非标自动化设备皮带线设计【报告】.docx

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1、非标自动化设备皮带线设计第1章引言2第2章皮带线理论介绍22.1 皮带线的应用22.2 皮带线的工作原理32.3 皮带线的结构4第3章非标皮带线主要部件设计53.1 输送带53.1.1 皮带线对输送带的要求53.1.2 输送带的性能53.1.3 输送带的选择63.2 驱动装置73.2.1 皮带线对驱动装置的要求73.2.2 驱动装置的结构形式83.3 皮带线驱动方案的确定83.4 托辐93.4.1 托辐的结构93.4.2 托车昆组103.4.3 托馄的选择123.5 滚筒133.5.1 滚筒的结构与种类133.5.2 滚筒的选择14第4章非标皮带线设计计算154.1 设计标准154.2 原始数

2、据及工作条件154.3 输送能力及输送带宽度计算154.4 计算圆周驱动力和传动功率184.5 输送带不打滑条件224.6 确定传动滚筒合张力244.7 确定各改向滚筒合张力264.8 确定传动滚筒274.9 确定驱动装置274.10 拉紧装置计算274.11 rtjj4.12 启动和制动284.13 逆止力计算29第5章设计总结31参考文献31第3章非标皮带线主要部件设计图34皮带线托鞋轴承座有铸造式和冲压式和酚醛塑料加布三种。如图3-2 (a)所示，铸造式 轴承座的优点是厚度较大、刚性强、配合面精度高、托鞋转动灵活性好。但重量 较大，成本较高。如图3-2 (b)所示，冲压轴承座的重量轻、制

3、造容易、成本低。 但钢板薄时刚性小、易变形、拆装时易损坏。托鞋轴承一般选用滚珠轴承，近年 来倾向于选用大游隙轴承，以改善轴承的工作状态，起到减小托辐阻力I,降低托 辘的制造成本的作用。托辘密封结构的好坏直接影响托混的阻力和托辐寿命，托 混的密封采用迷宫式密封。图32 (a)图32 (b)3.4.2 托初组托轻按用途不同可分为普通承载托鞋和专用托轻。普通承载托配是在正常段 的上分支和下分支托轻，它们的作用是支撑输送带和物料，专用托混的作用是输 送带的过渡导向、输送带运行的防偏以及缓冲等。托馄都是成组地安装在皮带线上，上托馄组可以由单个托辘的平形托馄和两第3章非标皮带线主要部件设计个、三个托辘的槽

4、形托辘组。槽形托辘组的中间托辘水平布置，侧托馄的槽角一 般为35度和45度最常用的托辘组是三个托福的长度相等并布置在同一平面内， 如图3-3所示。三个托馄不在同一水平面的槽形托辐是将侧托辐安装在与水平托 辘靠近的另一平面内，这种托福组的优点是：图3-3槽行托辘组(1)可以降低托辘架的高度，减小等效的托辘间距。可用于输送带的刚度 较 和空间较 的地方。悬挂托提组是将3个或5个托辘钱接在一起悬挂在皮带 线中间架上。悬挂托辐常用于重载工作的移置式皮带线上。三军昆的悬挂托辐组常 用在承载段，五辘的托辘组可以在不间断运输工作的情况下与输送带脱离接触， 随时进行更换。如用刚性固定的托辘，更换托鞋时必须停机

5、(2)有利于输送带的运行。在充分利用弹性托辘垂直移动可能性的情况下, 托混组可以适应任意载荷。如果地面不平使支架出现横向倾斜，托辐组可以达到 平衡；降低运行大噪音。由于托鞋间是挠性连接，可以通过托馄组中托鞋位置的 相对变化来吸收消除振动和冲击。使运行趋于平稳；缓冲托提安装在皮带线的受 料处用以保护输送带。缓冲托混的每个托混由具有一定间隔的弹性图盘制成。缓 冲托混的额定负荷和标准托辘相同。在运输沉重和大块物料的情况下，有时需沿 皮带线全线设置缓冲托混。缓冲托辐组通常用3-5个托辐组成。为提高缓冲效果, 目前已研制出多种缓冲托辘组，下托混组通常是单个水平托车昆，大型皮带线采用 两个托辘，两托混布置

6、成V形用以防止跑偏和较高的承载能力。输送带运行时可 能由于输送带制造的偏差、物料偏心堆积、机架变形、托辘轴承缺陷、风载荷作第3章非标皮带线主要部件设计用以及张力分布不均匀，引起输送带跑偏。为防止跑偏多采用调心托辐组。常用 的调心托轻组有一个支撑托辐组的托架，该托架通过一个可以旋转的支点装在机 架上，当输送带跑偏时，可以使支架上安装的托鞋相对于皮带线中心线偏转，将 输送带推移到皮带线的中心线上来。过去的调心托军昆组多在侧边上设立辘，虽然 可以起到强制地纠偏作用，但是由于立辐和输送带的边缘连续接触，会加大物送 带边缘的磨损，降低输送带的使用寿命。七图3-4调心托混组调心托混组也可以采用侧托辘是锥形

7、的或将两侧托幅设置成前倾的形。下托 辘组为二托辘时，也可以采用上述的方法对输送带的运行进行纠调式偏梳形托辘 的应用可以增加纠偏能力，同时具有一定的清扫作用；螺旋托鞋的作用除支撑输 送带外，还可以清扫回程输送带表面。3.4.3 托混的选择托鞋的选择主要考虑托辐组的承载能力和寿命。主要考虑下列因素：载荷的 大小及特征、输送带的宽度和运行速度、使用条件、皮带线的工作制度、被运送 物料的性质、轴承寿命、维修制度等。托混组的形式的选择可根据托提在不同部 位的情况选择。例如：受料处选用缓冲托辘，在过渡段选用过渡托车昆；为防止跑 偏在整个皮带线上设里一定数足的调心托幅组；在输送量较大的情况下托辘选用 槽形托

8、根组，输送量较小时选用二托辐托幅组或平形托混。第3章非标皮带线主要部件设计图3-5托辐组的受力图根据实际的输送条件以及课题设计的要求，托馄选用人I型托率昆，直径O.lm。3.5滚筒3.5.1 滚筒的结构与种类滚筒组是皮带线的重要部件，按在皮带线中所起的作用滚筒可分为传动滚筒 和改向滚筒两大类。传动滚筒的作用是将驱动装置提供的扭矩传到输送带上。改 向滚筒包括用于输送带在皮带线端部的改向、增加传动滚筒包角的导向滚筒、拉 紧滚筒和用于拉紧装置的导向滚筒。滚筒组由滚筒轴、轴承座、轮毅、辐板、筒 壳等部分组成，有的滚筒还有轮毅和滚筒轴的连接件、轮毅和辐板的连接件。一 般地，传动滚筒的表面覆盖有橡胶或陶瓷

9、以增大驱动滚筒与输送带间的摩擦系 数。滚筒轴承一般用球面调心滚子轴承。根据滚筒的承载不同，可将滚筒分为轻 型滚筒、中型滚筒和重载滚筒。轻型滚筒的结构是轴与轮毅采用过盈配合（或配 单键），辐板与筒壳全焊，其中轮毅与轴过盈连接配键的结构用于传动滚筒；中 型滚筒的结构是轴与轮毅用胀套连接，辐板与筒壳全焊；重型滚筒的结构是轮毅 与轴用胀套连接，铸焊辐板与筒壳铸焊。这种结构的滚筒是筒壳的一部分、辐板、 轮毅铸成一体的底盘与筒壳的另一部分焊接而成。滚筒包胶的主要优点就是表面 摩擦系数大，适用于长距离大型皮带线。包胶是光面钢制滚筒表面上用冷粘或硫 化一层橡胶。包胶滚筒按其表面形状又可分为：光面包胶滚筒、人字

10、形沟槽包胶 滚筒和菱形（网纹）包胶滚筒。人字形沟槽包胶滚筒如图所示。第3章非标皮带线主要部件设计图3-6人字形沟槽包胶滚筒这种滚筒有方向性，不得反向运转。带人字形沟槽滚筒有沟槽存在，能使表 面水薄膜中断，不积水，同时输送带与滚筒接触时，输送带表面能挤压到沟槽里。 由于这两种原因，即使在潮湿的条件下，摩擦系数仍降低很少。菱形(网纹)包 胶滚筒这种滚筒没有方向性，滚筒可正反转，对于可逆运输机采用菱形滚筒比较 合适。3.5.2 滚筒的选择在皮带线的设计中一般只需选择出滚筒，选择滚筒的主要指标是滚筒的直 径。选用大直径的滚筒对输送带的使用有利。但是，当滚筒直径增大后，驱动滚 筒的质量、驱动装置减速器的

11、减速比、减速器的质量和尺寸都需要相应增大。选 择滚筒直径主要考虑以下因素：(1)输送带绕过滚筒时输送带的弯曲应力；(2)输送带发生弯曲的频次(与导绕方式、绕过滚筒的数目、运距和速度 有关)；(3)输送带与滚筒面间的最大或平均比压；(4)输送带许用强度利用率(简称为RMBT,它是输送带最大张力与输送 带许用张力之比的百分数)；(5)皮带线的安装地点和使用条件(例如：地面、井下、露天、移动、固 定等)；(6)包胶和包胶的变形量。第4章非标皮带线设计计算第4章非标皮带线设计计算4.1 设计标准本设计均是严格按照国家标)隹连续搬运设备带承载托轻的带式输送机运行 功率和张力的计算(GB/T 17119-

12、1997)进行计算。4.2 原始数据及工作条件本非标皮带线设计原始数据如下：物料名称：原煤。输送能力：Q=2000t/h。物料最大粒度：300mm。堆积密度：1500kg/m3。静堆积角：a =45 运行堆积角：。二25。机长L=92.87米。提升高度：28.052米。倾斜角度：(5 =22.28初步设计给定：带宽1400mm;带速2m/s。初步设计参数：上托辘间距a0=1200mm;下托鞋间距：au=3000mm;托混槽 角4=45 ;托辐辐径159mm;导料槽长度80000mm;托军昆长度530mm;输送 带上胶厚3.5;输送带下胶厚1.5;托鞋前倾角1 35, o4.3 输送能力及输送带

13、宽度计算4.3.1 输送带上最大的物料横截面积第4章非标皮带线设计计算tan 25 65 = 0.0794图44等长三混槽型截面根据初步设计给定的参数，初选带宽小于2m,所以按B2m时计算输送带 可用宽度，b = Q.9B-0.05 = 0.9 x 1.40.05 = 1.21m为了保证带式输送机正常工作条件下，不发生撒料现象，输送带上允许的最 大物料横截面积S计算：S = /3 +(Z? + /3)cos22 11)cos4502c)火。(1.210.53).火。S. = 0.53 + cos 45 0 -sin 45 22252 =0.18521所以输送带上最大横截面积S就等于S = S1

14、+S2 = 0.0794 +0.18521 = 0.2646 m2式中：b输送带可用宽度，输送带可用宽度b按下式取值:第4章非标皮带线设计计算当 B2m 时，b=B-0.25m;%中间托混长度，对于一辘或二辐的托辘组，4=;8一物料的运行堆积角。4.3.2 输送能力已知带宽，按下式计算Q = 3.6SvkpQ = 3.6 x 0.2646x 2 x 0.8325 x 1500Q = 2379K = 1 -*（1-尤）攵=1竺当1 0.4418）0.2646、7% = 0.8325Icos2 c-cos2 0|-v 1-cos2144135x!(011.51-1= 13714N4.5.1 输送带

15、下垂度校核为了限制输送带在两托辘间的下垂度，作用在输送带上任意一点的最小张力 ,in按下式计算。由上式得，承载分支最小张力二33123 Na 小满足要求14125206791378527572S5 = S6 = 1.035414549212991419928399S7 = Sg = 1.04S615131221511476729535S9=1.035815585228161521030421Si。= S()+ jLig(qRO + qB)+.5Fr17447246801707432285S” = S2 = 1.02Sl017795251741741632931Sq = l.O4So ID185

16、072618118112342481：1,2：1 双驱动时 & Y Gmin，令13 =% min331233312333123Si4 = S13 + 儿 g(% +%)cos3+ Fsi + FSt129921299212992123117九=九=1.04几+ 2用128132128132128132134501SI7=L02SI6130694130694130694137191Si8 = S7 + 儿 jg(9/?o + %)+1 5 工13255913255913255913905519 = S20 = L03S8136535136535136535143227S21 = S)2 l.O

17、3S?o1406311406311406311475244.6 确定传动滚筒合张力4.6.1 功率配比1: 1时二等= 48045%S22S=%=48O45N第4章非标皮带线设计计算*9?3r 48253.393、,3.393 -1,=68122 NS. = S Fin = 68122 -48(M5 = 20077 N 1zz-1u z第一滚筒合张力F=S22 + S22T = 140631 + 68122 = 208753 N第二滚筒合张力F2 = S22T + d = 68122 + 20077 = 88199 N功率配比1: 2时=a=2222 = 32030N32x96090=6406

18、W3S22S 尸e2 =64060Nq - p0 22-1 1 U2 = 6406013.393、3.393 L=90829 NS、=S .-Fin =90829 - 64060 = 26769 N Izz-1u z第一滚筒合张力F=s22 + S22_ = 140631 +90829 = 231460 N第二滚筒合张力F2 = S22T + S = 90829 + 26769 = 117598 N功率配比为2： 1时96。9。= 6406W“33生=96090 = 32030N人33S22-1S1 =用2 = 32030 N=32030/ 3.393、,3.393-1,=45414 N第4章

19、非标皮带线设计计算S1 = 22-1 FU2 = 45414 - 32030 = 13384 N第一滚筒合张力6=S22 + S22T = 140631 +45414 = 186045 N第二滚筒合张力F2 = S22T + = 45414 +13384 = 58798 N综合以上三种情况可以得出第一，第二滚筒的最大合张力第一滚筒最大合张力F, = 231kN第二滚筒最大合张力= 117 kN按三种3区动工况下计算出各特性点张力列于表格2-1中。4.7 确定各改向滚筒合张力根据计算出的个特性点张力，1： 2双驱动时，各特性点张力最大，即据此计 算出各滚筒合张力，所选改向滚筒型号及其转动惯量如表

20、4-2所示。图4-2改向滚筒型号及其转动惯量序号滚筒名称滚筒直径mm合张力kN滚筒图号转动惯量烟苏1头部180P改向滚筒1000258140B708344.52尾部18岁改向滚筒100067140B708345.53拉紧180P改向滚筒100058140B708345.54前部90。改向滚筒80028140B6071705第一90增面滚筒80029140B6071706第二90增面滚筒80054140B6071707第一90。拉紧滚筒80056140B607170第4章非标皮带线设计计算8第二90拉紧滚筒80060140B6071709头部45。改向滚筒63027140B30650.210尾部

21、45改向滚筒63065140B30650.24.8 确定传动滚筒三种驱动情况中，%(DmaxnGWeMZN初选传动滚筒直径为1250mm,则传动滚筒最大扭矩为“max = %(%)maxt=诙八 根据传动滚筒最大合张力和最大扭矩查机械手册选择传动滚筒为140125.2o xw ax 60 左TV AZZax 560,DTII (A) 140A209Y, J =5 瓠 kgR。4.9 确定驱动装置根据传动滚筒直径，输送机代号和带速和电机功率，查表4-3驱动装置选择 表，查得驱动装置组合号为419,选择ZSY型减速器，查表4-3 Y-ZLY/ZSY 3仅动 装置组合表得：表4-3驱动装置型号电动机

22、Y315M-4132kWJm = 3.62Zg 加之液力耦合器YOXIIZ500JY =5.3Skgm2减速器ZSY450/50J j =6.1kgm制动器YWZ5-400/80根据减速器和传动滚筒型号，查表7-6得:LZ型弹性柱销齿式联轴器：220x282260x410 . J7 =21.67Zg./T?4.10 拉紧装置计算第4章非标皮带线设计计算最大拉紧力出现于1： 2双驱动工况时拉紧力K = 6 + S7 = 28399 + 29535 = 57934 NFjg = 57934 /9.81 = 5906 kg查表6-37选DTII (A) 80D1073c垂直重锤拉紧装置，重量1351

23、kg,拉紧改 向180滚筒选择80B107,重量823kg。重锤重量 G =工-Gk = 5906 - (1351 + 823) = 3732 kg重锤块数3732/15。249块4.11 输送带选择计算初选NN-200熊ax = Fu+S= 96090 + 26769 = 122859 Nz = xn = 122859xl0 = 438输送带厚度Bxcr 1400x200所以输送带层数为5层按式3-51核算传动滚筒直径D = CZdR =90 x 5 x 0.9 = 4054.12 启动和制动自由停车时间计算按式3-82和3-83计算Fb =E=0得工=(町+吗)% =月明=储ro + qR

24、U + lqR +G)L =(29.1 + 10 + 2x16.8 + 208.3)100 = 28100 kgm2-3+Z/第4章非标皮带线设计计算m2 = 242516 kg式中，n=2, i=50,电动机4=3.62依仁 液力耦合器人=5.38必/；减2速器今=6.1依；弹性柱销齿式联轴器(=21.67版 / ； 12个滚筒j合计为：J= 1709.7必苏 O7 =1.85x0.012 xl00x9.8129.1 + 10+(2x16.8 +208.3)COS22.28+6518 + 3360 + 77756 .3 =93361 NF；93361 na/1 / 2cIr = 0.34m/

25、s则 +m2 28100+242516 自由停车时间： t = = - = 58s aB 0.34采用制动器时：7=/ = 50-2 = 112OOO2V z r 0.625F； + Fz 93361+112000 门 t 2 aR =0.837必213 m.+m. 28100+242516= 2.395aB 0.8374.13逆止力计算由上式得:HFL = FSt-0.Sfg LqRo + qRu+2qB) + qGF. =77756 .3-0.8x0.023x9.81 100(29.1 + 10 + 2xl6.8)+x208.3、7 sin 22.28F = 72370 6N由上式，作用于

26、传动滚筒上的逆止力矩:应用，这种传输系统的输送距离长，可以达到稳定的工作状态，成为了大家的广 泛认可。2.2 皮带线的工作原理从另外一个角度来看，传送带成为了重要的组成部分，通常也被称之为胶带, 既是承载物体的器件，也是形成牵引的器件。图2-1是其组成原理，包括多个组 件，比如制动装置，支撑装置，卸料装置等。这些装置中，传送带是最重要的, 在起到了核心器件的作用。图2-1 DT 11(A)型皮带线整机结构传送带的牵引力是工程学上考虑的重点，主要可以围绕以下几个方面展开： 首先，是对拉力的提升，拉力的增大要适度，不能过量，在原理分析之后， 可以发现拉力的增大会使得分离点的张力S增大。如果拉力增大

27、的过多，会导致 输送带会因H增大会导致断面，这样不仅成本高，更是潜在的增加了整个装置的 尺寸。所以不能采用这种方法。如果在系统运转中，系统的张力得到了减小，就 会使得牵引力不足，这个时候，需要恢复系统的工作状态，就可以增大E。其次，如果牵引力不小，那么就需要从围包角上展开工作，得到促进滚筒 传动的角度。第4章非标皮带线设计计算= 4523kN，m丹7) _ 72370.6x1.252000 2000由上式，逆止器需要的逆止力矩:45 23=土 = 1.07 左 N 2l 50x0.848根据要求，每一组驱动装置均设置逆止器，且每一逆止器的逆止力矩都不小 于此。致谢第5章设计总、结输送带翻转用以

28、保证输送带的承载面和反面保持和托辘的接触的输送机，它 对控制平面转弯的轨迹可以获得良好的效果，保持输送带和托幅之间的摩擦特性 不变。输送带翻转还可以避免粘在输送带表面的物料在沿线撒落，这对保护环境 和穿越公路和河流都具有意义。对非标皮带线的设计本人查阅了大量的相关资料 计算出皮带线的主要参数，输送系统的布置形式，通过各种部件的对比计算选择 了皮带线的各个主要部件，制作出系统图，局部零件图，最后设计出皮带线的输 送系统。参考文献川刘子奇.非标自动化汽车生产相关搬送线设计今日自动化，2019, 000(010):P.25-26.肖宇.非标自动化设备的创新设计方案分析/.黑龙江科技信息，2019,

29、000(008):167-168.张远景.非标自动化设备的结构选择与安全J.科技创新与应用，2018, 000(026):68-69.肖宇.非标自动化设备的创新设计方案分析J.科学技术创新, 2019(08):172-173.邱伟钦，吴沁蓉，邓港鹏.关于较链的非标自动化设备设计探究J.内燃机与配 件,2019(19).吴军财.浅谈非标自动化设备的设计J.数码设计(上),2019, 000(009):170-171. 朱卫波，马福全，ZHU,等.V型辘道输送机设计及研究J.制造业自动化，2018, 02(v.40):98-99+104.网邓彬，刘冬园，张伟，等.模块化辐子输送机设计口.装备制造技

30、术，2018, No.284(08):80-81+89.9刘玉建.刘庄煤矿顺槽带式输送机设计优化J .煤炭技术，2019, 038(005):177-179.1。李娟，李清荣.煤矿用转载自移式带式输送机设计囚.煤矿机械，2018, 39(4): 16-17.11郝丽娅.煤矿井下大倾角带式输送机设计要点及实际应用调研煤矿机械, 2019, 40(003):139-142.12武楠楠.梁北煤矿32采区运输上山带式输送机设计选型J.机械工程与自动 化,2020, No.218(01):124-125+127.最后，在进行滚筒的传送中，如何考虑摩擦系数。的增大，也是一个重要的 问题。根据上面的描述，。

31、需要对牵引力进行增加，第二种方法无疑是最具有普适 性的，在本文中也着重考虑这种方法。2.3 皮带线的结构下面介绍皮带线的主要部件，包括了主体的架子，驱动装置，传动装置，安 全保护装置等，是一个系统性的集成平台。在进行具体的承载时候，物料也是有伴随运动特征的。这个时候可以考虑物 料的卸载位置，也可以通过托棍的支撑减少阻力，使得整个物料都沿着水平的方 向运动，同理，也可以按倾斜线路布置。考虑到不同的倾斜角，可以发现物料的 基本特征对这个系数是有影响的，可以从表2-1细致的观察措施：表2-1最大运角与材料的关系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筛分后的焦薇17。未筛分的石块18口一350师矿石16。水泥200200mm油田页岩22干松泥土20