1、山东科技大学学士学位论文 I 摘要 带式输送机是输送能力最大的连续输送机械之一。其结构简单、运行平稳、运转可靠、能耗低、对环境污染小、便于集中控制和实现自动化、管理维护方便，在连续装载条件下可实现连续运输。本论文主要涉及了带式输送机的机械设计和电器原理设计部分。 带式输送机的机械设计程序分两步，第一步是初步设计，主要是通过理论上的计算选出合适的输送机部件。其中包括输送带的类型和带宽选择、带式输送机线路初步设计、托滚及其间距的选择、滚筒的选择、 拉紧装置的选择、 电动机的选择、减速器的选择、软起动器的选择 、制动器的选择等 ；第二步是施工设计，主 要根据初步设计选定的滚筒、托滚、驱动装置完成对已
2、选部件的安装与布置图纸设计工作。 最后，在机械设计的基础上，完成了对输送机的保护装置及其电器原理设计。电器控制主要通过可编程控制器（ PLC）实现。 关键词 ：带式输送机；软起动器；盘式制动器；电气控制 山东科技大学学士学位论文 II ABSTRACT Belt conveyor is one of the continuous transmission machinery. It has the largest transmission capacity. Its structure is simple, smooth operation and functioning of reliabl
3、e, and low consumption, pollution of small, easy centralized control and automation, management, maintenance of facilities for loading conditions can be achieved in successive transport. The paper dealt primarily with the mechanical design and electrical principles belt conveyor design. Belt conveyo
4、r mechanical design include two-step procedure, the first step is the preliminary design, mainly through theoretical calculations elected suitable carriers components. Including travel and the type of bandwidth selection, preliminary design belt conveyor lines, roll up their space options, roller ch
5、oice, the tightening device use, electric motors choice, reducer choice, the soft starter choice， the soft brake option and so on; The second step is the construction design, based primarily on the preliminary design selected roller, roll up, driven devices have completed the installation of the com
6、ponents of the design and layout drawings. Finally, in the mechanical design basis for carriers I complete the design principles of the protection devices and appliances. Electrical control achieved primarily through programmable controller (PLC). Keywords: belt conveyor;soft starter;the pan brake;e
7、lectrical control 山东科技大学学士学位论文 III 目录 摘要 . I ABSTRACT . II 1 绪论 .1 1.1 常用带式输送机简介 .1 1.2 带式输送机的工作原理 .4 2 带式输送机的设计计算 .6 2.1 概述 .6 2.2 设计题目及原始资料 .6 2.3 带式输送机的初步设计 .7 2.4 输送机主要部件选型 .19 3 带式输送机的电控设计 .51 3.1 电控装置概述 .51 3.2 电控装置主要功能 .51 3.3 各控制部件功能 .52 3.4 系统工作原理 .54 3.5 信号与报警 .61 3.6 检测和保护传感器 .61 参考文献 .62
8、 致谢 .63 附录 .64 山东科技大学学士学位论文 1 1 绪论 带式输送机是输送能力最大的连续输送机械之一。其结构简单、运行平稳、运转可靠、能耗低、对环境污染小、便于集中控制和实现自动化、管理维护方便，在连续装载条件下可实现连续运输。它是运输成件货物与散装物料的理想工具，因此被广泛用于国民经济各部门。尤其在矿山用量最多、规格最大。 1.1 常用带式输送机简介 带式输送机的种类很多，常用的主要有以下几种 1： （一）通用带式输送机（ DT） 通用带式输送机是一种固定式带式输送机。其特点式托辊安装在固定的机架上，由型钢做成的机架固定在底板或地基上， 整个机身成刚性结构。因此，它广泛用于要求设
9、备服务年限长，地基平整稳定的场合。例如，煤矿地面生产系统、洗煤厂、井下主要运输大巷、港口、发电厂等生长地点。该种输送机应用十分普遍，现已形成系列产品如 TD62、 TD75、 DT 等。 （二）钢绳芯带式输送机 钢绳芯带式输送机在结构形式上相同于通用带式输送机，只是输送带由织物芯带改为钢丝绳芯带。因此，它是一种强力型带式输送机，具有输送距离长、运输能力大、运行速度高、输送带成槽性好和寿命长等优点。但其最大缺点是因钢绳芯输送带的芯体无横丝，故横向强度低易造成纵向撕裂。在大型 矿井的主要平巷、斜井和地面生产系统往往会遇到大运量、长距离情况，如果采用普通型带式输送机运输，由于受到输送带强度的限制而只
10、能采用多台串联运行方式，这就造成了设备数量多，物料转载次数多，因而带来设备投资高，运转效率低，事故率升高，粉媒比重上升以及山东科技大学学士学位论文 2 维护人员增多等后果。采用钢绳芯带式输送机可以有效地解决这类问题。该种带式输送机已经定型成 DX 系列。 （三）吊挂式带式输送机 吊挂式带式输送机是一种将其机架用钢丝绳或铁链吊挂在顶板上的带式输送机。机架可以采用钢丝绳或型钢材，托辊组可以是铰接或固定支承。它通常用于底板或地 基起伏不稳定，服务时间较短的场合。如煤矿井下采区上、下山，顺槽和集中运输巷。 （四）可伸缩带式输送机 可伸缩带式输送机的输送长度可以根据工作的需要随时缩短或加长。这是为满足煤
11、矿井下综采工作面顺槽输送要求而设计的。 （五）移动带式输送机（ DY） 移动带式输送机是一种按整机设计并且整机可在不同地点使用的带式输送机。按移动的方式不同又可分为移动式与携带式带式输送机。前者是靠轮子、履带或滑撬移动的带式输送机；后者是可用人力或机械从一个位置抬到另一个位置的带式输送机。主要用作短距离输送或转载。如煤场、码头、仓库等场所 。 （六）弯曲带式输送机 弯曲带式输送机是一种在输送线路上可变向的带式输送机。该种输送机适用于煤矿井下弯曲巷道和地面越野输送。 （七）线摩擦带式输送机 在带式输送机（在此称之为主机）某位置的输送带下面加装一台或几台短的带式输送机（称之为辅机），主带借助重力或
12、弹性力压在辅机的带子（辅带）上，辅带可以通过摩擦力驱动主带，这样主带张力便可以大大降低而实现低强度带完成长距离或大运量输送。 （八）大倾角带式输送机 山东科技大学学士学位论文 3 普通带式输送机的输送倾角超过临界角度时，物料将沿输送带下滑。各种物料所允许的最大上运倾角见表 1.1。大倾 角带式输送机可以减小输送距离、降低巷道开拓量，减少设备投资。在露天矿它可以直接安装在非工作边坡，节省大量土方工程和投资。 表 1.1 带式输送机的最大倾角 物料名称 最大倾角 物料名称 最大倾角 块煤 18 湿精矿 20 原煤 20 干精矿 18 谷物 18 筛分后石灰石 12 0 25mm 焦炭 18 干砂
13、15 0 30mm 焦炭 20 湿砂 23 0 350mm 焦炭 16 盐 20 0 120mm 矿石 18 水泥 20 0 60mm 矿石 20 块状干粘土 15 18 40 80mm 油母页岩 18 粉状干粘土 22 干松泥土 20 （九）钢绳牵引带式输送机 (DS) 钢绳牵引带式输送机从 1951 年起在英语国家得到应用。它的优点在于牵引体与承载体是分开的，可以跨越长距离和大高差。但缺点是输送带成槽性差，影响输送截面积，钢丝绳裸露在外，不易防腐蚀，维护费用高。因此，国外一些国家不提倡使用。我国自 1967 年起在煤矿开始使用，但总体用量不高。根据研究表明，当输送量超过 500t/h，运距
14、超过 2 5km 时，钢绳牵引带式输送机的基建投资和运费将少于钢绳芯带式输送 机，即运距越长越有利。 （十）圆管式带式输送机 山东科技大学学士学位论文 4 圆管式带式输送机是用托辊把输送带逼成管形，物料形成封闭运输，减少了环境污染，并能任意转变和提高输送倾角。它适用于有环保要求或物料不受外界环境影响的场合，如水泥、粉媒、谷物等物料的输送。 （十一）钢带输送机（ DG） 钢带输送机的输送带是一薄的挠性钢带。其耐热性比常规输送带好得多，因此它已在食品工业中得到应用。但钢带的成槽性差，滚筒传递扭距很有限，因而不适用于长距离输送。 （十二）网带输送机（ DW） 网带输送机的输送带是一挠性网带，在技术性
15、能上与钢带输送机相似，主 要用于轻工业和有特殊要求的场合 1.2 带式输送机的工作原理 带式输送机是依靠驱动滚筒与输送带之间的摩擦，将牵引是以挠性体与圆柱体之间的摩擦理论为基础的。这个理论用著名的欧拉公式表达。 123 4如图所示的带式输送机，输送带在驱动滚筒的围包角为 ，驱动滚筒以图标方向运动。设输送带在与驱动滚筒相遇点 4 处的张力为 yS ，分离点的张力为 1S ，据欧拉公式，当驱动滚筒与输送带之间不打滑时，两力有如下关系 eSSy 1 式 （ 1.1） 式中 滚筒与输送带间的摩擦系数； e自然对数的底。 山东科技大学学士学位论文 5 这个公式表示：当输送带在分离点 1 的张力为 1S
16、时，由于滚筒与输送带间相遇点需要的张力大于 eS1 ， 驱动 滚筒将因摩擦力不够而在输送带上空转。为明确表示上述极限关系，将上式改成： eSSy 1max 式 （ 1.2） 输送带两端的张力差就是驱动滚筒圆周上的牵引力，根据欧拉公式，驱动滚筒能够传递给输送带的最大摩擦牵引力 maxW 为： )1(1m a xm a x eSSSW iy 式（ 1.3） 在实际应用中，为使带式输送机安全可靠的运行，应给摩擦牵引力留有一定的余量实 际许用的摩擦牵引力 xW 为， )1(1m a x eSnWW x 式（ 1.4） 据此求得输送带在驱动滚筒相遇点的许用张力： neSS yx 111 式（ 1.5）
17、n摩擦力备用系数，一般取 n=1.15-1.20 为提高摩擦驱动所能传递的牵引力，可以从如下三个方面着手： （ 1） 增大输送带在驱动滚筒分离点上的张力 1S 。但采用这个方法会使输送带所受的最大张力也增大。若大幅增加 1S ，需要选用高一级强度的输送带，这是不利的。因此这种办法只能在实际运转中，因某种原因出现驱动滚筒打滑时采用； （ 2） 增大围包角 。但滚筒驱动，输送带在驱动滚筒上的围包角为200 230 ；采用双滚筒驱动，围包角可达 450 480 ； （ 3） 增大摩擦系数，将驱动滚筒表面包一层摩擦系数高的材料。 山东科技大学学士学位论文 6 2 带式输送机的设计计算 2.1 概述 带
18、式输送 机的设计通常包含初步设计和施工设计两个方面的内容。前者主要是通过理论上的分析计算选出满足生产要求的输送机各部件，确定合理的运行参数，或者对确定的部件参数进行验算，并完成输送线路的宏观设计；后者主要是根据初步设计完成输送机的安装布置图。 在给定的工作条件下，带式输送机选型设计计算合理与否关系到能否高效、安全、可靠的完成生产运输的问题。一般说来，尽管带式输送机的类型众多，但选型设计不外乎两种情况：一种是成套供应的设备（或对已有设备）的计算，如矿用吊挂式、可伸缩带式输送机功率、输送带强度和主要部件是否满足要求。另 一种是对通用设备（ TD75、 DT 和 DX系列输送机）的选型设计，需要通过
19、计算从系列部件中选择合适的具体部件（如滚筒、输送带、托辊和驱动装置等），最后组装成满足具体生产条件下的通用带式输送机。 2.2 设计题目及原始资料 2.2.1 毕业设计题目 ： 宽沟矿井下下运带式输送机系统设计 2.2.2 设计原始资料 设计运输能力： 1000t/h, 运输距离： 560m，输送倾角： -10,供电电压：660/1140V，制动方式：电软 +盘闸，来料点位置：上部，使用环境：煤矿井下，煤最大块度： 300mm。 山东科技大学学士学位论文 7 2.3 带式 输送机的初步设计 1 2.3.1 带式输送机的类型 钢绳芯带式输送机在结构形式上相同于通用带式输送机，只是输送带由织物芯带
20、改为钢丝绳芯带。因此它是一种强力型带式输送机，具有输送距离长、运输能力大、运行速度高、输送带成槽性好和寿命长等优点。但其最大的缺点是因钢绳芯输送带的芯体无横丝，故横向强度低已造成纵向撕裂。在大型矿井的主要平巷、写景和地面生产系统往往会用到大运量、长距离情况，如果采用普通型带式输送机运输，由于受到输送带强度的限制而只能采用多台串联运行方式，这就造成了设备数量多，物料转载次数多，因而带来 设备投资高，运转效率低，事故率升高，粉煤比重上升以及维护人员增多等后果。采用钢绳芯带式输送机可以有效地解决这类问题。因为此设计的输送机运输距离长（ 560m），运输能力大（ 1000t/h） ，所以采用钢绳芯带式
21、输送机。 2.3.2 输送带类型的确定 输送带是输送机的重要部件，要求它具有较高的强度和较好的挠性，其价格比较昂贵，约占输送机总成本的 25%50%。在类型确定上需考虑以下几点： （ 1） 煤矿井下必须使用阻燃输送带，并且尽量选用橡胶贴面，其次为橡塑贴面和塑料贴面的阻燃输送带； （ 2） 在同等条件下，优先选择分层带，其次 整体带芯带和钢绳芯带； （ 3） 优先选用尼龙、维尼龙帆布层带，因在同样抗拉强度下，上述材料比棉帆布带体轻、带薄、柔软、成槽性好、耐水和耐腐蚀； （ 4） 覆盖胶的厚度主要取决于被运物料的种类和特性，给料冲击的大小，带速与机长。输送带由带芯（骨架）和覆盖层组成。带芯主要由各
