皮帶輸送機(jī)計算書

目錄一、引言二、 膠帶機(jī)工作環(huán)境三、膠帶機(jī)技術(shù)規(guī)范四、根據(jù)給定條件設(shè)計計算膠帶機(jī)名詞解釋設(shè)計計算。驗(yàn)算驅(qū)動力及所需電機(jī)傳動功率電機(jī)功率及主要參數(shù)膠帶機(jī)驅(qū)動部傳動框圖膠帶機(jī)整機(jī)傳動簡圖計算自由停車時間確定膠帶機(jī)的主驅(qū)電控五、結(jié)束語一、引言我國是一個多煤少油的國家，已探明的煤炭儲量占世里煤炭儲量的33.8%，可采量位居第二，產(chǎn)量位居世界第一位?？梢灶A(yù)見，煤炭工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的基礎(chǔ)地位，將是長期的和穩(wěn)固的，具有不可替代性。能源是戰(zhàn)略資源，是全面建設(shè)小康社會的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。當(dāng)今世界，科技進(jìn)步日新月異，伴隨著全球石油資源需求與價格的波動及國際產(chǎn)業(yè)和技術(shù)轉(zhuǎn)移加速進(jìn)行?！笆濉币?guī)劃又確定今后五年國內(nèi)生產(chǎn)總值年均增長7％，宏觀經(jīng)濟(jì)特別是主要用煤行業(yè)的快速發(fā)展必將拉動煤炭需求持續(xù)增加，一個以大型重點(diǎn)煤礦為支撐的新型煤炭工業(yè)體系早已明晰。近年來，隨著眾多企業(yè)的從組兼并經(jīng)濟(jì)總量和生產(chǎn)經(jīng)營規(guī)模的不斷擴(kuò)張，加工中心、磨齒機(jī)、大型落地鏜床、數(shù)顯鏜銑床等一批關(guān)鍵加工設(shè)備的投入和使用，加之ERP信息管理系統(tǒng)和三維輔助設(shè)計系統(tǒng)等，全面提升了企業(yè)的競爭力，為制作高標(biāo)質(zhì)量、優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和拓展市場奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。由此，給煤礦機(jī)械及煤化工設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展帶來了千載難逢的機(jī)遇，而本企業(yè)的主打產(chǎn)品擔(dān)負(fù)礦井主要輸送任務(wù)的膠帶機(jī)即為其一在煤礦綜合機(jī)械化采煤及掘進(jìn)過程中，作為較好的順槽運(yùn)輸設(shè)備，它能隨著工作面的不斷推移長度不斷的發(fā)生變化，從而能有效地提高順槽運(yùn)輸能力，加快回采和掘進(jìn)速度。加之功率小，運(yùn)量大，帶儲長，安裝拆卸快捷方便，重量輕等優(yōu)點(diǎn)使之迅速成為諸多客戶的首選。目前同煤集團(tuán)各礦常備的順槽膠帶輸送機(jī)因其結(jié)構(gòu)簡單便于拆裝，且在使用和維護(hù)保養(yǎng)方面易于操作；而隨機(jī)配件和易損件品種少好管理、隨機(jī)工具又具通用性，尤其是在設(shè)備故障的判斷和處置上較其他設(shè)備更準(zhǔn)確，更便捷。但節(jié)能是我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的一項(xiàng)長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針，也是當(dāng)前一項(xiàng)極為緊迫的任務(wù)。為推動全社會開展節(jié)能降耗，緩解能源瓶頸制約，建設(shè)節(jié)能型社會，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展實(shí)現(xiàn)全面建設(shè)小康社會的宏偉目標(biāo)，就在整個煤炭開采中擔(dān)負(fù)主要輸送任務(wù)的膠帶機(jī)而言亦是如此，所以對其的準(zhǔn)確計算定型和合理控制尤顯極為重要。本論文以下就新近招標(biāo)的同煤集團(tuán)塔山某型順槽膠帶輸送機(jī)給定的數(shù)據(jù)和要求為例對其各項(xiàng)主要指標(biāo)加以核算。、膠帶機(jī)工作環(huán)境井下瓦斯和煤塵礦井屬低瓦斯礦井，煤層瓦斯含量0?0.74ml/g，瓦斯含量不大，屬低瓦斯煤層。井田內(nèi)及附近小型煤礦也未發(fā)生過瓦斯爆炸事故。各煤層均有煤塵爆炸危險，煤有自燃傾向。開采方法采用全機(jī)械化長壁采煤法開采，一次采全高，頂板管理采用全部垮落法，工作面走向長度2000?3000m,起伏角度不大于5°,—般1。?5。，工作面布置長度300米，起伏角度不大于50。工作面使用高產(chǎn)高效雙滾筒采煤機(jī)落煤，工作面設(shè)計生產(chǎn)原煤能力不小于2500t/h。巷道斷面順槽為寬5m，高3m的矩形斷面。環(huán)境條件安裝地點(diǎn)：塔礦4-1、3-1煤工作面順槽運(yùn)輸大巷，空氣中含爆炸性氣體（甲烷）和煤塵環(huán)境溫度：2°C?40°C相對空氣濕度97%海拔高度1500m耐震能力：按6度地震烈度設(shè)防三、膠帶機(jī)技術(shù)規(guī)范1．技術(shù)規(guī)格帶寬：B=1000mm1.2鋪設(shè)長度：L=1000m帶速：V=3.15m/s提升高度：H=20m傾角：0o~3。1.6運(yùn)送物料：原煤0?300mm物料輸送密度：850kg/m31.8環(huán)境溫度：一10°C?25°C2．技術(shù)要求運(yùn)輸能力應(yīng)不小于1000t/h；2.2額定工作電壓應(yīng)為660V/1140V，頻率50Hz；2.3電動機(jī)功率不小于250KW，防護(hù)等級應(yīng)不低于IP54。驅(qū)動部采用懸浮方式，支撐座可調(diào)節(jié)儲帶倉1套，儲帶長度為100m2.6卷帶裝置1套，卷帶長度不小于100m，具備方便卸帶功能張緊裝置1套，絞車張緊輸送機(jī)鋪設(shè)長度不小于1000m機(jī)尾長度滿足綜掘機(jī)轉(zhuǎn)載皮帶長度要求，不低于20米2.10托輥直徑：（p1332.11儲帶倉、機(jī)尾、張緊、電機(jī)、偶合器等主要部件可互換。四、根據(jù)給定條件設(shè)計計算膠帶機(jī)在設(shè)計計算開始前先就計算過程中的符號及公式名詞解釋列單如下1.名詞解釋：I 輸送能力 kg/sS 輸料橫截面 m2k 輸送機(jī)傾斜系數(shù) kg/sQ 輸送量 t/hC 附加系數(shù) （L=1000m時取值1.09）f 上行摩擦系數(shù) 取值0..023f 下行摩擦系數(shù) 取值0.014L 輸送機(jī)中心長 mg 重力加速度 m/s2q 承載托輥每米長旋轉(zhuǎn)質(zhì)量 kg/mROq 回程托輥每米長旋轉(zhuǎn)質(zhì)量 kg/mRuq 每米長輸送帶質(zhì)量 kg/mBq 每米長物料質(zhì)量 kg/mGH 輸送機(jī)提升高度 mF 物料與導(dǎo)料槽間摩擦阻力 kNS1F 輸送帶與清掃器摩擦阻力 kNS2A 輸送帶與清掃器接觸面積 m2p 清掃器與輸送帶間壓力—（本次計算取值10*104N/m2）卩——物料與導(dǎo)料槽間摩擦系數(shù)-—（本次計算取值0.7）1卩 輸送帶與清掃器摩擦系數(shù)一-（本次計算取值0.7）2l 導(dǎo)料槽長度 mb 導(dǎo)料槽內(nèi)部寬度 mn 驅(qū)動滾筒（或托輥）單元數(shù)， 單個承載托輥旋轉(zhuǎn)質(zhì)量 kgqRO， 單個回程托輥旋轉(zhuǎn)質(zhì)量 kg/mqRua 上托輥間距 mOa 下托輥間距 mun 總傳動效率 （本次計算取值0.90）FB 制動圓周力 kNBFa 制動時慣性力 kNaF* 摩擦阻力 kNuaB 制動減速度 m/s2Bm1 運(yùn)輸機(jī)直線移動部分質(zhì)量 kgm2 運(yùn)輸機(jī)旋轉(zhuǎn)部分轉(zhuǎn)換為直線移動部分質(zhì)量--kgj 驅(qū)動單元的第i個旋轉(zhuǎn)部件轉(zhuǎn)動貫量一kg?m2iDj 第i個改向滾筒的轉(zhuǎn)動貫量一kg?m2ir 驅(qū)動滾筒的半徑一 mr 第i個改向滾筒的半徑一 mi2.開始在設(shè)計計算由：帶寬B=1000mm，帶速u=3.15m/s,提升高度：H=20m,傾角：卩=0。~3。,粒度0?300mm,密度：p=850kg/m3。驗(yàn)算整機(jī)輸送能力：2.1．先設(shè)定：上托輥間距為1.5m，上托輥槽角九=35°,下托輥間距3m，下托輥槽角九=0°。由公式：I二SuKp得： I=297.2kg/sQ=3.6SuKp得： Q=1070t/h由表31查得S=0.111(堆積角為20°時)由表32查得k=13.驗(yàn)算驅(qū)動力及所需電機(jī)傳動功率：先算圓周驅(qū)動力FuFu=CfLg[q+q+(2q+q)]+qHg+F+FRORu B G G S1S2Fu=1.09*0.023*1000*9.8*[12.6+5.63+(2*24.7+94.4)]+(94.4*20*9.8)+2800+533=61.644kNF二Apy=2*0.02*10*104*0.7=2.8kNS1 1

F二二0.7*0.352*850*9.8*6=0.533kNS22vF二二0.7*0.352*850*9.8*6=0.533kNS22vu2b； 3.152*0.92ROnq”二3*6.3=12.6a1.50kg/mRunq時=小6,9=5.63a3ukg/m3.2.再算電機(jī)傳動功率PMP=Fu?u=61.644*3.15=194.2kWAP=P/n=194 =215kWMA4.根據(jù)PM選配電機(jī)功率及主要參數(shù)：M電機(jī)功率250kW，電機(jī)轉(zhuǎn)速1480rpm.5.定膠帶機(jī)驅(qū)動部傳動框圖如下主要組成部分的結(jié)構(gòu)機(jī)頭部：包括卸煤架、機(jī)頭架及驅(qū)動部卸煤架在機(jī)頭部的前端，為卸載臂卸下，膠帶經(jīng)卸載滾筒返回到傳動滾筒，在卸載滾筒下面裝有一個膠帶清掃器，以便清除粘在膠帶上的煤屑，防止膠帶跑偏。機(jī)頭架前聯(lián)卸載架，后聯(lián)儲帶倉，左（右）聯(lián)驅(qū)動部，由架體，兩個傳動滾筒和聯(lián)動齒輪組成，兩傳動滾筒一主一副，主滾筒由驅(qū)動裝置直接驅(qū)動，副滾筒是由主滾筒通過聯(lián)動齒輪帶傳動，兩聯(lián)動齒輪速比為1:1，因此，兩滾筒轉(zhuǎn)速相等，方向相反，以滿足傳動要求。為保證機(jī)頭傳動可靠，減少膠帶磨損，在兩個主副滾筒上，也配有清掃裝置，兩傳動滾筒的包膠用來增大與膠帶的磨擦力，防止打滑，以減少功率損失。驅(qū)動部由電動機(jī)、電力偶合制動器和減速器組成。電動機(jī)與減速器通過聯(lián)接法蘭分別連接到電力偶合制動器的兩端，構(gòu)成一體，減速器通過帶錐孔的輸出軸套在同樣錐度的主傳動滾筒軸頭上，加鍵聯(lián)接，端部用螺栓拉緊用來傳遞動力。中后部靠聯(lián)接法蘭下面的支撐座與機(jī)頭架平底延伸部分聯(lián)接在一起，并用螺栓緊固。儲帶裝置：包括儲帶轉(zhuǎn)向架、儲帶倉架、改向滾筒、托輥小車、游動小車、張緊裝置、張緊絞車等。儲帶裝置的框架及支架用螺栓連接而成。儲帶轉(zhuǎn)向架及游動小車上的改向滾筒供膠帶往復(fù)纏繞以進(jìn)行儲帶，儲帶倉架面安裝三連托輥組，以支承膠帶。儲帶倉兩側(cè)配有軌道，供托輥小車和游動小車行走。托輥小車由三個托輥，車架和車輪組成，其作用是在進(jìn)行儲帶時，用以支承膠帶，使其懸垂度不致過大，托輥小車隨游動小車位置而變動，需用人力拉出或退回。游動小車由車架、換向滾筒、滑輪組、車輪等組成?；喗M在車身后部與張緊裝置，滑動組相適應(yīng)。其位置可保證受力時車身不被抬起，這樣對保證車身穩(wěn)定，防止換向滾筒上的膠帶跑偏效果較好，車身下部裝有止爬勾，以防止車輪脫軌、掉道。游動小車向前（左）移動時，膠帶放出（掘進(jìn)時機(jī)身伸長）當(dāng)游動小車向后（右）移動時，膠帶儲進(jìn)，機(jī)身縮短（掘進(jìn)時為儲備帶）。通過張緊絞車的鋼絲拉緊游動小車，可使膠帶得到適當(dāng)?shù)膹埦o度。在儲帶裝置的后部，裝有張緊絞車，膠帶張力指示器和張力緩沖器，張力緩沖器的作用是使皮帶機(jī)在起動時，讓膠帶始終保持一定的張力，以減少空股膠帶的下垂度和膠帶層間的拍打。機(jī)身位于儲帶倉和機(jī)尾之間，包括過渡段的調(diào)高架、H架、縱梁、上下托輥，是膠帶輸送機(jī)的主要運(yùn)行部位，架設(shè)著三連槽形托輥和下托輥，支承重載膠帶和回空膠帶。中間架采用開式管子無螺栓結(jié)構(gòu)，具有托輥懸掛方便，本身拆裝方便的優(yōu)點(diǎn)。機(jī)身段隨著工作面的推進(jìn)，可以在與機(jī)尾相接的部分逐節(jié)拆除或逐節(jié)加長。機(jī)尾作用是承受轉(zhuǎn)載機(jī)送來的載荷，并將其運(yùn)出，空皮帶由此返回；機(jī)尾由轉(zhuǎn)載機(jī)軌道架、機(jī)尾滾筒、緩沖托輥、清掃器等組成，轉(zhuǎn)載機(jī)軌道架共6節(jié)，每節(jié)2.5米，轉(zhuǎn)載機(jī)有效運(yùn)行距離為12.5米。這樣機(jī)尾每移動一次可走12.5米距離的25米膠帶，每兩節(jié)之間用圓柱銷聯(lián)接，地板不平可以調(diào)整一定的角度。軌道架支撐在滑撬上，移動方便。機(jī)尾滾筒為導(dǎo)向滾筒，裝在兩上滑撬上回空膠帶。滾筒前設(shè)有清掃機(jī)構(gòu)，清掃回空膠帶上的撒落煤沫。緩沖托輥可以緩和載荷對膠帶的沖擊。6.由上述架構(gòu)定膠帶機(jī)整機(jī)傳動簡圖如下：在簡圖中：D=1000mm的傳動滾筒一個，D=1000mm的改向滾筒一個，D=500mm的改向滾筒一個，D=400mm的改向滾筒五個，D=200mm的改向滾筒兩個。由上可定減速器速比i=24.3

（此附膠帶機(jī)總裝祥圖）7.以下通過計算自由停車時間確定膠帶機(jī)的主驅(qū)電控（其它保護(hù)及控制計算此略）7.1.自由停車時間計算：t由公式：F=F-F*（此附膠帶機(jī)總裝祥圖）7.以下通過計算自由停車時間確定膠帶機(jī)的主驅(qū)電控（其它保護(hù)及控制計算此略）7.1.自由停車時間計算：t由公式：F=F-F*=0Bau和F=（m+m）a=F*a12B u先計算：m=（q+q+2q+q）L1RORuBG=（12.6+5.63+2*24.7+94.4）*1000=162030kgmn為Ji2J2 iDL+》 Vr2r2i（注：本次計算取J電機(jī)旳,制聯(lián)=3，減速=3.92，聯(lián)軸=3,J滾1=168.3'J滾05=9.5滾04=7.3)=1(3.11+3.92+3)x24.32+3x12 2x168.3 9.5 5x7.3= +( ++)0.52 0.52 0.252 0.22=23702.5+1346.4+125+912.5=26086.4kg得：F*=CffLg[q+q+(2q+q)]+qHg+F+FuRORuBGGS1S2

=1.09*0.014*1000*9.8*[12.6+5.63+(2*24.7+94.4)]+(94.4*20*9.8)+2800+533=46.1kN再由：aB=F；/(m1+m2)=46100/(162030+26086.4)=0.25m/s2得自由停車時間：t=叫=3.15/0.25=12.6s7.2．由以上計算可知輸送機(jī)自由停車時間較長，這樣勢必延長電力耦合制動器的工作時間，為了節(jié)能降耗緩解因電力耦合制動器長時間工作的虛功，而在解決此問題的同時又能達(dá)到整機(jī)平緩啟動和維持穩(wěn)定運(yùn)行并可控制動的目的，在驅(qū)動部的主驅(qū)電控決定采用全新的由正弦脈寬調(diào)制電路SPWM,變頻器，PC機(jī)等以控制電機(jī)瞬時換向及整機(jī)制動系統(tǒng)。7.3．其控制系統(tǒng)框架圖如下：整個系統(tǒng)可分為主電路和控制電路2部分，主電路由輸入、整流、濾波、逆變環(huán)節(jié)構(gòu)成，輸入應(yīng)用不控整流經(jīng)大電容濾波產(chǎn)生穩(wěn)定的直流電壓供逆變電路使用?？刂苹芈分饕刂颇孀?、正反轉(zhuǎn)換向電路，控制電路的硬件系統(tǒng)主要由AVR單片機(jī)、操控保護(hù)、SPWM芯片等組

成，以達(dá)控制電機(jī)運(yùn)行和整機(jī)制動。7.4.其控制系統(tǒng)原理圖如下：[][]vccvtcL[]L〒vcc卄卄EIti 占TiWEnMMWISP-1[][]<dj.B： >Wl嚴(yán)ifwntPi2[][]vccvtcL[]L〒vcc卄卄EIti 占TiWEnMMWISP-1[][]<dj.B： >Wl嚴(yán)ifwntPi2)XTALIXTAL-iFiitifACafPOIfAD\)poijAcntPO邂3)PO43