移动可伸缩带式输送机设计

移动可伸缩带式输送机设计 摘 要 带式输送机是使用最普遍的一种输送机与其他类型的输送机相比具有优 良的性能在连续装载的情况下能连续运输生产率高运行平稳可靠输送均匀工作 过程中噪声小结构简单能量消耗小运行维护费用低维修方便易于实现自动控制 及远程操作等优点本文首先针对带式输送机作了简单的概述分析了带式输送机 的选型原则及计算方法根据这些设计准则与计算方法按照给定参数要求进行选 型设计对所选择的输送机各主要零部件进行校核并对CST可控驱动装置带跑偏 做了一定的设计以及断带保护装置的设计选型安装最后简述输送机的安装与维 护目前胶带输送机正朝着长距离大运量高速度低摩擦的方向发展例如气垫式胶 带输送机等在胶带输送机的设计制造以及应用方面目前我国与国外先进水平相 比仍有较大差距国内在设计制造带式输送机过程中存在着很多不足 本次毕业设计是关于煤矿用可伸缩带式输送机的设计仅代表了设计的一 般过程 对今后的设计选型工作有一定的参考价值 关键词可伸缩带式输送机设计选型主要零部件 Abstract Belt is the most common form of conveyorAnd compared to other types of conveyor with excellent performanceIn the case of continuous loading for continuous transport high productivity stable and reliable delivery uniform work and the process noise simple structure energy consumption low operation and maintenance costs easy maintenance easy to realize automatic control and remote operation etcThis paper briefly outlined for the belt the principle of selection of the belt conveyor and method of calculationBased on these design criteria and calculation of parameters in accordance with the requirements of a given type design the choice of the major components for conveyor checkControlled drive and CST with deviation to do some belt protection device design and selection of installation designFinally brief conveyor installation and maintenanceCurrently the belt conveyor is moving long distance large capacity high speed low friction direction such as air cushion belt conveyor and so onIn the belt conveyor design manufacture and application the current compared with foreign advanced level in China is still a wide gap between the domestic process in the design and manufacture of belt conveyor there is much to be desired The graduation project is about the retractable belt conveyor for coal mine design only represent the general design process design and selection of future work of a certain reference value KeywordRetractable belt conveyor type design the main components 目录 1 绪 论 1 11引言 1 12带式输送机工作原理结构简述 1 13可伸缩带式输送机的型号含义和主要特点 2 131可伸缩带式输送机的型号含义 2 132可伸缩带式输送机的主要特点 2 133传动装置 3 134储带装置 3 135张紧装置 4 136机身部 4 137机尾 4 14可伸缩带式输送机工作原理 4 15带式输送机的发展及现状 5 2 方案的论证 6 21 方案的确定 6 22 布置形式 8 3 可伸缩带式输送机的设计计算 9 31计算 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 符号和单位 9 32 原始参数和工作条件 9 32 1输送带宽度的校核 10 322选择的原则 11 33圆周驱动力的计算 11 331传动滚筒上所需圆周驱动力的计算 11 332 主要阻力计算 12 333附加阻力 13 334特种主要阻力计算 13 335特种附加阻力计算 14 336倾斜阻力计算 14 337圆周驱动力 14 34传动功率的计算 14 341传动滚筒的轴功率 15 342电机功率计算及选型 15 35胶带张力计算 15 351输送带最小张力校核如下 15 352按输送带允许最大下垂度计算最小张力 15 353按输送带工作时不打滑需保持最小张力校核 16 354输送带安全系数校核 17 36各特性点张力的计算 17 361运行阻力的计算 17 362 驱动滚筒合张力计算 18 363逆止力计算 19 37 传动滚筒设计选型 19 371 传动滚筒的作用及类型 19 372 传动滚筒的选型 20 373 传动滚筒结构 20 374 传动滚筒的最大扭矩计算 21 38 拉紧力和拉紧行程计算 21 39 液力偶合器及联轴器选型 22 310 减速器设计 22 3101 减速器 传动方案及传动件设计计算 22 3102 齿轮设计计算 23 3103轴的设计计算 35 311减速器箱体的结构设计 39 312轴承的校核 40 313键的选择及校核 42 314减速器附件的设计 42 4 部件选型设计 43 41改向滚筒 43 42托辊 43 421 托辊的作用与类型 43 422 托辊的选型 46 43 CST可控驱动装置以及断带抓捕装置 49 44机架 51 45头部漏斗 51 46 托辊的校核 52 47 制动装置 54 471 制动装置的作用 54 472 制动装置的种类 54 473 制动装置的选型 55 48拉紧装置 56 481 拉紧装置作用 56 482拉紧装置类型 56 483 新型液压张紧装置 56 484 液压传动的特点 57 485 拉紧装置在过渡工况下的工作特点 57 486 拉紧装置布置时应遵循的原则 57 49 给料装置 58 491 对给料装置的基本要求 58 492 装料段拦板的布置及尺寸 58 493 装料点的缓冲布置 59 410清扫装置 59 4101 篦子式刮板清扫装置 59 4102 输送机式刮板清扫装置 60 4103 刷式清扫装置 60 4104 联合清扫装置 61 4105 清扫装置的种类及应用情况分析 62 5可伸缩胶带输送机的安装操作和维护 65 51安装前的准备工作 65 52落地架式可伸缩胶带输送机的安装 65 53可伸缩胶带输送机的加载运转 66 54带式输送机的操作规程 67 55带式输送机的维护 68 551输送带跑偏原因及调整方法 68 552可伸缩带式输送机常见故障及处理方法 69 6结论 71 7参考文献 72 8英文原文 73 9中文译文 76 10致 谢 80 1 绪 论 11引言 带式输送机又称胶带输送机俗称皮带输送机是由输送带承载兼做牵引机构的连续运输设备在冶金采矿动力建材等重工业部门及交通运输部门中主要用来运送大量散状货物如矿石煤砂等粉块状物和包装好的成件物品等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相比它运输能力大工作阻力小耗电量低运输过程中抛撤煤炭少破碎性也小因而降低了煤尘和损耗可伸缩带式输送机是为适应综合机械化采煤工作面高速作业快速推进而迅速发展起来的其适应综采工作面对走向长度大推进速度快的要求它能够伸缩自如减少了设备拆移次数并为采煤工作面快速推进赢得了时间使采煤机生产能力的提高得到有力的保障不但是综采工作面下巷道的主要运输设备而且是井山下山运输大巷副井运煤的主要设备它的使用也标志着矿井现代化水平的提高不仅具有长距离大运量连续输送等优点而且运行可靠易于实现自动化集中化控制显示它特有的经济合理性 12带式输送机工作原理结构简述 胶带用硫化方式连接起来行程一个无极的环形带如图1-1所示带绕经主动滚筒和拉紧滚筒用上托辊和下托辊支撑着用拉紧滚筒将胶带拉紧达到所需要的张力当主动滚筒被电机带动旋转时靠主动滚筒与胶带之间产生的摩擦力带动胶带连续运动装到胶带上的货载经漏斗漏下运送到卸载滚筒处卸载1-主动滚筒 2-胶带3-上托辊4-缓冲托辊 5-漏斗6-倒料挡板7-拉紧滚筒8-拉紧装置9-尾架10-空段清扫器11-下托辊 12-中间架13-头架14-弹簧清扫器15-头罩16-电动机17-液力偶合器18-制动器 19-减速器20-联轴器 图1-1 带式输送机组成示意图 带式输送机可用于水平或倾斜运输但倾角受物料特性限制在通常情况下倾斜向上运输时的倾角不超过18?向下运输不超过15?带式输送机不宜运送有棱角的货物因为有棱角的物料易损坏输送带降低带式输送机的使用寿命带式输送机的运输能力大运行阻力小运输过程中物料一般不会破碎因而特别适合输送散料货物 近年来的大型带式输送机得到了更迅猛发展从运输量运输距离和经济效益等方面已经形成了与汽车相抗衡的局面带式输送机具有结构简单输送物料范围广泛输送量大输送距离长对线路适应性强装卸物料方便可靠性高运营费低基建投资省效率高应用领域广阔市场巨大等一系列优点使其在国内外获得了大力发展 选择带式输送机这种通用机械的设计作为毕业设计的选题能让我更好的去认识它并去了解掌握它培养我们独立解决实际问题能力的同时为以后的工作需要打下坚实基础这次毕业设计也是我们对所学基本理论知识和专业知识的综 合应用使我们的设计计算绘图等能力得到了全面的训练让我们所学的知识得到了更进一步的升华 13可伸缩带式输送机的型号含义和主要特点 131可伸缩带式输送机的型号含义如图1-2 图1-2 带式输送机名称介绍 132可伸缩带式输送机的主要特点 带式输送运行速度高运输能力大且工作阻力小耗电量低的特点同样的运输条件和距离带式输送机使用的台数少中间转载次数也少故能节省设备和人力其主要特点如下 1本机符合井下矿用带式输送机系列MT820-1999和MT901-2000标准并尽可能地采用了通用固定带式输送机系列的有关标准本机所用的传动滚筒改向滚筒下托辊清扫器等与标准带式输送机尺寸规格相同以达通用互换的目的而减速器等传动部件与不同规格的刮板输送机基本通用因而三化程度高 2机头传动装置采用墙板式机架结构传动部件侧帮固定具有结构紧凑安装断面小刚性强拆装方便等优点 3机身为无螺栓连接的钢架落地式具有结构简单拆装方便劳动强度低伸缩迅速等特点 4张紧输送带及收放输送带采用电动绞车和液压自动张紧装置操作简便省力张紧可靠 5托辊为仿西德结构采用铸铁轴承座迷宫式尼龙密封件密封可靠转动灵活使用寿命长 6传动滚筒外层包胶可提高输送带与滚筒的摩擦系数对防止打滑减小初张力具有较好的效果 可伸缩带式输送机结构与普通带式输送机相比多了储带装置收放输送带装置其他基本相同 133传动装置 机头传动装置主要由电功机联轴器减速器主副传动滚筒联动齿轮和传动架等组成主副传动滚筒由一台异步防爆型电动机通过联轴器和减速器带动在联轴器保护罩的两端装有连接法兰电动机输出轴端的外壳上及减速器输入轴端的外壳上也有相应的连接法兰通过连接法兰用螺栓将三者紧紧连成一体组成带式输送机的传动装置其特点是结构紧凑便于安装和运输特别是便于相互对准找正以提高安装质量使输送机运转平稳整个传动装置通过减速器外壳用螺栓固定在机头架的侧板上 减速器采用三级齿轮传动第一级为螺旋伞齿轮第二级为斜齿圆柱齿轮第三级为斜齿圆柱齿轮 传动滚筒为焊接结构主轴采用键和螺栓与卷筒连接滚筒一侧的连接轮壳在装配后与卷筒辐板焊接故滚筒受力情况好又保证装拆方便为了增加带在传动滚筒上的围包角可伸缩带式输送机采用双滚筒传动采用双滚筒传动时可以单电机驱动也可以双电机驱动当用一台电动机驱动时需在机头架另一例的主副滚筒上安装一对大小相同齿数相等的联动齿轮当电动机起动后通过联轴器减速器和联动齿轮同时传动主副滚筒驱动带式运行若用两台电动机分别驱动主副滚筒一般不加联动齿轮但是在本设计传动装置中由于系统运输量大用两台电机就可以满足功率需求单电机驱动既有缺点也有优点优点是设备制造简单电控设备少便 于维护运转缺点是随着运输距离的缩短将形成大马拉小车电动机运行功率因数降低的状况 传动滚筒是带式输送机传递牵引力驱动带式运行的主要部件滚筒表面型式有光面包胶和铸胶之分在功率不大不潮湿的情况下可采用光面滚筒在环境潮湿大功率易打滑的条件下宜采用胶面滚筒以提高输送机的牵引力铸胶滚筒胶厚耐磨有条件时应尽量采用滚筒的外形可以做成圆筒形的也可以做成中间大两头小的双锥形其锥度一般为1100后者用以防止带式跑偏 卸载端是由在机头最前部的伸出架和安装在伸出架上的卸载滚筒组成卸载滚筒安装的轴线位置可以调节以防输送带在机头部跑偏卸载端的后部还装有一个改向滚筒以改变输送带运行方向改向滚筒的轴线位置均可调节以防输送带跑偏同时每个改向滚筒都配有刮煤板可将滚筒表面的碎煤粉煤刮下头部清扫器分重锤清扫器和犁式清扫器二道以清扫输送带正反面的粘煤 134储带装置 储带装置由储带转向架储带仓架支承小车和张紧车等组成 1储带转向架储带仓架为焊接结构彼此用螺拴连接组成了储带装置框架在储带转向架内装有两个直径为315的改向滚筒与张紧车上两个直径为315一起供输送带在储带装置中往返导向框架的上方及下部分别安装有槽形托辊和下托辊以支承上下输送带在储带仓架内设有轨道供支承小车和张紧车行走 2支承小车由托辊支架和车轮等组成其作用是支承储藏部分的输送带使其悬垂度不致过大二个支承小车应基本上等距离的分布在张紧车和储带转向架之间因此当张紧车移动后需要通过人力调整支承小车位置 3张紧车由车架车轮滑转组和改向滚筒等组成张紧绞车通过钢丝绳滑轮 组牵引张紧车在轨道上行走从而达到储进和放出输送带的作用并使输送带得到适当的张紧度滑轮组由滑轮架和四个滑轮组成它通过一销轴铰接在车架上使作用在四个滑轮上的牵引力通过销轴作用于张紧车中心对防止改向滚筒的输送带跑偏有较好的效果为防止张紧车掉轨在车上还装有四个止爬钩 135张紧装置 由框架滑轮组液压系统和固定滑轮架等组成自动张紧装置是一种在输送机工作过程中能按一定的要求自动调节拉紧力的张紧装置在现代化距离带式输送机中使用较多它能使输送带具有合理的张力自动补偿输送带的弹性变形和塑性变形是一种理想的张紧装置常见的自动张紧装置有自动绞车张紧装置和全自动液压张紧装置输送带的初张力能力张紧绞车人为调节应保证足够的初张力来防止输送带在传动滚筒表面打滑但初张力过大致使输送带最小张力无谓的增大也是不宜的 136机身部 由H型支架钢管上下托辊组成是输送机的可伸缩部分钢管作为可拆卸部分搭在H型支架的管座中用弹簧销固定下托辊搭苍型支架上上托辊为槽形托辊通过抓爪支承在钢管上 137机尾 由支座导轨滚筒座缓冲托辊清扫器等组成几种不同形式的导轨与支座滚筒固定组成了五节机尾骨架彼此又用圆柱销连接成为一整体可供转载机在上面行走机尾滚筒安装在滚筒座上其轴线位置可调并配有刮煤板机尾的前后端都可装移动机尾用的滑轮供移动机尾用移动机尾用回柱绞车牵引 14可伸缩带式输送机工作原理 在综合机械化采煤工作中由于工作面向前推进的速度较快而拆移顺槽中运输设备的次数和花费的时间在总生产时间中所占的比重较大影响了采煤生产能力的进一步提高所以要求顺槽运输设备能够比较灵活地伸长或缩短可伸缩带式输送机是供顺槽运输的专用设备由工作面输送机运来的煤经顺槽桥式转载机卸装到可伸缩带式输送机上由它把煤从顺槽运到上下山或装车站的煤仓中 可伸缩带式输送机机身长度可根据工作需要不断伸长或逐渐缩短其最大伸长量不应超过电动机的额定功率所允许的长度最小缩短量可以缩至机身不能再缩为止 和普通带式输送机相比增加了一个储带仓一套储带装置和机尾牵引机构可伸缩带式输送机是根据挠性体摩擦传动的原理靠输送带与传动滚筒之间的摩擦力来驱动带式运行完成运输作业的其工作原理如图1-3所示输送带6绕过传动装置2的滚筒经储带装置3的滚筒至机尾8的滚筒形成无级环形带输送带均支承在托辊上储带装置拉紧车把工作输送带张紧使输送带在工作中与传动滚筒产生摩擦力输送机的伸缩是利用带在储带仓内的多次折返和收放来实现的当拉紧装置4拉着储带仓内的活动滚筒向机尾方向移动时带式进入储带仓内此时机尾在绞车的牵引下回缩使整个输送机缩短反之则使整个输送机伸长 1-卸载端2-传动装置3-固定装置4-储带装置5-活动小车及活动滚筒6-拉紧装置7-输送带8-输送带收放装置9-机尾牵引装置10-机尾图1-3 可伸缩带式输送机的工作原理 随着机械化和综合机械化采煤工作面产量的不断提高带式输送机将逐渐成为煤矿生产中的一种主要运输设备特别是近10年长距离大运量高速度的带式输送机的出现使其在矿山建设的井下巷道矿井地表运输系统及露天采矿场选矿 厂中的应用又得到进一步推广 15带式输送机的发展及现状 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相比具有输送距离长运量大连续运输等优点而且运行可靠易于实现自动化和集中化控制尤其对高产高效矿井带式输送已成为煤炭开采机电一体化技术与装备的关键设备随着我国高产高效矿井的出现原有的带式输送机无论是主参数还是运行性能都已不能满足要求必须向长距离高带速大运量大功率的大型化方向发展并要改善和提高运行性能确保安全可靠 1国外带式输送机技术的现状 国外带式输送机技术的发展很快其主要表现在2个方面一方面是带式输送机的功能多元化应用范围扩大化如高倾角带式输送机管状带式输送机空间转弯带式输送机等各种机型另一方面是带式输送机本身的技术与装备有了巨大的发展尤其是长距离大运量高带速等大型带式输送机已成为发展的主要方向其核心技术是开发应用了带式输送机动态分析与监控技术提高了带式输送机的运行性能和可靠性 2国内带式输送机技术的现状 我国生产制造的带式输送机的品种类型较多在八五期间通过国家一条龙日产万吨综采设备项目的实施带式输送机的技术水平有了很大提高煤矿井下用大功率长距离带式输送机的关键技术研究和新产品开发都取得了很大的进步如大倾角长距离带式输送机成套设备高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内空白并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发研制成功了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器 煤矿带式输送机技术的发展趋势 1设备大型化提高运输能力 为了适应高产高效集约化生产的需要带式输送机的输送能力要加大长距离高带速大运量大功率是今后发展的必然趋势也是高产高效矿井运输技术的发展方向 2 提高元部件性能和可靠性 设备开机率的高与低主要取决于元部件的性能和可靠性除了进一步完善和提高现有元部件的性能和可靠性还要不断地开发研究新的技术和元部件如高性能可控软起动技术动态分析与监控技术高效贮带装置快速自移机尾高速托辊等使带式输送机的性能得到进一步提高 3扩大功能一机多用化 拓展运人运料或双向运输等功能做到一机多用使其发挥最大的经济效益开发特殊型带式输送机如弯曲带式输送机大倾角或垂直提升输送机等引用 提高元部件性能和可靠性设备开机率的高与低主要取决于元部件的性能和可靠性除了进一步完善和提高现有元部件的性能和可靠性还要不断地开发研究新的技术和元部件如高性能可控软起动技术动态分析与监控技术高效贮带装置快速自移机尾高速托辊等使带式输送机的性能得到进一步提高 大倾角带式输送机突破了上运25?的极限为煤矿开拓开采及在斜井输送设备的选型开辟了一条新途径也为当前斜井输送系统改扩建提供了经济高效的设备对提高产量降低成本具有重要意义 水平带式输送机在我国矿山生产中有着广阔的前景我国倾斜煤层较多1625?倾斜煤层大量存在带式输送机能成功地用于井下既能减少巷道开拓量和设备投资又可加快工程进度具有较大的经济效益 2 方案的论证 21 方案的确定 随着现代化大型煤矿矿井的发展煤矿井下用带式输送机在向大功率大运量长距离方向发展本设计为可伸缩带式输送机与普通带式输送机相比其特点如下 1单机运输距离长 2运输能力大 3经济效果好 4结构简单 5使用寿命长 双滚筒驱动功率分配的原则有张力最小分配和比例分配两种如图2-1 a b c a头部驱动b头尾驱动c多驱动 图2-1 驱动装置布置示意图 张力最小分配是指传递一定的牵引力输送带的张力最小按照此原则分配的优点是传递一定的牵引力时使输送带张力最小有利于输送带运行但缺点是很难选到合适的电动机且两滚筒所用的电动机功率不同减速器不同设计和使用不便 比例分配是按比例将总功率分到两个滚筒上通常采用11和21两种按照21分配是将相遇点一侧的滚筒1的功率按两倍于滚筒2分配按这种方法分配的优点是滚筒即可使用相同的电动机减速器及有关设备又可充分发挥滚筒1的摩 擦牵引力传递同样牵引力时所需输送带的张力大缺点是滚筒1需要两套电动机和减速器占地面积大按照11分配是两滚筒功率相同各为总功率的05这种分配的优点是电动机减速器及有关设备完全一样运转维护方便 带式输送机具备优良的性能首先是它运行可靠在许多需要连续运行的重要的生产单位如发电厂煤的输送钢铁厂和水泥厂散状物料的输送以及港口内船舶装卸等均采用带式输送机如在这些场合停机其损失是巨大的必要时带式输送机可以一班接一班地连续工作 带式输送机动力消耗低由于物料与输送带几乎无相对移动不仅使运行阻力小约为刮板输送机的13-15而且对货载的磨损和破碎均小生产率高这些均有利于降低生产成本 带式输送机的输送线路适应性强又灵活线路长度根据需要而定短则几米长可达10km以上可以安装在小型隧道内也可以架设在地面交通混乱和危险地区的上空 根据工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 的要求带式输送机能非常灵活地从一点或多点受料也可以向多点或几个区段卸料当同时在几个点向输送带上加料如选煤厂煤仓下的输送机或沿带式输送机长度方向上的任一点通过均匀给料设备向输送带给料时带式输送机就成为一条主要输送干线 带式输送机可以在贮煤场料堆下面的巷道里取料需要时还能把各堆不同的物料进行混合物料可简单地从输送机头部卸出也可通过犁式卸料器或移动卸料车在输送带长度方向的任一点卸料 带式输送机与其堆料机和取料机相配合已经成为大规模准取款状物料如煤矿石等的唯一有效的方法 在环保方面带式输送机工作时噪声小必要时带式输送机可被封闭在机 罩里不致于飘散灰尘污染空气若在转运站灰尘可被密封在转运溜槽里如与除尘器相连粉尘还可收集起来 带式输送机与其它输送设备相比存在结构复杂受倾角的限制的缺点在运送高度比较高时带式输送机所需厂房面积和长度均较大 表2-1 最大允许倾角值 物料名称 堆积密度 运动时的自然堆积角 最大允许倾角 与H的近似比例 焦炭块040535?18? 31H 碎煤 0809 30? 18? 31H 块煤 0910 30? 16? 35H 平形带的最大倾角12?当有卸载器时卸干材料时倾角不大于10?卸湿材料时倾角不大于12?输送机倾角大于12?时其倾斜段必须用槽型托辊 安装带秤使得输送机倾角在物料不下滑的前提下倾角不到12?时仍能保持称重精度要求精度较低时倾角可放宽到18? 另外带式输送机的布置还涉及平台地沟和输送机到斗式提升机的转卸尺寸故本设计采用双电机双滚筒传动 22 布置形式 电动机通过联轴器减速器带动传动滚筒转动或其他驱动机构借助于滚筒或其他驱动机构与输送带之间的摩擦力使输送带运动带式输送机的驱动方式按驱动装置可分为单点驱动方式和多点驱动方式两种 通用固定式输送带输送机多采用单点驱动方式即驱动装置集中的安装在输送机长度的某一个位置处一般放在机头处单点驱动方式按传动滚筒的数目分可分为单滚筒和双滚筒驱动对每个滚筒的驱动又可分为单电动机驱动和多电动机驱动因单点驱动方式最常用凡是没有指明是多点驱动方式的即为单驱动方式故一般对单点驱动方式单点两字省略 单筒单电动机驱动方式最简单在考虑驱动方式时应是首选方式在大运量长距离的钢绳芯胶带输送机中往往采用多电动机驱动带式输送机常见典型的布置方式如下表2-2所示 图2-2 带式输送机常见的典型布置 钢绳芯胶带为单层结构故柔软弹性好耐冲击弯曲疲劳小工作时更能适应在托辊上运行同时因为单机长度长在同样使用年限中胶带受冲击受弯曲次数少因此使用寿命长一般可达十年左右 3 可伸缩带式输送机的设计计算 31计算标准符号和单位 本章关于带式输送机输送能力输送带上物料的横截面积运行功率和张力的计算均执行国家标准GBT 17119-1997 《连续搬运设备 带承载托辊的带式输送机 运行功率和张力的计算》 本章设计计算使用的符号和单位均与GBT17119-1997相同 32 原始参数和工作条件 1输送物料煤 2物料特性 1块度0300mm 2散装密度γ900kg 3在输送带上堆积角ρ25? 4物料温度40? 3工作环境井下 4输送系统及相关尺寸1运距L1000m 2倾斜角 β8? 3最大运量Q630th 4带速V2ms 5 带宽 B1000mm 6储带长度 50m 初步确定输送机布置形式如图3-1所示 图3-1 传动系统图 32 1输送带宽度的校核 1根据物料的最大粒度尺寸粒度组成及物料的运行堆积角等因素校核运 行堆积角为20?30?的通常物料带宽可按相应的表选取 2当没有可靠的物料粒度组成数据时对带宽为 1600mm 以下的带式输送 机可按下列公式校核带宽 未经筛分的散状物料当大块含量在 10以内时 B?2a102 31 经过筛分的散状物料 B?3am0232 式中 a1物料的最大粒度尺寸m am物料的平均粒度尺寸m 系物料的最大块和最小快尺寸的平均值 3当输送坚硬岩石类物料时最大粒度尺寸不宜超过 350mm普通物料不宜超过500mm 根据设计要求应选用式31未经筛分的散状物料进行宽度校核 B?2a102 2×350200900 所以输送带宽度满足要求 输送带是输送机中最昂贵耐久性最差的部件在输送机运转过程中输送带受到各种不同性质和大小的裁荷作用处在极复杂的应力状态下输送带最典型的损坏形式有工作面层和边缘磨损受大块矿岩冲击作用引起击穿撕裂和剥离芯体通过短笛和托辊组受反复弯曲应力引起疲劳在环境介质作用下引起强度指标降低和老化等等计算表明输送带的费用约占输送机全部设备费用的一半因此根据输送机的使用条件选择合适的输送带并在运行中加强维护管理延长其使用寿命对提高输送机工作效率降低输送机生产成本具有重要意义 322选择的原则 1在煤矿井下使用时必须选择阻燃输送带并且要优先选用橡胶贴面其次式橡胶贴面和塑料贴面的阻燃输送带 2在同等条件下优先选择分层输送带其次是整编芯体带和钢绳芯输送带 3在分层输送带中优先选用尼龙维尼龙帆布层输送带因为在相同抗拉压力强度下上述材料臂棉帆布输送带体轻带薄柔软成槽性好而且耐水耐腐蚀 4覆盖胶的厚度主要考虑所输送物料的种类和特性给料冲击的大小输送带运行速度与机长 带式输送机靠摩擦传动当胶带过松传动滚筒分离点处张力过小摩擦系数较低或过载时都可能造成胶带在滚筒上打滑的现象由于摩擦发热在滚筒表面产生高温会使胶带的橡胶覆盖层损坏并引起胶带着火在打滑时由于胶带是绝缘体会在胶带表面产生很高的静电电势从而产生电火花胶带着火或产生电火花会造成煤矿井下瓦斯爆炸事故产生的有毒气体也会酿成熏人事故所以煤矿井下带式输送机要使用阻燃带 33圆周驱动力的计算 331传动滚筒上所需圆周驱动力的计算 带式输送机传动滚筒上所需圆周力由所有的阻力相加得来的 N 或33 N 34 已知输送机倾角 带式输送机机长L1000m80m附加阻力明显小于主要阻力可引入系数C来考虑阻力它取决于输送机的长度按下式计算 N 35 式中 C系数按《DT?型固定式带式输送机设计选用手册》表3-5或图3-2查取模拟摩擦系数根据工作条件制造安装水平选取参见表3-6L输送机的长度头尾滚筒中心距m 重力加速度取981承载分支托辊组每米长度旋转部分质量 回程分支托辊组每米长度旋转部分质量每米输送带的质量初算凭经验取值按表3-8估计取值每米长度输送物料的质量 主要阻力N 附加阻力N 特种主要阻力N 特种附加阻力即清扫器卸料器及翻转回程分支输送带的阻力N 倾斜阻力N H输送机卸料段和受料段间的高差m向上取正值向下取负值 332 主要阻力计算 输送机的主要阻力是物料及输送带移动和承载分支及回程分支托辊旋转所产生阻力的总和可用式3-6计算 3-6 式中模拟摩擦系数根据工作条件及制造安装水平决定一般可按表查取查表3-6 输送机长度头尾滚筒中心距m 重力加速度 查文献1表3-6得0022 查文献1表3-5得C109 查文献1表3-7与表6-5得上托辊D108mmL380mm轴承为6205c4 查文献1表2-7得上托辊间距mm下托辊间距取上托辊间距的2倍取 23m 即mm 查文献1表3-7得承载分支每组托辊旋转部分质量 查文献1表2-50得平行下托辊D108mmL1150mm轴承为6205c4 查文献1表2-45得缓冲托辊D108mmL380mm轴承为6305c4 查文献1表2-70得折算到每米长度上的下托辊转动部分质量 3-7 3-8 计算初选输送带St1000Z8查表1-6NN500输送带的每层质量190上胶厚mm下胶厚mm 查文献1表4-5得每米输送带的质量 每米长度输送物料的质量 39 0022×1000×981×[1017534772×231875×cos8?] 3180144N 333附加阻力 对于机长大于80m的带式输送机附加阻力明显小于主要阻力可用简便的 方法计算不会出现严重错误为此引入系数C作简化计算 C系数109 334特种主要阻力计算 特种主要阻力包括由于槽形托辊的两侧辊向前倾斜引起的摩擦阻力在输 送带的重段沿线设有导料挡板式物料与挡板间的摩擦阻力 计算公式如下托辊前倾的摩擦阻力 310 311 FSa托辊前倾的摩擦阻力 Cs槽形系数由于采用35度槽角取Cs043 μo承载托辊与输送带间的摩擦系数取035 LΕ装有前倾托辊的区段长度 ε托辊轴线相对于垂直输送带纵向轴线的前倾角取ε1?23′ 由公式312得 312 FSb物料与导料拦板间的摩擦阻力由于不设挡煤板故 0 由公式311特种主要阻力 313 335特种附加阻力计算 特种附加阻力包括输送带清扫器的摩擦阻力犁式卸料器的摩擦阻力 由式 314 采用犁式卸料器其阻力为 315 01×6×104×06 3600N 式中A输送带与和清扫器的接触面积一个头部清扫器一个尾部清扫器和 两个空段清扫器的面积A10×001×25×401m2 P输送带和清扫器间的压力P6×104N m2 μ3清扫器与输送带之间的 摩擦因数一般取0507故取μ306 犁式卸料器的摩擦阻力由于不采用卸料器故0 则 336倾斜阻力计算 倾斜阻力FSt是克服物料上运式要克服的重力 倾斜阻力 316 式中H输送机提升物料的高度m HL×sinβ 317 带入数据得倾斜阻力 337圆周驱动力 带式输送机传动滚筒所需要的牵引力式所有运行阻力之和圆周驱动力 FU为 109×3180144389429360011946005 16161791N 34传动功率的计算 341传动滚筒的轴功率 318 式中PA驱动滚筒所需要的功率KW Fu驱动滚筒的圆周力N v带速ms 342电机功率计算及选型 电动机的功率PM为 319 式中 η1减速器传动效率取η098 η2 联轴器效率采用光表面滚筒时传动效率为η2096 η3 液力偶合器效率采用光表面滚筒时传动效率为η3096 由于本机是用双电机双滚筒传动因此选功率为185KW的电机两台明细表 如表3-1 功率KW 型号 额定电流 A 额定转速rmin 效率 额定转矩 185 YB2-315L-4 3287 1485 947 21 表3-1电机明细表 35胶带张力计算 351输送带最小张力校核如下 输送带张力在整个长度上是变化的影响因素很多为保证输送机上午正常 运行输送带张力必须满足以下两个条件 1在任何负载情况下作用在输送带上的张力应使得全部传动滚筒上的圆 周力是通过摩擦传递到输送带上而输送带与滚筒间应保证不打滑 2作用在输送带上的张力应足够大使输送带在两组托辊间的垂度小于一 定值 352按输送带允许最大下垂度计算最小张力 由式3-52手册得承载分支最小张力为 320 式中输送带允许的最大下垂度应满足ha?001 a 0 承载上托辊间距最小张力处a 012m au回程下托辊间距最小张力处 au3m 由式318公式得 回程分支最小张力Fmin为 321 由公式319带入数据得 353按输送带工作时不打滑需保持最小张力校核 圆周驱动力通过摩擦传递到输送带上见图3-2 图3-2作用于输送带的张力 如图所示输送带在传动滚筒空段的最小张力应满足的要求 传动滚筒传递的最大圆周力动载荷系数1217对惯性小起制动平稳的输 送机可取较小值否则就应取较大值取15 输送带不打滑的条件为 320 式中 满载输送机起动或制动时出现的最大圆周驱动力 μ传动滚筒与输送带间的摩擦系数见表312 传动滚筒的围包角rad双滚筒驱动取77折合一般取?400? 欧拉系数见文献一表3-13 321 式中 该设计取035450式中1560 由公式320 354输送带安全系数校核 323 324 式中m输送带计算安全系数 [m]输送带许用安全系数 输送带稳定工况下的最大张力 n 输送带稳定工况下的静安全系数 输送带的纵向扯断强度Nmm层 B带宽mm 输送带额定拉断力 由公式324得 由公式323得[m] 故选用St1000输送带满足强度要求 36各特性点张力的计算 为了确定输送带作用于各改向滚筒的合张力拉紧装置拉紧力和凸凹弧起 始点张力等特性点张力需逐点张力计算法进行各特性点张力计算 361运行阻力的计算 有分离点起依次将特殊点设为123一直到相遇点14点如图3-3所示 计算运行阻力时首先要确定输送带的种类和型号在前面我们已经选好了 输送带St-1000型煤矿用输送带拉断强度1000Nmm层 图33张力分布点图 根据不打滑条件传动滚筒奔离点最小张力为1657582N S11657582N S2S11657582N S3103S217073095 S3S417073095 S5103S41758529 S5S6 S7103S61811285 S7S8 S9103S81865623 S10S92669057 S11104S102775819 S12S1117693949 S13104S1218491707 F14103S1319046459 362 驱动滚筒合张力计算 确定滚筒合张力根据工况要求功率配比11 325326 第一驱动滚筒合张力 第二驱动滚筒合张力 363逆止力计算 倾斜输送机需要进行逆止力计算逆止力矩 327 为确保安全对阻止逆转加了08系数 11946005-08×0022×981[10001017534772×231] 98599583N 一般配有制动器的输送机一般无需再配设逆止器 37 传动滚筒设计选型 371 传动滚筒的作用及类型 传动滚筒是传动动力的主要部件作为单点驱动方式来讲可分成单滚筒传 动及双滚筒传动单滚筒传动多用于功率不太大的输送机上功率较大的输送机可 采用双滚筒传动其特点是结构紧凑还可增加围包角以增加传动滚筒所能传递的 牵引力使用双滚筒传动时可以采用多电机分别传动可以利用齿轮传动装置使两滚筒同速运转如双滚筒传动仍不需要牵引力需要可采用多点驱动方式 输送机的传动滚筒结构有钢板焊接结构及铸钢或铸铁结构新设计产品全部采用滚动轴承传动滚筒的表面形式有钢制光面滚筒铸包胶滚筒等钢制光面滚筒主要缺点是表面磨擦系数小所以一般用在周围环境湿度小的短距离输送机上铸包胶滚筒的主要优点是表面磨擦系数大适用于环境湿度大运距长的输送机铸包胶滚筒按其表面形状又可分为光面铸包胶滚筒人字形沟槽铸包胶滚筒和菱形铸包胶滚筒 372 传动滚筒的选型 传动滚筒是传递动力的主要部件它是依靠与输送带之间的摩擦力带动输 送带运行的部件传动滚筒根据承载能力分为轻型中型和重型三种同一