礦用固定式帶式輸送機的選型與計算畢業論文(已修改)

　

【正文】 礦用固定式帶式輸送機的選型與計算畢業設計論文1緒論帶式輸送機是連續運行的運輸設備，在冶金、采礦、動力、建材等重工業部門及交通運輸部門中主要用來運送大量散狀貨物，如礦石、煤、砂等粉、塊狀物和包裝好的成件物品。帶式輸送機是煤礦最理想的高效連續運輸設備，與其他運輸設備相比，不僅具有長距離、大運量、連續輸送等優點，而且運行可靠,易于實現自動化、集中化控制,特別是對高產高效礦井，帶式輸送機已成為煤炭高效開采機電一體化技術與裝備的關鍵設備。特別是近10年，長距離、大運量、高速度的帶式輸送機的出現，使其在礦山建設的井下巷道、礦井地表運輸系統及露天采礦場、選礦廠中的應用又得到進一步推廣。選擇帶式輸送機這種通用機械的設計作為畢業設計的選題，能培養我們獨立解決工程實際問題的能力，通過這次畢業設計是對所學基本理論和專業知識的一次綜合運用，也使我們的設計、計算和繪圖能力都得到了全面的訓練。原始參數：1）輸送物料：煤2）物料特性：（1）塊度：0～300mm（2）散裝密度：（3）在輸送帶上堆積角：ρ=20176。（4）物料溫度：50℃3）工作環境：井下4）輸送系統及相關尺寸：（1）運距：300m （2）傾斜角：β=0176。（3）最大運量:350t/h設計解決的問題：熟悉帶式輸送機的各部分的功能與作用，對主要部件進行選型設計與計算，解決在實際使用中容易出現的問題，并大膽地進行創新設計。2帶式輸送機概述 帶式輸送機的應用帶式輸送機是連續運輸機的一種，連續運輸機是固定式或運移式起重運輸機中主要類型之一，其運輸特點是形成裝載點到裝載點之間的連續物料流，靠連續物料流的整體運動來完成物流從裝載點到卸載點的輸送。在工業、農業、交通等各企業中，連續運輸機是生產過程中組成有節奏的流水作業運輸線不可缺少的組成部分。連續運輸機可分為：（1）具有撓性牽引物件的輸送機，如帶式輸送機，板式輸送機，刮板輸送機，斗式輸送機、自動扶梯及架空索道等；（2）不具有撓性牽引物件的輸送機，如螺旋輸送機、振動輸送機等；（3）管道輸送機(流體輸送)，如氣力輸送裝置和液力輸送管道。其中帶輸送機是連續運輸機中是使用最廣泛的，帶式輸送機運行可靠，輸送量大，輸送距離長，維護簡便，適應于冶金煤炭，機械電力，輕工，建材，糧食等各個部門。 帶式輸送機的分類帶式輸送機分類方法有多種，按運輸物料的輸送帶結構可分成兩類，一類是普通型帶式輸送機，這類帶式輸送機在輸送帶運輸物料的過程中，上帶呈槽形，下帶呈平形，輸送帶有托輥托起，輸送帶外表幾何形狀均為平面；另外一類是特種結構的帶式輸送機，各有各的輸送特點。其簡介如下： 各種帶式輸送機的特點（1）QD80輕型固定式帶輸送機 QD80輕型固定式帶輸送機與TDⅡ型相比，其帶較薄、載荷也較輕，運距一般不超過100m，電機容量不超過22kw。（2） 它屬于高強度帶式輸送機，其輸送帶的帶芯中有平行的細鋼繩，一臺運輸機運距可達幾公里到幾十公里。（3）U形帶式輸送機 它又稱為槽形帶式輸送機，其明顯特點是將普通帶式輸送機的槽形托輥角由提高到使輸送帶成U形。這樣一來輸送帶與物料間產生擠壓，導致物料對膠帶的摩擦力增大，從而輸送機的運輸傾角可達25176。（4）管形帶式輸送機 U形帶式輸送帶進一步的成槽，最后形成一個圓管狀，即為管形帶式輸送機，因為輸送帶被卷成一個圓管，故可以實現閉密輸送物料，可明顯減輕粉狀物料對環境的污染，并且可以實現彎曲運行。（5）氣墊式帶輸送機 其輸送帶不是運行在托輥上的，而是在空氣膜(氣墊)上運行，省去了托輥，用不動的帶有氣孔的氣室盤形槽和氣室取代了運行的托輥，運動部件的減少，總的等效質量減少，阻力減小，效率提高，并且運行平穩，可提高帶速。但一般其運送物料的塊度不超過300mm。增大物流斷面的方法除了用托輥把輸送帶強壓成槽形外，也可以改變輸送帶本身，把輸送帶的運載面做成垂直邊的，并且帶有橫隔板。一般把垂直側擋邊作成波狀，故稱為波狀帶式輸送機，這種機型適用于大傾角，傾角在30176。以上，最大可達90176。（6）壓帶式帶輸送機 它是用一條輔助帶對物料施加壓力。這種輸送機的主要優點是：輸送物料的最大傾角可達90176。，運行速度可達6m/s，輸送能力不隨傾角的變化而變化，可實現松散物料和有毒物料的密閉輸送。其主要缺點是結構復雜、輸送帶的磨損增大和能耗較大。（7）鋼繩牽引帶式輸送機 它是無際繩運輸與帶式運輸相結合的產物，既具有鋼繩的高強度、牽引靈活的特點，又具有帶式運輸的連續、柔性的優點。 帶式輸送機的發展狀況目前帶式輸送機已廣泛應用于國民經經濟各個部門，近年來在露天礦和地下礦的聯合運輸系統中帶式輸送機又成為重要的組成部分。主要有：鋼繩芯帶式輸送機、鋼繩牽引膠帶輸送機和排棄場的連續輸送設施等。這些輸送機的特點是輸送能力大(可達30000t/h)，適用范圍廣(可運送礦石，煤炭，巖石和各種粉狀物料，特定條件下也可以運人)，安全可靠，自動化程度高，設備維護檢修容易，爬坡能力大(可達16176。)，經營費用低，由于縮短運輸距離可節省基建投資。目前，帶式輸送機的發展趨勢是：大運輸能力、大帶寬、大傾角、增加單機長度和水平轉彎，合理使用膠帶張力，降低物料輸送能耗，清理膠帶的最佳方法等。我國已于1978年完成了鋼繩芯帶式輸送機的定型設計。鋼繩芯帶式輸送機的適用范圍：（1）適用于環境溫度一般為176。176。C；在寒冷地區驅動站應有采暖設施；（2）可做水平運輸，傾斜向上(16176。)和向下()運輸，也可以轉彎運輸；運輸距離長，單機輸送可達15km；（3）可露天鋪設，運輸線可設防護罩或設通廊；（4）輸送帶伸長率為普通帶的1/5左右；其使用壽命比普通膠帶長；其成槽性好；運輸距離大。 帶式輸送機的工作原理帶式輸送機又稱膠帶運輸機，其主要部件是輸送帶，亦稱為膠帶，輸送帶兼作牽引機構和承載機構。帶式輸送機組成及工作原理如圖21所示，它主要包括一下幾個部分：輸送帶(通常稱為膠帶)、托輥及中間架、滾筒拉緊裝置、制動裝置、清掃裝置和卸料裝置等。圖21 帶式輸送機簡圖1張緊裝置 2裝料裝置 3犁形卸料器 4槽形托輥 5輸送帶 6機架 7動滾筒 8卸料器 9清掃裝置 10平行托輥 11空段清掃器 12清掃器輸送帶1繞經傳動滾筒2和機尾換向滾筒3形成一個無極的環形帶。輸送帶的上、下兩部分都支承在托輥上。拉緊裝置5給輸送帶以正常運轉所需要的拉緊力。工作時，傳動滾筒通過它和輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶運行。物料從裝載點裝到輸送帶上，形成連續運動的物流，在卸載點卸載。一般物料是裝載到上帶(承載段)的上面，在機頭滾筒(在此，即是傳動滾筒)卸載，利用專門的卸載裝置也可在中間卸載。普通型帶式輸送機的機身的上帶是用槽形托輥支撐，以增加物流斷面積，下帶為返回段(不承載的空帶)一般下托輥為平托輥。帶式輸送機可用于水平、傾斜和垂直運輸。對于普通型帶式輸送機傾斜向上運輸，其傾斜角不超過18176。，向下運輸不超過15176。輸送帶是帶式輸送機部件中最昂貴和最易磨損的部件。當輸送磨損性強的物料時，如鐵礦石等，輸送帶的耐久性要顯著降低。提高傳動裝置的牽引力可以從以下三個方面考慮：（1）增大拉緊力。增加初張力可使輸送帶在傳動滾筒分離點的張力增加，此法提高牽引力雖然是可行的。但因增大必須相應地增大輸送帶斷面，這樣導致傳動裝置的結構尺寸加大，是不經濟的。故設計時不宜采用。但在運轉中由于運輸帶伸長，張力減小，造成牽引力下降，可以利用拉緊裝置適當地增大初張力，從而增大，以提高牽引力。（2）增加圍包角對需要牽引力較大的場合，可采用雙滾筒傳動，以增大圍包角。（3）增大摩擦系數其具體措施可在傳動滾筒上覆蓋摩擦系數較大的襯墊，以增大摩擦系數。通過對上述傳動原理的闡述可以看出，增大圍包角是增大牽引力的有效方法。故在傳動中擬采用這種方法。 帶式輸送機的結構和布置形式 帶式輸送機的結構帶式輸送機主要由以下部件組成：頭架、驅動裝置、傳動滾筒、尾架、托輥、中間架、尾部改向裝置、卸載裝置、清掃裝置、安全保護裝置等。輸送帶是帶式輸送機的承載構件，帶上的物料隨輸送帶一起運行，物料根據需要可以在輸送機的端部和中間部位卸下。輸送帶用旋轉的托棍支撐，運行阻力小。帶式輸送機可沿水平或傾斜線路布置。使用光面輸送帶沿傾斜線路布置時，不同物料的最大運輸傾角是不同的，如下表21所示：表21 不同物料的最大運角物料種類角度物料種類角度煤塊18176。篩分后的石灰石12176。煤塊20176。干沙15176。篩分后的焦碳17176。未篩分的石塊18176。0—350mm礦石16176。水泥20176。0—200mm油田頁巖22176。干松泥土20176。由于帶式輸送機的結構特點決定了其具有優良性能，主要表現在：運輸能力大，且工作阻力小，耗電量低，約為刮板輸送機的1/3到1/5；由于物料同輸送機一起移動，同刮板輸送機比較，物料破碎率小；帶式輸送機的單機運距可以很長，與刮板輸送機比較，在同樣運輸能力及運距條件下，其所需設備臺數少，轉載環節少，節省設備和人員，并且維護比較簡單。由于輸送帶成本高且易損壞，故與其它設備比較，初期投資高且不適應輸送有尖棱的物料。輸送機年工作時間一般取45005500小時。當二班工作和輸送剝離物，且輸送環節較多，宜取下限；當三班工作和輸送環節少的礦石輸送，并有儲倉時，取上限為宜。 布置方式電動機通過聯軸器、減速器帶動傳動滾筒轉動或其他驅動機構，借助于滾筒或其他驅動機構與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶運動。帶式輸送機的驅動方式按驅動裝置可分為單點驅動方式和多點驅動方式兩種。通用固定式輸送帶輸送機多采用單點驅動方式，即驅動裝置集中的安裝在輸送機長度的某一個位置處，一般放在機頭處。單點驅動方式按傳動滾筒的數目分，可分為單滾筒和雙滾筒驅動。對每個滾筒的驅動又可分為單電動機驅動和多電動機驅動。因單點驅動方式最常用，凡是沒有指明是多點驅動方式的，即為單驅動方式，故一般對單點驅動方式，“單點”兩字省略。單筒、單電動機驅動方式最簡單，在考慮驅動方式時應是首選方式。在大運量、長距離的鋼繩芯膠帶輸送機中往往采用多電動機驅動。帶式輸送機常見典型的布置方式如下表22所示：表22 帶式輸送機典型布置方式3 帶式輸送機的設計計算 已知原始數據及工作條件帶式輸送機的設計計算，應具有下列原始數據及工作條件資料（1）物料的名稱和輸送能力： （2）物料的性質：1） 粒度大小，最大粒度和粗度組成情況；2） 堆積密度；3） 動堆積角、靜堆積角，溫度、濕度、粒度和磨損性等。（3）工作環境、露天、室內、干燥、潮濕和灰塵多少等；（4）卸料方式和卸料裝置形式；（5）給料點數目和位置；（6）輸送機布置形式和尺寸，即輸送機系統（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，是否需要設置制動器。原始參數和工作條件（1）輸送物料：煤（2）物料特性： 1）塊度：0～300mm2）散裝密度：3）在輸送帶上堆積角：ρ=20176。4）物料溫度：50℃（3）工作環境：井下（4）輸送系統及相關尺寸： （1）運距：300m （2）傾斜角：β=0176。（3）最大運量:350t/h初步確定輸送機布置形式，如圖31所示：圖31 傳動系統圖 計算步驟 帶寬的確定:按給定的工作條件,取原煤的堆積角為20176。.原煤的堆積密度按900 kg/。輸送機的工作傾角β=0176。帶式輸送機的最大運輸能力計算公式為 （）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輸送機的傾斜系數帶速選擇原則：(1)輸送量大、輸送帶較寬時，應選擇較高的帶速。(2)較長的水平輸送機，應選擇較高的帶速；輸送機傾角愈大，輸送距離愈短，則帶速應愈低。(3)物料易滾動、粒度大、磨琢性強的，或容易揚塵的以及環境衛生條件要求較高的，宜選用較低帶速。(4)一般用于給了或輸送粉塵量大時，~1m/s；或根據物料特性和工藝要求決定。(5)人工配料稱重時。(6)采用犁式卸料器時。(7)采用卸料車時，；當輸送細碎物料或小塊料時。(8)有計量秤時，帶速應按自動計量秤的要求決定。(9)輸送成品物件時。帶速與帶寬、輸送能力、物料性質、傾角大，帶速應低；下運時，帶速更應低；水平運輸時，當采用犁式卸料車時，表31傾斜系數k選用表傾角(176。)2468101214161820k輸送機的工作傾角=0176。查DTⅡ帶式輸送機選用手冊（表31）(此后凡未注明均為該書)得k=1按給頂的工作條件,取原煤的堆積角為20176。原煤的堆積密度為900kg/。將個參數值代入上式, 可得到為保證給頂的運輸能力,帶上必須具有的的截面積S圖32 槽形托輥的帶上物料堆積截面表32槽形托輥物料斷面面積A槽 角λ帶寬B=500mm帶寬 B=650mm帶寬 B=800mm帶寬B=1000mm動堆積角ρ20176。動堆積角ρ30176。動堆積角ρ20176。動堆積角ρ30176。動堆積角ρ20176。動堆積角ρ30176。動堆積角ρ20176。動堆積角ρ30176。30176。35176。