矿用皮带运输系统设计院
摘 要本次毕业设计题目是矿用皮带运输系统总体方案的设计。严格遵循带式输送机的设计原则进行计算设计。首先通过网络、书刊等信息渠道获取国内外矿用皮带运输机的发展现状，并将两者进行比较分析，指出我国带式输送机与国外的差距。接着对矿用皮带运输机的结构和原理进行了简单的概述；然后对矿用皮带运输机零部件的选择原则和计算内容进行了分析，然后按照这些设计原则，通过已知的参数来计算，从而进行零部件的选型和设计，最后对运输机的主要零部件进行校核。带式输送机主要由六部分组成驱动装置、传动装置、机架、拉紧装置和输送带。根据本课题所做的理论分析计算的基础上，设计了电气控制系统。电气控制系统的核心部件采用PLC。但因为设计的设备工作在矿井下，工作环境潮湿、灰尘大，有很多不确定因素，在设计时应当考虑到。本设计严格按照标准矿用皮带运输机的设计原则，经过一系列计算，在满足设计要求的前提下，来确定机械部件和设计总体控制，保证了本设计能安全可靠的完成任务。
目 录
第一章 绪论 1
1.1国内外研究现状 1
1.1.1国外研究现状 1
1.1.2国内研究现状 2
1.2带式输送机的工作原理 2
1.3带式输送机的结构和布置形式 3
1.3.1带式输送机的结构 3
1.3.2带式输送机的布置形式 4
1.4设计中的关键问题及解决方法 5
第二章 矿用皮带运输系统传动系统设计 6
2.1矿用皮带运输系统的设计计算 6
2.1.1带宽和带速的计算与确定 6
2.1.2传动滚轮所需圆周驱动力的计算 9
2.1.3传动功率的计算 13
2.1.4输送带张力的计算 13
2.2驱动装置的设计 16
2.2.1电动机的设计 16
2.2.2联轴器的设计 17
2.3矿用皮带运输系统机械部件的选用 18
2.3.1输送带 18
2.3.2传动滚筒 18
2.3.3托辊 20
2.3.4改向滚筒 22
2.3.5拉紧装置 23
第三章
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
控制总体方案设计 25
3.1控制系统总体方案 25
3.1.1电动机调速方案的比较和选择 25
3.1.2控制方案的比较和选择 26
3.2变频器的选用 26
3.3PLC的选用 26
3.4传感器的选用 27
3.5皮带运输系统电气原理图 27
3.6输入输出设备I/O端子分配表 28
3.7系统硬件连接图 28
3.8主电路电气原理图 29
3.9系统程序流程图及梯形图 29
结束语 31
致 谢 32
参考文献 33
第一章 绪论
带式输送机是一种可以连续运作从而实现物料输送的设备，在钢铁、矿石、电力、建材等重工业产业和物料运输部门中主要用于运输大量的零散物料，如原石、煤炭、砂石等粉、块和打包好的成品物件。
矿用皮带运输机是皮带运输机应用中的一种，都是滚筒通过摩擦力带动输送带运动的原理，实现的连续不停输送物料的设备，它不仅可以输送成品物料，而且可以输送零散的散状物料，当输送量越大，输送距离越远时，带式输送机的优势越能明显体现。其可以根据不同生产企业运输任务的不同与其他运输设备相结合，达到优化生产的目的，形成有连续的流水线来实现生产运输，可以根据需求选择不同倾角的设备，实现水平或倾斜运输，一般运输路线是固定不变的。矿用皮带运输机在需要实现大量运输的工业中应用广泛，如采矿业、钢铁业、能源业、港口、建材等领域，在大运输量、长距离输送时特点尤为突出。
对产量高、效率高的采矿业来说，矿用皮带运输机是最理想的输送设备。与其他物料输送设备相比较，既具有输送距离远、输送量大、能实现连续运输等特点，还具有输送平稳、容易实现自动控制、集中控制，其已将成为矿用领域实现经济、高效以及一体化生产的关键性设备。
1.1国内外研究现状
1.1.1国外研究现状
国外带式输送机主要从两个方面体现技术的优越性和发展迅猛，：第一个方面是带式输送机具有广泛的功能，广泛的应用领域；另一个方面是带式输送机本身的技术和设备有很大的潜能和发展的空间，特别是带式输送机发展正朝着运输距离长，运输量大，带速高的大型设备方向大步前进，带式输送机的运行性和可靠性在机动态分析和监测技术的研发成功后得到了极大的提高。目前矿用带式输送机具有以下几个关键的技术特点：
（1）?设备大型化。主要技术参数和设备型号都朝着大型化发展，来满足产量高、效率高的企业实现集中、节约生产的需求。
（2）监控综合化。动态分析技术、机电一体化和计算机监控等一系列高科技技术的应用，以及用大功率软启动技术和自动张紧技术，来动态检测和监控带式输送机，极大的降低了输送带上的张力，从而提高了设备的运行性能和输送效率。
（3）技术先进性。采用多种驱动等高新技术，不断延长带式输送机的输送距离和输送量。而且实现带式输送机能相互配合工作。
（4）关键元部件的强大技术性。如各种先进的、稳定的大功率驱动设备与调速设备、使用寿命长速度快的托辊、带自动清洁式传动滚筒、快速响应自移式机尾等。
1.1.2国内研究现状
功率大和运输距离长的矿用井下皮带运输机关键技术和新设备的研发成功，是我国的皮带运输系统的技术获得了极大的提高。如倾角大、输送距离远的皮带运输机、高产量高效率工作面顺槽可以伸缩的皮带运输机等设备填补了国内此种设备的空白。核心技术及其主要零部件都开展了理论研究和产品研发，开发成功了各种软启动装置和制动装置，以及先进的控制系统和驱动系统相结合。
国内外带式输送机之间的技术差距：
1、大型带式输送机领域核心部件和核心技术上两者之间任然存在着相当大的差距；
2、我国在自移式机尾与张紧装置等方面与国外还是有着很大差距，已经不能满足高产量、高效率矿井的需要；
3，可靠性，寿命的差距；
4，控制系统上的差距。
1.2带式输送机的工作原理
皮带运输机的机械结构如图11所示。主要机械结构包括下图几个部分。
图11 带式输送机简图
输送带绕过机械部件，通过特殊的方式联接形成一个封闭的环形带。托辊起到支撑的作用，支撑着输送带的上下两个部分。输送带为了保持正常运转，不至于产生打滑，通常采用合适的张紧装置以提供足够的张紧了。在运行过程中，摩擦力为主动力，用来使传动滚筒和输送带之间的保持同步运行。物料从输送带的装料点装载，经过输送带的运输，最后从卸料点卸载下，形成一个连续完整的输送带。物料一般都是从输送带的导料槽装载到输送带的上，与输送带一起运行，最终在机器头部传动滚筒处卸载物料，根据生产的需要，有时要求物料在输送带的中间位置卸载，可以通过特定的设备实现。
为了扩大带式输送机输送带的断面积，输送带上带的托辊采用用槽形托辊支撑，下带设计为平托辊，不需要运输物体。按输送角度可将带式输送机分为3种：水平运输、倾斜运输和垂直运输。对于一般的带式输送机，当倾斜输送时，最大倾斜角度不超过18度，最大倾斜角度向下输送不应超过15度。
最昂贵和容易损坏的零件的机械零件是皮带输送机的输送带。。当输送机运输表面粗糙、磨损性强的物料时，如铁矿石、原煤等，将会大大降低输送带的使用寿命。
通过以下三种方法可以有效提高传动装置的牵引力：
目 录
第一章 绪论 1
1.1国内外研究现状 1
1.1.1国外研究现状 1
1.1.2国内研究现状 2
1.2带式输送机的工作原理 2
1.3带式输送机的结构和布置形式 3
1.3.1带式输送机的结构 3
1.3.2带式输送机的布置形式 4
1.4设计中的关键问题及解决方法 5
第二章 矿用皮带运输系统传动系统设计 6
2.1矿用皮带运输系统的设计计算 6
2.1.1带宽和带速的计算与确定 6
2.1.2传动滚轮所需圆周驱动力的计算 9
2.1.3传动功率的计算 13
2.1.4输送带张力的计算 13
2.2驱动装置的设计 16
2.2.1电动机的设计 16
2.2.2联轴器的设计 17
2.3矿用皮带运输系统机械部件的选用 18
2.3.1输送带 18
2.3.2传动滚筒 18
2.3.3托辊 20
2.3.4改向滚筒 22
2.3.5拉紧装置 23
第三章
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控制总体方案设计 25
3.1控制系统总体方案 25
3.1.1电动机调速方案的比较和选择 25
3.1.2控制方案的比较和选择 26
3.2变频器的选用 26
3.3PLC的选用 26
3.4传感器的选用 27
3.5皮带运输系统电气原理图 27
3.6输入输出设备I/O端子分配表 28
3.7系统硬件连接图 28
3.8主电路电气原理图 29
3.9系统程序流程图及梯形图 29
结束语 31
致 谢 32
参考文献 33
第一章 绪论
带式输送机是一种可以连续运作从而实现物料输送的设备，在钢铁、矿石、电力、建材等重工业产业和物料运输部门中主要用于运输大量的零散物料，如原石、煤炭、砂石等粉、块和打包好的成品物件。
矿用皮带运输机是皮带运输机应用中的一种，都是滚筒通过摩擦力带动输送带运动的原理，实现的连续不停输送物料的设备，它不仅可以输送成品物料，而且可以输送零散的散状物料，当输送量越大，输送距离越远时，带式输送机的优势越能明显体现。其可以根据不同生产企业运输任务的不同与其他运输设备相结合，达到优化生产的目的，形成有连续的流水线来实现生产运输，可以根据需求选择不同倾角的设备，实现水平或倾斜运输，一般运输路线是固定不变的。矿用皮带运输机在需要实现大量运输的工业中应用广泛，如采矿业、钢铁业、能源业、港口、建材等领域，在大运输量、长距离输送时特点尤为突出。
对产量高、效率高的采矿业来说，矿用皮带运输机是最理想的输送设备。与其他物料输送设备相比较，既具有输送距离远、输送量大、能实现连续运输等特点，还具有输送平稳、容易实现自动控制、集中控制，其已将成为矿用领域实现经济、高效以及一体化生产的关键性设备。
1.1国内外研究现状
1.1.1国外研究现状
国外带式输送机主要从两个方面体现技术的优越性和发展迅猛，：第一个方面是带式输送机具有广泛的功能，广泛的应用领域；另一个方面是带式输送机本身的技术和设备有很大的潜能和发展的空间，特别是带式输送机发展正朝着运输距离长，运输量大，带速高的大型设备方向大步前进，带式输送机的运行性和可靠性在机动态分析和监测技术的研发成功后得到了极大的提高。目前矿用带式输送机具有以下几个关键的技术特点：
（1）?设备大型化。主要技术参数和设备型号都朝着大型化发展，来满足产量高、效率高的企业实现集中、节约生产的需求。
（2）监控综合化。动态分析技术、机电一体化和计算机监控等一系列高科技技术的应用，以及用大功率软启动技术和自动张紧技术，来动态检测和监控带式输送机，极大的降低了输送带上的张力，从而提高了设备的运行性能和输送效率。
（3）技术先进性。采用多种驱动等高新技术，不断延长带式输送机的输送距离和输送量。而且实现带式输送机能相互配合工作。
（4）关键元部件的强大技术性。如各种先进的、稳定的大功率驱动设备与调速设备、使用寿命长速度快的托辊、带自动清洁式传动滚筒、快速响应自移式机尾等。
1.1.2国内研究现状
功率大和运输距离长的矿用井下皮带运输机关键技术和新设备的研发成功，是我国的皮带运输系统的技术获得了极大的提高。如倾角大、输送距离远的皮带运输机、高产量高效率工作面顺槽可以伸缩的皮带运输机等设备填补了国内此种设备的空白。核心技术及其主要零部件都开展了理论研究和产品研发，开发成功了各种软启动装置和制动装置，以及先进的控制系统和驱动系统相结合。
国内外带式输送机之间的技术差距：
1、大型带式输送机领域核心部件和核心技术上两者之间任然存在着相当大的差距；
2、我国在自移式机尾与张紧装置等方面与国外还是有着很大差距，已经不能满足高产量、高效率矿井的需要；
3，可靠性，寿命的差距；
4，控制系统上的差距。
1.2带式输送机的工作原理
皮带运输机的机械结构如图11所示。主要机械结构包括下图几个部分。
图11 带式输送机简图
输送带绕过机械部件，通过特殊的方式联接形成一个封闭的环形带。托辊起到支撑的作用，支撑着输送带的上下两个部分。输送带为了保持正常运转，不至于产生打滑，通常采用合适的张紧装置以提供足够的张紧了。在运行过程中，摩擦力为主动力，用来使传动滚筒和输送带之间的保持同步运行。物料从输送带的装料点装载，经过输送带的运输，最后从卸料点卸载下，形成一个连续完整的输送带。物料一般都是从输送带的导料槽装载到输送带的上，与输送带一起运行，最终在机器头部传动滚筒处卸载物料，根据生产的需要，有时要求物料在输送带的中间位置卸载，可以通过特定的设备实现。
为了扩大带式输送机输送带的断面积，输送带上带的托辊采用用槽形托辊支撑，下带设计为平托辊，不需要运输物体。按输送角度可将带式输送机分为3种：水平运输、倾斜运输和垂直运输。对于一般的带式输送机，当倾斜输送时，最大倾斜角度不超过18度，最大倾斜角度向下输送不应超过15度。
最昂贵和容易损坏的零件的机械零件是皮带输送机的输送带。。当输送机运输表面粗糙、磨损性强的物料时，如铁矿石、原煤等，将会大大降低输送带的使用寿命。
通过以下三种方法可以有效提高传动装置的牵引力：
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