带式输送机的设计毕业设计(论文)

毕业设计（论文）任务书

设计（论文）题目：带式输送机设计

设计方案及参数：运量1200t/h

带宽1200mm、带速3.15m/s、倾角16°设计内容

1、输送机输送能力与胶带及带速的验算

2、运行阻力的计算

包括直线段和曲线段的运行阻力

3、胶带张力的计算

根据摩擦条件和垂度条件计算各点张力

4、胶带强度的验算

根据带内张力验算其强度

5、牵引力和电动机功率计算

6、输送机总体布置图

7、驱动装置布置图

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

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注意事项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）

2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词

4）外文摘要、关键词

5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论

7）参考文献

8）致谢

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2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：

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3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档

5.装订顺序

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指导教师评阅书

评阅教师评阅书

教研室（或答辩小组）及教学系意见

摘要

带式输送机是由承载的输送带兼作牵引机构的连续运输设备，由于它具有运输能力大、运输阻力小、耗电量低、运行平稳、在运输途中对物料的损伤小等优点，被广泛应用于矿井巷道内采用带式输送机运送煤炭、矿石等物料，对建设现代化矿井有重要作用。本设计依据原始数据，结合所学知识，综合各科对矿用固定式带式输送机进行选型设计。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。

关键词：带式输送机、计算、选型设计

目录

1 绪论 (1)

1.1绪论 (1)

1. 2设计的主要任务 (2)

1.3本次设计的意义 (2)

2 带式输送机概述 (3)

2.1矿用带式输送机结构原理 (3)

2.2.1带式输送机及其基本组成 (3)

2.2带式输送机的类型 (3)

2.3带式输送机的驱动选型 (4)

3 带式输送机的设计计算 (6)

3.1带式输送机设计计算的内容 (6)

3.2带式输送机的确定 (6)

3.3输送机的初选 (6)

3.3.1选择输送机 (6)

3.3.2确定主要技术参数 (7)

3.4运输能力与胶带宽度的计算 (7)

3.5输送机运行阻力的计算 (8)

3.5.1带式输送机牵引力（圆周力）计算 (8)

3.4.2电动机传动功率的确定 (3)

3.4.3输送带张力计算 (3)

3.4.4胶带强度的验算 (7)

3.4.5输送机牵引力与电动机功率的验算 (7)

4 带式输送机的安装、使用与维护 (9)

4.1带式输送机的安装与试运行 (9)

4.1.1安装要求 (9)

4.1.2试运行 (9)

4.1.3输送带的跑偏与调整 (9)

4.2运转维护中应注意的主要问题 (10)

总结 (12)

致谢 (13)

参考文献 (14)

第一章绪论

1.1绪论

矿用带式输送机有：通用普通型带式输送机、矿用吊挂式带式输送机、可伸缩带式输送机、钢丝绳芯带式输送机和钢丝绳牵引带式输送机。是矿井巷道、矿井地面、露天矿及选矿厂广泛采用的连续式运输设备。它具有：运输能力大、运送距离长、运行阻力小、噪声低，运行平稳等一系列优点。吊挂式带式输送机更具有结构简单，使用钢材少，便于安装等特点适合于井下采区使用。钢丝绳芯带式输送机，由于胶带牵引能力增大，单机长度大为增加；钢丝绳牵引带式输送机，由于牵引机构内钢丝绳来承担，不仅长度大为增加，还可以利用它运送人员。

带式输送机可以用于水平及倾斜运榆，通常情况下，沿倾斜向上运送原煤时，倾角不能大于18°，向下运输时，倾角不得大于15°，运送附着性和粘着性较大的物料时，倾角还可以大一些。

带式输送机的优点是结构简单，运输能力大，工作阻力小，耗电量小，耗电量约为刮板输送机的1／3—1／5。由于运输过程中，货载与胶常一起移动，货载的破碎性小。国内外的生产实践证明，带式输送机无论在运输能力方面，还是在经济指标方面都是一种较先进的运输设各。耗电量低，约为刮扳输送故磨损小。

在胶带输送机运输方面，近年来，国内外胶带输送机向着长距离、大运量、高速度、大功率、低能耗方向发展。如北非撒哈拉大沙漠的磷矿石运输采用10台钢丝绳芯胶带输送机组成输送线，远距达100km；美国的河湖胶带运输线长达169km;西德的莱茵褐煤矿山公司费尔图纳露天煤矿使用的目前世界上胶带宽度最宽，运输能力最大的胶带输送机，其带宽达6.4m，每小时运输能力达1.6×104t。

为实现长距离无转载连续运输，在发展长运输线的同时，单机长度也在不断提高。如日本设计使用的一台输送机，单机长度达15.5km。在德国已采有730 m／min的高速胶带机等。

我国生产的带式输送机技术水平也有很大提高，如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产、高效工作面平巷可伸缩带式输送机均填补了国内空白，并对带式输送机的关键技术及其主要部件进行了理论研究和产品开发，研究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齿轮减速器。

带式输送机在今后的发展中还需尽快解决好以下几方面的关键技术问题:①带式输送机动态分析与监控技术；②软起动与功率平衡技术；③中间驱动技术；④自动涨紧技术；

⑤新型长寿命高速托滚技术；⑥快速自移机尾技术；⑦高效储带技术。只有这样才能提高我国带式输送机的设计生产和使用管理能力，赶上国际先进技术水平。

1. 2设计的主要任务

根据提出的问题制定总体方案，进行结构设计、设备运行分析；在设计中掌握通用机械零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律。树立正确的设计思想；了解国家当前有关的技术资料及标准；培养运用标准规范手册和查阅有关技术资料的能力；掌握机械零件的试验方法，获得实现技能的训练。

具体需要做以下几方面的工作：

1输送机输送能力与胶带宽度及带速的验算。

2 运行阻力的计算，包括直线段和曲线段的运行阻力。

3 胶带张力的计算，根据摩擦条件和垂度条件的计算各点张力。

4 胶带强度的验算，根据内张力验算其强度。

5 牵引力与电机功率的计算。

6 输送机总体布置图。

7 驱动装置布置图。

1.3本次设计的意义

随着采煤技术的不断发展，采煤机械化的逐步自动化、系列化、便捷和性能不断提高，带式输送机的应用也越来越频繁和广泛。通过本次设计要广泛了解采煤机械的发展方向，目前新型设备的应用情况，国家对采煤机械的有关规定和要求，以及设备运行后可能出现的状况和事故，采取积极的预防。

通过毕业设计，提高了独立设计、选型的能力，为今后更好的工作打下坚实基础。

2 带式输送机概述

2.1矿用带式输送机结构原理

2.2.1带式输送机及其基本组成

带式输送机的基本组成部分是：输送带、托辊、驱动装置(包括传动滚筒)、机架、拉紧装置和清扫装置。输送带绕经传动滚筒和改向滚筒、拉紧滚筒接成环形，拉紧装置给输送带以正常运行所需的张力。工作时，驱动装置驱动传动该简，通过传动滚筒与输送带之间的摩擦力带动输送带连续运行，装到输送带上的物料随它一起运行到端部卸出，利用专门的卸载装置也可在中间部位卸载。图2-1所示是带式输送机的结构简图。

图2-1带式输送机结构图

1—拉紧装置；2—装载装置；3－改向滚筒；4－上托辊；5－输送带；6－下托辊；

7－机架；8－清扫装置；9－驱动装置

2.2带式输送机的类型

带式输送机的类型很多，适应范围和特征各不相同。根据用途和胶带类型的不同，煤矿常见和广泛应用的带式输送机主要有以下几种类型。

2.2.1 通用固定式带式输送机，特点是机架固定在地板上或基础上。一般适用于输送距离不太长，永久使用的地点。

2.2.2 绳架吊挂式带式输送机，特点是由两根纵向平行布置的钢丝绳组成，每隔60m 安装一个紧绳托架，通过拉紧装置拉紧钢丝绳。由于机架是用中间吊挂在巷道顶梁上，机身高度可以调节，不受巷道地板地鼓的影响。这种输送机可共工作面平巷、采区上下山运

输使用。

2.2.3 可伸缩带式输送机，该型输送机随着综合机械化采煤技术的迅速发展，采煤、掘进工作面推进速度较快，要求平巷中的运输能力能够快速、灵活地进行缩短和延伸，以适应采煤推进速度的需要，节约工时而专门设计的一类带式输送机。主要特点是比通用固定式带式输送机多一个储带装置，可以灵活调整输送带的长短，现在为了适应高产高效工作面快速推进的需要，目前，可伸缩带式输送机采用了自移式机位，与胶带自动拉紧装置相互配合，可实现在输送机不停机的情况下移动机尾。从而减少输送机机尾移动的辅助工作和停机时间，简化了输送机机尾与工作面转载机的搭接，提高了输送机机尾的移动速度，更适应现代化采煤工作面的需求。

2.2.4 钢丝绳芯带式输送机，又简称强力带式输送机。其特点是：用钢丝绳芯胶带代替了普通胶带，胶带强度大，是大运量、长距离、大功率带式输送机的发展方向。

2.2.5 大倾角带式输送机，由于我国煤炭的赋存大多以倾斜煤层出现，而煤层角度基本在16°－25°之间。因而为了减少运输的中间环节，增加经济效益开始采用大倾角带式输送机直接有井下运输巷到地面的运输方式。连续的运输能力是间歇式斗式提升设备无法比拟的。现在的大倾角运输机可以采用深槽型带式运输机、花纹带式运输机、波状档边带式运输机、压带式带式输送机、管型带式输送机等几种形式输送物料，运行倾角由0

25～0

90，而且拓宽了带式输送机的用途。

2.2.6 另外还有多点驱动式带式输送机、气垫式带式输送机。

2.3带式输送机的驱动选型

2.3.1 皮带机驱动装置是将电动机的动力传递给输送带。一般的驱动装置由电动机、联轴节、减速器和传动滚筒及控制装置组成。

2.3.2 对于短距离、小功率的带式输送机可采用电动滚筒直接驱动。其原理是将电机和减速齿轮安装在滚筒内，其中内齿轮装在滚筒端盖上，电动机经两级减速齿轮带动滚筒旋转。这种电动滚筒结构紧凑，外形尺寸小，功率范围为2.2KW－55KW，环境温度不超过40℃。

2.3.3 对于长距离、大功率、高带速的带式输送机，可采用以下几种驱动方式：电动机＋限矩型液力偶合器＋减速器＋驱动滚筒的方式；电动机＋调速型液力偶合器＋减速器＋驱动滚筒的方式；电动机变频调速＋减速器＋驱动滚筒的方式；电动机＋CST可控驱动装置＋驱动滚筒的方式。

电动机＋限矩型液力偶合器＋减速器＋驱动滚筒的方式，一般应用于中、小型带式输

送机。该种驱动方式可以使电动机获得较好的起动特性，当电动机达到额定转速时可以输出额定力矩，并可使电动机有一定的过载能力，可以实现紧凑布局，应用在井下采区或主要皮带运输巷。

电动机＋调速型液力偶合器＋减速器＋驱动滚筒的方式；电动机变频调速＋减速器＋驱动滚筒的方式；电动机＋CST可控驱动装置＋驱动滚筒的方式。主要应用于大型固定式皮带输送机，可以保证大型输送机有足够的启制动时间，使加、减速度控制在允许范围内，以降低张力。其特点主要表现在：电动机空载起动，减小了对电网的冲击；可根据需要调整起动、制动时间和加、减速度特性的按需调节；多电机驱动时功率分配均匀，过载保护灵敏；系统响应快，可采用多种监控、保护装置实现连续多参数的实时监控，提高运行可靠性。该型设备应用于主井提升，可满足大运量、长时间、高带速、连续、高效运输。

2.3.4 本次设计的带式输送机具有大倾角、高运量、高带速的特点，因此初步考虑使用电动机＋调速型液力偶合器＋减速器＋驱动滚筒的方式，其设备投入较少，可以多电动机同时驱动，驱动扭矩可以均匀分配。运行维护方便、费用较少，技术较为成熟是目前矿山主井皮带机普遍采用的驱动方式。

第三章带式输送机的设计计算

3.1带式输送机设计计算的内容

带式输送机设计计算的内容包括：

1、输送机输送能力与胶带宽度及带速的验算。

2、运行阻力的计算，包括直线段和曲线段的运行阻力。

3、胶带张力的计算，根据摩擦条件和垂度条件的计算各点张力。

4、胶带强度的验算，根据内张力验算其强度。

5、牵引力与电机功率的计算。

3.2带式输送机的确定

带式输送机的输送量：1200 t/h

带式输送机的输送安装倾角：16°

带式输送机的输送速度： 3.15 m/s

带式输送机的带宽：1200 m

3.3输送机的初选

3.3.1选择输送机

由已知参数，输送机的输送量：1200 t/h；输送安装倾角：16°；输送速度：3.15 m/s；带宽1200 mm。查到《钢丝绳绳芯胶带输送机主要技术体征》【1】，初步选用：根据任务书，带式输送机的技术特征为：

带式输送机的输送量：1200 t/h

带式输送机的输送安装倾角：16°

带式输送机的输送速度： 3.15 m/s

带式输送机的带宽：1200 mm

初步选用带式输送机为：DX5型钢丝绳绳芯胶带输送机【1】.

DX5型钢丝绳绳芯胶带输送机，其主要技术特征如下：

带宽：1200mm

传送滚筒：800－1600mm

胶带强度：1600×105 Pa；2000×105 Pa；2500×105 Pa；3000×105 Pa；3500×105 Pa；

4000×105Pa

带速：3.15m/ s

输送量：1460－2050m 3/h

主电机功率：115－630×6KW

3.3.2确定主要技术参数

1、输送长度的确定

本次输送机设计拟定输送距离650mm ，来校验强度。

2、输送带的确定

为确保钢丝绳芯胶带的强度满足远距离、大角度、大运量的需要和减少成本的原则，

选用ST3150S11200Φ8.18.0*8.0型钢丝绳芯胶带。胶带纵向拉伸强度为3150N/mm 。

3、传动滚筒的确定

对于钢丝绳芯输送带，当D ／d ＞150时（其中d 为钢丝绳的直径）， 由1508.11215?= ，

故采用Φ1250直径传动滚筒〔2〕。

3.4运输能力与胶带宽度的计算

1 根据小时输送能力计算带宽：

B =1〕 （3.1）

)(0.19

.015.39.04581200m B =???= 式中：B ――胶带宽度，m ；

v ――带速，3.15m/s ；

r ――货载散集密度，0.9t/m 3； 66页表2-10【1】

k ――货载断面系数458； 66页表2-11【1】 C ――输送机倾角系数0.9； 66页表2-12【1】

Q ――小时输送能力,1200t/h

由计算可知，完成输送任务所需的带宽为1.0m ，小于实际选用的输送机的带宽，所

以选用1200mm 带宽的胶带能够完成1200t/h 的输送量。

2、 输送机带速的验算：

2Q v kB rc

=

【1】 (3.2) 21200 2.6/458 1.20.90.9v m s ==??? ＜3.15 m/s

通过计算可以看出，完成输送任务所需要的速度小于输送机的实际运行速度，故选用带速3.15 m/s 能够完成1200t/h 的输送量。

3.5输送机运行阻力的计算

3.5.1带式输送机牵引力（圆周力）计算

带式输送机传动滚筒所需牵引力是所有运行阻力之和，即

12u H N S S St F F F F F F =++++ 【2】 (3.3) 34597.29 1.1610.532158.6918955.591258.55u F N =?+++=

式中：u F —带式输送机牵引力；

H F —带式输送机主要运行阻力；

1S F －带式输送机附加阻力；

2S F －带式输送机特种附加阻力；

St F －带式输送机倾斜阻力

1、 主要运行阻力H F 计算

()2c o s H B G R O R U

F f L g q q q q β=+++????【2

】 (3.4)

()0.023********.81105.81206

H F =????+?++???? 34597.29

N = 式中：f －模拟摩擦因数， f 取0.023【2】；

L －输送长度，650m ；

B q －每米长的胶带自身质量，d q 取49.81kg/m ；

G q －每米长的胶带上载货质量， 105.8/3.6Q

q kg m v ==；

RO q －承载分支托辊每米长旋转部分的质量，kg l m q Ro

Ro

Ro 20==；

RO m －为托辊旋转部分重量，，取RO m 为20kg ；【2】

RO l 为承载分支上托辊的间距，取1m ；

RU q －为回程分支托辊每米长旋转部分的质量，6RU RU RU m q kg l =

= RU

m －为托辊旋转部分重量，取RU m 为18kg 【2】； RU l 为承载分支上托辊的间距，取3m ；

cos β－为输送机的工作倾角，当输送机倾角小于18°时，可取cos β≈

1；

2、 附加阻力

附加阻力包括：物料在装卸段被加速的惯量和摩擦阻力；物料在装载段的导料板侧壁上的摩擦阻力；初驱动滚筒外的滚筒轴承阻力；输送带在滚筒上绕行的弯曲阻力。

对于长距离的带式输送机，附加阻力明显小于主要阻力，在计算中可以把附加阻力划到主要阻力中去，以划减运行阻力计算。具体方法是把主要阻力乘以系数C ，查85页表3-25【2】，C 取1.16；

3、 特种附加阻力

特种附加阻力包括：

输送机清扫器的阻力

3Sc F Ap μ=【2】

0.004250000.510.5Sc F N =??=

托辊前倾的摩擦阻力

（1） 对重载段等长三托辊

()50cos sin sa B G F C L q q g εμβε=+【2】

()0.40.3650

49.81105.810c o s 16s i n 1632159.6

sa F N =???+???= d 倾斜阻力

倾斜阻力是在倾斜安装的输送机上，煤炭上运时要克服的重力。 sin st G F q L β=

sin 105.8650sin1618955.58st G F q L N β==??=