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文档简介

1、 .wd.摘要本次毕业设计是关于矿用固定式带式输送机的设计。首先对胶带输送机作了简单的概述;然后根据这些设计准那么与计算选型方法按照给定参数要求进展选型设计;接着对所选择的输送机各主要零部件进展了校核。普通型带式输送机由六个主要部件组成:传动装置,机尾和导回装置,中部机架,拉紧装置以及胶带。最后简单的说明了输送机的安装与维护。目前,胶带输送机正朝着长距离,高速度,低摩擦的方向开展,近年来出现的气垫式胶带输送机就是其中的一个。在胶带输送机的设计、制造以及应用方面,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距,国内在设计制造带式输送机过程中存在着很多缺乏。本次带式输送机设计代表了设计的一般过程, 对今后

2、的选型设计工作有一定的参考价值。 关键词:带式输送机;选型设计;主要部件目录摘要1第一章 绪论1第二章 带式输送机概述22.1 带式输送机的应用22.2 带式输送机的分类22.3 各种带式输送机的特点32.4 带式输送机的开展状况42.5 带式输送机的工作原理52.6 带式输送机的构造和布置形式62.6.1 带式输送机的构造62.6.2 布置方式7第三章 带式输送机的设计计算93.1 原始数据及工作条件93.2 计算步骤103.2.1 带宽确实定:103.2.2输送带宽度的核算133.3 圆周驱动力133.3.1 计算公式133.3.2 主要阻力计算143.3.3 主要特种阻力计算163.3.

3、4 附加特种阻力计算173.3.5 倾斜阻力计算183.4传动功率计算183.4.1 传动轴功率计算183.4.2 电动机功率计算183.5 输送带张力计算193.5.1 输送带不打滑条件校核203.5.2 输送带下垂度校核213.5.3 各特性点张力计算213.6 传动滚筒、改向滚筒合张力计算243.6.1 改向滚筒合张力计算243.6.2 传动滚筒合张力计算243.7 传动滚筒最大扭矩计算253.8 拉紧力计算253.9绳芯输送带强度校核计算25第四章 驱动装置的选用与设计274.1 电机的选用274.2.1 传动装置的总传动比284.2.2 液力偶合器294.2.3 联轴器30第五章带式

4、输送机部件的选用345.1 输送带345.1.1 输送带的分类:345.1.2 输送带的连接365.2 传动滚筒375.2.1 传动滚筒的作用及类型375.2.2 传动滚筒的选型及设计375.2.3 传动滚筒构造385.2.4 传动滚筒的直径验算405.3 托辊405.3.1 托辊的作用与类型405.3.2 托辊的选型445.3.3 托辊的校核485.4 制动装置505.4.1 制动装置的作用505.4.2 制动装置的种类505.4.3 制动装置的选型525.5 改向装置535.6拉紧装置535.6.1 拉紧装置的作用535.6.2 张紧装置在使用中应满足的要求545.6.3 拉紧装置在过渡工

5、况下的工作特点545.6.4 拉紧装置布置时应遵循的原那么555.6.5 拉紧装置的种类及特点55第六章 其他部件的选用576.1 机架与中间架576.2 给料装置586.2.1 对给料装置的根本要求586.2.2 装料段拦板的布置及尺寸596.2.3 装料点的缓冲606.3 卸料装置616.4清扫装置626.4.1 篦子式刮板清扫装置626.4.2 输送机式刮板清扫装置636.4.3 刷式清扫装置636.4.4 振动式清扫装置646.4.5 水力和风力清扫装置656.4.6 联合清扫装置666.4.7 输送带翻转装置666.4.8 清扫装置的种类及应用情况分析696.5 头部漏斗736.6

6、电气及平安保护装置74结论76致谢79参考文献80第一章 绪论带式输送机是连续运行的运输设备,也是煤矿最理想的高效连续运输设备,与其他运输设备相比,不仅具有长距离、大运量、连续输送等优点,而且运行可靠,易于实现自动化、集中化控制,特别是对高产高效矿井,带式输送机已成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。特别是近年来 ,长距离、大运量、高速度的带式输送机的出现,使其在矿山建立的井下巷道、矿井地表运输系统及露天采矿场、选矿厂中的应用又得到进一步推广。选择带式输送机这种通用机械的设计作为毕业设计的选题,能培养我们独立解决工程实际问题的能力,通过这次毕业设计是对所学根本理论和专业知识的一次综合

7、运用,也使我们的设计、计算能力都得到了全面的训练。原始参数:1输送物料:煤2物料特性:1块度:0300mm2散装密度:0.90t/m33在输送带上堆积角:=20°4物料温度:<503工作环境:井下4输送系统及相关尺寸:1运距:300m2倾斜角:=0°3最大运量:350t/h设计解决的问题:熟悉带式输送机的各局部的功能与作用,对主要部件进展选型设计与计算,解决在实际使用中容易出现的问题,并大胆地进展创新设计。第二章 带式输送机概述2.1 带式输送机的应用带式输送机是连续运输机的一种,连续运输机是固定式或运移式起重运输机中主要类型之一,其运输特点是形成装载点到装载点之间的

8、连续物料流,靠连续物料流的整体运动来完成物流从装载点到卸载点的输送。在工业、农业、交通等各企业中,连续运输机是生产过程中组成有节奏的流水作业运输线不可缺少的组成局部。连续运输机可分为:1具有挠性牵引物件的输送机,如带式输送机,板式输送机,刮板输送机,斗式输送机、自动扶梯及架空索道等。2不具有挠性牵引物件的输送机,如螺旋输送机、振动输送机等。3管道输送机。其中带输送机是连续运输机中是使用最广泛的,带式输送机运行可靠,输送量大,输送距离长,维护简便,适应于冶金煤炭,机械电力,轻工,建材,粮食等各个部门。 2.2带式输送机的分类带式输送机分类方法有多种,按运输物料的输送带构造可分成两类,一类是普通型

9、带式输送机,这类带式输送机在输送带运输物料的过程中,上带呈槽形,下带呈平形,输送带有托辊托起,输送带外表几何形状均为平面;另外一类是特种构造的带式输送机,各有各的输送特点。其简介如下:2.3各种带式输送机的特点1QD80轻型固定式带输送机 QD80轻型固定式带输送机与TD型相比,其带较薄、载荷也较轻,运距一般不超过100m,电机容量不超过22kw。2 它属于高强度带式输送机,其输送带的带芯中有平行的细钢绳,一台运输机运距可达几公里到几十公里。3U形带式输送机 它又称为槽形带式输送机,其明显特点是将普通带式输送机的槽形托辊角由提高到使输送带成U形。这样一来输送带与物料间产生挤压,导致物料对胶带的

10、摩擦力增大,从而输送机的运输倾角可达25°。4管形带式输送机 U形带式输送带进一步的成槽,最后形成一个圆管状,即为管形带式输送机,因为输送带被卷成一个圆管,故可以实现闭密输送物料,可明显减轻粉状物料对环境的污染,并且可以实现弯曲运行。5气垫式带输送机 其输送带不是运行在托辊上的,而是在空气膜(气垫)上运行,省去了托辊,用不动的带有气孔的气室盘形槽和气室取代了运行的托辊,运动部件的减少,总的等效质量减少,阻力减小,效率提高,并且运行平稳,可提高带速。但一般其运送物料的块度不超过300mm。增大物流断面的方法除了用托辊把输送带强压成槽形外,也可以改变输送带本身,把输送带的运载面做成垂直边

11、的,并且带有横隔板。一般把垂直侧挡边作成波状,故称为波状带式输送机,这种机型适用于大倾角,倾角在30°以上,最大可达90°。6压带式带输送机 它是用一条辅助带对物料施加压力。这种输送机的主要优点是:输送物料的最大倾角可达90°,运行速度可达6m/s,输送能力不随倾角的变化而变化,可实现松散物料和有毒物料的密闭输送。其主要缺点是构造复杂、输送带的磨损增大和能耗较大。7钢绳牵引带式输送机 它是无际绳运输与带式运输相结合的产物,既具有钢绳的高强度、牵引灵活的特点,又具有带式运输的连续、柔性的优点。2.4 带式输送机的开展状况目前带式输送机已广泛应用于国民经经济各个部门,

12、近年来在露天矿和地下矿的联合运输系统中带式输送机又成为重要的组成局部。主要有:钢绳芯带式输送机、钢绳牵引胶带输送机和排弃场的连续输送设施等。这些输送机的特点是输送能力大(可达30000t/h),适用范围广(可运送矿石,煤炭,岩石和各种粉状物料,特定条件下也可以运人),平安可靠,自动化程度高,设备维护检修容易,爬坡能力大(可达16°),经营费用低,由于缩短运输距离可节省基建投资。目前,带式输送机的开展趋势是:大运输能力、大带宽、大倾角、增加单机长度和水平转弯,合理使用胶带张力,降低物料输送能耗,清理胶带的最正确方法等。我国已于1978年完成了钢绳芯带式输送机的定型设计。钢绳芯带式输送机

13、的适用范围:1适用于环境温度一般为°°C;在寒冷地区驱动站应有采暖设施;2可做水平运输,倾斜向上(16°)和向下()运输,也可以转弯运输;运输距离长,单机输送可达15km;3可露天铺设,运输线可设防护罩或设通廊;4输送带伸长率为普通带的1/5左右;其使用寿命比普通胶带长;其成槽性好;运输距离大。2.5带式输送机的工作原理带式输送机又称胶带运输机,其主要部件是输送带,亦称为胶带,输送带兼作牵引机构和承载机构。带式输送机组成及工作原理如图2-1所示,它主要包括一下几个局部:输送带(通常称为胶带)、托辊及中间架、滚筒拉紧装置、制动装置、清扫装置和卸料装置等。图2-1 带

14、式输送机简图1-张紧装置2-装料装置3-犁形卸料器4-槽形托辊5-输送带6-机架7-动滚筒8-卸料器9-清扫装置10-平行托辊11-空段清扫器12-清扫器输送带1绕经传动滚筒2和机尾换向滚筒3形成一个无极的环形带。输送带的上、下两局部都支承在托辊上。拉紧装置5给输送带以正常运转所需要的拉紧力。工作时,传动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行。物料从装载点装到输送带上,形成连续运动的物流,在卸载点卸载。一般物料是装载到上带(承载段)的上面,在机头滚筒(在此,即是传动滚筒)卸载,利用专门的卸载装置也可在中间卸载。普通型带式输送机的机身的上带是用槽形托辊支撑,以增加物流断面积,下带为返回段(

15、不承载的空带)一般下托辊为平托辊。带式输送机可用于水平、倾斜和垂直运输。对于普通型带式输送机倾斜向上运输,其倾斜角不超过18°,向下运输不超过15°。输送带是带式输送机部件中最昂贵和最易磨损的部件。当输送磨损性强的物料时,如铁矿石等,输送带的耐久性要显著降低。提高传动装置的牵引力可以从以下三个方面考虑:1增大拉紧力。增加初张力可使输送带在传动滚筒别离点的张力增加,此法提高牵引力虽然是可行的。但因增大必须相应地增大输送带断面,这样导致传动装置的构造尺寸加大,是不经济的。故设计时不宜采用。但在运转中由于运输带伸长,张力减小,造成牵引力下降,可以利用拉紧装置适当地增大初张力,从而

16、增大,以提高牵引力。2增加围包角对需要牵引力较大的场合,可采用双滚筒传动,以增大围包角。3增大摩擦系数其具体措施可在传动滚筒上覆盖摩擦系数较大的衬垫,以增大摩擦系数。通过对上述传动原理的阐述可以看出,增大围包角是增大牵引力的有效方法。故在传动中拟采用这种方法。2.6 带式输送机的构造和布置形式2.6.1 带式输送机的构造带式输送机主要由以下部件组成:机头架、驱动装置、传动滚筒、机尾架、托辊、中间架、尾部改向装置、卸载装置、清扫装置、平安保护装置等。输送带是带式输送机的承载构件,带上的物料随输送带一起运行,物料根据需要可以在输送机的端部和中间部位卸下。输送带用旋转的托棍支撑,运行阻力小。带式输送

17、机可沿水平或倾斜线路布置。使用光面输送带沿倾斜线路布置时,不同物料的最大运输倾角是不同的,如下表2-1所示:表2-1 不同物料的最大运角物料种类角度物料种类角度煤块18°筛分后的石灰石12°煤块20°干沙15°筛分后的焦碳17°未筛分的石块18°0350mm矿石16°水泥20°0200mm油田页岩22°干松泥土20°由于带式输送机的构造特点决定了其具有优良性能,主要表现在:运输能力大,且工作阻力小,耗电量低,约为刮板输送机的1/3到1/5;由于物料同输送机一起移动,同刮板输送机比拟,物料破碎率小

18、;带式输送机的单机运距可以很长,与刮板输送机比拟,在同样运输能力及运距条件下,其所需设备台数少,转载环节少,节省设备和人员,并且维护比拟简单。由于输送带本钱高且易损坏,故与其它设备比拟,初期投资高且不适应输送有尖棱的物料。输送机年工作时间一般取4500-5500小时。2.6.2布置方式电动机通过联轴器、减速器带动传动滚筒转动或其他驱动机构,借助于滚筒或其他驱动机构与输送带之间的摩擦力,使输送带运动。带式输送机的驱动方式按驱动装置可分为单点驱动方式和多点驱动方式两种。通用固定式输送带输送机多采用单点驱动方式,即驱动装置集中的安装在输送机长度的某一个位置处,一般放在机头处。单点驱动方式按传动滚筒的

19、数目分,可分为单滚筒和双滚筒驱动。对每个滚筒的驱动又可分为单电动机驱动和多电动机驱动。因单点驱动方式最常用。单筒、单电动机驱动方式最简单,在考虑驱动方式时应是首选方式。在大运量、长距离的钢绳芯胶带输送机中往往采用多电动机驱动。带式输送机常见典型的布置方式如下表2-2所示:表2-2 带式输送机典型布置方式第三章 带式输送机的设计计算3.1 原始数据及工作条件带式输送机的设计计算,应具有以下原始数据及工作条件资料1物料的名称和输送能力: 2物料的性质:1) 粒度大小,最大粒度和粗度组成情况;2) 堆积密度;3) 动堆积角、静堆积角,温度、湿度、粒度和磨损性等。3工作环境、枯燥、潮湿、灰尘多少等;4

20、卸料方式和卸料装置形式;5给料点数目和位置;6输送机布置形式和尺寸,即输送机系统单机或多机综合布置形式、地形条件和供电情况。输送距离、上运或下运、提升高度、最大倾角等;7装置布置形式,是否需要设置制动器。原始参数和工作条件如下:1输送物料:煤2物料特性: 1块度:0300mm2散装密度:0.90t/3在输送带上堆积角:=20°4物料温度:<503工作环境:井下4输送系统及相关尺寸: 1运距:300m2倾斜角:=0°3最大运量:350t/h初步确定输送机布置形式,如图3-1所示:图3-1 传动系统图3.2 计算步骤3.2.1 带宽确实定:按给定的工作条件,取原煤的堆积角

21、为20°。原煤的堆积密度按900 kg/。输送机的工作倾角=0°。带式输送机的最大运输能力计算公式为3.2-1式中:输送量;带速;物料堆积密度;在运行的输送带上物料的最大堆积面积, K-输送机的倾斜系数带速与带宽、输送能力、物料性质、块度和输送机的线路倾角有。当输送机向上运输时,倾角大,带速应低;下运时,带速更应低;水平运输时,可选择高带速.带速确实定还应考虑输送机卸料装置类型,当采用犁式卸料车时,带速不宜超过3.15m/s。表3-1倾斜系数k选用表倾角(°)2468101214161820k1.000.990.980.970.950.930.910.890.85

22、0.81输送机的工作倾角=0°查DT带式输送机选用手册表3-1k可取1.00按给顶的工作条件,取原煤的堆积角为20°;原煤的堆积密度为900kg/;考虑山上的工作条件取带速为1.6m/s;将参数值代入上式,即可得知截面积S:S图3-2 槽形托辊的带上物料堆积截面表3-2槽形托辊物料断面面积A槽 角()带宽B=500mm带宽 B=650mm带宽 B=800mm带宽B=1000mm动堆积角20°动堆积角30°动堆积角20°动堆积角30°动堆积角20°动堆积角30°动堆积角20°动堆积角30°30&#

23、176;0.02220.02660.04060.04840.06380.07630.10400.124035°0.02360.02780.04330.05070.06780.07980.11100.129040°0.02470.02870.04530.05230.07100.08220.11600.134045°0.02560.02930.04690.05340.07360.08400.12000.1360查表3-2, 输送机的承载托辊槽角35°,物料的堆积角为20°时,带宽为800 mm的输送带上允许物料堆积的横断面积为0.0678,此值大于

24、计算所需要的堆积横断面积,因此选用宽度为800mm的输送带能满足要求。经过计算,故确定带宽B=800mm,680S型煤矿用阻燃输送带。680S型煤矿用阻燃输送带的技术规格:纵向拉伸强度750N/mm;带厚8.5mm;输送带质量9.2Kg/m。3.2.2输送带宽度的核算输送大块散状物料的输送机,需要按3.2-2式核算,再查表2-3原煤的堆积密度按900 kg/。输送机的工作倾角=0°。带式输送机的最大运输能力计算公式为3.2-1式中:输送量;带速;物料堆积密度;在运行的输送带上物料的最大堆积面积, K-输送机的倾斜系数带速选择原那么:(1)输送量大、输送带较宽时,应选择较高的带速。(2

25、)较长的水平输送机,应选择较高的带速;输送机倾角愈大,输送距离愈短,那么带速应愈低。(3)物料易滚动、粒度大、磨琢性强的,或容易扬尘的以环境卫生条件要求较高的,宜选用较低带速。(4)一般用于给了或输送粉尘量大时,带速可取0.8m/s1m/s;或根据物料特性和工艺要求决定。(5)人工配料称重时,带速不应大于1.25m/s。(6)采用犁式卸料器时,带速不宜超过2.0m/s。(7)采用卸料车时,带速一般不宜超过2.5m/s;当输送细碎物料或小块料时,允许带速为3.15m/s。(8)有计量秤时,带速应按自动计量秤的要求决定。(9)输送成品物件时,带速一般小于1.25m/s。带速与带宽、输送能力、物料性

26、质、块度和输送机的线路倾角有关.当输送机向上运输时,倾角大,带速应低;下运时,带速更应低;水平运输时,可选择高带速.带速确实定还应考虑输送机卸料装置类型,当采用犁式卸料车时,带速不宜超过3.15m/s。表3-1倾斜系数k选用表倾角(°)2468101214161820k1.000.990.980.970.950.930.910.890.850.81输送机的工作倾角=0°查DT带式输送机选用手册表3-1(此后凡未注明均为该书)得k=1按给顶的工作条件,取原煤的堆积角为20°原煤的堆积密度为900kg/;考虑山上的工作条件取带速为1.6m/s;将个参数值代入上式, 可

27、得到为保证给顶的运输能力,带上必须具有的的截面积S:S图3-2 槽形托辊的带上物料堆积截面表3-2槽形托辊物料断面面积A槽 角带宽B=500mm带宽 B=650mm带宽 B=800mm带宽B=1000mm动堆积角20°动堆积角30°动堆积角20°动堆积角30°动堆积角20°动堆积角30°动堆积角20°动堆积角30°30°0.02220.02660.04060.04840.06380.07630.10400.124035°0.02360.02780.04330.05070.06780.07980.

28、11100.129040°0.02470.02870.04530.05230.07100.08220.11600.134045°0.02560.02930.04690.05340.07360.08400.12000.1360查表3-2, 输送机的承载托辊槽角35°,物料的堆积角为20°时,带宽为800 mm的输送带上允许物料堆积的横断面积为0.0678,此值大于计算所需要的堆积横断面积,据此选用宽度为800mm的输送带能满足要求。经过计算,确定选用带宽B=800mm,680S型煤矿用阻燃输送带。680S型煤矿用阻燃输送带的技术规格:纵向拉伸强度750N/

29、mm;带厚8.5mm;输送带质量9.2Kg/m.3.2.2输送带宽度的核算输送大块散状物料的输送机,需要按3.2-2式核算,再查表2-32.2-2式中最大粒度,mm。表2-3不同带宽推荐的输送物料的最大粒度mm带宽B500650800100012001400粒度筛分后100130180250300350未筛分150200300400500600计算:故,输送带宽满足输送要求。3.3 圆周驱动力3.3.1 计算公式 1所有长度包括L80m 传动滚筒上所需圆周驱动力为输送机所有阻力之和,可用式3.3-1计算:3.3-1式中主要阻力,N;附加阻力,N;特种主要阻力,N;特种附加阻力,N;倾斜阻力,N

30、。五种阻力中,、是所有输送机都有的,其他三类阻力,根据输送机侧型及附件装置情况定。2对机长大于80m的带式输送机,附加阻力明显的小于主要阻力,为此引入系数C作简化计算,那么公式变为下面的形式: 3.3-2式中与输送机长度有关的系数,在机长大于80m时,可按式2.3-3计算 3.3-3式中附加长度,一般在70m到100m之间;系数,不小于1.02。查DTA型带式输送机设计手册表3-4表3-4系数CL80100150200300400500600C1.921.781.581.451.311.251.201.17L70080090010001500200025005000C1.141.121.101

31、.091.061.051.041.033.3.2 主要阻力计算输送机的主要阻力是物料及输送带移动和承载分支及回程分支托辊旋转所产生阻力的总和。可用式2.4-4计算:3.4-4式中模拟摩擦系数,根据工作条件及制造安装水平决定,一般可按表查取;输送机长度头尾滚筒中心距,m;重力加速度;初步选定托辊为DT6204/C4,查表得,上托辊间距1.2m,下托辊间距 m,上托辊槽角35°,下托辊槽角°。承载分支托辊组每米长度旋转局部重量,kg/m,用式3.4-5计算 3.4-5其中承载分支每组托辊旋转局部重量,kg;承载分支托辊间距,m;托辊参数,知 计算:=20.25 kg/m回程分支

32、托辊组每米长度旋转局部质量,kg/m,用式3.3-6计算: 3.3-6其中回程分支每组托辊旋转局部质量;回程分支托辊间距,m;kg计算:=5.267 kg/m每米长度输送物料质量=kg/m每米长度输送带质量,kg/m,=9.2kg/m=0.045×300×9.8×20.25+5.267+2×9.2+60.734×cos35°=11379N 运行阻力系数f值应根据表3-5选取。取=0.045。表3-5 阻力系数f输送机工况工作条件和设备质量良好,带速低,物料内摩擦较小0.020.023工作条件和设备质量一般,带速较高,物料内摩擦较大0.

33、0250.030工作条件恶劣、多尘低温、湿度大,设备质量较差,托辊成槽角大于35°0.0350.0453.3.3 主要特种阻力计算主要特种阻力包括托辊前倾的摩擦阻力和被输送物料与导料槽拦板间的摩擦阻力两局部,按式3.3-7计算:+3.3-7按式2.3-8或式3.3-9计算:(1) 三个等长辊子的前倾上托辊时 3.3-8(2) 二辊式前倾下托辊时3.3-9本输送机没有主要特种阻力,即=03.3.4 附加特种阻力计算附加特种阻力包括输送带清扫器摩擦阻力和卸料器摩擦阻力等局部,按下式计算:(3.3-10(3.3-11(3.3-12式中清扫器个数,包括头部清扫器和空段清扫器;A一个清扫器和输

34、送带接触面积,;清扫器和输送带间的压力,N/,一般取为3 N/;清扫器和输送带间的摩擦系数,一般取为0.50.7;刮板系数,一般取为1500 N/m。表3-6导料槽栏板内宽、刮板与输送带接触面积带宽B/mm导料栏板内宽/m刮板与输送带接触面积A/m头部清扫器空段清扫器5000.3150.0050.0086500.4000.0070.018000.4950.0080.01210000.6100.010.01512000.7300.0120.01814000.8500.0140.021查表3-7得 A=0.008m,取=10N/m,取=0.6,将数据带入式3.3-11那么=0.008×1

35、0×0.6=480 N拟设计中有两个清扫器和一个空段清扫器一个空段清扫器相当于1.5个清扫器=0由式3.3-10 那么 =3.5×480=1680 N3.3.5 倾斜阻力计算倾斜阻力按下式计算:3.3-13式中:因为是本输送机水平运输,所有H=0=0由式2.4-2=1.12×11379+0+1680+0=14425N3.4传动功率计算3.4.1 传动轴功率计算传动滚筒轴功率按式3.4-1计算:3.4-13.4.2 电动机功率计算电动机功率,按式3.4-2计算:3.4-2式中传动效率,一般在0.850.95之间选取;联轴器效率;每个机械式联轴器效率:=0.98液力耦

36、合器器:=0.96;减速器传动效率,按每级齿轮传动效率为0.98计算;二级减速机:=0.98×0.98=0.96三级减速机:=0.98×0.98×0.98=0.94电压降系数,一般取0.900.95。多电机功率不平衡系数,一般取,单驱动时,。根据计算出的值,查电动机型谱,按最大原那么选定电动机功率。由式3.5-1=23080W由式2.5-2=2=55614W那么电动机型号为YB200L-4,N=30 KW,数量2台。3.5 输送带张力计算输送带张力在整个长度上是变化的,影响因素很多,为保证输送机上午正常运行,输送带张力必须满足以下条件:1在任何负载情况下,作用在输

37、送带上的张力应使得全部传动滚筒上的圆周力是通过摩擦传递到输送带上,而输送带与滚筒间应保证不打滑;2作用在输送带上的张力应足够大,使输送带在两组托辊间的垂度小于规定值。3.5.1 输送带不打滑条件校核 圆周驱动力通过摩擦传递到输送带上见图3-3图3-3作用于输送带的张力如图4所示,输送带在传动滚简松边的最小张力应满足式(28)的要求。传动滚筒传递的最大圆周力。动载荷系数;对惯性小、起制动平稳的输送机可取较小值;否那么,就应取较大值。取1.5传动滚筒与输送带间的摩擦系数,见表3-7工作条件光面滚筒胶面滚筒清洁枯燥0.250.030.40环境潮湿0.100.150.250.35潮湿粘污0.050.2

38、0表3-7 传动滚筒与输送带间的摩擦系数取=1.5,由式 =1.5×14425=21638N对常用C=1.97该设计取=0.05;=470。=1.9721638=42626N3.5.2 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,需按式2.5-1和2.5-2进展验算。承载分支 (3.5-1)回程分支 3.5-2式中允许最大垂度,一般0.01;承载上托辊间距最小张力处;回程下托辊间距最小张力处。取=0.01 由式2.5-2得:=10280 N N3.5.3 各特性点张力计算为了确定输送带作用于各改向滚筒的合张力,拉紧装置拉紧力和凸凹弧起始点张力

39、等特性点张力,需逐点张力计算法,进展各特性点张力计算。以下是张力分布点图:(1)运行阻力的计算有别离点起,依次将特殊点设为1、2、3、,一直到相遇点10点,如图3-4所示。计算运行阻力时,首先要确定输送带的种类和型号。在前面我们已经选好了输送带,680S型煤矿用阻燃输送带,纵向拉伸强度750N/mm;带厚8.5mm;输送带质量9.2Kg/m.1)承载段运行阻力由式3.5-3: 3.5-3=10598N2)回空段运行阻力由式3.5-43.5-4=1464N=20N=10N=5N3)最小张力点有以上计算可知,4点为最小张力点(2)输送带上各点张力的计算1由悬垂度条件确定5点的张力承载段最小张力应满

40、足=10280N2)由逐点计算法计算各点的张力因为=10280N,根据表14-3选=1.05,故有=9790N8326N=7929N7924N=7546N7526N20878N=21921N=21931N(3)用摩擦条件来验算传动滚筒别离点与相遇点张力的关系滚筒为包胶滚筒,围包胶为470°。由表14-5选摩擦系数=0.35。并取摩擦力备用系数n=1.2。由式3.5-5可算得允许的最大值为: 3.5-5=33340N>故摩擦条件能够满足设计要求。3.6 传动滚筒、改向滚筒合张力计算3.6.1 改向滚筒合张力计算根据计算出的各特性点张力,计算各滚筒合张力。机头部180改向滚筒的合张

41、力:=20878+21921=42799N 尾部180改向滚筒的合张力:=9790+10280=20070N3.6.2 传动滚筒合张力计算根据各特性点的张力计算传动滚筒的合张力:动滚筒合张力:=21926+7526=29452N3.7 传动滚筒最大扭矩计算单驱动时,传动滚筒的最大扭矩按式3.7.1计算: 3.7.1式中D传动滚筒的直径mm。 双驱动时,传动滚筒的最大扭矩按式3.7.2计算:3.7.2初选传动滚筒直径为500mm,那么传动滚筒的最大扭矩为:=29.452KN=5.4KN/m 3.8 拉紧力计算拉紧装置拉紧力按式3.8-1计算3.8-1式中拉紧滚筒趋入点张力N;拉紧滚筒奔离点张力N

42、。由式2.8-1=7924+7546=15470 N =15.47 KN查?煤矿机械设计手册?初步选定钢绳绞筒式拉紧装置。3.9绳芯输送带强度校核计算 绳芯要求的纵向拉伸强度按式3.9-1计算; 3.9-1式中静平安系数,一般=710。运行条件好,倾角好,强度低取小值;反之,取大值。输送带的最大张力21926 N选为7,由式3.10-1 N/mm可选输送带为680S,即满足要求。第四章 驱动装置的选用与设计带式输送机的负载是一种典型的恒转矩负载,而且不可防止地要带负荷起动和制动。电动机的起动特性与负载的起动要求不相适应在带式输送机上比拟突出,一方面为了保证必要的起动力矩,电机起动时的电流要比额

43、定运行时的电流大67倍,要保证电动机不因电流的冲击过热而烧坏,电网不因大电流使电压过分降低,这就要求电动机的起动要尽量快,即提高转子的加速度,使起动过程不超过35s。驱动装置是整个皮带输送机的动力来源,它由电动机、偶合器,减速器、联轴器、传动滚筒组成。驱动滚筒由一台或两台电机通过各自的联轴器、减速器、和链式联轴器传递转矩给传动滚筒。减速器有二级、三级及多级齿轮减速器,第一级为直齿圆锥齿轮减速传动,第二、三级为斜齿圆柱齿轮降速传动,联接电机和减速器的连轴器有两种,一是弹性联轴器,一种是液力联轴器。为此,减速器的锥齿轮也有两种;用弹性联轴器时,用第一种锥齿轮,轴头为平键连接;用液力偶合器时,用第二

44、种锥齿轮,轴头为花键齿轮联接。传动滚筒采用焊接构造,主轴承采用调心轴承,传动滚筒的机架与电机、减速器的机架均安装在固定大底座上面,电动机可安装在机头任一侧。4.1 电机的选用电动机额定转速根据生产机械的要求而选定,一般情况下电动机的转速不低500r/min,当功率一定时,电动机的转速低,其尺寸愈大,价格愈贵,而效率低。假设电机的转速高,那么极对数少,尺寸和重量小,价格也低。本设计皮带机所采用的电动机的总功率为54kw,故需选用功率为60kw的电机。拟采用YB200JDSB型电动机,该型电机转矩大,性能良好,可以满足要求。查?运输机械设计选用手册?,它的主要性能参数如下表:表4-1 YB200J

45、DSB型电动机主要性能参数电动机型号额定功率kw满载转速r/min电流A效率功率因数YB200L-30147056.892.50.87起动电流/额定电流起动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩重量kg7.01.92.03204.2 减速器的选用4.2.1 传动装置的总传动比输送带宽为800,查?运输机械选用设计手册?表277选取传动滚筒的直径D为500,那么工作转速为:,电机转速为1470 r/min ,那么电机与滚筒之间的总传动比为:本次设计选用 JS30型.矿用减速器,传动比为25,可传递30KW功率。第一级为螺旋齿轮,第二级、第三级为斜齿和直齿圆柱齿轮传动,其展开简图如下:图4-1 JS30

46、型减速器展开简图电动机和I轴之间,IV轴和传动滚筒之间用的都是联轴器,故传动比为1。4.2.2 液力偶合器液力传动与液压传动一样,都是以液体作为传递能量的介质,同属液体传动的范畴,二者的重要区别在于,液压传动是同过工作腔容积的变化,是液体压力能改变传递能量的;液力传动是利用旋转的叶轮工作,输入轴与输出轴为非刚性连接,通过液体动能的变化传递能量,传递的纽矩与其转数的平方成正比液力传动装置具有以下多种优点:) 能提高设备的使用寿命。) 由于液力转动的介质是液体,输入轴与输出轴之间用非刚性连接,故能将外载荷突然骤增或骤减造成的冲击和振动消除或局部消除,转化为连续连续渐变载荷,从而延长机器的使用寿命这

47、对处于恶劣条件下工作的煤矿机械具有这样意义。) 有良好的启动性能由于泵轮扭矩与其转速的平方成正比,故电动机启动时其负载很小,起动较快,冲击电流延续时间短,减少电机发热。) 良好的限矩保护性能。) 使多电机驱动的设备各台电机负荷分配趋于均匀。故设计选用的YOD400,输入转速为1470rmin,效率达0.96,起动系数为1.31.7。4.2.3 联轴器本次驱动装置的设计中,较多的采用联轴器,联轴器是机械传动中常用的部件。它用来把两轴联接在一起,机器运转时两轴不能别离;只有在机器停车并将联接拆开后,两轴才能别离。联轴器可分为刚性联轴器无补偿能力和挠性联轴器有补偿能力两大类。挠性联轴器又可按是否具有

48、弹性元件分为无弹性元件的挠性联轴器和有弹性元件的挠性联轴器两个类别。以下时梅花形弹性联轴器的构造图如下:第五章 带式输送机部件的选用5.1 输送带输送带在带式输送机中既是承载构件又是牵引构件,它不仅要有承载能力,还要有足够的抗拉强度。输送带有带芯骨架和覆盖层组成,其中覆盖层又分为上覆盖胶,边条胶,下覆盖胶。输送机的带芯主要是有各种织物棉织物,各种化纤织物以及混纺织物等或钢丝绳构成。它们是输送带的骨干层,几乎承载输送带工作时的全部负载。因此,带芯材料必须有一定的强度和刚度。覆盖胶用来保护中间带芯不受机械损伤以及周围有害介质的影响。上覆盖胶层一般较厚,这是输送带的承载面,直接与物料接触并承受物料的

49、冲击和磨损。下覆胶层是输送带与支撑托辊接触的一面,主要承受压力,为了减少输送带沿托辊运行时的压陷阻力,下覆盖胶的厚度一般较薄。侧边覆盖胶的作用是当输送带发生跑偏使侧面与机架相碰时,保护带芯不受机械损伤。5.1.1 输送带的分类按输送带带芯构造及材料不同,输送带被分成织物层芯和钢丝绳芯两大类。织物层芯又分为分层织物芯和整体织物层层芯两类,且织物层芯的材质有棉,尼龙和维纶等。整体编织织物层芯输送带与分层织物层芯输送带相比,在带强度一样的情况下,整体输送带的厚度小,柔性好,耐冲击性好,使用中不会发生层间剥裂,但伸长率较高,在使用过程中,需要较大的拉紧行程。钢丝绳芯输送带是有许多柔软的细钢丝绳相隔一定

50、的间距排列,用与钢丝绳有良好粘合性的胶料粘合而成。钢丝绳芯输送带的纵向拉伸强度高,抗弯曲性能好;伸长率小,需要拉紧行程小。同其它输送带相比,在带强度一样的前提下,钢丝绳芯输送带的厚度小。在钢芯绳中,钢丝绳的质量是决定输送带使用寿命长短的关键因素之一,必须具有以下特点:(1)应具有较高的破断强度。钢芯强度高那么输送带亦可增大,从另一个角度来说,绳芯强度越高,所用绳之直径即可缩小,输送带可以做的薄些,已到达减小输送机尺寸的目的。(2)绳芯与橡胶应具有较高的黏着力。这对于用硫化接头具有重大意义.提高钢绳与橡胶之间黏着力的主要措施是在钢绳外表电镀黄铜及采用硬质橡胶等。(3)应具有较高的耐疲劳强度,否那

51、么钢绳疲劳后,它与橡胶的黏着力即下降乃至完全别离。(4)应具有较好的柔性.制造过程中采用预变形措施以消除钢绳中的剩余应力,可使钢绳芯具有较好的柔性而不松散。输送带上下覆盖胶目前多采用天然橡胶,国外有采用耐磨和抗风化的橡胶的胶带,如轮胎花纹橡胶的改进胶作为覆盖胶,以提高其使用寿命。输送带的中间用合成橡胶与天然胶的混合物。钢绳芯带与普通带相比拟以下优点:(1)强度高。由于强度高,可使1台输送机的长度增大很多。目前国内钢绳芯输送带输送机1台长度达几公里、几十公里。伸长量小.钢绳芯带的伸长量约为帆布带伸长量的十分之一,因此拉紧装置纵向弹性高。这样张力传播速度快,起动和制动时不会出现浪涌现象。(2)成槽

52、性好。由于钢绳芯是沿着输送带纵向排列的,而且只有一层,与托辊贴合严密,可以形成较大的槽角。近年来钢绳芯输送带输送机的槽角多数为35º,这样不仅可以增大运量,而且可以防止输送带跑偏。(3)抗冲击性及抗弯曲疲劳性好,使用寿命长。由于钢绳芯是以很细的钢丝捻成钢绳带芯,它弯曲疲劳和耐冲击性非常好。(4)破损后容易修补,钢绳芯输送带一旦出现破损,破伤几乎不再扩大,修补也很容易。相反,帆布带损伤后,会由于水浸等原因而引起剥离。使帆布带强度降低。(5)接头寿命长。这种输送带由于采用硫化胶接,接头寿命很长,经历说明有的接头使用十余年尚未损坏。(6)输送机的滚筒小。钢绳芯输送带由于带芯是单层细钢丝绳,

53、弯曲疲劳轻微,允许滚筒直径比用帆布输送带的。钢绳芯输送带也存在一些缺点:(1)制造工艺要求高,必须保证各钢绳芯的张力均匀,否那么输送带运转中由于张力不均而发生跑偏现象。(2)由于输送带内无横向钢绳芯及帆布层,抗纵向撕裂的能力要防止纵向撕裂。(3)易断丝。当滚筒外表与输送带之间卡进物料时,容易引起输送带钢绳芯的断丝。因此,要求要有可靠的清扫装置。5.1.2 输送带的连接为了方便制造和搬运,输送带的长度一般制成100200米,因此使用时必须根据需要进展连接。橡胶输送带的连接方法有机械接法与硫化胶接法两种。硫化胶接法又分为热硫化和冷硫化胶接法两种。塑料输送带那么有机械接法和塑化接法两种。(1)机械接头机械接头是一种可拆卸的接头。它对带芯有损伤,接头强度效率低,只有25%60%,使用寿命短,并且接头通过滚筒外表时,对滚筒外表有损害,常用于短距或移动式带式输送机上。织物层芯输送带常采用的机械接头形式有胶接活页式,铆钉固定的夹板式和钩状卡子式,但钢丝绳芯输送带一般不采用机械接头方式。(2)硫化塑化接头硫化塑化接头是一种不可拆卸的接头形式。它具有承受拉力大,使用寿命长,对滚筒外表不产生损害,接头效率高达60%95%的优点,但存在接头工艺复杂的缺点。对于分层织物层芯输送带在硫化前,将其端部按帆布层数切成阶梯状,如以下图5-1所示:图5-

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