带式输送机的结构设计-毕业设计论文

毕业设计（论文）

题目： 带式输送机的结构设计

系 别 航空与机械工程系 专业名称 机械设计制造及其自动化 班级学号 108102312 学生姓名 郝祖振 指导教师 刘文光

二O一四 年 五 月

毕业设计（论文）任务书

I、毕业设计(论文)题目：

带式输送机的结构设计

II、毕 业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：

带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。应用它，可以将物料在一 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。本输送机 用于碎散物料的上行输送。设计要求如下： 1. 输送机的输送长度：30米； 2． 输送机的提升高度：2.5米； 3． 输送机的倾斜角度: 10°； 4. 输送量：50 吨/小时； 5、 输送物料：石灰 ； 6. 输送带速：2米/秒

III、毕 业设计(论文)工作内容及完成时间：

1. 查阅相关资料，外文资料翻译（6000字符以上），撰写开题报告

第01周—第 04周

2．阅读带式输送机的设计理论与方法 第05周—第 06周 3．完成运动及动力参数计算 第07周—第 07周 4．完成主要零部件强度计算及其选用 第08周—第 10周 5．完成带式输送机总装图的绘制 第11周—第 12周 6．绘制零、部件图 第13周—第 13周 7．编写设计计算说明书（毕业论文）一份 第14周—第 15周 8．毕业设计审查、毕业答辩 第16周—第 17周

Ⅳ 、主 要参考资料：

[1]．濮良贵,纪名刚主编.机械设计（第七版）[M].北京：高等教育出版社,2006

[2]．孙桓,陈作模,葛文杰主编. 机械原理（第七版）[M]. 北京：高等教育出版社，2006 [3]. 《运输机械设计选用手册》编委会.运输机械设计选用手册 [M]. 北京: 化学工业出

版社.1999

[4]．范祖尧主编.现代机械设备设计手册[M]. 北京:机械工业出版社，1996 [5]．徐灏主编.机械设计手册（第四版）[M].北京：机械工业出版社.1991

[6]．Shigley J E, Uicher J J. Theory of machines and mechanisms[M].New York:

McGraw-Hill Book Company,1980

航空与机械工程 系 机械设计制造及其自动化 专业类 1081023 班

学生（签名）：

填写日期： 2014 年 2 月 17 日

指导教师（签名）：

助理指导教师(并指出所负责的部分)：

航空与机械工程 系主任（签名）：

附注:任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。

学士学位论文原创性声明

本人声明，所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名： 日期：2014年5月20日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

作者签名： 日期：2014年5月20日

导师签名： 日期：2014年5月20日

带式输送机的结构设计

学生姓名：郝祖振 班级：1081023

指导老师：刘文光

摘要：本文所设计的是带式输送机，其设计要求为：输送物料为石灰，输送量：50

吨/小时，输送长度：30 米,提升高度2.5米；堆积密度：900公斤/米3；物料在带面上的动堆积角为300，输送带速： 2米/秒，上托辊槽形布置。目前，带式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带式输送机就是其中的一个。在带式输送机的设计、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。

本设计的主要工作包括：完成了带式输送机的总体设计，并此基础上介绍了输送带、驱动装置、传动滚筒、托辊、机架与中间架等；然后完成了主要零部件的设计计算，最后对带式输送机中的跑偏问题进行了研究。

关键词： 槽形托辊 带式输送机 输送带

指导老师签名：

Structure Design of a Belt Conveyor

Student name: Hao Zu Zhen Class: 1081023 Supervisor: Liu WenGuang

Abstract: What is designed in this paper is belt conveyor, the design requirements are:

transport of materials: lime, transport capacity: 50 tons / hour, transmission length: 30meters, 2.5meters high upgrade; Bulk Density: 900 kg / m 3; materials in the dynamic accumulation of the surface with angle is 30°, conveyor idlers speed: 2 m / s, on the trough roller arrangement. 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.

The main work of this design include ;Completed the overall design of the belt conveyor; And based on the introduced conveyor belt,driving device,slotted roller,roller,frame and the middle frame and so on.Then completed the design and calculation of main components ,and finally running deviation of belt conveyor problem is studied.

Keywords: slotted roller belt conveyor conveyor idlers

Signature of Supervisor:

目 录

1 绪 论 ......................................................................................................................... 1

1.1 带式输送机的概述 ................................................................................................. 1 1.2 带式输送机的工作原理 ......................................................................................... 2 1.3带式输送机的种类 .................................................................................................. 3

1.3.1按可否移动分类 ............................................................................................ 3 1.3.2 按承载能力分类 ........................................................................................... 3 1.3.3 按输送带的结构形式分类 ........................................................................... 3 1.4 本文的主要工作 ..................................................................................................... 4

2 带式输送机的总体构成及部件选用 ............................................................ 5

2.1 输送带 ..................................................................................................................... 5

2.1.1 输送带的分类 ............................................................................................... 5 2.1.2 输送带的选用 ............................................................................................... 5 2.2驱动装置 .................................................................................................................. 8 2.3传动滚筒 .................................................................................................................. 9

2.3.1 传动滚筒的作用及类型 ............................................................................... 9 2.3.2 传动滚筒的选型及设计 ............................................................................... 9 2.3.3 传动滚筒结构 ............................................................................................. 10 2.3.4 改向滚筒 ..................................................................................................... 10 2.4 托辊 ..................................................................................................................... 10 2.5 机架与中间架 ....................................................................................................... 12 2.6 拉紧装置 ............................................................................................................... 13

2.6.1拉紧装置的作用 .......................................................................................... 13 2.6.2拉紧装置的结构形式 .................................................................................. 13 2.7 制动装置 ............................................................................................................. 15

2.7.1 逆止器 ......................................................................................................... 15 2.7.2 制动器 ....................................................................................................... 16

I

2.8 清扫器 ................................................................................................................... 16

2.8.1头部清扫器 .................................................................................................. 16 2.8.2 空段清扫器 ................................................................................................. 17 2.9 卸料装置及导料槽 ............................................................................................... 17

3 带式输送机的计算 ................................................................................................ 18

3.1 原始数据及工作条件 ........................................................................................... 18 3.2 输送带选择步骤 ................................................................................................... 18

3.2.1选定带宽 ...................................................................................................... 18 3.2.2输送带上物料流横截面面积S的计算 ...................................................... 19 3.3 圆周驱动力 ........................................................................................................... 20

3.3.1 圆周驱动力(N) Fu ...................................................................................... 20 3.3.2主要阻力F ............................................................................................... 20 3.3.3附加阻力FN ................................................................................................ 21 3.3.4主要特征阻力

........................................................................................ 21

3.3.5附加特种阻力Fs ....................................................................................... 22 3.3.6倾斜阻力Fst ................................................................................................ 22 3.4 输送带张力 ......................................................................................................... 23

3.4.1 输送带不打滑条件 ..................................................................................... 23 3.4.2 输送带下垂度校核 ..................................................................................... 23 3.4.3各特性点张力(N) ......................................................................................... 24 3.5 传动滚筒轴功率 ................................................................................................. 24 3.6 电动机功率和驱动装置组合 ............................................................................. 25 3.7输送带选择计算 .................................................................................................... 25

3.7.1织物芯输送带层数 ...................................................................................... 25 3.7.2 输送带厚度 ................................................................................................. 26 3.8托辊的选用计算 .................................................................................................... 26 3.9 输送带的强度校核 ............................................................................................... 27 3.10传动滚筒轴的强度计算和校核 .......................................................................... 28

3.10.1传动滚筒的载荷集度 ................................................................................ 28

II

3.10.2传动滚筒扭矩M（N?m） ..................................................................... 28 3.10.3抗弯截面系数W ....................................................................................... 28 3.10.4滚筒轴的弯曲强度 .................................................................................... 29 3.11传动滚筒轴承的寿命计算 .................................................................................. 29

4带式输送机皮带跑偏问题 .................................................................................. 32

毕业设计总结 ............................................................................................................... 36 致 谢 .............................................................................................................................. 36 参考文献 ......................................................................................................................... 37

III

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1.绪 论

1.1 带式输送机的概述

带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。应用它，可以将物料在一定的输送线上。它既可以进行碎散物料的输送，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。所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。

( 1 ) DTⅡ 江型固定式带式输送机适用的工作环境温度一般为-25 ~40 ℃ 。对于在特殊环境中工作的带式输送机，如要求具有耐热、耐寒、防水、防腐、防爆、阻燃等条件，应另行采取相应的防护措施。

( 2 ) DTⅡ互型固定式带式输送机是通用型系列产品，可广泛用于冶金、矿山、煤炭、港口、电站、建材、化工、轻工、石油等各个行业。由单机或多机组合成运输系统来输送物料，可输送松散密度为500 -- 2500kg / 件物品。

( 3 ）输送机允许输送的物料粒度取决于带宽、带速、槽角和倾角，也取决于大块物料出现的频率。各种带宽适用的最大粒度，本系列推荐按表2 一1 选取。当输送硬岩时，带宽超过1200mm 后，粒度一般应限制在350mm 范围内，而不能随带宽的增加而加大。

( 4 ) DTⅡ型固定式带式输送机均按部件系列进行设计。设计者可根据输送工艺要求，按不同的地形、工况进行选型设计并组合成整台输送机。

表1-1 各种带宽适用的最大粒度 mm

带宽 500 650 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 ，的各种散状物料及成

最大粒度 100 150 200 300 350 350 350 350 350 350 350 注：粒度尺寸系指物料块最大线性尺寸．

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1.2 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下所示，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。

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°。

输送带绕经传动滚筒和机尾换向滚筒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。

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）增加围包角角。

（2）增大摩擦系数大摩擦系数。

通过对上述传动原理的阐述可以看出，增大围包角故在传动中拟采用这种方法。

（3）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提高牵引力虽然是可行的。但因增大

增加，此法

是增大牵引力的有效方法。

其具体措施可在传动滚筒上覆盖摩擦系数较大的衬垫,以增对需要牵引力较大的场合，可采用双滚筒传动，以增大围包

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

，以提高牵引力。

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1.3带式输送机的种类

1.3.1按可否移动分类

固定带式输送机：输送机安装在固定的地点，不需要移动。 移动带式输送机：具有移动机构，如轮，履带。 移置带式输送机：通过移动设备变换设备的位置。 可伸缩带式输送机：通过储带装置改变输送机的长度。 1.3.2 按承载能力分类

轻型带式输送机：专门应用于轻型载荷的输送机。 钢绳芯带式输送机：应用于重型载荷的输送机。

通用带式输送机：这是应用最广泛的带式输送机，其他类型带式输送机都是这种带式输送机的变形。

1.3.3 按输送带的结构形式分类

钢带输送机：输送带是钢带。 网带输送机：输送带是网带。

普通输送带带式输送机：输送带为平型，带芯为帆布或尼龙帆布或钢绳芯。 钢绳牵引带式输送机：用钢丝绳作为牵引机构，用带有耳边的输送带作为承载机构。

花纺带式输送机：用花纹带以增大物料和输送带的摩擦，提高输送倾角。 压带式输送机：用两条闭环带，其中一条为承载带，另一条为压带。 管状带式输送机：输送带围包成管状或用特殊结构输送带密闭输送物料。 波状挡边带式输送机：输送带边上有挡边以增大物料的截面，倾斜角度大时，一般在横抽设置挡板。

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1.4 本文的主要工作

本设计的主要工作包括：完成了带式输送机的总体设计，并此基础上介绍了输送带、驱动装置、传动滚筒、托辊、机架与中间架等；然后完成了主要零部件的设计计算，最后对带式输送机中的跑偏问题进行了研究。

(1)首先查阅相关资料，完成外文翻译(6000字符以上），并撰写论文开题报告。 (2)阅读带式输送机的设计理论与方法。例如理解带式输送机的工作原理，了解带式输送机的特点和分类，懂得带式输送机的结构和布置形式。

(3)结合所学知识，完成运动及动力参数计算。例如输送机的圆周驱动力和输送带张力。

(4)结合参考资料，完成主要零部件强度计算及其选用。主要有传动滚筒轴功率， 托辊的选用计算，输送带的选择计算和强度校核及其传动滚筒轴的强度计算和校核等。

(5)整理计算得出的数据和任务书原始数据，完成带式输送机总装图的绘制，然后再相应地绘制输送机的零件图和部件图。

(6)对带式输送机的总装图，零件图进行修改等后续工作。 (7)结合上述计算结果和资料，编写设计计算说明书。 (8)对毕业设计进行全面审查，定稿。

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2 带式输送机的总体构成及部件选用

2.1 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。 2.1.1 输送带的分类

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。钢丝绳芯输送带是有许多柔软的细钢丝绳相隔一定的间距排列，用与钢丝绳有良好粘合性的胶料粘合而成。钢丝绳芯输送带的纵向拉伸强度高，抗弯曲性能好；伸长率小，需要拉紧行程小。同其它输送带相比，在带强度相同的前提下，钢丝绳芯输送带的厚度小。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，在使用过程中，需要较大的拉紧行程。 2.1.2 输送带的选用

1）类型选择

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各类输送带适宜的工作条件见表1-1。普通输送带一般多采用橡胶覆盖层，其适用的环境温度与输送机一样为-20-40℃。环境温度低于-5 ℃ 时，不宜采用维纶帆布芯胶带。

表1-1 输送带类型及适应工作条件

物 料 及工 作 条 件 特 性 松散密度较小、摩擦性较小的物料，如谷物、纤维、木屑、粉末及包装物品等 松散密度在2.5t /m3 以下的中小块矿石、原煤、焦炭和砂砾等对物送带磨损不太严重的物料 松散密度较大的大、中、小块矿石、原煤等冲击力较大、磨损较重的物料，轴送盘大、轴送距离较长的输送机 矿井下运送物料 井巷型 CC、VV 、NN、PVC 、CR 、EP CC、NN、EP、难燃型 PVC、 PVG 、ST 耐热型 CC、VV、EP、NN、ST CC、VV、EP、NN、ST CC CC、VV、NN、EP ST VV、NN、EP、CPE 、NBR CR 、PVC 、CPE 、NBR 强力型 NN 、EP 、ST NR 、SBR 、IR 普通型 CC、VV 、NN、EP 轻型（薄型） CC、VV 、NN NR、PVC 宜 选 输 送 带 类 型 芯层代号 履盖胶代号 NR 、SBR 工作区域易于爆炸易于起火（如地下煤矿） 输送80一150℃的焦炭、水泥、化肥、烧结矿和铸件等 工作环境温度低达-30-40 ℃ 输送150-500℃的矿渣和铸件等热物料 输送机倾斜角度较大 输送最大、输送距离长 物料冲击较严重 SBR 、CR 耐寒型 耐高温型 难燃型 花纹型波状挡边型 高强力型 耐冲击型 NR 、BR、 IR EPCM 、IIR NR 、SBR NR 、SBR 、IR NR IR 6

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