矿用固定式带式输送机的设计毕业论文.doc
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1、 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;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。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
2、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 主要部件 目 录摘 要I目 录II第一章绪论11.1带式输送机的应用11.2带式输送机的分类11.3 带式输送机的工作原理11.4 带式输送机的结构和布置形式3第二章 带式输送机设计计算52.1 已知原始数据及工作条件52.2 计算步骤52.2.1 带速和槽角的确定52.2.2承载段运行阻力62.2.3最小张力点72.2.4输送点上各点张力的计算72.2.5用摩擦条件来验算传动滚筒分离点与相遇点张力的关系82.2.6输送带的强度验算82.2.7逆止力与电机轴的制动力矩的计算9第三章 驱动装置的选用
3、113.1 电机的选用113.2 减速器的选用11第四章 带式输送机部件的选用134.1 输送带134.2传动滚筒的设计144.3传动滚筒轴的设计计算17第五章 其他部件的选用215.1 机架与中间架215.2 给料装置225.3 卸料装置23第六章 总结与展望25致 谢26参考文献27第一章 绪论1.1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
4、部分。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(流体输送),如气力输送装置和液力输送管道。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。 1.2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结构可分成两类,一类是普通型带式输送机,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
5、几何形状均为平面;另外一类是特种结构的带式输送机,各有各的输送特点.其简介如下: 1.3 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1-1所示 ,它主要包括一下几个部分: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1-1 带式输送机简图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传动滚筒 8卸料器9清扫装置 10平行托辊 11空段清扫器 12减速器输送带5绕经传动滚筒7和机尾换向滚筒1形成一个无极的环形带。输送带的上、下两部分都支承在
6、托辊上。拉紧装置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(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
7、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分离点的张力增加,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结构尺寸加大,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
8、法。1.4 带式输送机的结构和布置形式 带式输送机主要由以下部件组成:头架、驱动装置、传动滚筒、尾架、托辊、中间架、尾部改向装置、卸载装置、清扫装置、安全保护装置等。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1-2所示:表1-2 不同物料的最大运角物料种类角 度物料种类角 度煤 块18 石灰石12煤 块20 干 沙15筛分后的焦碳17 未筛分的石块180350mm矿石16 水 泥200-200m
9、m油田页岩22干 松 泥 土20由于带式输送机的结构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,同刮板输送机比较,物料破碎率小;带式输送机的单机运距可以很长,与刮板输送机比较,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,并且维护比较简单。由于输送带成本高且易损坏,故与其它设备比较,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45005500小时。当二班工作和输送剥离物,且输送环节较多,宜取下限;当三班工作和输送环节少的矿石输送,并有储仓时,取上限为宜。 第二章 带
10、式输送机设计计算2.1 已知原始数据及工作条件(1)采区上山运煤,带式输送机布置形式及尺寸如图2-1所示 图2-1 带式输送机布置形式及尺寸示意图(2)输送物料:煤;块度;(3)输送量:;物流密度=1t/m3;(4)输送机长: L=100 m;(5)倾角: =;2.2 计算步骤2.2.1 带速和槽角的确定按给定的工作条件,取原煤的堆积角为20。带式输送机的最大运输能力计算公式为: 式中:输送量(; 带速(; 物流密度;带速选择原则:(1)输送量大、输送带较宽时,应选择较高的带速。 (2)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,则带速应愈低。 (3)物料易滚动、粒度大、
11、磨琢性强的,或容易扬尘的以及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
12、选择高带速.带速的确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。考虑山上的工作条件取带速为2 m/s; 故所选的槽形物料断面面积: A=0.234m2, 选槽角=,动积角=300。式中: r-物流密度,t/; -倾斜系数,对普通带可在下表中查得; q-物流每米质量,kg/m; v -速度,m/s; 表2-2 倾斜系数 表 倾角/()2468101214161820 10.990.980.970.950.930.910.890.850.81表2-3各种带宽适用的最大块度(mm)带 宽5006508001000120014001600最大块度10015020030
13、03503503502.2.2承载段运行阻力(1)由式:物流每米质量 故可算得: = 表2-4 常用的托辊阻力系数 工 作 条 件平行托辊Wk槽型托辊wz室内清洁,干燥,无磨损性尘土0.0180.02室内潮湿,温度正常,有少量磨损性尘土0.0250.03室外工作,有大量磨损性尘土,污染摩檫表面0.0350.04查表2-4得,=0.04代入表达试求得 =(208.3+23.1+31.3)1000.04 +(208.3+23.1) 100 9.81=75.327kN2.2.3最小张力点由上式计算可知,因空回段运行阻力为负值,所以最小张力点是下图中的3点。图2-5双滚筒驱动示意图2.2.4输送点上各
14、点张力的计算(1)由悬垂度条件确定4点的张力,由式: (2)由逐点计算法计算各点的张力,因为S4=Szmin=16kN,由表2-4选Cf=1.05表2-6摩擦系数光面,潮湿光面,干燥胶面, 潮湿胶面, 干燥橡胶接触面0.20.250.350.4塑料接触面0.150.170.250.32-7分离点张力系数表轴承类型近900 围包角近1800 围包角滑动轴承1.03-1.041.05-1.06滚动轴承1.02-1.031.04-1.052.2.5用摩擦条件来验算传动滚筒分离点与相遇点张力的关系设:为包角滚筒,每个滚筒与输送带的为包角为。由表2-4查擦摩系数由表选摩擦系数:=0.25,并取摩擦力备用
15、 ,。由式 式中 n- 摩擦力备用系数,一般-输送带与传动滚筒间的摩擦系数;-输送带与两个滚筒的为包角之和。,故摩擦条件满足。2.2.6输送带的强度验算(1)输送带的计算安全系数由式 。(2)输送带的许用安全系数,如表2-8所示:表2-8 基本安全系数与表带芯材料 工作条件基本安全系数m0弯曲伸长系数cw有利3.2织物芯带正常3.51.5不利3.8有利2.8钢绳芯带正常31.8有利3.2可知=3.0,=1.8,取=1.2,=0.95,得2.2.7逆止力与电机轴的制动力矩的计算向上运输且倾角较大,停车时会出现逆转,所需的逆止力,由式 电机轴上制动力矩由式 式中 D传动滚筒直径; K-安全制动系数
16、,K=1.25; -电动机到传动滚筒间的传动效率,=0.850.9;i -减速器的减速比。电动机的功率,应根据生产机械所需要的功率来选择,尽量使电动机在额定负载下运行。选择时应注意以下两点:如果电动机功率选得过小就会出现“小马拉大车”现象,造成电动机长期过载使其绝缘因发热而损坏甚至电动机被烧毁。如果电动机功率选得过大就会出现“大马拉小车”现象其输出机械功率不能得到充分利用,功率因数和效率都不高,不但对用户和电网不利。而且还会造成电能浪费。要正确选择电动机的功率,必须经过以下计算或比较:P=F*V/1000(P=计算功率KW,F=所需拉力N,工作机线速度M/S)F= 75.327kwV=2m/s
17、*15.8=31.6m/sP=F*V/1000=75.32kw*31.6/1000=237kw 第三章 驱动装置的选用带式输送机的负载是一种典型的恒转矩负载,而且不可避免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较突出,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
18、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,用第二种锥齿轮,轴头为花键齿轮联接。传动滚筒采用焊接结构,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。3.1 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于500r/min,因为功率一定时,电动机的转速低,其
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