皮带机课程设计说明书

第1页共29页摘要本次课程设计是关于平带式输送机的设计。首先对输送机作了简单的概述；之后进行机械部分的设计，首先是进行输送带设计计算，算出输送带的功率之后，求出转矩，暂选出电动机，给出转速，查表同步皮带和减速器的传动比，反求滚筒转速，之后进行同步皮带的计算，进行轴的设计，键的设计和校核，然后选电机，减速器，同步皮带，圆锥滚子轴承，联轴器，将所有数据计算好之后，开始画机械图，在图上设计工作台，然后再进行电气部分的设计，绘制电路图，设计程序的总体框图，进行程序计算，算出输送机在不同转速下单片机所需输出的脉冲信号，然后利用单片机的定时器来控制电动机的转速，最后对本次整个课程设计进行总结。本次带式输送机设计代表了设计的一般过程,对今后的选型设计工作有一定的参考价值。关键词：带式输送机；机械部分设计；电气部分设计，程序设计第2页共29页目录摘要....................................................................................................................................11前言.................................................................................................................................32课程设计的要求与任务..................................................................................................73机械部分设计...............................................................................................................103.1带式输送机的设计计算....................................................................................103.2传动功率的计算...............................................................................................123.3电动机的选择...................................................................................................133.4减速器的选择....................................................................................................133.5同步皮带的设计计算.......................................................................................143.6轴的计算............................................................................................................163.7轴的结构设计...................................................................................................173.8键的设计计算和校核.......................................................................................183.9联轴器的选择...................................................................................................183.10轴承的选择和计算..........................................................................................224电气部分设计..................................................................................错误!未定义书签。4.1电气设计的基本原则和步骤...............................................错误!未定义书签。4.2步进电动机驱动器的选择..................................................错误!未定义书签。4.3控制电路设计...................................................................................................254.4程序流程图.......................................................................................................264.5程序计算............................................................................................................274.6程序设计............................................................................................................27结论..................................................................................................................................29参考文献...........................................................................................................................29第3页共29页一、前言绪论带式输送机是输送能力最大的连续输送机械之一。其结构简单、运行平稳、运转可靠、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。它是运输成件货物与散装物料的理想工具，因此被广泛用于国民经济各部门。尤其在矿山用量最多、规格最大。带式输送机的技术发展1880年德国LMG公司设计了一台链斗挖掘机，其尾部带一条蒸气机驱动的带式输送机。1896年美国纽约颁布了鲁宾斯为带式输送机的发明人。20世纪30年代随着德国褐煤露天矿连续开采工艺的发展，带式输送机也随之得到迅速地发展，二次大战前德国褐煤露天矿已出现1.6m带宽的带式输送机。50年代开发出的钢绳芯输送带为带式输送机长距离化和大型化创造了条件。前西德为了摆脱石油危机带来的影响，开发了年产4000～5000万t的褐煤露天矿，并在50～60年代为日挖10万石方的斗轮挖掘机开发了配套的3.0m带宽的带式输送机，带速为6.8m/s。后经科研开发将带速提高到7.5m/s，使带宽从3.0m降至2.8m，但运量仍保持3.75万t/h。单条带式输送机的装机容量为6×2000kW，是当今运量最大的带式输送机。上述两种带式输送机均采用了模块设计。各条带式输送机由统一的机头、机尾、中间架、传动单元、托辊组和电气房模块组成，给设计、制造、使用和维护带来许多方便。目前最高的带速是15m/s，可用于大型排土机臂架上。70年代开始，西方各国推广斜井带式输送机。德国鲁尔区Haniel-ProsperⅡ煤矿使用了当今规格最大的斜井带式输送机，其带宽为1.4m，带速为5.5m/s,带强为st7500N/mm，整机传动功率为2×3100kW同步电机。电机转子直接固定在滚筒轴上，从而省去了减速器。同步机用交直交变频装置调速，起、制动过程非常平稳，起动时间可达140s，制动时间达40s。输送带保证寿命达20年。该机上、下分支输送带都运送物料。向上运媒1800t/h，下分支向下运矸石1000t/h。提高高度达700余米。经过一百年的发展，带式输送机已成为一个庞大的家族，不再是常规的开式第4页共29页槽型或直线布置的带式输送机，而是针对生产需求设计出各种各样的特种带式输送机。例如，弯曲型、线摩擦型。大倾角型。可伸缩型。吊挂型、管式、吊挂管式、波纹挡边式、气垫式、压带式、钢丝绳牵引式和钢带式等带式输送机。它们各有自己的独特优点，适用于某些特殊场合。例如，管式和吊挂式输送机因其密封性好，适用于有环保要求或物料不应受外界环境影响的场合。波纹挡边带式输送机可以做大倾角甚至垂直提升，因而在卸船和竖井提升中得到应用。压带式大倾角带式输送机于50年代在下挖式斗轮挖掘机上广泛应用。倾角可达35º，从而缩短斗轮臂架长度。目前国内外带式输送机正朝着长距离、高速度和大运量方向发展。单机运距已达30.4km，多机串联运距最长达208km，由17条带式输送机组成，最宽的带式输送机带宽为4m。最大运输能力已达到3.75万t/h，最高带速达到15m/s。单条带式输送机的装机功率达到6×2000kW。我国生产的带式输送机最大带宽已达到2m，带速已达到2m/s，设计运输能力已达到5.2万t/h，最大运距为3.7km。带式输送机的运输能力和输送距离是所有其他输送设备无法比拟的，因此世界各国都在不断地努力发展和完善带式输送机技术。努力的方向着重于：（1）提高带速，它是提高输送能力和节省投资的有效途径。（2）提高各部件的可靠性，也包括输送带的可靠性，往往一个部件的失灵会影响整机乃至整个系统的停顿。（3）努力减少维护工作量或取消日常维护工作，因带式输送机分布在几百米甚至几千米的运输线路上，很难实现有效的维护保养工作。（4）节能研究，带式输送机本身是输送机中耗能最省的，但在大型矿山、冶金、电力和专用港口等企业中带式输送机用量很大，成为企业中的一个耗能大部门，因而进一步的节能研究具有重要意义。例如，功率计算中的阻力确定，加大张力和托辊直径以及改进输送带结构与配方降低在运行阻力中占最大比重的压陷阻力（5）西方一些国家为适应金属露天矿型化的需要，正努力解决输送机输送金属矿石及其围岩的问题，以求用带式输送机替代昂贵的汽车运输。（6）对大中型带式输送机采用动态设计方法，通常采用的静态设计方法没有考虑输送带的粘弹性问题，因而输送机的起动与制动过程中会在输送带中产生第5页共29页冲击波，冲击波引起的输送带动张力要比正常运行的最大张力大10多倍，它直接关系着输送带的强度、接头强度、滚筒、传动装置和联接件的设计强度，然而研究可控的起动装置和制动装置来减小动张力便成为动态设计的根本所在。常用带式输送机类型与特点带式输送机的种类很多，常用的主要有以下几种：（一）通用带式输送机（DT）通用带式输送机是一种固定式带式输送机。其特点式托辊安装在固定的机架上，由型钢做成的机架固定在底板或地基上，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、洗煤厂、井下主要运输大巷、港口、发电厂等生