皮带机设计.doc

1、安徽矿业职业技术学院毕业设计- 1 -一：皮带输送机的简述1皮带输送机的组成及主要类型组成皮带输送机整体结构如图所示，主要部件如下：输送带、驱动装置（电机、减速机、液力偶合器、制动器、联轴器、逆止器）或电动滚筒、传动滚筒、改向滚筒、托辊、拉紧装置、清扫器、卸料器、机架、漏斗、导料槽、安全保护装置等。主要类型皮带输送机的种类很多，有通用固定皮带输送机、高倾角皮带输送、深槽型（U 型）皮带输送机、可弯曲皮带输送机及钢丝牵引输送机等。皮带输送机的适用条件、特点特点皮带输送机是冶金、电力及煤炭等工业运输固体物料的主要设备，在焦化备煤和筛焦系统应用很广泛，它具有输送连续、均匀、生产效率高、运行平稳、动力

2、消耗小、运行费用低、维护和检修较为方便，易于实现运距离或自动控制等特点。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适用条件它主要是输送堆积密度为 0.8-2.5t/m3的各种

3、块状、粒状的散碎物料，也可用来运输成件物品，其工作环境温度一般在-1040之间，物料温度一般不超过 80。 带式输送机的布置形式.电动机通过联轴器、减速器带动传动滚筒转动或其他驱动机构，借助于滚筒或其他驱动机构与输送带之间的摩擦力，使输送带运动。带式输送机的驱动方式按驱动装置可分为单点驱动方式和多安徽矿业职业技术学院毕业设计- 2 -点驱动方式两种。通用固定式输送带输送机多采用单点驱动方式，即驱动装置集中的安装在输送机长度的某一个位置处，一般放在机头处。单点驱动方式按传动滚筒的数目分，可分为单滚筒和双滚筒驱动。对每个滚筒的驱动又可分为单电动机驱动和多电动机驱动。因单点驱动方式最常用，凡是没有指

4、明是多点驱动方式的，即为单驱动方式，故一般对单点驱动方式， “单点”两字省略。单筒、单电动机驱动方式最简单，在考虑驱动方式时应是首选方式。在大运量、长距离的钢绳芯胶带输送机中往往采用多电动机驱动二设计计算一原始数据及工作条件： 输送物料:气煤额定能力:额定输送能力:Q=1300t/h;输送机主要参数:带宽:B=1200mm;带速:V=3.15m/s;水平机长:L=530m;导料槽长:L=10m提升高度:H=22.155m;倾角:=2 ；容重：=0.985t/m3工作环境：室内布置，每小时启动次数不少于 5 次。二 各种参数的确定：由 GB/T17119-97 取系数 C=1.836模拟摩擦系数

5、 f=0.025承载分支每米托辊旋转部分质量 qRO承载辊子旋转部分质量 qR0=8.21kg 承载分支托辊间距 a0=1.2m承载辊子辊径为 133,轴承为 4G305回程分支每米托辊旋转部分质量 qRU回程辊子旋转部分质量 qRU=21.83kg qRU=11.64kg 回程分支托辊间距 aU=3.0m 回程辊子轴径为 133, 轴承为 4G305mkganqRO/52.0.1830mkganqUR /156.794.283.1 安徽矿业职业技术学院毕业设计- 3 -每米输送物料的质量 qG每米输送带质量 qB选输送带 EP200，上胶 4.5mm, 下胶 1.5mm,5 层 qB=18.

6、76kg/m3 各种阻力的计算各段阻力的计算输送带绕过各滚筒的附加阻力a) 输送带绕过滚筒的缠绕阻力 FL式中：F 滚筒上输送带趋入点张力d胶带厚度 d=12.5mm=0.0125mD滚筒直径 B=1.4m（通过对各滚筒计算将值列表）滚筒编号 滚筒直径D(mm)输送带绕过滚筒的缠绕阻力 FL（N） 备注B2 500 44.1+0.00225S2 FL1B3 500 44.1+0.002256S4 FL2B4 800 27.56+0.00140625S5 FL3B5 500 44.1+0.002256S6 FL4B6 500 44.1+0.002256S8 FL5B7 800 27.56+0.0

7、0140625S9 FL6b) 滚筒轴承阻力：物料加速段阻力 FbAFbA=IV(V-V 0)=416.667(2.5-0)=1042N式中：V 0=0m/s V=2.5m/s加速段物料与导料栏板间的摩擦阻力 FfFf= NbvglI 7197.0)25.(53.89143.06)2( 232210 式中：l b= 0m/s V=2.5m/smg31.608.9510输送物料与导料挡板间的摩擦阻力 FglmkgVQG/4.15.2630.max.,5.0故 可 以 忽 略因 此 力 较 小TtDddBL01.49安徽矿业职业技术学院毕业设计- 4 -Fgl= NbvlgI 32077.052)

8、51.(891.43.06)( 2321 承载分支运行阻力 FCFC 承 =Lfg(qRO+qG+qB)(qB+qG)Hg=5300.0259.81(20.525+144.44+18.76)+(18.76+144.44)22.1559.81 =57982N回程分支运行阻力 FKFH3-4= Lfg (qB+qRU)qBHg=48.950.0259.81(18.76+7.2156)- 18.7611.89.81=-1860NFH7-8= Lfg (qB+qRU)qBHg2=43.050.0259.81(18.76+7.2156)-18.7610.3559.81=-1631N主要特种阻力 FS1a

9、) 承载分支托辊前倾阻力：F 1 =Cr OLe1(qB+qG)gCosSin =0.450.4530(18.76+144.44)9.81Sin2=4800N式中：C r=0.45 O=0.4 Le1=530m =2b) 回程段分支托辊前倾阻力：F 2 = OLe2qBgCos CosSin=0.4176.6618.769.81Cos10Sin2=400.N式中：=10 Le2= =176.66m5301F =承载分支托辊前倾阻力+回程段分支托辊前倾阻力 =4800+400=5200Nc) 输送物料与导料挡板间的摩擦阻力 FglFgl= NbvglI 5.3877.05210.9843.062

10、321 由上得：F S1=F + Fgl=5200+3387.5=8587.5N附加特种阻力：F S2a) 输送带清扫器的摩擦阻力 Fr(按单个清扫器计算)合金刀片清扫器阻力：Fr 合 =A 3=0.01471040.6=588N式中：A=1.40.01=0.014m2 =7104N/m2 3=0.6b) 空段清扫器的摩擦阻力 Fr 空 (按单个清扫器计算 )Fr 空 =mg 3=30.99.810.6=182N式中：m=30.9kg （单个空段清扫器自重）安徽矿业职业技术学院毕业设计- 5 -本机组共 2 组合金清扫器，2 组空段清扫器，故：得：F S2=2Fr 合 +2Fr 空 =2588

11、+2182=1540N(两个合金清扫器和两个空段清扫器)园周力 FUFU=CfLgqR0+qRU+(2qB+qG)+qGHg+FS1+FS2=1.8360.0255309.8120.525+7.2156+(218.76+144.44)+144.4422.1559.81+8587.5+1540=89993N式中：H=22.155m4、皮带输送机所需的运行功率传动滚筒运行功率：P A由 GB/T17119-97 得：PA=FUV=518892.5=225.0kw驱动电机所需功率：P M由 GB/T17119-97 得：取电机功率 P=220kw ,电压 6000v ,型号 Y355-37-45、皮

12、带输送带张力的计算采用逐点张力计算法根据逐点张力法，建立张力关系式如下：（计算简图附后）S3=S2+2Fr 合 +FL1 S4=S3+FH3-4+ Fr 空 S5=S4+FL2 S6=S5+ FL3 S7=S6+ FL4 S8=S7+ FH7-8+ Fr 空S9=S8+ FL5 S10=S9+ FL6 S1=S10+ FbA+ Ff+Fgl+FC + F1张力值计算（由上张力关系式计算而得）由 3.1 张力关系式计算得：S3=1.00225S2+1224 S4=1.00225S2-455 S5=1.004505S2-412 S6=1.0059176S2-385 S7=1.008181S2-34

13、2 S8=1.008181S2-1792S9=1.0104493S2-1752 S10=1.01187S2-1727 S1=1.01187S2+49241输送带与传动滚筒之间启动时不打滑,必须满足：式中：F Umax=FUKA=899931.5=134989.5N 启动系数 KA=1.5 =0.35 =200 e=3.4kwAM17.3586.02135. Neu 341.57-maxax2 安徽矿业职业技术学院毕业设计- 6 -暂取 S2=32431N，代入上述关系式得：S3=33728N S4=32049N S5=32165N S6=32238N S7=32354N S8=30904N S

14、9=31018N S10=31089N S1=82057N6、皮带输送带张力校核输送带下垂度的限制对于上分支（承载分支）式中：(h/a) max=0.01 a0=1.2mFmin=24254NS 9=31018N 满足要求对于下分支（回程分支）Fmin=6901NS 8=30904N 满足要求。故此, 得： S2=32431 S3=33728N S4=32049N S5=32165N S6=32238N S7=32354N S8=30904N S9=31018N S10=31089N S1=82057N胶带张力校核选用聚脂胶带 EP200 B=1400mm 输送机在运行时最大张力为 S1=48

15、836N能满足 n1012 的要求7、拉紧张力的计算垂直拉紧装置设在距地平面高约 6.7m 处,则拉紧滚筒合张力 FHFH=S5，+S 6，=32165+32238=64403N三. 皮带输送机部件的选用（1）输送带输送带是输送机中的牵引和承载构件，所以应耐磨，具有较高强度，在横的或纵的方向都有良好的挠曲性，皮带一般分橡胶运输带、塑料运输带、钢带、金属网带等，橡胶运输带又有普通2.1820571max FBNahgqGBO 24011.88.9)476(2.18)(mxmin NahgqBO6901.8713mxin 安徽矿业职业技术学院毕业设计- 7 -型和特殊型之分，焦化厂一般采用普通型橡

16、胶运输带，橡胶运输带由数层棉织布用硫化橡胶黏结而成，带的上、下面及左右两侧都覆以橡胶保护层，棉织布的层数与胶带的宽度有关，层数加多，能承载的总压力也越多，但层数增加时，带的横向挠曲性减小，常见橡胶带棉织布的层数如下表：带宽 500mm 650mm 800mm 1000mm 1200mm 1400mm层数 34 45 46 58 510 612橡胶层的厚度随工作面（上面）及非工作（下面）而有所不同，非工作面橡胶层的厚度为1.01.5mm，工作面橡胶层的厚度有 3.0mm、4.0mm、6.0mm 三种，选择时视输送带的特性及橡胶的性能等因素决定，焦化厂输送煤料的皮带上、下胶厚度一般分别为 3mm

17、及 1mm。（2）驱动装置带式输送机的驱动装置一般由电动机、减速器、液力偶合器（或梅花形弹性联轴器） 、联轴器及逆止器或制动器组成。依减速器的形式不同可分为平行轴式、直交式和轴装式，如下图所示：将电动机和减速齿轮都装入传动筒内，就成为电动滚筒，按冷却方式的不同，电动滚筒分为油冷式、油浸式和风冷式，而仅将减速齿轮装入传动滚筒内的则称为齿轮滚筒（亦称外装式减速滚筒） ，电动机装在外面，下图为油冷式电动滚筒结构：安徽矿业职业技术学院毕业设计- 8 -为了布置的需要，对于短距离、较小功率的单电动机驱动的带式输送机可选用结构紧凑、外形尺寸小的电动滚筒、齿轮滚筒或轴装式减速器驱动装置。对于长距离、大运量的

18、带式输送机，则要双电动机或多电动机驱动。带式输送机的负载是一种典型的恒转矩负载，而且带式输送机往往不可避免地要带负荷启动或制动（即满载启动或停机） 。电动机的启动特性与负载的启动要求不相适应在带式输送机上体现比较突出：一方面为保证必要的启动力矩，电动机启动时的电流要比额定运行时的电流大 67 倍，要保证电动机不因电流的冲击过热而烧毁，电网不因大电流使电压过分降低，这就要求电动机的启动过程要尽量快，提高转子的加速度，使启动过程不超过 35s，过去曾采用加大电动机功率的办法，这对于小型、短的带式输送机还可以。另一方面，输送带是一种黏弹性体，大型带式输送机在启动（制动）的不稳定阶段，驱动装置施加到输

19、送带上的牵引力（制动力）及惯性力将以一定的波速在带内传播、叠加、反射，加上其他因素的影响，在输送带内引起多变的应力变化，若其瞬时峰值应力超过允许值，将会损伤输送带甚至使之断裂，或使托辊、滚筒损坏，这就要求有尽量小的启动（制动）加速度以降低启动（制动）时的冲击。大型带式输送机停机制动时在输送带上出现的应力变化有时甚至比启动时更剧烈，为了解决这一予盾，缓解对电动机的冲击，常采用绕线转子电动机、直流电动机、变频调速、液力偶合器等驱动系统，以下将分别介绍这几中方法：绕线转子电动机 绕线转子电机调速有转子电路串接启动电阻调速和串级调速两种，其中串级调速是在绕线转子电动机的转子电路中加一个与变化的转子电势

20、的频率相同的外加电势，从而调节转差电压，达到改变转差率真实现调速，外加电势用可控硅逆变电路实现，这种方式虽避免安徽矿业职业技术学院毕业设计- 9 -了在电阻中无益损耗，效率低，但整套装置较复杂，目前国内用在带式输送机上的串级调速不多。直流电机机 直流电动机的调速性能优良，在低速时有较大的转矩，可以缓解电动机的启动冲击，但直流电动机不能长时间低速运行，且需要配备相应容量的直流电源设备，因而造价很调，又因为有电刷和整流子，维修量大，带式输送机中很少采用。变频调速 变频调速系统是通过改变电源的频率使笼式电动机转变转速，减少启动时的加速度，缓解启动冲击，它可使电动机低速启动，缓慢加速，启动过程完全自控

21、，具有效率调、调速范围宽和精度调的特点，但在降低电源频率时必须相应降低电压，这样输出的转矩就会随之降低，这对要求低速、大转矩启动的带式输送机是不利的，而且变频调速系统线路复杂，价格昂贵，目前还不宜用在带式输送机的启动控制上。液力偶合器 液力偶合器是一种软连接，可以改善启动性能，对减速电动机与负载启动的冲击具有很大的作用，常用于带式输送机上的液力偶合器有限矩型和调速型两种。（3）支承装置，尾由于皮带输送机的长度较长，若仅两端有滚筒支撑而中悬空，由于输送带的自重及运载煤料重力作用，带的垂度必将很大，造成输送带不能正常运行甚至被拉断，因此必须在输送带的下面装设支承装置来限制带的垂度，最常用的支承装置

22、是托辊，支承装置是由托辊架和托辊组成。托辊的主要作用：支承输送带及载荷上托辊支承回程的输送带下托辊使输送机保持一定的断面形状和运行路线防止和纠正输送带跑偏上托辊和下托辊缓冲载荷的冲击。托辊的形式很多，具体如下：槽形托辊：用于承载物料。平行托辊：用于无载区段或设用固定犁式卸料器处。调心托辊：用于调整输送带跑偏，防止蛇行，保证输送带稳定运行，前倾式槽形托辊也起调心、对中作用。缓冲托辊：安装在输送机受料段的下方，减小输送带所受的冲击，延长输送带使用寿命 。安徽矿业职业技术学院毕业设计- 10 -回程托辊：用于支承输送带，有平形、V 形、反 V 形几种，V 形和反 V 形托辊能降低输送带跑偏的可能性，

23、当 V 形和反 V 形两种形式配套使用，形成菱形断面，能更有效地防止输送带跑偏。应注意，反 V 形托辊只能在输送机的机头部的一两组下托辊位置上与 V 形成安装。过渡托辊：安装在滚筒和第一组托辊之间，可使输送带逐步成槽形或由槽形展平，以降低输送带边缘因成槽延伸而产生的附加应力，同时也防止输送带展平时出现的撒料现象。在输送煤时，大部分采用槽形托辊，槽形托辊一般采用三节式。对托辊的主要要求之一是是能很可靠地防止脏物浸入轴承内，否则不仅会增大输送带的运行阻力，甚至还会发生托辊卡住的危险。此外，还必须能防止润滑油从轴承中流出，为此，托辊必须采用密封装置，密封装置通常采用填料密封，因其结构结单，密封性能较好。倾斜托辊与水平托辊的最大夹角叫槽型托辊的槽角。槽型托辊的槽角是决定输送能力的重要参数之一。旧的系列一般采用 20，随着输送带的改进，带的横向挠曲性能的提高，槽角也逐渐增大，我国目前 TD75 系列已将槽角增加到 30。槽型托辊缓冲托辊：在受料处的托辊承受煤料的冲击，采用普通托辊，有时轴会被打断，所以在受料处可以选用缓冲托辊，它与一般托辊不同的地方，是在辊柱的外周套上橡胶制成的圆环，以减轻煤料的冲击作用，如图所示：