帶式輸送機選型設(shè)計

目錄1設(shè)計方案12帶式輸送機的設(shè)計計算12.1原始數(shù)據(jù)及工作條件12.2計算步驟22.2.1帶寬確實定:22.2.2輸送帶寬度的核算22.3圓周驅(qū)動力22.3.1計算公式22.3.2主要阻力計算22.3.3主要特種阻力計算22.3.4附加特種阻力計算22.3.5傾斜阻力計算22.4傳動功率計算22.4.1傳動軸功率〔〕計算22.4.2電動機功率計算22.5輸送帶力計算22.5.1輸送帶不打滑條件校核22.5.2輸送帶下垂度校核22.5.3各特性點力計算22.6傳動滾筒、改向滾筒合力計算22.6.1傳動滾筒合力計算22.6.2改向滾筒合力計算22.7初選滾筒22.8傳動滾筒最大扭矩計算22.9拉緊力計算22.10繩芯輸送帶強度校核計算183技術(shù)可行性分析184經(jīng)濟可行性分析195結(jié)論20帶式輸送機選型設(shè)計1、設(shè)計方案將現(xiàn)主平硐延伸與一水平皮帶下山相連，在二水平皮帶下山機頭重新布置一條運輸聯(lián)絡(luò)巷與一水平皮帶下山搭接。平硐、一水平皮帶下山采用一條皮帶，取消了原二水平皮帶運輸斜巷、+340煤倉、+347煤倉、+489煤倉。改造后巷道全長1783m，其中平硐+4‰，1111m,下山12.5°，672米。1-1皮帶改造后示意圖2、帶式輸送機的設(shè)計計算2.1原始數(shù)據(jù)及工作條件帶式輸送機的設(shè)計計算，應(yīng)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?！?〕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(shè)置制動器。原始參數(shù)和工作條件〔1〕輸送物料：煤〔2〕物料特性：1〕塊度：0～300mm2〕散裝密度：0.90t/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(guān)尺寸：〔1〕運距：1783m〔2〕傾斜角：其中平硐β=01111m°，皮帶下山12.5°，672m。β=0°〔3〕最大運量:700t/h〔5〕皮帶采用雙滾筒驅(qū)動，驅(qū)動滾筒圍包角370°初步確定輸送機布置形式，如圖2-1所示：圖2-1傳動系統(tǒng)圖2.2計算步驟、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900kg/輸送機的工作傾角β=12.5°帶式輸送機的最大運輸能力計算公式為ksvQksvQ6.3式中：——輸送量〔；——帶速〔；——物料堆積密度〔〕；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)帶速選擇原則：〔1〕輸送量大、輸送帶較寬時，應(yīng)選擇較高的帶速?！?〕較長的水平輸送機，應(yīng)選擇較高的帶速；輸送機傾角愈大，輸送距離愈短，則帶速應(yīng)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?！?〕人工配料稱重時，帶速不應(yīng)大于1.25m/s?！?〕采用犁式卸料器時，帶速不宜超過2.0m/s?！?〕采用卸料車時，帶速一般不宜超過2.5m/s；當(dāng)輸送細碎物料或小塊料時，允許帶速為3.15m/s?！?〕有計量秤時，帶速應(yīng)按自動計量秤的要求決定?！?〕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(guān).當(dāng)輸送機向上運輸時，傾角大，帶速應(yīng)低；下運時，帶速更應(yīng)低；水平運輸時，可選擇高帶速.帶速確實定還應(yīng)考慮輸送機卸料裝置類型，當(dāng)采用犁式卸料車時，帶速不宜超過3.15m/s.表2-1傾斜輸送機面積折減系數(shù)k傾角(°)2468101214161820k1.000.990.980.970.950.930.910.890.850.81輸送機的工作傾角按14°選擇;查DTⅡ〔A〕型帶式輸送機設(shè)計手冊〔表2-1〕(此后凡未注明均為該書)得k=0.91按給定的工作條件,取原煤的堆積角為20°;原煤的堆積密度為900kg/;考慮上山運輸工作條件取帶速為2.5m/s;將個參數(shù)值代入上式,可得到為保證給頂?shù)倪\輸能力,帶上必須具有的的截面積表2-2輸送帶上物料的最大截面積托輥槽角λ帶寬B=800mm帶寬B=1000mm運行堆積角ρ20°運行堆積角ρ30°運行堆積角ρ35°運行積角ρ20°運行堆積角ρ30°運行堆積角ρ35°35°0.06920.08220.08970.11270.13350.1457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1000mm的輸送帶上允許物料堆積的橫斷面積為0.1127，此值大于計算所需要的堆積橫斷面積,據(jù)此選用寬度為1000mm的輸送帶能滿足要求。經(jīng)如上計算,初選帶寬B=1000mm,3150型鋼絲繩芯輸送帶輸送帶。技術(shù)規(guī)格：表2-3St3150型鋼絲繩芯輸送帶輸送帶縱向拉伸強度帶厚鋼絲繩最大直徑鋼絲繩間距鋼絲繩根數(shù)輸送帶質(zhì)量3150N/mm25mm8.1mm15mm6442Kg/m、輸送帶寬度的核算輸送大塊散狀物料的輸送機，需要按〔2.2-2〕式核算，再查表2-4〔2.2-2〕式中——最大粒度，mm。表2-4不同帶寬推薦的輸送物料的最大粒度mm帶寬B500650800100012001400粒度篩分后100130180250300350未篩分150200300400500600計算：故，輸送帶寬滿足輸送要求。2.3圓周驅(qū)動力2.3.1計算公式1〕所有長度〔包括L〈80m〉〕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〔2.3-1〕計算：〔2.3-1〕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(shè)情況定，由設(shè)計者選擇。2〕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(yán)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?.3-2〕式中——與輸送機長度有關(guān)的系數(shù)，在機長大于80m時，可按式〔2.3-3〕計算，或從表查取〔2.3-3〕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(shè)計手冊〉〉表3-5既本說明書表2-5表2-5系數(shù)CL80100150200300400500600C1.921.781.581.451.311.251.201.17L70080090010001500200025005000C1.141.121.101.091.061.051.041.032.3.2主要阻力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?.3-4〕計算：〔2.3-4〕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。L——輸送機長度〔頭尾滾筒中心距〕，m；g——重力加速度；初步選定托輥：表2-6承載托輥技術(shù)參數(shù)帶寬輥徑長度軸承型號旋轉(zhuǎn)局部質(zhì)量/kg總質(zhì)量/kg1000mm108mm380mm630512.2138表2-7回程托輥技術(shù)參數(shù)帶寬輥徑長度軸承型號旋轉(zhuǎn)局部質(zhì)量/kg總質(zhì)量/kg1000mm108mm1150mm630510.4322上托輥間距＝1.2m，下托輥間距＝3m，上托輥槽角35°，下托輥槽角0°——承載分支托輥組每米長度旋轉(zhuǎn)局部重量，kg/m，用式〔2.3-5〕計算〔2.3-5〕其中——承載分支每組托輥旋轉(zhuǎn)局部重量，kg；——承載分支托輥間距，m；托輥已經(jīng)選好，知計算：==10.175kg/m——回程分支托輥組每米長度旋轉(zhuǎn)局部質(zhì)量，kg/m，用式〔2.3-6〕計算：〔2.3-6〕其中——回程分支每組托輥旋轉(zhuǎn)局部質(zhì)量——回程分支托輥間距，m；kg計算：==3.48kg/m——每米長度輸送物料質(zhì)量=kg/m——每米長度輸送帶質(zhì)量，kg/m，=42kg/m=0.03×1111×9.8×[10.175+3.48+〔2×42+77.78〕×cos0°]+0.03×672×9.8×[10.175+3.48+〔2×42+77.78〕×cos12.5°]=57303+33902=91205N運行阻力系數(shù)f值應(yīng)根據(jù)表2-8選取。取=0.03。表2-8阻力系數(shù)f輸送機工況工作條件和設(shè)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(shè)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(shè)備質(zhì)量較差，托輥成槽角大于35°0.035～0.045主要特種阻力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(dǎo)料槽攔板間的摩擦阻力兩局部，按式〔〕計算：+〔2.3-7〕按式〔2.3-8〕或式〔2.3-9計算：三個等長輥子的前傾上托輥時〔2.3-8〕二輥式前傾下托輥時〔2.3-9〕式中：—重載段等長三托輥前傾摩擦阻力—槽型系數(shù)取0.4—承載托輥與輸送帶的摩擦系數(shù)取0.4—裝有前傾托輥的區(qū)段長度—前傾角主要特種阻力附加特種阻力計算附加特種阻力包括輸送帶清掃器摩擦阻力和卸料器摩擦阻力等局部，按下式計算：〔2.3-10〕〔2.3-11〕〔2.3-12〕式中——清掃器個數(shù)，包括頭部清掃器和空段清掃器；A——一個清掃器和輸送帶接觸面積，，見表p——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2-9導(dǎo)料槽欄板寬、刮板與輸送帶接觸面積帶寬B/mm導(dǎo)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2-9得A=0.01m，取=10N/m，取=0.6，將數(shù)據(jù)帶入式〔2.3-11〕則=0.01×10×0.6=600N擬設(shè)計有兩個頭部清掃器和四個空段清掃器〔一個空段清掃器相當(dāng)于1.5個清掃器〕=0由式〔2.3-10〕則=8×600=4800N2.3.5傾斜阻力計算傾斜阻力按下式計算：〔2.3-13〕式中：H=146由式〔2.4-2〕=1.05×91205+7124+4800+111288=218977N2.4傳動功率計算2.4.1傳動軸功率〔〕計算傳動滾筒軸功率〔〕按式〔2.4-1〕計算：〔2.4-1〕2.4.2電動機功率計算電動機功率，按式〔2.4-2〕計算：〔2.4-2〕式中——傳動效率，一般在0.85~0.95之間選??；——電壓降系數(shù)，一般取0.90~0.95?！嚯姍C功率不平衡系數(shù)，一般取，單驅(qū)動時，。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。由式〔2.4-1〕由式〔2.4-2〕根據(jù)帶式輸送機的布置要求，傳動系統(tǒng)采用雙滾筒三電機模式運作，則每臺電動機的功率為：選擇三臺250KW的電動機。2.5輸送帶力計算輸送帶力在整個長度上是變化的，影響因素很多，為保證輸送機正常運行，輸送帶力必須滿足以下兩個條件：〔1〕在任何負(fù)載情況下，作用在輸送帶上的力應(yīng)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(yīng)保證不打滑；〔2〕作用在輸送帶上的力應(yīng)足夠大，使輸送帶在兩組托輥間的垂度小于一定值。2.5.1輸送帶不打滑條件校核圓周驅(qū)動力通過摩擦傳遞到輸送帶上〔見圖2-2〕圖2-2作用于輸送帶的力如圖4所示，輸送帶在傳動滾簡松邊的最小力應(yīng)滿足(2.5.1)的要求。(2.5.1)傳動滾筒傳遞的最大圓周力。動載荷系數(shù)；對慣性小、起制動平穩(wěn)的輸送機可取較小值;否則，就應(yīng)取較大值。取1.5——傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)，見表2-10表2-10傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)工作條件光面滾筒膠面滾筒清潔枯燥0.25～0.030.40環(huán)境潮濕0.10～0.150.25～0.35潮濕粘污0.050.20取=1.5，由式=1.5×218977=328466N根據(jù)條件，雙滾筒傳動該設(shè)計取u=0.30；=370。對常用C===0.168=0.168328466=55182N2.5.2輸送帶下垂度校核為了限制輸送帶在兩組托輥間的下垂度，作用在輸送帶上任意一點的最小力，需按式〔2.5-1〕和〔2.5-2〕進展驗算。承載分支(2.5-2)回程分支〔2.5-3〕式中——允許最大垂度，一般0.01；——承載上托輥間距〔最小力處〕；——回程下托輥間距〔最小力處〕。取=0.01由式〔2.5-2〕得：=17608NN2.5.3各特性點力計算為了確定輸送帶作用于各改向滾筒的合力，拉緊裝置拉緊力和凸凹弧起始點力等特性點力，需逐點力計算法，進展各特性點力計算。圖2-3力分布點圖(1)運行阻力的計算由別離點起，依次將特殊點設(shè)為1、2、3、…，一直到6點，如圖2-3所示。計算運行阻力時，首先要確定輸送帶的種類和型號。在前面我們已經(jīng)選好了輸送帶，st3150型鋼絲繩芯輸送帶，縱向拉伸強度3150N/mm；帶厚25mm;輸送帶質(zhì)量42Kg/m.承載段運行阻力重段阻力〔2.5-4〕由式〔2.5-4〕得：空段阻力〔2.5-5〕由式〔2.5-5〕得：(2)輸送帶上各點力的計算根據(jù)不打滑條件，傳動滾筒奔離點的最小力為55182N。令=55182N，據(jù)此計算各點力如表2-10==55182N=1.04=57389N=+=45955N-36221N=21168N=1.04=22015N表2-11計算式按不打滑條件計算1：1雙傳動2：1雙傳動1：2雙傳動=55182591835110778911=1.0457389615505315282067=+21168253291693145846=1.0422105263421760847680按2:1雙傳動時，<，令=17608=+2603092646362559022859742.6傳動滾筒、改向滾筒合力計算2.6.1傳動滾筒合力計算根據(jù)工況要求1、功率配比1:1時第一滾筒合力：第二滾筒合力：2、功率配比1:2時第一滾筒合力：第二滾筒合力：3、功率配比2:1時第一滾筒合力：第二滾筒合力：綜合以上三種情況1:2驅(qū)動時，各特性點力最大第一滾筒合力：第二滾筒合力：按三種驅(qū)開工況計算出各特性點力列于表2-112.6.2改向滾筒合力計算根據(jù)計算出的各特性點力,1:2雙驅(qū)動時，各特性點力最大，即據(jù)此計算出各滾筒合力，確定滾筒型號。頭部180改向滾筒的合力:==78911+82067=160978N尾部180改向滾筒的合力:==45846+47680=93526N2.7初選滾筒輸送機滾筒直徑，應(yīng)根據(jù)輸送帶帶芯類型、力等因素確定傳動滾筒最小直徑：D=〔3.7-1〕D——傳動滾筒直徑〔mm〕——計算系數(shù)〔鋼絲繩芯輸送帶取145〕——輸送帶鋼絲繩直徑〔mm〕D=所以初選傳動滾筒直徑為1250mm查表2-12改向滾筒直徑為1000mm表2-12按穩(wěn)定工況確定的最小滾筒直徑傳動滾筒直徑D最小直徑允許的最高輸送帶力利用率滾筒組別滾筒組別滾筒組別ABCABCABC50050040031540031525031531525063063050040050040031540040031580080063050063050040050050040010001000800630800630500630630500125012501000800100080063080080063014001400125010001250100080010001000800注：A—傳動滾筒；B—改向滾筒〔180〕；C—改向滾筒(<180)2.8傳動滾筒最大扭矩計算單驅(qū)動時,傳動滾筒的最大扭矩按式〔3.8-1〕計算：〔3.8-1〕式中D——傳動滾筒的直徑〔mm〕。雙驅(qū)動時,傳動滾筒的最大扭矩按式〔3.8-2〕計算：〔3.8-2〕初選傳動滾筒直徑為1250mm,則傳動滾筒的最大扭矩為:=146KN查DTⅡ〔A〕型帶式輸送機設(shè)計手冊，沒有符合要求的滾筒，需特殊訂貨。2.9拉緊力計算拉緊裝置拉緊力按式〔3.9-1〕計算〔3.9-1〕式中——拉緊滾筒趨入點力〔N〕；——拉緊滾筒奔離點力〔N〕。由式〔3.9-1〕=45846+47680=93526N查〈〈DTⅡ〔A〕型帶式輸送機設(shè)計手冊〉〉初步選定電動絞車?yán)o裝置。2.10鋼絲繩芯輸送帶強度校核計算繩芯要求的縱向拉伸強度按式〔4.0-1〕計算；〔4.0-1〕式中——靜平安系數(shù)，一般=710。運行條件好，傾角好，強度低取小值；反之，取大值。輸送帶的最大力選為9,由式〔3.10-1〕可選輸送帶St3150,即滿足要求3、技術(shù)可行性分析1.簡化了運輸系統(tǒng)，煤炭運輸變得順暢，取消了185斜皮帶，同時減少了340煤倉、347煤倉、489煤倉等中間環(huán)節(jié)。改造前的運輸路線：三水平皮帶下山→二水平皮帶下山→340煤倉→185運輸斜巷→347煤倉→一水平皮帶下山→489煤倉→主平硐皮帶→地面。改造后的運輸路線：三水平皮帶下山→二水平皮帶下山→一水平皮帶下山→主平硐皮帶→地面。有效的減小了礦井的通風(fēng)阻力，降低了入風(fēng)風(fēng)速，提高了入風(fēng)質(zhì)量，減小了通風(fēng)阻力3.掘進施工的煤炭運輸及輔助運輸方便，可使用綜掘機掘進；4.改善一水平皮帶下山現(xiàn)狀?？梢越鉀Q一水平皮帶下山機頭通風(fēng)系統(tǒng)不合理，溫度高、煤塵大；造成電機過熱和防塵效果不好等問題,以及一水平皮帶下山396片口往下巷道變形嚴(yán)重，通風(fēng)阻力大，檢修皮帶和清皮帶困難問題。5.提高煤質(zhì)和塊煤率。皮帶改造后，取消了3個煤倉，能大大的提高塊煤率，同時減少了煤倉中的水分混入，有助于提高煤質(zhì)。通過上述分析一采區(qū)主運輸系統(tǒng)改造在技術(shù)上是可行的。4、