帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)論文.doc

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摘要 帶式輸送機(jī)在當(dāng)今社會(huì)應(yīng)用日益廣泛，當(dāng)然一個(gè)產(chǎn)品也需要不斷的研發(fā)和更新，才能永?；盍ΑＮ宜龅膯瓮休伻忾]帶式輸送機(jī)就是在一些方面進(jìn)行了改進(jìn)，首先用單托輥代替槽型托輥以防止跑偏，其次在輸送機(jī)外加外罩來防止污染，美化環(huán)境，再次螺旋拉緊裝置保證了運(yùn)行的穩(wěn)定和可靠性等。這些結(jié)構(gòu)和技術(shù)保證了帶式輸送機(jī)的整機(jī)性能優(yōu)良，輸送量大，帶速快，高效節(jié)能。 通過對(duì)國(guó)內(nèi)外帶式輸送機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀的分析，得出了其在以后的發(fā)展趨勢(shì)；在對(duì)帶式輸送機(jī)的各部件進(jìn)行設(shè)計(jì)與選擇，得出了對(duì)其整體的設(shè)計(jì)與選擇；在其計(jì)算中驗(yàn)證了帶式輸送機(jī)的各部件滿足了它的功能要求，另外輸送機(jī)在設(shè)計(jì)的過程中考慮到了工作環(huán)境，運(yùn)行過程中皮帶易磨損等問題進(jìn)行了加外罩和單托輥結(jié)構(gòu)，是本輸送機(jī)與其他機(jī)器的不同之處！可以使輸送機(jī)在更廣的范圍，更可靠的運(yùn)行。 關(guān)鍵詞： 帶式輸送機(jī)、單托輥、螺旋拉緊裝置。 目 錄 前言 3 第一章 帶式輸送機(jī)的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 4 第一節(jié). 國(guó)外帶式輸送機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀 5 第二節(jié). 國(guó)內(nèi)帶式輸送機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀 6 第三節(jié). 國(guó)內(nèi)外帶式輸送機(jī)技術(shù)的差距 6 第二章 整體的設(shè)計(jì)與選擇 8 第一節(jié) 電動(dòng)機(jī)的選擇 9 第二節(jié) 帶速的選擇 9 第三節(jié) 總體布置設(shè)計(jì) 10 第四節(jié) 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)...........................................12 第三章 輸送機(jī)各部件選型計(jì)算過程． 14 第一節(jié) 輸送機(jī)布置簡(jiǎn)圖 15 第二節(jié) 初定參數(shù) 16 第三節(jié) 張力計(jì)算 17 第四節(jié) 拉緊裝置計(jì)算 18 第五節(jié) 輸送帶選擇計(jì)算 19 第六節(jié) 輸送帶組合型號(hào) 20 參考文獻(xiàn) 21 致謝……………………………………………………………………..22 前 言 運(yùn)輸機(jī)又稱帶式輸送機(jī),是一種連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械,也是一種通用機(jī)械。皮帶運(yùn)輸機(jī)被廣泛應(yīng)用在港口、電廠、鋼鐵企業(yè)、水泥、糧食以及輕工業(yè)的生產(chǎn)線。即可以運(yùn)送散狀物料,也可以運(yùn)送成件物品 ,堆取料機(jī),堆料機(jī),取料機(jī),皮帶機(jī),發(fā)電等。 在煤礦的開采過程中，帶式輸送機(jī)的作用至關(guān)重要，其性能的好壞直接影響到煤礦行業(yè)的發(fā)展和效益，因此研究帶式輸送機(jī)對(duì)煤礦行業(yè)和其他一些輸送類的行業(yè)有著非常重要的意義。帶式輸送機(jī)的工作環(huán)境一般情況下都比較惡劣，對(duì)帶式輸送機(jī)的性能要求也很高，在研究的同時(shí)，對(duì)其性能進(jìn)行分析與提高也式目前輸送行業(yè)中不可缺少的重要部分。在本次設(shè)計(jì)中的帶式輸送機(jī)采用了全封閉式結(jié)構(gòu)，對(duì)帶式輸送機(jī)的工作環(huán)境惡劣的方面進(jìn)行了一些改進(jìn)。 帶式輸送機(jī)制造以其優(yōu)質(zhì)、高效、工藝適應(yīng)性廣的技術(shù)特色，深受制造業(yè)的重視，在煤礦、工程運(yùn)輸?shù)雀呒夹g(shù)領(lǐng)域及機(jī)械制造、煤礦開采、汽車制造等產(chǎn)業(yè)部門一直有著廣泛的應(yīng)用。近些年，帶式輸送機(jī)又在其他一些產(chǎn)業(yè)部門表現(xiàn)出具有巨大的潛力和廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。  第一章 帶式輸送機(jī)的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 第一節(jié) 國(guó)外帶式輸送機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀 國(guó)外帶式輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展很快，其主要表現(xiàn)在2個(gè)方面： 一方面是帶式輸送機(jī)的功能多元化、應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，如高傾角帶輸送機(jī)、管狀帶式輸送機(jī)、空間轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)等各種機(jī)型；另一方面是帶式輸送機(jī)本身的技術(shù)與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、高帶速等大型帶式輸送機(jī)已成為發(fā)展的主要方向，其核心技術(shù)是開發(fā)應(yīng)用于了帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)，提高了帶式輸送機(jī)的運(yùn)行性能和可靠性。目前，在煤礦井下使用的帶式輸送機(jī)已達(dá)到表1所示的主要技術(shù)指標(biāo)，其關(guān)鍵技術(shù)與裝備有以下幾個(gè)特點(diǎn)： 1、設(shè)備大型化。 2、應(yīng)用動(dòng)態(tài)分析技術(shù)和機(jī)電一體化。 3、輸送系統(tǒng)設(shè)備的通用性、互換性及其單元驅(qū)動(dòng)的可靠性。 4、新型、高可靠性關(guān)鍵元部件技術(shù)。 表1 國(guó)外帶式輸送機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) Tab.1 The main technical parameters of belt conveyer in overseas 主參數(shù) 順槽可伸縮帶式輸送機(jī) 大巷與斜井固定式強(qiáng)力帶式輸送機(jī) 運(yùn)距/m 6000～7500 ＞6000 帶速/ 4.5～6 4～7, 最高達(dá)10 輸送量/ 3500～5000 4000～5000 驅(qū)動(dòng)功率/kW 1500～4000 3500～7000，最大達(dá)15000 第二節(jié) 國(guó)內(nèi)帶式輸送機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀 我國(guó)生產(chǎn)制造的帶式輸送機(jī)的品種、類型較多。在“八五”期間，通過國(guó)家一條龍“日產(chǎn)萬噸綜采設(shè)備”項(xiàng)目的實(shí)施，帶式輸送機(jī)的技術(shù)水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)呂開發(fā)都取得了很大的進(jìn)步。如大傾角長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)等均填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，并對(duì)帶式輸送機(jī)的減低關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，研制成功了多種軟起動(dòng)和制動(dòng)裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置統(tǒng)采用調(diào)速型液力偶合器和行星齒輪減速器。目前，我國(guó)煤礦井下用帶式輸送機(jī)的主要技術(shù)特征指標(biāo)如表2所示 表2 國(guó)內(nèi)帶式輸送機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) Tab.2 The main technical parameters of the belt conveyer China 主參數(shù) 順槽可伸縮帶式輸送機(jī) 大巷與斜井固定式強(qiáng)力帶式輸送機(jī) 運(yùn)距/m 2000～3000 ＞3000 帶速/ 3.5～4 4～5, 最高達(dá)8 輸送量/ 2500～3000 3000～4000 驅(qū)動(dòng)功率/kW 1200～2000 1500～3000，最大達(dá)10000 第三節(jié) 國(guó)內(nèi)外帶式輸送機(jī)技術(shù)的差距及發(fā)展趨勢(shì) 一、大型帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵核心技術(shù)上的差距. 1、帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)測(cè)技術(shù) 長(zhǎng)距離、大功率帶式輸送機(jī)的技術(shù)關(guān)鍵是動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)，它是制約大型帶式輸送機(jī)發(fā)展的核心技術(shù)。目前我國(guó)用剛性理論來分析研究帶式輸送機(jī)并制訂計(jì)算方法和設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)中對(duì)輸送帶使用了很高的安全系統(tǒng)（一般取n=10左右），與實(shí)際情況相差很遠(yuǎn)。實(shí)際上輸送帶是粘彈性體，長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)其輸送帶對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的起、制動(dòng)力的動(dòng)態(tài)響應(yīng)是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，而不能簡(jiǎn)單地用剛體力學(xué)來解釋和計(jì)算。國(guó)外已開發(fā)了帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用軟件，在大型輸送機(jī)上對(duì)輸送機(jī)的動(dòng)張力進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，降低輸送帶的安全系統(tǒng)，大大延長(zhǎng)使用壽命，確保了輸送機(jī)運(yùn)行的可靠性，從而使大型帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)達(dá)到了最高水平（輸送帶安全系數(shù)n=5～6），并使輸送機(jī)的設(shè)備成本尤其是輸送帶成本大為降低。 2、可靠的可控軟起動(dòng)技術(shù)與功率均衡技術(shù) 長(zhǎng)距離大運(yùn)量帶式輸送機(jī)由于功率大、距離長(zhǎng)且多機(jī)驅(qū)動(dòng)，必須采用軟起動(dòng)方式來降低輸送機(jī)制動(dòng)張力，特別是多電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)。為了減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，軟起動(dòng)時(shí)應(yīng)有分時(shí)慢速起動(dòng)；還要控制輸送機(jī)起動(dòng)加速度0.3～0.1 m/s2，解決承載帶與驅(qū)動(dòng)帶的帶速同步問題及輸送帶涌浪現(xiàn)象，減少對(duì)元部件的沖擊。由于制造誤差及電機(jī)特性誤差，各驅(qū)動(dòng)點(diǎn)的功率會(huì)出現(xiàn)不均衡，一旦某個(gè)電機(jī)功率過大將會(huì)引起燒電機(jī)事故，因此，各電機(jī)之間的功率平衡應(yīng)加以控制，并提高平衡精度。國(guó)內(nèi)已大量應(yīng)用調(diào)速型液力偶合器來實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)的軟起動(dòng)與功率平衡，解決了長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)的起動(dòng)與功率平衡及同步性問題。但其調(diào)節(jié)精度及可靠性與國(guó)外相比還有一定差距。此外，長(zhǎng)距離大功率帶式輸送機(jī)除了要求一個(gè)運(yùn)煤帶速外，還需要一個(gè)驗(yàn)帶的帶速，調(diào)速型液力偶合器雖然實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)與功率平衡，但還需研制適合長(zhǎng)距離的無級(jí)液力調(diào)速裝置。當(dāng)電機(jī)功率>50 kW時(shí)， 可控啟動(dòng)傳輸-CST(用于大慣性負(fù)載平滑啟動(dòng)的多級(jí)減速齒輪裝置,多用于煤礦和礦山中帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng))顯示出優(yōu)越性。由于可控軟起動(dòng)是將行星齒輪減速器的內(nèi)齒圈與濕式磨擦離合器組合而成（即粘性傳動(dòng)）。通過比例閥及控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)與功率平衡，其調(diào)節(jié)精度可達(dá)98% 以上。但價(jià)格昂貴，急需國(guó)產(chǎn)化。 二、技術(shù)性能上差距 我國(guó)帶式輸送機(jī)的主要性能與參數(shù)已不能滿足高產(chǎn)高效礦井的需要，尤其是順槽可伸縮帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵元部件及其功能如自移機(jī)尾、高效儲(chǔ)帶與張緊裝置等與國(guó)外有著很大差距。 1、裝機(jī)功率 我國(guó)工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)最大裝機(jī)功率為4×250 kW，國(guó)外產(chǎn)品可達(dá)4×970 kW，國(guó)產(chǎn)帶式輸送機(jī)的裝機(jī)功率約為國(guó)外產(chǎn)品的30%～40%，固定帶式輸送機(jī)的裝機(jī)功率相差更大。 2、運(yùn)輸能力 我國(guó)帶式輸送機(jī)最大運(yùn)量為3000 t/h，國(guó)外已達(dá)5500 t/h。 3、最大輸送帶寬度 我國(guó)帶式輸送機(jī)為1400 mm，國(guó)外最大為1830 mm. 4、帶速 由于受托輥轉(zhuǎn)速的限制，我國(guó)帶式輸送機(jī)帶速為4m/s，國(guó)外為5m/s以上。 5、工作面順槽運(yùn)輸長(zhǎng)度 我國(guó)為3000 m，國(guó)外為7300m。 6、高效儲(chǔ)帶與張緊裝置 我國(guó)采用封閉式儲(chǔ)帶結(jié)構(gòu)和絞車?yán)o為主，張緊小車易脫軌，輸送帶易跑偏，輸送帶伸縮時(shí)，托輥小車不自移，需人工推移，檢修麻煩。國(guó)外采用結(jié)構(gòu)先進(jìn)的開放式儲(chǔ)帶裝置和高精度的大扭矩、大行程自動(dòng)張緊設(shè)備，托輥小車能自動(dòng)隨輸送帶伸縮到位。輸送帶有易跑偏，不會(huì)出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象。 7、輸送機(jī)品種 機(jī)型品種少，功能單一，使用范圍受限，不能充分發(fā)揮其效能，如拓展運(yùn)人、運(yùn)料或雙向運(yùn)輸?shù)裙δ埽龅揭粰C(jī)多用；另外，我國(guó)煤礦的地質(zhì)條件差異很大，在運(yùn)輸系統(tǒng)的布置上經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些特殊要求，如彎曲、大傾角（>+25°）直至垂直提升等，應(yīng)開發(fā)特殊型專用機(jī)種帶式輸送機(jī)。 三、可靠性、壽命上的差距 1、輸送帶抗拉強(qiáng)度 我國(guó)生產(chǎn)的織物整芯阻燃輸送帶最高為2500 N/mm，國(guó)外為3150 N/mm。鋼絲繩芯阻燃輸送帶最高為4000 N/mm，國(guó)外為7000 N/mm。 2、輸送帶接頭強(qiáng)度 我國(guó)輸送帶接頭強(qiáng)度為母帶的50%～65%，國(guó)外達(dá)母帶的70%～75%。 3、托輥壽命 我國(guó)現(xiàn)有的托輥技術(shù)與國(guó)外比較，壽命短、速度低、阻力大外國(guó)的比我們的壽命多30%-40% 4、輸送機(jī)減速器壽命 我國(guó)輸送機(jī)減速器壽命3萬h，國(guó)外減速器壽命7萬h。 5、帶式輸送機(jī)上下運(yùn)行時(shí)可靠性差. 四、控制系統(tǒng)上差距 1、驅(qū)動(dòng)方式 我國(guó)為調(diào)速型液力偶合器和硬齒面減速器，國(guó)外傳動(dòng)方式多樣，如BOSS系統(tǒng)、CST（軟啟動(dòng)）可控傳動(dòng)系統(tǒng)等，控制精度較高。 2、監(jiān)控裝置 國(guó)外輸送機(jī)已采用高檔可編程序控制器PLC，開發(fā)了先進(jìn)的程序軟伯與綜合電源繼電器控制技術(shù)以及數(shù)據(jù)采信、處理、存儲(chǔ)、傳輸、故障診斷與查詢等完整自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。我國(guó)輸送機(jī)僅采用了中檔可編程序控制器來控制輸送機(jī)的啟動(dòng)、正常運(yùn)行、停機(jī)等工作過程。雖然能與可控啟（制）支裝置配合使用，達(dá)到可控啟（制）動(dòng)、帶速同步、功率平衡等功能，但沒有自動(dòng)臨近裝置，沒有故障診斷與查詢等。 3、輸送機(jī)保護(hù)裝置 國(guó)外帶式輸送機(jī)除安裝防止輸送帶跑偏、打滑、撕裂、過滿堵塞、自動(dòng)灑水降塵等保護(hù)裝置外，近年又開發(fā)了很多新型監(jiān)測(cè)裝置：傳動(dòng)滾筒、變向滾筒及托輥組的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；煙霧報(bào)警及自動(dòng)消防滅火裝置；纖維織輸送帶縱撕裂及接頭監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；防爆電子輸送帶秤自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)。這些新型保護(hù)系統(tǒng)我國(guó)基本處于空白。而我國(guó)現(xiàn)有的打滑、堆煤、溜煤眼滿倉(cāng)保護(hù)，防跑偏、超溫灑水，煙霧報(bào)警裝置的可靠性、靈敏性、壽命都較低。 五、發(fā)展趨勢(shì) 目前世界上輸送機(jī)向遠(yuǎn)距離、高帶速、大輸送量、高可靠性發(fā)展，我國(guó)在這方面還有很大的發(fā)展空間. 第二章 整體的設(shè)計(jì)與選擇 第一節(jié) 電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)是輸送機(jī)的重要組成部分，應(yīng)遵循以下原則進(jìn)行選擇 功率的選擇：電動(dòng)機(jī)的功率不能選擇過小，否則難于啟動(dòng)或者勉強(qiáng)啟動(dòng)，使運(yùn)轉(zhuǎn)電流超過電動(dòng)機(jī)的額定電流，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過熱以致燒損。電動(dòng)機(jī)的功率也不能選擇太大，否則不但浪費(fèi)投資，而且電動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷下運(yùn)行，其功率和功率因數(shù)都不高，造成功率浪費(fèi)。 應(yīng)采用防護(hù)式、封閉式防爆式：這種電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，定子繞組等都裝在一個(gè)封閉的機(jī)殼內(nèi)，能防止灰塵、鐵屑或其它雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，但它的密封不很嚴(yán)密，所以還不能在水中工作，“JO”系列電動(dòng)機(jī)屬于這種防護(hù)形式⑶電動(dòng)機(jī)電壓等級(jí)的選擇，要根據(jù)電動(dòng)機(jī)的類型，功率以及使用地點(diǎn)的電壓來決定。電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求而決定，一般采用盡量高轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)。 第二節(jié) 帶速的選擇 帶速是輸送機(jī)的重要參數(shù)，應(yīng)遵循以下原則進(jìn)行選擇： 1、 長(zhǎng)距離，大運(yùn)量，寬度大輸送機(jī)可選擇較高帶速； 2、傾角越大，運(yùn)距越短則帶速亦應(yīng)越??； 3、粒度大，磨琢性大，易粉碎和易起塵的物料宜選用較低帶速； 4、采用卸料車卸料時(shí)帶速不宜超過2.5m/s，采用犁式卸料器卸料時(shí)，帶速不宜超過2m/s 5、輸送成件物品時(shí)，帶速不得超過1.25m/s 6、手選用帶式輸送機(jī)帶速一般為0.3m/s； 第三節(jié) 總體布置設(shè)計(jì) 概述：影響帶式輸送機(jī)總體布置的因素有：輸送機(jī)傾角，受料段和機(jī)尾長(zhǎng)度，卸料段，弧度段，過渡段，拉緊裝置型式和位置，驅(qū)動(dòng)裝置位置等。這些因素的變化都會(huì)帶來側(cè)向布置的變化，為突出側(cè)向布置對(duì)整機(jī)設(shè)計(jì)的重要性，并為計(jì)算機(jī)處理時(shí)簡(jiǎn)化輸入提供方便，本文將這些影響總體布置的因素歸并為側(cè)向設(shè)計(jì)問題來加以處理。 1、輸送機(jī)傾角：輸送機(jī)的輸送能力隨其傾角的提高而減小，因而盡量選用較小傾角，特別對(duì)于由多臺(tái)輸送機(jī)組成的輸送系統(tǒng)更是這樣。對(duì)于帶速超過2.5m/s的輸送機(jī)，為保證機(jī)尾不撒料，輸送機(jī)的最大傾角應(yīng)較規(guī)定值減小2°-4°，速度越高，傾角應(yīng)越小。輸送多種物料的輸送機(jī)的最大傾角，按最大傾角規(guī)定值最小的那種物料確定。槽角λ=45°的輸送機(jī)，其最大傾角可較一般輸送機(jī)提高2°-3°。同時(shí)采取特殊措施時(shí)除外下運(yùn)帶式輸送機(jī)的傾角應(yīng)較一般輸送機(jī)減少2°-4°。某些情況下，無論上運(yùn)或下運(yùn)輸送機(jī)的傾角可以提高到28°或更高。此時(shí)需要采取特殊措施，例如，降低帶速，提高拖輥槽角，改變側(cè)型以增加水平或較緩坡段等，并請(qǐng)教專家進(jìn)行經(jīng)濟(jì)和技術(shù)評(píng)估，不應(yīng)貿(mào)然采取大傾角。 2、受料段和機(jī)尾長(zhǎng)度：受料段應(yīng)盡量設(shè)計(jì)為水平段，必須傾斜受料時(shí)，其傾角應(yīng)盡量小。物料落到輸送機(jī)的受料點(diǎn)，應(yīng)是輸送機(jī)正常成槽的地方，并使導(dǎo)料槽處在一種托輥槽角上，以確保受料順利，方便導(dǎo)料槽的密封。有條件時(shí)，受料段的槽角最好為45°，并在導(dǎo)料槽前后均配設(shè)過段，以更好地消除導(dǎo)料槽撒料的可能性。 3、卸料段：傾斜輸送機(jī)的卸料段最好設(shè)計(jì)成水平段，盡量不采用高式架和高式驅(qū)動(dòng)裝置架，以方便操作和維修，有利于輸送機(jī)頭部和轉(zhuǎn)運(yùn)站設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化。卸料段為水平的傾斜輸送機(jī)，其折點(diǎn)到頭部滾筒中心線的距離應(yīng)足夠，以保證所有過渡托輥均不在凹弧段上。帶速≥3.15 m/s的輸送機(jī)的卸料段一般應(yīng)設(shè)計(jì)為水平段。 4、拉緊裝置型式：三種拉緊方式中，應(yīng)優(yōu)先采用中部重錘拉緊裝置，并使其盡量靠近傳動(dòng)滾筒。螺旋拉緊裝置一般只用于無法采用其他拉緊方式的機(jī)長(zhǎng)小于30m的輸送機(jī)上，對(duì)于輕質(zhì)物料或運(yùn)量特小的輸送機(jī)，此值可延長(zhǎng)到50m。計(jì)算拉緊行程較大，在側(cè)型布置上有困難時(shí)，可采用雙行程中部重錘拉緊裝置，或同時(shí)采用倆種不同形式的拉緊裝置予以解決。車式重錘拉緊裝置可置于輸送機(jī)中部和尾部，條件允許時(shí)，應(yīng)盡量置于中部并靠近傳動(dòng)滾筒處，不得已時(shí)，才將車式重錘拉緊裝置置于輸送機(jī)尾部。長(zhǎng)距離輸送機(jī)選擇電動(dòng)絞車?yán)o裝置或液壓車式拉緊裝置時(shí)，總是將拉緊裝置設(shè)于輸送機(jī)中部并靠近中部傳動(dòng)滾筒。 5、過渡段：大運(yùn)量，長(zhǎng)距離，輸送帶張力大和重要的輸送機(jī)一般均應(yīng)設(shè)置過渡段。頭部滾筒中心線至第一組正常槽型托輥中心線的最小過渡段長(zhǎng)度。有條件時(shí)，設(shè)置了頭部過渡段的輸送機(jī)宜相應(yīng)設(shè)置尾部過渡段。應(yīng)在尾部改向滾筒槽角托輥間加設(shè)兩組30°、一組25°、一組20°、一組15°槽形托輥?zhàn)鳛檫^渡。 6、驅(qū)動(dòng)裝置位置：?jiǎn)螡L筒傳動(dòng)輸送機(jī)，其驅(qū)動(dòng)裝置一般設(shè)于頭部滾筒處。因工藝布置需要，或?yàn)榱司S修方便，或?yàn)榱瞬辉黾油顿Y，可考慮將驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)于中部或尾部。采用雙滾筒傳動(dòng)或多滾筒傳動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置位置則根據(jù)計(jì)算決定。 7、滾筒匹配： 表3 滾筒匹配 B 傳動(dòng)滾 筒直徑 180°尾部改 向滾筒直徑 180°中部改 向滾筒直徑 180°頭部改 向滾筒直徑 90°改向 滾筒直徑 ＜45°改向 滾筒直徑 1200 1000 800 800 1000 630 500 8、托輥間距：托輥間距應(yīng)滿足輥?zhàn)映休d能力和輸送帶下垂度倆個(gè)條件。凸弧段托輥間距一般為承載分支托輥間距的1/2。受料段托輥間距一般為承載分支托輥間距的1/2-1/3 。因受力過大需加密托輥時(shí)，可根據(jù)實(shí)際需要，由設(shè)計(jì)者確定托輥間距。輸送質(zhì)量大于20㎏的成件物品時(shí)，托輥間距不應(yīng)大于物品長(zhǎng)度（沿輸送方向）的1/2；對(duì)于20㎏以下的成件物品，托輥間距可取1200mm 9、輸送帶： 輸送帶是帶式輸送機(jī)中的拽引構(gòu)件和承載構(gòu)件，是帶式輸送機(jī)最主要的部件，其價(jià)格一般占整機(jī)價(jià)格的30％-40％或以上。因而，選擇適用的輸送帶，降低輸送帶所承載的張力，保護(hù)輸送帶在使用中不被損傷，方便輸送帶的安裝以及更換和維修，延長(zhǎng)輸送帶的使用壽命等成為輸送機(jī)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。 ⑴輸送帶規(guī)格和技術(shù)參數(shù)： 普通輸送帶的芯層和覆蓋膠可用多種材料制成，以適應(yīng)不同的工作條件。 ⑵輸送帶的選用：①類型選擇：普通輸送帶一般多采用橡膠覆蓋層，其適用的環(huán)境溫度與輸送機(jī)一樣為-20-40℃。環(huán)境溫度低于-5℃時(shí)，不宜采用維綸帆布芯膠帶。環(huán)境溫度低于-15℃時(shí)，不宜采用普通棉帆布芯膠帶。在環(huán)境溫度低于-20℃條件下采用鋼絲芯膠帶時(shí)，應(yīng)采用耐寒型膠帶并與制造廠簽訂保證協(xié)議。普通橡膠輸送帶適用的輸送物料溫度一般為常溫。當(dāng)輸送物料溫度為80-200℃時(shí)，應(yīng)采用耐熱帶，我國(guó)生產(chǎn)的耐熱帶分三型，即1型100℃，2型125℃，3型150℃，而有的廠生產(chǎn)的特種耐熱帶其耐熱類型為1型130℃，2型160℃，3型200℃。煤礦井下輸送機(jī)，用作高爐帶式上料機(jī)的輸送機(jī)及其他有火災(zāi)危險(xiǎn)的場(chǎng)所使用的輸送機(jī)，用采用阻燃型難燃型輸送帶。輸送具有酸性，堿性和其他腐蝕性物料或含油物料時(shí)，應(yīng)采用相應(yīng)的耐酸，耐堿，耐腐蝕或耐油橡膠帶或塑料帶。PVC類型的 塑料覆蓋層輸送帶在井下作業(yè)有很好的表現(xiàn)，但使用這種輸送帶時(shí)，輸送機(jī)傾角一般不大于13°采用特殊措施者除外。 ②帶寬：取1400 ，層數(shù)：3層 ，上膠厚：3 ，下膠厚：1.5 10、封閉外殼：封閉外殼式輸送機(jī)能夠防止外來污染，更可靠運(yùn)行的保障，其各部分尺寸按照各部件的運(yùn)行要求來加工 第四節(jié) 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 一、電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)線路 圖2-1為異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路，從圖2-1（a）可知，按下SB2，正向接觸器KM1得電動(dòng)作，主觸點(diǎn)閉合，使電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。按停止按鈕SB1，電動(dòng)機(jī)停止。按下SB3，反向接觸器KM2得電動(dòng)作，其主觸點(diǎn)閉合，使電動(dòng)機(jī)子繞組與正轉(zhuǎn)時(shí)相比相序反了，則電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。 從主回路來看，如果KM1、KM2同時(shí)通電動(dòng)作，就會(huì)造成主回路短路。在線路圖2-1（a）中，如果按了SB2又按了SB3，就會(huì)造成上述事故。為此要求線路中必須設(shè)置聯(lián)鎖環(huán)節(jié)。如圖2-1（b）所示，根據(jù)本章前面所講述過的互鎖的內(nèi)容，利用兩個(gè)接觸器的輔助常閉觸點(diǎn)互鎖控制的方式將其中一個(gè)接觸器的常閉觸點(diǎn)串入另一個(gè)接觸器的線圈電路中，則任何一個(gè)接觸器先通電后，即使按下相反方向的起動(dòng)按鈕，另一個(gè)接觸器也無法通電，這種方式稱為電氣聯(lián)鎖或電氣互鎖. 電動(dòng)機(jī)工作后才能起動(dòng)等等，都需要有類似的這種聯(lián)鎖控制。如果現(xiàn)在電動(dòng)機(jī)在正轉(zhuǎn)，想要反轉(zhuǎn)，則線路2-1（b）必須先按停止按鈕SB1后，再按方向按鈕SB3才能實(shí)現(xiàn)，顯然操作不方便。線路圖2-1（c）利用復(fù)合按鈕就可實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的直接轉(zhuǎn)換。很顯然采用復(fù)合按鈕，還可以起到聯(lián)鎖作用，這是由于按下復(fù)合按鈕SB2時(shí)，KM1可得電動(dòng)作，同時(shí)KM2回路被切斷。同理按下復(fù)合按鈕SB3時(shí)，KM2得電，同時(shí)KM1回路被切斷。這樣的互鎖叫機(jī)械互鎖。圖2-1（c）既有接觸器常閉觸點(diǎn)的電氣互鎖，也有復(fù)合按鈕常閉觸點(diǎn)的互鎖，即具有雙重互線。 二、動(dòng)力頭的自動(dòng)循環(huán)控制 　　圖2-2是動(dòng)力頭的行程控制線路，它也是由行程開關(guān)按行程控制來實(shí)現(xiàn)動(dòng)力頭的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的。 　　控制線路完成了這樣一個(gè)工作循環(huán)：首先使動(dòng)力頭Ⅰ由位置b移到位置a停下；然后動(dòng)力頭Ⅱ由位置c移到位置d停下；接著使動(dòng)力頭Ⅰ和Ⅱ同時(shí)退回到原位置停下。 　　行程開關(guān)ST1、ST2、ST3、ST4分別裝在床身b、a、c、d處。電動(dòng)機(jī)M1帶動(dòng)動(dòng)力頭Ⅰ，電動(dòng)機(jī)M2帶動(dòng)動(dòng)力頭Ⅱ。動(dòng)力頭Ⅰ和Ⅱ在原位時(shí)分別壓下ST1和ST3。線路的工作過程如下： 　　按下起動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1得電并自鎖，使電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)，動(dòng)力頭Ⅰ由原位b向a點(diǎn)前進(jìn)。 　　當(dāng)動(dòng)力頭到a點(diǎn)位置時(shí)，ST2行程開關(guān)被壓下，結(jié)果使KM1失電，動(dòng)力頭Ⅰ停止；同時(shí)使KM2得電動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)，動(dòng)力頭Ⅱ由原位c點(diǎn)向d點(diǎn)前進(jìn)。圖有個(gè) 當(dāng)動(dòng)力頭Ⅱ到達(dá)d點(diǎn)時(shí)，ST4被壓下，結(jié)果使KM2失電，與此同時(shí)KM3與KM4得電動(dòng)作并自鎖，電動(dòng)機(jī)M1與M2都反轉(zhuǎn)。使動(dòng)力頭Ⅰ與Ⅱ都向原位退回，當(dāng)退回到原位時(shí)，行程開關(guān)ST1、ST3分別被壓下，使KM3和KM4失電，兩個(gè)動(dòng)力頭都停在原位。 KM3和KM4接觸器的常開觸點(diǎn)，分別起自鎖作用，這樣能夠保障動(dòng)力頭Ⅰ和Ⅱ都確實(shí)退到原位。如果只用一個(gè)接觸器的觸點(diǎn)自鎖，那另一個(gè)動(dòng)力頭就可能到原位接觸器就已失點(diǎn)的情況。 第三章 輸送機(jī)各部件選型計(jì)算過程． 第一節(jié) 輸送機(jī)布置簡(jiǎn)圖 原始數(shù)據(jù) 帶速： V=1.6m/s 機(jī)長(zhǎng)L=45m， 提升高度：H=12.9m ,傾角:β= 16° ,最大輸送量：Qmax =318t/h 輸送物料：干熄煤 靜堆積角為a=40 ° 動(dòng)堆積角β=25° 容重： ρ =400 kg/m3 第二節(jié) 初定參數(shù) 上托輥槽角為35°，中間部分直徑159mm,輸送帶上膠厚4.5mm,下膠厚1.5mm。 一、核算輸送能力 Q=3.6SVKρ 由a=40 °,查表得S=0.2354 m2 傾角β= 16°，查表得K=0.89 Q=3.6*0.2354*1.6*0.89*400=482.7﹥318（滿足要求） 二、核算輸送帶的寬度 B= Qmax =159t/h，ρ =400 kg/m3 V=1.6m/s 查表得斷面系數(shù)K=420 查表得C=0.88， 查表得ξ=1.0。 數(shù)據(jù)代入得 B==1.159m 取輸送帶倆側(cè)空邊100mm 考慮到過載等多重因素輸送帶寬度為1400mm 三、計(jì)算圓周驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)功率 主要阻力FH FH=fLg(qRO+qRU+2q B+qG) cos δ， 查表得 f=0.03(多塵，潮濕) 有表得 G2=25.68 kg（采用V型托輥直徑為189mm，前傾角度為1.42°） 由于上托輥在設(shè)計(jì)手冊(cè)上沒有說明。所以用SOLIDWORKS仿真出來按照材料為鋼的密度為7900kg/m3得出其質(zhì)量為73.4kg 則上托輥組旋轉(zhuǎn)部分每米重量： 取上托輥間距為a0=1.2m，下托輥間距為3m. q RO = =73.4/1.2kg/m=61.17 kg/m 下托輥組旋轉(zhuǎn)部分每米重量： q RU =32.54/3kg/m =10.85 kg/m qG=Q/3.6V=318/3.6*1.6 kg/m =55.2kg/m 查表得:q B=19kg/m， L=45/ cos 16=46.8m 則： FH=0.03*46.8*9.81*[61.17+10.85+（2*19+55.2）cos 16]=0.03*46.8*9.81*161.6 =2225.9N 四、主要特征阻力FS1 Fs1= Fε+FqL 承載托輥前傾阻力: Fε=Cεμ0Ln ( q B + q G ) g cos δsinε Cε槽型系數(shù)35°槽角時(shí)取為0.43， μ0托輥和輸送帶摩擦系數(shù)一般取0.3~0.4， ε下托輥前傾角度1.42° 代入數(shù)據(jù)的： Fε=[0.43*0.3*（19+55.2）*46.8*9.81*cos16°*sin1.42°]=104.7N 式中l(wèi)為導(dǎo)料槽擋板長(zhǎng)度，3m b1導(dǎo)料槽兩攔板間寬度 查表得b1=0.85 輸送料上允許的最大物料面積S S1= =[0.65+(1.159-0.65)cos350]2tg250/6 =0.0885 S2= =[0.65+(1.159-0.65)cos350/2][(1.159-0.65)sin350/2] =0.8585*0.146 =0.1253 S=S1+S2=0.0885+0.1253=0.2138 K1= 式中δ輸送機(jī)在運(yùn)行方向的傾角16 0， θ被輸送物料的運(yùn)行堆積角250。 代入上式得K1==0.93. K=1-S1*（1-K1）/S = 1-0.0885*(1-0.93)/0.2138 =1-0.0290 =0.971 IV=S*v*k =0.2138*1.6*0.971 =0.3321 =0.7*0.33212*400*9.81*3/1.62*0.852 =491.4N 則： FS1 =Fε0+ Fg L=104.7+491.4=596.1N 五、附加特殊阻力 FS2=n3*Fr+Fa Fr=APμ3 查表得A=0.014.取P=10*104 μ3取為0.6,則： Fr=APμ3 =0.014*10*104*0.6N =840N，F(xiàn)a=0 Fs2= 5Fr= 4200 N 式中，n3=5,包括2個(gè)清掃器和2個(gè)空段清掃器（1個(gè)空段清掃器相當(dāng)于1.5個(gè)清掃器）。 六、傾斜阻力Fst： Fst=qGHg =55.2*9.81*12.9 =6986 N 七、圓周驅(qū)動(dòng)力FU： FU=C FH + Fst+FS1+FS2 =2225.9+596.1+4200+6986 =14001 N 八、傳動(dòng)功率計(jì)算 傳動(dòng)滾筒軸功率PA為： PA=Fu*v/1000=14001*1.6/1000=22.41kw 電動(dòng)機(jī)功率PM為： PM= PA /η =22.41/（0.88*0.95*1.0） =26.8KW 式中：η=η1η2=0.96*0.98*0.94=0.88 取功率增大系數(shù)為1.4，則： 電動(dòng)機(jī)實(shí)際功率P=1.4* PM=1.3*26.8=34.84kw 由表選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y225S-4，轉(zhuǎn)速為1500r/m，滿載轉(zhuǎn)速為1480，N=37kw。 第三節(jié) 張力計(jì)算 一、輸送機(jī)不打滑校核 輸送帶不打滑的條件為： F2（S1）min=FU2max/(eμφ-1) 式中：FU2max =KAFU = 1.5*14001=21001.5 N 根據(jù)給定條件，第一傳動(dòng)滾筒圍包角φ190°，傳動(dòng)滾筒與輸送帶間摩擦系數(shù)：μ= 0.35 查表得尤拉系數(shù)：eμφ=3.18 則： F2（S1）min =FU2max/(eμφ-1) = 21001.5/(3.18-1) N = 9633.7N 二、輸送帶下垂度校核 承載分支最小張力Fmin為： h/a =0.01 F承min =a0(qB +qG )g/8(h/a)max = 1.2×(19+55.2) ×9.81/(8×0.01) = 10918.5 N 回程分支最小張力Fmin為： F回min =aU qBg/8(h/a)max = 3×19 ×9.81/(8×0.01) = 6989.6 N 三、傳動(dòng)滾筒合力Fn Fn= Fu+2S1=21001.5+2*9633.7 N =40268.93N =40.27KN 根據(jù)Fn查表初選傳動(dòng)滾筒直徑D=800， 輸送機(jī)代號(hào)10080.1，許用合力73kN。 傳動(dòng)滾筒扭矩: Mmax=FUmax*D/2000 =21001.5*0.8/2000kN*m =8.4KN<12 kN*m 初選規(guī)格滿足要求，輸送機(jī)代號(hào)為10080.1.質(zhì)量962kg. 根據(jù)輸送機(jī)代號(hào)和電動(dòng)機(jī)功率，查表驅(qū)動(dòng)裝置選擇表得：驅(qū)動(dòng)裝置組合號(hào)為463。根據(jù)組合號(hào)查表驅(qū)動(dòng)裝置組合表可知驅(qū)動(dòng)裝置各部件型號(hào)，再?gòu)谋眚?qū)動(dòng)裝置與傳動(dòng)滾筒組合表可查得低速連軸器型號(hào)及尺寸L。 四、個(gè)特性點(diǎn)張力 根據(jù)不打滑條件，傳動(dòng)滾筒奔離點(diǎn)最小張力為9633.7N. 令S1=9633.7N> F回min亦滿足空載邊垂度條件 S2=S1+2Fr =9633.7+2*840N =11313.7N S3=1.02*S2 =1.02*11313.7 N =11540 N S4=S3+f*Li*g*( q RU+qb)+1.5*Fr =11540+0.03*45*9.81（10.85+19）+1.5*840 N =13195.3N S5=1.02*S4 =1.02*13195.3N =13459.2N S6=S5=13459.2N S7=1.04S6 =1.04*13459.2N =13997.6 N>10918.5N 滿足承載邊保證下垂最小張力要求。 第四節(jié) 拉緊裝置計(jì)算 拉緊力 F0=S6+S7 =13459.2N+13997.6N =27456.8N=27.5kN 考慮結(jié)構(gòu)緊湊的問題采用螺旋拉緊裝置。改向滾筒100B206，查表改向滾筒型譜Gk2=971kg. 第五節(jié) 輸送帶選擇計(jì)算 初選輸送帶為NN-100 由式Z=Fmax*n/B*δ =23634.7*12/（1400*100） =2.03 Fmax= FU+S1 =14001+9633.7 =23634.7N 確定Z=3層 核算傳動(dòng)滾筒直徑： D=CZdBl =90*3*0.7mm =189mm<630mm C系數(shù)棉80，尼龍芯90，聚酯芯108。 dBl織物芯帶每層厚度0.7mm。 第六節(jié) 輸送帶組合型號(hào) 463組合裝配型號(hào) 電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y225S-4 （37kw） 高速聯(lián)軸器 MLL6（55*112）/（J48*84）MT6b 逆止器型號(hào)NFA25 減速器規(guī)格ZSY315-40 聯(lián)軸器或者耦合器護(hù)罩MF34 裝配尺寸A0=842mm,A1=1230mm,A3=384mm,B=699mm h0=225mm, h1=355mm，總質(zhì)量1312kg，代號(hào) Q462-3NZ 驅(qū)動(dòng)裝置圖號(hào)JQ413N-Z。 參考文獻(xiàn) [1]帶式輸送機(jī)手冊(cè).冶金工業(yè)出版社.北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所.2003 [2] 梁庚煌.運(yùn)輸機(jī)械手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社. 1987 [3] 王鷹.起重輸送機(jī)械圖冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社. 1991 [4] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)電子版3.0 [5] 張質(zhì)文.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè).中國(guó)鐵道出版社.1997 [6] 周定文 電工技術(shù) 2006 [7] 張忠夫 機(jī)電傳動(dòng)與控制2006 [8] 陳位宮 工程力學(xué) 高等教育出版社2000 [9] 仲崇生 電氣控制及PLC 鄭州大學(xué)出版社 2008 [10] 岳優(yōu)蘭、馬文鎖，新編機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 河南大學(xué)出版社 ，2004 致謝 這是在我們導(dǎo)師趙老師的親切關(guān)懷和精心指導(dǎo)下完成的畢業(yè)論文，從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，趙老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。在他熱忱的關(guān)心和耐心的指導(dǎo)下，我順利地完成了畢業(yè)論文的制作。在這里我再次感謝趙老師他那一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)禁求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神始終給我以上進(jìn)的動(dòng)力，歷時(shí)三載不僅授我以文，而且孕育了我怎樣做人，受益終生。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友也給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母。感謝我的室友們，從遙遠(yuǎn)的家共同來到這個(gè)陌生的城市里，是你們和我共同維系著彼此之間兄弟般的感情，維系著寢室那份家的融洽。四年了，仿佛就在昨天。四年里，我們經(jīng)過了苦辣酸甜，寒霜酷暑，我們?cè)?jīng)拼搏奮斗過；也爭(zhēng)吵過，發(fā)生過一些不愉快，但過后我們依然笑口顏開，親如兄弟，發(fā)生在大學(xué)間那任何不開心的事情，都已隨波逐流不復(fù)再現(xiàn)，留下的只有美好的回憶和那惆悵的回味。只是今后大家也就難得再聚在一起吃每年元旦那頓飯了吧，沒關(guān)系的，“馬背中有鞍，鷹云中有志?！薄疤旄呷硒B飛，海闊憑魚躍！”各奔前程，大家珍重！ 最后，忠心對(duì)輔導(dǎo)我過的老師和幫助過我的同學(xué)再次真心地表示感謝！ 祝愿我的老師、同學(xué)、和遠(yuǎn)去的朋友們前途一路順風(fēng)、事業(yè)一帆風(fēng)順！ 25