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1、济南大学泉城学院济南大学泉城学院毕毕业业设设计计方方案案题题 目目 带式输送机的设计 专专 业业 机械设计制造及其自动化 班班 级级 机设 10Q4 学学 生生 董吉蒙 学学 号号 20103006012 指导教师指导教师 顾英妮 二一四 年 三 月 二十一 日毕业设计方案毕业设计方案济南大学泉城学院- 1 -学院学院 泉城学院泉城学院 专业专业 机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 学生学生 董吉蒙董吉蒙 学号学号 20103006012 设计题目设计题目 带式输送机的设计带式输送机的设计 一、选题背景与意义一、选题背景与意义随着工业化经济的不断增长,带式输送机作为输送行业中的重要设
2、备,其技术发展已成为输送设备发展更替的重要标志之一。全球化经济的发展和提倡低能环保机械的倡导,设计出低能耗和环保新型带式输送机又成为众多工程技术人员的目标。目前带式输送机的发展趋势主要集中在长距离、高速度、大运量、大功率等方向，其特点将得到充分的发挥，更具有现代物流发展意义，与传统的直线输送机搭接、汽车等其它运输工具相比具有明显的优点。生产实践证明,带式输送机与其他运输机械相比,其相关技术指标都表现出明显的优越性,但作为机械设备来讲,都会有自身的不足之处,如通用带式输送机的运动零部件多,维护维修费用大问题、由于托辅的原因带速受限问题,再比如输送机的起动、输送带的振动易跑偏和摩擦起热等问题,近些
3、年来,国内外研究机构对诸如此类的问题都做了大量的研究,相关的科学技术研究取得了重要的突破。国内研究现状尽管我国已拥有先进的软起动技术及多机功率平衡技术、中间驱动技术,而且掌握的技术完全可满足煤矿长距离带式输送机的需要,但由于国内输送带技术跟不上国外先进国家,带强受到限制,无法满足高强度带式输送机发展的需要。因此,输送机驱动系统必须尽量减少对输送机各部件的动负荷,控制对输送带的动张力,防止输送带在滚筒上的打滑,减小张紧行程。因此,输送机的起制动要求更高,据有关资料介绍,上运输送机最佳的起动特性曲线应为“S”形,有必要进一步研制新型启动技术和自动张紧技术。国外研究现状国外对于无辑式特种带式输送机的
4、研究较早,成果也相对丰富。气垫式带式输送机最初始于荷兰,系统介绍气垫式带式输送机的文献出自荷兰 TWERTE 大学 C.O.Jonkers 教授发表的“输送机胶带利用气膜代替托辑-空气带式输送机可供选择”之后美国、德国、英国和日本相继开始研究。在美国、英国和法国,一种供运送旅客用的气垫输送机取得专利,另外国外还有供搬集装箱毕业设计方案毕业设计方案济南大学泉城学院- 2 -的新型双气垫输送机。国外有关气塾带式输送机的专利有几十项,国外主要的生产厂家有,荷兰的 Shiis 公司,英国的 Simon-Carves 和 Numec 公司等,在初期阶段,国外的气垫带式输送机多用于输送面粉、谷物等密度较小
5、的散状物料,近些年来,幵始用于输送憐酸盐、煤矿等密度较大且刚性大的物料,并逐渐向长距离、高运速和大运量上发展。国外液垫式带式输送机也很有研究,液垫式是将托辊装置改成为液垫装置,将干摩擦消除。最早研究液垫带式输送机的是前苏联,1979 年前苏联的东方采矿科研工所和西北生产联合体就研制出了液垫带式输送机样机,试验获取了成功;对磁塾式带式输送机前苏联的有关科研单位也做过研究,将托親支撑改由磁性支撑,将胶带进行磁化,利用斥力悬浮运行,相继之后,其关于磁垫带式输送机的理论研究成果未见报道,然而针对利用磁力改变输送机运动方式的国外还有直线式感应电动机输送机和磁力摩擦式输送机,直线式感应电动机输送机利用磁场
6、的作用的安培力直接作用在输送物料上,直接推动物料运动,具有直线式感应电动机的带式输送机最早由英国曼彻斯特大学研制出来的,磁力摩擦式输送机是通过中间链式驱动装置代替驱动滚筒,依靠磁力来提高输送带对磁性块的正压力,以此来获取牵引力的,此样机于 1972 年由前苏联设计制造,并对其进行了试验,得到了实践性的论证,德国相继也进行了相关的研究,取得了一定的成果。二、设计内容二、设计内容本次毕业设计是关于固定式带式输送机的设计。首先对输送机作一下简单的概述，接着分析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技术选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选的输送机各主要部件进行了校核，普通带
7、式输送机的机械部分由输送带、托辊、滚筒及驱动装置、制动器、张紧装置、装载、卸载、清扫器等装置组成。除了机械装置外，还要适当的选用一些安全保护装置，以确保生产的安全进行。具体内容如下：1 带式输送机系统初步设计 1.1 带式输送机系统布置图的设计 根据设计要求及设备工作环境等因素，选择布置输送机系统。1.2 带式输送机初步设计计算 布置形式的分析确定，带速的选择；输送带带宽、类型的选择确定；圆周驱动力；传动功率计算；各直线区段阻力计算；局部阻力计算；输送带各点张力计算及强度校核；滚筒牵引力与电机功率的计算；拉紧力与拉紧行程的计算。 1.3 机械装置的选择与确定 电动机、减速器、联轴器的选择；软起
8、动装置或制动装置的选择；传动滚筒、改向滚筒的选择与设计；采用托辊、托辊组的种类、结构形式及特点；采用拉紧装置的结构与特点。 2 电气控制系统（该部分非本专业设计内容）2.1 总体要求 毕业设计方案毕业设计方案济南大学泉城学院- 3 -控制核心采用可编程序控制器，具有自动、远控/近控两种工作方式；电控装置和软起动装置（水平或上运）或软制动装置（下运）配合，保证空载、满载工况下的软起动和软停车；满足空载起动、重载起动；可以分别控制二台设备，具有运行状态显示和故障指示，并具有沿线通话和起车预警功能；具有前、后台设备闭锁功能；具备液压系统压力及温度保护功能，并能输出报警。 2.2 电控系统综合保护 防
9、跑偏开关、拉线保护、纵撕保护、烟雾保护、超温保护、烟雾保护和自动洒水装置、打滑保护、语音信号保护。 2.3 对软起动装置的控制要求 可以实现带式输送机在空载、满载等工况下的正常软起动。 2.4 对软制动装置的控制要求 软制动装置必须具备可靠的制动效果，保证带式输送机的安全运行与配套电控联合工作能满足下运带式输送机正常制动、紧急制动、断电制动等要求。设计结果预期完成带式输送机的设计，包括零件的工艺分析，输送带的选择，带式输送机设计的整体计算，传动系统设计，结构设计，传动部件及零件的设计带式输送机的组成及作用，输送机的安全装置设计，带式板输送机系统图的设计，为零件的加工提供了工艺准备。完成带式输送
10、机装配图、零件图，论文说明书。能准确地进行输送带选型、拉紧装置、制动装置、驱动装置、清扫装置的选型。完成这些机械设备、部件和电气设备，为施工打下基础。 接着了解掌握带式输送机各种保护的原理并选择相应的保护装置，进而完成施工设计以及电控系统设计。 最后完成设计图纸，包括总装配图和零部件图，工程绘图量不少于折合成图幅为 A0 号的图纸 3 张（有三维装配图的，其二维绘图量不少于折合成图幅为 A0 的图纸 2 张） ，其中手工图和计算机绘图都不少于一张 A0 图纸。三、设计方案三、设计方案在设计初期，认真学习带式输送机的基础知识，阅读各类有关下运带式输送机的中文及外文，为设计做好准备。对带式输送机整
11、体结构的了解，对各参数的选取与计算，同时能准确地进行输送带、拉紧装置、制动装置、驱动装置、清扫装置的选型。了解电机的类型、规格和用途等特点。完成这些机械设备、部件和电气设备的选型，为施工打下基础。接着了解掌握带式输送机各种保护的原理并选择相应的保护装置，进而完成施工设计以及电控系统设计。设计系统的结构图，并用 cad 绘制，完成对带式输送机的设计。毕业设计方案毕业设计方案济南大学泉城学院- 4 -1.带式输送机系统布置单筒、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 1 所示：表 1 带式输
12、送机典型布置方式本次设计针对济钢原料厂输送铁矿粉等原料，综合考虑工作环境、工作量、能耗等因素，初步确定输送机布置形式，如图 1 所示：1 输送机布置方式2.机械装置的选取（设计计算完毕）2.1 输送带的选取输送带用来传递牵引力和承受被运货物，因此要求它强度高、抗磨耐用、挠性好、伸长率小和便于安装修理。我们选用钢绳芯输送带，它主要用于煤炭、港口、矿山、电力、建材等领域输送物料。如图 2-1 所示：毕业设计方案毕业设计方案济南大学泉城学院- 5 -2.1 钢绳芯输送带2.2 传动滚筒的选择考虑到本设计的实际情况和输送机的工作环境：用于工厂生产，环境潮湿，功率消耗大，易打滑，我们采用人字形沟槽铸（包
13、）胶滚筒。铸胶胶面厚且耐磨，质量好；而包胶胶皮易掉，螺钉头容易露出，刮伤皮带，使用寿命较短，比较二者选用铸胶滚筒。如图 2.22.2 驱动滚筒示意图2.3 托辊的选择2.3.1本次设计是为了运输铁矿粉等散料，上托辊采用操行托辊，使输送带成槽形，以便增大输送能力和防止物料向两边洒漏。如图 2.3（1）毕业设计方案毕业设计方案济南大学泉城学院- 6 -2.3（1）槽型托辊2.3.2 下托辊采用平行托辊，如图 2.3（2）2.3（2）平行托辊2.3.3缓冲托辊用于带式输送机的受料处，以便减少物料对输送带的冲击，有橡胶圈式和弹簧板式等。其结构简图如下：2.3（3）缓冲托辊.2.3.4调心托辊用来调整输
14、送带的横向位置，使它保持正常运行。调心托辊形式很多，输送散粒物料最简单的是采用槽形前倾托辊。毕业设计方案毕业设计方案济南大学泉城学院- 7 -2.3（4） 侧托辊前倾的调心托辊2.4 拉紧装置的选择2.4.1螺旋式拉紧装置，如下图：2.4（1）螺旋式拉紧装置螺旋式拉紧装置的结构简单紧凑，但是拉紧力的大小不易掌握，工作过程中不能保持恒定。一般用于机长小于 100m，功率较小的输送机上。2.4.2小车重锤式拉紧装置，如下图：2.4（2）小车重锤式拉紧装置毕业设计方案毕业设计方案济南大学泉城学院- 8 -其拉紧滚筒固定在小车上，通过重锤的重力牵引小车，从而达到张紧输送带的作用。它的结构也较简单，可保
15、持恒定的拉紧力，其大小决定于重锤的重量。小车重锤式拉紧装置外形尺寸大、占地多、质量大，适用于长度、功率较大的输送机上。2.5 制动装置的选择由于惯性，运动中的物料突然停下来时可能发生逆转或者顺滑（本方案可能遇到的情况）现象，对此设计中应选取适当的制动装置。滚柱逆止器也用于向上运输的的带式输送机上，在输送机正常工作时，滚柱在切口的最宽处，不会妨碍星轮的运转；当输送机停车时，在负载重力的作用下，输送带带动星轮反转，滚柱处在固定圈与星轮切口的狭窄处，滚柱被楔住，输送带被制动。这种制动器制动迅速，平稳可靠，其结构简图如下：2.5 滚柱逆止器2.6 改向装置的选择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。这里我们采用置于输送机尾部的改向滚筒。2.7 驱动装置是整个皮带输送机的动力来源，它由电动机、减速器 、联轴器、传动滚筒组成。2.7.1电动机的选择电动机根据生产机械的要求而选定。2.7.3减速器的选择根据系统的总传动比选取适宜的减速器。2.7.4联轴器的选择毕业设计方案毕业设计方案济南大学泉城学院- 9 -凸缘联轴器的主要特点是结构简单、成本低、传递的转矩较大，要求两轴的同轴度较好。适用于刚度较大的场合。2.8 清扫装置的选择对于非工作面，采用比较普遍的 V 型皮
