DTII型带式输送机设计.doc
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1、河南质量工程职业学院毕 业 设 计(论 文) 题 目简单机器人的设计系 别机电工程系专 业电子测量技术与仪器班 级07电测班学生姓名孙威学 号02033070152指导教师孙振伟定稿日期2010年4月10日摘要本次课程设计是关于DT型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
2、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。 关键词:DT型;带式输送机;选型设计;主要部件目录摘要第1章 绪论4第2章 带式输送机的概述及部件的选用5 2.1 带式输送机的应用5 2.2 带式输送机的分类5 2.3 各种带式输送机的特点5 2.4 带式输送机的发展状况6 2.5 带式输送机的工作原理6 2.6 带式输送机的结构和布置形式82.6.1 带式输送机的结构82.6.2 布置方式8 2.7 驱动装置的选用与设计9 2.8 传动滚筒的作用及选
3、用9 2.9 托辊的作用与类型10 2.10 制动装置的作用12 2.11 改向装置的作用12 2.12 拉紧装置12 2.12.1 拉紧装置的作用12 2.12.2 拉紧装置的种类及特点12 2.13 机架与中间架的选用13 2.14 给料装置14 2.14.1 对给料装置的基本要求14 2.14.2 装料段拦板的布置及尺寸15 2.14.3 装料点的缓冲15 2.15 卸料装置16 2.16 清扫装置16 2.17 头部漏斗16 2.18 电气及安全保护装置17第3章 带式输送机的设计计算及选型18 3.1 已知原始数据及工作条件18 3.2 带宽的确定18 3.3 计算圆周驱动力和传动功
4、率19 3.3.1 主要阻力计算193.3.2 主要特种阻力计算193.3.3 附加特种阻力计算193.3.4 倾斜阻力计算19 3.3.5 圆周驱动力193.3.6 传动功率计算19 3.4 输送带张力计算203.4.1 输送带不打滑条件校核203.4.2 输送带下垂度校核203.5.3 各特性点张力计算20 3.5 张力计算20 3.6 拉紧力计算20 3.7 电机的选型20 3.8 减速器的选型21 3.9 联轴器的选型21 3.10 传动滚筒的选型21 3.11 托辊的选型21 3.12 制动装置的选型21 3.13 改向装置的选型21 3.14 拉紧装置的选型22 3.15 机架的选
5、型22第4章 结论23参考文献24致谢25第1章 绪论 带式输送机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。目前国内外带式输送机正朝着长距离、高速度和大运量方向发展。单机运距已达30.4km,多机串联运距最长达208km,最宽的带式输送机带宽为4m。最大运输能力已达到3.75万t/h,最高带速达到15m/s。单条带式输送机的装机功率达到62000kW。我国生产的带式输送机最大带宽已达到2m,带速已达到2 m/s,设计运输能力已达到5.2万t/h,最大运距为3.7km。输送机的发
6、展历史非常久远,若从输送机原理的应用上来讲,最早的应用可以追溯到后汉时期。当时人们所使用的提水翻车和高转筒车,是以人力、水力等力量驱动,以链条等作牵引,以龙骨叶板、筒做输送容器来实现物料的搬运,是斗式提升机和刮板输送机的雏形。输送机的原理应用,在十七世纪时也有记载,人们利用空中索道来运送散状的物料。输送机的类似原理应用一直持续到了19世纪。随着工业的发展,动力设备出现,它们代替了原始动力为输送机提供驱动力,各种结构的输送机相继出现了。带式输送机的发明是个持续性的过程。英国人用编织物、钢丝绳为牵引带,制作出倾斜的带式输送机。1880年德国公司开发出由蒸汽驱动的带式输送机。美国人鲁宾斯在1896年
7、经申请成为了带式输送机的发明人。输送机在十九世纪八十年代后期得到了快速发展,各种输送机在这段时间里相继出现。1887年美国人制造出了螺旋输送机,1905年瑞士人生产处了钢带式输送机。此后不到一年,英国人和德国人又推出了惯性输送机。输送机随着工业的发展而进步,进入二十世纪以后,机械制造、钢铁冶金等行业的技术不断提高,输送机产品也得到了逐步的完善,企业内部、企业之间乃至城际输送成为可能,输送机本身也在工业生产中扮演着越来越重要的角色,成为工业生产不可或缺的一部分带式输送机的最新发展方向时一呈现长距离、大运量、高速度、集中控制等特点。与其他运输设备(如机车类)相比,不仅具有长距离、大运量、连续运输的
8、特点,而且运行可靠,易于实现自动化和集中控制,经济效益十分明显。带式输送机也是煤矿最为理想的高效连续运输设备,特别是煤矿高产高效现代化的大型矿井,带式输送机己成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。随着煤矿现代化的发展和需要,我国对大倾角固定带式输送机、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机及长运距、大运量带式输送机及其关键技术、关键零部件进行了理论研究和产品开发,应用动态分析技术和中间驱动与智能化控制等技术,研制成功了软启动和制动装置以及PLC控制为核心的电控装置,并且井下大功率防爆变频器也已经进入研发、试制阶段。随着高产高效矿井的发展,带式输送机各项技术指标有了很大提高第2章 带式输送
9、机的概述及部件的选用2.1 带式输送机的应用带式输送机是连续运输机的一种,连续运输机是固定式或运移式起重运输机中主要类型之一,其运输特点是形成装载点到装载点之间的连续物料流,靠连续物料流的整体运动来完成物流从装载点到卸载点的输送。在工业、农业、交通等各企业中,连续运输机是生产过程中组成有节奏的流水作业运输线不可缺少的组成部分。连续运输机可分为:(1)具有挠性牵引物件的输送机,如带式输送机,板式输送机,刮板输送机斗式输送机、自动扶梯及架空索道等;(2)不具有挠性牵引物件的输送机,如螺旋输送机、振动输送机等;(3)管道输送机(流体输送),如气力输送装置和液力输送管道。其中带输送机是连续运输机中是使
10、用最广泛的,带式输送机运行可靠,输送量大,输送距离长,维护简便,适应于冶金煤炭,机械电力,轻工,建材,粮食等各个部门。 2.2 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。其分类如下:2.3 各种带式输送机的特点(1)DT型固定式带式输送机 是将原DT75型和DX型两大系列统一更新,继而产生的带式输送机。其特点是运量大、爬坡能力高、运营费用低、结构合理、使用维护方便等特点,便于实现运输系统自动化控制
11、。(2)QD80轻型固定式带输送机 QD80轻型固定式带输送机与TD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。(3)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。(4)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3045提高到90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。(5)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
12、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。(6)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。(7)压带式带输送机 它是用一条辅助带对物料施
13、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。(8)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。2.4 带式输送机的发展状况目前带式输送机已广泛应用于国民经经济各个部门,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),
14、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。2.5 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
15、托辊 11-空段清扫器 12-清扫器输送带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。普通型带式输送机的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
16、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增加,此法提高牵引力虽然是可行的。但因增大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,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
17、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。2.6 带式输送机的结构和布置形式 2.6.1 带式输送机的结构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、卸载装置、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,如下表2-1所示:表2-1 不同物料的最大
18、运角物料种类角度物料种类角度煤块18筛分后的石灰石12原煤20干沙15筛分后的焦碳17含固有湿度的土壤230350mm矿石16水泥20湿粘土20干松泥土20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45005500小
19、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。 2.6.2 布置方式电动机通过联轴器、减速器带动传动滚筒转动或其他驱动机构,借助于滚筒或其他驱动机构与输送带之间的摩擦力,使输送带运动。带式输送机的驱动方式按驱动装置可分为单点驱动方式和多点驱动方式两种。通用固定式输送带输送机多采用单点驱动方式,即驱动装置集中的安装在输送机长度的某一个位置处,一般放在机头处。单点驱动方式按传动滚筒的数目分,可分为单滚筒和双滚筒驱动。对每个滚筒的驱动又可分为单电动机驱动和多电动机驱动。因单点驱动方式最常用,凡是没有指明是多点驱动方式的,即为单驱动方式
20、,故一般对单点驱动方式,“单点”两字省略。单筒、单电动机驱动方式最简单,在考虑驱动方式时应是首选方式。在大运量、长距离的钢绳芯胶带输送机中往往采用多电动机驱动。带式输送机常见典型的布置方式如下表2-2所示:表2-2 带式输送机典型布置方式2.7 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,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
21、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、传动滚筒组成。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。2.8 传动滚筒的作用及选型传动滚筒是传递动力的主要部件,它是依靠与输送带之间的摩擦力带动输送带运
22、行的部件。传动滚筒根据承载能力分为轻型、中型和重型三种。同一种滚筒直径又有几种不同的轴径和中心跨距供选用。 轻型:轴承孔径80100。轴与轮毂为单键联接的单幅板焊接筒体结构。单向出轴。 中型:轴承孔径120180。轴与轮毂为胀套联接。 重型:轴承孔径200220。轴与轮毂为胀套联接,筒体为铸焊结构。有单向出轴和双向出轴两种。输送机的传动滚筒结构有钢板焊接结构及铸钢或铸铁结构,新设计产品全部采用滚动轴承。传动滚筒的表面形式有钢制光面滚筒、铸(包)胶滚筒等,钢制光面滚筒主要缺点是表面磨擦系数小,所以一般用在周围环境湿度小的短距离输送机上,铸(包)胶滚筒的主要优点是表面磨擦系数大,适用于环境湿度大、
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