0404065王琳琳管状带式输送机设计

1、济南大学毕业设计毕业设计题 目 管状带式输送机设计 学 院 机械工程学院 专 业 机械工程及自动化 班 级 机升0901 学 生 王琳琳 学 号 20090404065 指导教师 张在美 二一一年 五 月 二十四 日- 1 -济南大学毕业设计1 前言1.1 管状带式输送机的特点和研究意义：管状带式输送机是在普通带式输送机的基础上发展而来的。它由多个托辊按一定方式排列成一个多边形托辊组( 如等六边形等) , 再由若干多边形的托辊组按一定间距布置, 强制胶带卷成边缘相互搭接的圆管状从而输送物料的一种新型带式输送机。其主要结构由传动改向装置、受料卸载装置、驱动装置、张紧装置、机架、输送胶带、头尾过渡段等组成。管状带式输送机工作原理：管状带式输送机的工作原理与普通带式输送机的基本相同,即通过输送胶带作牵引和物料的输送载体, 灵活转动的托辊作为胶带的支撑,驱动装置驱动滚筒使胶带靠滚筒与其的磨擦促使其进行循环周圈运动从而输送物料。不同的方面在于圆管带式输送机的物料在形成平形或槽形截面的胶带上进行输送而管状带式输送机使物料在形成管状截面的胶带内进行输送。最主要的不同在于采用多边形托辊组（最常用的为六

2、边形托辊组）将输送带卷成边互相搭接在一起的圆管状（最常用形式，也有异型管）进行物料输送。其工作过程可分成三个部分来完成。首先从尾部滚筒至输送带形成圆管状这段距离为尾部过渡段,受料口设在该范围内。在此过渡段内输送带由平形变为槽形, 最后与物料一起被卷成密封管状向前方运动。其次中间则为圆管段(承载段和回程段) ,该段胶带被六边形布置的托辊组迫使卷成管状。回程段管内无物料空载运行,承载段中物料在管内随胶带稳定运行。第三则为头部过渡段,当到达头部过渡段时,输送带随物料一起由圆形过渡为槽形并在头部滚筒处变为平形而卸料。总之,管状带式输送机以展开受料、封闭输送和再展开卸料后又封闭返回的依次循环不间断地工作着。目前管状带式输送机适合用于各种复杂地形条件下的输送密度为0250 kg/m3的各种散状物料, 采用普通管状输送带,其工作环境温度为 -25+40, 对具有防爆、耐热、防水、耐寒、防腐、阻燃等条件要求者,工作环境温度为 -35+200。可广泛应用于建材、电力、矿山、化工、冶金等行业的物料输送系统。输送的典型物料有碎石、矿石、焦炭、页岩、石灰石、煤和冲积土。一些非常难处理的物料, 如钢浓缩物、焦炭

3、、加湿粉煤灰、石油黏土、混凝土、废渣、铝土、尾渣、金属碎渣和滤尘等也可用管状带式输送机输送。当然,管状带式输送机也存在着一些不足。如与传统带式输送机相比它的单位造价略高；对物料瞬时过载承受能力也颇小；在同样带宽条件下,它的输送能力较低；生产时沿线需巡检的托辊数量比较多等,但与它优点相比, 其优点还是远远的大小其缺点,特别是建设条件越复杂,其优点就越突出明显。随着我国治理力度的增大和环保意识的加强,管状带式输送机在各个领域的应用前景肯定会非常广阔。1.2管状带式输送机的发展历程、现状和动态1.2.1管状带式输送机的发展历程带式输送机是一类经济适用、历史较长而又现代化的机械输送设备，在其200多年的发展史中，占重要地位的要属圆管带式输送机。由于世界对环境保护的要求日益迫切，自1972年圆管带式输送机诞生以来各行各业开始将其投入使用。圆管带式输送机顾名思义就是输送带在输送过程是以圆管的形式存在，在机架上输送物料。物料从尾部加料装置处进入加料段，输送带由平形变为U型，再经过过渡段逐渐变为圆管状，将物料包住密闭运行。输送到头部卸料时，圆管状输送带由U形渐渐展成平形，把物料卸掉。承载、回程过程可以

4、平行形式或形成圆管状运行。1972年，日本为了解决环保问题，开发研制了圆管带式输送机，并于1975年申报了圆管带式输送机专利，开始投产使用。1978年以后，先后有南非Bateman公司、德国Koch公司、韩国Young Poony公司、南美洲Sistemas公司开始生产圆管带式输送机。1996年，我国淮南煤矿机械厂引进日本专利进行生产圆管带式输送机。1998年，中国华电公司引进日本专利生产。2005年1月，长沙华泰重工与德国Koch公司合作生产圆管带式输送机。最近，在江苏扬州又成立了中德扬州输送工程技术有限公司。自我国引进圆管带式输送机技术，特别是改革开放以后，中国圆管带式输送机从无到有，发展速度之快，可以从以下数据得出： （1）我国制造圆管带式输送机的工厂从一个增加到十个以上； （2）圆管带式输送机长度的增长，从0.1公里增长至5公里，现已达到7km了,发展速度为世界第一； （3）圆管带式输送机应用从1套到100套，自从中国引进日本专利技术，经过从消化和吸收到同国外合作制造，至今已有了自主设计，不到10年，相比于国外从80套增至100套也用了十年，我们可以看到我国对管带机的旺盛需求，

5、这说明圆管带式输送机是一个时代的产物。 1.2.2圆管带式输送机的发展现状管状带式输送机的概念是由日本普利斯通TPE公司在1964年提出的,之后日本在1972年开发研制了管状带式输送机,并于1975年申请了专利。当时开发的目的是为了解决普通带式运输机所造成的环境问题。1978年之后,先后有南非Bateman公司、德国Koch公司、韩国Young Poony公司、南美洲Sistemas公司开始生产圆管带式输送机。截至2008年底,据不完全统计,全球已建成1000余台圆管带式输送机,输送能力为50 4500 t/h,总运输长度达到200k m以上,管径范围100700 mm。目前世界范围内圆管输送机的单机最大长度是5029m,最大输送量4500t/h ,最大管径为700 mm；最大转弯角度90；最大倾角30；最大带速4.7m/s,最多转弯处数为12个。在国内,自上世纪80年代也开始逐渐研发应用,但发展速度比较缓慢。1996年淮南煤矿机械厂引进日本专利开始生产圆管带式输送机；1998年,中国华电公司引进日本专利生产。之后,我国造纸、化工、钢铁、矿山等行业陆续应用,仅2007年,全国就有超过2

6、0个大中型项目应用了圆管带式输送机,主要有宜宾海丰、淮化、武钢、贵州铝厂及邯郸钢铁等。马钢在十一五技术结构调整和改造中有一条动力煤输送考虑到条件的复杂性选用了该型输送机,并决定了马钢自己设计研制。经过大家精心设计、制造、安装和调试,到投入使用半年多来看,该机状况良好、运行平稳,满足了生产需求,也积累到一些宝贵经验,供同行们探讨与借鉴。鉴于圆管带式输送机拥有不可替代的优点,成都院在2006年开始研究将圆管带式输送机应用到锦屏一级水电站的混凝土骨料输送中,2009年6月,管带机正式投入使用,成为在我国水电工程中的首次应用。1.2.3 圆管带式输送机的发展动态进入20世纪以来，绿色环保设计就成为设计行业的一大主题。所谓绿色环保设计是指在保证产品的成本、质量、功能的前提下，综合考虑资源效率和环境影响的现代制造模式，使产品从设计、制造、使用到报废整个生命周期中不产生环境污染或环境污染最小化，符合环保要求，对生态环境无危害或危害极少，节约能源和资源，使资源利用率达到最高，而能源消耗最低。2003年我国颁布了清洁生产促进法，清洁生产就是指不断采取改进设计、采用先进的设备与工艺技术、使用清洁的原料和能

7、源、综合利用和改善管理等措施，从源头减少污染。提高资源利用率，减少或避免生产、产品使用和服务过程中污染物的产生和排放，以减轻或消除对环境和人类健康的危害。圆管带式输送机正肩负着这的历史使命。在物料运送过程中，物料被圆管输送带包裹起来，避免了物料因各种原因造成的对空气的污染和浪费，真正的起到绿色环保的作用。管状带式输送机是把物料置于围成管状的输送带内进行密闭输送的输送机,它不仅避免了通用带式输送机输送物料时线路倾角小 ,水平弯曲半径大易沿途撒料等缺点 ,而且还能使物料免受风吹、日晒。具有密闭输送、输送线可沿空间曲线灵活布置、输送倾角大,复杂地形条件下单机运输距离长等特点,同时与普通带式输送机比较还具有建设成本低、安装维护方便、使用可靠等优点。因此思维的不断开阔、制造技术的不断提高和制造材料的不断改进，管状带式输送机将以前所未有的速度发展。保障散料输送工作高效、安全、可靠的运转，并将在社会和经济发展领域继续起到更加重要的意义。1.3 本课题的设计任务对管状带式输送机进行总体设计和机械部件的详细设计，要求人性化设计，具有优良的可操作性。具体内容为:1机架的设计计算；2受料卸载装置的设计；3输

8、送带的选择计算；4托辊的选择计算；5传动及改向滚筒的选择计算；6驱动装置设计计算；7. 头尾过渡段的设计计算。设计的管状带式输送机对输送物料密闭进行密封,物料不会飞扬及散落,也不会因刮风下雨而受到外部环境的影响,既避免了因物料撒落而造成的环境污染,也避免了外部环境对物料的污染。在进行长距离输送时可替代通用带式输送机连续输送各种散料；由六只托辊强制围成圆管状,不会发生输送带跑偏的情况,管状带式输送机可实现立体螺旋状弯曲布置,所以一条管状带式输送机可取代一个由多条普通的带式输送机组成的输送系统,以节省设备投资、土建,并减少了故障点及运行费用和设备维护；管状带式输送机可自带走廊并且防止了雨水对物料的影响 ,因此,输送带围成圆管状,增大了物料与胶带间的摩擦系数；管状带式输送机可不再建栈桥,节省了栈桥费用。2.管状带式输送机的设计计算2.1 已知原始数据及工作条件图2.1所示为管带机结构图，管带机的头部、尾部、受料点、拉紧装置等部分在结构上与普通带式输送机基本相同，输送机在尾部收料后，在过渡段逐渐把其卷成圆管状进行物料密闭输送，到头部过渡段再逐渐展开成槽型，直到头部卸料并可进行物料的双向输送。图2.1 管状带式输送机双向输送机构结构示意管状带式输送机输送物料：石灰石，粒度080mm，=1.6x103 kg/m3；输送量：Q=450t/h。输送机长：L=100 m；工作环境：工厂生产，潮湿有尘。2.2 设计计算2.2.1 管状带式输送机带宽及驱动滚筒功率的计算管状带式输送机输送带运行速度：根据输送物料的特性，由于水平输送且水平输送距离短，可取。（1）管径：已知：Q=450t/h，带速V=2.3m/s，取装料系数k1 =0.75 (2.1) (2.2) (2.3)式中 ：k1 装料系数；Iv 体积计算的输送量（m3/s）; A 圆管带式输送机的截面积(m2)。 取D=250mm，带宽B=1000mm（2）圆管带式输送机截面积： (2

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