山东科技大学学士学位论文矿山机电（本科）专业毕业论文大纲山东科技大学继续教育学院（2011.10）14带式输送机设计级 专业：采矿工程摘要：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(如机车类)相比，具有输送距离长、运量大、连续输送等优点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中化控制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、管理维护方便，在连续装载条件下可实现连续运输本论文主要涉及了带式输送机的机械设计和电气原理设计部分带式输送机的机械设计分两步，第一步是初步设计，主要是通过理论上的计算选出合适的输送机部件其中包括输送带的类型和带宽选择、带式输送机线路初步设计、托辊及其间距的选择、滚筒的选择、电动机、减速器、盘闸制动器、软起动装置的选择等；第二步是施工设计，主要根据初步设计选定的滚筒、托辊、驱动装置完成对已选部件的安装与布置的图纸设计工作最后，在机械设计的基础上，完成了对输送机的保护装置及其电气原理设计电气控制主要通过以可编程控制器为核心的电气系统实现的关键词：带式输送机；驱动装置；可编程控制器目录目录 II1 绪论 11.1带式输送机的技术发展 11.2常用带式输送机类型与特点 32 带式输送机的初步设计 62.1概述 62.2 带式输送机的初步设计 62.2.1设计原始资料 62.2.2带式输送机的种类 72.2.3输送带运行速度的选择 72.2.4带宽的确定 82.2.5输送带种类的选择 92.3输送线路初步设计 92.4托辊的选择计算 102.4.1托辊的种类 102.4.2托辊直径和质量的确定 112.4.3托辊间距的选择 112.4.4托辊阻力系数 122.5带式输送机线路阻力计算 132.5.1基本参数的确定计算 132.5.2计算各直线区段阻力 142.6输送带张力计算 162.7输送带强度校核 192.8计算滚筒牵引力与电动机功率 192.9驱动装置及其布置 212.9.1滚筒的选择 212.9.2减速器的选型与热容量校核 232.9.3联轴器的选型 242.9.4驱动装置的位置选择 242.10拉紧力、拉紧行程的计算及拉紧装置的选择 242.10.1拉紧力的计算 242.10.2拉紧行程的计算 252.11制动力矩计算 282.12软启动装置的选择 282.13带式输送机的各种保护 292.14辅助装置 312.14.1清扫装置 312.14.2装载装置 322.15带式输送机主要计算结论 323 带式输送机电控设计 333.1电控系统的概述 333.2指令说明 343.2.1电控公用指令 343.2.2自动控制指令 353.2.3手动控制指令 353.3 系统工作原理 363.3.1自动工作方式 363.3.2手动工作方式 383.3.3信号与报警 41参考文献 11 绪论1.1带式输送机的技术发展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它是运输成件货物与散装物料的理想工具，因此被广泛用于国民经济各部门，尤其在矿山用量最多、规格最大1880年德国LMG公司设计了一台链斗挖掘机，其尾部带一条蒸气机驱动的带式输送机1896年美国纽约颁布了鲁宾斯为带式输送机的发明人20世纪30年代随着德国褐煤露天矿连续开采工艺的发展，带式输送机也随之得到迅速地发展，二次大战前德国褐煤露天矿已出现1.6m带宽的带式输送机50年代开发出的钢绳芯输送带为带式输送机长距离化和大型化创造了条件前西德为了摆脱石油危机带来的影响，开发了年产4000～5000万t的褐煤露天矿，并在50～60年代为日挖10万石方的斗轮挖掘机开发了配套的3.0m带宽的带式输送机，带速为6.8m/s后经科研开发将带速提高到7.5m/s，使带宽从3.0m降至2.8m，但运量仍保持3.75万t/h单条带式输送机的装机容量为6×2000kW，是当今运量最大的带式输送机70年代开始，西方各国推广斜井带式输送机德国鲁尔区Haniel-ProsperⅡ煤矿使用了当今规格最大的斜井带式输送机，其带宽为1.4m，带速为5.5m/s,带强为st7500N/mm，整机传动功率为2×3100kW同步电机。
电机转子直接固定在滚筒轴上，从而省去了减速器同步机用交直交变频装置调速，起、制动过程非常平稳，起动时间可达140s，制动时间达40s输送带保证寿命达20年该机上、下分支输送带都运送物料向上运媒1800t/h，下分支向下运矸石1000t/h，提高高度达700余米经过一百年的发展，带式输送机已成为一个庞大的家族，不再是常规的开式槽型或直线布置的带式输送机，而是针对生产需求设计出各种各样的特种带式输送机例如，弯曲型、线摩擦型大倾角型可伸缩型吊挂型、管式、吊挂管式、波纹挡边式、气垫式、压带式、钢丝绳牵引式和钢带式等带式输送机它们各有自己的独特优点，适用于某些特殊场合例如，管式和吊挂式输送机因其密封性好，适用于有环保要求或物料不应受外界环境影响的场合波纹挡边带式输送机可以做大倾角甚至垂直提升，因而在卸船和 竖井提升中得到应用压带式大倾角带式输送机于50年代在下挖式斗轮挖掘机上广泛应用倾角可达35º，从而缩短斗轮臂架长度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，由17条带式输送机组成，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6×2000kW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带式输送机的运输能力和输送距离是所有其他输送设备无法比拟的，因此世界各国都在不断地努力发展和完善带式输送机技术研究带式输送机的途径和目的及意义如下：（1）提高带速，它是提高输送能力和节省投资的有效途径2）提高各部件的可靠性，也包括输送带的可靠性，往往一个部件的失灵会影响整机乃至整个系统的停顿3）努力减少维护工作量或取消日常维护工作，因带式输送机分布在几百米甚至几千米的运输线路上，很难实现有效的维护保养工作4）节能研究，带式输送机本身是输送机中耗能最省的，但在大型矿山、冶金、电力和专用港口等企业中带式输送机用量很大，成为企业中的一个耗能大部门，因而进一步的节能研究具有重要意义5）为适应金属露天矿大型化开采的需要，一些国家正努力解决输送机输送金属矿石及其周围的问题，力求用带式输送机替代昂贵的汽车运输对大中型带式输送机采用动态设计方法，通常采用的静态设计方法没有考虑输送带的粘弹性问题，因而输送机的起动与制动过程中会在输送带中产生冲击波，冲击波引起的输送带动张力要比正常运行的最大张力大10多倍，它直接关系着输送带的强度、接头强度、滚筒、传动装置和联接件的设计强度，然而研究可控的起动装置和制动装置来减小动张力便成为动态设计的根本所在。
1.2常用带式输送机类型与特点带式输送机的种类很多，常用的主要有以下几种：（1）通用带式输送机（DT）通用带式输送机是一种固定式带式输送机其特点式托辊安装在固定的机架上，由型钢做成的机架固定在底板或地基上，整个机身成刚性结构因此，它广泛用于要求设备服务年限长，地基平整稳定的场合例如，煤矿地面生产系统、洗煤厂、井下主要运输大巷、港口、发电厂等生长地点该种输送机应用十分普遍，现已形成系列产品如TD62、TD75、DTⅡ等2）钢绳芯带式输送机钢绳芯带式输送机在结构形式上相同于通用带式输送机，只是输送带由织物芯带改为钢丝绳芯带因此，它是一种强力型带式输送机，具有输送距离长、运输能力大、运行速度高、输送带成槽性好和寿命长等优点但其最大缺点是因钢绳芯输送带的芯体无横丝，故横向强度低易造成纵向撕裂在大型矿井的主要平巷、斜井和地面生产系统往往会遇到大运量、长距离情况，如果采用普通型带式输送机运输，由于受到输送带强度的限制而只能采用多台串联运行方式，这就造成了设备数量多，物料转载次数多，因而带来设备投资高，运转效率低，事故率升高，粉媒比重上升以及维护人员增多等后果采用钢绳芯带式输送机可以有效地解决这类问题。
该种带式输送机已经定型成DX系列3）吊挂式带式输送机吊挂式带式输送机是一种将其机架用钢丝绳或铁链吊挂在顶板上的带式输送机机架可以采用钢丝绳或型钢材，托辊组可以是铰接或固定支承它通常用于底板或地基起伏不稳定，服务时间较短的场合如煤矿井下采区上、下山，顺槽和集中运输巷4）可伸缩带式输送机可伸缩带式输送机的输送长度可以根据工作的需要随时缩短或加长这是为满足煤矿井下综采工作面顺槽输送要求而设计的5）移动带式输送机（DY）移动带式输送机是一种按整机设计并且整机可在不同地点使用的带式输送机按移动的方式不同又可分为移动式与携带式带式输送机前者是靠轮子、履带或滑撬移动的带式输送机；后者是可用人力或机械从一个位置抬到另一个位置的带式输送机主要用作短距离输送或转载如煤场、码头、仓库等场所6）弯曲带式输送机弯曲带式输送机是一种在输送线路上可变向的带式输送机该种输送机适用于煤矿井下弯曲巷道和地面越野输送7）线摩擦带式输送机在带式输送机（在此称之为主机）某位置的输送带下面加装一台或几台短的带式输送机（称之为辅机），主带借助重力或弹性力压在辅机的带子（辅带）上，辅带可以通过摩擦力驱动主带，这样主带张力便可以大大降低而实现低强度带完成长距离或大运量输送。
8）大倾角带式输送机普通带式输送机的输送倾角超过临界角度时，物料将沿输送带下滑各种物料所允许的最大上运倾角见表1.1大倾角带式输送机可以减小输送距离、降低巷道开拓量，减少设备投资在露天矿它可以直接安装在非工作边坡，节省大量土方工程和投资表1.1 带式输送机的最大倾角物料名称最大倾角物料名称最大倾角块煤18º湿精矿20º原煤20º干精矿18º谷物18º筛分后石灰石12º0～25mm焦炭18º干砂15º0～30mm焦炭20º湿砂23º0～350mm焦炭16º盐20º0～120mm矿石18º水泥20º0～60mm矿石20º块状干粘土15º～18º40～80mm油母页岩18º粉状干粘土22º干松泥土20º（9）钢绳牵引带式输送机钢绳牵引带式输送机从1951年起在英语国家得到应用它的优点在于牵引体与承载体是分开的，可以跨越长距离和大高差但缺点是输送带成槽性差，影响输送截面积，钢丝绳裸露在外，不易防腐蚀，维护费用高因此，国外一些国家不提倡使用我国自1967年起在煤矿开始使用，但总体用量不高根据研究表明，当输送量超过500t/h，运距超过2～5km时，钢绳牵引带式输送机的基建投资和运费将少于钢绳芯带式输送机，即运距越长越有利。
10）圆管式带式输送机圆管式带式输送机是用托辊把输送带逼成管形，物料形成封闭运输，减少了环境污染，并能任意转变和提高输送倾角它适用于有环保要求或物料不受外界环境影响的场合，如水泥、粉媒、谷物等物料的输送。