某煤礦帶式輸送機的選型設(shè)計

1、安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書設(shè)計題目 作者姓名 學(xué) 號 系 部 專 業(yè) 指導(dǎo)教師 2013年4月16日摘 要本次畢業(yè)設(shè)計是關(guān)于帶式輸送機的選型設(shè)計。主要是分析輸送機選型原則和計算方法；然后根據(jù)這些設(shè)計準則與計算選型方法按照給定參數(shù)要求進行選型設(shè)計。目前，膠帶輸送機正朝著長距離，高速度，低摩擦的方向發(fā)展，近年來出現(xiàn)的氣墊式膠帶輸送機就是其中的一個。在膠帶輸送機的設(shè)計、制造以及應(yīng)用方面,目前我國與國外先進水平相比仍有較大差距,國內(nèi)在設(shè)計制造帶式輸送機過程中存在著很多不足。本次帶式輸送機設(shè)計代表了設(shè)計的一般過程, 對今后的選型設(shè)計工作有一定的參考價值。 目 錄 第一章 初選膠帶輸送機號 1 1

2、.1已知原始參數(shù)和幾個工作條件 1 第二章 膠帶寬度的選型計算及驗算 2 2.1帶寬的確定 2 2.2帶寬的核算 5 第三章 膠帶運行阻力的計算 6 3.1主要阻力計算 6 3.2主要特種阻力計算 8 3.3特種附加阻力計算 8 3.4傾斜阻力的計算 10 3.5圓周驅(qū)動力的計算 10 第四章 膠帶張力的計算 11 4.1張力點的計算要求與公式 11 4.2各特性張力的計算 12 第五章 膠帶懸度的驗算 14 5.1膠帶下垂度的計算公式 14 5.2膠帶強度的檢驗 14 第六章 膠帶強度的驗算 15 6.1輸送帶強度驗算 15 第七章 電動機的選型計算 16 7.1傳動軸功率計算 16 7.2

3、電動機功率計算 16 第八章 拉緊力的計算 17 8.1拉緊力 17 致謝 18 參考文獻 19第一章 初選膠帶輸送機型號 1.1 已知原始參數(shù)和幾個工作條件：一、帶式輸送機的設(shè)計計算，應(yīng)具有下列原始數(shù)據(jù)及工作條件資料（1）物料的名稱和輸送能力： （2）物料的性質(zhì)：1） 粒度大小，最大粒度和粗度組成情況；2） 堆積密度；3） 動堆積角、靜堆積角，溫度、濕度、粒度和磨損性等。（3）工作環(huán)境、露天、室內(nèi)、干燥、潮濕和灰塵多少等；（4）卸料方式和卸料裝置形式；（5）給料點數(shù)目和位置；（6）輸送機布置形式和尺寸，即輸送機系統(tǒng)（單機或多機）綜合布置形式、地形條件和供電情況。輸送距離、上運或下運、提升高度

4、、最大傾角等；（7）裝置布置形式，是否需要設(shè)置制動器。二、原始數(shù)據(jù)及工作參數(shù) 1）輸送物料： 煤 2）物料特性： （1）塊度：0200mm （2）散裝密度：0.8t/m3 （3）在輸送帶上堆積角：=20° （4）物料溫度：<50 3）工作環(huán)境：井下 4）輸送系統(tǒng)及相關(guān)尺寸：（1）運距：300m （2）傾斜角：=0° （3）最大運量:380t/h初步確定輸送機布置形式見附帶圖紙。第2章 膠帶寬度的選型計算及驗算 2.1 帶寬的確定按給定的工作條件,取原煤的堆積角為20°.原煤的堆積密度按800 kg/;輸送機的工作傾角=0°帶式輸送機的最大運輸能力計

5、算公式為： 式中：Q輸送量（； 帶速（； 物料堆積密度（）； S-在運行的輸送帶上物料的最大堆積面積, K-輸送機的傾斜系數(shù)表2-1傾斜系數(shù)k選用表傾角(°)2468101214161820k1.000.990.980.970.950.930.910.890.850.81查DT帶式輸送機選用手冊（表2-1）得k=1帶速選擇原則：(1)輸送量大、輸送帶較寬時，應(yīng)選擇較高的帶速。(2)較長的水平輸送機，應(yīng)選擇較高的帶速；輸送機傾角愈大，輸送距離愈短，則帶速應(yīng)愈低。(3)物料易滾動、粒度大、磨琢性強的，或容易揚塵的以及環(huán)境衛(wèi)生條件要求較高的，宜選用較低帶速。(4)一般用于給了或輸送粉塵量大

6、時，帶速可取0.8m/s1m/s；或根據(jù)物料特性和工藝要求決定。(5)人工配料稱重時，帶速不應(yīng)大于1.25m/s。(6)采用犁式卸料器時，帶速不宜超過2.0m/s。(7)采用卸料車時，帶速一般不宜超過2.5m/s；當輸送細碎物料或小塊料時，允許帶速為3.15m/s。(8)有計量秤時，帶速應(yīng)按自動計量秤的要求決定。(9)輸送成品物件時，帶速一般小于1.25m/s。帶速與帶寬、輸送能力、物料性質(zhì)、塊度和輸送機的線路傾角有關(guān).當輸送機向上運輸時，傾角大，帶速應(yīng)低；下運時，帶速更應(yīng)低；水平運輸時，可選擇高帶速.帶速的確定還應(yīng)考慮輸送機卸料裝置類型，當采用犁式卸料車時，帶速不宜超過3.15m/s. 原煤

7、的堆積密度為800kg/;考慮山上的工作條件取帶速為2m/s;將個參數(shù)值代入上式, 可得到在運行的輸送帶上的最大堆積面積： 圖2-1 槽形托輥的帶上物料堆積截面 表2-2槽形托輥物料斷面面積A槽 角帶寬B=500mm帶寬 B=650mm帶寬 B=800mm帶寬B=1000mm動堆積角20°動堆積角30°動堆積角20°動堆積角30°動堆積角20°動堆積角30°動堆積角20°動堆積角30°30°0.02220.02660.04060.04840.06380.07630.10400.124035°0.

8、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2-2, 輸送機的承載托輥槽角35°，物料的堆積角為20°時，帶寬為800 mm的輸送帶上允許物料堆積的橫斷面積為0.0678，此值大于計算所需要的堆積橫斷面積,據(jù)此選用寬度為800mm的輸送帶能滿足要求。經(jīng)如上計算,確定選用帶寬B=800mm,680S型煤礦

9、用阻燃輸送帶。680S型煤礦用阻燃輸送帶的技術(shù)規(guī)格：縱向拉伸強度680N/mm；橫向拉伸強度265N/mm；帶厚8mm;輸送帶質(zhì)量8Kg/m.安全性能： 該輸送帶已通過阻燃測試及靜電測試等試驗，并獲得了合格證煤安標志及客戶認可。 最長使用壽命： 帶體的使用壽命由以下幾點因素決定，由經(jīng)向、緯向長絲及覆蓋棉紡編織而成密實的帶芯；浸上特別配方的 PVC 料使帶芯與蓋膠之間達到極高粘合強度；特別配方的蓋膠；從而使帶體耐沖擊、抗撕裂、抗磨耗。 本輸送帶具有整芯阻燃帶耐磨、抗靜電、防水、阻燃、強度高、安全性能優(yōu)異以及與其他阻燃輸送帶相比成本更低、價格更低廉等特點，是目前國內(nèi)外比較通用、流行的阻燃輸送帶品種

10、之一，特別適合于煤礦等井下坡度不大的輸送場所。 產(chǎn)品特征： 本輸送帶采用整體帶芯作為骨架材料，經(jīng)浸漬、涂掛具有極好的抗靜電、阻燃等性能的 PVC 材料后塑化而制成。 接頭性能： 根據(jù)帶體強力及帶芯結(jié)構(gòu)，使用機械扣連接，其強力可達帶體強力的 50%-90% ；使用硫化接頭，其強力可達到帶強力的 60%-90% 。多種形式的接頭方式可滿足客戶的不同需要，保障系統(tǒng)的安全、高效運行。2.2 帶寬度的核算 輸送大塊散狀物料的輸送機，需要按表2-3核實。表2-3 單位：mm帶寬50065080010001200140016001800200022002400最大塊度10015020030035035035

11、0350350350350整芯阻燃輸送帶680s，B=800，=8Kg/m,根據(jù)表格2-3，帶寬滿足最大塊度要求。第3章 膠帶運行阻力的計算3.1 主要阻力的計算輸送機的主要阻力是物料及輸送帶移動和承載分支及回程分支托輥旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生阻力的總和?？捎檬剑?-1）計算： （3-1）式中模擬摩擦系數(shù)，根據(jù)工作條件及制造安裝水平?jīng)Q定，一般可按表查取。輸送機長度（頭尾滾筒中心距），m；重力加速度；輸送機的工作傾角，當輸送機的工作傾角小于18º時，可取1； 每米長輸送帶的質(zhì)量，Kg/m，8kg/m； 每米長度輸送物料質(zhì)量，Kg/m， 承載分支托輥組每米長度旋轉(zhuǎn)部分重量，kg/m， 回程分支托輥組每

12、米長度旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，kg/m，表3-1 阻力系數(shù)f輸送機工況工作條件和設(shè)備質(zhì)量良好，帶速低，物料內(nèi)摩擦較小0.020.023工作條件和設(shè)備質(zhì)量一般，帶速較高，物料內(nèi)摩擦較大0.0250.030工作條件惡劣、多塵低溫、濕度大，設(shè)備質(zhì)量較差，托輥成槽角大于35°0.0350.045每米長輸送帶物料的質(zhì)量、承載分支托輥每米長旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量、回程分支托輥每米長旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量，分別按以下各式計算： 取托輥間距=1.2m，=3m；查表3-2，=14Kg，=12Kg，則： kg/m； kg/m； 式中 輸送能力，t/h； 承載分支一組托輥旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量，kg，查表3-2； 回程分支一組托輥旋轉(zhuǎn)部分

13、的質(zhì)量，kg，查表3-2； 承載分支（上）托輥的間距，m， 回程分支（下）托輥的間距，m。表3-2 托輥選裝部分的質(zhì)量和 單位：kg 托輥型式（軸承座型式） 帶寬/mm 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000上托輥鑄鐵座沖壓座 14 22 25 47 50 72 77 11 17 20 下托輥鑄鐵座沖壓座 12 17 20 39 42 61 65 11 15 18 =0.045×300×9.8×11.67+4+（2×8+52.78）×cos35º=9527N運行阻力系數(shù)f值應(yīng)根據(jù)表3-4選取。取=0.045

14、。表3-3 阻力系數(shù)f輸送機工況工作條件和設(shè)備質(zhì)量良好，帶速低，物料內(nèi)摩擦較小0.020.023工作條件和設(shè)備質(zhì)量一般，帶速較高，物料內(nèi)摩擦較大0.0250.030工作條件惡劣、多塵低溫、濕度大，設(shè)備質(zhì)量較差，托輥成槽角大于35°0.0350.0453.2 主要特種阻力的計算主要特種阻力包括托輥前傾的摩擦阻力和被輸送物料與導(dǎo)料槽攔板間的摩擦阻力兩部分，按式（3-2）計算： （3-2） 托輥前傾的摩擦阻力 按式（3-3）或式（3-4）計算：重段等長三托輥 （3-3）空段V形托輥 （3-4）物料與導(dǎo)料欄板板間的摩擦阻力：由于不設(shè)導(dǎo)料擋板=0； 本輸送機沒有主要特種阻力，故=03.3 特種

15、附加阻力的計算特種附加阻力包括：輸送帶清掃器的阻力；梨式卸料器的阻力；卸料車的阻力；空段輸送帶的翻轉(zhuǎn)阻力。特種附加阻力的計算： （3-5）輸送帶清掃器的摩擦阻力 （3-6）梨式卸料器的摩擦阻力 （3-7）式中清掃器個數(shù)，包括頭部清掃器和空段清掃器； A個清掃器和輸送帶接觸面積，見表3-4； B輸送帶的寬度；清掃器和輸送帶間的壓力，N/，一般取為3 N/；清掃器和輸送帶間的摩擦系數(shù)，一般取為0.50.7；刮板系數(shù)，一般取為1500 N/m。表3-4 導(dǎo)料槽欄板內(nèi)寬、刮板與輸送帶接觸面積帶寬B/mm導(dǎo)料欄板內(nèi)寬/m刮板與輸送帶接觸面積A/m頭部清掃器空段清掃器5000.3150.0050.0086

16、500.4000.0070.018000.4950.0080.01210000.6100.010.01512000.7300.0120.01814000.8500.0140.021查表3-4得，取，取，將數(shù)據(jù)帶入式（3-6）則： 梨式卸料器的摩擦阻力；取，根據(jù)式（3-7）得， =0.8×1500=1200N擬設(shè)計的總圖中有兩個清掃器和一個空段清掃器（一個空段清掃器相當于1.5個清掃器），將數(shù)值代入式（3-5），故： =3.5×480+1200=2880N3.4 傾斜阻力的計算傾斜阻力是在傾斜安裝的輸送的輸送機上的，物料上運時要克服的重力，或物料下運時的負重力。傾斜阻力按式（

17、3-8）計算： 式中：H輸送機提升或下降物料的高度，m。因為本輸送機是水平運輸，所有H=0，所以， =03.5 圓周驅(qū)動力的計算 帶式輸送機的運行阻力由以下幾種阻力組成：主要阻力FH；附加阻力FN；特種主要阻力Fs1；特種附加阻力Fs2；傾斜阻力。傳動滾筒上所需圓周驅(qū)動力為輸送機所有阻力之和，可用式（3-8）計算： （3-8）式中主要阻力，N；附加阻力，N；特種主要阻力，N；特種附加阻力，N；傾斜阻力，N。五種阻力中，、是所有輸送機都有的，其他三類阻力，根據(jù)輸送機類型及附件裝設(shè)情況定，由設(shè)計者選擇。對機長大于80m的帶式輸送機，附加阻力明顯的小于主要阻力，可用簡便的方式進行計算，不會出現(xiàn)嚴重錯

18、誤。為此引入系數(shù)C作簡化計算，則公式變?yōu)橄旅娴男问剑?（3-9）式中與輸送機長度有關(guān)的系數(shù)，在機長大于80m時，可按式（3-10）計算，或從表查取 （3-10）式中附加長度，一般在70m到100m之間；系數(shù)，不小于1.02。 查DT（A）型帶式輸送機設(shè)計手冊表3-5表3-5系數(shù)CL80100150200300400500600C1.921.781.581.451.311.251.201.17L70080090010001500200025005000C1.141.121.101.091.061.051.041.03由式（3-9）可得圓周驅(qū)動力，將各項運行阻力代入式中得， =1.31×

19、9527+0+2880+0=15360 N第4章 膠帶張力的計算4.1 張力點的計算要求與公式輸送帶張力在整個長度上是變化的，影響因素很多，為保證輸送機上午正常運行，輸送帶張力必須滿足以下兩個條件：（1）在任何負載情況下，作用在輸送帶上的張力應(yīng)使得全部傳動滾筒上的圓周力是通過摩擦傳遞到輸送帶上，而輸送帶與滾筒間應(yīng)保證不打滑；（2）作用在輸送帶上的張力應(yīng)足夠大，使輸送帶在兩組托輥間的垂度小于一定值。為了保證滾筒與輸送帶不打滑，牽引力應(yīng)有一定的儲備能力，則相遇點的最大張力為： 分離點的最小張力為： 式中的取值按表4-1選取。表4-1 驅(qū)動滾筒與橡膠帶之間的摩擦因數(shù)運行條件光滑裸露的鋼滾筒帶人字行溝

20、槽的橡膠覆蓋面帶人字行溝槽的聚氨酯膠覆蓋面帶人字行溝槽的陶瓷覆蓋面干態(tài)運行0.350.40.40.450.350.40.40.45清潔濕態(tài)（有水）運行0.10.350.350.350.4污濁濕態(tài)（泥土）運行0.050.10.250.30.20.35分離點不一定是運輸機最小張力點根據(jù)運輸機布置情況和傾角大小而定，且要滿足垂度要求。根據(jù)足點計算法，計算輸送帶各點的張力，并分別確定承載段和回程段最小張力。最小張力如不能滿足垂度要求，則根據(jù)垂度要求確定的最小張力，按逐點計算法重新計算各點張力。4.2 各特性張力計算輸送機線路布置如圖4-1所示 按啟動時要求，求出、，取n=1.3，=1+2，=0.4 正

21、常運行時各點的張力：忽略傳動部分的長度，空段阻力為： 重段阻力為：輸送帶各點張力：第5章 膠帶懸垂度的驗算5.1 膠帶下垂度的計算公式承載段托輥要求輸送帶最小張力點的張力： (5-1）回程段托輥要求輸送帶最小張力點的張力： （5-2）式中 分別為重段和空段許用的最大垂度。ISO標準規(guī)定輸送帶許用的最大下垂度應(yīng)滿足，具體設(shè)計時可參閱相關(guān)手冊。5.2 膠帶強度的檢驗分別找出重段和空段最小張力點，校核重段垂度和空段垂度。由上章張力點的計算值可知道，重段最小張力點在5點上，空段最小張力點在3點。重段垂度所需要的最小張力為，滿足垂度要求，通過?？斩未苟人枰淖钚埩?，滿足垂度要求，通過。第6章 膠帶

22、強度的驗算6.1 輸送帶強度驗算計算出輸送帶的最大張力后，應(yīng)驗算輸送帶的強度，對于帆布芯輸送帶按式（6-1）計算帆布層數(shù) （6-1）式中 m安全系數(shù)，按表6-1選?。?輸送帶縱向扯斷強度，N/mm·層； B帶寬，mm。表6-1 帆布芯輸送帶安全系數(shù)帆布層數(shù)3-45-89-12硫化接頭8910機械接頭101112 整芯輸送帶和鋼絲繩芯輸送帶的強度按下式計算： （6-2）整芯輸送帶的安全系數(shù)取m=9，鋼絲繩芯輸送帶的安全系數(shù)取m=10。輸送帶強度滿足要求。 第7章 電動機的選型計算7.1 傳動軸功率計算帶式輸送機驅(qū)動滾筒上所需的運動功率，取決與牽引力（圓周力）和輸送帶的速度，即 (7-1

23、)式中 傳動滾筒軸所需要的運動功率，KW。7.2 電動機功率計算計入驅(qū)動設(shè)備的傳動效率，所需要的運行功率為對具有正功率的輸送機 (7-2)對具有反饋功率的輸送機 (7-3)式中 傳動效率，一般在0.850.95之間選??； 反饋傳動效率，一般在0.951.0之間選取。選用驅(qū)動電動機時，應(yīng)按實際情況的需要，計入負載起動的動負載、電壓降、雙機功率分配不均等因素的影響，將上述計算值乘一個啟動系數(shù)，啟動系數(shù)的大小按實際需要選用。根據(jù)計算出的值，查電動機型譜，按就大不就小原則選定電動機功率。選用電動機型號YBS40-4，N=40 KW，臺數(shù)2臺。YBS40-4電機型號解析：Y代表三相異步電機；B代表防爆；

24、S代表輸送機專用；40代表電機功率40KW；4代表電機級數(shù)4級。YBS電機作用：驅(qū)動煤礦井下刮板機、皮帶輸送機、轉(zhuǎn)載機、破碎機等設(shè)備的專用電動機；機座由鋼板焊接成；風(fēng)罩、接線盒、絕緣結(jié)構(gòu)采取加強措施；電氣性能、安裝尺寸、額定功率等均勻與YB2電動機相同。YBS電動機防爆性能：隔爆型I，適用煤礦井下采掘工作面。YBS電動機主要技術(shù)參數(shù)： 額定電壓：380/660V、660/1140 額定頻率：50Hz 額定功率：40KW第8章 拉緊力的計算8.1拉緊力拉緊裝置的拉緊力，按拉緊裝置的位置，根據(jù)算的張力值計算。拉緊力等于輸送帶在拉緊滾筒兩端的張力之和。帶式輸送機所需的拉緊力，在啟動、穩(wěn)定運行和制動過程中是不同的。采用自動拉緊裝置時，可按不同工況的需要調(diào)整大?。徊捎霉潭ㄊ嚼o裝置時，拉緊力不能隨工況的改變而變化，輸送帶的預(yù)拉緊力應(yīng)按各種工況都不打滑的條件計算。計算拉緊力時，也要考慮啟動和制動工況的需要。拉緊裝置在圖示位置應(yīng)具有的拉緊力為此拉緊力是按穩(wěn)定運行條件計算的，啟動和制動工況還要按加減速度的慣性力，增大拉緊力，以免輸送帶在滾