带式输送机课程设计

1、带式输送机课程设计 学院： 机械与动力工程学院 班级： 姓名： * 学号： 321204010* 指导老师：张小明 日期: 2014年3月11日 目录1前言.12带式输送机概述.12.1 带式输送机的特点和应用.12.2 带式输送机的分类.22.3 各种带式输送机的特点.22.4 带式输送机在国内外的发展状况.33带式输送机的设计计算.34输送带宽度选择（胶带选型）.44.1 输送机带速V及带宽B的确定.44.2根据煤块粒度大小要求核算输送机的带宽.65运行阻力与输送带张力计算.75.1各特性点张力计算.75.2 验证皮带是否会出现打滑现象.106输送带强度验算.107电动机功率确定.127.

2、1圆周驱动力的计算.127.2传动功率计算.17参考文献.19- 19 -1. 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。特别是近几年，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

3、一步推广。DTII固定式带式输送机具有输送量大、输送距离长、输送平稳，物料与输送带没有相对运动，噪音较小，结构简单、维修方便、能量消耗少、部件标准化等优点，因而广泛应用于采矿、冶金、化工、铸造、建材等行业的输送和生产流水线以及水电站建设工地和港口等生产部门，用来输送松散物料或成件物品。固定带式输送机，矿用带式输送机可在环境温度20至40范围内使用，输送物料的温度在50以下. 选择DTII型带式输送机这种通用机械的设计作为这次毕业设计选择题目，能培养我们独立解决工程实际问题的能力，这次毕业设计是对对所学基本理论和专业知识的一次综合运用，同时也使设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练。2. 带式输

4、送机概述2.1 带式输送机的特点和应用带式输送机是用连续运动的无端输送带输送货物的机械，俗称皮带机。输送带根据摩擦传动原理而运动，既是承载货物的构件，也是传递牵引力的构件。通用带式输送机包括普通型带式输送机和高强度型钢绳芯带式输送机。目前我国已编制了统一的“DTII型固定式输送机”新系列，包括原通用型和高强度型二大系列产品。带式输送机的输送能力大、输送距离长、结构简单、工作可靠、操作管理简单、能量消耗小，因而广泛应用于采矿、冶金、化工、铸造、建材等大行业的输送和生产流水线以及水电站建设工地和港口等大宗散货的输送装卸作业中，在许多应用场合下，它是非标机械的重要组成部分。通用带式输送机适用于在水平

5、或对水平成小倾角的方向输送堆积角为的各种疏散及小型件货，运送粉末物料时容易扬尘，需采取防尘措施。为了更好的适应不同的工作条件和要求，近年来出现了一些新型的特种带式输送机，如波纹挡板带式输送机、双带输送机、气垫带式输送机、中间带驱动带式输送机、管型带式输送机等。它们之中，有的可在大倾角或垂直方向上输送物料，有的在输送段呈管型，避免扬尘，展现了良好的应用前景。2.2 带式输送机的分类带式输送机分类方法有多种，按运输物料的输送带结构可分成两类，一类是普通型带式输送机，这类带式输送机在输送带运输物料的过程中，上带呈槽形，下带呈平形，输送带有托辊托起，输送带外表几何形状均为平面；另外一类是特种结构的带式

6、输送机，各有各的输送特点。其简介如下表：带式输送机的分类带式输送机普通型特种结构型 DTII型固定式、QD80轻型固定式、DX型钢绳芯型、U型带式输送机管型、气垫、波状挡边型、刚生牵引型压带式输送机、其他类型2.3 各种带式输送机的特点（1）QD80轻型固定式带输送机: QD80轻型固定式带输送机与DT型相比，其带较薄、载荷也较轻，运距一般不超过100m，电机容量不超过22kw。（2）DX型钢绳芯型带式输送机： 它属于高强度带式输送机，其输送带的带芯中有平行的细钢绳，一台运输机运距可达几公里到几十公里。（3）U形带式输送机: 该类型输送机又称为槽形带式输送机，其明显特点是将普通带式输送机的槽形

7、托辊角由提高到使输送带成U形。这样一来输送带与物料间产生挤压，导致物料对胶带的摩擦力增大，从而输送机的运输倾角可达25°左右 。（4）管形带式输送机： U形带式输送带进一步的成槽，最后形成一个圆管状，即为管形带式输送机，因为输送带被卷成一个圆管，故可以实现闭密输送物料，可明显减轻粉状物料对环境的污染，并且可以实现弯曲运行。（5）气垫式带输送机： 其输送带不是运行在托辊上的，而是在空气膜(气垫)上运行，省去了托辊，用不动的带有气孔的气室盘形槽和气室取代了运行的托辊，运动部件的减少，总的等效质量减少，阻力减小，效率提高，并且运行平稳，可提高带速。但一般其运送物料的块度不超过300mm。增

8、大物流断面的方法除了用托辊把输送带强压成槽形外，也可以改变输送带本身，把输送带的运载面做成垂直边的，并且带有横隔板。一般把垂直侧挡边作成波状，故称为波状带式输送机。（6）压带式带输送机：它是用一条辅助带对物料施加压力。这种输送机的主要优点是：输送物料的最大倾角可达90°，运行速度可达6m/s，输送能力不随倾角的变化而变化，可实现松散物料和有毒物料的密闭输送。其主要缺点是结构复杂、输送带的磨损增大和能耗较大。（7）钢绳牵引带式输送机：它是无际绳运输与带式运输相结合的产物，既具有钢绳的高强度、牵引灵活的特点，又具有带式运输的连续、柔性的优点。2.4 带式输送机在国内外的发展状况带式输送机

9、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。国外带式输送机技术的发展主要表现在：(1)带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化；(2)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、高带速等大型输送机已成为其发展的主要方向。其关键技术与装备的特点：(1)设备大型化，其主要技术参数与装备均向着大型化发展；(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，采用各种软起动与自动张紧技术，对输送机进行动态监测与

10、监控，大大降低了输送带的动张力，输送机始终处于最佳运行状态，设备性能好，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不受限制，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；目前，带式输送机的发展趋势是：大运输能力、大带宽、大倾角、增加单机长度和水平转弯，合理使用胶带张力，降低物料输送能耗，清理胶带的最佳方法等。我国已经在1978年完成了钢绳芯带式输送机的定型设计。钢绳芯带式输送机弥补了国内紧缺大输送量、高强度高的输送机的要求。3. 带式输送机的设计计算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

11、件资料。（1）物料的名称和输送能力： （2）物料的性质：粒度及粒度组成、堆积密度、动或静积堆角、温度、湿度粘度、堆积密度；（2）输送成件物品是还包括成件物品的单位质量和外型尺寸。（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。（8）工作环境：露天、室内、干燥、潮湿、环境湿度和空气含尘量大小等;原始参数和工作条件如下:（1）输送物料：原煤（2）物料特性： 1）块度：0300； 2）散装密度：0.93； 3）在输送带上堆积

12、角：；（3）工作环境：井下（4）输送系统及相关尺寸： 1）运距：L=280 2）倾斜角：=5° 3）最大运量：Q=65 T/H初步确定输送机布置形式示意图，如图所示： 图14. 输送带宽度选择（胶带选型）4.1 输送机带速V及带宽B的确定(1) 输送机带速的确定 输送机每小时的输送体积为： = 式中：-输送机每小时输送的体积，； -输送机的输送能力，； -物流密度，；计算得：=。查DT带式输送机选用手册（表1和表2）(此后凡未注明均为该参考书)，且综合考虑而且本设计是倾斜向上运输取胶带运行的速度为： 。（2）输送带宽度B的确定 1)核算输送能力：有式子： 式中：-物流密度,;-倾斜系

13、数，对普通带在表15-1中查找；-物流每米的质量，；-输送带的速度； -输送带的槽型物料短截面积，。故所选槽型物料断截面积： 查表1可知Cst=0.985 代入上式得： 。由表2可知：在，时对应表中所列的四种曹槽角，A均大于。在此选择槽角=此时实际输送量可达 此符合要求。所以取带速表1倾斜系数选用表倾角(°)24681012141618201.000.990.980.970.950.930.910.890.850.81表2槽形托辊物料断面物料断面面积面积槽 角带宽B=500mm带宽 B=650mm带宽 B=800mm带宽B=1000mm动堆积角20°动堆积角30°

14、动堆积角20°动堆积角30°动堆积角20°动堆积角30°动堆积角20°动堆积角30°30°0.02220.02660.04060.04840.06380.07630.10400.124035°0.02360.02780.04330.05070.06780.07980.11100.129040°0.02470.02870.04530.05230.07100.08220.11600.134045°0.02560.02930.04690.05340.07360.08400.12000.1360查表2,

15、 输送机的承载托辊槽角30°，物料的堆积角为时，带宽为的输送带上允许物料堆积的横断面积为，此值大于计算所需要的堆积横断面积,据此选用宽度为的输送带能满足要求。经如上计算,确定选用带宽,初步选择型煤矿用阻燃输送带。型煤矿用阻燃输送带的技术规格如下：纵向拉伸强度；带厚;输送带质量。4.2根据煤块粒度大小要求核算输送机的带宽 式中：B-输送带的宽度，； -输送物料的最大块度，。得：。查表3带宽系列可知：令带宽；输送机带宽能满足输送粒度原煤要求。表3 带宽系列带宽/mm（400）50065080010001200代码40506580100120带宽/mm1400（1600）（1800）（12

16、000）（22000）（24000）代码1401601802002202405. 运行阻力与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。5.1各特性点张力计算图2 张力分布特殊点图(1)运行阻力的计算有分离点起，依次将特殊点设为，一直到相遇点点，如图3-2所示。计算运行阻力时，首先要确定输送带的种类和型号。在前面我们已经选好了

17、输送带，型煤矿用阻燃输送带，纵向拉伸强度1080N/mm；带厚9.5mm;输送带质量12.5Kg/m。承载段运行阻力由式： 式中：-物料每米的质量，,其计算公式为；-输送带每米的质量，； -承载段托辊每米转动部分质量，选取为18.9；-输送带沿倾角方向上的长度，；-载段托辊组运行阻力系数，可查表4查的取=；-倾角度数。表4常用的托辊阻力系数工作条件平行托辊槽型托辊室内清洁、干燥、无磨损性尘土0.0180.02空气湿度、温度正常，有少量磨损性尘土0.0250.03室外工作，有大量磨损性尘土，污染表面摩擦0.0350.04 当承载段向上运行时，下滑力为正。向下运行时，下滑力为负。所以带入上式得：（

18、2）输送带上各点张力的计算通过以上计算可以清楚地了解到回空段最小张力点在6点，则可以用承载段的最小张力点7点处的悬垂条件确定7点的张力大小，通过7点以及承载段或者回空段各特殊点之间的运行阻力来求得各特殊点的张力，最后用摩擦条件来验算，以保证在胶带的运行中不会出现打滑现象。1）由悬垂度条件确定7点的张力为保证输送带运行平稳和物流的稳定，承载段与回空段输送带的悬垂度的最大值均为托托辊组间距的千分之二十五；承载段满足最大允许悬垂度的最小张力为 式中：-承载段输送带小张力，; -输送带最大允许悬垂度，=0.025；把值代入上式，可求得： 式中：-承载段两托辊的间距，。将数据代入上式可得： 1260.5

19、6N 2)由逐点计算法计算各点的张力 因为=5856N,根据表5选=1.045(近180°包角)，=1.02(近90°包角)。表 5 分离点张力系数表轴承类型近90°围包角近180°围包角滑动轴承1.03-1.041.05-1.06滚动轴承1.02-1.031.04-1.05 。从16点到点21以及1点之间的力均可额看做传动滚筒之间的牵引力。5.2 验证皮带是否会出现打滑现象 用摩擦条件来验算传动滚筒分离点与相遇点张力的关系。 滚筒为菱形包胶滚筒，围包胶为470°。选摩擦系数=0.35。并取摩擦力备用系数；由式（323）可算得允许的最大值为：

20、因为，且，故摩擦条件满足。在皮带的运行过程中不会出现打滑现象。6. 输送带强度验算 由已知所选择的输送胶带可知,所选择的输送带为PVC整体带芯输送带规格型号为1000S,其纵向拉断强度为1080，利用以下公式进行计算： 而且 。式中：-输送带计算安全系数；-输送带许用安全系数； -输送带固定拉断力;；-输送带宽度，； -纵向拉伸强度，；=1080； -输送带上最大张力点的张力，; -基本安全系数。查表6得 -动载荷系数，一般取；-输送带接头效率；-附加弯曲伸长折算系数，在表6中查取，得表6 基本安全系数与表带芯材料工作条件基本安全系数弯曲伸长系数织物芯带有利3.21.5正常3.5不利3.8钢绳

21、芯带有利2.81.8正常3.0不利3.2根据已知数据和查表6得出的数据代入上式得： 可知：； ； ；所以：；即：。通过以上计算可以得出结论，初选的矿用输送机阻燃型1000s胶带能满足拉伸要求。此皮带符合要求。7. 电动机功率确定7.1圆周驱动力的计算1 计算公式的选择1）对输送机所有的长度（包括L小于80m） 传动滚筒上所需圆周驱动力为输送机所有阻力之和，可用式计算： 式中：主要阻力，N；附加阻力，N；特种主要阻力，N；特种附加阻力，N；倾斜阻力，N。五种阻力中，、是所有输送机都有的，其他三类阻力，根据输送机侧型及附件装设情况定，由设计者自主进行来选择。2）对机长大于的带式输送机，附加阻力明显

22、的小于主要阻力，可用简便的方式进行计算，不会出现严重错误。为此引入系数作简化计算，则公式变为下面的形式： 式中：与输送机长度有关的系数，从表7查取。表7 系数C（装料系数在0.7-1.1范围内）L/m80100150200300400500600C1.921.781.581.451.311.251.201.17L/m70080090010001500200025005000C1.141.121.101.091.061.051.041.032 主要阻力计算输送机的主要阻力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（36）计算： 式中：模拟摩擦系数，根据工作条件及制造安

23、装水平决定，一般可按表8查取。运行阻力系数f值应根据表8选取，取=0.03。表8 摩擦系数（推荐值）安装情况工作条件水平、向上倾斜及向下倾斜的电动情况工作环境良好、制造、安装良好，带速低，物料内摩擦系数小0.020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 输送机长度（头尾滚筒中心距），m；L=1000m；重力加速度；g=9.8m/s2。初步选定托辊为DT6204/C4，查表27，上托辊间距1.2m，下托辊间距 m，上托辊槽角35°，下

24、托辊槽角0°；承载分支托辊组每米长度旋转部分重量，kg/m，用下式计算： 其中：承载分支每组托辊旋转部分重量，kg；承载分支托辊间距，m；托辊已经选好，知 kg。计算得：=。回程分支托辊组每米长度旋转部分质量，kg/m，用下式计算： 其中：回程分支每组托辊旋转部分质量；回程分支托辊间距，m；。计算得：=5.036 kg/m。所以：每米长度输送物料质量：=。每米长度输送带质量，kg/m，查表得=12.5kg/m；-输送机倾斜角度，本设计中=5°；将数据代入式（36）计算得：=。3 主要特种阻力计算主要特种阻力包括托辊前倾的摩擦阻力和被输送物料与导料槽拦板间的摩擦阻力两部分，按

25、下式计算：+ 按式（1）或式（2）进行计算：（1） 三个等长辊子的前倾上托辊时 （10）（2） 二辊式前倾下托辊时 （2）式中:-槽型系数；30°槽型角=0.4；35°槽型角=0.43； 输送带和输送带间的摩擦系数，一般取为0.3-0.4，取=0.35； 托辊前倾角度，取=1.5°；-装有前倾托辊的机长度。所以带入上式（39）得： 。由于输送机长度比较大，所以可以把被输送物料与导料槽拦板间的摩擦阻力忽略不计，所以：主要特征阻力： 。4 附加特种阻力计算附加特种阻力包括输送带清扫器摩擦阻力和犁式卸料器摩擦阻力等部分，按下式计算： 式中:清扫器个数，包括头部清扫器和空

26、段清扫器；A一个清扫器和输送带接触面积，见表9;取清扫器和输送带间的压力，N/，一般取为3 N/；清扫器和输送带间的摩擦系数，一般取为0.5-0.7；-带宽，mm；刮板系数，一般取为1500 N/m。表9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/m刮板与输送带接触面积A/m头部清扫器空段清扫器5000.3150.0050.0086500.4000.0070.018000.4950.0080.01210000.6100.010.01512000.7300.0120.01814000.8500.0140.021查表3-6得: A=0.01m，取=4N/m，取=0.6，将数据带入

27、式得：。拟设计的总图中有两个清扫器和三个空段清扫器（一个空段清扫器相当于1.5个清扫器）所以；因为在本次设计过程中没有安装卸料装置，所以令=0。由式得：。5 倾斜阻力计算倾斜阻力按下式计算： 式中：-输送机受料点与卸料带你间的高度差，；输送机向上提升时，取正值；输送机向下运输时,取负值。所以得： 。6 计算圆周驱动力 由式知：。7.2传动功率计算1 传动滚筒轴功率的计算传动滚筒轴功率（）按式（316）计算： 式中：-传动轴功率，kw；-圆周驱动力，N；-皮带的运行速度，m/s。代入式可得： 。2电动机功率的计算电动机功率PM，按式（317）计算： 式中：传动效率，一般在0.85-0.95之间选取；联轴器效率；每个机械式联轴器效率=0.98，液力耦合器器=0.96；