皮帶運輸機設計

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1、皮帶運輸機設計 摘要　本文對帶式傳輸機的各個部件的設計進行了探討，在傳遞物質的方法,采用皮帶運輸帶起著非常重要的作用，在競爭性成本的長距離、可靠性物質運輸方面，帶式運輸機發(fā)揮著非常重要的作用。 傳輸機系統變得更大、更復雜，同時驅動裝置也經歷了一系列的發(fā)展，并將繼續(xù)發(fā)展下去，如今，更大的傳輸帶需要更大的功率、單獨驅動器、多倍驅動器，就傳輸帶的使用而言，控制驅動加速轉矩的能力是關鍵的因素。在指定的安全極限范圍內，一個高效的傳動裝置將能提供平穩(wěn)、安全的運轉，同時保持傳輸帶的張力。對于多倍傳動裝置的均分負載，轉矩與速度控制同樣是其設計中需考慮的環(huán)節(jié)。由于傳送帶驅動裝置技術的發(fā)展，現今有越來越多

2、更可靠、具有成本效益、設定的寬范圍功率的傳送帶驅動裝置可供人們選擇。 關鍵詞　帶式 運輸機 驅動 系統 Belt Conveyor Driving System Abstract A short review for the design of each part for belt conveyor , Among the methods of material conveying employed， belt conveyors play a very important part in the reli

3、able carrying of material over long distances at competitive cost． Conveyor systems have become larger and more complex and drive systems have also been going through a process of evolution and will continue to do so． Nowadays，bigger belts require more power and have brought the need for larger ind

4、ividual drives as well as multiple drives．The ability to control drive acceleration torque is critical to belt conveyors’ performance． An efficient drive system should be able to provide smooth，soft starts while maintaining belt tensions within the specified safe limits． For load sharing on multiple

5、 drives．torque and speed control are also important considerations in the drive system’s design． Due to the advances in conveyor drive control technology，at present many more reliable．Cost-effective and performance-driven conveyor drive systems covering a wide range of power are available for custom

6、ers choice ． Key words　Belt　Conveyor　Driving　System 目 錄 引言 5 第一章 帶式輸送機概述 6 1.1帶式輸送機的應用 6 1.2帶式輸送機的分類 6 1.3 各種帶式輸送機的特點 6 1.4 帶式輸送機的發(fā)展狀況 7 第二章 總體方案設計 8 2.1布置方式 8 2.2帶式輸送機的工作原理 9 2.3傳動原理 10 2.4 傳動方案和總體設計 12 第三章 主要技術參數的設計計算 13 3.1 設計的原始數據 13 3.2槽角的選取 14 3.3膠帶運行

7、阻力的計算 15 3.4輸送帶上各點張力的計算 19 3.5 輸送帶的強度驗算 22 第四章 驅動裝置的選用與設計 27 4.1電機的選用 27 4.2 減速器的選型與設計 27 4.3 聯軸器的計算與選型 31 4.4驅動滾筒的設計 33 第五章 托輥的設計 38 5.1 托輥的作用與類型 38 5.2托輥間距 40 5.3 托輥的選型 41 第六章 制 動 裝 置 41 6.1 制動裝置的作用 41 6.2 制動裝置的種類 41 6.3 制動裝置的選型 43 第七章 改 向 裝 置 44 7.1凸弧段曲率半徑R的計算 44 7.2改向滾筒的選

8、用 44 第八章 其他部件的選用 44 8.1 拉緊裝置 46 8.2機架與中間架 50 8.3 卸料裝置 51 8.4 清 掃 裝 置 52 8.5 頭部漏斗 54 8.6 電氣及安全保護裝置 54 第九章 安裝運轉與維護 54 9.1安裝要求 54 9.2調整 55 9.3運轉與維護 55 結論 56 致謝 57 參考文獻 58 附錄 59 如需要完整文檔及cad圖等其他文件，請加球球：一九八五六三九七五五 引 言 帶式輸送機是用連續(xù)的無端輸送帶輸送貨物的機械，俗稱皮帶機。

9、輸送帶根據摩擦傳動原理而運動，既是承載貨物的構件，又是傳遞牽引力的構件，其特點是：輸送能力大，爬坡能力強，操作簡單，安全可靠，自動化程度高，設備維修容易，廣泛應用于采礦、冶金、化工、鑄造、建材等行業(yè)的輸送和生產流水線以及水電站建設工地和港口等大宗散貨的輸送裝卸作業(yè)中，在我國的國民經濟中占有重要的地位。今年來，隨著社會經濟的發(fā)展，帶式輸送機的發(fā)展趨勢有：大運輸能力，大帶寬，大傾角，增加單機長度和水平轉彎，合理使用膠帶張力，降低物料輸送能耗，清理膠帶的最佳方法等，特別是大傾角的皮帶輸送機，在現實的生產中，變的越來越需要，國內外許多學者都投入到其研制過程中，雖然已經出現了一批可以用于較大傾角的輸送機

10、，不過技術還不夠完善、成熟，由于其工作的環(huán)境比較復雜 畢業(yè)設計是大學四年的最后一次教學實踐，它是實現工科大學生培養(yǎng)目標的實踐性、綜合性教學的必經環(huán)節(jié)。它不但有助于培養(yǎng)我們分析問題和創(chuàng)造性地解決問題的能力，全面提高我們的素質，還是一次對我們應用知識解決問題的能力的檢驗。 高等工程教育的培養(yǎng)目標是德、智、體全面發(fā)展，培養(yǎng)能夠解決各種技術性問題的技術人員。鑒于此，我們應獲得工程師初步訓練，成為長于實踐的高等工程技術應用型人才。學生應具備必須的理論基礎，扎實的專業(yè)知識和較強的工程實踐能力。畢業(yè)設計是教學計劃中學生必須的最后一個教學環(huán)節(jié)，是實現教學、科研、工程實踐相結合的重要結合點。 它的主要目的

11、是培養(yǎng)學生綜合運用所學的知識和技能去分析和解決本專業(yè)范圍內的一般工程技術問題。建立正確的設計思想，掌握工程設計的一般程序和方法，通過畢業(yè)設計，進行工程知識和工程技能的綜合訓練，使學生一走上工作崗位就具有較強的應用生產現場正在使用和近期可能推廣使用的技術，去解決工程實際生產中遇到的實際問題的能力。 畢業(yè)設計的基本要求是： (1)既要完成任務，又要培養(yǎng)學生，應把對學生的培養(yǎng)放在第一位。在指導老師的指導下，根據所選定的設計課題，通過實習，結合工程實際，獨立完成設計工作，受到一次機械工程師如何解決工程實際問題的初步訓練。 （2）通過畢業(yè)設計，使學生受到綜合運用知識，解決實際問題的能力，提高自身技

12、術水平、運算能力及識圖、制圖和查閱手冊，使用國家標準和信息資料的能力，文字表達能力和一般的組織管理能力。 （3）培養(yǎng)自己獨立工作的能力，鞏固和擴大專業(yè)知識面，有較強的自學能力及工作適應能力，提高運用科研成果和新技術的能力及對現有的生產設備和生產技術進行改造的能力。 （4）培養(yǎng)嚴謹求實，理論聯系實際的作風及嚴肅的科學態(tài)度，樹立正確的生長觀點和技術經濟觀點。 第一章　帶式輸送機概述 1.1帶式輸送機的應用 帶式輸送機是連續(xù)運輸機的一種，連續(xù)運輸機是固定式或運移式起重運輸機中主要類型之一，其運輸特點是形成裝載點到裝載點之間

13、的連續(xù)物料流，靠連續(xù)物料流的整體運動來完成物流從裝載點到卸載點的輸送。在工業(yè)、農業(yè)、交通等各企業(yè)中,連續(xù)運輸機是生產過程中組成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線不可缺少的組成部分。 連續(xù)運輸機可分為: （1）具有撓性牽引物件的輸送機,如帶式輸送機,板式輸送機,刮板輸送機,斗式輸送機、自動扶梯及架空索道等; （2）不具有撓性牽引物件的輸送機,如螺旋輸送機、振動輸送機等; （3）管道輸送機(流體輸送),如氣力輸送裝置和液力輸送管道. 其中帶輸送機是連續(xù)運輸機中是使用最廣泛的, 帶式輸送機運行可靠，輸送量大，輸送距離長，維護簡便，適應于冶金煤炭，機械電力，輕工，建材，糧食等各個部門。 1.2帶式輸

14、送機的分類 帶式輸送機分類方法有多種,按運輸物料的輸送帶結構可分成兩類,一類是普通型帶式輸送機,這類帶式輸送機在輸送帶運輸物料的過程中,上帶呈槽形,下帶呈平形,輸送帶有托輥托起,輸送帶外表幾何形狀均為平面;另外一類是特種結構的帶式輸送機,各有各的輸送特點.其簡介如下: 1.3 各種帶式輸送機的特點 （1）QD80輕型固定式帶輸送機 QD80輕型固定式帶輸送機與TDⅡ型相比,其帶較薄、載荷也較輕,運距一般不超過100m,電機容量不超過22kw. （2） 它屬于高強度帶式輸送機,其輸送帶的帶芯中有平行的細鋼繩，一臺運輸機運距可達幾公里到幾十公里. （3）U形帶式輸送機

15、 它又稱為槽形帶式輸送機,其明顯特點是將普通帶式輸送機的槽形托輥角由提高到使輸送帶成U形.這樣一來輸送帶與物料間產生擠壓,導致物料對膠帶的摩擦力增大,從而輸送機的運輸傾角可達25. （4）管形帶式輸送機 U形帶式輸送帶進一步的成槽,最后形成一個圓管狀,即為管形帶式輸送機,因為輸送帶被卷成一個圓管,故可以實現閉密輸送物料,可明顯減輕粉狀物料對環(huán)境的污染,并且可以實現彎曲運行. （5）氣墊式帶輸送機 其輸送帶不是運行在托輥上的,而是在空氣膜(氣墊)上運行,省去了托輥,用不動的帶有氣孔的氣室盤形槽和氣室取代了運行的托輥,運動部件的減少,總的等效質量減少,阻力減小,效率提高,并且運行平穩(wěn)

16、,可提高帶速.但一般其運送物料的塊度不超過300mm.增大物流斷面的方法除了用托輥把輸送帶強壓成槽形外,也可以改變輸送帶本身,把輸送帶的運載面做成垂直邊的,并且?guī)в袡M隔板.一般把垂直側擋邊作成波狀,故稱為波狀帶式輸送機,這種機型適用于大傾角,傾角在30以上,最大可達90. （6）壓帶式帶輸送機 它是用一條輔助帶對物料施加壓力.這種輸送機的主要優(yōu)點是:輸送物料的最大傾角可達90,運行速度可達6m/s,輸送能力不隨傾角的變化而變化,可實現松散物料和有毒物料的密閉輸送.其主要缺點是結構復雜、輸送帶的磨損增大和能耗較大. （7）鋼繩牽引帶式輸送機 它是無際繩運輸與帶式運輸相結合的產物,既具

17、有鋼繩的高強度、牽引靈活的特點,又具有帶式運輸的連續(xù)、柔性的優(yōu)點。 1.4 帶式輸送機的發(fā)展狀況 目前,帶式輸送機的發(fā)展趨勢是:大運輸能力、大帶寬、大傾角、增加單機長度和水平轉彎,合理目前帶式輸送機已廣泛應用于國民經經濟各個部門,近年來在露天礦和地下礦的聯合運輸系統中帶式輸送機又成為重要的組成部分.主要有:鋼繩芯帶式輸送機、鋼繩牽引膠帶輸送機和排棄場的連續(xù)輸送設施等. 這些輸送機的特點是輸送能力大(可達30000t/h),適用范圍廣(可運送礦石,煤炭,巖石和各種粉狀物料,特定條件下也可以運人),安全可靠,自動化程度高,設備維護檢修容易,爬坡能力大(可達16),經營費用低，由于縮短運輸距離

18、可節(jié)省基建投資。 使用膠帶張力,降低物料輸送能耗，清理膠帶的最佳方法等。我國已于1978年完成了鋼繩芯帶式輸送機的定型設計。鋼繩芯帶式輸送機的適用范圍： （1）適用于環(huán)境溫度一般為C;在寒冷地區(qū)驅動站應有采暖設施； （2）可做水平運輸,傾斜向上(16)和向下()運輸,也可以轉彎運輸;運輸距離長,單機輸送可達15km； （3）可露天鋪設,運輸線可設防護罩或設通廊； （4）輸送帶伸長率為普通帶的1/5左右;其使用壽命比普通膠帶長;其成槽性好;運輸距離大。 第二章　總體方案設計 機械產品的方案設計首先確定它的工作原理方

19、案，再確定機械運動方案。機械系統的工作原理和機械傳動方案的優(yōu)劣是決定產品性能、成本，關系到產品水平及競爭力的關鍵所在。因此機械系統的運動方案設計階段是機械產品設計中最重要的設計階段，是機械產品至關重要的環(huán)節(jié)。在此階段完成的草圖和總體布置，不僅確定了整機的布置形式和重要尺寸，而且也確定了各種部件的基本型號和特性參數。 2.1布置方式 電動機通過聯軸器、減速器帶動傳動滾筒轉動或其他驅動機構，借助于滾筒或其他驅動機構與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶運動。帶式輸送機的驅動方式按驅動裝置可分為單點驅動方式和多點驅動方式兩種。 通用固定式輸送帶輸送機多采用單點驅動方式，即驅動裝置集中的安裝在輸送機長

20、度的某一個位置處，一般放在機頭處。單點驅動方式按傳動滾筒的數目分，可分為單滾筒和雙滾筒驅動。對每個滾筒的驅動又可分為單電動機驅動和多電動機驅動。因單點驅動方式最常用，凡是沒有指明是多點驅動方式的，即為單驅動方式，故一般對單點驅動方式，“單點”兩字省略。 單筒、單電動機驅動方式最簡單，在考慮驅動方式時應是首選方式。在大運量、長距離的鋼繩芯膠帶輸送機中往往采用多電動機驅動。帶式輸送機常見典型的布置方式如下表2-1所示： 表2-1 帶式輸送機典型布置方式 2.2帶式輸送機的工作原理 帶式輸送機又稱膠帶運輸機,其主要部件是輸送帶,亦稱為膠帶,輸送帶兼作牽引機構和承載機構.帶式輸送機組

21、成及工作原理如圖2-1所示 ,它主要包括一下幾個部分：減速器、電動機、輸送帶(通常稱為膠帶) 、托輥及中間架、滾筒拉緊裝置、制動裝置、清掃裝置和卸料裝置等. 圖2-1 帶式輸送機簡圖 1——張緊裝置 2——裝料裝置 3——犁形卸料器 4——槽形托輥 5——輸送帶 6——機架 7——傳動滾筒 8——卸料器 9——清掃裝置 10——平行托輥 11——空段清掃器 12——清掃器 輸送帶繞1經頭驅動滾筒和尾部拉緊裝置的滾筒3，形成一個無極的環(huán)形封閉帶，輸送帶上分支（有載分支）支撐載槽型托輥上（上托輥），下分支（無載分支）支撐在平托輥上，拉

22、緊裝置給輸送帶一保證正常運轉所需要的張力。工作時驅動滾筒通過摩擦力驅動輸送帶運行，物料經裝載裝置加到輸送帶上，隨膠帶一起運動到頭部卸載裝置卸載，利用專門的卸載裝置在輸送機中部任意點卸載。一般物料是裝載到上帶(承載段)的上面,在機頭滾筒(在此,即是傳動滾筒)卸載,利用專門的卸載裝置也可在中間卸載. 2.3傳動原理 在進行總體方案設計前，首先簡要地闡述皮帶運輸機的傳動原理，下圖表示輸送機的傳動原理。 如圖，要克服阻力使膠帶運動起來，必須使膠帶在傳動滾筒相遇點2的張力大于分離點1的張力。這兩點張力差就是傳動滾筒所傳給膠帶的摩擦力，也就是膠帶輸送機的牽引力。傳動滾筒傳給膠帶的牽引力是摩擦力，和一

23、般的摩擦力一樣有個限度，不能任意大，設1點的張力為S1，2點實際張力為Sy，其極限張力為Symax， 圖2-2傳動原理圖 以下專門設計計算Symax，但首先假設膠帶是一種理想撓形體，它可以任意撓曲，而不受彎曲應力。 　　　　　　　　　　　　　 如上圖所示，圍包角,在任一點A得張力為S,弧1A所對應圍包角為,當有一微小增量d時張力增量為ds.由上圖可以列出單元長度皮帶受力的平衡方程組: 由于很小，。由此上述方程組可簡化為： 略去二次微量項解方程得： 在極限平衡狀態(tài)下，當圍包角增大到時，張力增大到，利用兩

24、個條件，取微分方程得定積分： 解上式得： ln 即： 由于在滾筒膠帶輸送機傳動裝置傳遞的最大牽引力為： 從上式可以看出，提高傳動裝置的牽引力可以從以下三個方面考慮： （1）增加拉緊力 增加初張力可以使膠帶在傳動滾筒分離點的張力增加。此法提高牽引力雖然可以， 但是增大S1必須相應的增大皮帶截面，這樣會增大傳動裝置的結構尺寸，不經濟，故在設計中不采用此法。 （2）增加圍包角 （3）增加摩擦系數 通過對上述傳動原理的闡述可以看出，增大圍包角是增大牽引力的有效方法。故在傳動中擬采用雙滾筒驅動，以增加圍包角。單滾筒驅動圍包角只能取到200～300，雙滾筒可以達到450～480。故在設計中為增大圍包角采用雙滾筒驅動，初定圍包角450。 2.4 傳動方案和總體設計 由于我們所設計的皮帶運輸機運輸量大，工作環(huán)境為露天地面，為減小設計尺寸，且提高運輸能力，決定采用兩臺電動機，分別驅動雙滾筒。按照皮帶運輸機的一般工作原理可得到總體的傳動方案。擬定 如下線路布置的傳動方案： 圖2-3傳動方案圖 1——尾部滾筒 2——改向滾筒 3——驅動滾筒 4——頭部滾筒 　 15