1、洛阳理工学院机电制作设计说明书 I 物料运输机 摘 要 该项目是结合实际工程问题而制订出来的，其目的是设计一套能够在给定场合下安全可靠运行的上运带式输送机系统。 本文是通过对通用设备带式输送机的选型计算，以及计算选择各组成部件。最后组合成使用于具体条件下的带式输送机。 本文设计的带式输送机属于向上运输，需要考虑带式输送机的逆止问题、可靠停车问题以及所需要的配套电控问题。然后综合各种情况下的问题，找出最合理的解决方法并进行整合，最终选取出带式输送机的各部件来组成符合实际工程要求的输送机系统。 本文通过对输送机 各部件的选型计算和设计以使整个系统能够在给定场合下安全可靠的完成预期的任务。 关键词
2、带式输送机；上运；液体粘性 洛阳理工学院机电制作设计说明书 II ABSTRACT This topic is a subject that is established Combined with the engineering problem, the purpose is to design one set of upward belt conveyor that can be used safely and dependably on the given occasion. This article describes the design calculation of choosin
3、g the general equipments (the belt conveyor of series of DT ) and the electronic-controlled system, so it needs to choose every part of the belt conveyor though design calculation, and put them together to be used on the occasion. Being to transport upward of the belt conveyer in this articl, we nee
4、d to consider that the flexible start problem, negative problem, credibility parking problem and the kit electronic-controlled problem. Then synthesize various problem, find out the most reasonablely solution method and carry on integration. Eventually, choose each part of the belt conveyer to const
5、itute the conveyer system that matches actual engineering requests. In the article, through choosing each part of the belt conveyer and the design for electronic-controlled system, ensure that the belt conveyer could safely and credibility run in given situation. Keywords: Belt conveyer; upward; Hyd
6、ro-viscous 洛阳理工学院机电制作设计说明书 III 目 录 摘 要 . I 写在前面的话 . 1 1 概况 . 1 1.1 本课题研究的目的和意义 .1 1.2 本课题研究的内容 .2 1.3 国内外研究情况及其发展 .2 2 上运带式输送机设计 . 4 2.1 设计题目原始参数 .4 2.2 输送带选型计算 .5 2.3 输送线路初步设计 .8 2.4 输送带张力的计算 .9 2.5 输送带强度验算 .10 2.6 滚筒的选择 .11 2.7 拉紧力、拉紧行程的计算及拉紧装置的选择 .13 2.8 制动力矩的计算 .15 3 整体设计方案 . 16 3.1 设计构思 .16 3.2
7、 总体结构 .16 3.3 工作原理 .16 4 结论 . 16 谢辞 . 17 参考文献 . 17 洛阳理工学院机电制作设计说明书 1 写在前面的话 带式输送机是以胶带、钢带、钢纤维带、塑料带作为传送物料和牵引工作的输送机械，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状物料的理想工具，因此被广泛用于电力、冶金、煤炭、化工、矿山、港口等各行业。 1.概况 1.1 本课题研究的目的和意义 本课程的设计提高了学生的动手能力及创新思 维能力。其宗旨是让学生能够对已
8、学到的知识灵活运用、理论与实际结合，起到对学生综合素质一个全面提升的作用。本次制作对已学习到的知识例如：机械设计基础、电工学、 Auto Cad 等各课内容运用较多。 带式输送机自 1795 年被发明以来，经过两个世纪的发展，已被电力、冶金、煤炭、化工、矿山、港口等各行各业广泛采用。特别是第二次工业革命带来了新材料、新技术的采用，使带式输送机的发展步入了一个新纪元。当今，无论从输送量、运距、经济效益等各方面来衡量，它已经可以同火车、汽车运输相抗衡，成为三足鼎立局面，并成为各国争先发 展的行业。 带式输送机因其具有结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长、运转稳定、工作可靠性和密封性好、占据空间
9、小等特点，并能适应在各种恶劣工作环境洛阳理工学院机电制作设计说明书 2 下工作包括潮湿、泥泞、粉尘多等，所以它已经是国民经济中不可或缺的关键设备。加之国际互联网络化的实现，又大大缩短了带式输送机的设计、开发、制造、销售的周期，使它更加具有竞争力。 目前，带式输送机已经成为露天矿和地下矿的联合运输系统中重要的组成部分。为了更好的研究带式输送机的工作组成原理，发现及改进其不足之处，本课题所研究的是大倾角、上运带式输送机。 1.2 本课 题研究的内容 首先了解带式输送机的基本知识（包括其主要设备工作方式工作原理等）。然后根据使用场合和给定的原始参数，对各种工况进行分析计算，设计系统方案（运输机布置形
10、式，驱动方式，输送带的选型，拉紧装置的设计，清扫装置的设计等），设计出合适的驱动系统和控制系统。设计出各个系统之后，还要进行动态特性的研究，以确保在输送机启动时，系统的动安全系数大于预先设定的数值，所设计的系统仍能符合要求的正常运行。 1.3 国内外研究情况及其发展 国外带式输送机技术的现状 国外带式输送机技术的发展很快，其主要表现在 2 个方面 :一方面是带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带式输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型 ;另一方面是带式输送机本身的技术与装备有了巨大的发展，尤其是长距离、大运量、高带速等大型带式输送机已成为发展的主要方向，其核心技术是开
11、发应用了带式输送机动态分析与监控技术，提高了带式输送机的运行性能和可靠性。国外己经使用或己经进行洛阳理工学院机电制作设计说明书 3 设计的几条典型长距离带式输送机输送线： （ 1）西班牙的西撒哈拉带式输送机线路是世界最长的长距离 输送机线路，该线路长达 100km，用两年半时间建成，并于 1972 年投入使用，用来将位于石质高原地区的布克拉露天矿的磷灰石矿石运往艾尔 阿雍海港。总投资额为两亿马克。预计该线路能达行 30 年，年平均运输量为 1000 万吨磷灰石矿石 (2000t/h)。整条线路由长为 6.9 11.8km的 11 台带式输送机组成。带宽为 l000mm， 采用 ST3150 型
12、钢丝绳芯胶带，带速为 4.5 m/s18。 （ 2）恰那矿 20km地面带式输送机系统是代表了现代带式输送机发展水平的一条输送线。该输送系统由一条长为 10.3km 的平面转 弯带式输送机和一条 10.1km 的直线长距离带式输送机构成。转弯带式输送机的曲率半径为9km，弧长为 4km。两条输送机除线路参数外，其他参数相同，运输能力为2200t/h，带宽 1050mm，输送带抗拉强度为 3000N/mm，安全系数为 5，拉紧 装置为重锤拉紧。允许行程为 25m，驱动采用 3 台 700KW 直流电动机，双滚筒驱动。系统采用了先进的托辊制造和安装技术、水平转弯技术和动态分析技术 20。 （ 3）
13、津巴布韦钢铁公司（ ZISCO） 15.6km 水平转弯越野带式输送机于1996 年投入使用，是世界上单机最长的带式输 送机。该输送机将 ZISCO 的New Ripple Creek 矿的经过二次破碎的铁矿石运送到 Zimbabwe 的炼钢厂附近。输送量为干矿石 500t/h（湿矿石 600t/h）。系统全长 15.6km，物料提升高度为 90m。近年来，我国在大型带式输送机的设计、制造上也有了长足的洛阳理工学院机电制作设计说明书 4 进步。从 20 世纪 60 年代末我国己经生产 200 余条钢丝绳芯带式输送机，在煤矿、磷矿、铁矿和港口使用。其中单机长度达 7602m 的大型带式输送机已投
14、入使用。目前，包括总长 l0km 的输送线等多条长距离带式输送机系统正在设计或计划中 12。 国内 带式输送机技术的现状 我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。在“八五”期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产吕开发都取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内空白，并对带式输送机的减低关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软起动和制动装置以及以 PLC 为核心的可编程电控装置，驱动系统采用调速型液力偶合器和行星
15、齿 轮减速器 8。 2 上运带式输送机设计 2.1 设计题目原始参数 （ 1）输送长度 L， m； （ 2）输送机安装倾角 ，； 洛阳理工学院机电制作设计说明书 5 （ 3）设计运输生产率 Q， t/h； （ 4）物料的散级密度 ， t/m； （ 5）物料在输送带上的堆积角 ， ( )； （ 6）物料的块度 a， mm。 2.2 输送带选型计算 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： 表 2.1 设计原始数据 长度(m) 输送量 (t/h) 运行方式 倾角( ) 供电电压 (V) 来料点位置
16、堆积角 最大块度(mm) 460 1000 上运 16 380/660V 机尾 30 300 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； 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。 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。带芯主要由各种织物（棉织物、各种化纤织物以及混纺材料等）或钢丝绳构成。他们是输送带的 骨架层，几乎承受输送带工作时全部负荷，因此，带芯材料必须具有一定的强度和刚度。覆盖胶用以保护中间的带芯不受机械损伤以及周围介质的有害影洛阳理工学
17、院机电制作设计说明书 6 响。上覆盖胶层一般较厚，这是输送带的承载面，直接与物料接触并承受物料的冲击和磨损。下覆盖胶是输送带与支撑托辊接触的一面，主要承受压力，为了减少输送带眼托辊运行时的压陷阻力，下覆盖胶是输送带与支撑托辊接触的一面，主要承受压力，为了减少输送带沿托辊运行时的压陷阻力，下覆盖胶的厚度一般较薄。侧边覆盖胶的作用是当输送带发生跑偏是侧面和机架相碰时，保护其不受机械损伤。 输送带运行速度 选择 表 2.2 与物料有关的常用带速 输送物料的特性 带宽 B（毫米） 500,600 800,1000 1200,1400 带速 v（ m/s） 磨琢性小，品质不会因粉化而降低； 如：原煤、砂
18、、泥土、原盐等 0.8-2.5 1.0-3.15 1.5-5.0 带速是输送机的重要参数，通常根据下列原则进行选择： 1） 长距离、大运量的输送机可选择较高带速； 2） 倾角大、运距短的输送机带速易小； 3） 下运相对上运带式输送机带速低； 4） 粒度大、耐磨性大、易粉碎和易起尘的物料宜选用较低带速； 5） 采用卸料车卸料时带速不 宜超过 2.5m/s； 由此结合表 2.1，我选择 v=2.5m/s。 洛阳理工学院机电制作设计说明书 7 带宽的确定 表 2.3 物料断面系数 动堆积角 10 20 30 40 50 K 槽型 316 385 422 458 496 平型 67 135 172 209 247 表 2.4 倾角系数 输送倾角 0 3 5 10 15 20 c 1 0.99 0.95 0.89 0.81 1）按输送能力确定带宽 B1 B1=1.1( vkc3600/Q +0.05) （ 式 2.1） 式中 Q=1000t/h； K=422（由表 2.2 得到）； v=2.5m/s； =0.90 t/m3 ； C=0.9（由表 2.3 推出）； 2）按输送物料的块度确定带宽 B2 B2 2002 maxa =800mm 式中 amax 物料最大块度的横向尺寸。
