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1、重庆科技学院毕业设计（论文） 题 目 100t/h矿粉输送机设计 院 （系） 机械与动力工程学院 专业班级 机设转2011-01 学生姓名 学号 2011520169 指导教师 职称 高级工程师 评阅教师 职称 2013年 06 月 10 日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类
2、论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它学生毕业设计
3、（论文）原创性声明本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。毕业设计（论文）作者（签字）： 年 月 日重庆科技学院本科生毕业设计 摘要摘 要带式输送机是由挠性运输带作为物料承载和牵引件的连续运输机械，是一种重要的搬运物料的机械。它的运输能力很大，功率小，构造简单并能实现高速的运输，因而
4、是目前研究的热点问题。本文采用的运输原料是矿粉，以水平运输的方式进行输。采用了常规的带式输送机选型设计，其步骤为：首先对带式输送机作了简单的概述；接着分析了输送机传动方案的论证并确定其传动形式，然后简单介绍其工作原理并进行输送机的选型设计及输送带滚筒的计算，最后对各主要部件进行选型说明。普通带式输送机的主要部件包括：传动装置，机架，拉紧装置，传动装置及运输带。通过本项目的设计计算成功地制备出普通型带式输送机。设计结果更进一步说明了，输送机要想获得更高的运输效率，须不断提高功率及输送带设计及考虑结构设计创新。关键词：带式输送机 运输带 选型设计II重庆科技学院本科生毕业设计 ABSTRACTAB
5、STRACTBelt conveyor is composed of flexible belt as a continuous transport machinery material bearing and traction, is a machine for handling material important. Its ability to transport large, small power, simple structure and can realize the high-speed transport, which is a current research hotspo
6、t.The transport of raw material is mineral powder, with horizontal transportation way to lose. Using belt conveyor design routine, which comprises the following steps: first of belt conveyor is summarized; then analyzes the conveyor drive scheme is demonstrated and the transmission form, then introd
7、uces the working principle and design of the conveyor and transport calculations with the drum, the last of the main components selection description. The main components of ordinary belt conveyor includes: transmission device, a frame, tension device, transmission device and conveyor belt. Through
8、the design of the project is calculated successfully prepared by the ordinary belt conveyor. The design result is further illustrated, conveyor to obtain higher transport efficiency, to improve power and belt conveyor design and structural design considerations.Keywords: Belt conveyor；conveyer belt；
9、Selection and design重庆科技学院本科生毕业设计 目录目录摘要IABSTRACTII1 绪论11.1带式输送机的应用 11.2 带式输送机的发展状况.11.3 各种带式输送机的特点22 带式输送机运行方案的确定 32.1带式输送机的布置形式32.2带式输送机的传动方案确定32.3带式输送机的工作原理43 带式输送机的设计计算63.1设计原始数据: .63.2输送机的设计计算.63.2.1确定带速.63.2.2确定带宽.63.2.3计算输送机的运行阻力.63.2.4计算输送带的张力.93.2.5电动机功率计算103.2.6张紧装置张力计算103.2.7传动滚筒张力计算103.2
10、.8校核胶带垂度114 驱动装置的选用与设计124.1 减速器的选用124.1.1传动装置的总传动比124.22 连轴器125 传动滚筒轴的选用与设计135.1 确定轴的最小直径 135.2 轴的结构设计125.3 确定各段直径长度135.4 轴的校核136带式输送机部件的选用166.1 输送带的选用166.1.1 输送带的连接：176.2 传动滚筒的选型及验算176.2.1 传动滚筒的结构266.2.2 传动滚筒的直径验算186.3 托辊186.4 张紧装置布置原则196.5 机架19 6.6 清扫装置19参考文献21致谢22IV重庆科技学院本科生毕业设计绪论1 绪论1.1 带式输送机的应用
11、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：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；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；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
12、便；适应于冶金煤炭、机械电力、轻工、建材、粮食等各个部门5。1.2 带式输送机的发展状况随着科学技术的发展，输送机受到机械制造，冶金，煤矿等行业技术发展的影响，逐渐形成了完整的结构；成为企业，城市，民用之间必不可少的运输机构。输送机是在一定线路上连续输送物料的搬运机械，既可以进行水平、倾斜输送，也可组成空间固定输送线路；其输送能力大，运距长，还可以在输送线路过程中同时完成若干工艺操作，运用相当广泛。随着带式输送机科技创新的成功，极大提高了输送机的运输距离、承载力和运输速度，其稳定性也有了很大提高，并且将自动化控制技术运用于带式输送机。在冶金、矿山、煤炭、交通、能源、建材等基础工业的带动下，我国
13、带式输送机行业发展速度较快。近年来国产带式输送机产量逐年增长，根据中国重型机械工业协会数据显示，2009年我国带式输送机产量超过800万米。在产量逐年增长的同时，国产带式输送机产品的种类和技术水平也有了较大程度的提高，并且随着国家产业结构的调整以及节能减排等政策的实施，行业内企业开始逐渐加大技术的研发力度，如液压自动张紧技术、转弯技术、胶带防跑偏技术、监控技术等在带式输送机上的逐步应用，使得带式输送机的安全可靠性得到了大幅度提高。从未来国内市场的发展前景来看，煤炭、矿山开采、港口码头、电力、钢铁、粮食等行业的投资规模将继续扩大，这也必将带动带式输送机的市场需求；国际市场上，发展中国家正大力发展
14、其本国的基础工业，如印度、巴西、非洲等国家和地区对带式输送机的需求量也在逐渐增加。国产带式输送机由于性价比较高，在国际市场上具有很强的竞争力。因此，从国内外市场的发展角度来看，国产带式输送机都具有较大的需求空间。根据市场的需求趋势，带式输送机将朝着长距离、大功率、大运量的方向发展，同时随着节能减排等政策的实施以及政府和全社会对安全生产重视程度的增加，小规模火电、煤矿及水泥等生产企业相继关闭，取而代之的是具有先进工艺的大型企业。因此，对带式输送机的性能、质量、安全可靠性等方面的要求更高。由于带式输送机的核心部件决定了其整机的综合性能，因此带式输送机核心部件的专业化分工与协作将成为该行业发展的必然
15、趋势。在带式输送机市场需求的带动下，其核心部件的市场价值也逐渐凸显，如张紧装置、制动装置和驱动装置。虽然我国输送机研究有很好的发展，但国外的输送机发展也是相当迅速。国外带式输送机技术的发展，其主要表现在两个方面：一方面是带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带输送机、管状带式输送机等各种机型；另一方面是带式输送机本身的技术与装备有了巨大的发展，尤其是长距离、大运量、高带速等大型带式输送机已成为发展的主要方向，并不断提高带式输送机的运行性能和可靠性1.3 各种带式输送机的特点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。带式输送机它可以将物
16、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。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外，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，形成有节奏的流水作业运输线管形带式输送机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6。22重庆科技学院本科生毕业设计带式输送机运行方案确定2 带式输送机运行方案确定2.1 带式输送机的布置形式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。 单点驱
17、动 这种驱动方案应用最广泛，由电动机、连轴器、减速器和驱动滚筒组成。此驱动方式适合功率大于200KW或要求电流小、力矩大的场合，并适用于环境潮湿和有腐蚀性工况的场合。功率在55KW采用这种驱动方式是有利的。 双滚筒驱动 当驱动能力不够时，多采用双滚筒驱动。虽然该驱动能较好改善输送机满载驱动性能，但因制造、清扫、磨损等原因，滚筒的直径会逐渐产生差别，载荷的分配会发生改变。综上所诉，本设计要求运输速度1.5m/s，运输速度较满，运输量不大。故采用单筒、单电机驱动方式进行设计。图2.1 输送机运输形式 1 张紧滚筒 2 水平托辊3 传动滚筒 4 输送带2.2 带式输送机的传动方案确定方案一： 该方案
18、利用减速器中不同尺数的齿轮间的相互啮合来改变传动比，从而得到所需的输出轴转速。根据要求及工作条件，输送机连续单向运转，载荷变化不大，空载起动。图2.2 直齿传动方案二： 锥齿啮合时，齿轮是逐渐进入、脱离啮合时的，齿轮接触线的长度逐渐增加，又逐渐缩短。该传动方案的重合度较大，传动较平稳、承载能力强、适用于高速、大功率的传动。图2.3 斜齿传动方案比较： 运输机连续单向运转，载荷变化不大，空载起动。选择齿轮传动可以提高机械效率、瞬时传动比恒定不变、寿命长、工作可靠性高。方案二的传动采用斜齿能提高承载能力，但其适用于高速、大功率的传动，并不经济。而方案一的传动系统控制简单、稳定，并能适合工作运行，比
19、较经济。所以选择方案一的传动方式。2.3 带式输送机的工作原理输送带绕经传动滚筒和机尾拉紧装置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。其结构简图如下：图2.4 带式输送机简图1-张紧装置 2 -槽形托辊 3-输送带4-机架 5-传动滚筒 6-清扫器 7-平行托辊重庆科技学院本科生毕业设计带式输送机的设计计算3
20、带式输送机的设计计算3.1 设计原始数据运输原料：矿粉；堆积密度：p=2500kg/m；工作倾角 =0；生产率：100t/h；运行速度：1.5m/h；输送距离：10m；输送形式：水平输送。3.2 输送机的设计计算32.1 确定带速数据中已要求带速V=1.5m/s。3.2.2 确定带宽考虑到运输时物料的滑动，截面有一定的降低，因此用降低系数加以修正。B=Q576cxtan0.35p+249 （3.1）式中B-输送带带宽；V输送带运输速度，V=1.5m/s；物料容重，查资料1 ，取=4.5KN/m3；物料散装密度，查资料1，取=2.5g/cm3；Q输送机的运输量，已知Q=100t/h。故带宽：B=
21、1001.5x4.5x576x1xtan0.35x2.5+249 =240mm因输送机的输送能力，随着输送带宽度的增加而提高，但是较窄的工业橡胶带的宽度主要取决于物料的粒度；因此输送带需要留足够的宽度，才可使物料不至于装至传送带的边缘。查资料2，选取带宽B=500。输送带的校核：查资料，得最大粒度=150，故B2+200=500，满足运输要求。3.2.3 计算输送机的运行阻力输送带的运行阻力，包括直线区段运行阻力、曲线段运行阻力等。图3.1 有载区段运行阻力直线区段阻力直线区段通常有两种阻力：物料与带的自重产生的阻力以及带与支承托辊运动产生的摩擦阻力。物料单位长度重量：q=Q3.6 （3.2）
22、式中q-物料单位长度重量，N/m； Q输送带运输量，已知Q=100t/h； V-运输速度，已知V=1.5m/s。故q=1003.6X1.5=18.52 N/m单位长度带的重量：qd1.1B (1.25i+)1+2 （3.3）式中qd-单位长度带的重量，N/m； B-带宽，已知B=500mm；1-工作面覆盖胶层厚度，查资料4，1=4.5mm；2-非工作面，查资料4，2=1.5mm；i-胶布层数，查资料4，i=3； 故qd1.1x0.5(1.25x3+4.5+1.5)5.36 N/m单位长度托辊重量：有载区：qt1 =GL1（3.4） 式中G-单托辊重量，查资料4,G=220 N；L1-上托辊间距
23、,查资料4,L1=1.2 m； 故qt1=2201.2=183.33N/m无载区：qt11 =GL2 （3.5）式中L2-下托辊间距，查资料4，L2=3m；故qt11=2203=73.33N/m有载区段的运行阻力：wg=(q+qd+qt1)L0w （3.6）式中w-阻力系数，查资料1,w=0.04；故wg=(18.52+5.36+183.33)x10x0.04 =82.88 N/m无载区段的运行阻力：ww=(qd+qt11)L0Wcos (3.7)式中-输送带倾角，已知=0；故ww=(5.36+73.33)x10x0.04x1=31.48N/m曲线区段的阻力该阻力主要包括托辊前倾F1和物料与导
24、料槽拦板间的阻力F2。因是水平输送，无倾斜阻力，F1=0。输送能力：lv=svk（3.8）式中S-输送带物料横切面积，查资料2,S=0.0139 m3: K-倾斜系数，查资料2，K=1； V-运输速度，已知条件；故：lv=0.0139x1.5x1=0.02085 m2/s物料与胶带阻力：F2=U2.Iv2.p.g.L/v2.b22 （3.9）式中lv-输送能力，已知条件； P-物料散装密度，已知条件；b2-导料板之间的宽度，查资料2，b2=0.85m； V-运输速度，已知条件； U-阻力系数，查资料2，U=0.53；故F2=0.53x0.020852x2500x10/1.52x0.852=1.
25、876N；清扫装置的阻力：图3.2 清扫器受力点示意图F3=APV2（3.10）式中F3-清扫装置阻力，N；A- 清扫器接触面积，查资料2，A=0.01x1.4 m2；P接触点压力，已知条件；v摩擦系数，查资料2，v=0.5；故F3=0.012x10x104x0.5=600N3.2.4 计算输送带的张力为了校核输送带的强度和垂度，确定电动机的驱动功率和张紧装置的张紧力，都要计算带的张力。图3.3 各点张力计算简图带的张力决定于带的预紧力和运行阻力。由于带各区段的阻力不同，所以各区段的张力也不同。在计算带各点的张力时，一般采用“逐点计算法”。对于生产率较低，倾斜度不大，长度较短和线载荷小的带式输
26、送机，取Smin=1000-2000 N。故取张力最小点S1=1500 NS1=Smin（3.11）S2 =S1+（ qd+qt11）LW（3.12）S3=(1+K1)S2（3.13）S4=S3+( q+ qd+qt1)LW （3.14）式中S1-带在驱动滚筒上绕出端的张力；S4-带在驱动滚筒上绕出端的张力；S2-带在张紧滚筒上的绕入段的张力；S3-带在张紧滚筒上的绕入段的张力；K1-张力系数，查资料2，K1=0.0134；W-阻力，上面已经求出，已知条件；故：S2=1500+（5.36+73.33）x10x0.04=1531.48 N；S3=(1+0.0134)x1531.48=1551.0
27、0 N；S4=1551+(18.52+5.36+183.33)x10x0.04=1633.88 N；3.2.5 电动机功率计算及选型设牵引力为P，带在驱动滚筒绕入和绕出端的张力分别为S4和S1。P=S4-S1 （3.15） =1633.88-1500=133.88 N则所需电动机功率为：N=PV102 (3.16)式中-传动机构效率，根据传动方案，取=0.75； V-输送带的运输速度，已知V=1.5m/s；故N=133.88X1.5102X0.75=1.477 KW；实际确定数值时，需要考虑起动时惯性力的影响，以及可能超载工作，一般应较计算功率提高1520%，然后从电动机产品目录上选用电动机。
28、查资料5,选取Y100L1-4 电动机，额定功率为2.2，额定转速为1430 r/min。3.2.6 张紧装置张力计算T代表张紧力，它应等于张紧滚筒上带的绕入端张力S2和绕出S3之和。即T=S2+S3 （3.17）故T=1531.48+1551.00=3082.48 N若选用小车重锤式张紧装置，所需要重锤自重载荷G为； (3.18)式中张紧装置包括改向滚筒的自重载荷；输送机尾架倾角；拉紧绳轮效率，一般可取0.9；n 绳轮数目。若选用垂直重锤式拉紧装置，所需要重锤自重载荷G为： （3.19）式中张紧装置包括改向滚筒的自重载荷（N）。3.2.7 传动滚筒张力计算传动滚筒合张力F=S4+S1（3.2
29、0）=1633.88+1500=3133.88 N传动滚筒合张力单驱动时，传动滚筒的最大扭矩： （3.21）式中Mmax-传动滚筒最大扭矩； D-传动滚筒的直径，查资料5,取D=500；Fv-传动滚筒阻力，已知条件；故最大扭矩：Mmax=3.134X0.52=0.784 KNm；32.8 校核胶带垂度为了限制输送带在两组托辊之间的下垂度，作用在输送带上的最小张力Fmin，应进行结果验算。有载区：F4=1633.88a0(q+qd)g8(ha)adm=1.25.36+18.52X108X0.01=57.28 N无载区：F1=1500a1qdg8(ha)adm=1340 N式中a0-上托辊距离；a
30、1-下托辊距离；(ha)adm-允许最大垂度，一般小于0.01；故校核成功，能满足使用要求。重庆科技学院本科生毕业设计驱动装置的选用与设计4 驱动装置的选用与设计4.1 减速器的选用4.1.1 传动装置的总传动比已知输送带宽为500mm，查资料，选取传动滚筒的直径D为500mm，则工作转速为： (4.1)故nw=60X1.5X0.5=57.32r/min已知电动机转速为1430 r/min,则电机与滚筒之间的总传动比为：i=nmnw （4.2）故i=143057.32=24.95查资料8,本设计选用ZSY25型。传动比为25，可传递30KW功率。4.2.2 联轴器联轴器所联接的两轴，由于制造及
31、安装误差、承载后的变形以及温度变化的影响等，往往不能保证严格的对中，而是存在着某种程度的相对位移。这就要求设计联轴器时，要从结构上采取各种不同的措施，使之具有适应一定范围的相对位移的性能。在选用联轴器时候，需考虑各因素，满足设计使用即可。本次设计选用的联轴器参考图纸上给予的。重庆科技学院本科生毕业设计传动滚筒轴的选用与设计5 传动滚筒轴的选用与设计5.1 确定轴的最小直径根据所选的电机，可得电动机轴的直径D电=28 mm。查资料，根据经验公式：最小直径：d=(0.81.2)D电=22.433.6 mm故选取标准直径d=30 mm。5.2轴的结构设计 通过对传动滚筒的分析与计算，需进行轴的设计，
32、现对轴的结构做出初步构造，如下：图 5.1 轴的结构简图5.3确定轴各段直径与长度根据最小直径，选取LT5 弹性联轴器，半联轴器长度L1=65mm,键槽长58mm。查资料，选取轴承6007，轴承座SN508,可得d2=35mm,L2=88mm。各个轴肩的直径按2-10 mm取值即可，故d3=40。第三个轴肩配合有轴承座，并延伸至滚筒内，长度只要满足配合要求即可，故取L3=130mm。取d4=45mm,这段轴需要安装胀套。查资料，选取Z1型胀紧连接套，长度L4=10mm。滚筒安装在轴上，需要定位，相对轴承对称分布，安装的轴承左面用挡圈定位，右面由轴肩定位。5.4 轴的校核轴承的作用点作为轴的支撑
33、，支撑跨距L=1834mm, 根据轴的就算作出轴的弯矩图和扭矩图，就行校核。作用在轴承上的力工作转矩：T=9.55x106Pn （5.1）式中P-滚筒上的传动功率，已知P=0.088kw； n-工作转速，已知n=57.32 r/min；故T=14661.55 N.mm切向力：Ft=2Td2 （5.2）式中d2-轴肩的直径，已知d2=35mm；故Ft=2X14661.5535=418.9 N径向力：Fr=Fttan20 （5.3）故Fr=158.47 N列出平衡弯矩公式：FHAL+FHBL=0垂直直面的支承反力： F1v=FrL2L （5.4）=79.235 N F2v=Fr-F1v （5.5）
34、=79.24 N水平面的支承反力为： F1H=F2H=Ft2=209.45 N绘垂直面的弯矩图：Mav=F2VL2 （5.6）= 72663.08 NmmMaV1 = F1vL2 （5.7）=72663.08 Nmm绘水平面的弯矩图：MaH= F1HL2 =192065.65 Nmm求合成弯矩图：Ma=Mav2+MaH2 =205351.25 NmmMa 1=MaV12+MaH2 =205351.25 Nmm求当量弯矩图：Me=Ma2+(aT)2 =205539.59 Nmm 查资料，取折合系数 a=0.6。图5.2轴的校核弯矩图根据图可得，轴的弯曲应力： e=Me0.1Xd53（5.8）式中
35、Me-弯矩力，已知条件；故e=205539.590.1X503=16.44MPa查资料得 -1b=60 MP e,故设计的轴合格。重庆科技学院本科生毕业设计带式输送机部件选用6 带式输送机部件选用6.1 输送带的选用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。输送带按带芯结构及材料不同，可分为织物层芯和钢丝绳芯两大类。整体编织织物层芯输送带与分层织物层芯输送带相比，在带强度相同的情况下，整体输送带的厚度小，柔性好，耐冲击性好，使用中不会发生层间剥裂，但伸长率较高，在使用过程