毕业设计胶带输送机的选型设计.doc
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1、 毕毕 业业 设设 计计 设 计 题 目:姓名:专业与班级:接受任务时间:完 成 时 间:阳泉市保安煤矿下组煤下山胶带输送机 的选型设计及电气控制 矿山机电专业 2009 级煤矿五长班 2011 年 1 月 24 日 2011 年 4 月 24 日 毕业设计任务书 设计题目:阳泉市保安煤矿下组煤下山胶带输送机的选型设计及电气控制 设计给定条件:任务开始时间:2011 年 1 月 24 日 任务完成时间:2011 年 4 月 20 日 请你在规定时间内,按设计指导书的要求,完成相应的设计任务,包括设计图纸和设计说明书。毕业设计答辩评阅书 设计题目:阳泉市保安煤矿下组煤下山胶带输送机的选型设计及电
2、气控制 设计批阅及答辩评语:答辩成绩:指导教师:答辩组长:答辩组成员:年 月 日 摘摘 要要 本毕业设计是关于山西阳泉保安煤业15#煤皮带大巷固定式带式输送机的设计。首先对矿井概况做一简单的介绍,然后对胶带输送机选题依据作了概述;接着分析了带式输送机的选型原则及计算方法;然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计;接着对所选择的输送机各主要零部件进行了校核;对皮带机维护做了简单介绍。后来简单的说明了输送机的安装与维护,最后介绍胶带输送机的电气控制。目前,胶带输送机正朝着长距离,高速度,低摩擦的方向发展,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
3、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不足。本次带式输送机设计代表了设计的一般过程,对今后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;Abstract This graduation project is the design of 15#belt conveyer,which is in the type of fixed,for coal mine of Baoan of Yangquan.First introduce the mine briefly,Then summarize the basis the mode
4、 selection of the conveyer.Then analyze the principle and the computational method of the mode selection;Then design the mode selection according to these principle and the computational method and the paramater followed the demand.Then verify the major components of the conveyer which had Choosed.I
5、ntroduce the maintenance of conveyer simply.describe the maintenance and installation of conveyer.Finally elaborate the electric control of conveyer.At present,the adhesive tape conveyers is developing toward the long distance,the high velocity,and the low friction direction.In recent years the air
6、cushion type is the example of them.There is a great distance between the domestic and the overseas with the conveyers design,the manufacture and the application,At home many insufficiencies exist in the process of the design manufacture belt conveyer.This conveyer design has represented the general
7、 process of the design of conveyer,It will have certain reference value to the mode selection of conveyer.Key word:conveyer;mode selection;目 录 摘 要.3 Abstract.4 绪 论.7 一、矿井概况.7 二、编制设计的依据.7 第一章 胶带输送机的选型设计.8 一、设计原始资料.8 二、井下运输系统(见图 331).8 三、选型计算.9 1、输送机主要参数确定.10 2、设计计算.11 3、阻力计算.11 4、轴功率及电机功率.12 5、张力计算.1
8、3 6、逆止力矩计算.13 7、验算.13 8、滚筒合力及扭矩计算.14 四、选型结果.14 第二章 皮带机电控.16 一、皮带机电控的确定.16 二、控制、保护系统的主要功能选择.16 三、保护功能的选择.21(一)监控信号.21(二)、系统组成.21(三)、系统实现功能.22 第三章 胶带输送机的维护.24 第四章 致谢.28 第五章 参考文献.28 绪绪 论论 一、矿井概况一、矿井概况 山西煤炭运销集团保安煤业有限公司前身为阳泉市保安煤矿,原为初步设计为山西省煤炭工业局批准的设计能力 90 万 t/a 的矿井,矿井初步设计于 2004 年 4 月编制完成,并于当年获得批准。2004 年山
9、西省煤炭工业局基本建设局以晋煤基局200458 号文批准该矿井开工建设。矿井于 2005 年 5 月正式开工。截止 2009 年底,主、副、风三个立井井筒已完工并投入使用,主、副井提升系统已正常运行,矿井主扇于 2007 年 6 月安装完成,并投入使用,实现了全负压机械通风;矿井地面双回路供电线路、变电所;井下中央变电所、水泵房、水仓、火药发放硐室等主要硐室已建成。井底车场、主要石门、大巷已完成,现正进行采区 15 号煤层回采工作面。工业场地内办公楼、联合建筑、高位水池、锅炉房、主副井绞车房、井口房、地面火药库、地面扇风机房、机修车间、库房、瓦斯抽放泵站等设施已建成。目前正在进行洗煤厂设备安装
10、,预计 6 月份投产。二、编制设计的依据二、编制设计的依据 1、本井田开采煤层埋藏深度大,设计采用立井开拓方式,工程量少,安全性好。2、矿井采用单水平开采,主要大巷采用轨道大巷集中,皮带、回风大巷分组联合布置,井巷工程量省,生产环节少,利于管理。3、运输大巷采用胶带运输机运输煤炭,运量大,连续性好,安全高效。4、设计采用一个 15 号煤层综采工作面保证矿井 5Mt/a 的设计生产能力。第一章第一章 胶带输送机的选型设计胶带输送机的选型设计 一、设计原始资料一、设计原始资料 1、输送机长度:480(1075)m 2、提升高度:110(123)m 3、倾 角:014、3、163 4、输送物料:原煤
11、,粒度 0300mm 5、松散密度:=0.95 t/m3 6、工作制度:330d/a,16h/d 7、输送能力:按井下工作面原煤产量的峰值计算 8、带速:3.15m/s 9、煤的堆积角:25 10、带强选取 钢绳芯胶带 st2000,强度为 2000N/mm 二、井下运输系统(见图二、井下运输系统(见图 3 33 31 1)回采工作面出煤经工作面运输顺槽胶带机工作面溜煤眼下组煤大巷带式输送机转载煤仓石门上仓带式输送机井底煤仓主井箕斗提至地面。此处主要以下组煤带式输送机为研究对象,下组煤带式输送机是全矿出煤的咽喉地带,全矿的所有煤量都经过此处。图图 3 33 31 1 井下运输系统示意图井下运输
12、系统示意图 三、选型计算三、选型计算 1、输送机主要参数确定、输送机主要参数确定(1)运量的确定 根据井下采掘运输系统,采煤机每班工作 34h,原煤由顺槽皮带通过溜煤眼入下组煤大巷带式输送机,中间无任何缓冲环节,因此,运量按井下工作面原煤产量的峰值进行选取,设计按 Q=1200t/h 输送能力计算。(2)带速带宽的确定 带 宽:B=Q/vc=08m 取 B=1200mm。Q输送量(吨时);带速(米秒);物料容量(吨米2);断面系数。与物料的动堆积角及带宽 B 有关,K=420;c倾角系数,C=0.9;速度系数,=0.9;总长度:L=1075(480)m 计算出:水平长度 Lh=1063(468
13、)m(3)输送机起动、制动选择 长距离带式输送机因其距离长、负荷大,直接起动、制动会造成起动、制动加速度过大,将对输送带产生很大的动张力,影响带式输送机运行性能和使用寿命。为保证带式输送机的安全可靠运行,设计经过对多种拖动方式的综合研究分析,确定下组煤大巷带式输送机拖动方式选用变频软启动,可实现系统较长的起动加速过程。为防止输送机满载上运停止,保证能可靠制动和防逆转,在每个驱动单元配置一套液压闸瓦制动器和低速轴逆止器。2、设计计算、设计计算 根据输送机的布置列出计算简图见图 332 图 332 计算简图 2.1、上托辊每米转动部分重量:q=18.45Kg/m(上托辊直径133,间距 2m)2.
14、2、下托辊每米转动部分重量:q=6.91Kg/m(下托辊直径133,V 型、间距 3m)2.3、胶带每米重量:qo=32.4Kg/m(st2000 钢绳芯带)2.4、每米胶带上物料重量:q=Q/3.6V=1200/3.63.15=105.82Kg/m 3、阻力计算、阻力计算 选取托辊阻力系数=0.03 3.1、上分支运行阻力 F1=(q+q+qo)Lh=(105.82+18.45+32.4)0.031063=4996Kg(L=1075m)同理 F1=2200(L=480m)3.2、下分支运行阻力 F2=(qo+q)Lh =(32.4+6.91)0.031063=1253Kg(L=1075m)同
15、理 F2=552(L=480m)3.3、物料提升阻力 F3=qH=105.8211384=11787 Kg(L=1075m)同理 F3=10327(L=480m)3.4、附加阻力 1)滚筒附加阻力 F1=380Kg 2)清扫器附加阻力 F2=140Kg 3)导料槽阻力 F3=100Kg 4)进料处物料加速阻力 F4=50Kg 故总附加阻力 F=F1 +F2+F3+F4=380+140+100+50=670Kg 总阻力 F=F1+F2+F3+F =4996+1255+11787+670=18708Kg(L=1075m)同理 F=13749(L=480m)4、轴功率及电机功率、轴功率及电机功率 4
16、.1、轴功率 N0=FV/102=187083.15/102=577.7KW(L=1075m)同理 N0=424.6KW(L=480m)4.2、电机功率 N=1.4N0=808.78KW(L=1075m)(1.4 为功率备用系数)同理 N=594.44KW(L=480m)(1.4 为功率备用系数)5、张力计算、张力计算 输送机布置示意图 选 S3=S4=1200Kg 则 S2=S3-F2+q0H=1200-1253+32.411384=3556Kg(L=1075m)S1=S2+F=22264 Kg(L=1075m)按双滚筒三电机,且功率配比为 F1:F2=2:1 考虑 则 S1-2=9792K
17、g(L=1075m)(计 算 过 程:(22264-3556)3+3556=9792)6、逆止力矩计算、逆止力矩计算 传动滚筒轴上的制动力矩:MT=0.65DqH-(2q0+q+q)Lh-qLh =0.65011787-(2 32.4+18.45+6.91)10630.012-105.8210630.012 =6037Kg.m 7、验算 1、胶带安全系数 m=1202000/22264=10.7(L=1075m)2、打滑验算 第一传动滚筒 S1/S1-2=22264/9792=2.27eua1=3 第二传动滚筒 S1-2/S2=9792/3556=2.75eua1=3 3、上分支最小张力验算
18、上分支允许最小张力为:S上 min=5(q0+q)L=5(32.4+105.82)2=829Kg S4=1200KgS上 min 8、滚筒合力及扭矩计算 8.1、第一传动滚筒 合力 F合=S1+S1-2=22264+9792=32056Kg 扭矩 M扭=(S1-S1-2)D/2=(22264-9792)0/2=6236Kg.M 8.2 第二传动滚筒 合力 F合=S1-2+S2=9792+3556=13348Kg 扭矩 M扭=(S1-2-S2)D/2=(9792-3556)0/2=3118Kg.M 8.3 拉紧滚筒合力 F=2S2=7112kg 8.4、机尾滚筒合力 F=S3+S4=21200=
19、2400Kg 四、选型结果四、选型结果 初期下组煤大巷带式输送机主要技术参数为:输送机代号:DTL120/100/3 315 运 量:Q=1200t/h 带 宽:B=1200mm 带 速:V=3.15m/s 机 长:L=480m(后期 1075m)胶 带:ST/S2000 B1200 阻 燃 钢 丝 绳 芯 胶 带 1450m 变 频 电 动 机:YBPT355L2-4 N=315kW V=1140V 三台 减速器:M3PSF80+风扇 i=25 三台 电力液压推杆制动器:BYWZ5-400/121 M=10002000Nm 三台 逆止器:DSN30 M=130kNm 二台 液压自动拉紧装置:
20、ZYL-01-6/130 N=5.5+5.5kW 安装在机头部位 头部卸料滚筒为双出轴(传动滚筒)用于一端安装盘式制动器另一端安装逆止器。第一传动滚筒均为双出轴,一端接逆止器+后期驱动装置,另一端接一套驱动装置。第二传动滚筒均为单出轴,一端接逆止器,另一端接驱动装置。驱动装置由低速轴联轴器垂直轴减速机带制动轮联轴器+电液推杆制动器高速轴联轴器电动机。其中制动器为紧急停车使用,安装在减速机高速轴上。附:15#煤胶带大巷输送机图 第二章第二章 皮带机电控皮带机电控 一、皮带机电控的确定一、皮带机电控的确定 1、高开及变压器二次总馈电开关采用就地手动控制分合操作。输送机为集控,给料机只闭锁,就地启动
21、,停止集控。2、当变频器处于零输出时,操作台控制单台变频器馈电开关KBZ16-400Z/1140Y,开关合闸,顺序向变频器供电。3、当具备各种开机条件如:张紧正常、各种保护正常,同时已确认三台变频器主回路已正常带电,同时打开制动器并确认可向变频器发出指令,控制变频器按启动给定曲线加速起动输送机,达到额定速度后,输送机转入正常运行。4、输送机正常停机时,由输送机控制系统向变频器控制系统发出停机指令,由变频器控制系统控制,按给定减速曲线减速,当减到带速为 0.5m/s(此速度值可在调试时降低设定值)时投入制动器停车(V=0.5m/s 时为紧急停车)同时断开变频器各分路馈电开关,变频器恢复为零输出状
22、态。5、输送机如需紧急停车,由输送机控制系统对变频器发出急停命令并立即分断变频器分路馈电开关,制动器立即投入制动,变频器恢复到零输出状态,输送机停车,紧急停车完成。6、输送机控制、保护系统是主系统,变频器的调速和自身保护系统为一个子系统,由输送机监控系统进行管理。二、控制、保护系统的主要功能选择二、控制、保护系统的主要功能选择 该电控装置应有多种控制方式可供选择,设有远程控制、本机控制、就地手动(检修)、现场编程四种工作方式。该电控装置应具有一般胶带机开停、软控起停、功率平衡等控制功能。1、一般起停:当输送机系统处于允许启动情况下,矿用工控机(PCL)接到开车命令后,自动发出语音预告。然后顺序
23、分时向变频器供电,同时打开制动器(此时变频器处于零输出),当确认变频器供电正常时,向变频器控制系统发出加速指令,则变频器控制系统控制变频器输出,使输送机按预定 S 曲线起动,直至达到额定速度,输送机进入正常运行。胶带机开始起动时,同时监测各信号是否正常。接收到正常停车命令后,先联锁停所有给煤机,在认为胶带机已空载后,给变频器指令,变频器开始调频,按设定 S 曲线减速。当减到 V=05m/s 时,(现场调试时可适当调低此值)一次性断开所有变频器供电,同时投入制动。当接到紧急停车命令或接收到停车故障信号后,同时急停所有给料机和所有变频器供电,投入制动。停车后变频器应自动复零。为再次起动做好准备。2
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