帶式輸送機總體方案設(shè)計及計算

帶式輸送機總體方案設(shè)計及計算本章的主要內(nèi)容是通過題目所給的主要設(shè)計參數(shù)對帶式輸送機進行機型的確定、各種力的計算及校核。通過這些計算確保本課題所設(shè)計的帶式輸送機具有可使用性。1.1主要設(shè)計參數(shù)(1)使用地點:地面及井下均可使用；(2)運量Q=2500T/H；(3)運輸距離L=1890m；(4)提升高度H=123m；(5)帶寬B=1400m；(6)帶運行速度v=4.5m/s；(7)料粒度<300mm；(8)物料比重P=900kg/n?(9)傾角6=7.4°初步確定輸送機布置形式，如圖3-1所示：圖3-1傳動系統(tǒng)圖承載分支托輯間距，m；托輻已經(jīng)選好，則已知計算得：-回程分支托輻組每米長度旋轉(zhuǎn)部分重量，kg/m；通過式(4-7)計算可得：(4-7)式中一回程分支每組托輻旋轉(zhuǎn)部分重量，kg；一回程分支托輯間距，m；托輻已經(jīng)選好，則已知kg計算：-每米長度輸送物料質(zhì)量,-每米長度輸送帶質(zhì)量，則：運行阻力系數(shù)根據(jù)表3-6選取。取。表3-6模擬阻力系數(shù)帶式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0.02按標準設(shè)計，制造，調(diào)整好，物料內(nèi)摩擦系數(shù)中等0.022工作條件惡劣、多塵低溫、濕度大、設(shè)備質(zhì)量較差，托轉(zhuǎn)成槽角大于35°0.023-0.045主要特種阻力計算主要特種阻力包括托輻的前傾的摩擦阻力和被輸送物料與導(dǎo)料槽擋板間的摩擦阻力兩部分，按式(4-8)計算：(4-8)(1)托輯前傾的摩擦阻力1)上托輯前傾阻力(4-9)2)下托輻前傾阻力(4-10)式中一槽形系數(shù)，取0.43；一裝前傾托輻設(shè)備長，約為—摩擦系數(shù)，取0.35、一托輻前傾角，35°槽形托軸的側(cè)輯朝運行方向前傾1.5。，使輸送帶的對中性好不易跑偏。，；一托輻槽角；由公式(4-9)和(4-10)計算得:故(2)被輸送物料與導(dǎo)料槽擋板間的摩擦阻力式中一物料與擋板之間的摩擦系數(shù)；取0.6；-物料流量；一導(dǎo)料板長度；取3m；一導(dǎo)料板內(nèi)部寬度；取0.495%則特種主要阻力：144附加特種阻力計算特種附加阻力包括輸送帶清掃器摩擦阻力和卸料器摩擦阻力等組成，按下式計算：(4-12)(4-13)(4-14)式中一頭部清掃器個數(shù);一空段清掃器個數(shù)；一—個頭部清掃器和輸送帶接觸面積，病，見表3-7；——個空段清掃器和輸送帶接觸面積，〃兒見表3-7；一清掃器和輸送帶間的壓力，N//，一般取3x10-10x1()4N/m2;一清掃器和輸送帶間的摩擦系數(shù)，一般取為0.5?0.7;—刮板系數(shù)，一般取為1500N/mo表3-7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)料擋板內(nèi)寬Z?/m刮板與輸送帶接觸面積A/頭部清掃器空段清掃器5000.3150.0050.0086500.4000.0070.018000.4950.0080.01210000.6100.010.01512000.7300.0120.01814000.8500.0140.021查表3-7得：，；取，取。擬設(shè)計的總圖中有一個頭部清掃請和四個空段清掃器。將數(shù)據(jù)代入(4-13)得:因不設(shè)置卸料器，則由式(4-12)得145傾斜阻力計算傾斜阻力按下式進行計算：(4-15)式中一凈提升高度；綜上計算得出：1.5傳動功率計算傳動軸功率計算傳動滾筒軸功率O按式(5-1)計算:5-1)電動機功率計算電動機功率()按式(5-2)計算：5-2)式中一傳動效率，一般在0.85?0.95之間選取;-聯(lián)軸器效率，每個機械式聯(lián)軸器效率：獷0.98,液力耦合器：7=0.96；一減速器傳動效率，按每級齒輪傳動效率.為0.98計算;三級減速機：小=0.98X0.98X0.98=0.94；一電壓降系數(shù)，一般取0.90?0.95；一電機功率不平衡系數(shù)，一般取〃"=0.90?0.95,單驅(qū)動時，武=1；根據(jù)計算出的值，查電動機機型，按照就大不就小的原則選定電動機功率。由式(5-1)由式(5-2)由此選定電動機功率為型號YB630M1-4同步轉(zhuǎn)速1500r/min數(shù)量二臺。1.6輸送帶張緊力計算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，使輸送帶在兩組托相間的垂度小于一定值。輸送帶張力分布點2 1圖3-2張緊力分布點從分離點起，依次將特殊點設(shè)為1、2、3、……10o如圖3-3所示。輸送帶不打滑條件校核圓周驅(qū)動力通過摩擦傳遞到輸送帶上，如圖3-4所示；圖3-4作用于輸送帶上的張力如圖3-3所示，輸送帶傳動滾筒松邊的最小張力應(yīng)滿足式（6T）的要求。（6-1）傳動滾筒的最大圓周力。動荷載系數(shù)；對慣性小、起制動平穩(wěn)的輸送機可取較小值；否則應(yīng)取較大值；取;-傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù),見表3-8表3-8傳動滾筒與輸送帶之間的摩擦系數(shù)工作條件光面滾筒膠面滾筒清潔干燥0.25-0.030.40陰暗潮濕0.10-0.150.25-0.35潮濕粘污0.050.20由式對于常用該設(shè)計取0.20；470°；膠帶在允許最大下垂度時輸送帶張力為了限制輸送帶在兩組托輻間的下垂度，作用在輸送帶上任意一點的最小張力必須滿足下式；重載段分支 （6-2）空載段分支 （6-3）式中一允許最大垂度，一般0.01；-重載段上托短距離；-空載段下托輻距離；各特性點張力計算為了確定輸送帶作用于各改向滾筒的合張力，拉緊裝置的拉緊力和凹凸弧起始點等特性點張力，需逐點張力法計算。特殊點分布如圖3-3所示。（1）承載段運行阻力承載段運行阻力計算如式（6-4）所示：（6-4）計算得出：式中一輸送帶沿承載分支運行阻力系數(shù)；查表可得（2）回空段運行阻力回空段運行阻力計算如下式（6-5）所示：（6-5）計算得出：式中一輸送帶沿回空分支運行阻力系數(shù)；查表可得由于本次設(shè)計的輸送距離為1890m,相比之下其他回空段阻力距離過?。凰曰乜斩蔚钠渌枇梢院雎圆挥?。（3）由逐點張力法計算各點的張力分析可知點7所受的張力為重載段最小張力，所以。且；；查表可知輸送帶的伸長系數(shù)；故有所以滿足空載段垂度要求。1.7傳動滾筒、改向滾筒合張力計算改向滾筒合張力計算根據(jù)計算出的各特性張力點，計算各滾筒的合張力;頭部180。改向滾筒的合張力：尾部180。改向滾筒的合張力：172傳動滾筒合張力計算根據(jù)計算出的各特性張力點，計算傳動滾筒的合張力;1.2帶式輸送機機型的選定QD80輕型固定式帶輸送機QD80輕型固定式帶輸送機與TDII型相比，其帶較薄、載荷也較輕，運距一般不超過100m,電機容量不超過22kw。DX型鋼繩芯帶式輸送機它屬于高強度帶式輸送機，其輸送帶的帶芯中有平行的細鋼繩，一臺運輸機運距可達幾公里到幾十公里。U形帶式輸送機它又稱為槽形帶式輸送機，其明顯特點是將普通帶式輸送機的槽形托輻角由30。?40。提高到90。使輸送帶成U形。這樣一來輸送帶與物料間產(chǎn)生擠壓，導(dǎo)致物料對膠帶的摩擦力增大，從而輸送機的運輸傾角可達25°o(4)管形帶式輸送機U形帶式輸送帶進一步的成槽，最后形成一個圓管狀，即為管形帶式輸送機，因為輸送帶被卷成一個圓管，故可以實現(xiàn)閉密輸送物料，可明顯減輕粉狀物料對環(huán)境的污染，并且可以實現(xiàn)彎曲運行。(5)氣墊式帶輸送機其輸送帶不是運行在托輯上的,而是在空氣膜(氣墊)上運行，省去了托輯，用不動的帶有氣孔的氣室盤形槽和氣室取代了運行的托輻，運動部件的減少，總的等效質(zhì)量減少，阻力減小，效率提高，并且運行平穩(wěn)，可提高帶速。但一般其運送物料的塊度不超過300mm。增大物流斷面的方法除了用托輻把輸送帶強壓成槽形外，也傳動滾筒合張力:傳動滾筒最大扭矩計算雙驅(qū)動時，傳動滾筒的最大扭矩按式(8-1)計算:(8-1)初選傳動滾筒直徑1250mm。則傳動滾筒的最大扭矩:拉緊力的計算拉緊裝置的拉緊力按式(97)計算：(9-1)計算得出：輸送帶強度校核計算鋼絲繩芯輸送帶的縱向拉伸強度應(yīng)滿足下式：(10-1)式中一靜安全系數(shù)，一般取7?10.運行條件良好,傾角好，強度低取值小，反之則取大值。。初選輸送帶ST3150滿足強度。可以改變輸送帶本身，把輸送帶的運載面做成垂直邊的，并且?guī)в袡M隔板。一般把垂直側(cè)擋邊做成波狀，故稱為波狀帶式輸送機，這種機型適用于大傾角，傾角在30°以上，最大可達90%（6）壓帶式帶輸送機它是用一條輔助帶對物料施加壓力。這種輸送機的主要優(yōu)點是：輸送物料的最大傾角可達90°,運行速度可達6m/s,輸送能力不隨傾角的變化而變化,可實現(xiàn)松散物料和有毒物料的密閉輸送。其主要缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、輸送帶的磨損增大和能耗較大。（7）鋼繩牽引帶式輸送機它是無級運輸與帶式輸送機結(jié)合的產(chǎn)物，既具有鋼繩的高強度、牽引靈活的特點，又具有帶式輸送機的連續(xù)、柔性的優(yōu)點。DTH型固定式帶式輸送機是通用型系列產(chǎn)品，可廣泛用于冶金、煤炭、交通、電力、建材、化工、輕工、糧食、和機械等行業(yè)。輸送堆積密度為500~2500kg/m3的各種散狀物料和成件物品，適用環(huán)境溫度為-20?40℃。故在此處選擇DTII型固定帶式輸送機作為設(shè)計選型。1.3輸送帶參數(shù)相關(guān)計算.1.1輸送帶寬度校核輸送大塊散料物狀的輸送機，需按（L2-1）式計算，在查表3-1(3-1)式中g(shù)一最大料粒度mm；表37不同帶寬推薦的輸送物料的最大粒度(mm)帶寬5500650800100012001400粒度未篩分150200300400500600計算結(jié)果所以題目中給定的帶寬1400mm滿足輸送要求。.2輸送帶運量校核按給定的設(shè)計參數(shù)，取原煤堆積角為20。；帶式輸送機的最大運輸能力計算公式：(3-2)式中一輸送量(T/H)一帶速 (mm/s)—物料比重 (kg/n?)-在運行的輸送帶上物料的最大堆積面積(m2)一輸送機的傾斜系數(shù)輸送機的工作傾角8=7.4°由下表查得=0.97表3-2傾斜系數(shù)k選用表傾2。4°6"8°10°12°14°16°18°角k1.000.990.980.970.950.930.910.890.81查表3-3,輸送機的承載托輻槽角為35°,物料的堆積角為20。時；槽型托輻物料斷面面積S為0.220nl2。表3-3槽型托輻物料斷面面積槽角A帶寬B=650帶寬B=8004+bcAt市寬B=1200-HFB=1400動堆積角P20°動堆積角P30°動堆積角P20°動堆積角P30°動堆積角P20°動堆積角P30°動堆積角P20°動堆積角P30030°0.04060.04840.06380.07630.15300.18200.21300.253035°0.04330.05070.06780.07980.16300.19000.22000.264040°0.04530.05230.07100.08220.17100.19600.23700.272045°0.00.050.070.080.10.20.20.2746934364076000045070計算結(jié)果=1.6X0.22X4.5X0.97X900=3111.4T/H>2500T/H運量滿足要求。初選輸送帶輸送帶的品種規(guī)格符合《GB/T4490—1994運輸帶尺寸》、《GB/T7984-2001輸送帶具有橡膠或塑料覆蓋層的普通用途織物芯輸送帶》和《GB/T9770—2001普通用途鋼絲繩芯輸送帶》的規(guī)定，見下表：表3-4輸送帶技術(shù)參數(shù)種類抗拉體強度/（N/mm*層）輸送帶寬度/mm5006008501000120014001600180020002200帆布4+b市CC-56VVVVVV尼龍-H4-市NN-100VVVVVNN-150VVVVVVNN-200VVVVVVNN-250VVVVVVVNN-300VVVVVVV聚酯帶EP-100VVVVVVVVEP-200VVVVEP-300VJVVVJJJ鋼絲-44-4+F心市St630VVVVSt800VVVVVStlOOOJJJJJJJStl250JVVVJJVStl600JVJVJVJSt2000VVVVJJJS2500JVVVJJJS3150VVJJJVJSt4000JVJJJJSt4500VVJJVVSt5000VVVJJV綜合該設(shè)計機型的各類特性參數(shù)和技術(shù)特性，考慮到輸送量較大，運輸距離長，帶寬為1400mm,且為固定用帶式輸送機，因此初選輸送帶如下：鋼絲繩芯帶膠帶型號ST3150強度：3150N/m；單位長度膠帶重量：42kg/m；1.4圓周驅(qū)動力計算公式(1)所有長度(包括￡<80m)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4-1計算(4-1)式中一主要阻力，N；-附加阻力,N；一特種主要阻力，N；一特種附加阻力，N；一傾斜阻力，N；(2)80m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?4-2)式中一與帶式輸送機長度有關(guān)的系數(shù)，可從下表中查得。表3-5系數(shù)C主要阻力計算L80100150200300400500600C1.921.781.581.451.251.201.181.17L70080090010001500200025005000C1.141.121.101.091.061.051.0