帶式輸送機設計畢業設計

畢業設計（論文）題目帶式輸送機設計目錄摘要.............................錯誤！未定義書簽。緒論(2)1.帶式輸送機的技術發展(3)2帶式輸送機的初步設計(6)3帶式輸送機電控設計(11)結束語(17)致謝(18)參考文獻(19)摘要帶式輸送機是煤礦最理想的高效連續運輸設備，與其他運輸設備(如機車類)相比，具有輸送距離長、運量大、連續輸送等優點，而且運行可靠，易于實現自動化和集中化控制。帶式輸送機是輸送能力最大的連續輸送機械之一。其結構簡單、運行平穩、運轉可靠、能耗低、對環境污染小、管理維護方便，在連續裝載條件下可實現連續運輸。本論文主要涉及了帶式輸送機的機械設計和電氣原理設計部分。帶式輸送機的機械設計分兩步，第一步是初步設計，主要是通過理論上的計算選出合適的輸送機部件。其中包括輸送帶的類型和帶寬選擇、帶式輸送機線路初步設計、托輥及其間距的選擇、滾筒的選擇、電動機、減速器、盤閘制動器、軟起動裝置的選擇等；第二步是施工設計，主要根據初步設計選定的滾筒、托輥、驅動裝置完成對已選部件的安裝與布置的圖紙設計工作。最后，在機械設計的基礎上，完成了對輸送機的保護裝置及其電氣原理設計。電氣控制主要通過以可編程控制器為核心的電氣系統實現的。關鍵詞：帶式輸送機；驅動裝置；可編程控制器緒論帶式輸送機是輸送能力最大的連續輸送機械之一。其結構簡單、運行平穩、運轉可靠、能耗低、對環境污染小、便于集中控制和實現自動化、管理維護方便，在連續裝載條件下可實現連續運輸。它是運輸成件貨物與散裝物料的理想工具，因此被廣泛用于國民經濟各部門，尤其在礦山用量最多、規格最大。1880年德國LMG公司設計了一臺鏈斗挖掘機，其尾部帶一條蒸氣機驅動的帶式輸送機。1896年美國紐約頒布了魯賓斯為帶式輸送機的發明人。20世紀30年代隨著德國褐煤露天礦連續開采工藝的發展，帶式輸送機也隨之得到迅速地發展，二次大戰前德國褐煤露天礦已出現1.6m帶寬的帶式輸送機。50年代開發出的鋼繩芯輸送帶為帶式輸送機長距離化和大型化創造了條件。前西德為了擺脫石油危機帶來的影響，開發了年產4000～5000萬t的褐煤露天礦，并在50～60年代為日挖10萬石方的斗輪挖掘機開發了配套的3.0m帶寬的帶式輸送機，帶速為6.8m/s。后經科研開發將帶速提高到7.5m/s，使帶寬從3.0m降至2.8m，但運量仍保持3.75萬t/h。單條帶式輸送機的裝機容量為6×2000kW，是當今運量最大的帶式輸送機。70年代開始，西方各國推廣斜井帶式輸送機。德國魯爾區Haniel-ProsperⅡ煤礦使用了當今規格最大的斜井帶式輸送機，其帶寬為1.4m，帶速為5.5m/s,帶強為st7500N/mm，整機傳動功率為2×3100kW同步電機。電機轉子直接固定在滾筒軸上，從而省去了減速器。同步機用交直交變頻裝置調速，起、制動過程非常平穩，起動時間可達140s，制動時間達40s。輸送帶保證壽命達20年。該機上、下分支輸送帶都運送物料。向上運媒1800t/h，下分支向下運矸石1000t/h，提高高度達700余米。帶式輸送機設計1、帶式輸送機的技術發展經過一百年的發展，帶式輸送機已成為一個龐大的家族，不再是常規的開式槽型或直線布置的帶式輸送機，而是針對生產需求設計出各種各樣的特種帶式輸送機。例如，彎曲型、線摩擦型。大傾角型?？缮炜s型。吊掛型、管式、吊掛管式、波紋擋邊式、氣墊式、壓帶式、鋼絲繩牽引式和鋼帶式等帶式輸送機。它們各有自己的獨特優點，適用于某些特殊場合。例如，管式和吊掛式輸送機因其密封性好，適用于有環保要求或物料不應受外界環境影響的場合。波紋擋邊帶式輸送機可以做大傾角甚至垂直提升，因而在卸船和豎井提升中得到應用。壓帶式大傾角帶式輸送機于50年代在下挖式斗輪挖掘機上廣泛應用。傾角可達35o，從而縮短斗輪臂架長度。目前國內外帶式輸送機正朝著長距離、高速度和大運量方向發展。單機運距已達30.4km，多機串聯運距最長達208km，由17條帶式輸送機組成，最寬的帶式輸送機帶寬為4m。最大運輸能力已達到3.75萬t/h，最高帶速達到15m/s。單條帶式輸送機的裝機功率達到6×2000kW。我國生產的帶式輸送機最大帶寬已達到2m，帶速已達到2m/s，設計運輸能力已達到5.2萬t/h，最大運距為3.7km。帶式輸送機的運輸能力和輸送距離是所有其他輸送設備無法比擬的，因此世界各國都在不斷地努力發展和完善帶式輸送機技術。研究帶式輸送機的途徑和目的及意義如下：提高帶速，它是提高輸送能力和節省投資的有效途徑。提高各部件的可靠性，也包括輸送帶的可靠性，往往一個部件的失靈會影響整機乃至整個系統的停頓。努力減少維護工作量或取消日常維護工作，因帶式輸送機分布在幾百米甚至幾千米的運輸線路上，很難實現有效的維護保養工作。節能研究，帶式輸送機本身是輸送機中耗能最省的，但在大型礦山、冶金、電力和專用港口等企業中帶式輸送機用量很大，成為企業中的一個耗能大部門，因而進一步的節能研究具有重要意義。為適應金屬露天礦大型化開采的需要，一些國家正努力解決輸送機輸送金屬礦石及其周圍的問題，力求用帶式輸送機替代昂貴的汽車運輸。對大中型帶式輸送機采用動態設計方法，通常采用的靜態設計方法沒有考慮輸送帶的粘彈性問題，因而輸送機的起動與制動過程中會在輸送帶中產生沖擊波，沖擊波引起的輸送帶動張力要比正常運行的最大張力大10多倍，它直接關系著輸送帶的強度、接頭強度、滾筒、傳動裝置和聯接件的設計強度，然而研究可控的起動裝置和制動裝置來減小動張力便成為動態設計的根本所在。1.1常用帶式輸送機類型與特點帶式輸送機的種類很多，常用的主要有以下幾種：1.1.1通用帶式輸送機（DT）通用帶式輸送機是一種固定式帶式輸送機。其特點式托輥安裝在固定的機架上，由型鋼做成的機架固定在底板或地基上，整個機身成剛性結構。因此，它廣泛用于要求設備服務年限長，地基平整穩定的場合。例如，煤礦地面生產系統、洗煤廠、井下主要運輸大巷、港口、發電廠等生長地點。該種輸送機應用十分普遍，現已形成系列產品如TD62、TD75、DTⅡ等。1.1.2鋼繩芯帶式輸送機鋼繩芯帶式輸送機在結構形式上相同于通用帶式輸送機，只是輸送帶由織物芯帶改為鋼絲繩芯帶。因此，它是一種強力型帶式輸送機，具有輸送距離長、運輸能力大、運行速度高、輸送帶成槽性好和壽命長等優點。但其最大缺點是因鋼繩芯輸送帶的芯體無橫絲，故橫向強度低易造成縱向撕裂。在大型礦井的主要平巷、斜井和地面生產系統往往會遇到大運量、長距離情況，如果采用普通型帶式輸送機運輸，由于受到輸送帶強度的限制而只能采用多臺串聯運行方式，這就造成了設備數量多，物料轉載次數多，因而帶來設備投資高，運轉效率低，事故率升高，粉媒比重上升以及維護人員增多等后果。采用鋼繩芯帶式輸送機可以有效地解決這類問題。該種帶式輸送機已經定型成DX系列。1.1.3吊掛式帶式輸送機吊掛式帶式輸送機是一種將其機架用鋼絲繩或鐵鏈吊掛在頂板上的帶式輸送機。機架可以采用鋼絲繩或型鋼材，托輥組可以是鉸接或固定支承。它通常用于底板或地基起伏不穩定，服務時間較短的場合。如煤礦井下采區上、下山，順槽和集中運輸巷。1.1.4可伸縮帶式輸送機可伸縮帶式輸送機的輸送長度可以根據工作的需要隨時縮短或加長。這是為滿足煤礦井下綜采工作面順槽輸送要求而設計的。1.1.5移動帶式輸送機（DY）移動帶式輸送機是一種按整機設計并且整機可在不同地點使用的帶式輸送機。按移動的方式不同又可分為移動式與攜帶式帶式輸送機。前者是靠輪子、履帶或滑撬移動的帶式輸送機；后者是可用人力或機械從一個位置抬到另一個位置的帶式輸送機。主要用作短距離輸送或轉載。如煤場、碼頭、倉庫等場所。1.1.6彎曲帶式輸送機彎曲帶式輸送機是一種在輸送線路上可變向的帶式輸送機。該種輸送機適用于煤礦井下彎曲巷道和地面越野輸送。1.1.7線摩擦帶式輸送機在帶式輸送機（在此稱之為主機）某位置的輸送帶下面加裝一臺或幾臺短的帶式輸送機（稱之為輔機），主帶借助重力或彈性力壓在輔機的帶子（輔帶）上，輔帶可以通過摩擦力驅動主帶，這樣主帶張力便可以大大降低而實現低強度帶完成長距離或大運量輸送。1.1.8大傾角帶式輸送機普通帶式輸送機的輸送傾角超過臨界角度時，物料將沿輸送帶下滑。各種物料所允許的最大上運傾角見表1.1。大傾角帶式輸送機可以減小輸送距離、降低巷道開拓量，減少設備投資。在露天礦它可以直接安裝在非工作邊坡，節省大量土方工程和投資。表1.1帶式輸送機的最大傾角物料名稱最大傾角物料名稱最大傾角塊煤18o濕精礦20o原煤20o干精礦18o谷物18o篩分后石灰石12o0～25mm焦炭18o干砂15o0～30mm焦炭20o濕砂23o0～350mm焦炭16o鹽20o0～120mm礦石18o水泥20o0～60mm礦石20o塊狀干粘土15o～18o40～80mm油母頁巖18o粉狀干粘土22o干松泥土20o1.1.9鋼繩牽引帶式輸送機鋼繩牽引帶式輸送機從1951年起在英語國家得到應用。它的優點在于牽引體與承載體是分開的，可以跨越長距離和大高差。但缺點是輸送帶成槽性差，影響輸送截面積，鋼絲繩裸露在外，不易防腐蝕，維護費用高。因此，國外一些國家不提倡使用。我國自1967年起在煤礦開始使用，但總體用量不高。根據研究表明，當輸送量超過500t/h，運距超過2～5km時，鋼繩牽引帶式輸送機的基建投資和運費將少于鋼繩芯帶式輸送機，即運距越長越有利。2帶式輸送機的初步設計2.1概述帶式輸送機的設計通常包含初步設計和施工設計兩個方面的內容。前者主要是通過理論上的分析計算選出滿足生產要求的輸送機各部件，確定合理的運行參數，或者對確定的部件參數進行驗算，并完成輸送線路的宏觀設計，后者主要是根據初步設計完成輸送機的安裝布置圖。2.2帶式輸送機的初步設計2.2.1設計原始資料表2.1帶式輸送機原始資料主要參數運量Q900t/h運距L497.5m傾角β-10.6?原煤塊度amax300mm原煤松散密度0.9t/m3應用單位2.2.2帶式輸送機的種類輸送帶在帶式輸送機中，既是承載構件又是牽引構件，它不僅需要足夠的強度，而且還應具有耐磨、耐疲勞以及特殊要求，如井下用的輸送帶還必須具有阻燃的特性。輸送帶選擇的合理與否直接影響帶式輸送機的投資、運行成本，更重要的是影響輸送機可靠、安全的運行。2.2.3輸送帶運行速度的選擇帶速是輸送機的重要參數，通常根據以下原則進行選擇：（1）長距離、大運量的輸送機可選擇高帶速；（2）傾角大、運距短的輸送機帶速宜?。唬?）下運相對上運帶式輸送機帶速低；（4）粒度大、磨琢性大、易粉碎和易起塵的物料宜選用較低帶速；（5）卸料車卸料時帶速不宜超過2.5m/s，犁式卸料器卸料時，不宜超過2m/s；（6）輸送成件物品時，帶速不得超過1.25m/s。表2.2與物料有關的常用帶速輸送物料的特性帶寬B（毫米）500，650800，10001200，1400帶速v（米/秒）磨琢性小，品質不會因粉化而降低；如：原煤、砂、泥土、原鹽等。0.8~2.51.0~3.151.5~5.0中等磨琢性，中小粒度（150mm以下）的物料。0.8~2.01.0~2.51.0~4.0磨琢性大，粒度大（350mm以下）大塊物料。0.8~1.61.0~2.51.0~3.15磨琢性大，易碎的物料。0.8~1.60.8~2.00.8~2.0磨琢性小，品質會因粉化而降低。0.8~2.00.8~2.50.8~3.15常用帶速系列值如下：0.8,1.0,1.26,1.6,2.0,2.5,3.15,4.0,4.5,5.0,5.6,6.0。此處由于是下運輸送，輸送原料是原煤，考慮到帶寬的原因，初選帶速v=2.0m/s。2.2.4帶寬的確定（1）滿足設計運輸能力的帶寬1B1B=cvKQ?γ式（2.1）式中Q——設計運輸能力，t/h;2B——滿足設計運輸能力的輸送帶寬度，m;K——物料斷面系數；v——輸送帶運行速度，m/s;γ——物料的散狀密度，t/m3;c——傾角系數。表2.3傾角系數輸送傾角0～3°5°10°15°20°c10.990.950.890.81由公式（2.1）得1B=94.029.0385900???=1175mm（2)滿足物料塊度條件的寬度2B。對于未篩分過的物料2002max2+≥aB式（2.2）由公式（2.2）得mmB80020030022=+?=根據上列計算選取帶寬mmB1200=。2.2.5輸送帶種類的選擇在輸送帶類型確定上應考慮以下因素：（1）煤礦井下大多使用阻燃輸送帶。為延長輸送帶使用壽命，減小物料磨損，盡量選用橡膠貼面，其次為橡塑貼面和塑料貼面的輸送帶；（2）在煤礦生產中，同等條件下優先選擇整體阻燃帶和鋼絲繩芯帶；（3）在大傾角輸送中，為了改善成槽性，高強輸送帶采用鋼絲繩芯帶較為理想；（4）覆蓋膠的厚度主要取決于被運物料的種類和特性，給料沖擊的大小、帶速與機長，輸送原煤之類的礦石，為防止撕裂，可以加防撕網；（5）根據機長和帶強來具體確定類型，綜合以上原則以及礦井下使用的工況環境，選用PVC整體帶芯阻燃帶。2.3輸送線路初步設計由驅動裝置的型式、數量和安裝位置，拉緊裝置的形式和安裝位置初步確定、機頭、機尾布置，裝卸位置及形式，清掃裝置的類型及位置的確定等內容確定輸送機的布置簡圖：VF圖2.1輸送機布置見圖2.4托輥的選擇計算2.4.1托輥的種類托輥按其用途的不同主要分為承載托輥（又稱上托輥）、回程托輥（又稱下托輥）、緩沖托輥與調心托輥。托輥的結構與具體布置形式主要決定于輸送機的類型與所運物料的性質。承載托輥安裝在有載分支上，以支承輸送帶與物料。在生產實踐中要求它能根據所輸送物料性質的不同，使輸送帶的承載斷面的形狀有相應的變化。例如，運送散狀物料，為了提高生產率和防止物料的撒落，通常采用槽形托輥，槽形托輥一般由3個或3個以上托輥組成。目前普通槽形托輥的成槽角均為35°，托輥之間成鉸接或固支。對于成件物品的運輸通常采用平行承載托輥?；爻掏休伆惭b在空載分支上，以支承輸送帶。通常采用平行托輥大型輸送機有時采用V形回程托輥。緩沖托輥大多安裝在輸送機的裝載點上，以減輕物料對輸送帶的沖擊。在運輸沉重的大塊物料的情況下，有時也需沿輸送機全線設置緩沖托輥。通常緩沖托輥有彈簧鋼板式和橡膠圈式兩種。輸送帶運行時，由于張力的不平衡、物料偏堆積、機架變形、托輥軸承損壞以及風載荷作用等使其產生跑偏，目前應用最為普遍的是前傾托輥，它取代了調心托輥，靠普通槽形托輥的兩側輥向輸送帶運行方向傾斜2°～3°實現防跑偏。2.4.2托輥直徑和質量的確定DT設計手根據輸送帶的寬度、托輥組中的托輥數和托輥見的鏈接和布置方式,由冊確定槽型托輥