带式输送机导料侧板的设计开题报告

1、选题的目的和意义（含国内外的研究现状分析）

1.1、带式输送机的概述

带式输送机是以胶带、钢带、钢纤维带、塑料带化纤带作为传送物料和牵引工件的输送机。其特点是承载物料的带也是传递动力的牵引件，这与其他输送机械有显著的区别。承载带在托辊上运行,也可用气垫、磁垫代替托辊作为无阻力支撑承载带运行。它在连续式输送机械中是应用最广泛的一种,且以胶带为主。带式输送机有结构简单、输送物料范围广、输送量大、远距长、对线路适应性强、装卸料方便可靠性高、营运费低廉、能耗低、效率高、应用范围广等优点。在我国带式输送机主要用于火力发电厂运送煤炭和灰渣、在港口中运送散货物料、在矿山中运送煤炭和金属等矿物等应用。

1.2、带式输送机的工作原理

带式输送机是由许多零部件和具有某些特殊功能的装置组成。 输送带、托辊、机架等是沿输送机全长布置的，驱动装置、拉紧装置、储带装置和清扫装置等也是带式输送机的重要组成部分，它们的结构和工作原理对带式输送机整体特性影响很大。输送带绕过驱动装置 的主动滚筒和机尾换向滚筒 形成一个环形带。上下两股输带分别支承在上、下托辊上。拉紧装置 给输送带以正常运转所需的张紧力。 工作时，驱动装置 的主动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行。 货载装在输送带上与输送带一起运动。 带式输送机一般是利用上段输送带运送货载的，并且在端部卸载，也可利用专门的卸载装置在中间卸载。

1.3导料槽

导料槽是带式输送机的主要组成部分,主要由顶板、侧板、挡皮等组成,其功能是使从落煤筒中落下的煤集中在胶带中间,形成稳定

的形状,防止胶带跑偏;防止落煤筒中落下的煤撒落到地面上,污染现场环境。

带式输送机导料槽特点：（1）、导料槽有前段、中段、后段三种。结构相同，仅区别于前段配有防尘帘，后段配有后挡板，中段既无防尘帘又无后挡板，可根据需要进行组合。（2）、根据托辊辊径设计合适的导料槽，密封效果更好。

1.4导料侧板

带式输送机是一种常见的连续运输机，其导料侧板的设计与很多因素有着直接关系，如颗粒物料特性，带条速度，导料侧板的布置形式等等；同时，导料侧板的设计又对带式输送机的输送效率与工作性能有着直接影响，为此，需要对影响导料侧板的设计展开研究分析。导料侧板是导料槽的一部分，因此导料槽的设计对导料侧板的设计影响最大。

1.5导料槽国内外的发展现状

对于一个落料点的带式输送机可以使用固定的导料槽，但是对于多落料点时带式输送机输送物料到下个落料点时容易发生卡绊现象、物料散落。2009年秦艳文提出将导料侧板一分为二用合页连接，下部侧板外侧用托架限制其宽度。有前段物料通过时抬起下侧板很好的解决了物料散落卡绊现象。

在原导料槽的设计过程中常出现宽度不够、高度不够而导致不能保证落料有足够的通流面积从而出现带不出料、往上溢料的的现象。2001年武爱民和常虎宽提出改变导料侧板的角度即改变原有的“"

”形断面结构为等腰梯形，效果明显。

带式输送机的阻力计算中,通常采用附加阻力系数将附加阻力计入总阻力中,该方法计算简便,但是,当附加阻力在全部阻力中所占比例较大时, 需要单独确定附加阻力或系数。尽管在现行的设计手册或标准[1,2]中提供了导料槽阻力的计算式,但与其他标准(如DIN 22101-2002)的计算方法有较大的差别,给导料槽阻力计算带来困难。2011年宋伟刚和杨彦贺提出了将导料槽区段的物料截面分解成长方形和梯形2部分,引入兰金理论推导出了导料槽阻力的计算式，参照德国标准,给出了导料槽阻力的计算步骤,通过算例分析以及DEM仿真,验证了计算方法的正确性。

在沿带装料过程中，物料落在输送带上会产生巨大的冲击力，其水平分力会使输送带跑偏，即使即使双面受料也难以均衡。1995年秦皇岛港务局第三港务公司郑仕伟提出增加了导料槽中间挡板迫使物料垂直降落冲击力垂直向下不会产生水平分力。

为了使物料能在输送带上可以加速到带的速度正常运行就需要足够常的导料槽即导料侧板，但是导料侧板也不可以太长，太长会增加输送机的附加阻力尤其是多落料点输送机。北方重工集团有限公司的王心杨和范丽提出了带式输送机导料槽长度的计算方法，以便作为导料槽长度设计的理论依据。

1.6带式输送机的发展趋势

（1）、大功率、大运量的发展方向

（2）、智能化的发展方向

（3）、多功能的发展方向

（4）、带式输送机设备将向大型化趋势方向发展

（5）、元部件的性能将进一步提高，可靠性也将进一步增强

（6）、带式输送机动态分析与监测技术

（7）、 可靠的可控软起动技术与功率均衡技术

1.7 论文研究的目的及意义

通过本次毕业设计，能够对斗轮堆取料机有个全面的认识，对带式输送机的结构、组成、功能和性能等都有了全面的认识，能够独立的完成设计对自己设计能力和实践能力都有很大的提高，不仅仅在理论上加深认识，更通过自己实际的设计操作使自己的动手能力有了很大的提高。通过本次设计能使我们把先前学习的基础和专业基础课程中所获得的理论知识在实际的设计工作中综合的加以应用，通过毕业设计能够熟练应用有关参考资料、计算图表、手册等相关资料；熟悉有关的国家标准和部颁标准，为以后成为优秀的工程技术人员打下良好的基础，也为以后工作积累一些经验。

2基本内容和设计方案

2.1基本内容

2.1.1带式输送机的总体设计

（1）确定原始数据及工作条件：包括带式输送机的运送量；输送机线路的详细尺寸：包括最大长度、倾角及提升高度，直线段、曲线段的尺寸和连接尺寸等；物料的性质：松散密度、安息角、物料的粒度和最大块度情况（块度的均匀适度是否经过筛分）、物料的湿度、磨损性、粘结性和摩擦系数；工作条件和环境状况：露天或室内、环境湿度、环保要求、移动或固定、伸缩要求；给料和卸料方法；工作制度：每天的运转时间、每年的工作天数、输送机的服务年限要求等；设计要求：输送带的最大挠度要求、运行阻力系数、输送带和滚筒的摩擦系数、输送带的安全系数。

（2）根据输送条件和要求，确定带式输送机的输送带、驱动形式、电动滚筒、传动滚筒、改向滚筒、托辊、拉紧装置、给料装置、卸料装置及清扫器的设计。

（3）计算电机功率并依此选择合适的电动机，并以此确定联轴节，制动器，减速箱等传动装置；

2.1.2带式输送机的三维建模及仿真

（1）利用三维建模软件SolidWorks完成带式输送机主要零部件的建模；

（2）利用离散元仿真软件EDEM完成带输送机加料过程的离散元仿真；

（3）基于仿真结果，对导料侧板设计进行综合分析。

2.2 技术方案

论文共分为五大部分，分别为绪论，带式输送机关键部位三维建模，离散元法及离散元仿真软件EDEM介绍，带式输送机装料过程EDEM仿真及导料侧板设计综合分析、总结与展望。

（1）对于绪论部分，主要参考《连续输送机械设计手册》中带式输送机章节及检索到的相关中外文献资料进行总结归纳，然后撰写；

（2）带式输送机关键部位三维建模部分，需要借助软件教程自学SolidWorks软件，用其实现对斗轮堆取料机的建模与装配（该模型将导入到EDEM软件中供仿真使用）；

（3）对于离散元法及离散元仿真软件EDEM介绍部分，主要通过阅读胡国明编著的《颗粒系统的离散元法分析仿真》一书，在理解之后总结撰写；

（4）带式输送机装料过程EDEM仿真及导料侧板设计综合分析部分，首先需要借助EDEM软件使用手册和胡国明编著的《颗粒系统的离散元法分析仿真》一书学习EDEM软件的操作，完成带式输送机装料过程的EDEM仿真分析并导出相关图片与表格数据；其次根据所查阅的相关文献，从理论上计算挖料阻力、物料堆积高度，并根据EDEM导出数据在MATLAB中绘制精确的物料堆积高度，分析抛料范围以确定导料侧板的高度。

（5）根据仿真及理论计算结果，进行分析，撰写总结和展望。

3进度安排

（1）．3月10日前：完成开题报告。

（2）．4月1日前：完成检索阅读报告，包括本课题相关文献资料检索15篇；完成不少于5000字的英文文献翻译。

（3）．4月20日前：完成带式输送机主要参数与部件的设计；

（4）．5月10日前：完成三维建模与仿真；

（5）．6月2日前：撰写并完善毕业设计论文，准备答辩。

（ 6）. 6月8日前：制作答辩PPT，完成毕业设计答辩。

参考文献

(1)、王鹰主编.连续输送机械设计手册[M].北京:中国铁道出版社,2001

(2)、胡宗武,徐履冰,石来德主编.非标准机械设备设计手册[M].北京:机械工业出 版杜,2003

(3)、杨达文，庞禹东，赵玉顺等.国内外煤矿带式输送机的现状及发展[J]，煤矿机械，2002

(4)、带式输送机卸料轨迹及转载过程的DEM仿真研究[].东北大学，2014

(5)、周家海，王卫利，王军浩等.带式输送机的卸料轨迹研究[J]，水运科学研究，2007，

(6)、宋伟刚.散状物料带式输送机设计[M]，沈阳：东北大学出版社，2000

7、周文君，卫红波.基于EDEM的带式输送机输送过程仿真及分析[J]，煤矿机械，2013

(8)、宋伟刚.带式输送机的设计方法

(9)、郭兵、王晓华.多落料点带式输送机导料槽的改进

(10)、宋伟刚.带式输送机导料槽阻力设计方法

(11)、秦艳文.新型带式输送机导料槽结构

(12)、宋涛、杨庚.带式输送机导料槽后伸距的设计与分析

(13)、王心杨、范丽.带式输送机导料槽长度的分析计算

(14)、但松林.带式输送机的选型

(15)、赵玉文、李云海.带式输送机的现状与发展趋势

(16) 、 Hudson,Wilbur G. Conveyors and related equipment [M], New York: Wiley, 1954

(17) 、RaymondA. Kulwiec. Materials handling handbook [M], New York: Wiley, 1985