机械毕业设计1178皮带运输机总体及传动设计

机械毕业设计1178皮带运输机总体及传动设计

摘要带式输送机是广泛应用于煤炭、港口、建设、电厂等工业领域的连续输送设备，它具有运输效率高、运营成本低等优点。随着国民经济的发展，带式输送机的应用越来越广泛。近年来，随着工业技术的发展，带式输送机也不断朝着大运量、长距离、大倾角、高带速、投资费用少、运营费用低、工作可靠、维护方便等方向发展，对其设计技术的要求也越来越高。为适应地形的要求，用输送带输送一定高度的带式输送机在很多方面有应用。本文着重讨论了带式输送机的结构原理、传动原理、设计计算法则、运行阻力的计算、各点张力的计算等内容，以及各种计算参数的设计计算和校核，尤其对输送带的选用、托辊的选用进行了详细的分析，使设计更加贴切接近实际问题。本文还分析了国内外带式输送机的现状及发展趋势，说明在现代高科技发展的情况下，带式输送机的发展潜力还是很大的。本文研究了一般固定式带式输送机的设计理论，并根据所设计的要求再结合目前国内的目前的技术要求组装了一套倾角为0度的固定式带式输送机，说明了这套设计符合设计参数的要求关键字：输送机发展结构原理计算和校核AbstractTakingstyletotransportmachineisbroadapplytoindustryfieldcontinuationsuchascoal,portconstruction,electricpowerplanttransportsequipment,thatithastransportationisefficient,isinmotionanddobusinesscostlowgrademerit.Theapplicationwiththedevelopmentofnationaleconomy,takingstyletotransportmachineismoreandmorebroad.Inrecentyears,withthedevelopmentofindustrialtechnology,thecostdirectionsuchaslow,workingreliably,defendingtogotothelavatorytakingstyletotransportmachinebringingspeedalongalsounceasinglytograndfortuneamounts,longdistance,bigdipangle,height,investingincoststoppingbeinginmotionanddoingbusiness,develops,designsthatthetechnologyrequestisalsomoreandmorehightotheperson.Fortherequestadaptingtolandform's,useconveyerbelttotransportcertainaltitude'stakingstyletotransportmachinehavinginmanyaspectsapplying.Contentsuchasthemainbodyofabookbeingemphasizedhavingdiscussedstructureprinciple,driveprincipletakingstyletotransportmachine,beingdesigningthecalculationcalculatingalaw,runningresistance's,everytensioncalculation,calculatingandproofreadingtheparametricdesignsecretlyschemingagainstaswellasvarious,hascarriedoutdetailedanalysisontheconveyerbeltselectingandusing,selectingandusingsupportingarollerespecially,hasusedtheproblemdesigningespeciallyappropriateapproximationreality.Themainbodyofabookhasbeenanalysedtakingstyletotransportmachinecurrentsituationanddevelopingtrendathomeandabroad,thepotentialtakingstyletotransportisstillverybigunderexplanationconditiondevelopinginmodernhightechnology.Thegeneralstationarytypethemainbodyofabookhasbeenstudiedtakesstyletotransportthemachinedesigntheory,inthelightofdesignedthattogetherrequeststillbetiedinwedlockisatpresentdomesticatpresentthetechnologyhasdemandedassemblingtocopyadipangleoncefor14degreeofstationarytypetakesstyletotransportmachine,thecoverhavingexplainedthishasdesignedthataccordingwiththerequestdesigningaparameter's.Keywords:TransportmachineDevelopStructureprincipleSecretlyschemeagainstandschoolcore目录前言(1)1绪论(3)1.1皮带运输机的概况(3)1.1.1皮带运输机的发展史(3)1.1.2皮带运输机基本结构(4)1.1.3矿用皮带运输机各机型介绍(4)1.2皮带运输机的发展趋势(10)1.2.1国外皮带运输机技术的现状(10)1.2.2国内皮带运输机技术的现状(11)1.2.3国内外皮带运输机技术的差距(12)1.2.4煤矿皮带运输机技术的发展趋势(16)2皮带运输机的设计计算(18)2.1已知原始数据及工作条件(18)2.2输送带宽度的确定及核算(19)2.2.1带速的确定(19)2.2.2带宽的确定(20)2.2.3输送带宽度的核算(22)2.3圆周驱动力(22)2.3.1计算公式(22)2.3.2主要阻力计算(24)2.3.3特种主要阻力计算(26)2.3.4特种附加阻力计算(26)2.3.5倾斜阻力计算(28)2.4传动功率计算(28)P）计算(28)2.4.1传动滚筒轴功率（A2.4.2电动机功率计算(29)2.5输送带张力计算(30)2.5.1阻力计算(30)2.5.2输送带不打滑条件校核(33)2.5.3输送带下垂度校核(34)2.5.4输送带强度校核计算(35)2.6拉紧力计算(35)2.7传动滚筒,改向滚筒合张力计算(36)2.7.1改向滚筒合张力计算(36)2.7.2传动滚筒合张力计算(37)2.8传动滚筒最大扭矩计算(37)3皮带运输机的传动原理(38)3.1胶带的摩擦传动原理(38)3.2传动装置的牵引力(40)4传动装置的选用与设计(43)4.1电机的选用(43)4.2减速器的选用(44)4.2.1传动装置的总传动比(44)4.3液力偶合器(47)4.4联轴器(48)5皮带运输机部件的选用(53)5.1输送带(53)5.1.1输送带的分类：(53)5.1.2输送带的连接(55)5.2传动滚筒(56)5.2.1传动滚筒的作用及类型(56)5.2.2传动滚筒的选型及设计(57)5.2.3传动滚筒结构(63)5.2.4传动滚筒的直径验算(65)5.3拉紧装置(66)5.4制动装置(68)5.5装载装置(70)5.6清扫装置(72)5.7机架(73)5.8改向滚筒(74)5.9驱动装置架(75)总结(78)致谢(79)参考文献(80)前言四年的大学生活即将结束，我们这些面临毕业的大学生进行为期两个月的毕业设计，我感受颇深。在这既紧张又充实的两个月里，我认真地完成着毕业设计。这次设计是对大学四年所学的专业知识和基础知识的一个系统性的总结与运用，同时也是一次培养我们分析问题和解决问题的很好的机会。通过毕业设计的训练，提高了以下能力：通过设计加强对皮带运输机的认识;通过此次的设计来检查自己大学四年所学过的知识，培养综合运用所学知识和技能的能力，独立分析和解决设计问题的能力；熟练运用基本技能，包括CAD绘图、工作软件应用、复杂计算，翻译、查阅文献等等的能力；撰写科技论文和技术报告的能力，正确运用国家标准和技术语言阐述理论和实际问题的能力；收集加工各种信息的能力，查阅相关资料的能力，通过各种渠道获取知识的能力；创新意识和严肃认真的科学作风。本次设计的课题是固定式皮带运输机的总体及传动设计。皮带运输机是由承载的输送带兼作牵引机构的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。为了更好的完成本次设计，从4月初到现在，结合自己的毕业设计进行了针对性的毕业实习。根据所选课题，有重点的选择了实习工厂——焦作神华重型机械制造有限公司，在工厂里我们重点了解了皮带运输机的各个零部件的工艺制作过程及一些零部件的尺寸，还观看了皮带运输机的安装过程及要求。从而从各个角度对皮带运输机有了全面的了解，对此次毕业设计有很大帮助。此次设计的主要内容有：问题的提出、总体方案的构思、可行性设计、结构设计及对未知问题的探索和解决方案的初步设计、装配图、零件图等一系列图纸的设计与绘制，最后包括毕业设计说明书及毕业论文的完成。本论文共分5章，第1章主要介绍了皮带运输机的概况、分类及发展趋势等；第2章主要介绍了皮带运输机设计计算，内容涉及输送带的确定及核算、圆周驱动力、传动滚筒功率计算,电机功率计算,输送带张力计算、输送带不打滑校核,拉紧力计算、绳芯输送带强度校核计算,传动滚筒和改向滚筒合张力计算等；第3章主要介绍了皮带运输机的传动原理；第4章主要介绍了传动装置的选用和设计，包括电机选用、减速器选用,液压耦合器和联轴器的选用;第5章主要介绍了皮带运输机部件的选用,输送带的选型、传动滚筒的选型和设计,传动滚筒筒体的计算与校核,传动滚筒轴的设计计算,拉紧装置、制动装置、清扫装置、装载装置、机架等的选用。这次毕业设计是在王建平老师的带领和指导下完成的。在毕业设计的期间，我遇到了很多疑惑，我不间断地向王老师请教，给王老师的带来了很多麻烦，影响了王老师的正常的工作，但王老师还是不厌其烦的解答我提出的问题，耐心的指导，让我将毕业设计进行下去。毕业设计的阶段和过程中王老师都给了明确的计划，使我一步步有序地展开毕业设计，设计进行中的每一阶段，王老师都认真检查，耐心细致的指出其中的错误和不当的地方，并指导修改和完善，让我及时地修正了错误，避免了走弯路，在此非常感谢王老师，以及帮助过我的同学。由于本人水平有限、时间的仓促，论文难免有不足和错误之处，恳请各位专家、教授批评、指正，再次表示感谢。1绪论1.1皮带运输机的概况1.1.1皮带运输机的发展史皮带运输机是由承载的输送带兼作牵引机构的连续运输设备，可输送矿石、煤炭等散装物料和包装好的成件物品。由于它具有运输能力大、运输阻力小、耗电量低、运行平稳、运输过程中对物料的损伤小、运营成本低等优点，被广泛应用于国民经济各部门。皮带运输机对建设现代化矿井有重要作用。皮带运输机是煤矿最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备(如机车类)相比，具有输送距离长、运量大、连续输送等优点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中化控制，尤其对高产高效矿井，皮带运输机已成为煤炭开采机电一体化技术与装备的关键设备。随着我国高产高效矿井的出现，原有的皮带运输机无论是主参数还是运行性能都已不能满足要求，必须向长距离、高带速、大运量、大功率的大型化方向发展，并要改善和提高运行性能，确保安全可靠。中国古代的高转筒车和提水的翻车，是现代斗式提升机和刮板输送机的雏形；17世纪中，开始应用架空索道输送散状物料；19世纪中叶，各种现代结构的输送机相继出现。1868年，在英国出现了皮带运输机；1887年，在美国出现了螺旋输送机；1905年，在瑞士出现了钢皮带运输机；1906年，在英国和德国出现了惯性输送机。此后，输送机受到机械制造、电机、化工和冶金工业技术进步的影响，不断完善，逐步由完成车间内部的输送，发展到完成在企业内部、企业之间甚至城市之间的物料搬运，成为物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。1.1.2皮带运输机基本结构皮带运输机的组成如图1.1所示，基本组成部分:输送带、托辊、驱动装置(电动机、减速机、软起动装置、制动器、联轴器、逆止器、传动滚筒)、拉紧装置、清扫装置、机架、安全保护装置以及电气控制系统等组成。1-头部漏斗；2-机架；3-头部扫清器；4-传动滚筒5-安全保护装置；6-输送带；7-承载托辊；8-缓冲托辊；9-导料槽；10-改向滚筒；11-拉紧装置12-尾架；13-空段扫清器；14-回程托辊；15-中间架；16-电动机；17-液力偶合器；18-制动器；19-减速器；20-联轴器图1.1皮带运输机组成示意图输送带绕经传动滚筒和机尾换向滚筒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，在机头滚筒卸载，利用专门的卸载装置也可在中间卸载。1.1.3矿用皮带运输机各机型介绍（一）固定高强度皮带运输机这是目前煤矿井下用量最多的一种机型，主要用于水平或倾角小于18゜的场合。由于受到输送带强度及零部件的限制，单机长度不宜过长，国内现在钢绳芯带最高为ST4000，整芯带为PVG3150S，高强度机械接头要靠进口，为了降低胶带强度，减小驱动装置尺寸，国内外通常采用中间直线摩擦驱动和中间卸载式驱动，并采用软起动技术。国内现有近10种软起动方式，较好地解决了大型输送机的起动问题。目前国内井下使用的输送机的最大主参数为：运量Q=1000～3000t/h，运距L=1000～5000m，带速V=2.5～4.5m/s，驱动总功率N=750～2000kW，倾角已达30゜，国外皮带运输机的主参数为：运距L=30.4km，运量Q=37500t/h，带速V=6～15m/s，带宽B=4m。（二）可伸缩皮带运输机该机型主要用于煤矿采煤工作面顺槽输送原煤，当输送能力和运距较大时，可配中间驱动装置来满足要求。美国、德国、英国等国家的一些厂商公司都可为各种生产规模的高产高效工作面提供配套的顺槽用可伸缩皮带运输机，其主参数为：运量Q=2000t／h，运距L=5000m，带速v=3.5～4m/s，驱动总功率N=2400kW。1998年的“九五”行业重点攻关课题《高产高效工作面顺槽配套可伸缩皮带运输机》，可满足国内年产200万t级高产高效工作面配套，其主参数为：运量Q=1600～2000t/h，运距L=2500m，带速B=3.5～4m/s，装机总功率N=1200kW，带宽B=1.2m，输送倾角β≤1゜。在2001年完成了工业性试验，同年10月份通过了中国煤炭工业协会的技术鉴定。今年又有一条年产800万t的高产高效工作面用可伸缩皮带运输机研制成功，其主参数为：运量Q=2500t/h，运距L=3000m，带速V=3.5m/s,带宽B=l400m，输送倾角β≤3゜，功率N=3×375kW，整芯带PVGl800S，设有储带仓，机尾可随采煤工作面的推进伸长或缩短，结构紧凑，可不设基础，直接在巷道底板上铺设，也可悬吊在巷道的顶板上，机架轻巧，拆装十分方便。输送带一般采用整芯带，用机械接头联结，与山西晋城矿务局从ACE公司引进的一台可伸缩皮带运输机的主参数基本一致。（三）大倾角上、下运皮带运输机该机型是国家“七五”攻关项目，其关键技术“双排交错深槽V型托辊组”已申请专利。到目前为止，已投入使用50多台，其中倾角为25゜的有11台，26゜～28゜的有5台，30゜的有2台，基本上形成了定型产品，在国内处于领先水平。近年来，根据国内煤矿皮带运输机现状，许多煤矿纷纷要求推广使用大倾角上运皮带运输机。在大倾角上运皮带运输机研制成功的基础上，进行大倾角上运皮带运输机系列化设计，扩大使用范围，以满足不同带宽、功率、运量、运距的需要，改进和研制不同带宽的双排V形深槽托辊组，最大限度地提高导来摩擦系数，从而扩大了输送机输送倾角范围，使输送倾角提高到了30゜，下运输送机倾角也可达-25゜，并使大倾角上运皮带运输机系列既能实现软起动和均载，又能改善逆止性能。在原有基础上，又对大倾角上运皮带运输机进行系列化设计，使输送机带宽由800mm增加到1200mm，功率从160kW增加到1500kW，运距达到1500m以上，带速从2m/s提高到3.15m/s，运量从300t/h提高到630t/h，原煤允许含水量从10％放宽到20％。（四）水平转弯输送机法国、前苏联、奥地利、德国、美国等国家都很重视水平转弯皮带运输机的理论研究和试验，并已在各行各业得到了广泛应用。1963年法国在地铁工程中首次设计安装了一台