皮带机的设计论文

1、河南广播电视大学机械设计制造及其自动化(本科) 毕业论文浅谈固定式带式输送机的选型设计 姓 名： 李 克 勤学 号：20081410140518学 校：许昌电大禹州分校指导教师： 刘 海 峰目 录摘要 2一、前言 2二、工作原理 3三、基本结构 3四、固定式带式输送机选型设计计算10五、参考文献14浅谈固定式带式输送机的选型设计摘要：煤矿用带式输送机主要运输矿石、煤的设备，巷辅助运输设备，本文介绍固定式带式输送机的结构设计、工作原理、计算方法等。该装置具有宽皮带、大运量、长距离、高速度、集中控制、便于维护、和运送效率高等特点。一、 前言 矿井在建设高产高效过程中 ,在不断引进采煤、掘进新技术、

2、新工艺、新装备的同时 ,辅助运输应不断改进创新 ,以满足现代化矿井发展的需要。现代化的高产高效矿井 ,采掘机械化程度越来越高。新技术、新装备的应用 ,使工人的劳动强度越来越小 ,生产效率越来越高 ,而井下运输却滞后于矿井的发展 ,而大运量、高速度、宽皮带的带式输送机广泛的得以应用。带式输送机是以胶带、钢带、钢纤维带、塑料带和化纤带作为传送物料和牵引工作的输送机械。带式输送机自1795年发明以来，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。特别是第三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进入了一个新纪元。带式输送机的新发展方向呈现长距、大运量、

3、高速度、集中控制等特点。与其他运输设备（如机车类）相比，不仅具有长距离、大运量、连续运输的特点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中控制，经济效应十分明显。带式输送机也是煤矿最为理想的高效连续运输设备，特别是煤矿高产高效现代化大型矿井，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，该设备具有以下特点：（1） 结构简单。带式输送机的结构由传动滚筒、改向滚筒、托辊、驱动装置、输送带等几大件组成，进行标准化生产，并按需要进行组合装配，结构十分简单。（2） 输送物料范围广泛。带式输送机的输送带具有阻燃、耐酸碱、油抗磨，耐高、低温，因此能输送散料、块料，化学品和混凝土等。（3） 输送量大。

4、运量可从每小时几公斤到几千吨。（4） 运距长。 可达几千米到十几千米，中间无需转载点。（5） 对线路适应性强。（6） 装卸料十分方便。 可以根据工艺流程需要，在任何点上进行装、卸料。（7） 可靠性高。 由于结构简单，运动部件自重轻，使用寿命长。（8） 营运费低。 带式输送机磨损件仅为托辊和滚筒，输送带寿命长，自动化程度高，使用人员少，消耗机油和电力少。（9） 能耗低，效率高。 由运动部件自重轻，无效运量少，所以能耗最低，效率最高。（10） 维修费少。 带式输送机运动部件仅是托辊和滚筒，输送带又十分耐磨。（11） 应用领域广阔，市场巨大。 带式输送机用许多行业，特别煤矿每年就用一百多万台。通过调

5、查带式输送机的种类很多，煤矿用的带式输送机一般有：绳架式带式输送机，可伸缩式带式输送机，大倾角带式输送机，固定式带式输送机等。 以下主要介绍固定式带式输送机结构选型。二、 工作原理工作原理：固定式带式输送机其他带式输送机一样，是以胶带兼作牵引机构和承载机构的一种连续动作式输送机，依靠主动滚与胶带之间的摩擦力而带动胶带及带上的货物一同连续运转。装在胶带上的货载运到端部后，由于胶带的转向而卸载。三、基本结构组成带式输送机有驱动部分、张紧部分、卸载部分、中间部分、机尾、胶带、磁力开关、保护等组成。见附图1。3.1、驱动部分带式输送机的驱动装置通常通常在用户给出数据，根据张力选型，有电动机、减速机、驱

6、动架、液力耦合器、联轴器、传动滚筒、逆止器及制动器部分所组成，设计图见附图2。3.1.1 电动机功率由实际运送量、带速、输送长度和地势计算确定，一般选用防爆型电机YB型，并应符合GB3836-2000爆炸性环境用防爆电气设备。3.1.2 减速器减速器是根据电机功率、带速计算出传动比选用减速器，有JS-30、DCY、BCY等输入轴和输出轴垂直的；如果条件允许的情况下，可选用输入轴和输出轴平行的减速机,如ZDY、ZLY、ZSY。3.1.3 制动器的确定制动器一般安装：下运皮带机一定要安装；平运皮带机不安装；上运皮带机根据要求安装，一般情况下不安装。制动器是根据传动滚筒所需要的制动力来选型。制动器一

7、般有液压推杆制动器和电磁离合制动器等，一般常选用液压推杆制动器。常安装在电机和减速机之间。 3. 1.4 逆止器的选用 根据计算逆止力来选用逆止器。逆止器一般情况下用接触式和非接触式两种，接触式逆止器安装在减速机低速轴上和传动滚筒轴上，具有制动力矩大、传力可靠、解脱容易、安装方便的优点；非接触式逆止器安装在减速机的高速轴上，逆止力大、可靠性高、安装方便等特点。3.1.5 传动机架(驱动架)传动机架有机架、大底架、电机底架组成，它们有型钢组焊而成。机架放在大底架上，传动滚筒放在机架上，电机机架与大底架连在一起，电机和减速机放在电机底架上，3.1.6 液力耦合器液力耦合器置于驱动装置好带式输送机的

8、减速器之间，它具有一般联轴器所没有的功能，将变速调节力矩转换和制动三者的功能集于一身，而且还有软启动和过载保护功能。目前，我国生产的液力耦合器有标准型、限距型（安全型）和调速型三种。带式输送机广泛用于限距型和调速型，而后者广泛用于主动控制中。带式输送机使用液力耦合器的好处：（1）改善启动性（2）满载启动时，可利用电动机的启动力矩（3）过载保护可靠（4）节约能耗（5）可以通过液力联轴器的油量使中间摩擦式和多驱动式带式输送机的各电机平衡（6）中间摩擦式带式输送机为多点驱动工作方式（7）使用调速液力联轴器可实现无极调速，以减轻振动。3.1.7 传动滚筒传动滚筒是传递带式输送机功率的圆柱形体筒，与驱动

9、架相联，是带式输送机最重要的部分件，驱动功率的大小往往取决于表面同输送带的摩擦系数和输送带在该滚筒上的包角。传动滚筒的表面一般为铸胶的。传动滚筒的直径的选择根据带式输送机的带速和减速机的传动比来决定的。其公式V=×D×n/60i导出D=60i×v/(×n)。其中D为滚筒的直径，i为减速机的传动比，v为带速输送机的带速，n为电机的转速。 3.2 张紧部分张紧部分一般有张紧架、张紧滚筒、换向滚筒、导轨和张紧装置。导轨固定在张紧架上，张紧滚筒装在导轨上，换向滚筒固定在机架上。张紧滚筒通过张紧装置来张紧皮带，而换向滚筒用来改变皮带的方向。3.2.1 承担转矩，结

10、构比较简单，起改变皮带的方向。3.2.2 拉紧装置输送带是橡胶和纤维织品两者复合而成的织品，在应用中的重锤拉紧装置，在运行一段时间后，重锤后自动下降一段距离，使输送带变长。这说明输送带发生了蠕变，在启动、制动过程中也会发生蠕变现象。此时拉紧装置就必须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转必不可缺少的重要部件，它的功能有：(1) 使输送带在传动滚筒上形成正压力，靠摩擦力将传动滚筒的圆周力传递出来。（2） 限制输送带在托辊间的垂度，防止输送带在托辊间距内过分松弛而散失槽型，引起物料好输送带跑偏，增加运行阻力。（3） 补偿输送带的弹性伸长好线粘性伸长。（4） 为重连接接头

11、提供必要的行程。（5） 在长距离带式输送机中，拉紧装置对其拉紧力产生重大影响。固定式带式皮带机拉紧装置一般有螺旋拉紧装置；垂直重锤拉紧装置；车式拉紧装置；绞车拉紧装置；蜗轮蜗杆张紧装置等。3.2.2.1 螺旋拉紧装置螺旋拉紧装置一般装在机尾滚筒处，直接拉紧皮带，拉紧滚筒的轴承座安装在活动架上，活动架可在导轨上滑动。当螺旋螺杆时使活动架上的螺母同活动架一起前进或后退，达到拉紧或放松的目的。它的特点是结构简单，拉紧行程较小，拉紧最大距离为1m,只适应于短距离的输送机，一般用于机长在30m-80m以内。3.2.2.2 重锤拉紧装置重锤拉紧装置是结构最简单，应用范围最广泛的拉紧装置。它是保持张紧力不变

12、的拉紧装置。在重锤的作用下，这种拉紧装置可以产生位移以吸收输送带的弹性伸长和永久伸长。提供设备需要的最大张紧力，并保证输送带的最大张紧行程。3.2.2.3 车式拉紧装置车式拉紧装置动作灵活，占地面积少，一般用绞车拉紧。3.2.2.4 蜗轮卷筒张紧装置蜗轮蜗杆传动比大，机构紧凑，传动平稳，具有自锁性；结构简单，便于安装。因此，大多数带式输送机使用蜗轮卷筒张紧装置。蜗轮装置是通过钢丝绳拉紧张紧滚筒来张紧皮带。本设计选用的张紧装置是蜗轮卷筒张紧装置。3.3 卸载部分卸载部分一般在机头，有卸载架、载滚筒和机头清扫器组成。卸载架有成型钢组成的，卸载滚筒放在卸载架上，清扫器安装在卸载架上，清扫器的刮板紧贴

13、在卸载滚筒上。一般情况下，电机正传时，也就是正拉，煤从卸载滚筒上落下，卸载部分放在传动部分前边。用户要求倒拉时，卸载部分放在传动部分后边。3.4 中间部分中间部分是连接机头和机尾的部分，主要有“H”架、纵梁和三联辊和下托辊。占带式输送机长度的主要部分，“H”架固定在底板上，纵梁放在“H”架上，三联辊放在横梁上，长托辊放在“H”部。有的中间部分根据设计和用户的要求，中间部分是有支腿、纵横梁和长托辊和三个短托辊组成的。3.5 机尾和清扫器3.5.1 机尾机尾主要有机尾架机尾滚筒机尾护照和机尾清扫器等组成的。机尾架是机尾的主要组成部分，机尾滚筒装在机尾架上，机尾罩装在机尾滚筒上，机尾清扫器是清扫皮带

14、上的碎煤。3.5.2 清扫器清扫器是带式输送机输送散状物料时必须装备的部件，是清扫输送带有粘性物质，以防一部分会粘在输送带的工作面上，在卸料时不能卸掉，粘者物料进入托辊和滚筒，托辊和滚筒运转不灵活，使皮带跑偏，增加皮带的磨损，因此造成严重的后果。固定式带式输送机用的清扫器有头部清扫器和空段清扫器。3.5.2.1 头部清扫器头部清扫器装设于输送机头部卸载滚筒处，用以清扫输送带工作面上粘附的物料。头部清扫器一般分为两种型式，重锤刮板清扫器和硬质合金重锤刮板式清扫器。着重介绍重锤刮板清扫器。重锤刮板清扫器是本设计用的清扫器。重锤刮板清扫器是采用重锤杠杆是清扫刮板紧贴输送带，更适于输送磨蚀性小、较干燥

15、和不易粘附到输送带上的物料的输送机使用。3.5.2.2 空段清扫器（机尾清扫器）空段清扫器用于清除落在输送带下分支非工作面上的杂物以保护机尾滚筒和输送带。机尾清扫器常用空段清扫器，空段清扫器安装在机尾滚筒前。安装时，需使清扫器刮板的犁尖对着输送带运动方向，以便将杂物刮到输送机两侧的地面上。3.6 QBZ矿用隔爆型真空电磁起动器此起动器适用于具有爆炸性危险气体，（甲烷混合气体）和煤尘的煤矿井下，在交流电50HZ、电压660V、380V供电中，用于远距离控制相应频率和电压的矿用隔爆三相鼠笼型感应电动机起动、停止和反转或就地停止之用。起动器的换向开关具有一定的分断能力；还具有过载、短路、断相、失压和

16、漏电闭锁等保护功能。起动器电系统特别使用于频繁操作、重载荷的煤矿机械设备中。电磁起动器的种类好多，如QBZ80/660(380)N、QBZ120/660(380)等，使用于地面和井下。本设计选用的为QBZ80/660(380)N电磁起动器。3.7 矿用带式输送机保护装置3.7.1 概述带式输送机保护装置，它采用先进微计算机和传感技术，实现对带式输送机全面监控和保护。可以直接指示出急停开关和跑偏传感器的故障位置，具有很高的先进性和实用性。实现低速、打滑、断带、煤位、跑偏、急停、撕裂、温度、烟雾、张力等多种功能的监控和保护。3.7.2 显示窗口功能显示“主、付电机，各种故障（急停、跑偏、烟雾、速度

17、、堆煤、撕裂、张力等）。3.7.3 按钮电控箱正面有“起车”、“停止” 、“通话”和“打点”四个按钮。“起车” 、“停止”可控制皮带机的起动和停止。“通话”、“打点”可以实现沿线设备间的对讲和信号通信。电控箱侧面设有：“确定”、“退出”、“位移”和“增加”按钮。根据汉字液晶显示器的菜单提示，可对电控箱的运行参数进行设定。3.7.4 工作原理 它的核心是一个微控制器MCU（单片机），为了显示和参数设置方便直观。在单片机外围扩展由液晶显示器为主的显示电路，可有汉字显示运行状态、故障种类、设定的参数等。为了保证设置的参数及信息在停电是不丢失，采用了非易失存储器来保存这些参数。用合成语言电路对运行状态

18、和故障沿线播放。对故障的急停、跑偏传感器可以将其定位编号，以便在故障报警时指出故障位置。3.7.5 保护装置特性和功能 保护装置具有集中控制和单机控制两种方式。集中控制时具有连锁功能，即某一台停机时，向其他煤的皮带机停机；具有逆煤延时顺序起车功能，延时时间为10秒±5秒。在手动控制下，配接开停传感器可实现顺煤流延时顺序起停车。无论在集中控制方式或手动方式下，有起车延时功能、语言报警功能、故障停车保护功能、保障显示功能、故障语言报警功能、故障自锁功能、全县系统状态对位显示功能，全线联系及对讲功能。7.3.6 各种保护功能（1） 速度保护 ：当皮带机运行时，从动滚筒安全不转，连续超过5-

19、10S时，低速故障报警信号延时保持2S±1S。（2） 堆煤保护 ：当媒位传感器的导杆偏离中心线450±50时，延时13秒，实现故障保护停车。（3） 跑偏保护 ：当跑偏传感器的导杆偏离中心线150±50时，经延时10S±5S，实现故障保护停车。（4） 烟雾保护 ：当产生烟雾时，烟雾传感器将次信号送给主机即实现烟雾保护。（5） 温度保护 ：当监测点温度超过温度传感器的设定温度时（+800C），立刻实现温度故障保护。（6） 沿线紧急停车保护 ：当沿线的某一紧急停车开关被接通时，立即实现停车保护功能。（7） 撕带保护 ：当运输带撕裂时，撕带传感器把电信号传给主机

20、，主机立即实现停车保护功能。 各种故障在保护装置是均有相应的指示，同时发出语音报警。保护后均障自锁状态，并发出相应的语音报警。四 固定式带式输送机的选型计算（一）、已知技术参数：1、输入物料：原煤2、 物料堆积容重：1t/m33、 输送物料堆积角：20°4、 输送物料最大块度：Xmax=0.3m5、 输送量：Q300t/h6、 输送长度：L=200m7、 输送倾角：6°8、 工作环境与装载点：输送机用于煤矿井下，工作条件一般，装载点在机尾处（一般布置方式）。(二)、 计算依据及引用标准 MT/T4671996 煤矿用带式输送机设计计算 MT/T4141995 煤矿用带式输送

21、机基本参数和尺寸(三)、 主要参数确定1、 带速按MT/T4141995中的速度系列，选用带速v=1.6m/s2、 按输送量计算初选带宽 B0.8m根据MT/T4671996，表2和表3，倾斜系数取Cst0.98，装料断面系数K363（用等长三托辊组，成槽角30°）。 按式3：B（Q/KCst）-2=（300/363×1×1.6×0.98）-2=0.72(m)3、 按输送物料块度验算按式4：B2Xmax+0.2=2×0.3+0.2=0.8m因此，选用标准系列带宽 B0.8m.4、 输送带预选整体带芯输送带规格为PVG680s输送带额定拉断力Sn

22、0.75×106N带芯厚度 =0.007m输送带单位长度的质量q0=10.6kg/m5、 托滚选用托滚直径 89mm承载分支三托滚组转动部分质量Gtz=14kg承载托滚组间距 Ltz1.5m回空托辊组转动部分质量 Gtk12回空托辊组间距 Ltk3m承载、回空托辊转动部分单位长度的质量：按式8：qt=Gtz/Ltz+ Gtk/Ltk=14/1.5+12/3=13.33(kg/m)(四)、 传动滚筒圆周力和轴功率计算输送机布置示意图如图1所示： 1、 圆周力计算根据8.1规定，传动滚筒圆周力可根据经验公式计算：输送物料单位长度的质量按式9：q=Q/3.6v300/3.6×1.

23、652.08（kg/m） 查表4、表5：运行阻力系数取f=0.03 附加阻力系数：CN=1.45 按式24：FCNfLgqt+(2 q0+q)cos+gqH=1.45×0.03×200×9.8×13.33+(2×10.6+52.08)×cos6° +9.8×52.08×200×sin6° =18020.07(N)2、 轴功率计算按式25：P103FV=103×18020.07×1.6=28.83（kw） 3、 电动机功率确定驱动系统采用双滚筒双电机传动方式，每套驱动装置由电动机调速型液力偶合器、减速器、逆止器等组成。