皮帶輸送機計算

1、目錄普通皮帶輸送機畢業(yè)設計計算說明書f上傳時間：2011-10-30 9:38:04我要下載：文件描敘：4.8軟起動裝置的選擇由電動機自身特性可知，電動機直接啟動時會產(chǎn)生很大的起動電流，從而對電網(wǎng)沖擊很大；而在電動機 和減速器之間加可控軟起動裝置則會大大改善電動機的啟動性能，從而延長電動機使用壽命。調(diào)速型液力偶 合器是一種無級調(diào)速裝置，它通常安裝于電機和減速器之間，具有起動時保護電機，起動加速度可控、過載 保護等功能，是目前性能較優(yōu)越的可控軟起動裝置之一。4.8.1目前主要的軟起動裝置原理與性能常用的下運皮帶輸送機軟起動裝置主要有以下幾種：液體粘性軟起動裝置、CST、液力偶合器、變頻器等。（1

2、）液體粘性軟起動裝置液體粘性軟起動系統(tǒng)是利用液體的粘性即油膜剪切力來傳遞扭矩的，其結(jié)構(gòu)如圖 4.3所示，由主、從動軸，主、從動摩擦片，控制油缸、彈簧、殼體及密封件等組成。當主動軸帶動主動摩 擦片旋轉(zhuǎn)時，通 過 摩 擦 片 之 間 的 粘 擦 片 的 旋 轉(zhuǎn)， 當擦片的旋轉(zhuǎn)，當改變控制油缸中的油 圖4.3液體粘性軟啟動系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)圖 壓大小來調(diào)節(jié)主、從動摩擦片之間的1-輸入軸2-殼體3-控制油缸4-彈簧油膜厚度，可以改變從動摩擦片輸出5-主動摩擦片6-從動摩擦片7-輸出軸的轉(zhuǎn)速和扭矩的大小，從而實現(xiàn)皮帶輸送機各項驅(qū)動要求和可控軟起動功能。（2）液力偶合器圖4.4調(diào)速型液力偶合器原理圖1-油冷卻池

3、2-濾油器3-滾動軸承4-電動執(zhí)行其5-油箱6-齒輪泵液力偶合器主要分限矩型液力偶合器和調(diào)速型液力偶合器兩種，主要是以液體為介質(zhì)傳遞功率的軟起動 裝置。主要由泵輪、渦輪、外殼等組成。泵輪輸入軸與電機相連，為功率輸入端；渦輪經(jīng)輸出軸與減速器相連，為功率輸出端，兩者結(jié)構(gòu)形狀相 似，成軸向?qū)ΨQ排列，共同組成液流循環(huán)圓。工作時，由供油泵向循環(huán)圓中充入工作油，當電動機驅(qū)動泵輪旋轉(zhuǎn)時，進入泵輪的工作油在葉片的帶動 下，因離心力的作用由泵輪內(nèi)側(cè)流向外緣，形成高壓高速液流沖擊渦輪葉片，使渦輪與泵輪同向旋轉(zhuǎn)，工作 油在渦輪中由外緣流向內(nèi)側(cè)，將流入渦輪中的高能液流轉(zhuǎn)變成輸出軸的機械能，從而實現(xiàn)能量的柔性傳遞。限矩

4、型液力偶合器的充液量不變，起到柔性聯(lián)軸節(jié)的作用，能實現(xiàn)電機空載起動、過載保護等作用，但 起動加速度不可控，通常被用在小型輸送機上。調(diào)速型液力偶合器通過電動執(zhí)行器來調(diào)節(jié)勺管的插入深度實 現(xiàn)調(diào)節(jié)循環(huán)圓內(nèi)工作液體的充液量的。因此起動力矩可控，通常被用于中大型輸送機上或傾角較大的場合。采用調(diào)速型液力偶合器作為軟起動傳動裝置可以做到延長起動時間、改善輸送機滿載起動性能。主要優(yōu) 點如下：實現(xiàn)軟起動（可控起動）起動時偶合器中無油，電動機帶動泵輪空載起動，起動時間短，大電流沖擊時間短。待電動機起動完畢， 控制系統(tǒng)才控制勺管外移，向偶合器供油，渦輪力矩逐漸增大，當渦輪力矩大于負載力矩時，輸送機開始起 動。在起動

5、過程中電控系統(tǒng)時刻根據(jù)輸送機的實際加速度值來調(diào)節(jié)勺管的移動，使輸送機的加速度保持在 0.10.3m/s苑圍內(nèi)。完成功率平衡調(diào)節(jié)工作中，控制系統(tǒng)通過測定每臺電動機的負荷電流情況來控制勺管的移動量達到均衡電 動機功率的目的，調(diào)節(jié)精度達5%。具有過載保護功能，提高機械使用壽命由于采用液體作傳動介質(zhì)，它能吸收、減少外載荷的振動與沖擊， 偶合器上設有易熔塞，過載時液體可將易熔塞熔化噴出，所以保護了傳動系各元件，提高了機械的使用壽命。 但是這種系統(tǒng)有以下不足之處：在正常工作時，一般有3-5%的滑差，此時具有3-5%的傳動效率損失，而且輸送機械大都長時長期工作，使 偶合器發(fā)熱量大，并浪費大量的能量；調(diào)速型液

6、力偶合器在起動過程中始終存在一個不穩(wěn)定的過渡區(qū)，使得起動性能還不理想；液力偶合器的體積較大，系統(tǒng)控制性能和控制精度較差。CST(Controlled Start Transmission System)該裝置是80年代初期，美國道奇公司針對大運量、長距離皮帶輸送機在起動過程中出現(xiàn)的動力所造成的 非穩(wěn)定工況研制成功的可控傳動裝置。它是將行星減速器與液體粘性濕式離合器作成一體，所示。它結(jié)構(gòu)緊 湊，體積小，啟動平穩(wěn)，加速度、減速度可控。主要有以下優(yōu)點：軟起動特性好。CST系統(tǒng)起動與負載無關(guān)，電動機可在無負載情況下很快達到滿速，然后輸送機從靜止狀 態(tài)加速到滿速。CST系統(tǒng)具有十分優(yōu)異的力矩控制特性，它

7、可以根據(jù)輸送機運行的需要(起動、調(diào)速、停車， 靈活、精確地改變離合器傳遞力矩的大小，從而使輸送機在整個運行過程中平穩(wěn)無沖擊。因此最大限度地降 低輸送帶的動張力，提高輸送帶、電動機及整機的壽命，并減小對電網(wǎng)的沖擊；具有優(yōu)良的調(diào)速性能。CST系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)范圍為10% 100%。輸送機可在此范圍內(nèi)以任何速度運行(要求 冷卻系統(tǒng)要有夠的冷卻能力)，因此能滿足帶工輸送機低速驗帶的需要；運行可靠、效率高；功率平衡調(diào)節(jié)性能好。多級驅(qū)動或多點驅(qū)動時具有良好的功率平衡性能。對所有驅(qū)動單元可實現(xiàn)負載分配。但這種系統(tǒng)制作工藝復雜，加工要求高，成本和投資極大，調(diào)試過程復雜，維護費用較高。調(diào)壓型電器軟起動設備調(diào)壓型電

8、氣軟起動設備起動力矩較小，但下運輸送機一般在空載狀態(tài)下要求的起動力矩才最大，故僅從 力矩關(guān)系上考慮采用電氣軟起動設備比在上運輸送機上更有利?？刂品桨福簩τ诘?、2種工況，可采用松 開制動器再投入電動機的方法，即與電動狀態(tài)起動方式相同：對于第3種工況，起動時必須施加制動力，讓 電動機處于電動狀態(tài)下起動，否則可能會使電壓的調(diào)節(jié)跟不上皮帶輸送機速度的變化而引起帶速失控。上述 3種工況都要求起動時必須施加一定的制動力矩。在正常運行時，由于電動機的工況不確定，故電流方向不能確定，要求電氣軟起動設備必須有自動切換 回路，使正常運行時電流不通過軟起動的調(diào)節(jié)回路。4.8.2軟起動裝置的選用根據(jù)以上各種軟起動裝

9、置的原理及性能，依據(jù)我國煤礦井下長運距、大運量下運皮帶輸送機的工作特點， 結(jié)合我廠多年生產(chǎn)皮帶輸送機配套軟起動裝置的經(jīng)驗，軟起動裝置的選型應考慮以下幾個原則：考慮輸送機的工作重要性：當輸送機工作場所十分重要時，如主運輸輸送機，應重點考慮可靠性 配置，可采用進口 CST可控起動裝置，但價格較高。考慮輸送機長度及運量大?。哼\距長、運量大則起動動載荷就大，可選用起動精度高，軟啟動效 果好的軟起動，如液粘軟起動、CST等，可以有效降低膠帶強度；否則，對運距短、運量小的輸送機，可選 用剛性聯(lián)軸器(驅(qū)動功率小于45千瓦)、普通液力偶合器或調(diào)壓型電氣軟起動；對運距、運量中等，驅(qū)動載荷 適中的輸送機，一般選用

10、調(diào)速型液力偶合器，使用維護較簡單，且價格也適中。輸送機帶速：當輸送機帶速高時，應選用軟起動性能較好的軟起動，根據(jù)以上第二條動載荷大小， 優(yōu)先選用調(diào)速型液力偶合器、液粘軟起動和CST。考慮輸送機經(jīng)濟性，性能要求越好，投資價格越高。一般情況應優(yōu)先選用普通液力偶合器、調(diào)速型 液力偶合器、液粘軟起動和CST。綜合考慮以上分析，結(jié)合本臺皮帶輸送機的自身特性，我們決定采用 YOTCK560型調(diào)速型液力偶合器，YOTCK560型調(diào)速型液力偶合器傳遞功率155-360 kW。4.9拉緊裝置拉緊裝置是皮帶輸送機必不可少的部件，具有以下四個主要作用：保證輸送帶有足夠的張力，防止打滑；保證輸送帶各點的張力不低于一定

11、值，以防止輸送帶在托輥間因過分松弛而引起撒料和增加運動阻 力；補償帶的塑性伸長和過渡工況下彈性伸長的變化；為輸送帶重新接頭提供必要的行程。4.9.1張緊位置的確定從布置示意圖中可知，拉緊裝置設于回程機尾（高點）傾斜坡段，驅(qū)動滾筒入點處，此位置布置張緊裝置 優(yōu)點是離驅(qū)動裝置近，便于實現(xiàn)集中控制，但缺點是張緊力大：根據(jù)輸送機張緊位置的確定原則，一般布置 在張緊力最小處，也可將張緊裝置布置在機頭處，缺點是離驅(qū)動裝置遠，張緊力傳遞慢，滿載起動時易出現(xiàn) 打滑，控制困難。4.9.2拉緊力及拉緊形成的計算（1）拉緊力的計算根據(jù)4.5.5各點張力計算結(jié)果，且拉緊力大小需滿足任何工況要求，根據(jù)以上設計計算可得：

12、PI=425644N（2）拉緊行程的計算計算拉緊行程的公式如下： L=KL+（12） B式中AL拉緊行程，m；L一輸送帶長度，m；B一帶寬，m；K一伸長系數(shù)，鋼絲繩芯帶取0.002。 L =0.002X3005+1.5X1.2=7.81m考慮其他因素，取L=20m。4.9.3拉緊裝置選擇皮帶輸送機上采用的拉緊裝置有固定絞車式拉緊、重錘拉緊和自動拉緊三種形式。比較三種方式可知：（1）固定絞車式拉緊裝置的拉緊滾筒在皮帶輸送機運轉(zhuǎn)過程中位置是固定的，這種拉緊方式結(jié)構(gòu)簡單、 緊湊、對污染不敏感，工作可靠，拉緊行程長，調(diào)整方便；缺點是輸送機運轉(zhuǎn)過程中由于輸送帶的彈性變形 和塑性伸長引起的張降低，可能導致

13、輸送帶在滾筒上打滑。（2 ）重錘拉緊裝置是利用重錘的重量產(chǎn)生拉緊力，并保證輸送帶在各種工況下有恒定的拉緊力，可以自 動補償由于溫度改變和磨損而引起輸送帶的伸長變化。該種裝置結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、維護量小，是一種經(jīng) 濟較理想和拉緊裝置，特別適用于固定皮帶輸送機，但該裝置占用空間較大，工作拉緊力不能自動調(diào)整且拉 緊行程有限。根據(jù)使用場合的不同，可分為重錘垂直拉緊裝置和重錘車式拉緊裝置等。（3）自動拉緊裝置是一種在輸送機工作中能按一定的要求自動調(diào)節(jié)拉緊力的拉緊裝置。它使輸送帶具有 合理的張力，自動補償輸送帶的彈性變形和塑性變形，尤其是在起動時可以增大拉緊，防止起動過程中輸送 帶打滑，正常工作時，減小拉

14、緊力，保證輸送帶的安全性。本機是具有輸送距離長，輸送帶較大，由于傾角較小，采用重錘拉緊難以控制拉緊力，同時拉緊設計占 用空間大，成本也較大，用其它拉緊方式拉緊行程難以保證，綜合考慮設備的工作穩(wěn)定性和經(jīng)濟性，選用液 壓自動拉緊裝置拉緊方式。5結(jié)論從上述設計計算過程我們可以看出：由于該機線路長，運量較大，并存在多個變坡段，既又下坡、水平 段、又有上坡段，實際運行工況較復雜。在重點討論最大電動狀態(tài)、最大發(fā)電狀態(tài)下輸送機特性時，驅(qū)動滾 筒出力情況發(fā)生了較大變化。雖是下運輸送機，但其電動工況下滾筒的受力情況極差，如按發(fā)電時的受力計算，則不能滿足摩擦條件， 這意味著電動狀態(tài)下輸送機要打滑。為兼顧二者，則要

15、作出一些必要的犧牲，如增大拉緊力，這將導致輸送 帶等級增高，使投資費用大大提高。若仍按滿載時計算，可能會給現(xiàn)場造成不可挽回的損失。這也是此類輸 送機設計中容易出問題的原因。反之，該種輸送機的工況應屬不利工況，除非生產(chǎn)現(xiàn)場條件無法改變，建議 盡量不要將輸送機線路布置成類似形式。由于該機的特殊工況，同時可控制動裝置是必不可少的。同時對長距離、大運量輸送機工作在電動狀態(tài) 下普通型軟起動裝置無法滿足要求，必須設置可控軟起動裝置，否則將會使起車加速度過大，造成輸送帶斷 帶等事故，同時對各組成部分造成較大的沖擊。本設計的優(yōu)點是根據(jù)實際例子，設計出適合于實際生產(chǎn)應用的輸送機，主要突出在變坡設計上，通過不 同

16、的實際地形，設計出適合生產(chǎn)需要的變坡。但是本文在自動化和安全細節(jié)上的考慮還有一定的不足之處，需要在以后的是實際應用中進一步完善。致謝本文是在趙麗琴老師指導下完成的，在論文期間，導師在論文研究方面和設計過程中給予悉心指導，在 工作和生活方面給予了大力支持和幫助；尤其是導師嚴謹?shù)目茖W研究精神，惜時如金的工作態(tài)度深深地影響 了本人，使學生受益匪淺。在此表示衷心感謝，并致以崇高的敬意。同時也感謝所有關(guān)心、支持和幫助過我的各級領(lǐng)導、老師、同學、同事和朋友。由于本人水平有限、時 間的倉促，論文難免有不足和錯誤之處，懇請各位專家、教授批評、指正，再次表示感謝。參考文獻趙玉文，李云海.皮帶輸送機的現(xiàn)狀線裝與發(fā)

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18、致育、林良明主編.連續(xù)運輸機械.北京：機械工業(yè)出版社.1982年李光布.編著.皮帶輸送機動力學及設計.北京：機械工業(yè)出版社.1988年劉雪平.大型皮帶輸送機及其控制驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展趨勢.煤礦機械.2000年王錫法.長運距皮帶輸送機運行阻力的計算與分析.煤礦機械.2000.5楊達文等.國內(nèi)外煤礦皮帶輸送機的現(xiàn)狀及發(fā)展.煤礦機械.2002.1上海交通大學洪致育、林良明主編.連續(xù)運輸機械.北京：機械工業(yè)出版社.1982年楊達文等.國內(nèi)外煤礦皮帶輸送機的現(xiàn)狀及發(fā)展.煤礦機械.2002年第1期吳宗澤.羅圣國編.機械設計課程設計手冊.北京：高等教育出版社.1999年Zhou Manshan Analysis

19、 On Dynamic Properties Of Belt ConveyorlCMH/ICFP 99 Shanghai， ChinaZhang Yuan. Computer Simulation on Continuous Model of Belt Conveyor Dynamic Analysis.Proceedings of the First International Conference on Mechanical Engineering. 2000. Shanghai ， China7. Yu Yan. Research on Braking and Controlling S

20、ystem Downward Belt International Conference on China Conveyor. Proceedings Mechanical Engineering . of High Angle of the First 2000. Shanghai摘要IAbstract I1緒論12輸送機主要部件的選型與設計計算52.1設計的原始數(shù)據(jù)52.2輸送機帶速的選擇52.3輸送帶寬度的計算選擇52.4輸送機輸送能力的計算72.5功率計算82.5.1傳動滾筒軸功率計算82.5.2附加功率計算82.5.3 電動機功率計算92.6輸送帶的計算選型102.6.1輸送帶的結(jié)構(gòu)

21、102.6.2覆蓋膠的性能及適用情況122.6.4最大張力計算132.6.5輸送帶層數(shù)計算142.7滾筒直徑及托輥組的選擇計算162.7.1傳動滾筒直徑的確定162.7.2改向滾筒直徑的確定172.7.3托輥組的設計選擇182.8輸送機驅(qū)動裝置的設計192.8.1帶式輸送機的啟動過程分析192.8.2大型帶式輸送機對驅(qū)動裝置的要求212.8.3現(xiàn)有驅(qū)動裝置及其分類212.8.4帶式輸送機各種驅(qū)動方式的比較研究222.8.5確定驅(qū)動方式242.8.6電動機的選擇計算272.8.7調(diào)速型液力耦合器的選型272.8.8減速器的計算選型282.9帶式輸送機拉緊裝置的設計302.9.1拉緊裝置的作用302.9.2各種拉緊裝置的性能比較及拉緊裝置的確定312.9.3重錘車式拉緊方式的研究分析332.9.4重錘車式拉緊裝置行程的確定及重錘重量的計算332.10托輥組間距的合理確定352.10.1逐點計算法計算張力362.10.2計算合理的托輥組間距382.11輸送帶跑偏的控制402.11.1輸送帶跑偏的原因402.11.2調(diào)偏原