皮带输送机计算

1、目录普通皮带输送机毕业设计计算说明书f上传时间：2011-10-30 9:38:04我要下载：文件描叙：4.8软起动装置的选择由电动机自身特性可知，电动机直接启动时会产生很大的起动电流，从而对电网冲击很大；而在电动机 和减速器之间加可控软起动装置则会大大改善电动机的启动性能，从而延长电动机使用寿命。调速型液力偶 合器是一种无级调速装置，它通常安装于电机和减速器之间，具有起动时保护电机，起动加速度可控、过载 保护等功能，是目前性能较优越的可控软起动装置之一。4.8.1目前主要的软起动装置原理与性能常用的下运皮带输送机软起动装置主要有以下几种：液体粘性软起动装置、CST、液力偶合器、变频器等。（1

2、）液体粘性软起动装置液体粘性软起动系统是利用液体的粘性即油膜剪切力来传递扭矩的，其结构如图 4.3所示，由主、从动轴，主、从动摩擦片，控制油缸、弹簧、壳体及密封件等组成。当主动轴带动主动摩 擦片旋转时，通 过 摩 擦 片 之 间 的 粘 擦 片 的 旋 转， 当擦片的旋转，当改变控制油缸中的油 图4.3液体粘性软启动系统机械结构图 压大小来调节主、从动摩擦片之间的1-输入轴2-壳体3-控制油缸4-弹簧油膜厚度，可以改变从动摩擦片输出5-主动摩擦片6-从动摩擦片7-输出轴的转速和扭矩的大小，从而实现皮带输送机各项驱动要求和可控软起动功能。（2）液力偶合器图4.4调速型液力偶合器原理图1-油冷却池

3、2-滤油器3-滚动轴承4-电动执行其5-油箱6-齿轮泵液力偶合器主要分限矩型液力偶合器和调速型液力偶合器两种，主要是以液体为介质传递功率的软起动 装置。主要由泵轮、涡轮、外壳等组成。泵轮输入轴与电机相连，为功率输入端；涡轮经输出轴与减速器相连，为功率输出端，两者结构形状相 似，成轴向对称排列，共同组成液流循环圆。工作时，由供油泵向循环圆中充入工作油，当电动机驱动泵轮旋转时，进入泵轮的工作油在叶片的带动 下，因离心力的作用由泵轮内侧流向外缘，形成高压高速液流冲击涡轮叶片，使涡轮与泵轮同向旋转，工作 油在涡轮中由外缘流向内侧，将流入涡轮中的高能液流转变成输出轴的机械能，从而实现能量的柔性传递。限矩

4、型液力偶合器的充液量不变，起到柔性联轴节的作用，能实现电机空载起动、过载保护等作用，但 起动加速度不可控，通常被用在小型输送机上。调速型液力偶合器通过电动执行器来调节勺管的插入深度实 现调节循环圆内工作液体的充液量的。因此起动力矩可控，通常被用于中大型输送机上或倾角较大的场合。采用调速型液力偶合器作为软起动传动装置可以做到延长起动时间、改善输送机满载起动性能。主要优 点如下：实现软起动（可控起动）起动时偶合器中无油，电动机带动泵轮空载起动，起动时间短，大电流冲击时间短。待电动机起动完毕， 控制系统才控制勺管外移，向偶合器供油，涡轮力矩逐渐增大，当涡轮力矩大于负载力矩时，输送机开始起 动。在起动

5、过程中电控系统时刻根据输送机的实际加速度值来调节勺管的移动，使输送机的加速度保持在 0.10.3m/s苑围内。完成功率平衡调节工作中，控制系统通过测定每台电动机的负荷电流情况来控制勺管的移动量达到均衡电 动机功率的目的，调节精度达5%。具有过载保护功能，提高机械使用寿命由于采用液体作传动介质，它能吸收、减少外载荷的振动与冲击， 偶合器上设有易熔塞，过载时液体可将易熔塞熔化喷出，所以保护了传动系各元件，提高了机械的使用寿命。 但是这种系统有以下不足之处：在正常工作时，一般有3-5%的滑差，此时具有3-5%的传动效率损失，而且输送机械大都长时长期工作，使 偶合器发热量大，并浪费大量的能量；调速型液

6、力偶合器在起动过程中始终存在一个不稳定的过渡区，使得起动性能还不理想；液力偶合器的体积较大，系统控制性能和控制精度较差。CST(Controlled Start Transmission System)该装置是80年代初期，美国道奇公司针对大运量、长距离皮带输送机在起动过程中出现的动力所造成的 非稳定工况研制成功的可控传动装置。它是将行星减速器与液体粘性湿式离合器作成一体，所示。它结构紧 凑，体积小，启动平稳，加速度、减速度可控。主要有以下优点：软起动特性好。CST系统起动与负载无关，电动机可在无负载情况下很快达到满速，然后输送机从静止状 态加速到满速。CST系统具有十分优异的力矩控制特性，它

7、可以根据输送机运行的需要(起动、调速、停车， 灵活、精确地改变离合器传递力矩的大小，从而使输送机在整个运行过程中平稳无冲击。因此最大限度地降 低输送带的动张力，提高输送带、电动机及整机的寿命，并减小对电网的冲击；具有优良的调速性能。CST系统的速度调节范围为10% 100%。输送机可在此范围内以任何速度运行(要求 冷却系统要有够的冷却能力)，因此能满足带工输送机低速验带的需要；运行可靠、效率高；功率平衡调节性能好。多级驱动或多点驱动时具有良好的功率平衡性能。对所有驱动单元可实现负载分配。但这种系统制作工艺复杂，加工要求高，成本和投资极大，调试过程复杂，维护费用较高。调压型电器软起动设备调压型电

8、气软起动设备起动力矩较小，但下运输送机一般在空载状态下要求的起动力矩才最大，故仅从 力矩关系上考虑采用电气软起动设备比在上运输送机上更有利。控制方案：对于第1、2种工况，可采用松 开制动器再投入电动机的方法，即与电动状态起动方式相同：对于第3种工况，起动时必须施加制动力，让 电动机处于电动状态下起动，否则可能会使电压的调节跟不上皮带输送机速度的变化而引起带速失控。上述 3种工况都要求起动时必须施加一定的制动力矩。在正常运行时，由于电动机的工况不确定，故电流方向不能确定，要求电气软起动设备必须有自动切换 回路，使正常运行时电流不通过软起动的调节回路。4.8.2软起动装置的选用根据以上各种软起动装

9、置的原理及性能，依据我国煤矿井下长运距、大运量下运皮带输送机的工作特点， 结合我厂多年生产皮带输送机配套软起动装置的经验，软起动装置的选型应考虑以下几个原则：考虑输送机的工作重要性：当输送机工作场所十分重要时，如主运输输送机，应重点考虑可靠性 配置，可采用进口 CST可控起动装置，但价格较高。考虑输送机长度及运量大小：运距长、运量大则起动动载荷就大，可选用起动精度高，软启动效 果好的软起动，如液粘软起动、CST等，可以有效降低胶带强度；否则，对运距短、运量小的输送机，可选 用刚性联轴器(驱动功率小于45千瓦)、普通液力偶合器或调压型电气软起动；对运距、运量中等，驱动载荷 适中的输送机，一般选用

10、调速型液力偶合器，使用维护较简单，且价格也适中。输送机带速：当输送机带速高时，应选用软起动性能较好的软起动，根据以上第二条动载荷大小， 优先选用调速型液力偶合器、液粘软起动和CST。考虑输送机经济性，性能要求越好，投资价格越高。一般情况应优先选用普通液力偶合器、调速型 液力偶合器、液粘软起动和CST。综合考虑以上分析，结合本台皮带输送机的自身特性，我们决定采用 YOTCK560型调速型液力偶合器，YOTCK560型调速型液力偶合器传递功率155-360 kW。4.9拉紧装置拉紧装置是皮带输送机必不可少的部件，具有以下四个主要作用：保证输送带有足够的张力，防止打滑；保证输送带各点的张力不低于一定

11、值，以防止输送带在托辊间因过分松弛而引起撒料和增加运动阻 力；补偿带的塑性伸长和过渡工况下弹性伸长的变化；为输送带重新接头提供必要的行程。4.9.1张紧位置的确定从布置示意图中可知，拉紧装置设于回程机尾（高点）倾斜坡段，驱动滚筒入点处，此位置布置张紧装置 优点是离驱动装置近，便于实现集中控制，但缺点是张紧力大：根据输送机张紧位置的确定原则，一般布置 在张紧力最小处，也可将张紧装置布置在机头处，缺点是离驱动装置远，张紧力传递慢，满载起动时易出现 打滑，控制困难。4.9.2拉紧力及拉紧形成的计算（1）拉紧力的计算根据4.5.5各点张力计算结果，且拉紧力大小需满足任何工况要求，根据以上设计计算可得：

12、PI=425644N（2）拉紧行程的计算计算拉紧行程的公式如下： L=KL+（12） B式中AL拉紧行程，m；L一输送带长度，m；B一带宽，m；K一伸长系数，钢丝绳芯带取0.002。 L =0.002X3005+1.5X1.2=7.81m考虑其他因素，取L=20m。4.9.3拉紧装置选择皮带输送机上采用的拉紧装置有固定绞车式拉紧、重锤拉紧和自动拉紧三种形式。比较三种方式可知：（1）固定绞车式拉紧装置的拉紧滚筒在皮带输送机运转过程中位置是固定的，这种拉紧方式结构简单、 紧凑、对污染不敏感，工作可靠，拉紧行程长，调整方便；缺点是输送机运转过程中由于输送带的弹性变形 和塑性伸长引起的张降低，可能导致

13、输送带在滚筒上打滑。（2 ）重锤拉紧装置是利用重锤的重量产生拉紧力，并保证输送带在各种工况下有恒定的拉紧力，可以自 动补偿由于温度改变和磨损而引起输送带的伸长变化。该种装置结构简单、工作可靠、维护量小，是一种经 济较理想和拉紧装置，特别适用于固定皮带输送机，但该装置占用空间较大，工作拉紧力不能自动调整且拉 紧行程有限。根据使用场合的不同，可分为重锤垂直拉紧装置和重锤车式拉紧装置等。（3）自动拉紧装置是一种在输送机工作中能按一定的要求自动调节拉紧力的拉紧装置。它使输送带具有 合理的张力，自动补偿输送带的弹性变形和塑性变形，尤其是在起动时可以增大拉紧，防止起动过程中输送 带打滑，正常工作时，减小拉

14、紧力，保证输送带的安全性。本机是具有输送距离长，输送带较大，由于倾角较小，采用重锤拉紧难以控制拉紧力，同时拉紧设计占 用空间大，成本也较大，用其它拉紧方式拉紧行程难以保证，综合考虑设备的工作稳定性和经济性，选用液 压自动拉紧装置拉紧方式。5结论从上述设计计算过程我们可以看出：由于该机线路长，运量较大，并存在多个变坡段，既又下坡、水平 段、又有上坡段，实际运行工况较复杂。在重点讨论最大电动状态、最大发电状态下输送机特性时，驱动滚 筒出力情况发生了较大变化。虽是下运输送机，但其电动工况下滚筒的受力情况极差，如按发电时的受力计算，则不能满足摩擦条件， 这意味着电动状态下输送机要打滑。为兼顾二者，则要

15、作出一些必要的牺牲，如增大拉紧力，这将导致输送 带等级增高，使投资费用大大提高。若仍按满载时计算，可能会给现场造成不可挽回的损失。这也是此类输 送机设计中容易出问题的原因。反之，该种输送机的工况应属不利工况，除非生产现场条件无法改变，建议 尽量不要将输送机线路布置成类似形式。由于该机的特殊工况，同时可控制动装置是必不可少的。同时对长距离、大运量输送机工作在电动状态 下普通型软起动装置无法满足要求，必须设置可控软起动装置，否则将会使起车加速度过大，造成输送带断 带等事故，同时对各组成部分造成较大的冲击。本设计的优点是根据实际例子，设计出适合于实际生产应用的输送机，主要突出在变坡设计上，通过不 同

16、的实际地形，设计出适合生产需要的变坡。但是本文在自动化和安全细节上的考虑还有一定的不足之处，需要在以后的是实际应用中进一步完善。致谢本文是在赵丽琴老师指导下完成的，在论文期间，导师在论文研究方面和设计过程中给予悉心指导，在 工作和生活方面给予了大力支持和帮助；尤其是导师严谨的科学研究精神，惜时如金的工作态度深深地影响 了本人，使学生受益匪浅。在此表示衷心感谢，并致以崇高的敬意。同时也感谢所有关心、支持和帮助过我的各级领导、老师、同学、同事和朋友。由于本人水平有限、时 间的仓促，论文难免有不足和错误之处，恳请各位专家、教授批评、指正，再次表示感谢。参考文献赵玉文，李云海.皮带输送机的现状线装与发

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18、致育、林良明主编.连续运输机械.北京：机械工业出版社.1982年李光布.编著.皮带输送机动力学及设计.北京：机械工业出版社.1988年刘雪平.大型皮带输送机及其控制驱动系统的发展趋势.煤矿机械.2000年王锡法.长运距皮带输送机运行阻力的计算与分析.煤矿机械.2000.5杨达文等.国内外煤矿皮带输送机的现状及发展.煤矿机械.2002.1上海交通大学洪致育、林良明主编.连续运输机械.北京：机械工业出版社.1982年杨达文等.国内外煤矿皮带输送机的现状及发展.煤矿机械.2002年第1期吴宗泽.罗圣国编.机械设计课程设计手册.北京：高等教育出版社.1999年Zhou Manshan Analysis

19、 On Dynamic Properties Of Belt ConveyorlCMH/ICFP 99 Shanghai， ChinaZhang Yuan. Computer Simulation on Continuous Model of Belt Conveyor Dynamic Analysis.Proceedings of the First International Conference on Mechanical Engineering. 2000. Shanghai ， China7. Yu Yan. Research on Braking and Controlling S

20、ystem Downward Belt International Conference on China Conveyor. Proceedings Mechanical Engineering . of High Angle of the First 2000. Shanghai摘要IAbstract I1绪论12输送机主要部件的选型与设计计算52.1设计的原始数据52.2输送机带速的选择52.3输送带宽度的计算选择52.4输送机输送能力的计算72.5功率计算82.5.1传动滚筒轴功率计算82.5.2附加功率计算82.5.3 电动机功率计算92.6输送带的计算选型102.6.1输送带的结构

21、102.6.2覆盖胶的性能及适用情况122.6.4最大张力计算132.6.5输送带层数计算142.7滚筒直径及托辊组的选择计算162.7.1传动滚筒直径的确定162.7.2改向滚筒直径的确定172.7.3托辊组的设计选择182.8输送机驱动装置的设计192.8.1带式输送机的启动过程分析192.8.2大型带式输送机对驱动装置的要求212.8.3现有驱动装置及其分类212.8.4带式输送机各种驱动方式的比较研究222.8.5确定驱动方式242.8.6电动机的选择计算272.8.7调速型液力耦合器的选型272.8.8减速器的计算选型282.9带式输送机拉紧装置的设计302.9.1拉紧装置的作用302.9.2各种拉紧装置的性能比较及拉紧装置的确定312.9.3重锤车式拉紧方式的研究分析332.9.4重锤车式拉紧装置行程的确定及重锤重量的计算332.10托辊组间距的合理确定352.10.1逐点计算法计算张力362.10.2计算合理的托辊组间距382.11输送带跑偏的控制402.11.1输送带跑偏的原因402.11.2调偏原