毕业论文皮带输送机全套CAD图纸另附
摘要
本次毕业设计是关于皮带输送机的设计。皮带输送机是散状物料实现远距离运输的高速度、自动化、连续性作业的理想设备,已广泛应用于电力、冶金、化工、煤炭、矿山、港口和粮食等许多部门。随着工业的需求,带式输送机向长距离、高速度、大运量、大功率等方向发展,皮带输送机的动力学问题也越来越多。这就需要系统研究带式输送机的动态特性,实现在设计阶段预测和优化输送机的性能,从而使带式输送机在经济上更加合理、在技术上更加可靠。首先对胶带输送机作了简单的概述；接着分析了带式输送机的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的输送机各主要零部件进行了校核。普通型带式输送机由六个主要部件组成：传动装置，机尾和导回装置，中部机架，拉紧装置以及胶带。最后简单的说明了输送机的安装与维护。
本次带式输送机设计代表了设计的一般过程, 对今后的选型设计工作有一定的参考价值。
关键词：皮带输送机；倾斜式；双驱动；
Abstract
The design is a graduation project about the belt conveyor used in coal mine. Belt conveyor is the ideal equipment for high-speed, automation, continuous operations for long-distance transportation of the bulk materials, which is widely applied in industries such as electric power, metallurgy, chemical engineering, coal, mine, ports and foodstuffs. With the development of industrial demand, the design of belt conveyor aims at long distance, high speed, great capacity and high-power directions. Therefore, there appear more problems in terms of dynamics of belt conveyor.At first, it is introduction about the belt conveyor. Next, it is the principles about choose component parts of belt conveyor. After that the belt conveyor abase on the principle is designed. Then, it is checking computations about main component parts. The ordinary belt conveyor consists of six main parts: Drive Unit, Jib or Delivery End, Tail Ender Return End, Intermediate Structure, Loop Take-Up and Belt. At last, it is explanation about fix and safeguard of the belt conveyor.
Key word : Belt conveyor;Inclination type;Dual drive;
目录
前言 (1)
1 DTII型固定式带式输送机概述 (2)
1.1 DTII型固定式带式输送机的简介 (2)
1.2 DTII型固定式带式输送机的应用范围 (2)
1.3 DTII型固定式带式输送机的系列图号 (3)
1.4 DTII型固定式带式输送机的工作原理 (3)
1.5 DTII型固定式带式输送机的结构和布置形式 (4)
1.5.1 带式输送机的结构 (4)
1.5.2 布置方式 (4)
2带式输送机的设计计算 (5)
2.1 已知原始数据及工作条件 (6)
2.2 计算步骤 (7)
2.2.1 带宽的确定: (7)
2.2.2输送带宽度的核算 (9)
2.3 圆周驱动力 (9)
2.3.1 计算公式 (9)
2.3.2 主要阻力计算 (10)
2.3.3 主要特种阻力计算 (12)
2.3.4 附加特种阻力计算 (13)
2.3.5 倾斜阻力计算 (14)
2.4 传动功率计算 (14)
2.4.1 传动轴功率计算 (14)
2.4.2 电动机功率计算 (15)
2.5 输送带张力计算 (15)
2.5.1 输送带不打滑条件校核 (16)
2.5.2 输送带下C=0.71垂度校核 (17)
2.5.3 各特性点张力计算 (18)
2.5.4 钢绳芯输送带强度计算 (22)
3驱动装置的选用与设计 (24)
3.1电机的选用 (24)
3.2 减速器的选用 (24)
3.3液力偶合器 (25)
3.4 联轴器 (26)
4带式输送机部件的选用 (28)
4.1托辊 (28)
4.1.1 托辊的作用与选型 (28)
4.1.2 托辊的校核 (31)
4.2 传动滚筒、改向滚筒合张力计算 (33)
4.2.1 改向滚筒合张力计算 (33)
4.2.2 传动滚筒合张力计算 (34)
4.3 传动滚筒直径的确定和滚筒强度的验算 (34)
4.3.1传动滚筒结构 (34)
4.3.2传动滚筒轴的设计计算 (34)
5 制动装置 (40)
5.1 制动装置的作用 (40)
5.1.1 制动装置的种类 (40)
5.1.2 制动装置的选型 (40)
5.2拉紧装置 (41)
5.2.1 拉紧装置行程 (41)
5.2.2 拉紧力与拉紧装置 (42)
6其他部件的选用 (43)
6.1 机架与中间架 (43)
6.1.1 机架 (43)
6.1.2 中间架 (44)
6.2 给料装置 (44)
6.2.1 对给料装置的基本要求 (44)
6.2.2 装料段拦板的布置及尺寸 (45)
6.3 卸料装置 (46)
6.4 清扫装置 (46)
6.5 头部漏斗 (48)
6.6 电气及安全保护装置 (48)
结论 (50)
致谢 (51)
参考文献 (52)
前言
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。
选择DTII型固定式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）最大块度 350mm（2）散装密度：1t/m3（3）在输送带上堆积角：ρ=20°（4）物料温度：<50℃3）工作环境：井下
4）输送系统及相关尺寸：（1）运距： 100m （2）倾斜角：β=14°（3）最大运量:1000t/h
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，并大胆地进行创新设计。
1 DTII型固定式带式输送机概述
1.1 DTII型固定式带式输送机的简介
DTII型固定式带式输送机是由原机械工业部北京起重运输机械研究所负责研究组织的联合设计组设计的，是原TD75型和DX型两大系列的更新换代产品。全系列更新工作分两个阶段进行，第一阶段完成主参数型谱及原TD型所属范围的主要部件设计，还增加了化纤带的中强度部件设计；第二阶段将完成高强度系列设计。
1.2 DTII型固定式带式输送机的应用范围
（1）DTII型固定式带式输送机是通用型系列产品，可广泛用于冶金，矿山，煤炭，港口，电站，建材，化工，轻工，石油等各个行业。由单机或多机组合成运输系统来输送物料，可输送散度密度为500-2500kg/m3的各种散状物料及成件物品。
（2）DTII型固定式带式输送机适用的工作环境温度一般为-25-40°C。对于在特殊环境中工作的带式输送机，如要求具有耐热，耐寒，防水，防腐，防爆，阻燃等条件，应另行采取相应的防护措施。
（3）DT-II型固定式带式输送机均按不见系列进行设计。设计者可根据输送工艺要求，按不同的地形，工况进行选型设计并组合成整台输送机。
（4）输送机允许输送的物料粒度取决于带宽，带速，槽角和倾角，也取决于大块物料出现的频率。各种带宽适合的哦最大粒度，本系列推荐按表1-1选取。当输送硬岩时，带宽超过1200mm,粒度一般应限制在350mm 范围内，而不能随带宽的增加而加大。
表1-1各种带宽适用的最大粒度mm
带宽500 650 800 1000 1200 1400
最大粒度100 150 200 300 350 350
1.3 DTII型固定式带式输送机的系列图号
部件图号DT-II ××××××××
型号（D-带式输送机，T-通用型，II-新系列）
××-产品规格代码（带宽）
×-部件分类代码
×-部件类型代码
××-部件规格代码
××-性能参数代码
1.4 DTII型固定式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1-1所示，它主要包括一下几个部分：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。
图1-1 带式输送机简图
1-改向滚筒 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-头部护罩
9-清扫装置 10-平行托辊 11-空段清扫器 12-制动装置
输送带5绕经传动滚筒7和机尾改向滚筒1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°。
1.5 DTII型固定式带式输送机的结构和布置形式
1.5.1 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。
输送机年工作时间一般取4500-5500小时。当二班工作和输送剥离物，且输送环节较多，宜取下限；当三班工作和输送环节少的矿石输送，并有储仓时，取上限为宜。
1.5.2 布置方式
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，故本次设计选择双滚筒单点驱动方式。
带式输送机常见典型的布置方式如下表1-2所示：
表1-2 带式输送机典型布置方式
2带式输送机的设计计算
2.1 已知原始数据及工作条件
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。
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）最大块度：400mm
2）散装密度：1t/3
m
3）在输送带上堆积角：ρ=20°
4）物料温度：<50℃
（3）工作环境：井下
（4）输送系统及相关尺寸： 1）运距：100m
2）倾斜角：β=14°
3）最大运量:1000t/h
初步确定输送机布置形式，如图2-1所示：
图2-1 传动系统图
2.2 计算步骤
2.2.1 带宽的确定
按给定的工作条件,取原煤的堆积角为20°.
原煤的堆积密度按1000kg/3
m;
输送机的工作倾角β=14°;
带式输送机的最大运输能力计算公式（2-1）为
=（2-1）Q sυρ
3.6
式中：Q——输送量（)
/h
t；
v——带速（)
m；
/s
ρ——物料堆积密度（3
kg m）；
/
s--在运行的输送带上物料的最大堆积面积, 2m K----输送机的倾斜系数；
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。
表2-1倾斜系数k选用表
倾角 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 k
1.0
0.99
0.98
0.97
0.95
0.93
0.91
0.89
0.85
0.81
输送机的工作倾角=14°;
查DTII 带式输送机选用手册（表2-1）(此后凡未注明均为该书)得k=0.91
按给顶的工作条件,取原煤的堆积角为20°; 原煤的堆积密度为1000kg/3
m ; 考虑井下的工作条件取带速为2m/s;
将各参数值代入上式, 可得到为保证足够的运输能力,带上必须具有的截面积
10000.153.6 3.6100020.91
Q s k ρυ=
==???2
m
图2-2 槽形托辊的带上物料堆积截面
表2-2槽形托辊物料断面面积A
槽角
λ
带宽 B=650mm
带宽 B=800mm
带宽B=1000mm
带宽B=1200mm
动堆积
角ρ 动堆积
角ρ 动堆积
角ρ 动堆积
角ρ 动堆积
角ρ 动堆积
角ρ 动堆积
角ρ 动堆积
角ρ 20° 30° 20° 20° 30° 30° 20° 30° 30° 0.0406 0.0484 0.0638 0.0222 0.0266 0.0763 0.1513 0.1879 35°
0.0433
0.0507
0.0678
0.0236
0.0278
0.0798
0.1651
0.1957
40°0.0453 0.0523 0.0710 0.0247 0.0287 0.0822 0.1723 0.2013 45°0.0469 0.0534 0.0736 0.0256 0.0293 0.0840 0.1781 0.2047 查表2-2, 输送机的承载托辊槽角35°，物料的堆积角为20°时，带宽为1200 mm的输送带上允许物料堆积的横断面积为0.1651m2，此值大于计算所需要的堆积横断面积0.15m2,据此选用宽度为1200mm的输送带能满足要求。
经如上计算,确定选用带宽B=1200mm,ST2000型钢绳芯输送带。
ST2000型钢绳芯输送带的技术规格：
纵向拉伸强度2000N/mm；
带厚20mm;
输送带每米质量34Kg/m.
2.2.2输送带宽度的核算
输送大块散状物料的输送机，需要按（2-2）式核算，再查表
≥+（2-2）
2200
Bα
式中α——最大粒度，mm。
条件中物料粒度α为400mm。
计算：B=1200≧2?400+200=1000
故，输送带宽满足输送要求。
2.3 圆周驱动力
2.3.1 计算公式
本次设计的输送机机长为100m，大于80m。对机长大于80m的带式输F明显的小于主要阻力，可用简便的方式进行计算，不送机，附加阻力
N
会出现严重错误。为此引入系数C作简化计算，则公式变为下面的形式：
12U H S S St F CF F F F =+++ （2-3）
式中C ——与输送机长度有关的系数，在机长大于80m 时， C 查〈〈DTII （A ）型带式输送机设计手册〉〉表2-3系数C
表2-3 系数C
L 80 100 150 20 300 400 500 600 C 1.92 1.78 1.58 1.45 1.31 1.25 1.20 1.17 L 700 800 900 1000 1500 2000 2500 5000 C
1.14
1.12
1.10
1.09
1.06
1.05
1.04
1.03
查得C=1.78。 2.3.2 主要阻力计算
输送机的主要阻力H 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阻力的总和。可用式（2-4）计算：
[(2)cos ]H RO RU B G F fLg q q q q δ=+++ （2-4）
式中f ——模拟摩擦系数，根据工作条件及制造安装水平决定，一般可按表查取。
L ——输送机长度（头尾滚筒中心距）
，m ； g ——重力加速度；
当输送机倾角小于18°(条件中倾角为14°)，可选取cos δ≈1。 初步选定托辊为DTII6204/C4，查表选用三个上托辊，一个下托辊。上托辊间距0a ＝1.2m ，下托辊间距u a ＝3m ，上托辊槽角35°，下托辊槽角0°。上托辊φ108，L=465mm ，轴承4G305，单个上托辊转动部分质量RO q '=7.1kg.下托辊φ108，L=1400mm,轴承4G305，单个下托辊转动部
分质量RU q '=10.56kg.
RO q ——承载分支托辊组每米长度旋转部分重量，kg/m ，用式（2-5）计算:
'/RO RO O q n q a =? （2-5）
'/RO RO O q n q a =?=3 ?7.1/1.2=17.75kg.
RU q ——回程分支托辊组每米长度旋转部分质量，kg/m ，用式（2-6）计算:
'/RU RU u q n q a =? （2-6）
'/RU RU u q n q a =?=1 ?10.56/3=3.52kg
G q ——每米长度输送物料质量
υ
υ
ρ
6.3Q
I q V G
=
=
计算：υυρ
6.3Q I q V G
==
=1000138.893.62
=?kg/m 初选ST2000型钢绳芯输送带。查得ST2000型钢绳芯输送带的每层质量 1.25kg/m ，上胶厚1δ=3.0mm,下胶厚2δ=1.5mm,每毫米厚胶料质量为1.25kg/2
m ,则
()6 1.25 3.0 1.5 1.25 1.013.125/B q kg m =?++??=???? f 模拟摩擦系数值应根据表2-4选取。取f =0.03。
表2-4 模拟摩擦系数(推荐值）
安装情况 工作条件
F
工作条件良好，制造，调整好，带速低，物料内摩擦系数小。
0.020
水平，向上及向下倾斜
按标准设计，制造，调整好，物料内摩擦系数中等。
0.022
多尘，低温，过载，高带速，安装不良，托辊质量差，物料内摩擦大。 0.023-0.03 向下倾斜
设计，制造正常，处于发电工况时
0.012-0.016
[(2)cos ]H RO RU B G F fLg q q q q δ=+++
=0.03?100?9.8?[17.75+3.52+（2?13.125+138.89）?1]=5480.454N 2.3.3 主要特种阻力计算
主要特种阻力1S F 包括托辊前倾的摩擦阻力F ε和被输送物料与导料槽档板间的摩擦阻力gl F 两部分，按式（2-7）计算：
gl s F F F +=τ1 （2-7）
F ε按式（2-10）计算：
三个等长辊子的前倾上托辊时
0()cos sin B G F C L q q g εεεμδε=+ （2-8）
输送物料与导料挡板间的摩擦阻力
1
2222b gl I F v gl υρμ=
（2-9） 式中 2μ=0.6，l=4.5m,1b =0.61m.
31000
0.2778/3.6 3.61000
V Q I m s ρ=
==? 因为托辊无前倾，所以τF =0.
222
0.60.277810009.81 4.51373.3420.61
gl F N ????==? 所以主要特种阻力N F F F gl S 34.137334.137301=+=+=ε
2.3.4 附加特种阻力计算
附加特种阻力2S F 包括输送带清扫器摩擦阻力r F 和卸料器摩擦阻力
a F 等部分，按下式计算：
23S r a F n F F =?+ （2-10） 3r F A P μ=?? （2-11）
2a F B k =? （2-12） 式中3n ——清扫器个数，包括一个弹簧清扫器和两个空段清扫器；
A ——一个清扫器和输送带接触面积，2m ，见表
P ——清扫器和输送带间的压力，N/2m ，一般取为34410~1010?? N/2m ；
3μ——清扫器和输送带间的摩擦系数，一般取为0.5~0.7；
2k ——刮板系数，一般取为1500 N/m 。
表2-5导料槽栏板内宽、刮板与输送带接触面积
带宽 B/mm
导料栏板内宽
1b /m
刮板与输送带接触面积A/m 2
头部清扫器
空段清扫器
500 0.315 0.005 0.008 650 0.400 0.007 0.01 800 0.495 0.008 0.012 1000 0.610 0.01 0.015 1200 0.730 0.012 0.018 1400
0.850
0.014
0.021
查表2-5得 A=1?0.012?2+2?0.018?2=0.06m
2
取
p =4.5410?N/m 2，取3μ=0.6，将数据带入式（2-11）
则
r
F =0.06?4.5?4
10?0.6=1620 N
无卸料器，所以a
F =0
由式（2-10） 则 N F F F a r S 1620016202=+=+=
2.3.5 倾斜阻力计算
倾斜阻力按下式计算：St
F
St G F q g H =?? （2-13） 式中：因为是本输送机倾斜运输，所有
H=
sin 100sin1424.2l m β=?=
St G F q g H =??=138.89?9.81?24.2=32939N 由式
12U H S S St
F CF F F F =+++
=1.78?5480.454+1373.34+1620+32939 =44452N
2.4 传动功率计算
2.4.1 传动轴功率（A P ）计算
传动滚筒轴功率（A P ）按式（2-14）计算：
1000
U A F P υ
?=
（2-14） 所以 44452288.90410001000U A F P KW υ?===
2.4.2 电动机功率计算
电动机功率M P ，按式（2-15）计算： η
A
M
P P =
（2-15）
式中η——传动效率，一般在0.85~0.95之间选取；
查得传动滚筒及联轴器效率为0.98，液力耦合器效率为0.96，二级减速器效率为0.94，则 η=0.98?0.96?0.94=0.88
KW P P A
M 10188
.0904
.88==
=
η
根据计算出的M P 值，查电动机型谱，按就大不就小原则选定电动机功率。选择电机功率为110KW ，驱动装置组合号为169，传动滚筒直径1000mm ，电机为Y315S-4,液力耦合器YOXIIZ450,减速器为DCY355-50,制动器为YWZ5-315.
2.5 输送带张力计算
输送带张力在整个长度上是变化的，影响因素很多，为保证输送机上午正常运行，输送带张力必须满足以下两个条件：
（1）在任何负载情况下，作用在输送带上的张力应使得全部传动滚筒上的圆周力是通过摩擦传递到输送带上，而输送带与滚筒间应保证不打滑；
（2）作用在输送带上的张力应足够大，使输送带在两组托辊间的垂度小于一定值。
2.5.1 输送带不打滑条件校核
圆周驱动力U F 通过摩擦传递到输送带上（见图2-3）。
图2-3作用于输送带的张力
如图2-3所示，输送带在传动滚筒松边的最小张力应满足的要求。
min max L S CF ≥
传动滚筒传递的最大圆周力max a F K F =。动载荷系数k=1.2；对惯性小、起制动平稳的输送机可取较小值;否则，就应取较大值。取a K =1.5
μ——传动滚筒与输送带间的摩擦系数，见表2-6
表2-6 传动滚筒与输送带间的摩擦系数μ
取
A
K =1.5，由式
max
U F =1.5?44452=66678N
μ=0.25，θ= 200.查得尤拉系数μθe =2.40。
工作条件
μ
光面滚筒
胶面滚筒 清洁干燥 0.25～0.03 0.40 环境潮湿 0.10～0.15 0.25～0.35 潮湿粘污
0.05
0.20