带式输送机的设计

目录

1 绪论............................................................................ 错误！未定义书签。

1.1带式输送机的现状及发展 (3)

1.2带式输送机的工作原理、适用条件及优缺点 (5)

1.3带式输送机的分类 (7)

1.4带式输送机的布置形式 (10)

1.5带式输送机的主要部件 (11)

1.6大倾角带式输送机 (15)

2 带式输送机的设计与计算 (17)

2.1有关参数的确定 (20)

2.2带速的确定 (20)

2.3带宽的确定 (20)

2.4核算输送能力 (21)

2.5根据原煤粒度核算输送机带宽 (22)

2.6圆周驱动力的确定 (22)

2.7输送带的确定 (26)

2.8输送带的张力计算 (27)

2.8.1输送带不打滑条件校核 (28)

2.8.2输送带下垂度校核 (28)

2.8.3辊子载荷的校核 (29)

2.8.4钢丝绳的选择 (31)

2.9输送带的强度校核 (31)

2.10拉紧行程的计算 (32)

2.11拉紧装置、机架及改向滚筒的设计 (32)

3 减速器的计算 (36)

3.1电机的确定 (36)

3.2传动比分配 (37)

3.3计算传动装置的运动和动力参数 (38)

3.4齿轮的设计及校核计算 (39)

3.4.1第一对齿轮的设计 (39)

3.4.2 第二对齿轮的设计 (46)

3.4.3 第三对齿轮的设计 (51)

3.5传动轴的设计 (57)

3.5.1Ⅰ轴的设计 (57)

3.5.2Ⅱ轴的设计 (63)

3.5.3 Ⅲ轴的设计 (70)

3.5.4 Ⅳ轴的设计 (76)

3.5.4键的强度校核 (81)

3.5.5轴承的校核 (84)

3.6减速器箱体的结构设计 (88)

3.7 轴系部件的结构设计 (92)

3.8 减速器的附件 (93)

3.8.1 检查孔与检查孔盖的设计 (93)

3.8.2 油标指示器 (94)

3.8.3 定位销 (95)

3.8.4 启盖螺钉 (96)

参考文献 (98)

翻译部分 (99)

英文原文........................................................................ 错误！未定义书签。中文译文........................................................................ 错误！未定义书签。结论. (100)

致谢 (101)

1.绪论

带式输送机是由承载的输送带兼作牵引机构的连续运输设备是以输送带载运物料的连续输送机。可输送煤炭、矿石等散装物料和包装好的成件物品。由于它具有运输能力大、运输阻力小、耗电量低、运行平稳，在运输途中对物料的损伤小等优点，被广泛应用于国民经济的各个部门。许多煤矿从采掘工作面，采区上下山、运输大巷直到地面运输系统都采用了带式输送机，采取一定的安全措施后，还可做人员运载。带式输送机常以多台串联衔接，构成一完整的连续运输系统。在矿井巷道内采用带式输送机运送煤炭、矿石等物料，对建设现代化矿井有重要作用。

1.1带式输送机的现状及发展

带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备相比，具有输送距离长、运量大、连续运输等优点，而且运行可靠、易于实现自动化和集中化控制，尤其对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭开采机电一体化技术与装备的关键设备，随着我国高产高效矿井的出现，原有的带式输送机无论是主参数还是运行性能都已不能满足要求，必须向长距离、高带速、大运量、大功率的大型化方向发展，并要改善和提高运行性能，确保安全可靠。

我国生产制造的带式输送机的品种，有多种类型，以适应不同条件下使用，但其组成基本相同，只是具体结构有所区别，使用平面输送带用选转托辊承托的机型是普通型带式输送机。1965年，我国煤矿井下开始推广使用吊挂式带式输送机。20世纪60年代后期，在平硐使用了钢丝绳牵引带式输送机。70年代中期为配合综合机械化采煤的发展，先后开发了可伸缩带式输送机和钢丝绳芯带式输送机等品种。在“八五”期间，

通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水平有了很大的提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品开发都取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备，高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内空白，并对带式输送机的减低关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置，驱动系统采用调速型液力耦合器和行星齿轮减速器。

煤矿带式输送机技术的发展趋势：

设备大型化，提高运输能力；为了适应高产高效集约化生产的需要，带式输送机的输送能力需要加大，长距离、高带速、大运量、大功率是今后发展的必然趋势，也是高产高效矿井运输技术的发展方向，在今后的10a内输送量要提高到3000～4000t/h，带速提高到4～6m/s，输送长度对于可伸缩带式输送机要达到3000m。对于钢绳芯强力带式输送机需加长至5000m以上，单机驱动功率要求达到1000～1500KW，输送带抗拉强度要达到6000N/ mm(钢绳芯)和2500N/mm（钢绳芯）。尤其是煤矿井下顺槽可伸缩输送技术的发展，随着高产高效工作面的出现及煤炭科技的不断发展，原有的可伸缩带式输送机，无论是主参数，还是运行性能都难以适应高产高效工作面的要求，煤矿现场急需主参数更大，技术更先进，性能更可靠的长距离、大运量、大功率顺槽可伸缩带式输送机，以提高我国带式输送机技术的设计水平，填补国内空白，接近并赶上国际先进工业国的技术水平。其包含7个方面的关键技术：（1）带式输送机动态分析与监控技术；（2）软起动与功率平衡技术；（3）中间驱动技术；（4）自动张紧技术；（5）新型高寿命高速托辊技术；（6）快速自移机尾技术；（7）高速储带技术。

提高元部件性能和可靠性：设备开机率的高与低主要取决于元部

件的性能和可靠性。除了进一步完善和提高现有元部件的性能和可靠性，还要不断地开发研究新的技术和元部件，如高性能可控软起动技术，动态分析与监控技术，高效贮带装置、快速自移机尾、高速托辊等，使带式输送机的性能得到进一步提高。

扩大功能，一机多用化：拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用，使其发挥最大的经济效益。开发特殊型带式输送机，如弯曲带式输送机、大倾角或垂直提升输送机等。

大倾角带式输送机突破了丄运25°的极限，为煤矿开拓，开采及在斜井输送设备的选型开辟了一条新途径，也为当前斜井输送系统改扩建提供了经济高效的设备，对提高产量，降低成本具有重要意义。

水平带式输送机在我国矿山生产中有着广阔的前景。我国倾斜煤层较多，16～25°倾斜煤层大量存在。带式输送机能成功地用于井下，既能减少巷道开拓量和设备投资又可加快工程进度具有较大的经济效益。

1.2带式输送机的工作原理、适用条件及优缺点

带式输送机是由许多零部件和具有某些特殊功能的装置组成。输送带、托辊、机架等是沿输送机全长布置的，驱动装置、拉紧装置、储带装置和清扫装置等也是带式输送机的重要组成部分，它们的结构和工作原理对带式输送机整体特性影响很大。

带式输送机是以胶带作为牵引机构和承载机构的连续运输机械，所以也称胶带输送机。随着带式输送机在国民经济各部门中日益广泛的应用，其结构简单、运行平稳可靠、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等许多优点，越来越被人们深刻理解和认识，因而针对生产需求设计出了通用带式输送机和各种各样的特种带式输送机。虽然它们结构各异，使

用场合也不同，但是它们的工作原理基本是相同的，即大多属于以输送

带兼作牵引机构和承载机构的连续运输机械，只有极个别的带式输送机

（如钢丝绳牵引带式输送机）的输送机只作为承载机构。带式输送机的

主要组成部分和工作原理如图1.1所示。

A

A

6

1

23

45

78

A-A

图1.11-驱动装置；2-清扫装置；3-上、下托辊；4-输送带；

5-拉紧装置；6-机尾换向滚筒；7-装载装置；8-机架

带式输送机的工作原理图

输送带4绕过驱动装置1的主动滚筒和机尾换向滚筒6形成一个环

形带。 上下两股输送带分别支承在上、下托辊3上。拉紧装置5给输送带以正

常运转所需的张紧力。工作时，驱动装置1的主动滚筒通过它和输送带

之间的摩擦力带动输送带运行。货载装在输送带上与输送带一起运动。

带式输送机一般是利用上段输送带运送货载的，并且在端部卸载，也可利用专门的卸载装置在中间卸载。

带式输送机的机身断面如图1.1中的截面图A—A 所示。上部的输送带利用一组槽形上托辊支承，以增加输送带的承载断面积。下部输送带一般利用平形下托辊支承。

带式输送机可用于水平或倾斜运输，但倾角受物料特性限制。在通常情况下，倾斜向上运输时的倾角不超过18°，向下运输不超过15°，运送附着性和粘结性大的物料时，倾角还可大一些。

带式输送机的优点：是运输能力大，而工作阻力小，耗电量低，约为刮板输送机耗电量的1/3～1/5因在运输过程中，货载与胶带一起移动，故磨损小，货载的破碎性小。由于结构简单，既节省设备，又节省人力，故广泛应用于我国国民经济的许多工业部门。国内外的生产实践证明，带式输送机无论在运输能力方面，还是在经济指标方面，都是一种较先进的运输设备。

带式输送机的缺点：是胶带成本高且易损坏，故与其它运输设备相比，初期投资高，又不适于运送又棱角的货载。随着煤炭科学技术的发展，虽然在国内的带式输送机转弯运行的研究有所进展，但总的看来，带式输送机对弯曲巷道的适应性还比较差。

1.3带式输送机的分类

目前，带式输送机已发展成为一个庞大的家族，不再只是常规的开式槽型和直线布置的带式输送机，而是根据使用条件和生产环境设计出了多种多样的机型。为了便于管理、选用和设计，可以按照结构特点、使用场合、运送物料特征和卸载方法等分为如下类型。

（1）通用带式输送机是一种固定式带式输送机。其特点是托辊安

装在固定的机架上，由型钢制成的机架固定在地板或地基上，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、选煤厂、井下主要运输大巷、港口、发电厂等生产地点。

（2）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。这种带式输送机主要是为满足煤矿井下综采工作面顺槽输送要求而设计的。可伸缩带式输送机中增设了一个储带装置，其作用是把带式输送机伸长前或缩短后的多余输送带暂时储存起来，以满足采煤工作面持续前进或后退的需要。这种带式输送机的机架与机架之间、托辊与机架之间的连接方式都采用插入式，用销钉固定，整个机架没有一个螺栓，拆装十分方便。

（3）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和携带式两种。

（4）钢绳芯带式输送机在结构形式上与通用带式输送机相同，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。

(5)钢绳牵引带式输送机是苏格兰工程师查尔·汤姆森所创制。该机1949年完成设计，1951年制造完成第一台样机，1954年8月在苏格兰诺克平诺煤矿开始运行。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。其缺点是输送带成槽性差，影响物料截面积，钢丝绳裸露在外，不易防腐蚀，维护费用较高。因此，国外有些国家不提倡使用。我国自1967年起在煤矿开始使用，但总体用量不大。使用表明，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机件投资和运费将少于钢绳芯带式输送机，即运距越长越有利。

(6)线摩擦带式输送机是在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输送带（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输送带完成长距离或大运量输送。使用线摩擦带式输送机不仅可以从总体上减少输送线路中的转载点数，而且可以方便地对旧带式输送机进行加长改造，显著节省投资。

(7)平面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。它可以代替沿折线布置的、由多台单独的直线输送机串联而成的运输系统，沿复杂的空间折曲线路实现物料的连续运输。输送带在平面上转弯运行，可以大大简化物料运输系统，减少转载站的数目，降低基建工程量和投资。法国在这种带式输送机的研制和使用方面，具有国际领先水平。我国的煤矿也有数台正在运行，在设计和安装方面积累了一定的经验。

(8)大倾角带式输送机可以减少输送距离，降低巷道开拓量，减少设备投资。当倾角增大到90°时，大倾角带式输送机就转变成了垂直输送的带式输送机。它不仅在结构上具有新的特点，而且在设计计算、物料截面形状和输送速度的确定等方面都有新的影响因素。垂直输送的带式输送机主要用于其他形式的输送机难以胜任的场合。表1-1为几种物料所允许的最大上运倾角。

(9)气垫带式输送机的工作原理及其结构不同于前述的几种带式输送机，它不使用托辊支承输送带，而是以空气形成的气垫压力浮托起输送带。我国在气垫带式输送机研制方面起步较晚，但由于气垫带式输送机的技术经济效果显著，近年来也发展很快。与前述使用托辊的带式输送机相比，气垫带式输送机有如下优点：

①、能耗少；

②、维修费用低；

③、制造成本低；

④、运行稳定，工作可靠；

⑤、输送能力高；

⑥、污染少。

1.4带式输送机的布置形式

带式输送机的布置的一般要求：在曲线段内，禁设给、卸料装置，各种给、卸料装置应设于水平段。拉紧装置一般布置在输送带张力最小处。输送机尽可能布置成直线，应避免单纯地按地形布置成大凹弧、深凹弧的形式

在具体布置时应注意以下几点。

①在曲线段内，不允许设给料和卸料装置。

②给料和中途卸料点最好设在水平段上，但也可设在倾斜段上，设在倾斜段上时，中途卸料点的倾斜度不宜超过10°～12°，否则容易掉料。

③若在水平段内均匀给料，并且转折处比较平滑，凸、凹段曲率半径适当，则表5-1中所列最大允许倾角还可增加10%左右。

④当输送机需要由倾斜段转折为水平段时，其凸弧段最好用几个槽形托辊进行过渡，以防止物料散落。过渡的半径取

1R B 18≥

(B 为带宽) 推荐最小值见表1-2，也可采用改向滚筒进行过渡。当由倾斜段转折为水平段并在短距离内安装卸料装置时，则应采用改向滚筒。 表1-2 1R 、2R 最小值