带式输送机的发展方向的难题是软制动与自动张紧的研制，逐步向智能化、自动化、无人化的方向迈进，同时是这次毕业设计课题研究方向和目的所在。随着对毕业设计的探讨进程的不断深入挖掘，对带式输送机相信将会有更好的深入研究，对即将踏入社会，进入工作岗位进行学习和工作能打下坚实的基础。1.3 带式输送机随着社会的总体发展趋势目前，现代化的煤矿开采技术的发展，对带式输送机的要求也越来越高.，我国现在研究方向也随之转移，倾斜角大不可移动的带式输送机，工作平台高效率，安装拆卸方便的带式输送机，运输物料量大的带式输送机及其

20、创新技术解决实际生产问题有了研制方向，特别针对核心零部件进行了改进和创新，在生产中科研成果得到了检验，核心技术的支持下，目前我们国家已经研制成功了无损伤的机器启动紧急停止装置以及自动化的电路控制装置。经过对矿井下带式输送机的研究发展，在很多技术核心指标有了不凡的发展和提升。主要表现在以下几个方面：（1）对煤矿井下带式输送机关键零部件的性能和安全可靠性的提高；运输零部件的性能和可靠性决定了设备开机率的高低。所以提高设备的开机率就必须改进和提高零部件的稳定性能和可靠性能。（2在提高高产能高效率集中简约化生产的需要，这样运输能会有较大的提高；所以带式输送机今后发展的必然趋势是长运距、高速度、大运量、

21、大功率、集中控制。（3）未来的发展，控制自动化水平会大大的提高；（4）多功能的运用；现在来讲，带式输送机是一种连续运输的绝佳设备，它也有自身的局限性，在很多工作场合里不能将其能力发挥到最大的功效，这样就引起能量的损失和资源浪费，若对带式输送机的结构做合理的调整和修改，经校核计算加以采取合理的构件安装，保证安全措施，这样经改良的带式输送机就能胜任到其它的工作领域，更大的发挥了高效能，节约资源，达到更好的经济效益。从发展的眼光来预测,目前使用的接触式带式输送机已经非常普及，但是非接触的带式输送机发展在以后将会是一种发展的大趋势,发展到以后的某一阶段的趋势是将基本的带式输送机结构为基础,用带子在凹下

22、去的槽内滑动，这种滑动的摩擦力很小。从而输送带在接触支承上可以不使用，就可以节省大量金属材料,维修起来简单方便。社会的发展，科技的日新月异，近期出现了不少新型材料,2000年的纳米材料出现,提高了输送带与滑槽之间的摩擦系数以及输送带的耐磨性。使用这样的结构设计，胶带在滑槽内滑动的结构也简洁化了，只有胶带在运动,这样的条件下生产资金降低了很多，节约企业的运营成本，创造更大的经济利益。现在允许技术条件中，带式输送机选型设计一般关系到高效率、安全性、稳定地完成生产任务为最基本的前提条件。由基本的理论得出，带式输送机的选型设计有两种方案：一是计算一整套供应的设备，对此类运输机的不需要进行参数设计计算，

23、也省去了单独部件的选型，仅仅需要核算生产能力、电动机的功率和输送带的强度等，这些核算经过计算是否达到要求规定；另一种是对通用设备：固定式通用带式输送机和系列芯带为钢丝绳时输送机等的选型校核，需要针对各个零件的计算，然后根据计算数据来选择每组零部件如：输送带、驱动滚筒滚筒、托辊、驱动装清扫装置、制动装置，最后所有的数据整合之后，根据带式输送机的应用场合将其具体条件和具体类型组合在一起，方便使用。我的毕业设计涉及到最后一种选型计算。带式输送机的选型设计一般有两大步骤组成，第一步是初步设计计算，根据平时的理论经验上的计算校核，选择相对合适的固定水平带式输送机；第二步是布置设算，根据图纸上位置布置对各

24、个零部件在工作场地上进行设置安装。1.4国内外研究情况及其发展1.4.1 国外带式输送机技术的现状目前，无论是科技水平还是加工制造业与国外相比较，各方面都还有很大的进步空间，仅带水输送机发展技术比国内先进的多，有两个方面可以体现:一是带式输送机的应用功能更灵活多变、工业涉及到的范围也与日俱增，因为多变的机型更加适应在工业中的的应用，比如众多机型中有水平固定式带式输送机、大倾角带式输送机、垂直式带式输送机、转弯带式输送机等;另一方面，科技的进步，许多技术的革新，推动了带式输送机的发展中，所以技术和构造的装备材料有了很大的进步，要应对社会的发展，带式输送机也要顺应时代的发展，现在主要向大型、超长距

25、离、重运量、快带速等方向去发展，开发应用与之有关的操作系统实时进行动态分析，加之感应原件的普及，监控技术也成为带式输送机的另一大开发核心技术，有了以上的众多核心技术，带式输送机能够平稳、高效、可靠运行。现在国外己经使用的几条典型长距离带式输送机输送线：（1）世界最长的长距离输送机线路是西班牙的西撒哈拉带式输送机，这条输送机线路长达 ，将近两年的时间建成（在我国最多也就一年时间建完，大天朝的建造效率不是一般水平），年投入生产运行使用，此生产线路建设在海拔较高地区的burlake露天矿，运输的物料是磷灰石矿石。通过带式输送机将石矿运往艾尔阿雍海港，然后通过货船运往世界各地。总投资约为15亿人民币（

26、在天朝，也不算是大工程）。设计的该线路使用年限可以运行上线为40年，每年平均的运输量为磷灰石矿石(约为)。整条线路长为，台电动机组成带式输送机动力。带宽为 ，采用型钢丝绳芯胶带，带速为。 （2）最近的现代带式输送机发展水平的一条输送线是恰娜矿，它的长度大约20km，是典型的地面固定式水平带式输送机系统。之所以是输送机系统，是因为它有两条带式输送机组成，分别是平面转弯带式输送机条长为10.2 km，另一个是直线长距离带式输送机，该输送机长为。由于特长距离运送，整体造价太高，而且技术水平不够，安装维修困难，只能由两个不同类型的输送机组成，无论是拆装、技术还是成本都大大降低，我将具体讲述两种带式输送

27、机的规格特征：转弯带式输送机为不规则弧形状，它的曲率半径约为。两条输送机因线路不同，所以具体的数据不同，但是他们的运输能力都为 ，带宽，输送带抗拉强度为 ，安全系数为 ，由于输送带长时间的运转，载荷偶尔过高，会导致输送带的拉长，所以必须安装拉紧装置，那么该输送系统的拉进装置是由重力拉紧，安装重力锤，长距离的输送带需要很长的拉紧行程，所以有效的最大拉紧行程约为，长距离的输送必定不能将动力源安装在一处，所以驱动采用3台直流电动机安装在机架的合理位置，采用双滚筒驱动，更有利于提高效率，增加机构的合理性。现代先进技术组成的该输送系统。 1.4.2 国内带式输送机技术的现状近几年，对于外国的行业相比，我

28、国带式输送机行业起步较晚,我国带式输送机在冶金、矿山、煤炭、交通、能源、建材等基础工业的带动下发展速度较快.近年来国产带式输送机产量逐年增长,带式输送机的生产技术目前已进入了一个高速发展阶段.在某些领域,带式输送机已逐渐开始取代机车和汽车运输,它可以输送很多种不同种类，比如说煤、矿石、车间零件、水泥、沙石，冶金、粮食等，输送能力很大是它的一个特点，即使在很恶劣的环境中也可以应付自如，随着新技术的应用，带式输送机的工作状况更加衡稳，运输途中也可以保证物料不被破损，保持物料的完整性，以及对物料的卸载装载也很便利，省去了大量人力，节约了成本费用。现在的工业技术水平向无人化方向发展，带式输送机的自动控

29、制在生产车间更是无可代替，与传统的运输方式相比，它还具有节能环保等特点，据以上众多的优点，目前被广泛应用于冶金、粮食、能源、化工、煤炭、矿山、港口、建材等诸多领域,在国民经济中发挥着重要作用。1.5 带式输送机的分类1.5.1按外型分，带式输送机可分为：1槽形带式输送机和水平带式输送机。我国目前的国标标准是DT-和TD-75型带式输送机，分两大类有固定式和移动式。越野型的带式输送机可以分成直线类型和弯曲类型。2 夹带式带式输送机。 该机型是由二个槽形带式输送机用特有的组装零部件拼接在一起的，在普通槽型带式输送机上再加一条与输送带宽度一样的压力带，两个普通槽型带式输送机分别各自有独立的一套电动机

30、，但有时候，根据使用的场所不同，会设计共用的驱动电动机。一般要达到大倾角和垂直90度提升的需要，压带一般会使用泡沫塑料带、橡胶带进行设计。3 波纹档边斗式输送机。以平形输送带为基础，将波纹档安装在输送带的上面，一般用硫化的方法安装固定在皮带上面，再用橡胶隔板分开在输送带的转弯处，用压轮加压在波纹挡边的外缘处，这样就可以在大倾角甚至垂直的状态下也可以将散料运输到指定地点，假如因为物料潮湿粘结在输送带上，可以在机头处安装震动装置，以便让物料脱离输送带。4 波纹挡边袋式输送机。外形像波纹挡边，就像用许多橡胶袋串连在一起，袋口向内翻一样。5 吊装式蛋管形（名字怪怪的）带式输送机。把物料装入输送带后，输

31、送带受力的作用二边合拢成立式椭圆形，小滑车把输送带二边提气，工字纵梁上装滑轮车，以钢丝绳为传动介质将滑车牵引拖动，输送机前端和输送机的后端分别有可以转动的大直径转盘，比如我们徐州云龙山风景区的缆车就用这样类型的吊装式蛋管型装置。6 固定式圆管形带式输送机。输送带卷成圆型运料是该机的特点之一，可在托辊上运行，所以称为固定式。固定式圆管形带式输送机装置中托辊结构安装成六角形，视工作情况来确定托辊的使用个数，6个，4个、5个为最常见，但是由于输送带的使用材料和形状的不同，大多情况下中国使用两个托辊构成的形状就可以足够承载。1.5.2，带式输送机按驱动方式可分为三大类：1、有辊式：仅有托辊支撑输送带运

32、转。2、无辊式：顾名思义，输送带没有托辊的支撑，没有和输送带接触不能形成阻力或者阻力很小，它以气垫、磁垫、水垫作为介质，作为对输送带的支撑。输送带需要以传动滚筒来驱动。3、直线驱动方式：电动机选择为直线电动机驱动方式，带内放转子线圈，带外放定子线圈，随之转子运转，带动输送带运行。1.6带式输送机的运行模式作为运输装置，带式输送机的最主要部件是输送带，输送带有两种功能，一是作为牵引机构，另外一个是承载机构。现在我介绍一下平时最普通的带式输送机零部件的构成成和运行模式如图21传动滚筒2和机尾换向滚筒3将输送带形支撑起来，中间部分有托辊的支撑，让输送带形成一个可以无限循环的整体。长时间的工作，输送带

33、将会被拉长，为了保持工作平稳运转，需要设置一个设置一个拉紧输送带的拉紧装置。输送带以摩擦力为介质，传动滚筒所产生的牵引力经过介质带动输送带进行工作，这样物料通过输送带的循环整体运输能够形成完整的装卸周期。普通型带式输送机的机身可以分成上输送带和下输送带，因为在下输送不能承载任何物料（牛顿万有引力），所以设置的托辊形状也不同，上输送带为了增加承载能力，装载非固体的物料（原如煤），往往在托辊的形状上设计成槽型来增加输送带的横向截面积；下输送带一般设计为水平托辊承载空的运输带。1.7 带式输送机的构成和安装方式 1.71 带式输送机的结构头架、驱动装置、传动滚筒、尾架、托辊、中间架、尾部改向装置、卸

34、载装置、清扫装置、安全保护装置等。带式输送机作为一个运输系统的整体，由许多的部件组成，现在介绍主要的几个零部件：在的工作中带式输送机被设计成两种常用的构造方式，沿水平路线布置方式，第二种是沿倾斜线路布置方式。在考虑沿倾斜线路布置方式时，不同物料的摩擦系数不同，导致物料在输送带上的最大倾角各不同，物料在输送带上最大倾角如表2-1所示：表2-1 物料在输送带上的最大运输角 角度 角度 0 0- 带式输送机巧妙的设计结构及其独特的运行方式使它有很优良高效的性能，有以下几个方面可以体现出：大重量运输能力，工作时摩擦系数小，节省人力物力以及资源，能源的消耗上仅为刮板输送机的0.2到0.3倍；除去输送机损

35、坏的情况下，输送机每天的的工作时间一般达到1216小时。假如是对矿石、原煤等物料输送时输，而且有足够的储存空间储时，一般取上限的工作时间。1.7.2放置方式整个输送系统的动力来源是电动机，通过联轴器的连接将减速器和电动机安装在一起，电动机的转速过快，而且扭矩很小，传输上无法保证输送机的正常运行，需要通过减速器来减速，保证驱动滚筒的转速不至于过快。在输送机在布置、结构和工作效率上的不同，驱动滚筒的驱动方式也不同，可分为一个动力驱动和多个动力驱动。在各种布置方式的复杂性、考虑驱动方式的简单性和经济性时应是首选单筒、单电动机驱动方式。但是根据工作环境和工作量来考虑，很多大型的输送带一般采用多电动机驱

36、动（200kw以上）。几种经典的带式输送机的整体布置方式如下表 所示：表2-2 几种的带式输送机的经典布置方式2 带式输送机的设计计算2.1 已知原始数据及工作条件。5.其他部件的选用对比毕业设计的题目重点，其他部件的选用，将不会过多的介绍，只是为了明确设计的带式输送机的完整性，在这里只是提一下：机架与中间架给料装置卸料装置清扫装置头部漏斗保护装置结论这次毕业设计即将画上句号，在此过程中，带式输送机的计算按照根据的是我们国家的实际生产状况进行的，每个步骤都按照国家标准和相关的参考书规范的设计计算和校核。设计成果：对国内外的带式输送机进行相关的对比，提出了国内带式输送机发展的不足，进行建议性的修

37、改和创新。设计初期，在图书馆翻阅了相关资料，并熟悉了带式输送机输整体布局、组成的构件、工作原理和部件的具体功能。设计中期，了解输送在工作过程中出现的常见问题，在设计中要提出方案并重点解决出现的问题。存在的主要问题：（1） 零部件的设计选型上拿捏的不够精准，有可能不是最佳方案，具体结构尺寸和安装结构不完善。（2） 在设计中仍然有旧的零部件在整体的设计中，但它们仍然是比较经典的设计成果。进一步研究的建议：（1）根据现在的输送机的发展，需要对输送机进行更优化的设计，如全自动无人化的可操控性，开发动态分析技术与智能化控制技术，提高安全系数。（2）为了提高输送机的整体性能，对每个零部件之间的配合还需要优化设计。致 谢参考文献1 机械工程手册、电机工程手册编辑委员会.机械工程手册机械产品（二）M.机械工业出版社.1982年8月.2 范祖尧等.现代机械设备设计手册非标准机械设备设计M.机械工业出版社.2000年6月.3 唐金松.简