带式输送机毕业设计论文——毕业论文

山东科技大学学士学位论文 摘 要带式输送机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。本论文主要涉及了带式输送机的机械设计和电气原理设计部分。带式输送机的机械设计程序分两步，第一步是初步设计，主要是通过理论上的计算选出合适的输送机部件。其中包括输送带的类型和带宽选择、带式输送机线路初步设计、托辊及其间距的选择、滚筒的选择、电动机、减速器、推杆制动器、液粘软起动的选择等；第二步是施工设计，主要根据初步设计选定的滚筒、托辊、驱动装置完成对已选部件的安装与布置图纸设计工作。最后，在机械设计的基础上，完成了对输送机的保护装置及其电气原理设计。电气控制主要通过可编程控制器实现（PLC）。关键词：带式输送机；驱动装置；可编程控制器AbstractBelt conveyor transmission capacity is one of the largest continuous transporting machine . Its structure is simple、 smooth operation 、 reliable functioning, and low consumption, little pollution, easy centralized control and automation And the continuous transportation of the facilities can be achieved in successive loading. The paper is mainly about the mechanical design and electrical principles belt conveyor design.There are two steps of designing the belt conveyor machinery. the first step is the preliminary design, mainly through theoretical calculations elected suitable carriers components. Including travel and the type of bandwidth selection, preliminary design belt conveyor lines, roll up their space options, roller choice, electric motors, reducer, push rod brakes, hydraulic soft start option; The second step is the construction design, based primarily on the preliminary design selected roller, roll up, driven devices have completed the installation of the components of the design and layout drawings. Finally, in the mechanical design basis for carriers I complete the design principles of the protection devices and appliances. the control of electrical equipment can be achieved primarily through programmable controller (PLC)。 Keywords： belt conveyor,；drive devices； programmable controller目录1 绪论11.1常用带式输送机类型与特点21.2 国内外带式输送机的发展与现状31.3 PLC简介81.4 本课题的研究目的及选题背景122 带式输送机初步设计132.1 选择机型132.2 输送带选择计算132.3 输送线路的初步设计172.4 托辊的选择计算182.5 带式输送机线路阻力计算202.6 输送带的张力计算222.7 输送带强度验算262.8 牵引力及电动机功率的计算262.9 驱动装置及其布置272.10 拉紧力、拉紧行程的计算及拉紧装置的选择292.11 制动力矩的计算及制动器的选择33 2.12 减速器与联轴器的选型342.13 软启动装置的选择352.14 辅助装置36 2.15设计结论表36 3 带式输送机电控系统设计393.1 电控系统的概述393.2 电控系统设计基本要求403.3 电控系统常用保护403.4 电气系统设计414 毕业设计总结49参考文献50致谢51附录一 外文文献及翻译52附录二 钢丝绳芯输送带规格及技术参数64 1 绪论带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。应用它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。在矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中，广泛应用带式输送机。它用于水平运输或倾斜运输，使用非常方便。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、制造的周期，使它更加具有竞争力。研究本课题具有重要的意义。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。此次研究的主要问题在于系统的驱动件布置、软起动和制动问题。带式输送机向下运送物料时，其驱动电机的运行工矿有别于一般的带式输送机。由于运转上的需要，在结构上有特点，控制上有特殊要求。若制动装置设计的不合理，很容易发生飞车事故，从而造成断带、撕带等事故，给生产带来极大危害。如何实现软制动与自动张紧，逐渐向智能化、自动化、人性化方向发展，是目前带式输送机的发展方向，也是本课题的研究目的和意义所在。相信随着课题的不断深入，对带式输送机将会有更深入的了解，为以后的学习也能打下夯实的基础。1.1常用带式输送机类型与特点带式输送机的种类很多，常用的主要有以下几种：(1) 通用带式输送机（DT）通用带式输送机是一种固定式带式输送机。其特点是托辊安装在固定的机架上，由型钢做成的机架固定在底板或地基上，整个机身成刚性结构。因此，它广泛用于要求设备服务年限长，地基平整稳定的场合。例如，煤矿地面生产系统、洗煤厂、井下主要运输大巷、港口、发电厂等生产地点。(2) 钢绳芯带式输送机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、输送带成槽型好和寿命长等优点。但其最大缺点是因钢绳芯输送带的芯体无横丝，故横向强度低易造成纵向撕带。(3) 吊挂式带式输送机吊挂式带式输送机是一种将其机架用钢丝绳或铁链吊挂在顶板上的带式输送机。机架可以采用钢丝绳或型钢材，托辊组可以是绞接或固定支承。它通常用于底板或地基起伏不稳定，服务时间较短的场合。如煤矿井下采区上、下山，顺槽和集中运输巷。(4) 可伸缩带式输送机可伸缩带式输送机的输送长度可以根据工作的需要随时缩短或加长。这是为满足煤矿井下综采工作面顺槽输送要求而设计的。(5) 移动带式输送机（DY）移动带式输送机是一种按整机设计并且整机可在不同地点使用的带式输送机。按移动的方式不同又可分为移动式与携带式带式输送机。前者式靠轮子、履带或滑撬移动的带式输送机；后者是可用人力或机械从一个位置抬到另一个位置的带式输送机。主要用作短距离输送或转载。如煤场、码头、仓库等场所。(6) 弯曲带式输送机弯曲带式输送机是一种在输送线路上可变向的带式输送机。该种输送机适用于煤矿井下弯曲巷道和地面越野输送。(7) 线摩擦带式输送机在带式输送机某位置的输送带下面加装一台或几台短的带式输送机，主带借助重力或弹性力压在辅机的带子上，辅带可以靠摩擦力驱动主带，这样主带张力便可以大大降低而实现低强度带完成长距离或大运量输送。(8) 大倾角带式输送机普通带式输送机的输送倾角超过临界角度时，物料将沿输送带下滑。大倾角带式输送机可以减小输送距离、降低巷道开拓量，减少设备投资。在露天矿它可以直接安装在非工作边坡，节省大量土方工程和投资。(9) 钢绳牵引带式输送机（DS）钢绳牵引带式输送机从1951年起在许多国家得到应用。它的优点在于牵引体与承载体是分开的，可以跨越长距离和大高差。但缺点是输送带成槽性差，影响输送截面积，钢丝绳裸露在外，不易防腐蚀，维护费用高。因此，国外一些国家不提倡使用。(10) 圆管式带式输送机圆管式带式输送机是用托辊把输送带逼成管形，物料形成封闭运输，减少了环境污染，并能任意转变和提高输送倾角。它适用于有环保要求或物料不受外界环境影响的场合，如水泥、粉煤、谷物等物料的输送。1.2 国内外带式输送机的发展与现状1.2.1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。目前，在煤矿井下使用的带式输送机，其关键技术与装备有以下几个特点： (1) 设备大型化。其主要技术参数与装备均向着大型化发展，以满足年产300-500万吨以上高产高效集约化生产的需要。 (2) 应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术，采用大功率软起动与自动张紧技术，对输送机进行动态监测与监控，大大地降低了输送带的动张力，设备运行性能好，运输效率高。 (3) 采用多机驱动与中间驱动及其功率平衡、输送机变向运行等技术，使输送机单机运行长度在理论上已有受限制，并确保了输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。 (4) 新型、高可靠性关键元部件技术。如包含CST等在内的各种先进的大功率驱动装置与调速装置、高寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高效贮带装置、快速自移机尾等。如英国FSW生产的FSW1200/（2-3）400（600）工作面顺槽带式输送机就采用了液粘差速或变频调速装置，运输能力达3000 t/h以上，它的机尾与新型转载机（如美国久益公司生产的S500E）配套，可随工作面推移而自动快速自移、人工作业少、生产效率高。 1.2.2 国内带式输送机发展的现状在引进、消化、合作研究的基础上，目前已经能够独立设计、制造大型带式输送机。我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。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。1.2.3大型带式输送机的关键核心技术上的差距 (1) 带式输送机动态分析与监测技术 长距离、大功率带式输送机的技术关键是动态设计与监测。它是制约大型带式输送机发展的核心技术。目前我国用刚性理论来分析研究带式输送机并制订计算方法和设计规范，设计中对输送带使用了很高的安全系数(一般取n=10左右)，与实际情况相差较远。实际上输送带是粘弹性体，长距离带式输送机其输送带对驱动装置的起、制动力的动态响应是一个非常复杂的过程，而不能简单地用刚体力学来解释和计算。已开发了带式输送机动态设计方法和应用软件，在大型输送机上对输送机的动张力进行动态分析与动态监测，降低输送带的安全系数，大大延长使用寿命，确保了输送机运行的可靠性，从而使大型带式输送机的设计达到了最高水平(输送带安全系数n=5-6)，并使输送机的设备成本尤其是输送带成本大为降低。 (2) 可靠的可控软起动技术与功率均衡技术 长距离大运量带式输送机由于功率大、距离长且多机驱动，必须采用软起动方式来降低输送机的动张力，特别是多电机驱动时。为了减少对电网的冲击软起动时应有分时慢速起动;解决承载带与驱动带的带速同步问题及输送带涌浪现象，减少对元部件的冲击。由于制造误差及电机特性误差，各驱动点的功率会出现不均衡，一旦某个电机功率过大将会引起烧电机事故，因此，各电机之间的功率平衡应加以控制并提高平衡精度。国内已大量应用调速型液力偶合器来实现输送机的软起动与功率平衡，解决了长距离带式输送机的起动与功率平衡及同步性问题。但其调节精度及可靠性与国外相比还有一定差距。此外，长距离大功率带式输送机除了要求一个运煤带速外，还需要一个验带的带速，调速型液力偶合器虽然实现软启动与功率平衡，但还需研制适合长距离的无级液力调速装置。当单机功率大于500kW时，可控CST软起动显示出优越性。由于可控软起动是将行星齿轮减速器的内齿圈与湿式摩擦离合器组合而成(即粘性传动)。通过比例阀及控制系统来实现软起动与功率平衡，其调节精度可达98%以上。但价格昂贵，急需国产化。1.2.4煤矿带式输送机技术的发展趋势(1) 设备大型化、提高运输能力 为了适应高产高效集约化生产的需要，带式输送机的输送能力要加大。长距离、高带速、大运量、大功率是今后发展的必然趋势，也是高产高效矿井运输技术的发展方向。随着高产高效工作面的出现及煤炭科技的不时发展，原有的可伸缩带式输送机，无论是主参数，还是运行性能都难以适应高产高效工作面的要求，煤矿现场急需主参数更大、技术更先进、性能更可靠的长距离、大运量、大功率顺槽可伸缩带式输送机，以提高我国带式输送机技术的设计水平，填补国内空白，接近并赶上国际先进工业国的技术水平。其包含 7 个方面的关键技术：带式输送机动态分析与监控技术；软起动与功率平衡技术；中间驱动技术；自动张紧技术；新型高寿命高速托辊技术；快速自移机尾技术；高效储带技术。(2) 提高元部件性能和可靠性 设备开机率的高与低主要取决于元部件的性能和可靠性。除了进一步完善和提高现有元部件的性能和可靠性，还要不断地开发研究新的技术和元部件，如高性能可控软起动技术、动态分析与监控技术、高效贮带装置、快速自移机尾、高速托辊等，使带式输送机的性能得到进一步提高。(3) 扩大功能，一机多用化 拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用，使其发挥最大的经济效益。开发特殊型带式输送机，如弯曲带式输送机、大倾角或垂直提升输送机等。1.2.5技术性能上差距 我国带式输送机的主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需要，尤其是顺槽可伸缩带式输送机的关键元部件及其功能如自移机尾、高效储带与张紧装置等与国外有着很大差距。(1) 装机功率 我国工作面顺槽可伸缩带式输送机最大装机功率为4250kW，国外产品可达4970kW，国产带式输送机的装机功率约为国外产品的30%-40%，固定带式输送机的装机功率相差更大。 (2) 运输能力 我国带式输送机最大运量为3000t/h，国外已达5500t/h。 (3) 最大输送带宽度 我国带式输送机为1400mm，国外最大为1830mm。 (4) 带速 由于受托辊转速的限制，我国带式输送机带速为4m/s，国外为5m/s以上。 (5) 工作面顺槽运输长度 我国为3000m，国外为7300m。 (6) 自移机尾 随着高产高效工作面的不断出现，要求顺槽可伸缩带式输送机机尾随着工作面的快速推进而快速自移。国内自移机尾主要依赖进口，主要有两种:随转载机一起移动的由英国LONGWALL公司生产的自移机尾装置。德国DBT公司生产的自移机尾装置。前者只有一个推进油缸，后者则有两个推进油缸。LONGWALL公司生产的自移机尾用于在国内带宽1.2m的输送机上，缺点是自移机尾输送带的跑偏量太小，纠偏能力弱，刚性差。德国生产的自移机尾在国内使用效果优于前者，水平、垂直两个方向均有调偏油缸，纠偏能力强。因此，前者还需完善，后者则需研制。但对自移机尾的要求是共同的，既要满足输送机正常工作时防滑的要求，又要满足在输送机不停机的情况下实现快速自移。 (7) 高效储带与张紧装置 我国采用封闭式储带结构和绞车张紧为主，张紧小车易脱轨，输送带易跑偏，输送带伸缩时，托辊小车不自移，需人工推移，检修麻烦。国外采用结构先进的开放式储带装置和高精度的大扭矩、大行程自动张紧设备，托辊小车能自动随输送带伸缩到位。输送带不易跑偏，不会出现脱轨现象。1.3 PLC简介PLC是可编程控制器（Programmable logical controller）缩写，与20世纪70年代诞生于美国，是计算机与继电器接触控制技术相结合的产物。PLC具有逻辑控制、定时、计数等功能，并取代了继电器-接触器控制，采用了计算机存储程序和顺序执行的原理，也是靠存储程序、执行指令进行信息处理，实现输入到输出的变换。PLC编程语言采用直观的类似继电器-接触器控制电路图的梯形语言，它的目的是用以控制各种类型机械或生产过程。所以从实质讲PLC是一台工业环境应用的满足实时控制要求的专用计算机。与普通计算机所不同的主要是：(1) 没有键盘，代之为一个个输出电路，并用其获取控制命令或现场信号。同时，此输入电路具有滤波能力，与内部电路是电隔离的，但可通过光耦合建立联系；(2) 没有显示器，代之为一个个输出电路，并用其产生控制输出。由于此电路具有驱动功能，故可以驱动一般的工业控制元器件，如电磁阀、接触器等。同时，此电路与内部电路也是电隔离的，用光或磁偶合建立联系。(3) 没有有硬盘，只有内存。但可配备存储卡，为程序与数据建立备份；(4) 配置有外设或通信接口，可用以编程或下载程序、监控及联网通信；(5) 结构为模块化，体积小，安装方便，比较坚固，具有很强的抗干扰、抗冲击、抗震动特性。按结构特点分可分为箱体式的PLC和模块式PLC。箱体式的PLC把电源、CPU、内存、I/O系统都集成在一个小箱体内，一个主机箱就是一台完整的PLC，就可以实现控制。微型机、小型机多为箱体式。模块式PLC是由不同功能的模块组成，包括CPU模块、输入输出模块、电源模块、通信模块、机架等。超大、大型机多采用模块式。PLC有丰富的指令系统，有各种各样的I/O接口、通信接口，有大容量的可靠的操作系统，因而具有丰富的功能，如：(1) 信号采集功能：可采用开关信号、模拟信号及脉冲信号。(2) 输出控制功能：可控制输出开关信号、模拟信号及脉冲（脉冲链或脉宽可调制的脉冲）信号。(3) 逻辑处理功能：可进行各种位、字节、字、双字逻辑运算(4) 数据运算功能：可进行各种字、双字整数运算，有的还可以进行浮点运算。(5) 定时功能：可进行延时或定时控制，时间可精确到毫秒。有的还有内置实时时钟。 (6) 计数功能：可进行计数，高速计数频率可高达几百赫兹。(7) 中断处理功能：可实现种种内外中断，以提高对输入的响应速度与精度。(8) 程序与数据存储功能：可存储系统设定、程序及数据，并可保证这些数据在掉电时不丢失。除此外，还有联网通信、自检测、自诊断等功能。可见，丰富的功能使PLC得到广泛应用，也为工业系统的自动化、远程化、信息化及智能化创造了条件。衡量PLC的性能的指标有两种：一般指标与特定指标。一般指标规定一些PLC的使用条件。如PLC的保存与使用温度、湿度、大气气氛，耐电压及绝缘指标，抗干扰指标，抗机械振动、冲击指标等。特定指标规定一些具体型号PLC的具体性能。如某型CPU模块。则要指出它的工作方式。指令条数、类型、执行一条指令的时间，可处理的输入、输出点数，内部器件的类型、数量，工作电源类型、电压允许的波动范围等。从整体看可分为以下几方面：(1) 工作速度 PLC的指令不同，执行的时间也不同，但大体都有相同的指令，所以用执行一条基本指令的时间来体现这个速度。PLC的工作速度高在允许的扫描周期内，可增加运行指令的条数，提高处理数据的能力。(2) 控制规模 控制规模体现了控制能力，是对PLC其它性能指标起着制约作用的指标；是高低档PLC主要区别，也是PLC划分为微、小、中、大和特大型机的唯一依据。控制规模与多方面因素有关，如工作速度，内存区的大小，输入输出电路的数量以及PLC指令系统都是影响控制规模的因素。(3) 组成模块 组成PLC的模块是PLC的硬件基础，反映了PLC的控制能力。模块的类型越多，规格越齐全，功能性越强，性能越好，PLC越容易配置成各式各样的系统以满足各种不同的需要。(4) 内存容量 PLC内存有系统用内存与用户内存，系统内存要存储监控程序，提供内部器件及参数的设定；用户内存用于存储用户程序。内存越大，内部器件种类越多，数量越多，越便于PLC的进行各种控制与数据处理。可见，常用内部器件种类机器数量与可能提供的用户程序容量代表PLC内存的大小。(5) 指令系统 具有多少指令，各条指令又有什么功能，是了解与使用PLC的重要方面。PLC的指令越多，功能也越来越强大。除了以上是主要的衡量PLC的指标，PLC编程支持软件、为保证PLC正常工作采取的可靠措施以、PLC的联网能力和经济指标都可以作为衡量PLC性能的指标。与其他控制器相比，PLC在工业生产中得到了广泛应用，主要因为PLC具有以下主要特性：(l) 具有高可靠性。所有输入输出电路均采用光电隔离；各FO端子除了采用常规模拟量滤波外，还有数字滤波；内部采用电磁屏蔽，防止辐射干扰；每次扫描都对程序进行检查和校验，一旦程序出错立即报警并停止运行。(2) 编程方便，易于使用。PLC采用与实际电路接线图非常接近的梯形图，易懂易编，编程工作集中到了设计思想的本身而不是如何实现设计思想。从硬件方面说，使用可编程控制器，无论是接线、配置都及其方便。(3) 环境要求低，适用于恶劣的工业环境，且不需要特殊维护。(4) 与其它装置配置连接方便。PLC的接口原则是使用外部接线，电平转换尽量少。对于开关量，输入可以是无源触点开关或集电极晶体管输出；输出有继电器、可控硅、晶体管等不同的形式。对于模拟量，只要模拟量信号电平在一定的范围内(士10或4-20MA)，就可以按要求直接接入。对于数据通信，只需要RS232或RS422接口即可。(5) 体积小，重量轻，功耗低。PLC主要由CPU、A/D模块、D/A模块和I/O输入输出模块组成。CPU是PLC的“大脑”，它读入输入模块的状态，根据己存入的用户逻辑进行判断，然后控制输出模块驱动控制对象。A/D模块用来把电流、带速、电机转速的模拟量信号转换成CPU接收的数字量，D/A模块把数字量信号转换为模拟量信号经放大后对电液比例阀进行控制。1.4 本课题的研究目的及选题背景带式输送机已成为整个生产环节中的重要设备之一。结构先进，适应性强，阻力小、寿命长、维修方便、保护装置齐全是带式输送机显著的特点。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，使它更加具有竞争力。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。此次研究的主要问题在于系统的驱动件布置、软起动和制动问题。带式输送机向下运送物料时，其驱动电机的运行工矿有别于一般的带式输送机。由于运转上的需要，在结构上有特点，控制上有特殊要求。若制动装置设计的不合理，很容易发生飞车事故，从而造成断带、撕带等事故，是目前带式输送机的发展方向，也是本课题的研究目的和意义所在。2带式输送机的初步设计2.1 选择机型带式输送机的选型设计有两种，一种是成套设备（又称专用设备）的选用，这只需要验算设备用于具体条件的可能性，另一种是通用设备的选用，需要通过计算选择各组成部件，最后组合成适用于具体条件下的带式输送机。原始资料:运行方式：下运 输送量：800t/h, 输送机长度：1000m, 输送倾角：-15, 软启动（制动）方式：盘闸，最大块度：300mm供电电压：660/1140v，带速：2.5m/s, 来料点位置：上部，使用环境：矿井下。2.2 输送带类型的选择计算 输送带在带式输送机中既是承载机构又是牵引机构，它不仅需要足够的强度，而且还应具有耐磨性等要求，如井下用的输送带还必须具有阻燃的特性。2.2.1 输送带运行速度的选择 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应小（3）下运相对于上运带式输送机带速低（4）粒度大、磨琢性大、易粉碎和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2.5ms，采用犁式卸料器卸料时，带速不宜超过2 ms（6）输送成件物料时，带速不宜超过1.25 ms。与物料有关的常用带速，可按下表选取。 表2.1 物料特性带宽B（毫米）500，560800，10001200，1400带速v（米秒）磨琢性小，品质不会因粉化而降低；如：原煤、泥土、砂、原盐等0.8-2.51.0-3.151.5-5.0中等磨琢性，中小粒度（150mm以下）的物料；如矿石、石渣、钢渣等0.8-2.01.0-2.51.0-4.0磨琢性大，粒度大（350mm以下）大块物料；如如矿石、石渣、钢渣等0.8-1.61.0-2.01.0-3.15磨琢性大，易碎的物料；如烧结矿、焦炭等0.8-1.60.8-2.00.8-2.0磨琢性小，品质会因粉化而降低；如谷物、化肥、无烟煤等0.8-2.00.8-2.50.8-3.15常用带速系列值如下：0.8，1.0，1.25，1.6，2.0，2.5，3.15，4，4.5，5.0，5.6，6.5根据上表初步选定带速为2.5 ms2.2.2 带宽的确定（1）满足设计运输能力的带宽B1 B1= (式2-1) =0.88m式中 Q设计运输能力，t/h; Km物料断面系数，见表1； v 输送带运行速度，m/s; 物料的散状密度，t/; Cm倾角系数，见表2.2。 表2.2 物料断面系数 动堆积角1020253035K槽型316385422458466平型67135172209247 表2.3 倾角系数 输送倾角035101520c10.990.950.90.8（2)满足物料块度条件的宽度对于未筛分过的物料2amax +200=2300+200=800mm，根据上列计算选取带宽B=1000mm。2.2.3输送带种类的选择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：煤矿井下必须使用阻燃输送带，并且尽量选用橡胶贴面，其次为橡塑贴面和塑料贴面的阻燃输送带；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。根据原始资料和上述选择要求，本设计选择钢丝绳芯输送带，型号是2000，其带芯强度为2000N/ mm，输送带质量为34kg/m，带厚为20mm，钢丝绳根数79。芯带采用硫化接头。 表2.4钢丝绳芯输送带参数纵向拉伸强度(N/mm)钢丝绳最大直径(mm)钢丝绳间距(mm)带厚(mm)上覆盖胶厚度(mm)下覆盖胶厚度(mm)钢丝绳根数输送带质量(kg/m)20006.012208879342.3 输送线路初步设计线路初步设计的任务是根据使用点的具体情况、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如图2.1所示 图2.1 输送机布置示意图2.4 托辊的选择计算托辊是用来支承输送带和输送带上的物料，减少输送带的运行阻力，保证输送带的垂度不超过技术规定，使输送带沿预定的方向平稳地运行。带式输送机上的主要部件是托辊，其成本占输送机总成本的25%30%，总重约占总机重量的30%40%；它是日常主要管理、维护和更换的对象。因此，它的可靠性和寿命决定着输送机的功效。托辊使用寿命短会增加输送机的维修费用；转动不灵活会增加输送机的功耗；堵转的托辊会磨损昂贵的输送带，甚至可导致矿井瓦斯、煤尘爆炸的严重事故。通常托辊的预期使用寿命大约在2-5万小时，但在恶劣的工作条件下，如煤矿井下工作，它的实际使用寿命低于预期的使用寿命。2.4.1托辊的种类托辊组是用于支撑输送带及输送带上承载的物料，保证输送带稳定运行的装置，常用的托辊组如下：（1）槽型托辊：用于承载分支输送散装物料。（2）平行托辊：用于回程分支支撑输送带。（3）缓冲托辊：安装在受料段下方，减少输送带所受冲击，延长使用寿命。（4）调心托辊：设置用于调整输送带跑偏，一般每10组可设置一组调心托辊。（5）过渡托辊：安装在滚筒与第一组托辊之间，用以降低输送带边缘因成槽延伸而产生的附加力，同时也防止输送带展平时出现的撒料现象。2.4.2托辊直径和质量的确定托辊间距的选择托辊间距的选择应考虑物料性质、输送带的重度及运行阻力等条件的影响。承载分支托辊间距可参考表2.5选取。缓冲托辊间距一般为承载托辊间距的0.3-0.5倍，约为0.3-0.6m。回程托辊间距可按2-3 m考虑或取为承载托辊间距的2倍。 表2.5 承载托辊间距参考表松散物料堆积密度t/m带宽 (mm)400500650800100012001400160020002.51.21.21.11.11.0根据上表初步选定承载托辊间距1.2m，回城托辊间距为2.4m。（1）静载荷，承载分支托辊： P0=0 (式2-2) = =1156N0承载分支托辊间距，m；辊子载荷系数；v带速，m/s；qB每米输送带质量，kg/m；Im输送能力，kg/s。回城分支托辊： = =639.7N（2）动载计算 承载分支托辊： (式2-3)回城分支托辊：-运行系数；-冲击系数；-工矿系数。本设计的带式输送机的带宽=1000mm，堆积密度=1 t/m，经查表可知选托辊直径D=108mm,承载分支托辊间距=1.2 m，其托辊质量=17kg （冲压座），根据DT手册查的承载托辊选择35槽型托辊，图号DT04C0132。回程托辊间距=2.4m，其托辊回转部分质量=15kg（冲压座），根据DT手册回程托辊选择平行下托辊，图号DT04C2123。因此，可求出托辊旋转部分线质量：承载托辊旋转部分线质量为： =14.2kg/m （式2-5）回程托辊旋转部分线质量为：kg/m （式2-6）另外，在输送机的前后各加一个10过渡托辊，图号为DT100C511，一个20过渡托辊，图号为DT100C512。2.5 带式输送机线阻力计算2.5.1 基本参数的计算（1）输送带线质量根据DT手册表4-2钢丝绳芯输送带规格及技术参数查得kg/m。（2）物料线质量已知设计运输能力=800t/h，输送带运行速度=2.5m/s时，物料线质量kg/m（3）托辊旋转部分线质量承载托辊安装在有载分支上，以支承输送带与物料。在生产实践中要求它能根据所输送物料性质的不同，使输送带的承载断面的形状有相应的变化。例如，运送散状物料，为了提高生产率和防止物料的撒落，通常采用槽形托辊，槽形托辊一般由3个或3个以上托辊组成。目前普通槽形托辊的成槽角均为35，托辊之间成铰接或固支。本设计采用35槽型托辊。回程托辊安装在空载分支上，以支承输送带。通常采用平行托辊大型输送机有时采用V形回程托辊。本设计为平行托辊。缓冲托辊大多安装在输送机的装载点上，以减轻物料对输送带的冲击。在运输沉重的大块物料的情况下，有时也需沿输送机全线设置缓冲托辊。通常缓冲托辊有弹簧钢板式和橡胶圈式两种。头部滚筒或尾部滚筒距第一组槽形托辊的距离s按下式计算： 式中 滚筒与第一组托辊之间的距离，m； 托辊的成槽角，rad； 输送带宽度，m。经计算可知，带式输送机的尾部滚筒距第一组槽形托辊的距离： =2.673521/360=1.63m (式2-4) （槽型托辊成槽角=35；=1m）；头部滚筒距第一组槽形托辊的距离：=2.673521/360=1.63m （槽形托辊成槽角=35；=1m）。2.5.2 线路阻力计算线路阻力（输送带运行阻力）包括直线阻力和弯曲阻力。弯曲阻力一般考虑阻力系数K（K=1.03-1.07）。除基本阻力外，还受局部阻力，包括物料在装载点加速时与输送带之间的摩擦阻力简称物料加速阻力；装载点的导料槽摩擦阻力；清扫装置的摩擦阻力；中间卸料装置的阻力等。 一般情况下，承载分支运行阻力 (式2-7) = =-273007.8N回程分支运行阻力 (式2-8) = =95824.7N重力加速度， m/s输送长度，m输送倾角；输送带在承载分支运行的阻力系数，见表2.6输送带在回程分支运行的阻力系数，见表2.6 表2.6 输送带沿托辊运行的阻力系数1工作条件（槽形）（平行）滚动轴承含油轴承滚动轴承含油轴承清洁、干燥0.020.040.0180.034少量尘埃，正常湿度0.030.050.0250.040大量尘埃，湿度大0.040.060.0350.0562.6 输送带张力的计算 用逐点法计算输送带关键点张力： 图2.2：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。 表7 传动滚筒与输送带间的摩擦系数1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按逐点张力法计算： 按垂度条件：，即输送带的张力必须保证输送带在两托辊间的垂度不超过规定值，或者满足最小张力条件对于承载分支输送带最小张力应满足： (式2-9) 对于回程分支输送带最小张力： （式2-10） 可知查表2.7可知，摩擦系数，围包角，摩擦备用系数取1.2由逐点张力法计算可得： 验算输送带在传动滚筒上不打滑的条件，即，得，由上面计算的数值可以得知满足垂度条件。； 计算输送带空载时的张力： (式2-11) = =-72609.8 =3862.4可知,由逐点张力法，可求： 验算输送带在传动滚筒上不打滑的条件，得，故满足条件。2.7 输送带强度的验算钢丝绳芯输送带 （式2-12） 式中输送带许用张力，N； Sd带芯纵向拉断强度，N/mm； 输送带宽度，mm； n输送带安全系数。硫化接头取7。 可知S1, Se 满足强度条件2.8 计算滚筒牵引力与电动机功率由于满载工作下电动机的运行状态，有可能是电动状态也可能是发电状态，所以在牵引力和功率计算上有区别。尤其应注意各种阻力的正方向和正常发电状态而空载电动状态下的功率验算。电动机备用功率一般按15%-20%考虑。传动滚筒主轴牵引力： （式2-13） =-150947N电机功率： 其