带式输送机动态设计方法
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毕业设计(论文)任务书专业矿山机电班级2011学号姓名王正新毕业设计(论文)题目带式输送机设计设计期限:自2014年8月17日至2014年9月14 日指导老师:系主任:2014 年9 月14 日目录摘要.............................. 错误!未定义书签。
绪论 (2)1.带式输送机的技术发展 (3)2 带式输送机的初步设计 (6)3带式输送机电控设计 (11)结束语 (17)致谢 (18)参考文献 (19)带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备,与其他运输设备(如机车类)相比,具有输送距离长、运量大、连续输送等优点,而且运行可靠,易于实现自动化和集中化控制。
带式输送机是输送能力最大的连续输送机械之一。
其结构简单、运行平稳、运转可靠、能耗低、对环境污染小、管理维护方便,在连续装载条件下可实现连续运输。
本论文主要涉及了带式输送机的机械设计和电气原理设计部分。
带式输送机的机械设计分两步,第一步是初步设计,主要是通过理论上的计算选出合适的输送机部件。
其中包括输送带的类型和带宽选择、带式输送机线路初步设计、托辊及其间距的选择、滚筒的选择、电动机、减速器、盘闸制动器、软起动装置的选择等;第二步是施工设计,主要根据初步设计选定的滚筒、托辊、驱动装置完成对已选部件的安装与布置的图纸设计工作。
最后,在机械设计的基础上,完成了对输送机的保护装置及其电气原理设计。
电气控制主要通过以可编程控制器为核心的电气系统实现的。
关键词:带式输送机;驱动装置;可编程控制器带式输送机是输送能力最大的连续输送机械之一。
其结构简单、运行平稳、运转可靠、能耗低、对环境污染小、便于集中控制和实现自动化、管理维护方便,在连续装载条件下可实现连续运输。
它是运输成件货物与散装物料的理想工具,因此被广泛用于国民经济各部门,尤其在矿山用量最多、规格最大。
1880年德国LMG公司设计了一台链斗挖掘机,其尾部带一条蒸气机驱动的带式输送机。
机械设计课程练习第一部分:机械设计课程设计概述一,课程设计的目的《机械设计》是一门专业基础课,旨在培养学生的机械设计能力。
课程设计是机械设计最后一个重要的实践教学环节,也是机电专业学生第一次综合性的机械设计训练。
其目的是:(1)通过课程设计,培养学生综合应用机械设计等先修课程的理论知识,解决实际工程问题。
通过实际的设计训练,可以巩固和提高理论知识。
(2)通过课程设计的实践,使学生掌握一般机械设计的基本方法和步骤,培养学生的独立设计能力。
(3)机械设计基本技能的培训,包括培训、计算、绘图能力、计算机辅助设计能力,以及对设计资料(手册、图集、标准、规则等)的熟悉和应用。
).二、课程设计的内容和任务1、课程设计的能力本课程设计选择齿轮减速器作为设计题目,设计的主要内容包括以下几个方面:(1)拟定和分析传动装置的运动和动力参数;(2)选择电机,计算传动装置的运动和功率参数;(3)设计计算传动部件,检查轴、轴承、联轴器、键等。
(4)绘制减速器的装配图和典型零件图,并用AutoCAD绘制;(5)编写设计计算说明书。
2.课程设计的任务本课程设计要求在两周内完成以下任务:(1)绘制减速器装配图1(A1图);(2)零件工作图2(轴和齿轮图A3);(3)设计计算说明书一份。
三、课程设计的步骤课程设计是一项综合性、系统性的机械设计训练,因此应遵循机械设计过程的一般规律,一般遵循以下步骤:(1)设计准备:认真研究设计任务书,明确设计要求和条件,认真阅读减速器参考图,拆卸减速器,熟悉设计对象。
(2)传动装置的总体设计。
根据设计要求,制定传动装置的总体布局,选择原动机,计算传动装置的运动和动力参数。
(3)传动件装配图设计计算前,计算各级传动件的参数,确定其尺寸,选择联轴器的类型和规格。
一般先算外部传动部分,再算传动部分。
(4)设计计算装配图,选择配套零件,绘制装配草图,完成装配图。
(5)零件施工图设计。
零件的工作图纸应包括制造和检验零件的所有要求。
毕业设计计算说明书设计题目:带式输送机的选型与设计机电系:机械制造与自动化班级:设计者:学号:指导教师:目录一、概述 (1)1.1带式输送机的发展历程及发展方向 (1)1.2 输送机的分类 (2)1.3 驱动装置 (3)二、运动方案的拟订 (5)三、减速器设计 (8)3.1 选择电动机 (8)3.1.1 选择电动机的容量 (8)3.1.2 确定电动机的转速 (9)3.2 计算总传动比并分配各级传动比 (10)3.3 运动参数的计算 (10)3.3.1计算各轴转速: (10)3.3.2 各轴的功率和转矩 (10)3.4 传动零件(齿轮)的设计 (12)3.4.1 高速级齿轮传动的设计计算 (12)3.4.1.1 选择材料、齿轮精度等级、类型及齿数 (12)3.4.1.2按齿面接触强度设计 (13)3.1.4.3 按齿根弯曲强度设计 (15)3.4.1.4几何尺寸计算 (17)3.4.2 低带级齿轮传动的设计计算 (18)3.4.2.1 选择材料、齿轮精度等级、类型及齿数 (18)3.4.2.2 按齿面接触强度设计 (18)3.4.2.3 按齿根弯曲强度设计 (20)3.4.2.4几何尺寸计算 (22)3.5 轴的设计 (22)3.5.1 轴的材料 (22)3.5.2轴径的初步估算 (22)3.5.3 轴的结构设计 (23)3.5.4按弯扭合成进行轴的强度校核 (25)3.6 轴承的选择 (35)3.6.1 轴I上的轴承的选择 (35)3.6.2 轴II上的轴承的选择 (37)3.6.3 轴III(输出轴)上的轴承的选择 (41)3.7.1 高速级大齿轮与轴的联接 (43)3.7.2 低速级大齿轮与轴的联接 (44)3.8 箱体结构设计 (44)3.9 联轴器、润滑、密封、公差及其他附件设计 (47)3.9.1 联轴器的选择设计 (47)3.9.1.1 高速轴联轴器 (47)3.9.1.2 低速级联轴器的选择设计 (48)3.9.3 密封 (52)3.9.4 公差与配合 (53)3.9.5 其他附件的设计 (53)四、驱动滚筒设计 (56)4.1 驱动滚筒的选择设计 (56)4.2 驱动滚筒轴的设计 (61)4.2.2滚筒轴的校核 (61)4.2.3 滚筒的周向定位 (61)五、托辊的设计 (65)5.1 作用 (65)5.2 托辊的类型 (65)5.3槽形托辊 (67)5.4 缓冲托辊 (68)5.5 回程托辊 (69)5.6 调心托辊 (70)六、机架 (73)七、拉紧装置 (74)总结 (75)致谢 (76)参考文献 (77)一、概述1.1带式输送机的发展历程及发展方向随着世界装备制造业向中国转移及我国带式输送机产品的技术进步,中国成为世界上最大的带式输送机产品研发和制造基地指日可待,5年后我国带式输送机全球市场占有率将达到50%左右。
摘要带式输送机是连续输送机械的一个类别,是以输送带作为牵引构件和承载构件,利用托辊支撑,依靠传动滚筒与输送带之间摩擦力传递牵引力的连续输送设备。
它可将各种粉状、颗粒状及块状等散状物料,在一定的输送线路上,从装载地点到卸载地点以连续物料流的方式进行输送,不仅对工业企业的内部输送起着重要作用,同时对其外部输送也起着重要作用。
由于投资少、运营费低、可以进行物料的长距离输送等原因,在某些场合可以代替铁路运输及公路运输,已成为工业企业生产中不可缺少的输送设备。
近20年来,由于带式输送机与其他输送机械相比具有不可比拟的优点,我国的带式输送机有突飞猛进的发展,比较突出的特点是应用的带式输送机输送量大、单机长度大、电动功率大、启动制动技术水平有很大提高。
由于带式输送机运营费用低,特别在当前我国燃油供应紧张、依赖进口的数量大、油价高的情况下,使带式输送机的应用范围更加宽广。
其优点主要表现在以下方面:结构简单,节能与经济性,输送物料范围广,输送距离长,输送能力大、生产效率高,线路布置灵活、适应性强,提升角度大,受料和卸料灵活,安全可靠性高,环保性能优越,操作简单、容易实现程序控制。
关键词:带式输送机 ;上运;电控系统AbstractBelt conveyor is a type of continuous conveyor is a conveyor belt, as components of traction and load-bearing components, using roller support, rely on the transmission roller and conveyor belt friction between the transmission force of traction continuous conveying equipment. It can be all kinds of powder, granular and massive bulk material in the transmission line of to uninstall, location from loading point to continuous material flow to carry on the transportation, not only within the industry transfer plays an important role, and the external transport also plays an important role. Due to low investment, low operating costs, can be transported long distances and other reasons for material, can replace the railway transport and in some the occasion Road transportation has become an indispensable transportation equipment in the production of industrial enterprises.In the past 20 years, because of the belt conveyor and other transportation machinery has incomparable advantages, China's belt conveyor have developed rapidly, the more prominent features is the conveyor volume application, single length, electric power, braking technology level has greatly improved. Due to the band conveyor low operating costs, especially in the current China's fuel supply, the number of dependence on imports, high oil prices under the condition that the application scope of the belt conveyor is broader. Its advantages are mainly in the following aspects: simple structure, energy saving and economy, transportation of materials and a wide range of long distance transportation, transportation large capacity The utility model has the advantages of high production efficiency, flexible circuit layout, strong adaptability, large lifting angle, flexible material and discharge, high safety andreliability, excellent environmental protection performance, simple operation, and easy realization of program control.Key words: belt conveyor; up and down; electric control system目录1绪论 (1)1.1本课题研究的目的和意义 (1)1.2本课题研究的内容 (2)1.3国内外研究情况及其发展 (2)1.4驱动系统的技术要求 (4)1.5长距离带式输送机合理的驱动装置 (6)1.6带式输送机的发展趋势 (7)2带式输送机初步设计 (10)2.1选择机型 (10)2.2输送带选型计算 (10)2.3输送带线路的设计内容 (13)2.4托辊的选型计算 (13)2.5带式输送机系统布置 (21)2.6带式输送机线路阻力计算 (21)2.6.1圆周驱动力计算 (21)2.6.2运行阻力计算 (24)2.7输送带强度验算 (28)2.8牵引力及电机功率计算 (29)2.9驱动装置及其布置 (30)2.10拉紧力、拉紧行程的计算及拉紧装置的选择 (37)2.11制动器与逆止器的选择 (41)2.12软启动装置的选择 (43)2.13辅助装置 (44)3电控系统设计 (46)3.1电控系统概述 (46)3.2电控系统各控制部件功能 (47)3.3电控系统系统工作原理 (50)3.4信号与报警 (56)3.5 功率平衡调节 (56)4设计小结 (57)5参考文献 (59)6致谢 (61)附录 (62)1绪论带式输送机是以输送带、钢带、钢纤维带、塑料带作为传送物料和牵引工作的输送机械,是输送能力最大的连续输送机械之一。
毕业设计(论文)-皮带运输机设计摘要目录I1 绪论 111带式输送机的技术发展 112带式输送机工作原理 413常用带式输送机类型与特点 52 带式输送机施工设计921概述922基本参数的选择确定1123驱动装置及其布置3124清扫装置3525制动装置3626交流变频技术373 带式输送机电控装置4331可编程控制器PLC原理及应用4332控制装置的功能及工作原理 524 带式输送机的安装与维护6241带式输送机的安装规范6242带式输送机的维修63 5 结论66参考文献67致谢681 绪论输送机是在一定的线路上连续输送物料的物料搬运机械又称连续输送机输送机可进行水平倾斜和垂直输送也可组成空间输送线路输送线路一般是固定的输送机输送能力大运距长还可在输送过程中同时完成若干工艺操作所以应用十分广泛可以单台输送也可多台组成或与其他输送设备组成水平或倾斜的输送系统以满足不同布置形式的作业线带式输送机是输送能力最大的连续输送机械之一其结构简单运行平稳运转可靠能耗低对环境污染小便于集中控制和实现自动化管理维护方便它是运输成件货物与散装物料的理想工具因此被广泛用于国民经济各部门尤其在矿山用量最多规格最大11带式输送机的技术发展中国古代的高转筒车和提水的翻车是现代斗式提升机和刮板输送机的雏形17世纪中开始应用架输送散状物料19世纪中叶各种现代结构的输送机相继出现1868年在英出现了带式输送机1887年在美国出现了螺旋输送机1905年在瑞士出现了钢带式输送机1906年在英国和德国出现了惯性输送机此后输送机受到机械制造电机化工和冶金工业技术进步的影响不断完善逐步由完成车间内部的输送发展到完成在企业内部企业之间甚至城市之间的物料搬运成为物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分1880年德国LMG公司设计了一台链斗挖掘机其尾部带一条蒸气机驱动的带式输送机1896年美国纽约颁布了鲁宾斯为带式输送机的发明人20世纪30年代随着德国褐煤露天矿连续开采工艺的发展带式输送机也随之得到迅速地发展二次大战前德国褐煤露天矿已出现16m带宽的带式输送机50年代开发出的钢绳芯输送带为带式输送机长距离化和大型化创造了条件前西德为了摆脱石油危机带来的影响开发了年产4000~5000万t的褐煤露天矿并在50~60年代为日10万方的斗轮挖掘机开发了配套的30m带宽的带式输送机带速为68ms后经科研开发将带速提高到75ms使com但运量仍保持375万th单条带式输送机的装机容量为6×2000kW是当今运量最大的带式输送机70年代开始西方各国推广斜井带式输送机德国鲁尔区Hansel-ProsperⅡ煤矿使用了当今规格最大的斜井带式输送机其带宽为14m带速为55ms带强为st7500Nmm整机传动功率为2×3100kW同步电机电机转子直接固定在滚筒轴上从而省去了减速器同步机用交直交变频装置调速起制动过程非常平稳起动时间可达140s制动时间达40s输送带保证寿命达20年该机上下分支输送带都运送物料向上运煤1800th下分支向下运矸石1000th提高高度达700余米经过一百年的发展带式输送机已成为一个庞大的家族不再是常规的开式槽型或直线布置的带式输送机而是针对生产需求设计出各种各样的特种带式输送机例如弯曲型线摩擦型大倾角型可伸缩型吊挂型管式吊挂管式波纹挡边式气垫式压带式钢丝绳牵引式和钢带式等带式输送机它们各有自己的独特优点适用于某些特殊场合例如管式和吊挂式输送机因其密封性好适用于有环保要求或物料不应受外界环境影响的场合波纹挡边带式输送机可以做大倾角甚至垂直提升因而在卸船和竖井提升中得到应用压带式大倾角带式输送机于50年代在下挖式斗轮挖掘机上广泛应用倾角可达35o从而缩短斗轮臂架长度目前国内外带式输送机正朝着长距离高速度和大运量方向发展单机运距已达304km多机串联运距最长达208km由17条带式输送机组成最宽的带式输送机带宽为4m最大运输能力已达到375万th最高带速达到15ms单条带式输送机的装机功率达到6×2000kW我国生产的带式输送机最大带宽已达到2m带速已达到2 ms设计运输能力已达到52万th最大运距为37km带式输送机的运输能力和输送距离是所有其他输送设备无法比拟的因此世界各国都在不断地努力发展和完善带式输送机技术努力的方向着重于提高带速它是提高输送能力和节省投资的有效途径提高各部件的可靠性也包括输送带的可靠性往往一个部件的失灵会影响整机乃至整个系统的停顿努力减少维护工作量或取消日常维护工作因带式输送机分布在几百米甚至几千米的运输线路上很难实现有效的维护保养工作节能研究带式输送机本身是输送机中耗能最省的但在大型矿山冶金电力和专用港口等企业中带式输送机用量很大成为企业中的一个耗能大部门因而进一步的节能研究具有重要意义例如功率计算中的阻力确定加大张力和托辊直径以及改进输送带结构与配方降低在运行阻力中占最大比重的压陷阻力西方一些国家为适应金属露天矿型化的需要正努力解决输送机输送金属矿石及其围岩的问题以求用带式输送机替代昂贵的汽车运输对大中型带式输送机采用动态设计方法通常采用的静态设计方法没有考虑输送带的粘弹性问题因而输送机的起动与制动过程中会在输送带中产生冲击波冲击波引起的输送带动张力要比正常运行的最大张力大10多倍它直接关系着输送带的强度接头强度滚筒传动装置和联接件的设计强度然而研究可控的起动装置和制动装置来减小动张力便成为动态设计的根本所在12 带式输送机工作原理带式输送机是依靠驱动滚筒与输送带之间的摩擦将牵引是以挠性体与圆柱体之间的摩擦理论为基础的这个理论用著名的欧拉公式表达如图所示的带式输送机输送带在驱动滚筒的围包角为驱动滚筒以图标方向运动设输送带在与驱动滚筒相遇点4处的张力为分离点的张力为据欧拉公式当驱动滚筒与输送带之间不打滑时两力有如下关系11式中滚筒与输送带间的摩擦系数e自然对数的底这个公式表示当输送带在分离点1的张力为时由于滚筒与输送带间相遇点需要的张力大于驱动滚筒将因摩擦力不够而在输送带上空转为明确表示上述极限关系将上式改成12输送带两端的张力差就是驱动滚筒圆周上的牵引力根据欧拉公式驱动滚筒能够传递给输送带的最大摩擦牵引力为13在实际应用中为使带式输送机安全可靠的运行应给摩擦牵引力留有一定的余量实际许用的摩擦牵引力为14据此求得输送带在驱动滚筒相遇点的许用张力15n摩擦力备用系数一般取n 11~120为提高摩擦驱动所能传递的牵引力可以从如下三个方面着手增大输送带在驱动滚筒分离点上的张力但采用这个方法会使输所收的最大张力也增大若大幅增加需要选用高一级强度的输送带这是不利的因此这种办法只能在实际运转中因某种原因出现驱动滚筒打滑时采用增大围包角α但滚筒驱动输送带在驱动滚筒上的围包角为200°~230°采用双滚筒驱动围包角可达450°~480°增大摩擦系数将驱动滚筒表面包一层摩擦系数高的材料13常用带式输送机类型与特点带式输送机的种类很多具有牵引件的输送机一般包括牵引件承载构件驱动装置张紧装置改向装置和支承件等牵引件用以传递牵引力可采用输送带牵引链或钢丝绳承载构件用以承放物料有料斗托架或吊具等驱动装置给输送机以动力一般由电动机减速器和制动器停止器等组成张紧装置一般有螺杆式和重锤式两种可使牵引件保持一定的张力和垂度以保证输送机正常运转支承件用以承托牵引件或承载构件可采用托辊滚轮等具有牵引件的输送机的结构特点是被运送物料装在与牵引件连结在一起的承载构件内或直接装在牵引件如输送带上牵引件绕过各滚筒或链轮首尾相连形成包括运送物料的有载分支和不运送物料的无载分支的闭合环路利用牵引件的连续运动输送物料com式输送机DT通用带式输送机是一种固定式带式输送机其特点式托辊安装在固定的机架上由型钢做成的机架固定在底板或地基上整个机身成刚性结构因此它广泛用于要求设备服务年限长地基平整稳定的场合例如煤矿地面生产系统洗煤厂井下主要运输大巷港口发电厂等生长地点该种输送机应用十分普遍现已形成系列产品如TD62TD75DTⅡ等com带式输送机芯带式输送机在结构形式上相同于通用带式输送机只是输送带由织物芯带改为钢丝绳芯带因此它是一种强力型带式输送机具有输送距离长运输能力大运行速度高输送带成槽性好和寿命长等优点但其最大缺点是因钢绳芯输送带的芯体无横丝故横向强度低易造成纵向撕裂在大型矿井的主要平巷斜井和地面生产系统往往会遇到大运量长距离情况如果采用普通型带式输送机运输由于受到输送带强度的限制而只能采用多台串联运行方式这就造成了设备数量多物料转载次数多因而带来设备投资高运转效率低事故率升高粉比重上升以及维护人员增多等后果采用钢绳芯带式输送机可以有效地解决这类问题该种带式输送机已经定型成DX系列com式输送机DY移动带式输送机是一种按整机设计并且整机可在不同地点使用的带式输送机按移动的方式不同又可分为移动式与携带式带式输送机前者是靠轮子履带或滑撬移动的带式输送机后者是可用人力或机械从一个位置抬到另一个位置的带式输送机主要用作短距离输送或转载如煤场码头仓库等场所com送机DG 钢带输送机的输送带是一薄的挠性钢带其耐热性比常规输送带好得多因此它已在食品工业中得到应用但钢带的成槽性差滚筒传递扭矩很有限因而不适用于长距离输送com机DW带输送机的输送带是一挠性网带在技术性能上与钢带输送机相似主要用于轻工业和有特殊要求的场合com带式输送机钢绳牵引带式输送机从1951年起在英语国家得到应用它的优点在于牵引体与承载体是分开的可以跨越长距离和大高差但缺点是输送带成槽性差影响输送截面积钢丝绳裸露在外不易防腐蚀维护费用高因此国外一些国家不提倡使用我国自1967年起在煤矿开始使用但总体用量不高根据研究表明当输送量超过500th运距超过2~5km时钢绳牵引带式输送机的基建投资和运费将少于钢绳芯带式输送机即运距越长越有利com式输送机带式输送机在此称之为主机某位置的输送带下面加装一台或几台短的带式输送机称之为辅机主带借助重力或弹性力压在辅机的带子辅带上辅带可以通过摩擦力驱动主带这样主带张力便可以大大降低而实现低强度带完成长距离或大运量输送com式输送机普通带式输送机的输送倾角超过临界角度时物料将沿输送带下滑各种物料所允许的最大上运倾角见表11大倾角带式输送机可以减小输送距离降低巷道开拓量减少设备投资在露天矿它可以直接安装在非工作边坡节省大量土方工程和投资表11 带式输送机的最大倾角物料名称最大倾角物料名称最大倾角块煤18o 湿精矿20o 原煤20o 干精矿 18o 谷物18o 筛分后石灰石12o0~25mm焦炭18o 干砂15o 0~30mm焦炭20o 湿砂23o0~350mm焦炭16o 盐20o 0~120mm矿石18o 水泥20o 0~60mm矿石20o 块状干粘土15o18o 40~80mm油母页岩 18o 粉状干粘土22o 干松泥土20o com式输送机圆管式带式输送机是用托辊把输送带逼成管形物料形成封闭运输减少了环境污染并能任意转变和提高输送倾角它适用于有环保要求或物料不受外界环境影响的场合如水泥粉煤谷物等物料的输送2 带式输送机施工设计21概述带式输送机的设计通常包含初步设计和施工设计两个方面的内容前者主要是通过理论上的分析计算选出满足生产要求的输送机各部件确定合理的运行参数或者对确定的部件参数进行验算并完成输送线路的宏观设计后者主要是根据初步设计完成输送机的安装布置图com 设计原始料原始条件设计运输能力Q 00th 带速V 25ms 输送倾角°原煤松散密度1tm3 原煤最大块度450mm 动煤堆积角30°运输距离30m 供电电压660V1140V技术要求电控装置有本安型操作台隔爆兼本安型控制箱和各种传感器三部分组成本安型操作台具有输送带运行速度电机电流等主要参数的运行状态显示和输送机故障指示电控装置控制核心采用可编程序控制器PLC具有手动自动及检修三种工作方式电控装置具有沿线通话和起车预警功能电控箱和操作台及配套传感器应具备防爆合格证以及MA标志系统应具有的保护功能跑偏保护跑偏开关机头中间机尾各一对停保护停保护传感器每隔100米设置一只防纵撕保护在机尾落煤附近设一套烟雾保护在机头集中驱动处设置烟雾传感器煤位保护在机头设低煤位报警和高煤位停车保护超温保护烟雾保护和自动洒水装置速度保护分别在输送带空段设置高速传感器以检测带速进行速度保护打滑和超速保护电控装置具有后台设备连锁功能两字省略单筒com送机机型的选择在给定工作条件下带式输送机选型设计计算合理与否关系到其能否高效安全可靠地完成生产运输的问题一般来说尽管带式输送机的类型众多但选型设计不外乎两种情况一种是成套供应的设备或对已有设备的计算如矿用吊挂式可伸缩带式输送机功率输送带强度和主要部件是否满足要求另一种是对通用设备TD75DTⅡ和DX系列输送机的选型设计需要通过计算从一系列部件中选择合适的具体部件如滚筒输送带托辊和驱动装置等最后组装成满足具体生产条件下的通用带式输送机根据已知的原始资料分析得本机不适合整机定型带式输送机因此采用非整机定型的输送机且用单机输送因此由于本设计的运量大带较长采用通用带式输送机22基本参数的选com类型的确定输送带是输送机的重要部件要求它具有较高的强度和较好的挠性其价格比较昂贵约占输送机总成本的25~50在类型确定上需考虑以下几点煤矿井下必须使用阻燃输送带并且尽量选用橡胶贴面其次为橡塑贴面和塑料贴面的阻燃输送带在同等条件下优先选择分层带其次整体带芯带和钢绳芯带优先选用尼龙维尼龙帆布层带因在同样抗拉强度下上述材料比棉帆布带体轻带薄柔软成槽性好耐水和耐腐蚀覆盖胶的厚度主要取决于被运物料的种类和特性给料冲击的大小带速与机长根据原始资料和上述选择要求选择NN型尼龙芯带型号是NN300的4层尼龙芯带上胶厚度为30 mm下胶带厚度为15 mm其带芯强度为300N mm输送带的每层质量为142 kgm每毫米厚胶带质量119 kgm每米长质量覆盖层厚度mm×119层数×K×带宽m21com带宽的确定1满足设计运输能力的带宽式中设计运输能力th满足设计运输能力的输送带宽度m物料断面系数见表21输送带运行速度ms物料的散状密度tm倾角系数见表22本设计运量比较大所以选择槽形带由物料断面系数表21选择K 458由倾角系数表22选择 1物料散状密度 1t带速 25ms运量 1000th根据经验取动堆积角30°mm表22 物料断面系数动堆积角10°20°25°30°°K 槽型316 385 422 458 496 平型67 135 172 209 247表23 倾角系数输送倾角03°5°10°15°20° c 1 099 095 089 081 2满足物料块度条件的宽度对于筛分过的物料≥33 200对于未筛分过的物料≥2 200式中物料平均块度的长尺寸mm物料中最大块度的长尺寸mm满足块度条件的输送宽度mm根据和带型从相应的规格表中选取标准带宽的输送带物料的最大块度 450mm ≥2450200 1100mm所以条件所给的带宽1200mmcom路初步设计线路初步设计的任务是根据使用地点的具体情况用户要求或输送机类型情况进行输送机的整体布置主要内容包括驱动装置的型式数量和安装位置的确定拉紧装置的形式和安装位置的确定机头机尾布置装卸位置及形式清扫装置的类型及位置的确定等方案一方案二图21输送线方案一选用DTⅡ带式输送机输送带为钢丝绳芯阻燃输送带单滚筒单电动机头部驱动方案二选用DTⅡ带式输送机输送带为NN300阻燃带单滚筒双电动机头部驱动方案一与方案二比较方案一采用钢丝绳芯阻燃输送带抗拉强度高成槽性好但抗纵向撕裂能力差价格高单滚筒单电动机头部驱动电动机功率大方案二采用输送带为NN00阻燃带抗拉强度底纵向抗拉高价格低单滚筒双电动机头部驱动电动机功率低驱动装置要求数量多输送带型号拉紧所需电动机功率方案一ST1250 头部单滚筒驱动液压自动拉紧280KW 变频启动方案二NN-300 头部单滚筒驱动液压自动拉紧2×132KW 变频启动综上所述方案二结构布置结构简单经济合理方便检修维护能完成设计要求的输最后根据这些内容画出输送机的布置简图输送带线质量当输送带选定后由公式21计算出输送带每米长的质量即线质量覆盖层厚度mm×12层数×K×带宽m 图输送线路初步设计 45×1194×142×12 13 kgm物料线质量已知设计运输能力 1000th输送带运行速度 25ms时物料线质量 kgmcom选择托辊是用来支承输送带和输送带上的物料减少输送带的运行阻力保证输送带的垂度不超过技术规定使输送带沿预定的方向平稳地运行带式输送机上的主要部件是托辊其成本占输送机总成本的25~30总重约占总机重量的30~40它是日常主要管理维护和更换的对象因此它的可靠性和寿命决定着输送机的功效托辊使用寿命短会增加输送机的维修费用转动不灵活会增加输送机的功耗堵转的托辊会磨损昂贵的输送带甚至可导致矿井瓦斯煤尘爆炸的严重事故通常托辊的预期使用寿命大约在2~5万但在恶劣的工作条件下如煤矿井下工作它的实际使用寿命低于预期的使用寿命托辊按其用途的不同主要分为承载托辊又称上托辊回程托辊又称下托辊缓冲托辊与调心托辊托辊的结构与具体布置形式主要决定于输送机的类型与所运物料的性质承载托辊安装在有载分支上以支承输送带与物料在生产实践中要求它能根据所输送物料性质的不同使输送带的承载断面的形状有相应的变化例如运送散状物料为了提高生产率和防止物料的撒落通常采用槽形托辊槽形托辊一般由3个或3个以上托辊组成目前普通槽形托辊的成槽角均为35°托辊之间成铰接或固支对于成件物品的运输通常采用平行承载托辊回程托辊安装在空载分支上以支承输送带通常采用平行托辊大型输送机有时采用V形回程托辊缓冲托辊大多安装在输送机的装载点上以减轻物料对输送带的冲击在运输沉重的大块物料的情况下有时也需沿输送机全线设置缓冲托辊通常缓冲托辊有弹簧钢板式和橡胶圈式两种输送带运行时由于张力的不平衡物料偏堆积机架变形托辊轴承损坏以及风载荷作用等使其产生跑偏目前应用最为普遍的是前倾托辊它取代了调心托辊靠普通槽形托辊的两侧辊向输送带运行方向倾斜2°~3°实现防跑偏表2 承载托辊间距参考表m松散物料堆积密度tm2 带宽 mm 400 500 650 800 1000 1200 1400 1600 2000 08 15 14 13 13 081~16 14 13 12 12 161~214 13 12 12 21~25 13 12 11 10 25 12 12 11 11 10托辊间距的选择托辊间距的选择应考虑物料性质输送带的重度及运行阻力等条件的影响承载分支托辊间距可参考表2选取缓冲托辊间距一般为承载托辊间距的03~05倍约为03~06m回程托辊间距可按2~3 m考虑或取为承载托辊间距的2倍调心托辊按承载托辊每隔7~10组安装一组选择表2F托辊回转部分质量kg 托辊形式带宽mm 500 650 800 1000 1200 1400 16001800 槽形承载托辊铸铁座 11 12 14 22 25 47 50 72 冲压座 8 9 1117 20 回程托辊V形托辊铸铁座 8 10 12 17 20 39V 42V 61V 冲压座 7 911 15 18 托辊直径mm 89 108 133 159 轴承型号204 305 406 407 头部滚筒或尾部滚筒距第一组槽形托辊的距离s按下式计算22式中滚筒与第一组托辊之间的距离m托辊的成槽角rad输送带宽度m经计算可知带式输送机的尾部滚筒距第一组槽形托辊的距离 267×10×2π×12360 056m过渡托辊成槽角 10° 1200mm头部滚筒距第一组槽形托辊的距离267×55×2π×12360 196m槽形托辊成槽角 35° 1200mm托辊旋转部分线质量本设计的带式输送机的带宽 1200mm堆积密度 1 tm2经查表22可知选承载分支托辊间距 12m其托辊回转部分质量 25 kg铸铁座回程托辊间距 24m m其托辊回转部分质量 20kg铸铁座因此可求出托辊旋转部分线质量承载托辊旋转部分线质量为 2083kgm回程托辊旋转部分线质量为 833kgmcom带许用张力对于帆布层芯带23300×4×120012 120000N式中输送带许用张力N带芯每层帆布拉断强度Nmm输送带宽度mm帆布层数输送带安全系数尼龙帆布芯带一般取m 12com择滚筒是带式输送机的重要部件按其结构与作用的不同分为传动驱动滚筒电动滚筒外装式电动滚筒和改向滚筒传动滚筒传动滚筒用来传递牵引力或制动力传动滚筒有钢制光面滚筒包胶滚筒和陶瓷滚筒等钢制光面滚筒主要缺点是表面摩擦系数小所以一般常用于短距离输送。
带式输送机动态设计方法
带式输送机是现代最重要的散料物料输送装备。
针对应用overland软件进行带式输送机动态设计,改变了以往只能用cad等二维软件进行静态设计的局面,应用overland软件可以在设计之初就能对带式输送机的运行进行动态模拟,提前发现在设计过程中潜在的问题,进而更好的辅助设计人员完成从项目总成到各部分构件的动态设计。
标签:带式输送机;动态设计;托辊间距优化;overland
带式输送机作为现代工程装备散装物料的主要运输设备,输送带承担主要的牵引和承载能力,为使输送带稳定、高效运行,要求其结构性能具备良好的动态特性。
传统的输送带分析一般是将其视为刚性体进行研究,这种方法能够达到短距离、小运量输送机的设计精度,但对输送系统的动态特性的考虑显然不足。
忽视动态特性分析将导致承载段的输送带在输送机运行过程中稳定性不够,造成托辊组损坏,输送带磨损及打滑,引起输送机启动时失败。
输送机在启动时,输送带的速度会从零快速升到输送机稳定运行时的速度,这将使输送带的张力瞬间变大,导致输送机设计过程的计算精度偏低,因而对输送带的动态特性进行综合动力学分析是非常必要的。
随着带式输送机向高带速、长距离、大运量的大型化发展,传统的设计方法已经不能满足设计要求,必须采用现代设计方法对输送机系统进行设计。
带式输送机常规设计方法实际上是一种安全(或偏于保守)的设计方法。
例如,选用的输送带安全系数、运行阻力系数偏大,从而造成选用的电动机功率過大,带宽过宽或抗拉强度要求较高。
采用常规方法进行设计大型带式输送机时还会出现输送带投资费用过高、拉紧装置不能正常使用、某些设备还出现局部的振动等问题。
1.设计内容
在对带式输送机进行动态设计的时候,应先考虑到带式输送机是一个复杂的机电系统,其启制动动力学分析涉及到输送带的力学性质、输送机的运行涉及到输送带的力学性质、输送机的运行阻力、驱动装置的机械特性、拉紧装置的作用等诸多因素。
主要根据输送带的受力平衡和力学性质,建立带式输送机的连续动力学模型。
但对其完整动力学模型(方程)进行求解是几乎不可能的,因此在实际中是将带式输送机划分为有限个单元得到离散动力学模型,进而对带式输送机进行动态分析。
通过对带式输送机进行动态分析应得到的结果是:
(1)给出输送机各主要部件的受力状况,应用这些结果可以进一步对各零部件进行强度设计;
(2)提供合理的驱动装置、启制动过程的驱动力和制动力的控制要求;
(3)为输送机的拉紧装置设计提供设计参数,包括拉紧装置的速度、行程,进而可以设计拉紧装置的驱动功率;
(4)检验初步设计结果的合理性,通过分析结果对初步设计进行改进。
2.设计过程
带式输送机的设计程序是一个循环的设计过程。
在实际设计中可以根据设备的重要程度考虑部分或全部过程。
下面利用我公司在承接京城集团原矿输送线项目时的具体设计做分析。
(1)根据输送量和物料的性质初步确定输送机的运行速度。
在可能的条件下应该尽量采用高带速,因为高带速的采用可以减小带宽,以及相应的托辊长度、滚筒宽度、支架宽度,降低运行阻力。
初步确定托辊和中间架的结构和参数。
(2)定驱动装置的位置和功率分配。
设计的原则是使输送机的张力尽量减小。
通常水平、上运和正功率下运时驱动装置设置在头部;下运负功率时驱动装置设置在尾部;长距离时考虑头尾驱动或者中间驱动。
(3)输送带选择
验算输送带的强度和输送带的挠度,给出初步的拉紧要求。
(4)曲线段、过渡段设计
(5)滚筒参数的选择
(6)带式输送机的动态分析
3.结论
利用动态分析结果对静态设计结果进行如下改进:优化托辊间距;在允许的前提下尽可能降低安全系数;应加设合理的头尾驱动器,对初步设计的驱动器来说应减小其尺寸或更改其位置,以提高功率和驱动效率;输送槽结构设计差,对皮带磨损严重,应对其进行重新设计。
利用动态分析软件分析带式输送机的启、停、运行等动态过程,给出个主要零部件的受力状况,可利用结果对其进行强度设计;也可为设计提供合理的驱动、拉紧、制动装置的合理布置位置;另外也可以检验初步设计的合理性,通过动态
分析对初步设计进行改进。
参考文献:
[1]宋伟刚通用带式输送机设计[M] 北京:冶金工业出版社,2006
[2]DTII(A)型带式输送机设计手册[M]北京:冶金工业出版社,2014
[3]邱家平,胡方才大型带式输送机选型设计软件简介[J]煤矿机械,2015.(12)
[4]宋伟刚动态分析方法在带式输送机设计中的作用[J]起重运输机械,2001.(S):36-45。