带式输送机设计论文

河南工程学院毕业设计（论文）

题 目

固定式带式输送机

学生姓名系（部） 机械工程系 专 业 机械制造及自动化 指导教师 刘豫喜

2010年 5 月 25 日

摘 要

本次毕业设计是关于固定式带式输送机的设计。首先对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

Abstract

The 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 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 the belt conveyor. Today, long distance, high speed, low friction is the direction of belt conveyor’s 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 belt conveyor.

Keyword: belt conveyor; Electrotype Design; main parts

目 录

第一章 绪论 ............................................................................................................................................................. 1 第二章 带式输送机的概述 ..................................................................................................................................... 2

第一节 带式输送机的应用 ............................................................................................................................. 2 第二节 带式输送机的分类 ............................................................................................................................. 2

第三节 带式输送机的发展状况 ..................................................................................................................... 3 第四节带式输送机的工作原理 ....................................................................................................................... 3 第三章 带式输送机的设计计算 ............................................................................................................................. 5

第一节 已知带式输送机的原始数据 ............................................................................................................. 5 第二节. 带式输送机的计算 ............................................................................................................................ 5

一、输送带宽度的计算 ........................................................................................................................... 5 二、 张力的逐点计算 ............................................................................................................................. 6 三、功率的计算 ....................................................................................................................................... 8 四、胶带核算 ........................................................................................................................................... 8 五、允许垂直核算 ................................................................................................................................... 9 六、 车式拉紧装置重锤重量计算 ......................................................................................................... 9

第四章 减速器的设计计算 ....................................................................................................................................11

第一节 传动装置的运动和动力参数 ............................................................................................................11

一、确定电动机转速 ..............................................................................................................................11 二、 各轴转速计算 ............................................................................................................................... 12 三、 各轴输入功率 ............................................................................................................................... 12 第二节 齿轮的设计 ....................................................................................................................................... 15

一、高速级齿轮 ..................................................................................................................................... 15 二、低速级齿轮 ..................................................................................................................................... 17 第三节 各轴的计算 ................................................................................................................................... 19

一、 初算轴径 ....................................................................................................................................... 19 二、输入轴的设计计算 ......................................................................................................................... 19 三、 中间轴的设计计算 ....................................................................................................................... 20 四、 输出轴的设计计算 ....................................................................................................................... 21

第五章 输送带部件的选用 ................................................................................................................................... 21

第一节 输送带 ........................................................................................................................................... 22 第二节 传动滚筒 ....................................................................................................................................... 22 第三节 托辊 ............................................................................................................................................... 23

一、 托辊的选型 ................................................................................................................................... 23 二、 托辊的校核 ................................................................................................................................... 24 第四节 制动装置 ....................................................................................................................................... 26 第五节 改向装置 ........................................................................................................................................... 26 第六节 拉紧装置 ..................................................................................................................................... 27 第六章 其他部件的选用 ................................................................................................................................... 29

第一节 机架与中间架 ................................................................................................................................. 29 第二节 卸料装置 ....................................................................................................................................... 30 第三节 清扫装置 ......................................................................................................................................... 30 第四节 头部漏斗 ......................................................................................................................................... 31 第五节 电气及安全保护装置 ....................................................................................................................... 31 第七章 总结 ......................................................................................................................................................... 32 致 谢 ....................................................................................................................................................................... 34 参考文献 ................................................................................................................................................................. 34

第一章 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。

已知原始数据和工作条件： 1.带式输送机 L=250m；

2输送物料：煤，粒度0-100毫米，γ=0.6t/m3，动堆积角ρ=35 ； 3输送量：Q=800吨/时； 4 工作环境：露天;

5 尾部给料，导料槽长3米。头部有弹簧清扫器，尾部有空段清扫器。

第二章 带式输送机的概述

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。

第二节 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：

⎧⎧TDII型固定式带式输送机⎪⎪

⎪普通型⎪QD80轻型固定式带式输送机

⎨⎪DX型钢绳芯带式输送机⎪⎪

⎪U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⎩

第三节 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，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。

第四节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

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。

第三章 带式输送机的设计计算

第一节 已知带式输送机的原始数据

1.带式输送机 L=250m；

2输送物料：煤，粒度0-100毫米，γ=0.6t/m3，动堆积角ρ=35 ； 3输送量：Q=800吨/时； 4 工作环境：露天;

5 尾部给料，导料槽长3米。头部有弹簧清扫器，尾部有空段清扫器。

第二节. 带式输送机的计算

输送带宽度的计算

根据

B=已知Q=800吨/时，γ=0.6吨/米3。

参考表2-3-5，选取带速υ=3.15米/秒； 参考表2-3-1，得k=470； 参考表2-3-2，得c=1.0； 参考表2-3-3，得ρ=30 =0.94.

得：B=

=0.979米 ， 选取B=1000毫米的胶带，查表2-3-4，

满足块度要求。

各种带宽适用的最大块度(mm)

二、 张力的逐点计算

设带式输送机各点的张力如图2-3-2所示，则得各点张力关系如下： S=S+W

211

S3=k1' S2

S4=S3+W2+S3

' S4 S5=k2

' S5S6=k3

Sn=S6+W4+W5+W6

弹簧清扫器阻力：W1=(70 100)B=100⨯1.0=100公斤 代入（1）得：S2=S1+100

'=1.02 查表2-3-20，改向滚筒阻力系数k1

代入（2）得：

S3=1.02(S1+100)=1.02S1+102

ω'' 空载段运行阻力：W2=(q0+q'')Lh

查表2-2-1，有Z=5 8.取Z=5；

查表2-2-2，取上下胶层厚（3+1.5）毫米； 查表2-2-5，得q0=13.25公斤/米，

'=3米 查表2-3-19，得G''=17公斤，下托辊间距l0

所以，得：

q''=

G''17==4.25公斤/米 'l04

查表2-3-8得ω''=0.035。

代入上式得：W2=(13.25+4.25)⨯250⨯0.035=153公斤 空段清扫器阻力：W3=20B=20⨯1.0=20公斤 代入（3）得：S4=1.02S1+102+153+20=1.02S1+275

'查表2-3-20，改向滚筒阻力系数k2

=1.02。

代入（4）得：S5=1.02⨯(1.02S1+275)=1.04S1+280.5

'查表2-3-20，改向滚筒阻力系数k3

=1.04

代入（5）得S6=1.04⨯(1.04S1+280.5)=1.08S1+292 导料槽阻力：

W4=(1.6B2 γ+7)l=(1.6⨯12⨯0.6+7)⨯3=23.9公斤 物料加速阻力：

q υ2

W5=

2g

因为 q=

Q800

==71公斤/米 3.6V3.6⨯3.15

71⨯3.152

=35公斤 所以 W5=

2⨯10

ω' 承载段运行阻力：W6=(q+q0+q')Lh

查表2-3-19得G'=17公斤； 查表2-2-11得l0=1.2米， 故 q'=

G'17

==14.2公斤/米 l01.2

查表2-3-8得ω'=0.04

故W6=(71+13.25+14.2)⨯250⨯0.04=985公斤 代入（6）得：

Sn=1.08S1+292+23.9+35+985=1.08S1+1335.9 （7） eμα 根据式Sn=S1

采用光面传动滚筒，α=200，μ=0.2

查表2-3-18得eαμ=2.01

代入上式得：Sn=2.01S1 （8） 联立（7）（8），则：2.01S1=1.08S1+1335.9

0.93S1=1335.9

所以 S1=

1335.9

=1436公斤 0.93

Sn=2.01S1=2.01⨯1436=2887公斤

三、功率的计算

传动滚筒轴功率为：

N0=

(Sn-S1)υ(2887-1436)⨯3.15

==44.8

102102

电动机功率为N=K

N0

η

其中K=1.4，η=0.90 所以N=70.0Kw

应选JO2—92—4电动机，额定功率为75Kw 四、胶带核算

求得胶带最大张力为2887公斤，查表2-3-17，当B=1000毫米，Z=5层时，胶带的最大允许张力为3110公斤，所以满足最大张力要求。

五、允许垂直核算

承载段最小张力必须满足：

S≥5(q0-q)l0cosβ

≥5(13.25+71)⨯1.2⨯1=505.5

而承载段最小张力：

' S6=K3S5=1.04(1.04S1+280.5)

=1.04(1.04⨯1436+280.5)=1844.9公斤 S6〉S，故满足要求。 六、 车式拉紧装置重锤重量计算

拉紧力：P0=Si+Si-1=S6+S5=1844.9+1773.9=3619公斤 重锤重量：

G=(Pcosβ-Gksinβ)/η1n=(3619+0.04⨯394⨯1)/0.93=4986公斤 0+0.04Gk 负载起动时，电动机功率N≥

P υ

102η

NA+NB

才能满足起动功率要求。 2

kD λ

静功率 NA=

NB=

0.0002L υ2

η

η=0.88，已知υ=3.15m/s，(q+2q0+q1)+K0 GD2q0=13.25q=71公斤。

代入上式得

NA=动功率

NB=

145⨯13.15

=49.7千瓦9

102⨯0.90

0.000L 2υ2

η

(q+2

2

Dq+1q G)+K0

已知L=250米，q0=13.25，q=71公斤/米。K0=1.24，查电动机技术数据表，

GD=5.533公斤/米。q1按下式计算：q1=q+q

2

2

'''

G+

L

已知q'=14.2公斤/米，q''=4.25公斤/米；

按表2—2—9选用传动滚筒D=1000毫米，尾轮D=800毫米，曾面轮两个，D=350毫米，查表2—3—23，得∑G0=380+253+152⨯2=937公斤。

将以上数据代入上式求q1 q1=14.2+4.25+再将以上数据代入NB;

0.000⨯22⨯5023.15

⨯13.+25 NB=(71+2

0.9

937

=22.2公斤/米 250

)2+2.2⨯

1.2=45.5K3w3 72.69

取KD=0.9,查电动机技术数据表，λ=1.2

N=75，不大于

NA+NB

=121Kw， 2

KDλ

原选JO2—92—4电动机，额定功率为75Kw，小于负荷起动功率121Kw，故不能满足负

λ=1.1 GD2=6.437公斤/米2 ，荷起动时的要求。试改选JO2—93—4电动机，额定功率100Kw，

根据这些数据重新计算NB：

0.000⨯22⨯5023.15

⨯13.+25 NB=(71+2

0.9

)2+2.2⨯

1.24=6.K4w 3774

NA+NB

=126Kw 2

KDλ

所以还是不能满足，再选JS—115—4电动机，

0.000⨯22⨯5023.15

⨯13.+25 NB=(71+2

0.9

)2+2.2⨯

1.=241K4w 83.36

NA+NB

=126Kw 2

KDλ

JS—115—4电动机额定功率大于126Kw，所以满足要求， 故选JS—115—4电动机，额定功率为135Kw，转速1475转/分。

第四章 减速器的设计计算

第一节 传动装置的运动和动力参数

选择的运动简图如图2-

1

图2-1

一、确定电动机转速

nw=90r/min，并且通过法兰盘与中间轴相连，

则传动装置总传动比i=

nm1475==24.51， nw60.19

其中：i1为高速级传动比，i2为低速级传动比，且i1=(1.3~1.5)i2， 取i1=1.4i2，则有：i1=5.852，i2=4.18

二、 各轴转速计算

电动机轴 nm=1475r/min I轴 nI=nm=1475r/min

II轴 nII=

nI1475==252.05r/min i15.852nII252.05==62.30r/min 轴 nIII=n24.18

中间轴 nw=nIII=62.30r/min 三、 各轴输入功率

由表2-1，滚动轴承效率η承=0.995，8级精度齿轮传动（稀油润滑）效率η齿=0.97，滑块联轴器效率η联=0.98

表2-1

电动机轴 P0=70.0Kw

I轴 PI=η联P0=70.0⨯0.98=68.6kW

II轴 PII=PI η承 η齿=68.6⨯0.995⨯0.97=66.2kW III轴 PIII=PII η承 η齿=66.2⨯0.995⨯0.97=63.9kW

中间轴 Pw=PIII η联=63.9⨯0.98=62.6kW 四、 各轴输入转矩 电动机轴 TP0m=9550

n=955070.0

=453.22N m m1475

错误！未找到引用源。轴 TI=9550PIn=9550⨯68.6

=444.16 I1475

II轴 TII=9550

PIIn=9550⨯66.2

252.05=2508.27 N m IIIII轴 TIII=9550PIIIn=9550⨯63.9=9795.26N m III62.3 中间轴 Tw=9550Pwn=9550⨯62.6=9595.99 N m w62.3

将以上算得的运动和动力参数列入下表2-2：

N m

表2-2

第二节 齿轮的设计

一、高速级齿轮

1. 选择材料及确定许用应力 因要求结构紧凑故采用硬齿面的组合

小齿轮用20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度为56~62HRC，σHlim1=1500MPa，σFE=850MPa;大齿轮用20Cr渗碳淬火，齿面硬度为56~62HRC，σHlim1=1500MPa，σFE=850MPa; 取

SF=1.25,SH=1

取ZH=2.5,ZE=189.8

[σF1]=[σF2]=

0.7σFE10.7⨯850

==476MPa SF1.25

[σH1]=[σH2]=

σHlim1

SH

=

1500

=1500MPa 1

2. 按轮齿弯曲强度设计计算

齿轮按8级精度制造。取载荷系数K=1.3（表11—3），齿宽系数φd=0.8（表11—6）.小齿轮上的转矩 T1=9.55⨯106

P705

=9.55⨯106=4.5⨯10N mm n11475

222

=5.84。 38

齿数 取 z1=38，则z2=5.852⨯38≈222，取z2=222。实际传动比i=齿形系数 zv1=38 zv2=222。

查图11—8得YFa1=2.54,YFa2=2.17。由图11—9得YSa1=1.67,YSa2=1.83。 因

YFa1YSa12.54⨯1.67YY22.17⨯1.83

==0.0089〉Fa2Sa==0.0083

476476σF1σF2故应对小齿轮进行弯曲强度计算。 法向模数

mn≥=

=2.08Mm 由表4—1取mn=2.5mm。

mn(z1+z2)2.5(38+222)

==325mm 中心距 a=

22

取 a=330mm

齿轮分度圆直径 d1=mnz1=2.5⨯38=95mm 齿宽 b=φdd m6m1=0.8⨯95=7取 b2=80mm,b1=85mm

3. 验算齿面接触强度

σH=ZEZH

=189.8⨯2.5=654Mpa σH

安全

4. 齿轮的圆周速度

υ=

πd1n1

60⨯1000

=

π⨯95⨯1475

60000

=7.3m/s

对照表11—2，选8级制造精度是合宜的。

主要尺寸： 分度圆直径 d1=mnz1=2.5⨯38=95mm， d2=mnz2=2.5⨯222=555mm 中心距 a=330mm

二、低速级齿轮

1. 选择材料及确定许用应力 因要求结构紧凑故采用硬齿面的组合

小齿轮用20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度为56~62HRC，σHlim1=1500MPa，σFE=850MPa;大齿轮用20Cr渗碳淬火，齿面硬度为56~62HRC，σHlim1=1500MPa，σFE=850MPa; 取

SF=1.25,SH=1

取ZH=2.5,ZE=189.8

[σF1]=[σF2]=

0.7σFE10.7⨯850

==476MPa SF1.25

[σH1]=[σH2]=

σHlim1

SH

=

1500

=1500MPa 1

2. 按轮齿弯曲强度设计计算

齿轮按8级精度制造。取载荷系数K=1.3（表11—3），齿宽系数φd=0.8（表11—6）.

小齿轮上的转矩 T1=9.55⨯106

P705

=9.55⨯106=4.5⨯10N mm n11475

84

=4.2。 20

齿数 取 z1=20，则z2=4.18⨯20≈84，取z2=84。实际传动比i=齿形系数 zv1=20 zv2=84。

查图11—8得YFa1=2.94,YFa2=2.33。由图11—9得YSa1=1.56,YSa2=1.77。 因

YFa1YSa12.94⨯1.56YY22.33⨯1.77

==0.0096〉Fa2Sa==0.0087

476476σF1σF2故应对小齿轮进行弯曲强度计算。 法向模数

mn≥=

=3.3Mm 由表4—1取mn=4mm。

mn(z1+z2)4(20+84)

==208mm 中心距 a=

22

取 a=208mm

齿轮分度圆直径 d1=mnz1=4⨯20=80mm 齿宽 b=φdd m4m1=0.8⨯80=6取 b2=65mm,b1=70mm 3. 验算齿面接触强度

σH=ZEZH

=189.8⨯2.5=892Mpa σH

安全

4. 齿轮的圆周速度

υ=

πd1n1

60⨯1000

=

π⨯80⨯1475

60000

=6.2m/s

对照表11—2，选8级制造精度是合宜的。

主要尺寸： 分度圆直径 d1=mnz1=4⨯20=80mm， d2=mnz2=4⨯84=336mm 中心距 a=208mm

第三节 各轴的计算

一、 初算轴径

选取轴的材料为45#钢调质处理，

d=c=112，

=58.8mm，根据联轴器参数选dmin=60mm

=71.7mm，

高速轴：dmin≥112中间轴：dmin≥118低速轴：dmin≥

二、输入轴的设计计算

=113.0mm，根据联轴器参数选dmin=120mm 2)确定轴各段直径和长度

I段：d1=60mm 长度取L1=112mm II段: d2=65mm

初选用6213型滚动球轴承，其内径d=65mm，外径D=120mm，宽度

B=23mm

考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。通过密封盖

轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定，为此,故错误！未找到引用源。段长：L2=120mm III段 :安装轴承的轴肩定位，d3=70mm L3=5mm Ⅳ段直径d4=65mm 长度 L4=100mm

Ⅴ段直径d5=75mm. 长度L5=80mm

该轴段安装高速小齿轮，齿轮分度圆直径为95mm，可以判断e

VI段安装轴承的轴肩定位, L6=5mm VII段 该段为支撑段，取d8=65mm

L8=45mm

初选用6213型滚动球轴承，其内径d=65mm，外径D=120mm,宽度

B=23mm

三、 中间轴的设计计算

(1)轴的结构设计

1)轴的零件定位，固定和装配

齿轮的一端用轴肩定位，另一段用套筒固定，传力较方便。两端轴承常用同一尺寸，以便加工安装与维修，为便于装拆轴承，轴承上轴肩不宜太高。轴承两端分别用端盖密封与固定。

2)确定轴的各段直径和长度 I段：取d1=75mm

初选6215型滚动球轴承，其内径为75mm，外径为130mm，宽度为25mm。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，则取套筒长30mm，则该段长L1=50mm。

II段：安装高速大齿轮段长L2=37mm 直径d2=80mm。

III段：固定错误！未找到引用源。段齿轮轴肩取d3=85mm L3=8mm IV段：取d4=80mm L4=48mm

该轴段安装低速小齿轮，齿轮分度圆直径为80mm，安装轴径为50mm，可以判断

e

V段：d5=75mm L5=40mm

轴承选6215型滚动球轴承，内径d=75mm,外径D=130mm，宽度B=25mm

四、 输出轴的设计计算

(1)轴的结构设计

1)轴的零件定位，固定和装配

两级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承非对称分布，齿轮右面用轴肩定位，左面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承依次从右面装入。

2)确定轴的各段直径和长度

初选6215型深沟球轴承，其内径为75mm，大径130mm,宽度为25mm。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，则取套筒长为20mm，则I段长L1=41mm，II段安装齿轮段长度为L2=75mm，d2=75mm,轴肩定位为3mm，III段d3=78mm，

L3=40mm，IV段取套筒长为20mm，初选6215型深沟球轴承，其内径为75mm，大径130mm，

宽度为25mm，故此段长L4=40mm，V段d5=70mm，L5=45mm，VI段d6=67mm，

L6=50mm。

第五章 输送带部件的选用

第一节 输送带

输送带在带式输送机中既是承载构件又是牵引构件（钢丝绳牵引带式输送机除外），它不仅要有承载能力，还要有足够的抗拉强度。输送带有带芯（骨架）和覆盖层组成，其中覆盖层又分为上覆盖胶，边条胶，下覆盖胶。

输送机的带芯主要是有各种织物（棉织物，各种化纤织物以及混纺织物等）或钢丝绳构成。它们是输送带的骨干层，几乎承载输送带工作时的全部负载。因此，带芯材料必须有一定的强度和刚度。覆盖胶用来保护中间带芯不受机械损伤以及周围有害介质的影响。上覆盖胶层一般较厚，这是输送带的承载面，直接与物料接触并承受物料的冲击和磨损。下覆胶层是输送带与支撑托辊接触的一面，主要承受压力，为了减少输送带沿托辊运行时的压陷阻力，下覆盖胶的厚度一般较薄。侧边覆盖胶的作用是当输送带发生跑偏使侧面与机架相碰时，保护带芯不受机械损伤。

按输送带带芯结构及材料不同，输送带被分成织物层芯和钢丝绳芯两大类。织物层芯又分为分层织物芯和整体织物层层芯两类，且织物层芯的材质有棉，尼龙和维纶等。

为了方便制造和搬运，输送带的长度一般制成100—200米，因此使用时必须根据需要进行连接。橡胶输送带的连接方法有机械接法与硫化胶接法两种。硫化胶接法又分为热硫化和冷硫化胶接法两种。

第二节 传动滚筒

轴

透盖筒体

加强

环

轮毂

辐板胀套

图5-2 驱动滚筒结构示意图

滚筒长度计算：

已知带宽B＝1000mm，传动滚筒直径为1000mm，滚筒长度比胶带宽略大，一般取

B1=B+（100～200）mm 取B1=1100mm

第三节 托辊

一、 托辊的选型

作用：托辊是决定带式输送机的使用效果，特别是输送带使用寿命的最重要部件之一。托辊组的结构在很大程度上决定了输送带和托辊所受承载的大小与性质。对托辊的基本要求是：结构合理，经久耐用，密封装置防尘性能和防水性能好，使用可靠。轴承保证良好的润滑，自重较轻，回转阻力系数小，制造成本低，托辊表面必须光滑等。

槽形托辊

上托辊选用槽型托辊，下托辊为平行托辊。为了防止和克服输送带跑偏现象，上分支隔一段距离设置一组槽型调心托辊，下分支隔一段距离设置一组平行调心 托辊。

在受料出为了减少对输送带的冲击，选用缓冲托辊。其结构简图如下：

缓冲托辊

a)橡胶圈式 b)弹簧板式

托辊间距：托辊间距的布置应遵循胶带在托辊间所产生的挠度尽可能小的原则。胶带在托辊间的挠度值一般不超过托辊间距的2.5％。在装载处的上托辊间距应小一些，一般的间距为300～600mm，而且必须选用缓冲托辊，下托辊间距可取2500～3000mm，或取为上托辊间距的两倍。

在有载分支头部、尾部应各设置一组过渡托辊，以减小头、尾过渡段胶带边缘的应力，从而减少胶带边缘的损坏。过渡托辊的槽角为100与200两种，端部滚筒中心线与过渡托辊之间的距离一般不大于800～1000mm。

选型：该设计采用槽形托辊用于输送散粒物料的带式输送机的上分支，最常用的由三个棍子组成的槽形托辊。由原始尺寸B＝1000mm查《运输机械设计手册》表2—4—3，取托辊图号为TD4C1, 托辊直径D为108mm。

采用图号为TD4C9的缓冲托辊；结构型式为橡胶圈式，托辊直径选为108mm。 下托辊采用平行型托辊图号为TD4C3,托辊直径为108mm

托辊的间距设计由带宽B＝1000mm，取上托辊间距为1400mm，下托辊间距为3200mm。

常用的托辊阻力系数 k

二、 托辊的校核

（一）上托辊的校核

所选用的上托辊为槽形托辊(350)，其结构简图如下：

槽形托辊(350)结构简图

（1）承载分支的校核

p0=ea（0式中：

Im

+qB）gv

p0——承载分支托辊静载荷(N);a0——承载分支托辊间距(m);

e——辊子载荷系数，查《运输机械设计选用手册》表2－35选e＝0.8;v——带速(m/s)，已知v＝3.15m/s;

qB——每米长输送带质量(kg/m)，已知qB=9.2kg/m;Im——输送能力(kg/s)

Im＝svkρ式中：

s——三节托辊槽形输送带上最大截面积（m3）；k——倾斜系数；

3ρ——物料松散密度（kg/m)v——带速（m/s）；

由《运》表1－3查得 s＝0.1110m2，由《运》表2－28查得 k＝0.96，带入上式得：

Im＝0.1110⨯3.15⨯0.96⨯900=153.45kg/s 153.45

则: p0=0.8⨯1.2⨯（+9.2）⨯9.81

3.15

=988.8N

查表2-74得，上托辊直径为108mm，长度为315mm，轴承型号为4G204，承载能力为4400N，大于所计算的p0，故满足要求。

（2）动载计算

承载分支托辊的动载荷：p0'=p0⋅fs⋅fd⋅fa

式中：p0——承载分支托辊动载荷(N);

fs——运行系数，查表2-36，取1.2；

fd——冲击系数，查表2-37，取1.04； fa——工况系数，查表2-38，取1.00。

'

则：p0=988.8⨯1.2⨯1.04⨯1.00

=1234N

故承载分支托辊满足动载要求。

第四节 制动装置

对于倾斜输送物料的带式输送机，其平均倾角大于40时，当满载停车时会发生上运物料时带的逆转和下运物料时带的顺滑现象，从而引起物料的堆积、飞车等事故，所以应设置制动装置。制动器是用于机器或机构减速使其停止的装置，有时也能用作调节或限制机构的运行速度，它是保证机构或机器安全正常工作的重要部件.

输送机向上运输时，在停车时需防止输送带的反向倒退，此时的制动一般称为逆止。向下运输时，在停车时需防止输送带的正向前进，此时称为制动。输送机应根据其工作条件设计制动装置（逆止装置）。作用在传动滚筒所需的制动力（或逆止力）应按照输送机水平、上运和下运三种情况分别确定。

因为本设计是水平带式输送机，不需要制动装置

第五节 改向装置

带式输送机采用改向滚筒或改向托辊组来改变输送带的运动方向。改向滚筒可用于输送带1800、900或＜450的方向改变。一般布置在尾部的改向滚筒或垂直重锤式的张紧滚筒使输

送带改向1800，垂直重锤张紧装置上方滚筒改向900，而改向450以下一般用于增加输送带与传动滚筒间的围包角。

改向滚筒直径有250、315、400、500、630、800、1000mm等规格．选用时可与传动滚筒直径匹配，改向1800时其直径可比传动滚筒直径小一档，改向900或450时可随改向角减小而适当取小1—2挡。本次设计采用4个直径400mm的改向滚筒,改向180°，改向托辊组是若干沿所需半径弧线布置的支承托辊，它用在输送带弯曲的曲率半径较大处，或用在槽形托辊区段，使输送带在改向处仍能保持槽形横断面。输送带通过凸弧段时，由于托辊槽角的影响，使输送带两边伸长率大于中心，为降低胶带应力应使凸弧段曲率半径尽可能大．一般按织物芯带伸长率为0.8%、钢绳芯带为0.2％计算．

第六节 拉紧装置

一 拉紧装置的作用

拉紧装置的作用是：保证输送带在传动滚筒的绕出端（即输送带与传动滚筒的分离点）有足够的张力，能使滚筒与输送带之间产生必须的摩擦力，防止输送带打滑；保证输送带的张力不低于一定值，以限制输送带在各支撑托辊间的垂度，避免撒料和增加运动阻力；补偿输送带在运转过程中产生的塑性伸长和过渡工况下弹性伸长的变化。

二 张紧装置在使用中应满足的要求

⑴.布置输送机正常运行时，输送带在驱动滚筒的分离点具有一定的恒张力，以防输送带打滑。

⑵.布置输送机在启动和停机时，输送带在驱动滚筒的分离点具有一定恒张力，比值一般取1.3～1.7（可以通过设计计算不小于启动系数进行确定）。

⑶.保证输送带承载分支和回空分支最小张力处的输送带下垂度不应超过标准规定值（GB/T17119－1997，规定：输送带下垂度为两组托辊间距的1/100。而MT/T467－1996规定为1/50）。

⑷.补偿输送带的塑性伸长和过渡工况下弹性伸缩的变化。 ⑸.为输送带接头提供必要的张紧行程。

（6）在工况过渡过程中，应能将输送带中出现的动力效应减至最小限度，以防损坏输送

机。

车式拉紧装置适用于输送机长度较大，功率较大的场合。故选用车式拉紧装置。

第六章 其他部件的选用

第一节 机架与中间架

输送机的机架随输送机类型的不同而不同，有落地式和吊挂式，而落地式又有钢架落地式和绳架落地式，吊挂式有钢架吊挂式和绳架吊挂式等种类。本皮带运输机是属于DTⅡ型固定式，选用钢架落地式机架。该种机架机身机构简单，节省钢材，安装、拆卸方便，不易跑偏等特点。

中间架用于安装托辊。标准长度为6000mm，非标准长度为3000~6000mm及凸凹弧段中间架；支腿有I型(无斜撑)、H型(有斜撑)两种。中间架和中间架支腿全部采用螺栓联接，便于运输和安装。

中间架为螺栓联接的快速拆装支架，它由钢管、H型支架、下托辊、和挂钩式槽形托辊组成，是机器的非固定部分，钢管作为可拆卸的机身，用弹性柱销架设在H型支架的管座中。柱销固装在钢管上，只是打入的位置适当转动钢管，就能方便地从管座中抽出或放入

中间架作为输送机架的一部分，输送机架的选型即决定了中间架的型式

图6-2 中间架

第二节 卸料装置

带式输送机可以在末端卸料，也可在中间卸料，前者不需专门的卸料装置，后者可以采用卸载挡板或卸载小车。

为了使卸料挡板能够正常地工作，必须正确的选择它对于带条纵向轴线的倾角。卸料小车装设在长皮带机的水平区段上，由小车车架、两个滚筒和两个跨在皮带机两侧的导向槽组成。卸料小车可沿导轨在皮带机长度方向移动，因此，卸料小车适用于散粒物料在皮带机输送中途的各个卸载点上卸料，物料从卸载小车的上滚筒抛出经导向槽由皮带机的一侧或两侧卸下。

为引导物料流卸载方向和减少粉尘飞扬，在卸料滚筒或卸料小车处要加设罩盖。为使罩盖内表面不受物流过大的冲击，其形状应根据物流抛出的轨迹制作，首先应找出物料与绕在滚筒上的输送带表面的分离点。

第三节 清扫装置

输送机在运转过程中，不可避免的有部分颗粒和粉料粘在输送带表面，通过卸料装置后不能完全卸净，表面粘有物料的输送带工作面通过下托辊或改向滚筒时，由于物料的积聚而使其直径增大，加剧托辊和输送带的磨损，引起输送带跑偏。而且，不断掉落的物料还污染了场地环境。因此，清扫粘结在输送带表面的物料，对于提高输送带的寿命和保证输送带的正常工作具有重要意义。

本设计采用常用的清扫装置弹簧清扫装置。如图所示：

弹簧清扫器

1－刮板 2－弹簧

弹簧清扫器是利用弹簧压紧刮煤板,把输送带上的煤刮下来的一种装置。其固定方式是刮板架两端靠弹簧压紧。可以安装在卸料滚筒的下部或者卸料滚筒与增角滚筒之间的输送带下部。这种清扫器亦具有工作件磨损不均的缺点。进一步的改进是可将其分成各自靠弹簧压紧的若干块刮板,再组合固定在同一根轴上,这样工作件能经常同输送带接触,就可基本消除由于刮板不均匀磨损造成的影响,减少漏煤现象,清扫质量得到了较大的提高。

第四节 头部漏斗

头部漏斗用于导料、控制料流方向的装置。也可起防尘作用。

(1) 本系列漏斗有普通型和调节挡板型(3型)两种。其中普通型又可分为不带衬板(1型)和带衬板(2型)两种。

带速范围：≤2.5m／s(1型)，3.15m／s(2型)，调节挡板式带速范围1．6~5m／s；2型漏斗在水平运输时可达4m／s。

第五节 电气及安全保护装置

安全保护装置是在输送机工作中出现故障能进行监测和报警的设备，可使输送机系统安全生产，正常运行，预防机械部分的损坏，保护操作人员的安全。此外，还便于集中控制和提高自动化水平。

(1)电气及安全保护装置的设计、制造、运输及使用等要求，应符合有关国家标准或专业标准要求，如IEC439《低压开关设备和控制装置》；GB4720《装有低压电器的电控设备》；GB3797《装有电子器件的电控设备》。

(2)电气设备的保护：主回路要求有电压、电流仪表指示器，并有断路、短路、过流(过载)、缺相、接地等项保护及声、光报警指示，指示器应灵敏、可靠。

(3)安全保护和监测；应根据输送机输送工艺要求及系统或单机的工况进行选择，常用的保护和监测装置如下：

a．输送带跑偏监测：一般安装在输送机头部、尾部、中间及需要监测的点，轻度跑偏量达5％带宽时发出信号并报警，重度跑偏量达l 0％带宽时延时动作，报警、正常停机。

b．打滑监测：用于监视传动滚筒和输送带之间的线速度之差，并能报警、自动张紧输送带或正常停机。

c．超速监测：用于下运或下运工况，当带速达到规定带速的l15％~l25％时报警并紧急停机。

第七章 总结

带式输送机是最常用的固体物料的连续输送机，广泛应用于国民经济的各行各业中。 本设计的内容包括：带式输送机的应用、分类、发展状况、工作原理、结构、布置方式、及运行阻力；带式输送机的主要零部件（如滚筒等）的常规设计计算和主要零部件的强度校核，主要包括传动功率和输送带张力的计算和校核；驱动装置的选用；输送机部件的选用，主要有输送带、传动滚筒、托辊、制动装置、该向装置、拉紧装置等。

本设计以经典的基本理论和设计方法为基础，充分吸收参考书中的基本理论及设计方法；收集了具有代表性的设计用图和设计用表。

本设计基本上达到了设计目的。通过本次设计，我的知识领域得到进一步扩展，专业技

能得到进一步提高，同时增强了分析和解决工程实际的综合能力。另外，也培养了自己严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风。由于时间有限加上实际条件的限制，本设计不能进行调试，这也是不足之处。当然，设计中肯定还有其他不足和纸漏之处请各位老师指正。

致 谢

本次设计由刘老师的指导，刘老师严谨的治学态度、深厚的知识积累和谦逊热情的做人风格使我深受熏陶,受益匪浅! 在设计过程中曾多次得到刘老师的耐心辅导,另外在设计过程中班上的同学们得到了很多帮助，特别是在计算机的使用方面给于了很多帮助，并提出了许多宝贵建议.

本次毕业设计的顺利完成离不开以上各位老师指导,以及同学们的大力帮助，借此只言片语,对他们热心而无私的帮助表示衷心的感谢 !

参考文献

[1]《运输机械设计选用手册》编组委.运输机械设计选用手册（上、下）[M].化学工业

出版社.1999.（1）：56-58.

[2]《运输机械手册》上册 化工部起重运输设计技术中心站 1983.（11）：35-37 [3] 于学谦.矿山运输机械[M].中国矿业大学出版社,1998年.（7）：66-70

[4] 机械设计手册编写组.机械设计手册[M].化学工业出版社.2002年.（5）：44-47 [5] 北起所.DTⅡ型带式输送机设计选用手册[M].冶金工业出版社.1994年（8）:67-69. [6] 中国纺织大学工程图学教研室.画法几何及工程制图[M].上海科技出版社.2000年 [7] 张钺.新型带式输送机设计手册[M].冶金工业出版社.2001年2月.(4):65-68

[8] 陈炳耀,祁开阳.带式输送机输送带与滚筒之间的打滑分析[J].煤矿机

械,2003(5):49-51.

[9] 史志远,朱真才.带式输送机断带保护装置分析[J].煤矿机械,2005(8):83-85 [10] 尹万涛,胡述记,米迎春.带式输送机自动调偏装置的改进设计[J].郑煤科

技.2005,(3):42-44.

毕业设计（论文）的评价意见

附表六

河南工程学院毕业设计（论文）答辩记录表

记录人： 年 月 日

附表七

河南工程学院优秀毕业设计（论文）推荐表

37

（教研室填写）

38

39