運(yùn)輸機(jī)械課程設(shè)計(jì)說明書_圖文

1、專業(yè)課課程設(shè)計(jì)運(yùn)輸機(jī)械的選型設(shè)計(jì)學(xué)院:機(jī)械工程學(xué)院系別:機(jī)械設(shè)計(jì)工程系專業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)、制造及自動化班級:機(jī)械Z1215時(shí)間:2016.2.293.18(3周教師:學(xué)生:機(jī)械設(shè)計(jì)工程系礦山機(jī)械教研室目錄第一章、刮板輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì) (31.1 原始數(shù)據(jù) (41.2 刮板輸送機(jī)的初選 (41.3 輸送能力的計(jì)算 (71.4 運(yùn)行阻力的計(jì)算 (71.4.1 基本阻力 (81.4.2 附加阻力 (91.4.3 總運(yùn)行阻力 (91.5電動機(jī)功率的校核 (91.6刮板鏈的強(qiáng)度驗(yàn)算 (101.6.1 最小張力點(diǎn)張力的確定 (101.6.2 最小張力點(diǎn)的確定以及逐點(diǎn)張力計(jì)算 (111.6.3 刮板鏈強(qiáng)度驗(yàn)算

2、(12第二章、帶式輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì) (132.1 原始數(shù)據(jù) (142.2 輸送帶寬度的計(jì)算 (142.3 運(yùn)行阻力的計(jì)算 (162.3.1 基本阻力 (172.3.2 附加阻力 (192.3.3 總的運(yùn)行阻力 (192.4 輸送帶張力的確定 (192.4.1 用摩擦條件確定輸送帶張力 (192.4.2 用懸垂度條件校核輸送帶張力 (212.5 輸送帶強(qiáng)度的校核 (212.6 電動機(jī)功率的計(jì)算 (22第三章、電機(jī)車的選型設(shè)計(jì) (233.1 原始數(shù)據(jù) (233.2 電機(jī)車及礦車的選擇 (233.3 列車組成的計(jì)算 (253.3.1 按粘著力條件計(jì)算 (253.3.2 按牽引電動機(jī)溫升條件計(jì)算 (2

3、63.3.3 按制動力條件計(jì)算 (283.3.4 列車中礦車數(shù)量的確定 (283.4 列車組成的驗(yàn)算 (293.4.1 溫升驗(yàn)算 (293.4.2 制動距離驗(yàn)算 (303.5 電機(jī)車總臺數(shù)的確定 (33第一章、刮板輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì)刮板輸送機(jī)是一種以撓性體作為牽引機(jī)構(gòu)的連續(xù)動作式運(yùn)輸機(jī)械,它主要用于回采工作面或順槽等其他場所。由于刮板輸送機(jī)特殊的結(jié)構(gòu)和工作環(huán)境,顯示出了它的一下優(yōu)點(diǎn):機(jī)身低矮,占空間小;可以水平彎曲,隨采煤機(jī)的推移而推移,減小了控頂距;能夠垂直彎曲,可以彌補(bǔ)底板高低不平的影響;結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高,能夠適應(yīng)采煤工作面惡劣的環(huán)境;可以作采煤機(jī)的運(yùn)行軌道,還可以兼作移架時(shí)的支點(diǎn);推移輸送機(jī)時(shí),

4、鏟煤板可以自動清掃機(jī)道浮煤;擋煤板可以增加裝煤斷面積,防止煤拋到采空區(qū),它上邊的電纜、水管槽架對其起保護(hù)作用。所以,刮板輸送機(jī)迄今為止仍是綜采工作面唯一的運(yùn)輸設(shè)備。1.1 原始數(shù)據(jù)某綜采工作面,采煤機(jī)一次采高m 4.4H =,滾筒截深m 8.0B =,實(shí)際牽引速度min /1.3m v =。煤的實(shí)體密度31/3.1m t =,散體密度32/88.0m t =。工作面長度m 170L =,傾角 2-=。1.2 刮板輸送機(jī)的初選當(dāng)工作面采用采煤機(jī)時(shí),因?yàn)槊菏沁B續(xù)而均勻地裝到輸送機(jī)上的.所以生產(chǎn)率可按采煤機(jī)的生產(chǎn)率計(jì)算1HB 60Q v =式中:H 采煤機(jī)一次采高,m ;B 滾筒截深,m ;v 實(shí)際

5、牽引速度,min /m ;1煤的實(shí)體密度,3/m t 。帶入相應(yīng)的數(shù)據(jù)可以計(jì)算得到3.11.38.04.460Q =h t /14.851=h t /根據(jù)刮板輸送機(jī)技術(shù)特征表(表1.21,初選SGZ 764/500型號的刮板輸送機(jī)(表中超重型,序號28。SGZ 764/500型號刮板輸送機(jī)的技術(shù)特征如下:設(shè)計(jì)長度:200m ;輸送能力:1000h t /;鏈速:1.2sm/;電動機(jī)功率:kW2502;刮板鏈規(guī)格:C-10830刮板鏈重量:63.29mkg/表1.21 刮板輸送機(jī)技術(shù)特征表序號型號設(shè)計(jì)長度(m輸送能力(t/h鏈速(m/s電機(jī)功率(kW刮板鏈規(guī)格(×t刮板鏈重量(kg/m

6、中部槽尺寸(mm備注輕型1SGB-420/2280 60 0.63 22 14×50-C1200×420×150軋制2SGB-420/30100 80 0.88 30 14×50-C1200×420×150軋制3SGB-420/40100 100 0.86 40 18×64-C1200×420×180軋制4SGB-520/40100 120 0.86 40 18×64-C1200×520×180軋制5SGB-620/40T100 150 0.86 40 18×64-

7、C 18.81500×620×180軋制6SGB-620/80T160 150 0.86 2×40 18×64-C 18.81500×620×180軋制中型7SGB-630/75150 250 0.86 75 18×64-C 21.761500×630×190軋制8SGB-630/150150 250 0.86 2×75 18×64-C 21.761500×630×190軋制、鑄焊9SGZ-630/180180 400 1.00 2×90 22×

8、86-C 36.741500×630×222軋制、鑄焊10SGB-630/180180 400 1.00 2×90 22×86-C 30.351500×630×222軋制、鑄焊11SGB-630/220180 450 1.01 2×110 22×86-C 30.351500×630×222軋制、鑄焊12SGZ-630/220180 450 1.00 2×110 22×86-C 36.741500×630×222軋制、鑄焊重型14SGB-630/264200

9、 450 1.18 2×132 22×86-C 30.351500×630×222軋制、鑄焊15SGZ-630/264200 450 1.10 2×132 22×86-C 36.741500×630×222軋制、鑄焊16SGZ-730/264 200 500 0.95 2×132 26×92-C 52.931500×730×222 軋制、鑄焊 17SGZ-730/160 200 450 0.94 160 26×92-C 52.931500×680×

10、;290 軋制、鑄焊 19SGZ-730/320 200 600 0.94 2×160 26×92-C 52.93 1500×680×290 鑄焊20SGZ-730/400 200 700 1.10 2×200 26×92-C 52.93 1500×680×290 鑄焊21 SGB730/400 180 600 1.14 2×200 26×92-C 52.93 1500×680×290 鑄焊22 SGZ764/200 75 800 1.10 200 26×92-C

11、52.93 1500×724×290 鑄焊23SGZ-764/264 200 600 0.95 2×132 26×92-C 53.24 1500×764×222 鑄焊24SGB-764/264 200 600 1.12 2×132 22×86-C 34.34 1500×764×222 鑄焊25SGZ764/315 90 800 1.24 315 30×108-C 63.29 1500×724×295 鑄焊26SGZ-764/320 200 700 0.95 2

12、15;160 26×92-C 53.24 1500×764×222 鑄焊27SGZ764/400 150 800 1.10 2×200 26×92-C 53.57 1500×724×290 鑄焊超重型 28SGZ-764/500 200 1000 1.20 2×250 30×108-C 63.29 內(nèi)寬724 鑄焊 29SGZ-764/630 200 1100 1.30 2×315 30×108-C 63.29 內(nèi)寬724 鑄焊 30SGZ-800/500 200 1200 1.20

13、2×250 34×126-C 97.78 內(nèi)寬800 鑄焊 31SGZ-800/630 200 1250 1.30 2×315 34×126-C 97.78 內(nèi)寬800 鑄焊 32 SGZ-800/750200 1300 2×375 34×126-C 97.78 內(nèi)寬800 鑄焊 33SGZ-800/800 200 1500 2×400 34×126-C 97.78 內(nèi)寬800 鑄焊 34SGZ-830/500 200 1200 2×250 30×108-C 64.45 內(nèi)寬780 鑄焊 35S

14、GZ-830/630200 13002×315 30×108-C 64.45 內(nèi)寬780 鑄焊36 SGZ-880/750250 1600 2×375 34×126-D(或C 鏈97.78 內(nèi)寬800 鑄焊37 SGZ880/200 1500 1.10 2×400 34×126-C 98.49 1500×鑄焊800 800×34438 SGZ-880/800250 1650 1.10 2×400 34×126-D(或C 鏈98.78 內(nèi)寬800 鑄焊 39 SGZ-900/630 250 170

15、0 2×315 34×126-C 105.85 內(nèi)寬900 鑄焊 40 SGZ-900/800 250 1800 2×400 34×126-C 105.85 內(nèi)寬900 鑄焊 41 SGZ1000/855 130 2500 1.29 855 48×152-C 1481500×988×337鑄焊 42 SGZ1000/1710230 2500 1.35 2×855 48×152-C 161 1750×1000×362 鑄焊43 SGZ1000/2565300 2500 1.35 3

16、15;855 48×152-C 161 1750×1000×362鑄焊 44 SGZ1250/2400 2×1200 48×152-C 192.28 內(nèi)寬1250 鑄焊1.3 輸送能力的計(jì)算由于原始數(shù)據(jù)中沒有給出刮板輸送機(jī)輸送煤時(shí)的貨載斷面,故此采用采煤機(jī)的生產(chǎn)率進(jìn)行代替,則刮板機(jī)的輸送能力:h t /14.851Q =又有:qv 6.3Q =h t /v Q q 6.3/=m kg /式中: q 輸送機(jī)單位長度上的貨載質(zhì)量,m kg /;v 刮板鏈的運(yùn)行速度,s m /。 帶入相應(yīng)數(shù)據(jù)計(jì)算可得:2.16.3/(14.851=q m kg /0

17、2.197=m kg /1.4 運(yùn)行阻力的計(jì)算刮板輸送機(jī)的運(yùn)行阻力包括:貨載及刮板鏈在溜槽中運(yùn)行時(shí)的滑動摩擦阻力;傾斜運(yùn)輸時(shí),貨載及刮板鏈的下滑分力;刮板鏈繞經(jīng)鏈輪時(shí)的鏈條的彎曲阻力以及鏈輪的軸承阻力;傳動裝置的阻力;可彎曲刮板輸送機(jī)彎曲段的附加阻力;慣性力。以上阻力在一下計(jì)算中的不同位置分別計(jì)入。 基本阻力考慮以上提及的運(yùn)行阻力的前兩項(xiàng),如圖所示。此阻力按重段和空段分別計(jì)算。重段運(yùn)行阻力sin (cos (W '''Lg q q Lg w q qw zh +=N 空段運(yùn)行阻力sin cos (W ''k -=w Lg q N 帶入相應(yīng)的數(shù)據(jù)可以計(jì)算得:

18、N 2sin 8.917029.6302.197(2cos 8.917035.029.637.002.197(W +-+=zh 59.251371W =zh NN 2sin 2cos 35.0(8.917029.63W +=k N 76.40561W =K式中: 'w ,''w 貨載、刮板鏈在溜槽中的運(yùn)行阻力系數(shù)。見下表1.41(本刮板輸送機(jī)采用的是中雙鏈;L 輸送機(jī)的鋪設(shè)長度,m;輸送機(jī)的鋪設(shè)傾角;g 重力加速度,2/s m ;q 單位長度刮板鏈質(zhì)量,m kg /。表1.41 運(yùn)行阻力系數(shù)表輸送機(jī)類型 'w''w單鏈刮板輸送機(jī) 0.40.6 0

19、.250.4 雙鏈刮板輸送機(jī)0.60.80.30.4包括刮板鏈繞經(jīng)鏈輪時(shí)的彎曲阻力和軸承的轉(zhuǎn)動阻力,由于相關(guān)的細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)不足,彎曲阻力和轉(zhuǎn)動阻力均按照重段阻力zh W 和空段阻力k W 之和的10%考慮;因此有: 彎曲阻力:N k zh l (W W 1.0W +=轉(zhuǎn)動阻力:N k zh w W W (1.0W +=1.4.3 總運(yùn)行阻力總運(yùn)行阻力 W 為基本阻力和附加阻力之和,則有:N w l k zh W W W W W 0+= N W W 2.1W 0(k zh +=1.5電動機(jī)功率的校核綜合機(jī)械化采煤工作面,設(shè)T 為輸送機(jī)一個(gè)循環(huán)工作時(shí)間,在任意時(shí)刻t 時(shí)的電動機(jī)功率為t N 。在周期性

20、負(fù)荷變化的情況下,電動機(jī)功率按等效功率即等值功率來計(jì)算。式中 m a xN 刮板輸送機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的最大功率,按下面公式計(jì)算; min N 刮板輸送機(jī)空載運(yùn)行時(shí)的最小功率,按下面公式計(jì)算;K 電動機(jī)備用系數(shù),可取2.115.1K =。W6.0N 2min min max 2max 02k N N N N K Tdt N KTt d +=Wcos 21.1N ''min k vgL w q = N02.350320W 76.4056159.2513712.1W 00=+=(式中 傳動裝置的總效率,可取83.08.0=;v 刮板鏈運(yùn)行速度,s m /; W 刮板輸送機(jī)的牽引力,N

21、。 帶入數(shù)據(jù)計(jì)算可得:顯然W 500W 2502W 93.428N k k k d =<,因此電動機(jī)功率滿足要求。1.6刮板鏈的強(qiáng)度驗(yàn)算1.6.1 最小張力點(diǎn)張力的確定從理論上講,刮板鏈的最小張力點(diǎn)張力最好為零,但是由于某些原因,最小張力為零很難保證。為了安全起見,一般設(shè)計(jì)時(shí)都大于零,其經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為:對于單鏈刮板輸送機(jī),取最小張力點(diǎn)張力N 30002000S min =對于雙鏈刮板輸送機(jī),取最小張力點(diǎn)張力N 60004000S min =本次設(shè)計(jì)所選刮板機(jī)為雙鏈,取最小張力點(diǎn)張力為N 5000S min =。W1000W N 0max k v=W 48.525N W8.010002.102

22、.350320N max max k k =W71.121N W8.010008.92.12cos 17035.029.6322.1N minmin k k = W93.428N W 71.12171.12148.52548.5252.16.0N 22k k d d =+=1.6.2 最小張力點(diǎn)的確定以及逐點(diǎn)張力計(jì)算在連續(xù)動作式運(yùn)輸機(jī)械中,牽引機(jī)構(gòu)在沿程各點(diǎn)所受張力不同。為了進(jìn)行各點(diǎn)張力的計(jì)算,應(yīng)該利用逐點(diǎn)張力計(jì)算法進(jìn)行計(jì)算,即牽引機(jī)構(gòu)某一點(diǎn)的張力,等于沿其運(yùn)行方向后一點(diǎn)的張力與這兩點(diǎn)之間的運(yùn)行阻力之和。i i i i S 11W S (-+=式中 i S 、1S -i 分別為牽引機(jī)構(gòu)前后兩點(diǎn)

23、的張力;11W (-i 前后兩點(diǎn)間的運(yùn)行阻力。 應(yīng)用逐點(diǎn)張力計(jì)算法,有k W S W S S 12112+=+=3223W S S += zh W S W S S 34334+=+=牽引力14S S W -=雙端驅(qū)動,兩端的功率相等,所以有3214S S S S -=-將k W S S 12+=,zh W S S 34+= 帶入上式,并整理得帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得由上式結(jié)果可以判斷3S 是最小張力點(diǎn),可取N 5000S 3= ; 由逐點(diǎn)張力計(jì)算法,依次可以計(jì)算得到:(k zh W W 21S S 31-=-0N 915.1054076.4056159.25137121S S 31>(=-=- (

24、張力圖如右圖所示1.6.3 刮板鏈強(qiáng)度驗(yàn)算以上求出了刮板鏈的各點(diǎn)張力,選其最大張力點(diǎn)進(jìn)行刮板鏈強(qiáng)度驗(yàn)算。最大張力為最大靜張力和動張力之和。動張力按最大靜張力的20%考慮。刮板鏈強(qiáng)度驗(yàn)算,以安全系數(shù)m 來衡量。雙鏈?zhǔn)街?m 安全系數(shù)。刮板輸送機(jī)要求5.3m ;p S 一條牽引鏈的破斷力,N ; max S 最大靜張力,N ;雙鏈負(fù)荷不均系數(shù)。雙邊鏈取0.85;雙中鏈可以適當(dāng)取大些。顯然4S 的值是最大的,即4點(diǎn)的張力最大;其中刮板鏈規(guī)格為C 10830-,根據(jù)下表可以確定p S 的值為1130N k ,取值0.86表1.61 各級圓環(huán)鏈的破斷負(fù)荷t 14×50 18×64 2

25、2×86 26×92 30×108 34×126 38×137 42×146 48×152 B 級/kN 190 320 480 670 890 1100 C 級/kN 250 410 610 850 1130 1450 1820 2220 D 級/kN310510760106014101700將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入安全系數(shù)計(jì)算公式,計(jì)算得到:由以上計(jì)算可知刮板鏈強(qiáng)度合格。綜合上述所有計(jì)算過程,500/764SGZ -型號刮板輸送機(jī)滿足題設(shè)要求。N915.110404915.105405000W W 21S S 31=+=-+=(k

26、 zh N59.25637159.2513715000W S S 34=+=+=zh maxS 2.12S p m =5.358.759.2563712.186.010*>=m N675.15096676.40561915.110404W S S k 12=+=+=第二章、帶式輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī),又稱膠帶輸送機(jī),現(xiàn)場俗稱“皮帶”。它是冶金、電力和化工等廠礦企業(yè)常見的連續(xù)動作式運(yùn)輸設(shè)備之一,尤其是在煤炭工業(yè)中,使用更為廣泛。帶式輸送機(jī)可以輸送煤、矸石及其他粉末狀物料,也可以輸送包裝好的成件物品。但為了保護(hù)輸送帶,不宜輸送有堅(jiān)硬棱角的不規(guī)則狀物料。在煤礦上,帶輸送機(jī)主要用于采區(qū)順槽、

27、采區(qū)上(下山、主要運(yùn)輸平巷及斜井,也常用于地面生產(chǎn)系統(tǒng)和選煤廠中。帶式輸送機(jī)鋪設(shè)傾角為1816。一般向上運(yùn)輸取較大值,向下運(yùn)輸取較小值。帶式輸送機(jī)輸送能力大、調(diào)度組織簡單、維護(hù)方便,因而營運(yùn)費(fèi)低。此外結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠、運(yùn)行阻力小、耗電量低、容易實(shí)現(xiàn)自動化也是它的特點(diǎn)。2.1 原始數(shù)據(jù)某帶式輸送機(jī),運(yùn)輸生產(chǎn)率h t /397Q =,輸送帶運(yùn)行速度s m v /6.1=,鋪設(shè)長度m 600L =,鋪設(shè)傾角 7=,上托輥槽行傾角 35=,物料動堆積角 30=。 注:1、圍包角:單滾筒240;雙滾筒460420。2、托輥間距:上托輥m 2.1、m 5.1;下托輥m 5.2、m 0.3。3、滾筒摩

28、擦系數(shù):光面2.0;膠面3.0。4、物料散體密度:0.18.02.2 輸送帶寬度的計(jì)算輸送機(jī)的輸送能力h t qv /6.3Q =因?yàn)槊棵纵斔蛶系呢涊d質(zhì)量m kg F q /1000=所以 h t Fv /3600Q = (* 式中 F 貨載斷面積,2m ;貨載的散集密度,3/m t ;(本題計(jì)算取9.0=v 輸送帶的運(yùn)行速度,s m /。使用槽行托輥時(shí),貨載的斷面積如下圖所示,它是由弓形面積1F 和梯形面積2F 組成通過計(jì)算,貨載的斷面積: =+=21F F F令:(-+=2sin 2sin cos 102.0sin cos 04.008.0360022K所以:將上式帶入(*式中,并考慮輸

29、送機(jī)鋪設(shè)傾角對斷面大小的影響,則輸送能力:vC 2KB Q =式中 貨載的動堆積角;K 貨載斷面積系數(shù);C 輸送機(jī)的傾角系數(shù);見下表2.21(本題查表得0.1C = B 輸送帶寬度,m 。表2.21 輸送機(jī)傾角系數(shù)表:/度70 158 2016 C0.19.095.08.09.0將原始數(shù)據(jù)以及查表數(shù)據(jù)帶入上述公式,計(jì)算可得:(22222sin 2sin cos 102.0sin cos 04.008.0m B -+223600KB F m =(52.40560sin 6230sin 35cos 102.035sin 35cos 04.008.0360022= -+=K K m 8245.0B

30、6.10.19.0B 52.4053972=根據(jù)下表2.22 相應(yīng)數(shù)據(jù),初選鋼繩芯帶1000ST型號的輸送帶,帶寬mm1000;強(qiáng)度mm/N1000。表2.22 輸送帶強(qiáng)度種類型號強(qiáng)度N/mm.層輸送帶寬度,mm每層質(zhì)量kg/m2 500 650 800 1001200 1401601802000 2202400帆布帶CC-56 56 1.36尼龍帶NN-100 100 1.02 NN-150 150 1.12 NN-200 200 1.22 NN-250 250 1.32 NN-300 300 1.42聚酯帶EP-100 100 1.22 EP-200 200 1.58 EP-300 300

31、 1.7鋼繩芯ST-650 650 ST-800 800 ST-1000 1000 ST-1250 1250 ST-1600 1600 ST-2000 2000 ST-2500 2500 ST-3000 3000 ST-3500 3500 ST-4000 4000 ST-4500 4500 ST-5000 5000 ST-5500 5500 ST-6000 6000 注:鋼繩芯輸送帶抗拉強(qiáng)度單位:N/mm。2.3 運(yùn)行阻力的計(jì)算帶式輸送機(jī)的運(yùn)行阻力包括基本阻力和附加阻力兩部分?；咀枇κ怯啥囗?xiàng)阻力組成的,它包括:托輥的旋轉(zhuǎn)阻力,輸送帶壓陷給托輥的滾動阻力,輸送帶運(yùn)行時(shí)因垂度反向彎曲的阻力,物料

32、間的相互撞擊阻力,傾斜運(yùn)輸時(shí)輸送帶和貨載的下滑分力等。以上阻力除了最后一項(xiàng)外,其他阻力均可隱含在運(yùn)行阻力系數(shù)中。附加阻力包括“輸送帶在滾筒處的彎曲阻力以及滾筒轉(zhuǎn)動阻力,凸弧段附加阻力,物料在裝載處的加速阻力,導(dǎo)料槽的摩擦阻力,清掃裝置的清掃阻力等。2.3.1 基本阻力帶式輸送機(jī)的基本運(yùn)行阻力包括重段阻力和空段阻力兩部分,如下圖所示。它們分別由下式計(jì)算N Lg q q Lgw q q q d g d sin (cos (W ''zh += N Lg q Lgw q q d g d k sin cos (W ''''-+=式中 q 每米輸送帶的貨載質(zhì)

33、量,d q 每米輸送帶的質(zhì)量,m kg /;查表得m kg q d /6.24=;L 輸送機(jī)的鋪設(shè)長度,m ;本題中m L 600= g 重力加速度,2/s m ;取2/8.9s m g =輸送機(jī)的鋪設(shè)傾角;'''w w 、輸送帶在重段、空段的運(yùn)行阻力系數(shù),見下表;查表可得025.0,03.0'''=w w'''gg q q 、重段、空段折算到單位長度上的托輥轉(zhuǎn)動部分的質(zhì)量,m kg /,用下式計(jì)算式中 '''G G g g 、重段、空段每個(gè)托輥轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量,m kg /,見下表;查表得:'

34、'g 'l l g 、重段、空段的托輥間距,m ;取m l m l g g 5.2,2.1'''=。;vq m kg 6.3A,/=mkg l G q m kg l G q gg g g g g /'''''''''=kgkg g g 17G 22G '''=、則計(jì)算可得:m kg q m kg q g g /8.6,/33.18'''=帶入原始數(shù)據(jù)以及查下表2.21;2.22;2.23計(jì)算所得數(shù)據(jù),計(jì)算重段、空段阻力:表2.21 輸送

35、帶運(yùn)行阻力系數(shù)工作條件 托輥形式槽形托輥平行托輥清潔干燥0.02 0.018 少量塵埃,正常濕度 0.03 0.025 大量塵埃,濕度大 0.040.035表2.22 鋼繩芯帶式輸送機(jī)托滾轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量 kg帶寬/mm800 1000 1200 1400 1600 1800 2000槽形托滾14 22 25 47 50 72 77 平形托滾12 17 20 39 42 61 65注:以上參數(shù)均按鑄鐵座計(jì)算。表2.23 鋼繩芯輸送帶質(zhì)量抗拉強(qiáng)度,N/mm 650 8001000 1250 1600 2000 2500 3000 3500 4000 鋼繩直徑,mm4.5 6.75 8.1 9.18

36、10.3覆蓋膠厚,mm6+6 7+7 8+8輸送帶質(zhì)量,kg/m 223.5 24.3 24.6 25.3 32.3 33.4 40 41.5 45.2 47.5 帶寬B mm 800 輸送帶每 米質(zhì)量kg/m18.8 19.419.7 20.2 25.8 26.7 3233.3 36.2381000 24.3 24.6 25.3 32.3 33.4 4041.5 45.2 47.5 120029.5 30.4 38.8 40.1 48 49.8 54.2 57 1400 35.7 45.2 46.8 5658.1 63.3 66.5 1600 51.7 53.4 64 66.4 72.3 7

37、6 1800 58.2 60.1 7274.481.3 85.5N N k k zh zh 76.13046W 7sin 6008.96.247cos 025.08.96008.66.24(W 68.86593W 7sin 8.96006.246.16.33977cos 03.08.960033.186.246.16.3397(W -=-+=+=(2000 66.8 80 83 90.4 952.3.2 附加阻力為了簡化計(jì)算,附加阻力按重段阻力和空段阻力之和的10%考慮。這樣各種附加阻力總和為:(k zh W W 1.0W += 2.3.3 總的運(yùn)行阻力N61.80901W 76.130466

38、8.865931.1W W W 1.1W 00k zh 0=-=+=( 2.4 輸送帶張力的確定2.4.1 用摩擦條件確定輸送帶張力單滾筒驅(qū)動時(shí),由歐拉公式可以得出驅(qū)動滾筒所能產(chǎn)生的極限牽引力:(1S S S W L L Y max max 0-=-=e為了保證帶式輸送機(jī)安全可靠運(yùn)行,在設(shè)計(jì)中,對驅(qū)動滾筒所能傳遞的摩擦牽引力應(yīng)考慮一定的備用能力,因此,驅(qū)動滾筒實(shí)際傳遞的摩擦牽引力:式中 n 摩擦力備用系數(shù),可取2.115.1=n (本題設(shè)計(jì)中取2.1=n ;滾筒摩擦系數(shù),光面2.0,膠面3.0(本題設(shè)計(jì)中取3.0=;驅(qū)動滾筒圍包角(本題中設(shè)計(jì)為單滾筒, 240=。由上式變形可得另外0k zh

39、L Y W W W W S S =+=-聯(lián)立上面兩個(gè)公式,帶入數(shù)據(jù)計(jì)算可得 (1S 1W W L max 00-=e nn (ne 11S S L Y -+=N58.38524S N 19.119426S L Y =(1機(jī)頭在下布置方式如圖所示,此時(shí)有L 2Y 1S S S S =,;則N 26.12511868.8659358.38524W S S 23=+=+=zh N 95.13247276.1304619.119426W S S 14=+=-=k (2機(jī)頭在上布置方式如圖所示,此時(shí)有L 4Y 3S S S S =,;則N 82.2547776.1304658.38524W S S K

40、41=-=+=N 51.3283268.8659319.119426W S S 32=-=-=zh對比兩種布置方式的張力圖可知:機(jī)頭在上的布置方式更加合理,故選擇機(jī)頭在上的布置方式。(張力圖如下圖所示 2.4.2 用懸垂度條件校核輸送帶張力為了使帶式輸送機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)而且運(yùn)行阻力降低,輸送帶在兩托輥之間的懸垂度不宜過大。一般把懸垂度限制在兩托輥間距的25以內(nèi)。輸送帶的垂度與其張力有關(guān):張力越大,懸垂度就越小;張力越小,懸垂度就越大。輸送帶的張力與懸垂度的受力關(guān)系如圖所示。根據(jù)受力可以導(dǎo)出一下方程式中 m i nS zh 重段最小張力,N ; max y 輸送帶的最大垂度,m 。 其他符號意義同前。

41、將'max 025.0g l y 帶入上式,整理得g l q q g d zh +cos (5S 'min同理空段最小張力cos 5S 'min g d K gl q 帶入相應(yīng)的數(shù)據(jù),計(jì)算可得由上面計(jì)算結(jié)果可知,懸垂度條件是符合要求的。2.5 輸送帶強(qiáng)度的校核輸送帶的強(qiáng)度是否滿足要求,以它承受的最大靜張力和安全系數(shù)m 來衡量。對于鋼繩芯輸送帶max2'min 8cos (S y g l q q g zh +=N51.32832N 99.54578.97cos 2.16.2492.68(5cos 5'<(=+=+g l q q g d N82.254

42、77N 04.29917cos 8.95.26.245cos 5''<=g d gl q maxS BGX =m式中 B 輸送帶寬度,cm ;GX 鋼繩芯輸送帶的抗拉強(qiáng)度,cm /N ;max S 輸送帶中的最大靜張力,N 。對于鋼繩芯輸送帶,最小安全系數(shù)m 要求大于7,重載時(shí)可取1210。 帶入相應(yīng)數(shù)據(jù),計(jì)算可得由計(jì)算結(jié)果可知:輸送帶的強(qiáng)度滿足要求。2.6 電動機(jī)功率的計(jì)算由以上的計(jì)算結(jié)果可得0N 61.80901W 0>=,此時(shí)電動機(jī)正常運(yùn)行。輸送機(jī)的主軸功率式中 v 輸送帶運(yùn)行速度,s m /;傳動裝置的效率,一般取9.08.0(本次設(shè)計(jì)中取85.0= 帶入數(shù)

43、據(jù)計(jì)算可得計(jì)入功率備用系數(shù)1.2,按W 200k 選配電動機(jī)737.819.11942610000100>=m W1000W N 0k v=W29.15285.010006.161.80901N k =第三章、 電機(jī)車的選型設(shè)計(jì)電機(jī)車運(yùn)輸是礦井運(yùn)輸中極為重要的部分,廣泛用于礦山地面及井下運(yùn)輸,是礦井水平巷道長距離運(yùn)輸?shù)闹饕绞?。機(jī)車在軌道上運(yùn)行,它的牽引力不僅受牽引電機(jī)功率的限制,還受車輪與軌面間的摩擦制約。運(yùn)輸軌道的坡度一般為3,局部坡度不能超過30。電機(jī)車與其他運(yùn)輸方式相比較,有以下三個(gè)優(yōu)點(diǎn):1、產(chǎn)量和運(yùn)距發(fā)生變化時(shí),只需增減電機(jī)車臺數(shù)就可以滿足要求;2、適用于彎道和支線較多的巷道;

44、3、可以做多種運(yùn)輸工作。3.1 原始數(shù)據(jù)某煤礦主要運(yùn)輸大巷擬采用t 14架線式電機(jī)車和t 3礦車運(yùn)輸,大巷平均坡度3。東翼采區(qū)裝車站距井底車場的距離m 1700L 1=,每班出煤b t /950A 1=;西翼采區(qū)裝車站距井底車場的距離m 1300L 2=,每班出煤b t /1150A 2=;矸石產(chǎn)量為煤產(chǎn)量的10%。起動時(shí)粘著系數(shù)24.0=(撒砂起動,列車往返一個(gè)周期的休止時(shí)間min 21=。3.2 電機(jī)車及礦車的選擇根據(jù)原始數(shù)據(jù)中給出的礦用電機(jī)車的粘著質(zhì)量,查礦用架線電機(jī)車技術(shù)特征表(表 3.21,初選電機(jī)車的型號為根據(jù)原始數(shù)據(jù)中給出礦車技術(shù)參數(shù),查礦車的技術(shù)參數(shù)表(表3.22,并配合電機(jī)車

45、的軌距要求,初選礦車的型號為93.3MG -。550/9714ZK -表3.21 礦用架線式電機(jī)車技術(shù)特征項(xiàng)目單位63ZK-7/25096710ZK-7/25096710ZK-7/5509250/1479-ZK614ZK-7/5509550/1479-ZK550/2079-ZK粘著質(zhì)量軌距受電器工作高度固定軸距主動輪直徑傳動比制動方式tmmmmmmmm3600;762;900180022008166506.34機(jī)械7;10600;762;9001800220011006806.92機(jī)械,電氣7;10600;762;9001800220011006806.92機(jī)械,電氣14762;9001900

46、220016007606.08機(jī)械,電氣,空氣14600;762;90020003200170076014.4機(jī)械,電氣,空氣14762;9002000320019008006.08機(jī)械,電氣,空氣20762;90024003400250084014.4機(jī)械,電氣,空氣牽引力小時(shí)制長時(shí)制N 470015101303033301510043202568063702666096002352099004116013030速度小時(shí)制長時(shí)制km/h 9.11211171116.212.41912.917.71419.213.219.7牽引電動機(jī)型號臺數(shù)電壓臺VZQ-121250ZQ-212250ZQ-2

47、42550ZQ-46A2250ZQ-522550ZQ-46B2550ZQ-822550功率小時(shí)制長時(shí)制kW 12.220.67.4249.646195225.54621.58238電流小時(shí)制長時(shí)制A5825953450.519.6212841055096.53916275空氣壓縮機(jī)電機(jī)功率kW 1.9 5 3.7 5工作氣壓范圍Mpa 0.450.6 0.550.6 0.550.6 0.550.6外形尺寸(長×寬×高mm950;2700;1500125010604500;1550136010604500;155013605000;1360;16004900;1355;155

48、04700;1800;30007400;1660;1900注:代表600mm軌距電機(jī)車寬度24表3.22 礦車的技術(shù)參數(shù)型號 容積 m 3 名義載荷 t 最大載荷 t 軌距 mm 軸距 mm 輪徑 mm 牽引力kN 長×寬×高mm 質(zhì)量 t MG1.1-6 1.1 1.0 1.8 600 550 300 60 2000×800×1150 0.607 MG1.7-6 1.7 1.5 2.7 600 750 300 60 2400×1050×1200 0.718 MG1.7-9 1.7 1.5 2.7 900 750 350 60 240

49、0×1150×1150 0.974 MG3.3-9 3.3 3.0 5.3 900 1100 350 60 3450×1320×1300 1.315 MD3.3-6 3.3 3.0 5.3 600 1100 350 60 3450×1200×1400 1.700 MD5.5-95.55.08.09001350400604200×1520×15503.000注:MG 煤礦用固定式礦車; MD 煤礦用底卸式礦車。3.3 列車組成的計(jì)算列車的組成計(jì)算就是確定一列車由多少輛礦車組成。她應(yīng)滿足三個(gè)條件:粘著力條件、牽引電機(jī)溫

50、升條件和制動力條件。3.3.1 按粘著力條件計(jì)算機(jī)車的最大牽引力為:g P 1000F =機(jī)車在運(yùn)輸中,拉重車組在上坡起動時(shí)所需要的牽引力為最大,牽引力為:11.0(Q P 1000F 'a i w g zh zh +=(為使機(jī)車在最困難的條件下不打滑,令上式右邊相等,可得出在滿足粘著力條件下機(jī)車最多牽引的礦車數(shù),計(jì)算公式:式中 zh Q P 、分別為機(jī)車及重車組質(zhì)量,t ;0G G 、分別為礦車載量及礦車質(zhì)量,t ;1n 列車中的礦車數(shù),計(jì)算值要圓整為較小的整數(shù); 起動時(shí)的粘著系數(shù),撒砂起動時(shí)24.0=;111.0('01-+=ai w G G P n p zh 'z

51、hw 重列車起動時(shí)的阻力系數(shù);查表列車運(yùn)行阻力系數(shù)表(表3.31,本設(shè)計(jì)中取值0105.0'=zh wp i 軌道的平均坡度,沒有特別指明時(shí)003.0=p i ;a 列車起動時(shí)的加速度,一般取2/04.0s m 。 帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得表3.31 列車運(yùn)行阻力系數(shù)表 礦車質(zhì)量t /列車運(yùn)行 列車起動zh w k w 'zh w 'kw 1 0.009 0.011 0.0135 0.0165 3 0.007 0.009 0.01050.01355 0.0060.0073.3.2 按牽引電動機(jī)溫升條件計(jì)算牽引電機(jī)的溫升條件是在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,其溫升不得超過允許值。機(jī)車運(yùn)輸是往返循環(huán)連

52、續(xù)運(yùn)行,而牽引電動機(jī)是短時(shí)重復(fù)工作制運(yùn)轉(zhuǎn),在一個(gè)循環(huán)中,兩向運(yùn)行所需的牽引力不同,根據(jù)電工學(xué),其等效電流dx IA T t I t I I kk zh zh dx +=22式中 zh I ,k I 分別為重車、空車時(shí)電機(jī)電流值,A ;zh t ,k t 分別為重、空列車的運(yùn)行時(shí)間,min ;T 列車往返一次的運(yùn)行時(shí)間,min ;k zh t t T +=列車往返一個(gè)循環(huán)中的休止時(shí)間,min ;由題目知,min 20=。 調(diào)車系數(shù),運(yùn)距小于1000m 取1.4;運(yùn)距為10002000m 取1.25;運(yùn)距大于2000m 取1.15。(本次設(shè)計(jì)中,運(yùn)距為1700m 和1300m ,所以調(diào)車系數(shù)取,2

53、5.1=電機(jī)車牽引電機(jī)的溫升條件:等效電流dx I 不大于牽引電機(jī)的長時(shí)制電流(4026.40104.011.0003.00105.024.0(315.1314111圓整=-+=n n nch ch dx I I 但是這樣計(jì)算繁瑣,可以簡化計(jì)算。根據(jù)直流串勵(lì)電動機(jī)牽引力與電流成正比的原則,上式可以轉(zhuǎn)換為電機(jī)車等效牽引力ch dx F F 進(jìn)一步簡化為,在等阻力坡度下進(jìn)行計(jì)算。即列車勻速運(yùn)行,且重車下坡,空車上坡牽引力相等。 則 令(=+T T /,且等阻力坡度一般取為2,因此,等阻力牽引力又可表達(dá)為(d zh zh dx i g Q P F -+=1000 聯(lián)立式得對于ch F :可由任務(wù)書附

54、表中,電機(jī)車電機(jī)特性曲線有關(guān)參數(shù)計(jì)算公式計(jì)算。對于ZQ-52型電機(jī)(適用于ZK147、9/550型電機(jī)車: I=6+7F v=26.193-0.186I+0.0006I 2 km/h (F kN由電機(jī)車技術(shù)特征表可知A I ch 50=,所以N F ch 71.6285=,h Km v ch /393.18500006.050186.0193.262=+-=。 對于:聯(lián)立以上三式,得,對于zh :由表3-1可知007.0=zh 。 對于d i :等阻力坡度取002.0=d i 。+=T TF F dxdx (-+P g i F G G n d zh ch1000102+=T Tchp k zh v L t t T 75.0602=+=m A A A L A L L p 95.14801150950115013009501700212211=+=+=380.02188.1288.12=+=+=T T最終,按溫升條件計(jì)算352=n 。3.3.3 按制動力條件計(jì)算煤礦安全規(guī)程規(guī)定:列車制動距離,運(yùn)送物料時(shí)不得超過40m ,運(yùn)送人員不得超過20m 。本次選型設(shè)計(jì)只運(yùn)送物料。為使列車在規(guī)定的制動距離內(nèi)制動停車,列車應(yīng)有的減速度