矿用固定式带式输送机的设计毕业设计.doc

《矿用固定式带式输送机的设计毕业设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《矿用固定式带式输送机的设计毕业设计.doc（59页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、本次毕业设计是关于矿用固定式带式输送机的设计。首先对胶带输送机作了简单的概述；接着分析了带式输送机的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的输送机各主要零部件进行了校核。普通型带式输送机由六个主要部件组成：传动装置，机尾和导回装置，中部机架，拉紧装置以及胶带。最后简单的说明了输送机的安装与维护。目前，胶带输送机正朝着长距离，高速度，低摩擦的方向发展，近年来出现的气垫式胶带输送机就是其中的一个。在胶带输送机的设计、制造以及应用方面,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距,国内在设计制造带式输送机过程中存在着很多不足。本次带式输送机设计代表

2、了设计的一般过程, 对今后的选型设计工作有一定的参考价值。关键词：带式输送机；选型设计；主要部件AbstractThe design is a graduation project about the belt conveyor used in coal mine. At first, it is introduction about the belt conveyor. Next, it is the principles about choose component parts of belt conveyor. After that the belt conveyor abase on

3、the principle is designed. Then, it is checking computations about main component parts. The ordinary belt conveyor consists of six main parts: Drive Unit, Jib or Delivery End, Tail Ender Return End, Intermediate Structure, Loop Take-Up and Belt. At last, it is explanation about fix and safeguard of

4、 the belt conveyor. Today, long distance, high speed, low friction is the direction of belt conveyors development. Air cushion belt conveyor is one of them. At present, we still fall far short of abroad advanced technology in design, manufacture and using. There are a lot of wastes in the design of

5、belt conveyor.Keyword: belt conveyor; Lectotype Design;main parts目录摘要 1Abstract 11绪论 12带式输送机概述 22.1 带式输送机的应用 22.2 带式输送机的分类 22.3 各种带式输送机的特点 32.4 带式输送机的发展状况 42.5 带式输送机的工作原理 52.6 带式输送机的结构和布置形式 62.6.1 带式输送机的结构 62.6.2 布置方式 73 带式输送机的设计计算 93.1 已知原始数据及工作条件 93.2 计算步骤 103.2.1 带宽的确定: 103.2.2输送带宽度的核算 133.3 圆周驱动

6、力 133.3.1 计算公式 133.3.2 主要阻力计算 143.3.3 主要特种阻力计算 163.3.4 附加特种阻力计算 173.3.5 倾斜阻力计算 183.4传动功率计算 183.4.1 传动轴功率（）计算 183.4.2 电动机功率计算 183.5 输送带张力计算 193.5.1 输送带不打滑条件校核 203.5.2 输送带下垂度校核 213.5.3 各特性点张力计算 213.6 传动滚筒、改向滚筒合张力计算 243.6.1 改向滚筒合张力计算 243.6.2 传动滚筒合张力计算 243.7 传动滚筒最3.8 拉紧力计算 253.9绳芯输送带强度校核计算 254 驱动装置的选用与设

7、计 274.1 电机的选用 274.2.1 传动装置的总传动比 284.2.2 液力偶合器 294.2.3 联轴器 305 带式输送机部件的选用 345.1 输送带 345.1.1 输送带的分类： 345.1.2 输送带的连接 365.2 传动滚筒 375.2.1 传动滚筒的作用及类型 375.2.2 传动滚筒的选型及设计 375.2.3 传动滚筒结构 385.2.4 传动滚筒的直径验算 405.3 托辊 405.3.1 托辊的作用与类型 405.3.2 托辊的选型 445.3.3 托辊的校核 485.4 制动装置 505.4.1 制动装置的作用 505.4.2 制动装置的种类 505.4.3

8、 制动装置的选型 525.5 改向装置 525.6拉紧装置 535.6.1 拉紧装置的作用 535.6.2 张紧装置在使用中应满足的要求 535.6.3 拉紧装置在过渡工况下的工作特点 545.6.4 拉紧装置布置时应遵循的原则 545.6.5 拉紧装置的种类及特点 556其他部件的选用 576.1 机架与中间架 576.2 给料装置 586.2.1 对给料装置的基本要求 596.2.2 装料段拦板的布置及尺寸 596.2.3 装料点的缓冲 606.3 卸料装置 616.4清扫装置 626.4.1 篦子式刮板清扫装置 626.4.2 输送机式刮板清扫装置 636.4.3 刷式清扫装置 636.

9、4.4 振动式清扫装置 646.4.5 水力和风力清扫装置 656.4.6 联合清扫装置 666.4.7 输送带翻转装置 676.4.8 清扫装置的种类及应用情况分析 696.5 头部漏斗 746.6 电气及安全保护装置 74结论 76致 谢 79参考文献 801绪论带式输送机是连续运行的运输设备，在冶金、采矿、动力、建材等重工业部门及交通运输部门中主要用来运送大量散状货物，如矿石、煤、砂等粉、块状物和包装好的成件物品。带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备相比，不仅具有长距离、大运量、连续输送等优点，而且运行可靠,易于实现自动化、集中化控制,特别是对高产高效矿井，带式输送机

10、已成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。特别是近10年，长距离、大运量、高速度的带式输送机的出现，使其在矿山建设的井下巷道、矿井地表运输系统及露天采矿场、选矿厂中的应用又得到进一步推广。选择带式输送机这种通用机械的设计作为毕业设计的选题，能培养我们独立解决工程实际问题的能力，通过这次毕业设计是对所学基本理论和专业知识的一次综合运用，也使我们的设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练。原始参数：1）输送物料：煤2）物料特性：（1）块度（2）散装密度：0.90t/m3（3）在输送带上堆积角：=20（4）物料温度：503）工作环境：井下4）输送系统及相关尺寸：（1）运距：300m（2）倾斜角

11、：=0（3）最大运量:350t/h3 带式输送机的设计计算3.1 已知原始数据及工作条件带式输送机的设计计算，应具有下列原始数据及工作条件资料（1）物料的名称和输送能力：（2）物料的性质：粒度大小，最大粒度和粗度组成情况；堆积密度；动堆积角、静堆积角，温度、湿度、粒度和磨损性等。（3）工作环境、露天、室内、干燥、潮湿和灰尘多少等；（4）卸料方式和卸料装置形式；（5）给料点数目和位置；（6）输送机布置形式和尺寸，即输送机系统（单机或多机）综合布置形式、地形条件和供电情况。输送距离、上运或下运、提升高度、最大倾角等；（7）装置布置形式，是否需要设置制动器。原始参数和工作条件（1）输送物料：煤（2）

12、物料特性： 1）块度：0300mm2）散装密度：0.90t/3）在输送带上堆积角：=204）物料温度：故摩擦条件满足。3.6 传动滚筒、改向滚筒合张力计算3.6.1 改向滚筒合张力计算根据计算出的各特性点张力,计算各滚筒合张力。头部180改向滚筒的合张力:=20878+21921=42799N尾部180改向滚筒的合张力:=9790+10280=20070N3.6.2 传动滚筒合张力计算根据各特性点的张力计算传动滚筒的合张力:动滚筒合张力:=21926+7526=29452N3.7 传动滚筒最大扭矩计算单驱动时,传动滚筒的最大扭矩按式（3.7.1）计算： （3.7.1）式中D传动滚筒的直径（mm

13、）。双驱动时,传动滚筒的最大扭矩按式（3.7.2）计算： （3.7.2）初选传动滚筒直径为500mm,则传动滚筒的最大扭矩为:=29.452KN=5.4KN/m3.8 拉紧力计算拉紧装置拉紧力按式（3.8-1）计算 （3.8-1）式中拉紧滚筒趋入点张力（N）；拉紧滚筒奔离点张力（N）。由式（2.8-1）=7924+7546=15470 N =15.47 KN查煤矿机械设计手册初步选定钢绳绞筒式拉紧装置。3.9绳芯输送带强度校核计算绳芯要求的纵向拉伸强度按式（3.9-1）计算； （3.9-1）式中静安全系数，一般=710。运行条件好，倾角好，强度低取小值；反之，取大值。输送带的最大张力21926

14、 N选为7,由式（3.10-1）N/mm可选输送带为680S,即满足要求.3.4.2 电动机功率计算电动机功率，按式（3.4-2）计算： （3.4-2）式中传动效率，一般在0.850.95之间选取；联轴器效率；每个机械式联轴器效率：=0.98液力耦合器器：=0.96；减速器传动效率，按每级齿轮传动效率.为0.98计算；二级减速机：=0.980.98=0.96三级减速机：=0.980.980.98=0.94电压降系数，一般取0.900.95。多电机功率不平衡系数，一般取，单驱动时，。根据计算出的值，查电动机型谱，按就大不就小原则选定电动机功率。由式（3.5-1）=23080W由式（2.5-2）=

15、2=55614W选电动机型号为YB200L-4，N=30 KW，数量2台。3.5 输送带张力计算输送带张力在整个长度上是变化的，影响因素很多，为保证输送机上午正常运行，输送带张力必须满足以下两个条件：（1）在任何负载情况下，作用在输送带上的张力应使得全部传动滚筒上的圆周力是通过摩擦传递到输送带上，而输送带与滚筒间应保证不打滑；（2）作用在输送带上的张力应足够大，使输送带在两组托辊间的垂度小于一定值。3.5.1 输送带不打滑条件校核圆周驱动力通过摩擦传递到输送带上（见图3-3）图3-3作用于输送带的张力如图4所示，输送带在传动滚简松边的最小张力应满足式(28)的要求。传动滚筒传递的最大圆周力。动

16、载荷系数；对惯性小、起制动平稳的输送机可取较小值;否则，就应取较大值。取1.5传动滚筒与输送带间的摩擦系数，见表3-7表3-7 传动滚筒与输送带间的摩擦系数工作条件光面滚筒胶面滚筒清洁干燥0.250.030.40环境潮湿0.100.150.250.35潮湿粘污0.050.20取=1.5，由式 =1.514425=21638N对常用C=1.97该设计取=0.05；=470。=1.9721638=42626N3.5.2 输送带下垂度校核为了限制输送带在两组托辊间的下垂度，作用在输送带上任意一点的最小张力，需按式（2.5-1）和（2.5-2）进行验算。承载分支 (3.5-1) 回程分支 （3.5-2

17、）式中允许最大垂度，一般0.01；承载上托辊间距（最小张力处）；回程下托辊间距（最小张力处）。取=0.01 由式（2.5-2）得：=10280 NN4 驱动装置的选用与设计带式输送机的负载是一种典型的恒转矩负载，而且不可避免地要带负荷起动和制动。电动机的起动特性与负载的起动要求不相适应在带式输送机上比较突出，一方面为了保证必要的起动力矩，电机起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坏，电网不因大电流使电压过分降低，这就要求电动机的起动要尽量快，即提高转子的加速度，使起动过程不超过35s。驱动装置是整个皮带输送机的动力来源，它由电动机、偶合器，减速器 、联轴器

18、、传动滚筒组成。驱动滚筒由一台或两台电机通过各自的联轴器、减速器、和链式联轴器传递转矩给传动滚筒。减速器有二级、三级及多级齿轮减速器，第一级为直齿圆锥齿轮减速传动，第二、三级为斜齿圆柱齿轮降速传动，联接电机和减速器的连轴器有两种，一是弹性联轴器，一种是液力联轴器。为此，减速器的锥齿轮也有两种；用弹性联轴器时，用第一种锥齿轮，轴头为平键连接；用液力偶合器时，用第二种锥齿轮，轴头为花键齿轮联接。传动滚筒采用焊接结构，主轴承采用调心轴承，传动滚筒的机架与电机、减速器的机架均安装在固定大底座上面，电动机可安装在机头任一侧。4.1 电机的选用电动机额定转速根据生产机械的要求而选定，一般情况下电动机的转速

19、不低500r/min，因为功率一定时，电动机的转速低，其尺寸愈大，价格愈贵，而效率低。若电机的转速高，则极对数少，尺寸和重量小，价格也低。本设计皮带机所采用的电动机的总功率为54kw，所以需选用功率为60kw的电机，拟采用YB200JDSB型电动机，该型电机转矩大，性能良好，可以满足要求。查运输机械设计选用手册，它的主要性能参数如下表：表4-1 YB200JDSB型电动机主要性能参数电动机型号额定功率kw满载转速r/min电流A待添加的隐藏文字内容3效率功率因数YB200L-30147056.892.50.87起动电流/额定电流起动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩重量kg7.01.92.032

20、04.2 减速器的选用4.2.1 传动装置的总传动比已知输送带宽为800，查运输机械选用设计手册表277选取传动滚筒的直径D为500，则工作转速为：，已知电机转速为1470 r/min ，则电机与滚筒之间的总传动比为：三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i总=n电动/n筒=1420/121.5=11.682、分配各级传动比（1） 取i带=3（2） i总=i齿i 带i齿=i总/i带=11.68/3=3.89四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速（r/min）nI=nm/i带=1420/3=473.33(r/min)nII=nI/i齿=473.33/3.89=121.67(r/mi

21、n)滚筒nw=nII=473.33/3.89=121.67(r/min)2、 计算各轴的功率（KW） PI=Pd带=2.760.96=2.64KW PII=PI轴承齿轮=2.640.990.97=2.53KW3、 计算各轴转矩Td=9.55Pd/nm=95502.76/1420=18.56Nm TI=9.55p2入/n1 =9550x2.64/473.33=53.26Nm TII =9.55p2入/n2=9550x2.53/121.67=198.58Nm 五、传动零件的设计计算1、 皮带轮传动的设计计算（1） 选择普通V带截型由课本1P189表10-8得：kA=1.2 P=2.76KWPC=K

22、AP=1.22.76=3.3KW据PC=3.3KW和n1=473.33r/min由课本1P189图10-12得：选用A型V带（2） 确定带轮基准直径，并验算带速由1课本P190表10-9，取dd1=95mmdmin=75dd2=i带dd1(1-)=395(1-0.02)=279.30 mm由课本1P190表10-9，取dd2=280带速V：V=dd1n1/601000=951420/601000 =7.06m/s在525m/s范围内，带速合适。（3） 确定带长和中心距初定中心距a0=500mmLd=2a0+(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0=2500+3.14(95+280)

23、+(280-95)2/4450=1605.8mm根据课本1表（10-6）选取相近的Ld=1600mm确定中心距aa0+(Ld-Ld0)/2=500+(1600-1605.8)/2=497mm (4) 验算小带轮包角1=1800-57.30 (dd2-dd1)/a=1800-57.30(280-95)/497=158.6701200（适用） （5） 确定带的根数单根V带传递的额定功率.据dd1和n1，查课本图10-9得 P1=1.4KWi1时单根V带的额定功率增量.据带型及i查1表10-2得 P1=0.17KW查1表10-3，得K=0.94；查1表10-4得 KL=0.99Z= PC/(P1+P

24、1)KKL=3.3/(1.4+0.17) 0.940.99=2.26 (取3根) (6) 计算轴上压力由课本1表10-5查得q=0.1kg/m，由课本式（10-20）单根V带的初拉力：F0=500PC/ZV（2.5/K）-1+qV2=500x3.3/3x7.06(2.5/0.94-1)+0.10x7.062 =134.3kN则作用在轴承的压力FQFQ=2ZF0sin(1/2)=23134.3sin(158.67o/2)=791.9N2、齿轮传动的设计计算（1）选择齿轮材料与热处理：所设计齿轮传动属于闭式传动，通常齿轮采用软齿面。查阅表1 表6-8，选用价格便宜便于制造的材料，小齿轮材料为45钢

25、，调质，齿面硬度260HBS；大齿轮材料也为45钢，正火处理，硬度为215HBS；精度等级：运输机是一般机器，速度不高，故选8级精度。(2)按齿面接触疲劳强度设计由d1 (6712kT1(u+1)/duH2)1/3确定有关参数如下：传动比i齿=3.89取小齿轮齿数Z1=20。则大齿轮齿数：Z2=iZ1= 20=77.8取z2=78 由课本表6-12取d=1.1(3)转矩T1T1=9.55106P1/n1=9.551062.61/473.33=52660Nmm(4)载荷系数k : 取k=1.2(5)许用接触应力HH= Hlim ZN/SHmin 由课本1图6-37查得：Hlim1=610Mpa

26、Hlim2=500Mpa接触疲劳寿命系数Zn：按一年300个工作日，每天16h计算，由公式N=60njtn 计算N1=60473.331030018=1.36x109N2=N/i=1.36x109 /3.89=3.4108查1课本图6-38中曲线1，得 ZN1=1 ZN2=1.05按一般可靠度要求选取安全系数SHmin=1.0H1=Hlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 MpaH2=Hlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa故得：d1 (6712kT1(u+1)/duH2)1/3=49.04mm 模数：m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm取课本1P79标准模数第一数列上的值，m=2.5(6)校核齿根弯曲疲劳强度 bb=2KT1YFS/bmd1确定有关参数和系数分度圆直径：d1=mZ1=2.520mm=50mm