1、无锡职业技术学院毕业设计说明书 1 第一章 前言 1.1 带式输送机的应用 带式输送机是连续运输机的一种，连续运输机是固定式或运移式起重运输机中主要类型之一，其运输特点是形成装载点到装载点之间的连续物料流，靠连续物料流的整体运动来完成物流从装载点到卸载点的输送。在工业、农业、交通等各企业中 ,连续运输机是生产过程中组成有节奏的流水作业运输线不可缺少的组成部分。 连续运输机可分为 : (1)具有挠性牵引物件的输送机 ,如带式输送机 ,板式输送机 ,刮板输送机 ,斗式输送机、自动扶梯及架空索道等 ; (2)不具有挠性牵引物件的输送机 ,如螺旋输送机、振动输送机等 ; (3)管道输送机 (流体输送
2、),如气力输送装置和液力输送管道 . 其中带输送机是连续运输机中是使用最广泛的 , 带式输送机运行可靠，输送量大，输送距离长，维护简便，适应于冶金煤炭，机械电力，轻工，建材，粮食等各个部门。 1.2 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输送机 ,各有各的输送特点 .其简介如下 : 80TDQDDXU 型 固 定 式 带 式 输 送 机轻 型 固 定 式 带 式 输 送 机普 通 型
3、型 钢 绳 芯 带 式 输 送 机型 带 式 输 送 机管 形 带 式 输 送 机带 式 输 送 机气 垫 带 式 输 送 机波 状 挡 边 带 式 输 送 机特 种 结 构 型钢 绳 牵 引 带 式 输 送 机压 带 式 带 式 输 送 机其 他 类 型1.3 各种带式输送机的特点 .QD80 轻型固定式带输送机 QD80 轻型固定式带输送机与 TD 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. . DX 型 钢 绳 芯 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无锡职业技术学院毕业设计说明书 2 细钢绳，一台运输机运距可
4、达几公里到几十公里 . .U 形带式输送机 它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托辊角由 030 045 提高到 090 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. . 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 . . 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
5、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 ,这种机型适用于大倾角 ,倾角在 30 以上 ,最大可达 90. （ 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
6、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 。 . 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。 1.4 带式输送机的发展状况 目前带式输送机已广泛应用于国民经经济各个部门 ,近年来在露天矿和地下矿的联合运输系统中带式输送机又成为重要的组成部分 .主要有 :钢绳芯带式输送机、钢绳牵引胶带输送机和排弃场的连续输送设施等 。 这 些输送机的特点是输送能力大 (可达 30000t/h),适用范围广 (可运送矿石 ,煤炭 ,岩石和各种粉状物料 ,特定条件下也可以运人 ),安全可靠 ,自动
7、化程度高 ,设备维护检修容易 ,爬坡能力大 (可达 16), 经营费用低 ,由于缩短运输距离可节省基建投资 。 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 .我国已于 1978 年完成了钢绳芯带式输送机的定型设计 .钢绳芯带式输送机的适用范围 ： (1)适用于环境温度一般为 40 40 C; 在寒冷地区驱动站应有采暖设施 ; (2)可做水平运输 ,倾斜向上不超过 18 (16) 和向下 ( 010 012 )运输不超过 15 ,也可以转弯运输 ;运输距离长 ,单机输送可达 15km； (3
8、)可露天铺设 ,运输线可设防护罩或设通廊 ； 无锡职业技术学院毕业设计说明书 3 (4)输送带伸长率为普通带的 1/5 左右 ;其使用寿命比普通胶带长 ;其成槽性好 ;运输距离大 。 1.5 带式输送机的工作原理 带式输送机又称胶带运输机 ,其主要部件是输送带 ,亦称为胶带 ,输送带兼作牵引机构和承载机构 .带式输送机组成及工作原理如图 1-1 所示 ,它主要包括一下几个部分 :输送带 (通常称为胶带 ) 、托辊及中间架、滚筒拉紧装置、制动装置、清扫装置和卸料装置等 . 图 1-1 带式输送机简图 1 张紧装置 2 装料装置 3 犁形卸料器 4 槽形托 辊 5 输送带 6 机架 7 传动滚筒
9、8 卸料器 9 清扫装置 10 平行托辊 11 空段清扫器 12 减速器 输送带 5 绕经传动滚筒 7 和机尾换向滚筒 1 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 (在此 ,即是传动滚筒 )卸载 ,利用专门的 卸载装置也可在中间卸载 。 普通型带式输送机的机身的上带是用槽形托辊支撑 ,以增加物流断面积 ,下带为返回段(不承载的空带 )一般下托辊为平
10、托辊 .带式输送机可用于水平、倾斜和垂直运输 .对于普通型带式输送机倾斜向上运输 ,其倾斜角不超过 18, 向下运输不超过 15 。 输送带是带式输送机部件中最昂贵和最易磨损的部件 .当输送磨损性强的物料时 ,如铁矿石等 ,输送带的耐久性要显著降低 。 提高传动装置的牵引力可以从以下三个方面考虑： （ 1）增大拉紧力。增加初张力可使输送带在传动滚筒分离点的张力 1S 增加，此法提高牵无锡职业技术学院毕业设计说明书 4 引力虽然是可行的。但因增大 1S 必须相应地增大输送带断面，这样导致传动装置的结构尺寸加大，是不经济的。故设计时不宜采用。但在运转中由于运输带伸长，张力减小，造成牵引力下降，可以
11、利用拉紧装置适当地增大初张力，从而增大 1S ，以提高牵引力。 （ 2）增加围包角 0 对需要牵引力较大的场合，可采用双滚筒传动，以增大围包角。 （ 3）增大摩擦系数 0 其具体措施可在传动滚筒上覆盖摩擦系数较大的衬垫，以增大摩擦系数。 通过对上述传动原理的阐述可以看出，增大围包角 是增大牵引力的有效方法。故在传动中拟采用这种方法。 1.6 带式输送机的结构和布置形式 1.6.1 带式输送机的结构 带式输送机主要由以下部件组成：头架、驱动装置、传动滚筒、尾架、托辊、中间架、尾部改向装置、卸载装置、清扫装置、安全保护装置等。 输送带是带式输送机的承载构件，带上的物料随 输送带一起运行，物料根据需
12、要可以在输送机的端部和中间部位卸下。输送带用旋转的托棍支撑，运行阻力小。带式输送机可沿水平或倾斜线路布置。使用光面输送带沿倾斜线路布置时，不同物料的最大运输倾角是不同的，如下表 1-1所示： 表 1-1 不同物料的最大运角 物料种类 角 度 物料种类 角 度 煤 块 18 筛分后的石灰石 12 煤 块 20 干 沙 15 筛分后的焦碳 17 未筛分的石块 18 0 350mm 矿石 16 水 泥 20 0 200mm 油田页岩 22 干 松 泥 土 20 由于带式输送机的结构特点决定了其具有优良性能，主要表现在：运输能力大，且工作阻力小，耗电量低，约为刮板输送机的 1/3 到 1/5；由于物料
13、同输送机一起移动，同刮板输送机比较，物料破碎率小；带式输送机的单机运距可以很长，与刮板输送机比较，在同样运输能力及运距条件下，其所需设备台数少，转载环节少，节省设备和人员，并且维护比较简单。由于输送带成本高且易损坏，故与其它设备比较，初期投资高且不适应输送有尖棱的物料。 输送机年工作时间一般取 45005500 小时 。当二班工作和输送剥离物，且输送环节较多，无锡职业技术学院毕业设计说明书 5 宜取下限；当三班工作和输送环节少的矿石输送，并有储仓时，取上限为宜。 1.6.2 布置方式 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
14、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。带式输送机常见典型的布置方式如下 图 1-2 所示： 图 1-2 带式
15、输送机典型布置方式 1.6.3 运行阻力的计算 输送带的张力包括有拉紧装置所形成的初张力 ,克服各种阻力所需要的张力及由动载荷所产生的张力。 无锡职业技术学院毕业设计说明书 6 运行阻力分为直线段、曲线段及其他附加阻力 ,现分述如 下 . （ 1）如下图所示 ,运行阻力包括两部分 ,一部分是摩擦阻力 ;一部分是由下滑力 (自重分力 )引起的阻力 .有摩擦力引起的阻力总是为正 ,但由于下滑力引起的阻力在此段输送带向上运行时为正 ,向下为负 。 查 1-2表（ 见通用机械设计 ）可知， 表 1 2 胶带参数 纵向拉伸强度 N/mm 1000 钢丝绳间距 /mm 12 带厚 /mm 16 上覆盖胶厚
16、度 /mm 6 下覆盖胶厚度 /mm 6 输送带质量 kg/m 23.1 纵向拉伸强度 xG =1000N/mm；输送带每米质量 23.1 /q kg m 。 承载段 (或称为重段 )运行阻力为 下滑力阻力系数正压力 zF 因为 c o s)( 0 gLqqq z正压力 s in)( 0 gLqq 下滑力 所以 gLqqLqqqF wztzz s in)(c o s)( 00 式 中 ;k g / m,;k g / m,;k g / m,0部分质量承载段托辊组每米转动输送带每米质量物流每米质量tzqqqtztztz lGq ;m,;kg,承载段托辊组间距质量承载段托辊组转动部分tztzlG .
17、m,;度输送带沿倾角方向的长系数承载段托辊组运行阻力Ltz 当承载段向上运行时 ,下滑力是正 ;向上运行时 ,下滑力是负 。 同样 ,输送带回空段阻力为 00 ( ) c o s s i n k tk w kF q q L q L g 式中 , k g / m ;tkq 回 空 段 托 辊 组 每 米 转 动 部 分 质 量 tktktk lGq .k g / m,;m,;kg,系数回空段托辊组运行阻力回空段托辊组间距质量回空段托辊组转动部分ktktklG当承载段向上运行时 ,回空段是向下运行的 ,此时 ,回空段向下滑力为负 ;反之 ,回空段的下滑力为正。 无锡职业技术学院毕业设计说明书 7
18、同时选出托辊间距 1.5tzlm ， tkq =3m。 当承载段向上运行时 ,回空段是向下运行的 ,此时 ,回空段向下滑力为负 ;反之 ,回空段的下滑力为正。 无锡职业技术学院毕业设计说明书 8 第二章 带式输送机的设计计算 2.1 已知原始数据及工作条件 （ 1）采区上山运煤 ,带式输送机布置形式及尺寸如图 2-1所示 图 2-1 带式输送机布置形式及尺寸示意图 （ 2）输送物料：煤；块度 max 350Q mm ; （ 3）输送量： 1500 /Q t h ；物流密度 =1t/m3 （ 4）输送机长： L=100 m； （ 5）倾角： = 16 2.2 计算步骤 2.2.1 带速和槽角的确
19、定 : 按给定的工作条件 ,取原煤的堆积角为 20 。 带式输送机的最大运输能力计算公式为 3.6 stQ Av C 式中： Q 输送量（ )/ht ； v 带速（ )/sm ； 物流密度； 带速选择原则： (1)输送量大、输送带较宽时，应选择较高的带速。 (2)较长的水平输送机，应选择较高的带速；输送机倾角愈大，输送距离愈短，则带速应愈低。 (3)物料易滚动、粒度大、 磨琢性强的，或容易扬尘的以及环境卫生条件要求较高的，无锡职业技术学院毕业设计说明书 9 宜选用较低带速。 (4)一般用于给了或输送粉尘量大时，带速可取 0.8m/s1m/s；或根据物料特性和工艺要求决定。 (5)人工配料称重时
20、，带速不应大于 1.25m/s。 (6)采用犁式卸料器时，带速不宜超过 2.0m/s。 (7)采用卸料车时，带速一般不宜超过 2.5m/s；当输送细碎物料或小块料时，允许带速为 3.15m/s。 (8)有计量秤时，带速应按自动计量秤的要求决定。 (9)输送成品物件时，带速一般小于 1.25m/s。 带速与带宽、输送能力、物料性质、 块度和输送机的线路倾角有关 .当输送机向上运输时，倾角大，带速应低；下运时，带速更应低；水平运输时，可选择高带速 .带速的确定还应考虑输送机卸料装置类型，当采用犁式卸料车时，带速不宜超过 3.15m/s. 考虑山上的工作条件取带速为 2 m/s; 故所选的槽形物料断
21、面面积 A 15003 6 0 0 3 6 0 0 2 1 0 .8 9STQVC =0.234m2, 选槽角 =35 ,动积角 =300。 试中 r-物流密度， t/ 3m ; stC -倾斜系数，对普通带可在下表中查得 ; q-物流每米质量， kg/m; v -速度， m/s; 表 2-1 倾斜系数 stC 表 倾角 /（ ） 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1 0.99 0.98 0.97 0.95 0.93 0.91 0.89 0.85 0.81 图 2-2 槽形托辊的带上物料堆积截面 stC无锡职业技术学院毕业设计说明书 10 查 表 4-16 各种带宽适用的最大
22、块度 (mm) 带 宽 500 650 800 1000 1200 1400 1600 最大块度 100 150 200 300 350 350 350 2.2.2 承载段运行阻力 （ 1） 由式 ( ) c o s ( ) si nz tz ZF q q q L q q L g 物流每米质量 1500 2 0 8 . 3 /3 . 6 2 3 . 6 2Qq k g m 故可算得 tztztzGq l = 47 31.3 /1.5 kg m 表 2-2 常用的托辊阻力系数 工 作 条 件 平行托辊 Wk 槽型托辊 wz 室内清洁 ,干燥 ,无磨损性尘土 0.018 0.02 室内潮湿 ,温度
23、正常 ,有少量磨损性尘土 0.025 0.03 室外工作 ,有大量磨损性尘土 ,污染摩檫表面 0.035 0.04 查表 2-2 得 , zw =0.04 代入 zF 表达试求得 zF = （ 208.3+23.1+31.3 ） 100 0.04 cos16 +(208.3+23.1) 100 sin16 9.81=75.327kN 2.2.3 空回段运行阻力 表 2-3 DX 型托辊组转动部分质量 查表 2-2 得0.035k ，带入 kF 表达式求得 托辊形式 800（带宽 B） 1000 1200 1400 160 1800 2000 上托辊槽型 铸铁座 冲压座 14 11 22 17 25 20 47 50 70 72 下托辊平型 铸铁座 冲压座 12 11 17 15 20 18 39 42 61 65
