带式输送机(运输机)设计说明书

1 绪 论

1.1带式输送机的概述

带式输送机是一种由驱动滚筒带动输送带，由挠性输送带作为物料承载件和牵引件，靠摩擦驱动连续输送散碎物料或成品件的连续输送机械。带式输送机具有输送能力大、功耗小、构造简单、对物料的适应性强，应用范围较为广泛的特点。应用它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行散碎物料的运输，又可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料运输外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水线作业运输线。目前，带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。在矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中，广泛应用带式输送机作为水平运输或倾斜运输工具。

1.2带式输送机的分类

带式输送机分类方法有多种，按运输物料的输送带结构可分成两类，一类是普通型带式输送机，这类带式输送机在输送带运输物料的过程中，上带呈槽形，下带呈平形，输送带有托辊托起，输送带外表几何形状均为平面；另外一类是特种结构的带式输送机，各有各的输送特点。其简介如下图1-1：

80TD QD DX U ?II ???

????

??

???

?

??

??

?????????????????型固定式带式输送机轻型固定式带式输送机

普通型型钢绳芯带式输送机型带式输送机管形带式输送机带式输送机气垫带式输送机波状挡边带式输送机特种结构型钢绳牵引带式输送机压带式带式输送机其他类型

图1-1

1.3带式输送机的技术优势

首先是它运行可靠。在许多需要连续运行的重要的生产单位，如发电厂煤的输送，钢铁厂和水泥厂散状物料的输送，以及港口内船舶装卸等均采用带式输送机。如在这些场合停机，其损失是巨大的。必要时，带式输送机可以一班接一班地连续工作。

带式输送机动力消耗低。由于物料与输送带几乎无相对移动，不仅使运行阻力小(约为刮板输送机的1/3——1/5)，而且对货载的磨损和破碎均小，生产率高。这些均有利于降低生产成本。

带式输送机的输送线路适应性强又灵活。线路长度根据需要而定．短则几米，长可达10km 以上。可以安装在小型隧道内，也可以架设在地面交通混乱和危险地区的上空。

根据工艺流程的要求，带式输送机能非常灵活地从一点或多点受料．也可以向多点或几个区段卸料。当同时在几个点向输送带上加料(如选煤厂煤仓下的输送机)或沿带式输送机长度方向上的任一点通过均匀给料设备向输送带给料时，带式输送机就成为一条主要输送干线。

带式输送机可以在贮煤场料堆下面的巷道里取料，需要时，还能把各堆不同的物料进行混合。物料可简单地从输送机头部卸出，也可通过犁式卸料器或移动卸料车在输送带长度方向的任一点卸料。

1.4各种带式输送机的特点

1、QD80轻型固定式带输送机 QD80轻型固定式带输送机与TDⅡ型相比，其带较薄、载荷也较轻，运距一般不超过100m ，电机容量不超过22kw 。

2、DX 型钢绳芯带式输送机 它属于高强度带式输送机，其输送带的带芯中有平行的细钢绳，一台运输机运距可达几公里到几十公里。

3、U 形带式输送机 它又称为槽形带式输送机，其明显特点是将普通带式

输送机的槽形托辊角由030~045提高到090使输送带成U 形。这样一来输送带与

物料间产生挤压，导致物料对胶带的摩擦力增大，从而输送机的运输倾角可达25°。

4、管形带式输送机 U 形带式输送带进一步的成槽，最后形成一个圆管状，即为管形带式输送机，因为输送带被卷成一个圆管，故可以实现闭密输送物料，可明显减轻粉状物料对环境的污染，并且可以实现弯曲运行。

5、气垫式带输送机 其输送带不是运行在托辊上的，而是在空气膜(气垫)上运行，省去了托辊，用不动的带有气孔的气室盘形槽和气室取代了运行的托辊，运动部件的减少，总的等效质量减少，阻力减小，效率提高，并且运行平稳，可提高带速。但一般其运送物料的块度不超过300mm 。增大物流断面的方法除了用托辊把输送带强压成槽形外，也可以改变输送带本身，把输送带的运载面做成垂直边的，并且带有横隔板。一般把垂直侧挡边作成波状，故称为波状带式输送机，这种机型适用于大倾角，倾角在30°以上，最大可达90°。

6、压带式带输送机 它是用一条辅助带对物料施加压力。这种输送机的主要优点是：输送物料的最大倾角可达90°，运行速度可达6m/s ，输送能力不随倾角的变化而变化，可实现松散物料和有毒物料的密闭输送。其主要缺点是结构复杂、输送带的磨损增大和能耗较大。

7、钢绳牵引带式输送机 它是无际绳运输与带式运输相结合的产物，既具有钢绳的高强度、牵引灵活的特点，又具有带式运输的连续、柔性的优点。

1.5带式输送机状况的发展

目前带式输送机已广泛应用于国民经经济各个部门，近年来在露天矿和地下矿的联合运输系统中带式输送机又成为重要的组成部分。主要有：钢绳芯带式输送机、钢绳牵引胶带输送机和排弃场的连续输送设施等。

这些输送机的特点是输送能力大(可达30000t/h)，适用范围广(可运送矿石，煤炭，岩石和各种粉状物料，特定条件下也可以运人)，安全可靠，自动化程度高，设备维护检修容易，爬坡能力大(可达16°)，经营费用低，由于缩短运输距离可节省基建投资。

目前，带式输送机的发展趋势是：大运输能力、大带宽、大倾角、增加单机长度和水平转弯，合理使用胶带张力，降低物料输送能耗，清理胶带的最佳方法等。

2 带式输送机总体设计方案

2.1带式输送机的工作原理

带式输送机又称胶带运输机，其主要部件是输送带，亦称为胶带，输送带兼作牵引机构和承载机构。带式输送机组成及工作原理如图2-1所示，它主要包括一下几个部分：输送带(通常称为胶带)、托辊及中间架、滚筒拉紧装置、制动装置、清扫装置和卸料装置等。

图2-1 带式输送机简图

1-张紧装置 2-装料装置 3-犁形卸料器 4-槽形托辊

5-输送带 6-机架 7-动滚筒 8-卸料器

9-清扫装置 10-平行托辊 11-空段清扫器 12-清扫器普通型带式输送机输送带1绕经传动滚筒2和机尾换向滚筒3形成一个无极的环形带。输送带的上、下两部分都支承在托辊上。拉紧装置5给输送带以正常

运转所需要的拉紧力。工作时，传动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行。物料从装载点装到输送带上，形成连续运动的物流，在卸载点卸载。一般物料是装载到上带(承载段)的上面，在机头滚筒(在此，即是传动滚筒)卸载，利用专门的卸载装置也可在中间卸载。

机身的上带是用槽形托辊支撑，以增加物流断面积，下带为返回段(不承载的空带)一般下托辊为平托辊。带式输送机可用于水平、倾斜和垂直运输。对于普通型带式输送机倾斜向上运输，其倾斜角不超过18°，向下运输不超过15°。

输送带是带式输送机部件中最昂贵和最易磨损的部件。当输送磨损性强的物料时，如铁矿石等，输送带的耐久性要显著降低。

提高传动装置的牵引力可以从以下三个方面考虑：

1、增大拉紧力。增加初张力可使输送带在传动滚筒分离点的张力S1增加，此法提高牵引力虽然是可行的。但因增大S1必须相应地增大输送带断面，这样导致传动装置的结构尺寸加大，是不经济的。故设计时不宜采用。但在运转中由于运输带伸长，张力减小，造成牵引力下降，可以利用拉紧装置适当地增大初张力，从而增大S1，以提高牵引力。

2、增加围包角对需要牵引力较大的场合，可采用双滚筒传动，以增大围包角。

3、增大摩擦系数其具体措施可在传动滚筒上覆盖摩擦系数较大的衬垫，以增大摩擦系数。

通过对上述传动原理的阐述可以看出，增大围包角 是增大牵引力的有效方法。故在传动中拟采用这种方法。

2.2带式输送机的结构和布置形式

带式输送机主要由以下部件组成：头架、驱动装置、传动滚筒、尾架、托辊、中间架、尾部改向装置、清扫装置、安全保护装置等。

输送带是带式输送机的承载构件，带上的物料随输送带一起运行，物料根据需要可以在输送机的端部和中间部位卸下。输送带用旋转的托棍支撑，运行阻力小。带式输送机可沿水平或倾斜线路布置。使用光面输送带沿倾斜线路布置时，不同物料的最大运输倾角是不同的，最大运角见表2-1所示：

由于带式输送机的结构特点决定了其具有优良性能，主要表现在：运输能力大，且工作阻力小，耗电量低，约为刮板输送机的1/3到1/5；由于物料同输送机一起移动，同刮板输送机比较，物料破碎率小；带式输送机的单机运距可以很长，与刮板输送机比较，在同样运输能力及运距条件下，其所需设备台数少，转载环节少，节省设备和人员，并且维护比较简单。由于输送带成本高且易损坏，故与其它设备比较，初期投资高且不适应输送有尖棱的物料。

输送机年工作时间一般取4500-5500小时。当二班工作和输送剥离物，且输送环节较多，宜取下限；当三班工作和输送环节少的矿石输送，并有储仓时，取上限为宜。

3 带式输送机的设计计算

3.1带式输送机的工作条件

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

一、物料的名称和输送能力：

二、物料的性质：

1、粒度大小，最大粒度和粗度组成情况；

2、堆积密度；

3、动堆积角、静堆积角，温度、湿度、粒度和磨损性等。

4、工作环境、露天、室内、干燥、潮湿和灰尘多少等；

5、卸料方式和卸料装置形式；

6、给料点数目和位置；

7、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；

8、装置布置形式，是否需要设置制动器。

原始条件和工作条件如下：

1、运输物料：块煤

2、物料性质：（1）块度：0--300mm

（2）堆积密度：

（3）静堆积角：

（4）物料温度：

3、工作环境：露天、潮湿

4、卸料装置：螺旋下降溜槽

5、受料位置：尾部受料

6、相关尺寸：（1）运距：s=100m

（2）提升高度：H=24.1m

（3）倾斜角：β=

（4）最大运量：Q=150t/h

3.2：计算步骤

3.2.1、初定设计参数：

带宽的确定按带速、带宽与输送能力的匹配关系，初选后经由带速带宽验算输送能力校核。初选参数见表3-1：

初始计算张力时使用的输送带质量如表3-2：

/kg.

3.2.2、输送能力与输送带宽度校核

带式运输机的最大生产能力由输送带上的物料的最大截面面积、带速和输送机的倾斜因数决定，由公式（

3-1），知：

（3-1）

式中，Qm ——（质量）输送能力（Kg/s ）

S ——输送带上物料最大横截面积（）由表3-3查取

2

m v ——带速（m/s ）

k=倾斜因数。由下图查取

图3-1 因数k与倾角的关系

=0.0798 1.0=64.64（Kg/s）

输送能力Q=3.6Qm=232.6（t/h）

满足要求

根据原煤粒度核算输送机宽度，由式（3-2）知

（3-2）

.

所以输送机宽度能满足输送300mm粒度原煤要求。

3.3圆周驱动力的计算

3.3.1计算公式

1、所有长度（包括）

传动滚筒上所需圆周驱动力为输送机所有阻力之和。

（3-3）

式中——主要阻力，N；

——附加阻力，N；

——特种主要阻力，N；

——特种附加阻力，N；

——倾斜阻力，N。

五种阻力中，、是所有输送机都有的，其他三类阻力，根据输送机侧型及附件装设情况定，由设计者选择。

2、

对机长大于80m 的带式输送机，附加阻力明显的小于主要阻力，可用简

便的方式进行计算，不会出现严重错误。为此引入系数C 作简化计算，则公式变为下面的形式：以下公式引自参考文献[4]。

12U H S S St

F CF F F F =+++ （3-4）

式中C ——与输送机长度有关的系数，在机长大于80m 时，可按下表查取

此时取C=1.78 3.3.2主要阻力的计算

输送机的主要阻力是物料及输送带移动和承载分支及回程分支托辊旋转

所产生阻力的总和。下面公式出自参考文献[4]:

（3-5） 式中f ——模拟摩擦系数, 根据工作条件及制造安装水平决定,由下表可查：

安装情况：水平，向上倾斜及向下倾斜的电动工况 工作条件：多尘，潮湿

查得 f=0.03

l --输送机长度（头尾滚筒中心矩）m g --重力加速度

22

9.8/10/g m s m s =≈

——承载分支托辊组每米长度旋转部分重量，kg/m 用下式计算

其中

——承载分支每组托辊旋转部分质量，kg ——承载分支托辊间距 m;

——回程分支托辊组每米长度旋转部分重量，kg/m; 用式

其中

------回程分支每组托辊旋转部分质量，kg;

------回程分支托辊间距，m

------每米长度输送带质量，kg/m

------每米长度输送物料质量，kg/m

用式

------输送机倾角

根据上表取 =10.59kg ，=8.78kg 。

/ kg/m 尼龙芯带) 800

由表3-7得：=9.6kg/m

则

={0.03×103.174×10×[8.82+2.96+(2×9.6+41.67)×cos15]}N

=2184.50N 3.3.3 主要特种阻力的计算

主要特种阻力包括托辊前倾的摩擦阻力和被输送物料与导料槽栏板间的摩擦阻力两部分。下面公式均出自参考文献[4]

2

2122

1*g u I

v gl F v b ρ

= 式中：——槽形系数。槽角时0.4； 槽角时0.43； 槽角

时0.5。

——托辊和输送带间的摩擦系数一般取0.3～0.4，此设计选择

——装有前倾托辊的输送机长度m ；此设计 托辊前倾角度 l ——导料槽栏板长度 m

导料槽两栏板间宽度 m;由下表查取

物料与导料栏板间的摩擦系数 一般取为 0.5～0.7，此处取0.7

带 宽

B/mm 导料栏板内宽

1

b / m

刮板与输送带接触面积 A/ 2

m 头部清扫器

空段清扫器

650 0.400 0.007 0.01 800 0.495

0.008

0.012 由上表得

m

=[0.43×0.3××(9.6+41.67)×10×cos15

×sin

]

=153.4N

22122

1g u I v gl F v b ρ= =

N

=107.7 N

则

=（153.4+107.7）N =261.1 N 3.3.4附加特种阻力的计算

附加特种阻力包括输送带清扫器摩擦阻力和犁式卸料器摩擦阻力等

部分。按下式计算，下面公式均出自参考文献[4]

2

a F Bk =

式中

—— 清扫器个数，包括头部清扫器和空段清扫器 A —— 一个清扫器和输送带接触面积 单位：

P —— 清扫器和输送带间的压力 单位：2

/N m ，一般取

，此处取

p=

2/N m 。 ——清扫器和输送带间的摩擦系数 一般取为

0.5～0.7 此设计取=0.6。

-------刮板系数 一般取为 1500N/m 由表3-8 得：A=0.008

则 本设计中没有犁式卸料器，所以犁式卸料器的摩擦系数为0 即

式中，=5 包括2个清扫器和2个空段清扫器（1个空段清扫器相当于1.5个清扫器）

=5

×480+0=2400N 3.3.5倾斜阻力的计算

倾斜阻力按下式计算：

式中 H ——输送机受料点与卸料点间的高差，m ；

输送机向上提升时，H 取为正值；输送机向下运输时，H 取为负值。 此处输送机向上运输，取正值

3.3.6圆周驱动力的计算

传动滚筒上所需圆周驱动力为输送机所有阻力之和, 此次设计中，机长大于80m ，可按式3-4计算

五种阻力中，前两种是所有输送机都要的。其他三类阻力，根据输送机侧型及附件装设情况决定，由设计者选择。

所以：

3.4传动功率计算

3.4.1传动轴功率计算

传动滚筒轴功率当输送带长度小于80m 时 不必考虑圆周驱动力，用下面公式计算即可。

1234

(0.00273)A n n P k L v k L Q QH K K =+±

当输送带长度大于80m 时 计算传动滚筒轴功率 用下面公式

3.4.2电动机功率计算

电动机功率

，按下式计算

式中——传动效率，一般在0.85~0.95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：=0.96；此处设计选用液力耦合器,电动机与减速器之间选

用液力耦合器和减速器与传动滚筒之间选用机械式联轴器两个，所以：

=0.96×0.98=0.94。 ——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：=0.98×0.98=0.96

三级减速机：=0.98×0.98×0.98=0.94 此处设计选用二级减速器=0.96

——电压降系数，一般取0.90~0.95。此处设计选用

——多电机功率不平衡系数，一般取，单驱动时，

。此处为单电机驱动。

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。

0.94×0.96=0.90

3.5张力计算

输送带张力是一个沿输送区段变化的参数。它取决于一下各种影响因素：输送机的长度和局部区段的倾角正负；传动滚筒的数量和布置；驱动装置和制动装置的性能；输送带拉紧装置的类型以及布置；工况（载荷和运动状态）。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

传动滚筒上圆周驱动力传递到输送带上如下图所示，为保证输送带工作时不打滑，应在回程带上保持最小张力

图3-2 作用于输送带的张力

式中——输送机在回程带上的最小张力（N）;

——输送机满载启动或制动时出现的最大圆周驱动力（N）；

启动时启动系数=1.3～1.7 此设计中取=1.5；

传动滚筒与输送带间的摩擦系数查表3-10得 u=0.35；

——输送带在所有传动滚筒上的围包角单位：rad。一般单滚筒驱动

取 3.3～3.7 折合双滚筒驱动取 7.7 折合；此处取

——欧拉系数由表3-11查得 3.18。

钢板光面带人字形带人字形带人字形

滚筒覆盖面

运行条件

沟槽的橡胶覆盖面

沟槽的聚氨酯覆盖面 沟槽的陶瓷覆盖面

干态运行 0.35～0.40 0.40

～0.45

0.35～0.40

0.40

～

0.45 清洁潮湿运行 0.10 0.35 0.35 0.35～0.40

污浊的湿态运行

0.05～0.10

0.25～0.30 0.20 0.35

围包角/（）

摩擦系数

0.25 0.30 0.35 0.40 180 2.20 2.56 3.00 3.51 190 2.29 2.70 3.18 3.75 200 2.40

2.85

3.40

4.04

。

3.5.2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 需按下式验算。

承载分支

回程分支

式中

--------允许最大垂度 一般

--------承载上托辊间距（最小张力处） ------ --回程下托辊间距（最小张力处） 承载分支最小张力

回程分支最小张力

3.5.3 特性点张力计算

为了确定输送带作用于各改向滚筒的各张力，拉紧装置，拉紧力和凸凹弧起始点张力等特性点张力，需按逐点张力计算法，进行各特性点张力计算。

1、逐点张力计算通式

已知输送带第i-1点张力为时，沿输送带运行方向上第i点的张力值为： [5]

式中--------i至i-1点之间各阻力的和

根据上面公式可导出的计算通式为

实际上只能是括号中这些阻力的一部分。

为简化计算，输送带经过改向滚筒的弯曲阻力和改向滚筒轴承阻力和W可用式计算

式中：---------改向滚筒趋入点张力 N

--------改向滚筒阻力系数

时，为1.02；

时，为1.03；

时，为1.04；

为输送带在改向滚筒上的围包角

在顺序计算各点张力时，也可表示为:

式中---------改向滚筒奔离点张力

2、逐点计算法的计算程序

逐点计算法是从传动滚筒上奔离点输送带张力开始沿输送带运行方向，逐点计算到传动滚筒逐入点输送带张力。

(1)首先，根据不打滑条件和输送带下垂度校核两个条件确定值。

(2)令然后进行逐点计算。

(3)尾部改向滚筒的奔离点为承载分支最小张力处，计算出该点张力后，应与输送带下垂度校核时得出的值进行比较，取两者中的较大值，作为该点张力，再进行随后的计算。

根据不打滑条件，传动滚筒奔离点最小张力N。

以下公式均引自参考文献[5]

令>亦满足空载边垂度条件