安徽矿业职业技术学院矿山机电毕业设计

1、安徽矿业职业技术学院开题报告设计题目 作者姓名 学 号 系 部 专 业 指导教师 2014年 月 日本课题设计可行性分析 我了解了机械设计是从使用要求等出发，对机械的工作原理、结构、运动形式、力和能量的传递方式，以及各个零件的材料和形状尺寸等问题进行构思、分析和决策的工作过程，这种过程的结果要表达成设计图纸、说明书及各种技术文件通过带式输送机传动装置的设计,了解了带式输送机传动装置的原理以及其结构。2、 本课题设计的关键问题及解决问题的思路皮带机概论需要同过查找资料与理解内容3、 本课题设计纲要（或思路）从带式输送机传动装置的设计，我学到了机械设计的思想-以最少的成本达到最好的目的,以最简单的

2、结构达到所需的功能。设计思想中最突出的是合理二字。整个设计过程使我受益匪浅。四、主要参考文献：1 任金泉主编 机械设计课程设计2003.22陈立德主编 机械设计基础 2004.23 吴宗泽主编 机械零件设计手册 2003.114张尊敬、汪苏 DT（A）型带式输送机设计手册 2003.8 5陈廉清主编 机械制图 2004.86龚淮义主编 机械设计课程设计指导书2004.4 安徽矿业职业技术学院毕业设计说明书设计题目 作者姓名 学 号 系 部 专 业 指导教师 年 月 日摘 要以经济、可靠、维修方便为出发点,对带式输送机进行设计计算,根据计算数据对驱动装置、托辊、滚筒、输送带、拉紧装置以及其他辅助

3、装置进行了优化性选型设计。 关键词：带式输送机 经济 优化 设计目 录第一章 皮带机概述 1.1皮带式运输机的定义及作用 1.2皮带运输机的组成1.3皮带运输机的形式1.4皮带运输机优、缺点1.5操作皮带输送机注意事项1.6矿用皮带输送机保护功能第二章 传动带的传动设计2.1确定设计功率2.2确定带轮的基准直径d1和d22.3验算带的速度2.4确定中心距和带的基准长度第三章.传动带的形式、接头及张紧3.1传动带的形式3.2传动带的接头3.1传动带的形式3.2传动带的接头第四章.传动带的计算4.1功率4.2选取带轮基准直径dd1和dd24.3带速v4.4中心距a和带的基准长度Ld4.5带的厚度4

4、.6带的截面积4.7带宽第五章.平带带轮的设计5.1平带带轮的材料5.2平带带轮的基本型式5.3平带带轮的结构尺寸5.4带轮的优、缺点第六章 设计小结致谢参考文献1.1皮带式运输机的定义及作用带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。它不仅应用在国民经济中的许多部门，而且在井下巷道、露天矿及选矿厂和现代化的各种工业企业中得到广泛应用。用来输送松散物料或成件物品，根据输送工艺要求，可单台输送，也可多台组成或与其它输送设备组成水平或倾斜的输送系统，以满足不同布置型式的作业线需要 ,适用于输送堆积密度小于1.67/吨/立方米，易于掏取的粉状、粒状、小块状的低磨琢性物料及袋装物料，如煤、碎石、

5、砂、水泥、化肥、粮食等。被送物料温度小于60。其机长及装配形式可根据用户要求确定，传动可用电滚筒，也可用带驱动架的驱动装置。带式输送机无论在运输量方面，还是在经济指标方面，都是一种先进的运输设备。1.2皮带运输机的组成输送带输送带在带式输送机中，既是承载构件又是牵引构件，它不仅要有承载能力，还要有足够的强度。输送带由芯体和覆盖层构成，芯体承受拉力，覆盖层保护芯体不受损伤和腐蚀。芯体的材料有织物和钢丝绳两类。织物芯体有多层帆布粘合及整体编织的两种。织物芯体的材质有棉、维纶和尼龙。托辊和支架托辊和支架的作用是支承胶带和胶带上所承载的物料，使胶带保持在一定垂度下平稳地运行。托辊沿输送机全长分布，数量

6、很多，它的工作情况好坏直接影响输送机运行。托辊的制造质量主要表现为旋转阻力和使用寿命。托辊由中心轴、轴承和套筒三部分组成。重载侧胶带在三托辊槽形托辊上运行。外面的两个托辊设置成20、35、45等不同槽角。合理选择槽角可使胶带上的物料横断面积增大。运输量也随之增大。托辊的间距，应保证胶带在托辊间的下垂度尽可能地小。胶带在托辊间的下垂度，一般不超过托辊间距的1%。下托辊间距可取2.53m或取上托辊标准间距的2倍。支架可用钢板冲压而成，重型的要用槽钢制成，两侧支脚要有足够的刚度。传动装置传动装置是将电动机的转矩传给胶带，使胶带连续运动的装置。它由电动机、传动滚筒、联轴器、减速器等组成。随着输送机运输

7、能力的提高，运输距离的加长，电动机的功率在不断增加，多电动机传动也在逐渐增多。采用多电动机传动，可以减少传动装置的高度和宽度。传动滚筒是传递动力的主要部件，它有单滚筒和双滚筒之分。单滚筒传动具有传动系统简单、部件少的优点。但在矿井下，为了结构紧凑，增大包角，以适应井下的不利条件。常采用双滚筒传动。传动滚筒用钢板焊接或用钢铸成。其表面有光面、包胶和铸胶等三种。在功率不大，环境温度的影响下，采用光面滚筒；在功率大，环境潮湿的情况下，则采用胶面滚筒，以防止胶带在滚筒上打滑。拉紧装置拉紧装置的作用是：保证胶带具有足够的张力，使滚筒和胶带产生必要的摩擦力，限制胶带在各支架间的垂度，使输送机正常工作。常用

8、的拉紧装置有机械拉紧式、螺杆张紧和重锤拉紧式。清扫装置带式输送机运转时，清扫胶带、滚筒和托辊上的脏物非常重要，因为脏物会引起胶带跑偏和运转部件严重磨损。通常在卸载滚筒的后面，设置刮板清扫胶带的脏污面，另一种方法是在卸载滚筒的底部装设回转刷进行清扫。1.3皮带运输机的形式皮带输送机结构形式多样，有槽型皮带机、平型皮带机、爬坡皮带机、侧倾皮带机、转弯皮带机等多种形式。常用的胶带输送机可分为:普通帆布芯胶带输送机、钢绳芯高强度胶带输机、全防爆下运胶带输送机、难燃型胶带输送机、双速双运胶带输送机、可逆移动式胶带输送机、耐寒胶带输送机等等。皮带输送机主要由机架、输送皮带、皮带辊筒、张紧装置、传动装置等组

9、成。1.4皮带运输机优、缺点与其它运输机相比，皮带运输机机具有以下优点：运行可靠，带式输送机可以一班接一班地连续工作；带式输送机动力消耗低，有利于降低生产成本；带式输送机的输送线路适应性强又灵活，可以安装在小型隧道内，也可以架设在地面交通混乱和危险地区的上空；在环保方面，带式输送机工作时噪声小，必要时，带式输送机可被封闭在机罩里，不致于飘散灰尘污染空气。皮带式输送机的缺点：与其它输送设备相比，皮带式输送机存在结构复杂、受倾角的限制的缺点，在运送高度比较高时，带式输送机所需厂房面积和长度均较大。1.5操作皮带输送机注意事项皮带输送机运行前，首先要确认皮带输送机设备、人员、被输送物品均处于安全完好

10、的状态；其次检查各运动部位正常无异物，检查所有电气线路是否正常，正常时才能将皮带输送机投入运行。 最后要检查供电电压与设备额定电压的差别不超过5。 在皮带输送机运行投入，必须进行以下操作： 合上总电源开关，检查设备电源是否正常送入且电源指示灯是否亮。正常后进行下一步操作。 合上各回路的电源开关，检查是否正常。正常状态下为：设备不动作，皮带输送机运行指示灯不亮，变频器等设备的电源指示灯亮，变频器的显示面板显示正常（无故障代码显示）。 按照工艺流程依次启动各电气设备，上一个电气设备启动正常后（电机或其他设备已达到正常速度、正常状态）再进行下一个电气设备的启动。 在皮带输送机运行中，必须遵守被输送物

11、品设计中物品的规定，遵守皮带输送机的设计能力。其次，要注意各类人员不得触及皮带输送机的运动部分，非专业人员不得随意接触电气元件、控制按钮等。 最后，在皮带输送机运行中不能对变频器后级断路，如确定维修需要，则必须在停止变频运行的情况下才能进行，否则可能损坏变频器。 皮带输送机运行停止 ，按下停止按钮待系统全部停止后方能切断总电源。1.6矿用皮带输送机保护功能矿用皮带输送机速度保护若输送机发生故障，如电动机烧毁、机械传动部分损坏、皮带或链子拉断、皮带打滑等，安装在输送机被动机件上的事故传感器SG中的磁控开关不能闭合或不能按正常速度闭合，这时控制系统将按反时限特性经一定延时后，速度保护电路起作用，使

12、执行部分动作，切断电动机供电，以避免事故扩大矿用皮带输送机温度保护带式输送机滚筒与皮带摩擦使其温度超限时，紧贴滚筒安装的检测装置（发射机）发出超温信号，接收机收到信号后，经3s 延时，使执行部分动作，切断电动机供电，输送机自动停转，起到温度保护作用。矿用皮带输送机机头下煤位保护如某台输送机发生事故不能运转或煤矸石阻塞或因煤仓已满而停车等原因使机头下堆煤，则相应位置的煤位传感器DL与煤接触，煤位保护电路立即动作，使后一台输送机立即停车。这时工作面继续出煤，后边的输送机机尾将逐台依次发生堆煤，并使相应的后一台停车，直至自动地使转载机停止运行。矿用皮带输送机煤仓煤位保护煤仓中设高低两个煤位电极，煤仓

13、由于无空车不能放煤时，煤位将逐步升高，当煤位上升到高位电极时，煤位保护动作，从首台皮带输送机开始，各台输送机因机尾堆煤依次停车矿用皮带输送机急停闭锁在控制箱正面右下角设有急停闭锁开关，利用该开关的左右旋转，可对本台或前台输送机实行急停闭锁矿用皮带输送机跑偏保护若带式输送机在运行过程中发生了跑偏现象，则偏离正常运行轨道的皮带边沿把安装在输送机旁边的跑偏传感杆拨倒并立即发出报警信号。报警信号维持时间的长短可根据需要在3-30s范围内预先调定。报警期间如能及时采取措施解除跑偏，则输送机可继续正常运行。矿用皮带输送机中途任意点停车保护如在沿输送机的任一点需要停车，则要将相应位置的开关拨到中停位置，胶带

14、输送机将立即停车。需要再开时，首先将开关复位，再按下信号开关发信号即可。矿用皮带输送机烟雾保护当巷道中因皮带摩擦等原因造成烟雾发生时，悬挂在巷道内的烟雾传感器起作用发出报警声，并经3s延时后，保护电路作用，切断电动机供电，起到烟雾保护作用。 第二章传动带的传动设计2.1确定设计功率带传动的承载能力包括工作能力和工作寿命两方面。因此在设计时必须综合考虑这两方面因素，确定带传动可能传递的功率。（以下公式、图表选自参考文献3机械设计手册）PdKAP 3 （式2-1）式中：Ka工作情况系数； P额定功率，kW。3表2-1工作情况工作系数工作情况空、轻载启动重载启动每天工作小时数/h1616载荷变动微小

15、液体搅拌机、通风机、离心式水系和压缩机、轻型输送机1.01.11.21.11.21.3载荷变动小带式输送机、通风机、旋转式水泵和压缩机、发电机、金属切削机床、印刷机、旋转筛1.11.21.31.21.31.4载荷变动较大制砖机、斗式提升机、往复式水泵和压缩机、起重机、磨粉机、橡胶机械1.21.31.41.41.51.6载荷变动很大破碎机、磨碎机1.31.41.51.51.61.82.2确定带轮的基准直径d1和d2当带绕在带轮上时，带便产生了弯曲应力。带轮直径越小，弯曲应力越大，带越易产生疲劳损坏。因此小带轮的直径不能取得过小。 小带轮的基准直径dd1公式 dd1 = 3（式2-2）式中：p功率

16、，kw; 1主动轮转速，rmin。大带轮的基准直径dd2 公式dd2idd1 3（式2-3）式中：i传动比;dd1小带轮基准直径,mm。计算，然后按带轮基准直径系列进行圆整。2.3验算带的速度带的速度一般要满足5m/sVVmax。对Y、Z型带，Vmax25m/s；对其它型号的带，Vmax35m/s。速度太大或太小，都会降低带的承载能力。此时应调整小带轮的基准直径d1，重新计算。2.4确定中心距和带的基准长度中心距可按下式初定：0.7（dd1+dd2）a02（dd1+dd2）3（式2-4）a0取定后，根据带传动的几何关系，按下式计算带所需的基准长度 ： 3（式2-5） 式中 : a0中心距，mm

17、； dd1小带轮基准直径, mm; dd2大带轮基准直径, mm。根据d0由 标准中选取基准长度d，再根据d来计算实际中心距： aa0+ 3（式2-6） 式中：a0中心距，mm；dd1小带轮基准直径, mm; -带的基准长度，mm。例：设计某带式输送机传动系统中第一级用的普通带传动。选用系列异步电动机，其额定功率11kW，转速1970rmin，从动轮的转速2330rmin，工作平稳，载荷变动小.确定设计功率查表1，取Ka=1.2,故Pd=KaP=1.211=13.2kw确定带轮直径初选小带轮基准直径dd1=125mm传动比 大带轮基准直径dd2=idd1=2.94125=367.5mm式中 :

18、 1、2转速，rmin。验算带速圆整dd2=375mm验算V=3.14dd11000=3.141251000=6.35 ms 合适式中 : dd1小带轮基准直径，mm； 1转速，rmin。确定带的基准长度和传动中心距由0.7（dd1+dd2）a02（dd1+dd2），初定中心距a0=700mm带的基准长度为：=2700+3.14(125+375)2(375-125)24700=2207mm经查表，取Ld =2240mm由aa0+，实际中心距：aa0+=700+ (2240-2208)2 =716mm带传动的主要失效形式是由于过载引起的带在带轮上的打滑和由于应力变化引起的疲劳损坏，故带传动的设计

19、准则是在带传动不打滑的前提下，具有一定的疲劳强度和使用寿命。 第三章.传动带的形式、接头及张紧3.1传动带的形式工业皮带有工业传动带、汽车传动带和输送带三大类。前两种都属于传动带。传动带用于传递机械动力的胶带，包括平型传动胶带和三角传动胶带(V型胶带)。由橡胶和增强材料(如棉帆布、人造丝、合成纤维或钢丝等)构成。以多层挂胶帆布、合成纤维织物、帘线和钢丝等作抗拉层，覆合橡胶后经成型、硫化而制成。与齿轮传动、链条传动相比，胶带传动具有机构简单、噪声小和设备成本低等优点，广泛用于各种的动力传动。机器上传动的环形带，套在两个皮带轮上，多用牛皮或线蕊橡胶制成，通称皮带。 传动带是将原动机的电机或发动机旋

20、转产生的动力，通过带轮由胶带传导到机械设备上，故又称之为动力带。它是机电设备的核心联结部件，种类异常繁多，用途极为广泛。从大到几千千瓦的巨型电机，小到不足一个千瓦的微型电机，甚至包括家电、计算机、机器人等精密机械在内都离不开传动带。它的最大特点是可以自由变速，远近传动，结构简单，更换方便。所以，从原始机械到现代自动设备都有传动带的身影，产品历经多次演变，技术日臻成熟。传动带可分为三角带、同步带（齿形带、时规带）、平皮带（片基带、龙带）、农用机皮带、高速防油带、圆形带（圆带）、扁形带、水塔带（广角带）、变速带、摩托车变速带、V型带(V带）、并联皮带、多沟带、六角带、活络带、牵引带、汽车皮带3.2

21、传动带的接头所有的输送带必须接成环形才能实际使用，所以输送带的接头是非常关键的。接头的好坏直接影响着输送带的使用寿命和输送线能否平稳顺畅地运行。以下介绍几种输送带接头的方法：输送带机械接头法：一般是指使用皮带扣接头，这种接头方法方便便捷，也比较经济，但是接头的效率低，容易损坏，对输送带产品的使用寿命有一定影响。 PVC和PVG整芯阻燃抗静电输送带接头中，一般8级带以下的产品都采用这种接头方法。输送带冷粘接头法：即采用冷粘粘合剂来进行接头。这种接头办法比机械接头的效率高，也比较经济，应该能够有比较好的接头效果，但是从实践来看，由于工艺条件比较难掌握，另外粘合剂的质量对接头的影响非常大，所以不是很

22、稳定。输送带热硫化接头法：实践证明是最理想的一种接头方法，能够保证高的接头效率，同时也非常稳定，接头寿命也很长，容易掌握。但是存在工艺麻烦、费用高、接头时间长等缺点。3.3传动带的张紧拉紧装置的作用是保证胶带具有足够的张力，使滚筒和胶带产生必要的摩擦力，限制胶带在各支架间的垂度，使输送机正常工作。常用的拉紧装置有机械拉紧式、螺杆张紧和重锤拉紧式。重锤张紧皮带运输机皮带的打滑:使用重锤张紧装置的皮带运输机在皮带打滑时可添加配重来解决，添加到皮带不打滑为止。但不应添加过多，以免使皮带承受不必要的过大张力而降低皮带的使用寿命。 螺旋张紧或液压张紧皮带机的打滑:使用螺旋张紧或液压张紧的皮带运输机出现打

23、滑时可调整张紧行程来增大张紧力。但是，有时张紧行程已不够，皮带出现了永久性变形，这时可将皮带截去一段重新进行硫化。皮带输送机运行时皮带跑偏是最常见的故障。为解决这类故障重点要注意安装的尺寸精度与日常的维护保养。跑偏的原因有多种，需根据不同的原因区别处理。调整承载托辊组 皮带机的皮带在整个皮带输送机的中部跑偏时可调整托辊组的位置来调整跑偏；在制造时托辊组的两侧安装孔都加工成长孔，以便进行调整。具体调整方法是皮带偏向哪一侧，托辊组的哪一侧朝皮带前进方向前移，或另外一侧后移。所示皮带向上方向跑偏则托辊组的下位处应当向左移动，托辊组的上位处向右移动。安装调心托辊组 调心托辊组有多种类型如中间转轴式、四

24、连杆式、立辊式等其原理是采用阻挡或托辊在水平面内 方向转动阻挡或产生横向推力使皮带自动向心达到调整皮带跑偏的目的。一般在皮带输送机总长度较短时或皮带输送机双向运行时采用此方法比较合理，原因是较短皮带输送机更容易跑偏并且不容易调整。而长皮带输送机最好不采用此方法，因为调心托辊组的使用会对皮带的使用寿命产生一定的影响。 调整驱动滚筒与改向滚筒位置 驱动滚筒与改向滚筒的调整是皮带跑偏调整的重要环节。因为一条皮带输送机至少有2到5个滚筒，所有滚筒的安装位置必须垂直于皮带输送机长度方向的中心线，若偏斜过大必然发生跑偏。其调整方法与调整托辊组类似。对于头部滚筒如皮带向滚筒的右侧跑偏，则右侧的轴承座应当向前

25、移动，皮带向滚筒的左侧跑偏，则左侧的轴承座应当向前移动，相对应的也可将左侧轴承座后移或右侧轴承座后移。尾部滚筒的调整方法与头部滚筒刚好相反。调整方法。经过反复调整直到皮带调到较理想的位置。在调整驱动或改向滚筒前最好准确安装其位置.张紧处的调整 皮带张紧处的调整是皮带输送机跑偏调整的一个非常重要的环节。重锤张紧处上部的两个改向滚筒除应垂直于皮带长度方向以外还应垂直于重力垂线，即保证其轴中心线水平。使用螺旋张紧或液压油缸张紧时，张紧滚筒的两个轴承座应当同时平移，以保证滚筒轴线与皮带纵向方向垂直。具体的皮带跑偏的调整方法与滚筒处的调整类似。转载点处落料位置对皮带跑偏的影响 转载点处物料的落料位置对皮

26、带的跑偏有非常大的影响，尤其在两条皮带机在水平面的投影成垂直时影响更大。通常应当考虑转载点处上下两条皮带机的相对高度。相对高度越低，物料的水平速度分量越大，对下层皮带的侧向冲击也越大，同时物料也很难居中。使在皮带横断面上的物料偏斜，最终导致皮带跑偏。如果物料偏到右侧，则皮带向左侧跑偏，反之亦然。在设计过程中应尽可能地加大两条皮带机的相对高度。在受空间限制的移动散料输送机械的上下漏斗、导料槽等件的形式与尺寸更应认真考虑。一般导料槽的宽度应为皮带宽度的三分之二左右比较合适。为减少或避免皮带跑偏可增加挡料板阻挡物料，改变物料的下落方向和位置。双向运行皮带输送机跑偏的调整 双向运行的皮带输送机皮带跑偏

27、的调整比单向皮带输送机跑偏的调整相对要困难许多，在具体调整时应先调整某一个方向，然后调整另外一个方向。调整时要仔细观察皮带运动方向与跑偏趋势的关系，逐个进行调整。重点应放在驱动滚筒和改向滚筒的调整上，其次是托辊的调整与物料的落料点的调整。同时应注意皮带在硫化接头时应使皮带断面长度方向上的受力均匀,在采用导链牵引时两侧的受力尽可能地相等。第四章.传动带的计算带式运输机中的普通带传动。原动机为Y112M-4三相异步电动机，其额定功率P=11kW，满载转速n1=1460r/min，从动轮转速n2=400r/ min，中心距a550mm。4.1功率经查表，KA=1.2，故 Pd=KAP=1.211=1

28、3.2kW 3 机械设计手册 （式4-1）式中 ： Ka工作情况系数； P额定功率，kW。4.2选取带轮基准直径dd1和dd2小带轮基准直径取标准值dd1=250mm =3.65 dd2 =idd1(1- )=3.65250 (1-0.01)=903mm 3（式4-2） 式中 ： n1 、n2转速，r/min； dd1小带轮基准直径，mm。由表取直径系列值dd2=1000mm。4.3带速v m/s 3（式4-3）式中 ： dd1小带轮基准直径，mm n1 转速，r/min在525m/s范围内，带速合适。4.4中心距a和带的基准长度Ld 按 0.7（dd1+dd2）a02（dd1+dd2） 3（

29、式4-4）初选中心距a0=2000mm 得带长 3（式4-5） 式中 : a0中心距，mm； dd1小带轮基准直径, mm; dd2大带轮基准直径, mm。4.5带的厚度系数的范围在，即0.0250.0333（取0.03） =0.03250=7.5mm 3（式4-6） 带厚8mm，取标准值7.2mm。4.6带的截面积mm 3（式4-7）式中：KA-工作系数； P0-基本额定功率，KW； -包角修正系数； -传动布置系数； P-功率，KW。4.7带宽 mm 3（式4-8） 式中：A-带的截面积，mm； -带厚，mm 第五章.平带带轮的设计5.1平带带轮的材料平带带轮材料多采用灰铁，其结构简单、质

30、量好5.2 平带带轮的基本型式带轮由轮缘、轮毂和轮辐组成。平带带轮的形式可分为： 一般机械带轮（n1000r/min）; 机床小带轮（n1500r/min）; 主轴和一般磨头带轮（n6000-10000r/min）; 高速磨头带轮（n15000-30000r/min）; 精密磨床主轴带轮（n15000-50000r/min）。作者选择的是机床小带轮。5.3平带带轮的结构尺寸平带轮直径、结构形式和辐板厚度：注：本表单位是mm。平带轮轮缘尺寸：带宽b轮缘宽B轮缘厚度基本尺寸偏差基本尺寸偏差162201=0.005d+3202251=0.005d+3252321=0.005d+3322401=0.005d+3402501=0.005d+3502631=0.005d+3632711=0.005d+3713801.5=0.005d+3803901.5=0.005d+39031001.5=0.005d+310031121.5=0.005d+311231251.5=0.005d+31