2081 DTⅡ型带式输送机设计(含全套毕业说明书和机械CAD图纸)

本科毕业设计（论文）题目DTⅡ型带式输送机设计

院（系部）机械与动力工程系

专业名称机械设计制造及其自动化

年级班级机制08-3班

学生姓名李洛

指导教师李新

2012年5月25日

河南理工大学万方科技学院本科毕业设计

摘要

本次毕业设计是关于DTⅡ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；接着分析了胶带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，机尾或导回装置，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：带式输送机传动装置导回装置

1

河南理工大学万方科技学院本科毕业设计

Abstract

The graduation project is about the DT Ⅱ type fixed belt conveyor design. First briefly on the belt conveyor overview; then analyzes the principle of selection of conveyor belt and method of calculation; then calculated based on these design criteria and selection method in accordance with the requirements of a given selection of design parameters; went on to the selected conveyor major components was checked. Common type of belt conveyor consists of six main components: transmission, tail or lead back to the device, the middle frame, tensioning device, and tape. Finally, a simple description of a conveyor installation and maintenance. Currently, the belt conveyor is moving long distance, high speed, low friction direction, in recent years in the Air Cushion Belt Conveyor is one of them. In the belt conveyor design, manufacture and application, the current compared with foreign advanced level in China is still a wide gap between the domestic process in the design and manufacture of belt conveyor there is much to be desired.

The belt conveyor design represents the general process of design, selection of design work on the future of some reference value.

Keywords: belt transmission device back into

2

河南理工大学万方科技学院本科毕业设计

目录

前言 (1)

1 带式输送机概述 (2)

1.1带式输送机的应用 (2)

1.2带式输送机的分类 (3)

1.3 各种带式输送机的特点 (3)

1.4 带式输送机的发展状况 (4)

1.5 带式输送机的工作原理 (5)

1.6 带式输送机的结构和布置形式 (7)

1.6.1 带式输送机的结构 (7)

1.6.2 布置方式 (8)

1.7 运行阻力的计算 (9)

2 带式输送机的设计计算 (12)

2.1 已知原始数据及工作条件 (12)

2.2 计算步骤 (12)

2.2.1槽角的确定 (12)

2.2.2 承载段运行阻力 (14)

2.2.3 空回段运行阻力 (15)

2.2.4 最小张力点 (16)

2.2.5 输送点上各点张力的计算 (16)

2.2.6 输送带的强度验算 (18)

2.2.7 传动滚筒直径的确定和滚筒强度的验算 (20)

2.2.8 拉紧装置 (21)

2.2.9 电动机功率和减速器的减速比 (22)

2.2.10 逆止力与电机轴的制动力矩的计算 (23)

3 驱动装置的选用 (25)

3.1 电机的选用 (25)

3.2 减速器的选用 (26)

3.2.1 传动装置的总传动比 (26)

3.2.2液力偶合器的原理、特点与选择 (27)

3.2.3 联轴器的选用 (28)

4带式输送机部件的选用 (29)

4.1 输送带 (29)

4.1.1 输送带的分类 (29)

4.1.2 输送带的连接 (31)

4.2 传动滚筒 (32)

4.2.1 传动滚筒的作用及类型 (32)

3

河南理工大学万方科技学院本科毕业设计

4.2.2 传动滚筒的选型及设计 (33)

4.2.3 传动滚筒结构 (34)

4.2.4 传动滚筒的设计 (34)

4.2.5 传动滚筒轴的设计计算 (38)

4.3 托辊 (42)

4.3.1 托辊的作用与类型 (42)

4.3.2 托辊的选型 (46)

4.4 制动装置 (48)

4.4.1 制动装置的作用 (48)

4.4.2 制动装置的种类 (49)

4.4.3 制动装置的选型 (50)

4.5 改向装置 (51)

4.6 拉紧装置 (52)

4.6.1 拉紧装置的作用 (52)

4.6.2 张紧装置在使用中应满足的要求 (52)

4.6.3 拉紧装置在过渡工况下的工作特点 (53)

4.6.4 拉紧装置布置时应遵循的原则 (53)

4.6.5 拉紧装置的种类及特点 (54)

4.6.6 拉紧装置的选用 (56)

5其他部件的选用 (59)

5.1 机架与中间架 (59)

5.2 给料装置 (61)

5.2.1 对给料装置的基本要求 (61)

5.2.2 装料段拦板的布置及尺寸 (62)

5.2.3 装料点的缓冲 (63)

5.3 卸料装置 (64)

5.4 清扫装置 (65)

5.5 头部漏斗 (68)

5.6 电气及安全保护装置 (68)

6 结论 (70)

致谢 (71)

参考文献 (72)

4

河南理工大学万方科技学院本科毕业设计

前言

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。其中带输送机是连续运输机中是使用最广泛的。

DTII固定式带式输送机具有输送量大、输送距离长、输送平稳，物料与输送带没有相对运动，噪音较小，结构简单、维修方便、能量消耗少、部件标准化等优点，因而广泛应用于采矿、冶金、化工、铸造、建材等行业的输送和生产流水线以及水电站建设工地和港口等生产部门，用来输送松散物料或成件物品。固定带式输送机，矿用带式输送机可在环境温度－20℃至＋40℃范围内使用，输送物料的温度在50℃以下。

选择DTII型带式输送机这种通用机械的设计作为这次毕业设计选择题目，能培养我们独立解决工程实际问题的能力，这次毕业设计是对对所学基本理论和专业知识的一次综合运用，同时也使设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练。

1

河南理工大学万方科技学院本科毕业设计

2 1 带式输送机概述

1.1带式输送机的应用

带式输送机是用连续运动的无端输送带输送货物的机械，俗称皮带机。输送带根据摩擦传动原理而运动，既是承载货物的构件，也是传递牵引力的构件。

通用带式输送机包括普通型带式输送机和高强度型钢绳芯带式输送机。目前我国已编制了统一的“DTII 型固定式输送机”新系列，包括原通用型和高强度型二大系列产品。

带式输送机的输送能力大、输送距离长、结构简单、工作可靠、操作管理简单、能量消耗小，因而广泛应用于采矿、冶金、化工、铸造、建材等大行业的输送和生产流水线以及水电站建设工地和港口等大宗散货的输送装卸作业中，在许多应用场合下，它是非标机械的重要组成部分。

通用带式输送机适用于在水平或对水平成小倾角的方向输送堆积角为3/5.20.2m t 的各种疏散及小型件货，运送粉末物料时容易扬尘，需采取防尘措施。为了更好的适应不同的工作条件和要求，近年来出现了一些新型的特种带式输送机，如波纹挡板带式输送机、双带输送机、气垫带式输送机、中间带驱动带式输送机、管型带式输送机等。它们之中，有的可在大倾角或垂直方向上输送物料，有的在输送段呈管型，避免扬尘，展现了良好的应用前景。

河南理工大学万方科技学院本科毕业设计

3 1.2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，各有各的输送特点。其简介如下表1-1：

表1-1 带式输送机的分类

带式输送机 普通型

特种结构型 DTII 型固定式、QD80轻型固定式、

DX 型钢绳芯型、U 型带式输送机 管型、气垫、波状挡边型、刚生牵引型 压带式输送机、其他类型

1.3 各种带式输送机的特点

（1）QD80轻型固定式带输送机：QD80轻型固定式带输送机与DT Ⅱ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 。

（2）DX 型钢绳芯型带式输送机：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。

（3）U 形带式输送机：该类型输送机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030~045提高到090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°左右 。

河南理工大学万方科技学院本科毕业设计

（4）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。

（5）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。

1.4 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,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.我国已于1978年完成了钢绳芯带式输送机的定型设计.钢绳芯带式输送机的适用范围：

4

河南理工大学万方科技学院本科毕业设计

5 (1)适用于环境温度一般为40 °~40°C;在寒冷地区驱动站应有采暖设施;

(2)可做水平运输,倾斜向上不超过18 (16°)和向下(010~012)运输不超过15 ,也可以转弯运输;运输距离长,单机输送可达15km ；

(3)可露天铺设,运输线可设防护罩或设通廊；

(4)输送带伸长率为普通带的1/5左右;其使用寿命比普通胶带长；其成槽性好;运输距离大。

1.5 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1-1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1-1 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

河南理工大学万方科技学院本科毕业设计

6 5——输送带 6——机架 7——传动滚筒 8——卸料器

9——清扫装置 10——平行托辊 11——空段清扫器 12——减速器

输送带5绕经传动滚筒7和机尾换向滚筒1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。

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1S 增加，此法提高牵引力虽然是可行的。但因增大1S 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1S ，以提高牵引力。

（2）增加围包角0θ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0μ其具体措施可在传动滚筒上覆盖摩擦系数较大

河南理工大学万方科技学院本科毕业设计

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。

1.6 带式输送机的结构和布置形式

1.6.1 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1-2所示：

表1-2 不同物料的最大运角

物料种类角度物料种类角度

煤块18 °筛分后的石灰石12°

煤块20 °干沙15°筛分后的焦碳17 °未筛分的石块18°

0—350mm矿石16 °水泥20°0—200mm油田页岩22°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：

7

河南理工大学万方科技学院本科毕业设计

8 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5000~4500小时。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。

1.6.2 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，驱动方式，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图1-2所示：

河南理工大学万方科技学院本科毕业设计

9

图1-2 带式输送机典型布置方式

1.7 运行阻力的计算

输送带的张力包括有拉紧装置所形成的初张力,克服各种阻力所需要的张力及由动载荷所产生的张力。

运行阻力分为直线段、曲线段及其他附加阻力,现分述如下.

（1）如下图所示,运行阻力包括两部分,一部分是摩擦阻力;一部分是由下滑力(自重分力)引起的阻力.有摩擦力引起的阻力总是为正,但由于

河南理工大学万方科技学院本科毕业设计

10 下滑力引起的阻力在此段输送带向上运行时为正,向下为负。 查1-3表（见通用机械设计）可知，

表1－3 胶带参数 纵向拉伸强度 N/mm

1000 钢丝绳间距/mm

12 带厚/mm

16 上覆盖胶厚度/mm

6 下覆盖胶厚度/mm

6 输送带质量 kg/m 23.1

纵向拉伸强度x G =1000N/mm ；输送带每米质量23.1/q kg m = 。

承载段(或称为重段)运行阻力为

下滑力阻力系数正压力±?=z F

βcos )(0gL q q q z ++=正压力 (1.6.1)

βsin )(0gL q q +=下滑力 (1.6.2) 所以 g L q q L q q q F tz tz z ]sin )(cos )[(00ββ+±++=

(1.6.3)

tz G ------承载托辊组转动不分的质量，kg/m ；

tz ω------承载托辊组运行阻力系数，

L tz ------承载托辊组间距，m;

L ------输送带沿倾角方向的长度，m;

当承载段向上运行时,下滑力是正;向上运行时,下滑力是负。

河南理工大学万方科技学院本科毕业设计

11 同样,输送带回空段阻力为

k F =()[]g l q L q q o tk tk ββsin cos 0±+ (1.6.4)

式中

,kg /m;tk q ---回空段托辊组每米转动部分质量

tk q =tk

tk l G (1.6.5) .

,;,;

,kg/m m kg 系数回空段托辊组运行阻力回空段托辊组间距质量回空段托辊组转动部分--------------k tk tk l G ω

当承载段向上运行时,回空段是向下运行的,此时,回空段向下滑力为负;反之,回空段的下滑力为正。

同时选出托辊间距 1.5tz l m =，tk q =3m 。 当承载段向上运行时,回空段是向下运行的,此时,回空段向下滑力为负;反之,回空段的下滑力为正。

河南理工大学万方科技学院本科毕业设计

12 2 带式输送机的设计计算

2.1 已知原始数据及工作条件

（1）采区上山运煤,带式输送机布置形式及尺寸如图2-1所示

图2-1 带式输送机布置形式及尺寸示意图

（2）输送物料：煤，块度max 350Q mm =；

（3）输送量：1500/Q t h =，物料密度γ=1t/m 3；

（4）输送机长： L=100 m ；

（5）倾角：β=16°；

（6）带速: 2m/s ；

（7）带宽: 1400mm

2.2 计算步骤

2.2.1槽角的确定

按给定的工作条件,取原煤的堆积角为20°。

带式输送机的最大运输能力计算公式为

河南理工大学万方科技学院本科毕业设计

13 3.6st Q Av C γ=

式中：Q ——输送量（)/h t ；

v ——带速（)/s m ；

γ——物料密度；

考虑山上的工作条件取带速为2 m/s; 故所选的槽形物料断面面积

A ≥2234.091

.015.2360020003600m C V Q sT =???=γ， (2.2.2) 选槽角λ=350,动积角ρ=300。

试中 r------物流密度，t/3m ;

st C ------倾斜系数，对普通带可在下表中查得;

q-------物流每米质量，kg/m;

v ------速度，m/s;

考虑山上的工作条件取带速为2 m/s;

故所选的槽形物料断面面积 A ≥

150036003600210.89

ST Q V C γ=???=0.234m 2, 选槽角λ=35?,动积角ρ=300。

试中 r------物流密度，t/3m ;

st C ------倾斜系数，对普通带可在下表中查得;

q-------物料每米质量，kg/m;

v ------速度，m/s;

河南理工大学万方科技学院本科毕业设计

14

表2-1 倾斜系数 st C 表

倾角/（°）

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

1

0.99 0.98 0.97 0.95

0.93 0.91 0.89 0.85 0.81

图2-2 槽形托辊的带上物料堆积截面

查<<矿山运输机械>>表4-16得，

各种带宽适用的最大块度(mm)

带 宽 500 650 800 1000 1200 1400 1600 最大块度

100

150

200

300

350

350

350

初选带宽为B=1400mm NN-150 Z=5层 上胶厚4.5mm 下胶厚1.5mm

2.2.2 承载段运行阻力

由式

st

C θ

λ

S 2

L

0.9B-50

S 1

B

河南理工大学万方科技学院本科毕业设计

15

[]()cos ()sin z tz Z F q q q L q q L g

ωββ=++±+

物料每米质量 1500

208.3/3.62 3.62

Q q kg m =

==?? 故可算得

tz

tz tz G q l = =

4731.3/1.5kg m =

表2-2 常用的托辊阻力系数

工 作 条 件 平行托辊W k

槽型托辊W z

室内清洁,干燥,无磨损性尘土 0.018 0.02 室内潮湿,温度正常,有少量磨损性尘土 0.025 0.03 室外工作,有大量磨损性尘土,污染摩檫表面

0.035

0.04

查表2-2得,z w =0.04代入z F 表达试求得

z F =[（208.3+23.1+31.3）?100?0.04?cos16 +(208.3+23.1) ?100sin16? ] ?9.81=75.327kN

2.2.3 空回段运行阻力

表2-3 DX 型托辊组转动部分质量

托辊形式

800（带宽B ）

1000 1200 1400 160 1800 2000 上托辊槽型

铸铁座

冲压座

14

11

22

17

25

20

47

50

70

72

河南理工大学万方科技学院本科毕业设计

16 查表2-2 得0.035k ω=，带入k F 表达式求得

12(23.113)160.03cos169.810.239F kN -=+????=

23[(23.113)800.035cos16(23.180sin16)]9.81 5.799F -=+???-???=- kN

67[(23.113)160.035cos16]9.8123.16sin169.810.435F -=+????-???=- kN

2.2.4 最小张力点

由上式计算可知，因空回段运行阻力为负值，所以最小张力点是下图中的3点。 双滚筒驱动示意图图2-3

2.2.5 输送点上各点张力的计算

（1）由悬垂度条件确定4点的张力

由式

下托辊平型

铸铁座

冲压座 12 11 17 15 20 18 39 42 61 65

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/caye.html