带式输送机课程设计

学院：机械与动力工程学院班级：姓名： ****** 学号： 321204010**** 指导老师：张小明

日期: 2014年3月11日

参考文献....................................................................................19

1. 前言

带式输送机是连续运行的运输设备，在冶金、采矿、动力、建材等重工业部门及交通运输部门中主要用来运送大量散状货物，如矿石、煤、砂等粉、块状物和包装好的成件物品。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，不仅具有长距离、大运量、连续输送等优点，而且运行可靠,易于实现自动化、集中化控制,特别是对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。特别是近几年，长距离、大运量、高速度的带式输送机的出现，使其在矿山建设的井下巷道、矿井地表运输系统及露天采矿场、选矿厂中的应用又得到进一步推广。

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。

2. 带式输送机概述

2.1 带式输送机的特点和应用

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。

2.2 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：

带式输送机的分类

2.3 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DTⅡ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提高到使输送带成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。

（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。

（6）压带式带输送机：它是用一条辅助带对物料施加压力。这种输送机的主要优点是：输送物料的最大倾角可达90°，运行速度可达6m/s，输送能力不随倾角的变化而变化，可实现松散物料和有毒物料的密闭输送。其主要缺点是结构复杂、输送带的磨损增大和能耗较大。

（7）钢绳牵引带式输送机：它是无际绳运输与带式运输相结合的产物，既具有钢绳的高强度、牵引灵活的特点，又具有带式运输的连续、柔性的优点。

2.4 带式输送机在国内外的发展状况

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，不仅具有长距离、大运量、连续输送等优点，而且运行可靠,易于实现自动化、集中化控制,特别是对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。

国外带式输送机技术的发展主要表现在：(1)带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化；(2)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、高带速等大型输送机已成为其发展的主要方向。

其关键技术与装备的特点：(1)设备大型化，其主要技术参数与装备均向着大型化发展；(2)应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术，采用各种软起动与自动张紧技术，对输送机进行动态监测与监控，大大降低了输送带的动张力，输送机始终处于最佳运行状态，设备性能好，运输效率高；(3)采用多机驱动与中间驱动及其功率平衡、输送机变向运行等技术，使输送机单机运行长度在理论上已不受限制，并确保了输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性；

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。我国已经在1978年完成了钢绳芯带式输送机的定型设计。钢绳芯带式输送机弥补了国内紧缺大输送量、高强度高的输送机的要求。

3. 带式输送机的设计计算

已知原始数据及工作条件

带式输送机的设计计算，应具有下列原始数据及工作条件资料。（1）物料的名称和输送能力：（2）物料的性质：

粒度及粒度组成、堆积密度、动或静积堆角、温度、湿度粘度、堆积密度；（2）输送成件物品是还包括成件物品的单位质量和外型尺寸。（4）卸料方式和卸料装置形式；（5）给料点数目和位置；

（6）输送机布置形式和尺寸，即输送机系统（单机或多机）综合布置形式、地形条件和供电情况。输送距离、上运或下运、提升高度、最大倾角等；（7）装置布置形式，是否需要设置制动器。

（8）工作环境：露天、室内、干燥、潮湿、环境湿度和空气含尘量大小等; 原始参数和工作条件如下: （1）输送物料：原煤

（2）物料特性： 1）块度：0～300； 2）散装密度：0.93t/m3； 3）在输送带上堆积角：ρ=30 ；

（3）工作环境：井下

（4）输送系统及相关尺寸： 1）运距：L=280 2）倾斜角：β=5°

3）最大运量：Q=65 T/H 初步确定输送机布置形式示意图，如图所示：

图

4. 输送带宽度选择（胶带选型）

4.1 输送机带速V及带宽B的确定

(1) 输送机带速的确定

输送机每小时的输送体积为： Qm=

式中：Qm------输送机每小时输送的体积，m3； Q----输送机的输送能力，t/h； ρ----物流密度，t/m3；计算得：Qm=

=69.89m3。 0.93

查DTⅡ带式输送机选用手册（表1和表2）(此后凡未注明均为该参考书)，且综

合考虑而且本设计是倾斜向上运输取胶带运行的速度为： υ=1m/s。

（2）输送带宽度B的确定 1)核算输送能力：

有式子：Q=3600AγCst=3.6qν 式中：γ---物流密度,t/m3;Cst---倾斜系数，对普通带在表15-1中查找；q---物流每米的质量，kg/m；ν---输送带的速度m/s； A---输送带的槽型物料短截面积，m3。

故所选槽型物料断截面积： A≥

3600γυCst

查表1可知Cst=0.985 代入上式得： A≥

6565

==0.018m2。

3600⨯0.93⨯1⨯0.9853297.78

由表2可知：在B=500mm，ρ=300时对应表中所列的四种曹槽角λ，A均大于0.018m2。在此选择槽角λ=30︒此时A=0.111m3实际输送量Q可达

Q=3600AυγCst=3600⨯0.0266⨯2⨯0.93⨯0.985=175.44>69.89t/h

此符合要求。所以取带速带速υ=2m/s，带宽B=500mm。

表1倾斜系数Cst选用表

表2槽形托辊物料断面物料断面面积面积A

查表2, 输送机的承载托辊槽角30°，物料的堆积角为20︒时，带宽为

500mm的输送带上允许物料堆积的横断面积为0.0266m3，此值大于计算所需要

的堆积横断面积,据此选用宽度为500mm的输送带能满足要求。

经如上计算,确定选用带宽500mm,初步选择1000S型煤矿用阻燃输送带。

1000S型煤矿用阻燃输送带的技术规格如下：

纵向拉伸强度1080N/mm；带厚9.3mm;输送带质量11.5kg/m。

4.2根据煤块粒度大小要求核算输送机的带宽

B≥2Xmax+0.2

式中：B-----输送带的宽度，m；

x Xma----输送物料的最大块度，mm。

得：B≥2Xmax+0.2=2⨯0.3+0.2=800mm

查表3带宽系列可知：令带宽500mm；输送机带宽能满足输送300mm粒度原煤要求。

表3 带宽系列

5. 运行阻力与输送带张力计算

输送带张力在整个长度上是变化的，影响因素很多，为保证输送机正常运行，输送带张力必须满足以下两个条件：

（1）在任何负载情况下，作用在输送带上的张力应使得全部传动滚筒上的圆周力是通过摩擦传递到输送带上，而输送带与滚筒间应保证不打滑；

（2）作用在输送带上的张力应足够大，使输送带在两组托辊间的垂度小于一定值。

5.1各特性点张力计算

图2 张力分布特殊点图

(1)运行阻力的计算

有分离点起，依次将特殊点设为1、2、3......，一直到相遇点21点，如图3-2所示。

计算运行阻力时，首先要确定输送带的种类和型号。在前面我们已经选好了输送带，1000S型煤矿用阻燃输送带，纵向拉伸强度1080N/mm；带厚9.5mm;输送带质量12.5Kg/m。

承载段运行阻力由式：

FZ=⎡⎣(q+q0+qtz)LωZcosβ+(q+q0)Lsinβ)]g 式中：q---物料每米的质量，kg/m,其计算公式为q=

Q65

==9.02kg/m 3.6ν3.6⨯2

；q0---输送带每米的质量，kg/m； qtz---承载段托辊每米转动部分质量，选取为18.9kg/m；L---输送带沿倾角方向上的长度，m；wz---载段托辊组

运行阻力系数，可查表4查的取wz=0.04；β------倾角度数。

表4 常用的托辊阻力系数

当承载段向上运行时，下滑力为正。向下运行时，下滑力为负。所以带入上式得：

Fz=[(9.02+12.5+18.9)⨯280⨯0.04⨯cos5︒+（9.02+12.5）⨯280⨯sin5︒]⨯9.81=9576.00

（2）输送带上各点张力的计算

通过以上计算可以清楚地了解到回空段最小张力点在6点，则可以用承载段的最小张力点7点处的悬垂条件确定7点的张力大小，通过7点以及承载段或者回空段各特殊点之间的运行阻力来求得各特殊点的张力，最后用摩擦条件来验算，以保证在胶带的运行中不会出现打滑现象。

1）由悬垂度条件确定7点的张力

为保证输送带运行平稳和物流的稳定，承载段与回空段输送带的悬垂度的最大值均为托托辊组间距的千分之二十五；

承载段满足最大允许悬垂度的最小张力为 Szmin

(q+q0)ltzcosβ

8εtmax

式中：Szmin---承载段输送带小张力，N;

εtmax----输送带最大允许悬垂度，εtmax=0.025ltz；把εtmax值代入上式，可求得：

Szmin=5(q+q0)gltzcosβ

式中：ltz---承载段两托辊的间距，m。

将数据代入上式可得：

Szmin=5⨯(9.02+12.5)⨯9.8⨯1.2⨯cos5︒=1260.56N 2)由逐点计算法计算各点的张力

因为S9=5856N,根据表5选CF=1.045(近180°包角)，CF=1.02(近90°包角)。

表 5 分离点张力系数CF表

S8=

S95856

==5603N CF1.045

S7=S8=5603N

S6=

S75603

==5493N 1.021.02

S5=S6-F5-6=5493+4439=9932N S4=

S59932==9600N CF1.045

S3=S4-F3-4=9600+112.7=9712.7N S2=

S39721.7==9303N CF1.045

S1=S2-F1-2=9303-244=9059N S10=S9+F7-10=5856+131672=137528N S11=

S10137528

==131605N CF1.045

S12=S11=131605N

S13=S12⨯1.02=134237.1N

S14=S13=134237.1N

S15=S14=134237.1N

S16=1.045⨯134237.1=14031.3N。

从16点到点21以及1点之间的力均可额看做传动滚筒之间的牵引力。

5.2 验证皮带是否会出现打滑现象

用摩擦条件来验算传动滚筒分离点与相遇点张力的关系。

滚筒为菱形包胶滚筒，围包胶为470°。选摩擦系数μ=0.35。并取摩擦力备用系数n=1.15；由式（3－23）可算得允许Sy的最大值为：

Symax=S1(1+

μθ

-1e-1)=9609⨯(1+)=199389N n1.15

0.35⨯

470

π180

因为Sy=S14=134237.1N，且Symax>Sy，故摩擦条件满足。在皮带的运行过程中不会出现打滑现象。

6. 输送带强度验算

由已知所选择的输送胶带可知,所选择的输送带为PVC整体带芯输送带规格型号为1000S,其纵向拉断强度为1080N/mm，利用以下公式进行计算： m=

SnkC

[m]=m0aw Smaxη0

而且 m>[m]。

式中：m---输送带计算安全系数；[m]---输送带许用安全系数；

---输送带固定拉断力N;

Sn=B⨯GX

；B---输送带宽度，mm；

GX---纵向拉伸强度，N/mm；GX=1080N/mm；

---输送带上最大张力点的张力，N;

m0kaCw

---基本安全系数。查表6得m0=3.5

---动载荷系数，一般取1.2-1.5；

η0---输送带接头效率；

---附加弯曲伸长折算系数，在表6中查取，得m0=1.5

表6 基本安全系数m0与cw表

根据已知数据和查表6得出的数据代入上式得：

可知：Sn=1000⨯1080=1.08⨯106N； Smax=S6=137528N； m0=3.5；Cw=1.5；ka=1.2；η0=90%；

1.2⨯1.51.08⨯106

=7；即：m>[m]。所以：m==7.8；[m]=3.5⨯

90%137528

通过以上计算可以得出结论，初选的矿用输送机阻燃型1000s胶带能满足拉伸要求。此皮带符合要求。

7. 电动机功率确定

7.1圆周驱动力的计算

1 计算公式的选择

1）对输送机所有的长度（包括L小于80m）

传动滚筒上所需圆周驱动力FU为输送机所有阻力之和，可用式计算：

FU=FH+FN+FS1+FS2+FSt

式中：FH——主要阻力，N；FN——附加阻力，N；FS1——特种主要阻力，N；

FS2——特种附加阻力，N；Fst——倾斜阻力，N。

五种阻力中，FH、FN是所有输送机都有的，其他三类阻力，根据输送机侧型及附件装设情况定，由设计者自主进行来选择。

2）L≥80m

对机长大于80m的带式输送机，附加阻力FN明显的小于主要阻力，可用简便的方式进行计算，不会出现严重错误。为此引入系数C作简化计算，则公式变为下面的形式：

FU=CFH+FS1+FS2+FSt

式中：C——与输送机长度有关的系数，从表7查取。

表7 系数C（装料系数在0.7-1.1范围内）

2 输送机的主要阻力FH是物料及输送带移动和承载分支及回程分支托辊旋转所产生阻力的总和。可用式（3－6）计算：

FH=fLg[qRO+qRU+(2qB+qG)cosδ]

式中：f——模拟摩擦系数，根据工作条件及制造安装水平决定，一般可按表8查取。f运行阻力系数f值应根据表8选取，取f=0.03。

表8 摩擦系数f（推荐值）

L——输送机长度（头尾滚筒中心距），m；L=1000m； g——重力加速度；g=9.8m/s。

初步选定托辊为DTⅡ6204/C4，查表27，上托辊间距a0＝1.2m，下托辊间距

au ＝３m，上托辊槽角35°，下托辊槽角0°；

qRO——承载分支托辊组每米长度旋转部分重量，kg/m，用下式计算：

qRO=

其中：G1——承载分支每组托辊旋转部分重量，kg；a0——承载分支托辊间距，m；托辊已经选好，知 G1=18.9kg。

计算得：qRO=

G118.9==15.75kg/m。 a01.2

qRU——回程分支托辊组每米长度旋转部分质量，kg/m，用下式计算：

qRU=

其中：G2——回程分支每组托辊旋转部分质量；aU——回程分支托辊间距，m；

G2=16.09kg。

计算得：qRU=

G216.09==5.036 kg/m。

3aU

所以：qG——每米长度输送物料质量：

qG=

65Q==87.5kg/m。 3.6⨯23.6υ

qB——每米长度输送带质量，kg/m，查表得qB=12.5kg/m；

δ-----输送机倾斜角度，本设计中δ=5°；将数据代入式（3－6）计算得：

FH=fLg[qRO+qRU+(2qB+qG)cosδ]

=0.03⨯280⨯9.81⨯[15.75+5.36+(2⨯12.5+87.5)⨯cos50]

=10962N。

3 主要特种阻力计算

主要特种阻力FS1包括托辊前倾的摩擦阻力Fε和被输送物料与导料槽拦板间的摩擦阻力Fgl两部分，按下式计算：

FSl=Fε+Fgl

Fε按式（1）或式（2）进行计算：

（1）三个等长辊子的前倾上托辊时

Fε=Cεμ0Lε(qB+qG)gcosδsinε （10）

（2）二辊式前倾下托辊时

Fξ=μ0LεqBgcosλcosδsinε （2）

式中:Cτ--槽型系数；30°槽型角Cτ=0.4；35°槽型角Cτ=0.43； μ0—输送带和输送带间的摩擦系数，一般取为0.3---0.4，取μ0=0.35； ε――托辊前倾角

度，取ε=1.5°；lε----装有前倾托辊的机长度。

所以带入上式（3－9）得：

Fε=0.43⨯0.35⨯280⨯(12.5+87.5)⨯9.8⨯0.996⨯sin1.5︒ =1069N。

由于输送机长度比较大，所以可以把被输送物料与导料槽拦板间的摩擦阻力

Fgl忽略不计，所以：主要特征阻力：

FS1=Fε=1069N。 4 附加特种阻力计算

附加特种阻力FS2包括输送带清扫器摩擦阻力Fr和犁式卸料器摩擦阻力Fa

等部分，按下式计算：

FS2=n3⋅Fr+Fa

Fr=A⋅P⋅μ3 Fa=B⋅k2 式中:n3——清扫器个数，包括头部清扫器和空段清扫器；

A——一个清扫器和输送带接触面积，m2，见表9;取A=0.01/m2

P——清扫器和输送带间的压力，N/m2，一般取为3 ⨯104~10⨯104 N/m2；

μ3——清扫器和输送带间的摩擦系数，一般取为0.5---0.7；

B-----带宽，mm；

k2——刮板系数，一般取为1500 N/m。

表9导料槽栏板内宽、刮板与输送带接触面积

查表3-6得: A=0.01m2，取P=4⨯104N/m2，取μ3=0.6，将数据带入式得：

Fγ=0.01⨯4⨯104⨯0.6=240N。

拟设计的总图中有两个清扫器和三个空段清扫器（一个空段清扫器相当于1.5个清扫器）所以n3=6.5；因为在本次设计过程中没有安装卸料装置，所以令Fa=0。由式得：FS2=n3⨯Fγ=6.5⨯240=1560N。 5 倾斜阻力计算

倾斜阻力按下式计算：

Fst=g.H.qG

式中：H--输送机受料点与卸料带你间的高度差，m；输送机向上提升时，H取正值；输送机向下运输时,H取负值。H=1000⨯sin5︒=85m。所以得：

Fst=g.H.qG=87.5⨯9.81⨯85=72887N。 6 计算圆周驱动力

由式知：FU=CFH+FS1+FS2+FSt

FU=1.09⨯10962+1069+1560+72887=87425N。

7.2传动功率计算

1 传动滚筒轴功率的计算

传动滚筒轴功率（PA）按式（3－16）计算：

PA=

FU⋅υ

1000

式中：pA---传动轴功率，kw；FU---圆周驱动力，N；υ---皮带的运行速度，m/s。代入式可得：

pA=2电动机功率的计算

电动机功率PM，按式（3－17）计算：

PM=

87425⨯2

=175KW。

1000

ηηη

⨯K

式中：η—传动效率，一般在0.85--0.95之间选取；η1—联轴器效率；每个机械式联轴器效率η1=0.98，液力耦合器器η1=0.96；η2—减速器传动效率，按每级齿轮传动效率.按0.98计算；η'—电压降系数，一般取0.90-0.95；η"—多电机功率不平衡系数，一般取η"=0.90 0.95，单驱动时，η"=1；K－电机备用系数，取K=1.15。

根据计算出的PM值，查电动机的型号，按就大不就小的原则选择定电动机的功率。

由式得： PA=239kw。由式得：PM=1.15⨯

在本设计中采用双滚筒传动分别驱动的形式。采用双滚筒传动分别驱动的形式时，两电动机功率有两种分配方案,一种是利用式子（3－18）来分配，此方案的主要优点是能充分利用两滚筒所传递的最大摩擦力，但传递装置的功率相差

μθ175

=228kw。

0.95⨯0.98⨯0.95

倍，这样，无论设计、制造、使用及设备等都必须两套，给制造和安装带来

不便。

1max=eμ

W2max

第二种方案的主要优点是：两电动机的功率相等。这样两套传动装置完全一样，有利于部件的标准化，可以使制造成本降低、减小备件的品种、便于维修。但不能充分利用两滚筒所传递的最大摩擦力，并会使胶带的张力增大，要求交代有较高的强度。当胶带强度足够时，采用第二种方案有较大的优越性。

通过以上分析：考虑到加工的经济型，采用第二种方案，所以选择电动机的型号为Y315L-4型号的电动机2台，P=160kw而且同步转速为n=1480r/min而且为4极的电动机。

参考文献

[1] 敬主编. DTⅡ(A)型带式输送机机械设计手册 .冶金工业出版社.2003.8.

[2] 机械设计选用手册》编组委.运输机械设计选用手册.化学工业出版社.1999.1.

[3] 通用机械设计. 中国矿业大学出版社. 2003.6.

[4] 械设计选用手册》编组委.运输机械设计选用手册.化学工业出版社.1999.1

[5] 机械学院主编. 矿山运输机械.煤炭工业出版社. 1980.10.

[6]于学谦主编.矿山运输机械.中国矿业大学出版社. 1998.4.

[7] 孔庆华,刘传绍主编.极限测量与测试技术基础.同济大学出版社. 2002.5

[8]赵允领主编.计算机工程制图.河南大学出版社. 2004.2

[9]濮良贵.纪名刚主编.机械设. 高等工业出版社 . 2006.12

[10] 张钺主编. 新型带式输送机设计手册.冶金工业出版社. 2001.2.

[11] 胡宗武主编. 非标准机械设备设计手册.机械工业出版社 . 2005.1

[12] 徐敬主编.机械设计手册.机械工业出版社. 2001.9

[13] 吴宗泽主编.机械设计手册.机械工业出版社. 2004.9

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带式输送机课程设计

学院：机械与动力工程学院班级：姓名： ****** 学号： 321204010**** 指导老师：张小明

日期: 2014年3月11日

参考文献....................................................................................19

1. 前言

2. 带式输送机概述

2.1 带式输送机的特点和应用

2.2 带式输送机的分类

带式输送机的分类

2.3 各种带式输送机的特点

（7）钢绳牵引带式输送机：它是无际绳运输与带式运输相结合的产物，既具有钢绳的高强度、牵引灵活的特点，又具有带式运输的连续、柔性的优点。

2.4 带式输送机在国内外的发展状况

3. 带式输送机的设计计算

已知原始数据及工作条件

带式输送机的设计计算，应具有下列原始数据及工作条件资料。（1）物料的名称和输送能力：（2）物料的性质：

（8）工作环境：露天、室内、干燥、潮湿、环境湿度和空气含尘量大小等; 原始参数和工作条件如下: （1）输送物料：原煤

（2）物料特性： 1）块度：0～300； 2）散装密度：0.93t/m3； 3）在输送带上堆积角：ρ=30 ；

（3）工作环境：井下

（4）输送系统及相关尺寸： 1）运距：L=280 2）倾斜角：β=5°

3）最大运量：Q=65 T/H 初步确定输送机布置形式示意图，如图所示：

图

4. 输送带宽度选择（胶带选型）

4.1 输送机带速V及带宽B的确定

(1) 输送机带速的确定

输送机每小时的输送体积为： Qm=

式中：Qm------输送机每小时输送的体积，m3； Q----输送机的输送能力，t/h； ρ----物流密度，t/m3；计算得：Qm=

=69.89m3。 0.93

查DTⅡ带式输送机选用手册（表1和表2）(此后凡未注明均为该参考书)，且综

合考虑而且本设计是倾斜向上运输取胶带运行的速度为： υ=1m/s。

（2）输送带宽度B的确定 1)核算输送能力：

故所选槽型物料断截面积： A≥

3600γυCst

查表1可知Cst=0.985 代入上式得： A≥

6565

==0.018m2。

3600⨯0.93⨯1⨯0.9853297.78

由表2可知：在B=500mm，ρ=300时对应表中所列的四种曹槽角λ，A均大于0.018m2。在此选择槽角λ=30︒此时A=0.111m3实际输送量Q可达

Q=3600AυγCst=3600⨯0.0266⨯2⨯0.93⨯0.985=175.44>69.89t/h

此符合要求。所以取带速带速υ=2m/s，带宽B=500mm。

表1倾斜系数Cst选用表

表2槽形托辊物料断面物料断面面积面积A

查表2, 输送机的承载托辊槽角30°，物料的堆积角为20︒时，带宽为

500mm的输送带上允许物料堆积的横断面积为0.0266m3，此值大于计算所需要

的堆积横断面积,据此选用宽度为500mm的输送带能满足要求。

经如上计算,确定选用带宽500mm,初步选择1000S型煤矿用阻燃输送带。

1000S型煤矿用阻燃输送带的技术规格如下：

纵向拉伸强度1080N/mm；带厚9.3mm;输送带质量11.5kg/m。

4.2根据煤块粒度大小要求核算输送机的带宽

B≥2Xmax+0.2

式中：B-----输送带的宽度，m；

x Xma----输送物料的最大块度，mm。

得：B≥2Xmax+0.2=2⨯0.3+0.2=800mm

查表3带宽系列可知：令带宽500mm；输送机带宽能满足输送300mm粒度原煤要求。

表3 带宽系列

5. 运行阻力与输送带张力计算

输送带张力在整个长度上是变化的，影响因素很多，为保证输送机正常运行，输送带张力必须满足以下两个条件：

（1）在任何负载情况下，作用在输送带上的张力应使得全部传动滚筒上的圆周力是通过摩擦传递到输送带上，而输送带与滚筒间应保证不打滑；

（2）作用在输送带上的张力应足够大，使输送带在两组托辊间的垂度小于一定值。

5.1各特性点张力计算

图2 张力分布特殊点图

(1)运行阻力的计算

有分离点起，依次将特殊点设为1、2、3......，一直到相遇点21点，如图3-2所示。

承载段运行阻力由式：

FZ=⎡⎣(q+q0+qtz)LωZcosβ+(q+q0)Lsinβ)]g 式中：q---物料每米的质量，kg/m,其计算公式为q=

Q65

==9.02kg/m 3.6ν3.6⨯2

；q0---输送带每米的质量，kg/m； qtz---承载段托辊每米转动部分质量，选取为18.9kg/m；L---输送带沿倾角方向上的长度，m；wz---载段托辊组

运行阻力系数，可查表4查的取wz=0.04；β------倾角度数。

表4 常用的托辊阻力系数

当承载段向上运行时，下滑力为正。向下运行时，下滑力为负。所以带入上式得：

Fz=[(9.02+12.5+18.9)⨯280⨯0.04⨯cos5︒+（9.02+12.5）⨯280⨯sin5︒]⨯9.81=9576.00

（2）输送带上各点张力的计算

1）由悬垂度条件确定7点的张力

为保证输送带运行平稳和物流的稳定，承载段与回空段输送带的悬垂度的最大值均为托托辊组间距的千分之二十五；

承载段满足最大允许悬垂度的最小张力为 Szmin

(q+q0)ltzcosβ

8εtmax

式中：Szmin---承载段输送带小张力，N;

εtmax----输送带最大允许悬垂度，εtmax=0.025ltz；把εtmax值代入上式，可求得：

Szmin=5(q+q0)gltzcosβ

式中：ltz---承载段两托辊的间距，m。

将数据代入上式可得：

Szmin=5⨯(9.02+12.5)⨯9.8⨯1.2⨯cos5︒=1260.56N 2)由逐点计算法计算各点的张力

因为S9=5856N,根据表5选CF=1.045(近180°包角)，CF=1.02(近90°包角)。

表 5 分离点张力系数CF表

S8=

S95856

==5603N CF1.045

S7=S8=5603N

S6=

S75603

==5493N 1.021.02

S5=S6-F5-6=5493+4439=9932N S4=

S59932==9600N CF1.045

S3=S4-F3-4=9600+112.7=9712.7N S2=

S39721.7==9303N CF1.045

S1=S2-F1-2=9303-244=9059N S10=S9+F7-10=5856+131672=137528N S11=

S10137528

==131605N CF1.045

S12=S11=131605N

S13=S12⨯1.02=134237.1N

S14=S13=134237.1N

S15=S14=134237.1N

S16=1.045⨯134237.1=14031.3N。

从16点到点21以及1点之间的力均可额看做传动滚筒之间的牵引力。

5.2 验证皮带是否会出现打滑现象

用摩擦条件来验算传动滚筒分离点与相遇点张力的关系。

滚筒为菱形包胶滚筒，围包胶为470°。选摩擦系数μ=0.35。并取摩擦力备用系数n=1.15；由式（3－23）可算得允许Sy的最大值为：

Symax=S1(1+

μθ

-1e-1)=9609⨯(1+)=199389N n1.15

0.35⨯

470

π180

因为Sy=S14=134237.1N，且Symax>Sy，故摩擦条件满足。在皮带的运行过程中不会出现打滑现象。

6. 输送带强度验算

由已知所选择的输送胶带可知,所选择的输送带为PVC整体带芯输送带规格型号为1000S,其纵向拉断强度为1080N/mm，利用以下公式进行计算： m=

SnkC

[m]=m0aw Smaxη0

而且 m>[m]。

式中：m---输送带计算安全系数；[m]---输送带许用安全系数；

---输送带固定拉断力N;

Sn=B⨯GX

；B---输送带宽度，mm；

GX---纵向拉伸强度，N/mm；GX=1080N/mm；

---输送带上最大张力点的张力，N;

m0kaCw

---基本安全系数。查表6得m0=3.5

---动载荷系数，一般取1.2-1.5；

η0---输送带接头效率；

---附加弯曲伸长折算系数，在表6中查取，得m0=1.5

表6 基本安全系数m0与cw表

根据已知数据和查表6得出的数据代入上式得：

可知：Sn=1000⨯1080=1.08⨯106N； Smax=S6=137528N； m0=3.5；Cw=1.5；ka=1.2；η0=90%；

1.2⨯1.51.08⨯106

=7；即：m>[m]。所以：m==7.8；[m]=3.5⨯

90%137528

通过以上计算可以得出结论，初选的矿用输送机阻燃型1000s胶带能满足拉伸要求。此皮带符合要求。

7. 电动机功率确定

7.1圆周驱动力的计算

1 计算公式的选择

1）对输送机所有的长度（包括L小于80m）

传动滚筒上所需圆周驱动力FU为输送机所有阻力之和，可用式计算：

FU=FH+FN+FS1+FS2+FSt

式中：FH——主要阻力，N；FN——附加阻力，N；FS1——特种主要阻力，N；

FS2——特种附加阻力，N；Fst——倾斜阻力，N。

五种阻力中，FH、FN是所有输送机都有的，其他三类阻力，根据输送机侧型及附件装设情况定，由设计者自主进行来选择。

2）L≥80m

FU=CFH+FS1+FS2+FSt

式中：C——与输送机长度有关的系数，从表7查取。

表7 系数C（装料系数在0.7-1.1范围内）

2 输送机的主要阻力FH是物料及输送带移动和承载分支及回程分支托辊旋转所产生阻力的总和。可用式（3－6）计算：

FH=fLg[qRO+qRU+(2qB+qG)cosδ]

式中：f——模拟摩擦系数，根据工作条件及制造安装水平决定，一般可按表8查取。f运行阻力系数f值应根据表8选取，取f=0.03。

表8 摩擦系数f（推荐值）

L——输送机长度（头尾滚筒中心距），m；L=1000m； g——重力加速度；g=9.8m/s。

初步选定托辊为DTⅡ6204/C4，查表27，上托辊间距a0＝1.2m，下托辊间距

au ＝３m，上托辊槽角35°，下托辊槽角0°；

qRO——承载分支托辊组每米长度旋转部分重量，kg/m，用下式计算：

qRO=

其中：G1——承载分支每组托辊旋转部分重量，kg；a0——承载分支托辊间距，m；托辊已经选好，知 G1=18.9kg。

计算得：qRO=

G118.9==15.75kg/m。 a01.2

qRU——回程分支托辊组每米长度旋转部分质量，kg/m，用下式计算：

qRU=

其中：G2——回程分支每组托辊旋转部分质量；aU——回程分支托辊间距，m；

G2=16.09kg。

计算得：qRU=

G216.09==5.036 kg/m。

3aU

所以：qG——每米长度输送物料质量：

qG=

65Q==87.5kg/m。 3.6⨯23.6υ

qB——每米长度输送带质量，kg/m，查表得qB=12.5kg/m；

δ-----输送机倾斜角度，本设计中δ=5°；将数据代入式（3－6）计算得：

FH=fLg[qRO+qRU+(2qB+qG)cosδ]

=0.03⨯280⨯9.81⨯[15.75+5.36+(2⨯12.5+87.5)⨯cos50]

=10962N。

3 主要特种阻力计算

主要特种阻力FS1包括托辊前倾的摩擦阻力Fε和被输送物料与导料槽拦板间的摩擦阻力Fgl两部分，按下式计算：

FSl=Fε+Fgl

Fε按式（1）或式（2）进行计算：

（1）三个等长辊子的前倾上托辊时

Fε=Cεμ0Lε(qB+qG)gcosδsinε （10）

（2）二辊式前倾下托辊时

Fξ=μ0LεqBgcosλcosδsinε （2）

式中:Cτ--槽型系数；30°槽型角Cτ=0.4；35°槽型角Cτ=0.43； μ0—输送带和输送带间的摩擦系数，一般取为0.3---0.4，取μ0=0.35； ε――托辊前倾角

度，取ε=1.5°；lε----装有前倾托辊的机长度。

所以带入上式（3－9）得：

Fε=0.43⨯0.35⨯280⨯(12.5+87.5)⨯9.8⨯0.996⨯sin1.5︒ =1069N。

由于输送机长度比较大，所以可以把被输送物料与导料槽拦板间的摩擦阻力

Fgl忽略不计，所以：主要特征阻力：

FS1=Fε=1069N。 4 附加特种阻力计算

附加特种阻力FS2包括输送带清扫器摩擦阻力Fr和犁式卸料器摩擦阻力Fa

等部分，按下式计算：

FS2=n3⋅Fr+Fa

Fr=A⋅P⋅μ3 Fa=B⋅k2 式中:n3——清扫器个数，包括头部清扫器和空段清扫器；

A——一个清扫器和输送带接触面积，m2，见表9;取A=0.01/m2

P——清扫器和输送带间的压力，N/m2，一般取为3 ⨯104~10⨯104 N/m2；

μ3——清扫器和输送带间的摩擦系数，一般取为0.5---0.7；

B-----带宽，mm；

k2——刮板系数，一般取为1500 N/m。

表9导料槽栏板内宽、刮板与输送带接触面积

查表3-6得: A=0.01m2，取P=4⨯104N/m2，取μ3=0.6，将数据带入式得：

Fγ=0.01⨯4⨯104⨯0.6=240N。

倾斜阻力按下式计算：

Fst=g.H.qG

式中：H--输送机受料点与卸料带你间的高度差，m；输送机向上提升时，H取正值；输送机向下运输时,H取负值。H=1000⨯sin5︒=85m。所以得：

Fst=g.H.qG=87.5⨯9.81⨯85=72887N。 6 计算圆周驱动力

由式知：FU=CFH+FS1+FS2+FSt

FU=1.09⨯10962+1069+1560+72887=87425N。

7.2传动功率计算

1 传动滚筒轴功率的计算

传动滚筒轴功率（PA）按式（3－16）计算：

PA=

FU⋅υ

1000

式中：pA---传动轴功率，kw；FU---圆周驱动力，N；υ---皮带的运行速度，m/s。代入式可得：

pA=2电动机功率的计算

电动机功率PM，按式（3－17）计算：

PM=

87425⨯2

=175KW。

1000

ηηη

⨯K

根据计算出的PM值，查电动机的型号，按就大不就小的原则选择定电动机的功率。

由式得： PA=239kw。由式得：PM=1.15⨯

μθ175

=228kw。

0.95⨯0.98⨯0.95

倍，这样，无论设计、制造、使用及设备等都必须两套，给制造和安装带来

不便。

1max=eμ

W2max

参考文献

[1] 敬主编. DTⅡ(A)型带式输送机机械设计手册 .冶金工业出版社.2003.8.

[2] 机械设计选用手册》编组委.运输机械设计选用手册.化学工业出版社.1999.1.

[3] 通用机械设计. 中国矿业大学出版社. 2003.6.

[4] 械设计选用手册》编组委.运输机械设计选用手册.化学工业出版社.1999.1

[5] 机械学院主编. 矿山运输机械.煤炭工业出版社. 1980.10.

[6]于学谦主编.矿山运输机械.中国矿业大学出版社. 1998.4.

[7] 孔庆华,刘传绍主编.极限测量与测试技术基础.同济大学出版社. 2002.5

[8]赵允领主编.计算机工程制图.河南大学出版社. 2004.2

[9]濮良贵.纪名刚主编.机械设. 高等工业出版社 . 2006.12

[10] 张钺主编. 新型带式输送机设计手册.冶金工业出版社. 2001.2.

[11] 胡宗武主编. 非标准机械设备设计手册.机械工业出版社 . 2005.1

[12] 徐敬主编.机械设计手册.机械工业出版社. 2001.9

[13] 吴宗泽主编.机械设计手册.机械工业出版社. 2004.9

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