带式输送机的设计2017

设计题目：设 计 者：学 院：专 业：学 号：指导教师：

带式输送机的设计

年 月 日

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目录

1. 2.

设计任务 ................................................... 3 输送带的选型设计 ........................................... 4

2.1. 输送带宽度的设计计算 ............................................ 4 2.2. 输送带宽的校核.................................................. 4

2.3. 输送带输送能力校核-------------------------------------------------------------------------- 4

2.4. 输送带的选型 ................................................... 5

3. 4. 带式输送机系统布置 ......................................... 6 输送机运行阻力及张力计算 ................................... 7

4.1. 4.2. 4.3. 4.4.

有关参数计算 ................................................... 7 运行阻力计算 ................................................... 7 输送带张力的计算 ................................................ 7 校核输送带强度.................................................. 9 电动机的计算、选定 ............................................. 10 联轴器的选用、校核 ............................................. 10 液力耦合器的选择 ............................................... 10 减速器的计算、选用和校核 ....................................... 10 滚筒的选择和滚筒合力的计算 ..................................... 11 托辊的计算、选用和校核 ......................................... 14 机头架、中间架、机尾架的选用 ................................... 15

5. 驱动装置的选型设计 ........................................ 10

5.1.

5.2. 5.3. 5.4. 5.5.

6. 托辊、机架的选型设计 ...................................... 14

6.1. 6.2.

7. 拉紧装置的选型设计 ........................................ 16

7.1. 拉紧参数计算 .................................................. 16 7.1.1. 拉紧力 .................................................... 16 7.1.2. 拉紧行程 .................................................. 16 7.2. 拉紧装置的选型设计 ............................................. 16

8. 制动装置的选型设计 ........................................ 17

8.1. 8.2.

逆止力矩的计算................................................. 17 逆止器的选定 .................................................. 17

9.

10. 11.

其他装置的选型设计 ........................................ 18 设计小结 .................................................. 19 参考文献 .................................................. 20

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1. 设计任务

综合设计题目及要求

题目：某洗煤厂上料皮带运输机设计 已知条件： ① 原煤上料运输

② 皮带运输机运输能力为（700 - 学号×5）吨/时 ③ 皮带运输机出料端高度为（70 - 学号）米

④ 皮带运输机入料端高度为平面开阔地，皮带长度和倾角可以自由选择

我的学号是XXXXXXXX18，设计条件如下： 原煤上料运输

① 皮带运输机运输能力Q为（700-18×5）=610t/h； ② 皮带运输机出料端高度为（70-18）=52 m； ③ 皮带长度为240m；

④ 输送机安装倾角为12.5133°；

⑤ 物料的堆积密度为1.0t/m1000kg/m； ⑥ 物料的颗粒度为0-300mm；

目前国内采用的是《DTⅡ型固定式带式输送机》系列。该系列输送机由许多标准件组成，各个部件的规格也都成系列。故本设计中也采用DTⅡ型固定式带式输送机系列。

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图1 DTII(A)型带式输送机简图

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2. 输送带的选型设计

2.1输送带宽度的设计计算

根据文献[5]设计带宽B

按下式计算必需的带宽值，对照MT4 14中的带宽标准值予以圆整。、带速v、倾斜系数k和煤的堆积密度来表示， 按下式计算：由于安装倾角为12.5°，k经过查阅文献[2]表3-3得0.925，由于运送的是原煤，故根据文献[1]可查得运送原煤最大皮带速度选择标准以及根据文献[2]的推荐速度系列，初步选择带速 v=2 m/s

SQ6100.0916m2 P23（3-14）

3.6vk3.620.9251000求出S值后通过文献[2]表3-2查的带宽，查表得带宽应选择1000mm， 由于运行堆积角为25°，托辊槽角为35°，初步选择带宽B为1000mm。

2.2输送带宽的校核

假定物料是未经筛分的散装物料，根据文献[5] P23（3-15）,可知B2Xmax200,根据已知条件物料的粒度为0-300mm,则有B2Xmax200800mm,所以输送带的带宽为1.0m。

2.3输送带输送能力校核

根据文献[5]核算带式输送机的输送能力Q

（1）输送机的输送能力可用最大装料断面面积S ，带速v，倾斜系数k和物料的堆积密度

 来表示，根据文献[5] P22（3-6）按下式计算

Q3.6Svk t/h

（2）由于输送机安装倾角β=12.5°，根据文献[5]P23表3-3可查得倾斜系数k＝0.925 （3）由于运送的是原煤，故根据文献[1]可查得运送原煤最大皮带速度选择标准以及根据文献[2]的推荐速度系列，初步选择带速 v=2 m/s 。

（4）由于运送的是原煤，根据文献[3]查表3.1.3得静堆积角为45°，运行堆积角为25° （5）采用三段等长托辊，初步选择托辊槽角为35°。

（6）输送机的输送能力可用最大装料断面面积S ，根据文献[5]P22表3-2可查得

S=0.1227m2

Q3.60.122720.9251000817.2t/h610t/h，满足要求。

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图2.1带式输送机截面图

2.4输送带的选型

根据文献[5]P51表4-6，松散密度在 2.5 t/m以下的中小块矿石、原煤、焦炭和砂砾等对输送带磨损不太严重的物料，芯层可以选择EP(涤纶聚酯帆布芯)覆盖层可以选择SBR(丁苯橡胶)，根据文献[5]P51表4-7，输送带上胶厚初步选择4.5mm，下胶厚1.5mm，输送带带芯初步选择EP-300型。

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3. 带式输送机系统布置

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4. 输送机运行阻力及张力计算

4.1. 有关参数计算

带式输送机传动滚筒上所需的圆周驱动力用公式表示的形式为：

是所有阻力之和。根据文献[5]P23（3-16），

，进一步简化为

FUFHFNFS1FS2FStFUfLg[qROqRU(2qBqG)cos]FNFS1FS2FSt。而对于输送带机长L>80m,

可以进一步简化，为此引人一个系数C 作为主要阻力的因数， 它取决于带式输送机的长度。

FUCfLg[qROqRU(2qBqG)cos]qGHgFS1FS2。

4.2. 运行阻力计算

表4.2运行阻力计算表

主要阻力FH和附加阻力FN CfLg[qROqRU(2qBqG)cos]=1.394x0.025x240x9.8x[10.175+4.172+(2x14.7+84.72)xcos12.5]=10308.35N 10308.35N 倾斜阻力Fst FstqGHg=84.72x52x9.8 =43173.31N 43173.31N 特种阻力FS1 FS1FFgl +1144.73N 0.430.35240(14.784.72)9.8cos12.5sin1.27'0.610009.840.1692 220.612=1144.73N 附加特种阻力FS2 FS2n3FrFa=5X0.0.X6X104X0.6+1800N 0 =1800N 根据文献[1]计算可得：带式输送机传动滚筒上所需圆周驱动力

FUCfLg[qROqRU(2qBqG)cos]qGHgFS1FS210308.3543173.311144.73180056426.39N

4.3. 输送带张力的计算

图4.1输送带张力计算简图

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进行输送带张力的校核:

1. 输送带不打滑条件校核 文献[5]P28 输送带不打滑条件为：

1 （3-32） F2s1minFUmax·e1式中 —传动滚筒与输送带间的摩擦系数，见文献[5]p28表3-12，取0.35， 由文献 [5]p28表3-13查得

e1e23.39,ee(12)3.393.3911.49

由于双滚筒的围包角12400，故查表3-13得e1e23.4

由于采用双滚筒传动，

FUmaxKA•FU(1.556426.39)N84639.59N

F2(S1)min84639.59N8068.60N

11.4912. 输送带下垂度校核

为了限制输送带在两组托辊间的下垂度，作用在输送带上任意一点的最小张力，需按下式进行验算，由文献[5]P29（3-33）（3-34），得： 承载分支:

Fmina0(qBqG)g1.2(14.784.72)9.8N14614.74N

h80.018()admaaUqBg2.514.79.8N4501.88N h80.018()adma 8 / 20

回程分支:

F回min

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h()adm式中a——允许最大下垂度，一般小于0.01；

a0——承载上托辊间距（最小张力处）； aU——回程下托辊间距（最小张力处）；

可按照文献[2] 得出a01200mm,aU2500mm； 3. 各特性点张力（由文献[5]P29 逐点张力法）

（1）根据不打滑条件，传动滚筒奔离点张力为8068.60N。 令S1=8068.60N> Fmin4501.88N也满足空载边垂度条件。

4.4. 校核输送带强度

输送带带芯初步选择EP-300型，根据文献[5]P32（3-50），对于棉、尼龙、聚酯等织物芯输送带层数（Z）可以按照下式计算：

ZFmaxn82735.72N113.03 B1000300参考[2]表3-20，可知Z=4；

根据文献[2],对于芯带的强度校核按下式校核：

FmaxFeBZ[F] Kda故聚酯织物芯输送带EP-300即满足要求。

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5. 驱动装置的选型设计

5.1. 电动机的计算、选定

由文献[5]P30（3-40）可知，传动滚筒轴功率PA由文献[5]P31（3-46）可知，电动机功率电动工况：PMFUv56426.392112.85KW 10001000可按下式计算：

PA107.08138.94KW

ηη'η''0.90.950.95式中 η--------传动效率，一般在0.85~0.95之间选取,这里；η0.9

η'------电压降系数，一般取0.90~0.95，这里取η'=0.95

η''------多驱动功率不平衡系数，一般取0.90~0.95，故取η''=0.95。

传动系统采用双滚筒四电机模式运作正常工作为三台电机，所以每台电机的驱动功率为：138.94/3=46.31kW。根据计算出的PM值，查电动机型谱，按就大不就小原则选定电动机功率, 查表可知，选择电动机Y250 M-4,其功率为55kW。

根据文献[5] Y-ZLY/ZSY(Y-DBY/DCY)驱动装置选择表可查得驱动装置组合号为515，输送机代号10080。

5.2. 联轴器的选用、校核

根据文献[5]可知，在选择Y-ZLY/ZSY驱动装置时，当电动机功率小于37KW时，驱动装置采用梅花形弹性联轴器连接电动机和减速器；当电动机功率大于45KW时，驱动装置采用液力耦合器连接电动机和减速器。所以电动机与减速器之间采用液力耦合器。但是对于驱动装置与传动滚筒之间的连接，则采用ZL型低速联轴器。

由于选用的电动机额定功率为55kW,转速1480r/min，传动滚筒的线速度为2m/s，设传

60v60247.77r/min ,则联轴器D3.140.89.551000P95500.855承受的转矩为：TNm8798.16Nm，所以可以查表

n47.76动效率0.9 ，则有传动滚筒转速为：n得选用的LZ型低速联轴器型号为LZ9B1402022

，转动惯量为1.733kg·m,公称转矩为

J115020225000N，许用转速为2300r/min，满足题目要求。

5.3. 液力耦合器的选择

液力耦合器的作用是连接电动机输出与减速器，能够起到均载的作用，查表可知，液力耦合器的配套型号为：YOXFZ450，由于选煤厂具有防爆要求，所以采用水介质。

5.4. 减速器的计算、选用和校核

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根据前面的计算可知，减速器输入轴转速为n1=1480r/min，减速器输出轴转速

n2=47.77r/min，所以所选减速器的传动比约为i148030.98。初步选用的减速器型号47.76为ZSY315-31.5，查表可知，该减速器的公称传动比为31.5，公称输入转速为1500 r/min时，公称输出转速为48 r/min，故恰好满足条件。

5.5. 滚筒的选择和滚筒合力的计算

1. 确定传动滚筒合力计算

根据工况要求

1功率配比为1：1时： ○

FU1FU2FU56426.3928213.19N 22S221S1FU228213.20N

e23.4S221FU22=28213.20 =39968.69N

e13.41S1S221FU239968.6928213.1911755.5N

第一滚筒的合张力:

F1S22S22177419.4639968.69117388.15N

第二滚筒的合张力:

F2S221S111755.539968.6951724.19N

2功率配比为1：2时： ○

FU1FU56426.3918808.80N 33FU22FU37617.59N 3S221S1FU237617.59N

e23.4S221FU22=37617.59 =53291.59N

e13.41S1S221FU253291.5937617.5915674N

第一滚筒的合张力:

F1S22S22182735.72253291.59136027.31N

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第二滚筒的合张力:

F2S221S153291.591567468965.59N

3功率配比为2：1时： ○

FU1FU22FU37617.59N 3FU56426.3918808.80N 33S221S1FU218808.80N

e23.4S221FU22=18808.80 =26645.8N

e13.41S1S221FU226645.818808.807837N

第一滚筒的合张力:

F1S22S22175948.7326645.8102594.53N

第二滚筒的合张力:

F2S221S126645.8783734482.8N

综合以上三种情况， 第一滚筒的合张力:

F1max=136027.31N

第二滚筒的合张力:

F2max=68965.59N

2. 传动滚筒的选择和校核文献[5]P65表6-1

三种工况中，FU1(FU2)max=37617.59N 初步选择传动滚筒的直径为800mm，则 传动滚筒最大扭矩为：

DMmaxFU1(FU2)max·37.610.4kNm15.08kNm

2根据传动滚筒最大合张力和最大扭矩Mmax，选择传动滚筒为10080.3，滚筒直径D=800mm，许用扭矩27kN.m>Mmax，许用合力160kN>Fmax，轴承型号为22232，转动惯量81.8kgm ,此传动滚筒的输入轴直径d=150mm。故选用该滚筒100A307Y(Z)。 3. 改向滚筒的选择 文献[5]P70表6-2

根据计算出的各特性点的张力，1:2双驱动时，各特性点的张力最大，即据此计算出各滚筒合张力，所选改向滚筒型号及其转动惯量如下表所示。

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表5.2 改向滚筒参数表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 头部180°改向滚筒 尾部180°改向滚筒 拉紧180°改向滚筒 前部90°改向滚筒 第一90°增面滚筒 第二90°增面滚筒 第一90°拉紧滚筒 第二90°拉紧滚筒 头部45°改向滚筒 尾部45°改向滚筒 滚筒名称 滚筒直径/mm 800 630 630 800 630 630 400 400 500 400 滚筒 长度/mm 1150 1150 1150 1150 1150 1150 1150 1150 1150 1150 合张力/KN 146.11 40.50 33.92 108.81 115.31 22.50 23.18 24.83 57.87 15.05 DTII(A)100B307 DTII(A)100B106 DTII(A)100B106 DTII(A)100B207 DTII(A)100B406 DTII(A)100B106 DTII(A)100B204 DTII(A)100B204 DTII(A)100B305 DTII(A)100B104 滚筒图号 转动惯量/kgm 81.8 26.5 26.5 73 38.5 26.5 6 6 13.3 6 2

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6. 托辊、机架的选型设计

6.1. 托辊的计算、选用和校核

1.辊径选择

根据文献[2]p543表4-12，

表7.1 辊径参数表

辊子直径d/mm 限制带速 v/ms 1限制带速时的辊子转速 n/r.min1 108 根据文献[5]P53进行辊子载荷计算: 1静载荷计算: ○

承载分支托辊：

3.15 557 IIP0ea0mqB9.8ea0VqB9.8 vv0.169100014.79.81933.27N

2 0.81.2式中 e------辊子载荷系数，取e=0.8,，根据文献[5]P54表4-13;

a0-----承载分支托辊间距，m。；a0=1.2m v------带速，m/s, v=2m/s;

qB-----每米输送带质量，kg/m,qB=13kg/m Im-----输送能力，ImIV,kg/s。 回程分支托辊：

PueaUqB9.80.82.514.79.81288.12N

2动载荷计算: ○

'（1）承载分支托辊：P0P0fsfdfa933.271.21.21.11478.30N

式中 fs -------运行系数，取fs =1.2，根据文献[5]P54表4-14 fd -------冲击系数，取fd =1.2，根据文献[5]P54表4-15

fa -------工况系数，取fa =1.1，根据文献[5]P54表4-16 （2）回程分支托辊：

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Pu'Pufsfa288.121.21.1380.32N

计算后取静载荷、动载荷二者之中较大的值文献[5]P54表4-17来选择辊子，使其承载能力大于或等于计算值，这样就可保证辊子轴承寿命高于3000h,转角小于10。

‘由于P'1.48kNP0PUPU,故应选用大于等于1.48N的辊子。

'

2.型式选择

根据文献[5]可知，托辊的参数和尺寸应符合GB/T990-1991，承载托辊选择槽型托辊，槽形角选择35°；回程托辊选择平形托辊。

承载托辊：根据文献[5]P77表6-3

表7.2承载托辊参数表

D 108 H1 159 L 315 H2 437 轴承 6205/C4 P 220 A 1290 Q 170 E 1350 d M16 C 1038 质量 38.0 H 300 图号 100C414 回程托辊：文献[5]P95表6-21

图 7.2平形托辊

表7.3回程托辊参数表

D 108 H1 —— L 1150 H2 —— 轴承 6305/C4 P 150 E 1342 Q 90 A 1290 d M16 C —— 质量 20.4 H 164 图号 100C460 6.2. 机头架、中间架、机尾架的选用

根据选择的带式输送机总体布置图可知，根据文献[5]P60机头架为改向滚筒头架（探头滚筒支架），中间架为传动滚筒中间架和改向滚筒中间架，机尾架为改向滚筒机尾架。

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7. 拉紧装置的选型设计

7.1. 拉紧参数计算 7.1.1. 拉紧力

根据文献[5]P34（3-66），拉紧装置拉紧力可以按下式计算：

F0S6S716628.5517293.6833922.23N

7.1.2. 拉紧行程

根据文献[3]p45可得拉紧行程计算公式：lSP(01)LlN。 其中lSP——拉紧滚筒的拉紧行程（m）；

0——输送带弹性伸长和永久伸长综合系数；

1——托辊组间的输送带屈挠率；

lN——输送带安装附加行程（m） 。

取0=0.012，1=0.001，lN=1.5m，L=240m， 故有lSP（0.012+0.001）240+1.5=4.62m。

7.2. 拉紧装置的选型设计

经过比较，选择块式垂直重锤拉紧装置，根据拉紧力的值F033922.23N。根据[5]p110

'表6-38，拉紧装置的图号为DTII(A)100D1061C，质量为GK525kg，180°拉紧改向滚筒''选择100B106，质量为GK579kg。

A L E C H H1 H2 Q 质量 拉紧装置图号 改向滚筒图号 1500 1636 1850 800 2132 1515 800 380 525 100D1061C 100B106 所以重锤重量GF0GK33922.23(525+579)2357.45kg，故可得重锤块数

9.82357.45157.16（块），即使用158块。 15

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8. 制动装置的选型设计

8.1. 逆止力矩的计算

根据文献[6]p127可知，逆止器的使用是在向上运输的带式输送机上，但并非都需要使用逆止器，当满足下式时需要逆止器

FSt(0.5~0.7)FH

而FSt43173.31N，FH7394.80N，故需设置逆止器。

根据文献[5]P31（3-43），不同工况下，输送机带料停车时产生的逆转力是不同的。为组织逆转，传动滚筒上需要的逆止力

可用下式计算

FLFSt0.8fg[L(qROqRU2qB)HqG]。 sin5284.72]sin12.5FL43173.310.80.0259.8[240(10.1754.172214.7)

FL37126.04N

出于安全上的考虑，对阻止逆D的力乘了0.8的系数。根据文献[5]P31（3-44），对于传动滚筒轴上的逆止力矩

为：

M'LFLD37126.040.8kNm14.85kNm 20002000式中，—传动滚筒直径,mm。

根据文献[5]P31（3-45），逆止器需要的逆止力矩：

M'L MLiL式中，i——从传动滚筒轴到减速器安装逆止轴的速比，

L——从传动滚筒轴到减速器安装逆止器轴的传动效率

要求当将逆止器安装在减速器低速轴时，逆止力矩大于14.85kNm；当将逆止器安装在减

M'L14.85速器高速轴上时，有ML0.56kNm。

iL30.980.858.2. 逆止器的选定

1、 根据文献[5]P778，当将逆止器安装在减速器高速轴时，选用非接触式逆止器NF25，额

定逆止力矩为 1kNm ，安装尺寸50mmd70mm ，而减速器输入轴直径的

d165mm ，故选型合理。

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9.其他装置的选型设计

导料槽的选型设计

根据文献[7]可知，物料装载到带式输送机上到达带速之前，必须用导料槽使其保持在输送带上，并使物料保持在输送带的中央，以防止物料的堆积偏心引起输送带的跑偏及物料从导料槽的边缘撒出。加料过程经过装料——加速——稳定阶段。

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10.小结

这次设计工作，是我们进入大学以来第一次独立进行的设计作业，不同于之前机械设计课程上的二级减速器的设计，这次作业从资料的查阅，参数的计算，图纸的绘制全都是依靠个人的努力完成的，是对我们专业知识的一次考验也是一次升华。

比起以往的设计，这次的设计更加全面，也更贴近我们的专业特点，是我们第一次具体接触有关矿山机械的设计工作，设计规模也比上次的二级减速器要大的多，是一个整套的产品，整体的结构设计和小型零件的选择与校核都需要我们仔细进行，以保证设计出来的产品是合格的。

通过这次综合设计，在专业知识方面，我对机械专业又有了一个更加深入的认识，机械专业其实是一个综合的学科，需要掌握的技能和知识有很多，我们不仅仅要掌握一些课本上的知识，在这次设计中，我们也要对文献的查阅，设计手册的应用，cad绘图软件的操作都要有很深入的了解，要进一步提高自己的专业素养，必须扎实的掌握各种有关于专业的技巧，设计到电气，计算机的相关技术。在心理方面，我认识到，做设计是一个枯燥漫长的过程，自己必须一步步的仔细进行，不能急于求成，在这次设计过程中，我是根据老师的ppt要求的步骤，并且借鉴了一些前人的设计经验才完成这次设计的，这对于我们这些还没有毕业的学生来说其实是一个比较复杂的设计，因为我们之前从没有涉及过这种大型煤矿机械的系统设计，这次的设计基本上是循规蹈矩，按照步骤进行的，自己创新的地方基本上没有。但是我认为这是我进步的起点，没有人可以一开始就做出十分具有心意的设计，我还有很长的路要走，在以后研究生的学习阶段，我们要培养起对专业的兴趣，加强自己对于专业领域的思考和探索，提高自己认识事物和解决问题的能力，为以后的求学历程进行积累，利用一点一滴的机会帮助自己逐渐进步。

最后，谢谢老师对于这次设计的指导工作，以及在这次综合设计中帮助过我的同学。本次设计仍然有很多不足，希望老师和同学们可以批评指正。

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11.参考文献

[1] 中华人民共和国煤炭工业部.MTT467-1996_煤矿用带式输送机设计计算. MTT467-1996,1996

[2] 李煜.带式输送机和主要部件设计计算与产品技术参数资料及国内外标准规范实用手册.方工业出版社

[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部与中国煤炭建设协会.带式输送机工程设计规范.in GB50431—2008.北京:中国计划出版社,2008

[4] 中华人民共和国机械工业部.连续搬运设备、带承载托辊的带式输送机运行功率和张力的计算. in GBT17119-1997,1997

[5] 北京起重运输机械研究所.武汉丰凡科技开发有限责任公司.DTⅡ(A)型带式输送机设计手册.北京：冶金工业出版社，2003

[6] 宋伟刚.通用带式输送机设计.北京: 机械工业出版社,2006

[7] 马美英,温富成.合理确定带式输送机的导料槽长度[J].煤矿机械,2004,(9):14-15.

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