某煤礦帶式輸送機的選型設計

礦業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書設計題目作者學號系部專業(yè)指導教師2013年4月16日摘要本次畢業(yè)設計是關于帶式輸送機的選型設計。主要是分析輸送機選型原則和計算方法；然后根據(jù)這些設計準則與計算選型方法按照給定參數(shù)要求進展選型設計。目前，膠帶輸送機正朝著長距離，高速度，低摩擦的方向開展，近年來出現(xiàn)的氣墊式膠帶輸送機就是其中的一個。在膠帶輸送機的設計、制造以及應用方面,目前我國與國外先進水平相比仍有較大差距,國在設計制造帶式輸送機過程中存在著很多缺乏。本次帶式輸送機設計代表了設計的一般過程,對今后的選型設計工作有一定的參考價值。目錄第一章初選膠帶輸送機號………………11.1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…………………22.1帶寬確實定…………22.2帶寬的核算…………5第三章膠帶運行阻力的計算……………63.1主要阻力計算………63.2主要特種阻力計算…………………83.3特種附加阻力計算…………………83.4傾斜阻力的計算……………………103.5圓周驅(qū)動力的計算…………………10第四章膠帶力的計算…………………114.1力點的計算要求與公式…………114.2各特性力的計算…………………12第五章膠帶懸度的驗算…………………145.1膠帶下垂度的計算公式……………145.2膠帶強度的檢驗……………………14第六章膠帶強度的驗算…………………156.1輸送帶強度驗算……………………15第七章電動機的選型計算………………167.1傳動軸功率計算…………………167.2電動機功率計算………16第八章拉緊力的計算………178.1拉緊力………………17致…………18參考文獻……………………19第一章初選膠帶輸送機型號1.1原始參數(shù)和幾個工作條件：一、帶式輸送機的設計計算，應具有以下原始數(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)：粒度大小，最大粒度和粗度組成情況；堆積密度；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、枯燥、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、最大傾角等；〔7〕裝置布置形式，是否需要設置制動器。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：0～200mm〔2〕散裝密度：0.8t/m3〔3〕在輸送帶上堆積角：ρ=20°〔4〕物料溫度：<50℃3〕工作環(huán)境：井下4〕輸送系統(tǒng)及相關尺寸：〔1〕運距：300m〔2〕傾斜角：β=0°〔3〕最大運量:380t/h初步確定輸送機布置形式見附帶圖紙。膠帶寬度的選型計算及驗算2.1帶寬確實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800kg/;輸送機的工作傾角β=0°;帶式輸送機的最大運輸能力計算公式為：式中：Q——輸送量〔；ν——帶速〔；ρ——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DTⅡ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，應選擇較高的帶速。(2)較長的水平輸送機，應選擇較高的帶速；輸送機傾角愈大，輸送距離愈短，則帶速應愈低。(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時，帶速可取0.8m/s~1m/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.當輸送機向上運輸時，傾角大，帶速應低；下運時，帶速更應低；水平運輸時，可選擇高帶速.帶速確實定還應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λ帶寬B=500mm帶寬B=650mm帶寬B=800mm帶寬B=1000mm動堆積角ρ20°動堆積角ρ30°動堆積角ρ20°動堆積角ρ30°動堆積角ρ20°動堆積角ρ30°動堆積角ρ20°動堆積角ρ30°30°0.02220.02660.04060.04840.06380.07630.10400.124035°0.02360.02780.04330.05070.06780.07980.11100.129040°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800mm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型煤礦用阻燃輸送帶。680S型煤礦用阻燃輸送帶的技術規(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.平安性能：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到達極高粘合強度；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、平安性能優(yōu)異以及與其他阻燃輸送帶相比本錢更低、價格更低廉等特點，是目前國外比擬通用、流行的阻燃輸送帶品種之一，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)帶體強力及帶芯構造，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，其強力可到達帶強力的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)的平安、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100150200300350350350350350350350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。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?？捎檬健?-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；β——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)局部重量，kg/m，——回程分支托輥組每米長度旋轉(zhuǎn)局部質(zhì)量，kg/m，表3-1阻力系數(shù)f輸送機工況工作條件和設備質(zhì)量良好，帶速低，物料摩擦較小0.02～0.023工作條件和設備質(zhì)量一般，帶速較高，物料摩擦較大0.025～0.030工作條件惡劣、多塵低溫、濕度大，設備質(zhì)量較差，托輥成槽角大于35°0.035～0.045每米長輸送帶物料的質(zhì)量、承載分支托輥每米長旋轉(zhuǎn)局部的質(zhì)量、回程分支托輥每米長旋轉(zhuǎn)局部的質(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)局部的質(zhì)量，kg，查表3-2；——回程分支一組托輥旋轉(zhuǎn)局部的質(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托輥選裝局部的質(zhì)量和單位：kg托輥型式〔軸承座型式〕帶寬/mm800100012001400160018002000上托輥鑄鐵座沖壓座14222547507277111720————下托輥鑄鐵座沖壓座12172039426165111518————=0.045×300×9.8×[11.67+4+〔2×8+52.78〕×cos35o]=9527N運行阻力系數(shù)f值應根據(jù)表3-4選取。取=0.045。表3-3阻力系數(shù)f輸送機工況工作條件和設備質(zhì)量良好，帶速低，物料摩擦較小0.02～0.023工作條件和設備質(zhì)量一般，帶速較高，物料摩擦較大0.025～0.030工作條件惡劣、多塵低溫、濕度大，設備質(zhì)量較差，托輥成槽角大于35°0.035～0.0453.2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料槽攔板間的摩擦阻力兩局部，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：=1\*GB2⑴重段等長三托輥〔3-3〕=2\*GB2⑵空段V形托輥〔3-4〕物料與導料欄板板間的摩擦阻力：由于不設導料擋板=0；本輸送機沒有主要特種阻力，故=03.3特種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〕=1\*GB2⑴輸送帶清掃器的摩擦阻力〔3-6〕=2\*GB2⑵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3N/；——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/m。表3-4導料槽欄板寬、刮板與輸送帶接觸面積帶寬B/mm導料欄板寬/m刮板與輸送帶接觸面積A/m頭部清掃器空段清掃器5000.3150.0050.0086500.4000.0070.018000.4950.0080.01210000.6100.010.01512000.7300.0120.01814000.8500.0140.021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，物料上運時要克制的重力，或物料下運時的負重力。傾斜阻力按式〔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：=1\*GB3①主要阻力FH；；=2\*GB3②附加阻力FN；=3\*GB3③特種主要阻力Fs1；=4\*GB3④特種附加阻力Fs2；=5\*GB3⑤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)輸送機類型及裝設情況定，由設計者選擇。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，可用簡便的方式進展計算，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)橄旅娴男问剑骸?-9〕式中——與輸送機長度有關的系數(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〈〈DTⅡ〔A〕型帶式輸送機設計手冊〉〉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，=1.31×9527+0+2880+0=15360N膠帶力的計算4.1力點的計算要求與公式輸送帶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，作用在輸送帶上的力應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保證不打滑；〔2〕作用在輸送帶上的力應足夠大，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，牽引力應有一定的儲藏能力，則相遇點的最大力為：別離點的最小力為：式中μ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瓷覆蓋面干態(tài)運行0.35～0.40.4～0.450.35～0.40.4～0.45清潔濕態(tài)〔有水〕運行0.10.350.350.35～0.4污濁濕態(tài)〔泥土〕運行0.05～0.10.25～0.30.20.35別離點不一定是運輸機最小力點根據(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，計算輸送帶各點的力，并分別確定承載段和回程段最小力。最小力如不能滿足垂度要求，則根據(jù)垂度要求確定的最小力，按逐點計算法重新計算各點力。4.2各特性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，α=α1+α2，μ=0.4正常運行時各點的力：忽略傳動局部的長度，空段阻力為：重段阻力為：輸送帶各點力：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力點的力：(5-1〕回程段托輥要求輸送帶最小力點的力：〔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滿足，具體設計時可參閱相關手冊。5.2膠帶強度的檢驗分別找出重段和空段最小力點，校核重段垂度和空段垂度。由上章力點的計算值可知道，重段最小力點在5點上，空段最小力點在3點。重段垂度所需要的最小力為，滿足垂度要求，通過?？斩未苟人枰淖钚×椋瑵M足垂度要求，通過。膠帶強度的驗算6.1輸送帶強度驗算計算出輸送帶的最大力后，應驗算輸送帶的強度，對于帆布芯輸送帶按式〔6-1〕計算帆布層數(shù)〔6-1〕式中m——平安系數(shù)，按表6-1選取；σ——輸送帶縱向扯斷強度，N/mm·層；B——帶寬，mm。表6-1帆布芯輸送帶平安系數(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〕整芯輸送帶的平安系數(shù)取m=9，鋼絲繩芯輸送帶的平安系數(shù)取m=10。輸送帶強度滿足要求。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)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)對具有反應功率的輸送機(7-3)式中——傳動效率，一般在0.85~0.95之間選?。弧磻獋鲃有?，一般在0.95~1.0之間選取。選用驅(qū)動電動機時，應按實際情況的需要，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=40KW，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；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、機、破碎機等設備的專用電動機；機座由鋼板焊接成；風罩、接線盒、絕緣構造采取加強措施；電氣性能、安裝尺寸、額定功率等均勻與YB2電動機一樣。YBS電動機防爆性能：隔爆型I，適用煤礦井下采掘工作面。YBS電動機主要技術參數(shù)：

額定電壓：380/660V、660/1140

額定頻率：50Hz額定功率：40KW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)算的力值計算。拉緊力等于輸送帶在拉緊滾筒兩端的力之和。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