礦用輸送機設計

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XX畢業(yè)設計（論文） 礦用輸送機的設計 礦用輸送機的設計 目錄 第一章 緒論 1 1.1選題目的及意義 1 1.1.1選題目的 1 1.1.2選題意義 1 1.2礦用輸送機的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 1 第二章 礦用輸送機的概述 2 2.1礦用輸送機的分類 2 2.1.1礦用輸送機的分類 3 2.2礦用輸送機工作原理 4 2.2.1礦用輸送機工作原理 4 2.3礦用輸送機的結構和布置形式 5 2.3.1礦用輸送機的結構 5 2.3.2礦用輸送機的布置形式 6 第三章 礦用輸送機的設計計算 7 3.1已知原始數(shù)據(jù)及其工作條件 7 3.2帶速和帶寬的確定 8 3.2.1帶速帶寬的選定 8 3.2.2輸送帶輸送能力核算 9 3.2.3帶寬的核算 9 3.3圓周驅動力 10 3.3.1圓周驅動力計算公式選擇 11 3.3.2主要阻力計算 12 3.3.3主要特種阻力計算 15 3.3.4附加特種阻力計算 16 3.3.5傾斜阻力計算 17 3.4礦用輸送機的傳動功率計算 18 3.4.1傳動功率計算 18 3.5輸送帶張力 19 3.5.1輸送帶不打滑的條件校核 19 3.5.2輸送帶下垂度校核 20 3.5.3滾筒合力 21 3.5.4輸送帶各特性張力 22 3.6拉緊裝置計算 23 3.6.1拉緊裝置計算 24 3.7輸送帶選擇計算 25 3.7.1輸送帶選型計算 25 3.7.2核算傳動滾筒直徑 27 第四章 機架設計 28 4.1機架設計的一般要求 29 4.2支撐結構 31 結論 32 參考文獻 33 致謝 34 摘要 礦用輸送機由于輸送量大,結構簡單,維護方便,成本低,通用性強等優(yōu)點,而被廣泛地應用在各種礦山開采的場合,進行裝車、裝船、轉載或堆積各種常溫狀態(tài)的松散密度為800kg/m3的煤.由單機或多機組合成運輸系統(tǒng)來輸送煤礦,根據(jù)工藝要求可布置成水平或傾斜的形式,礦用輸送機除了可滿足水平或傾斜輸送要求外,還可采用帶凸弧段、凹弧段與直線段組合的輸送形式.輸送機允許輸送的物料塊度取決于帶寬、帶速、槽角和傾角,也取決于大塊物料出現(xiàn)的頻率。 本次設計的礦用輸送機輸送帶上堆積角ρ=20，帶速: v=1.6m/s;傾斜系數(shù)：k=1，最大運送量400t/h。 關鍵詞：礦用輸送機；煤礦；布置；運送量 IV Abstract The frequency of delivery, in addition to coal mining because of mine conveyor conveying capacity, simple structure, maintenance convenience, low cost, general strong advantages, and is widely used in various occasions, loading, shipment, reproduced or accumulate temperature loose density is 800kg. By single or multiple units of synthetic transportation system to transport coal, according to process requirements can be arranged into a horizontal or inclined form, mine conveyer can meet the horizontal or inclined conveying requirements, but also can be used with a convex arc concave arcs and straight line segment combination form. Conveyor permits delivery of materials depending on the bandwidth, speed, groove angle and inclination, depending on the bulk material. The design of mine conveyor conveyor with stacking angle rho = 20 degrees, the belt speed: v=1.6m/s; tilt factor: k = 1, the largest shipments of 400t / h. Key words：mine conveyor; coal mine; layout; transportation quantity 第一章 緒論 1.1選題目的及意義 1.1.1 選題目的： 礦用輸送機是通用型系列產(chǎn)品，可以廣泛用于冶金、礦山、煤炭等行業(yè)。由單機或多機組合成運輸系統(tǒng)來輸送物料，可輸送松散密度為800kg/m的各種散狀煤礦。礦用輸送機適用的工作環(huán)境溫度一般為-25C～+40C。對于在特殊環(huán)境中工作的礦用輸送機如要具有耐熱、耐寒、防水、防爆、易燃等條件，應另采取相應的防護措施。 礦用輸送機均按部件系列進行設計，機架采取了結構緊湊、鋼性好、強度高的鋼機架，機架部分、中間架和中間架支腿全部采用螺栓連接，便于運輸和安裝。 1.1.2 選題意義： 礦用輸送機是最重要的現(xiàn)代散狀物料輸送設備，它廣泛的應用冶金、化工、煤炭、礦山等領域。近年來，礦用輸送機因為它所擁有的輸送料類廣泛、 輸送能力范圍寬、輸送路線的適應性強以及靈活的裝卸料和可靠性強費用低的特點，已經(jīng)在某些領域逐漸開始取代汽車、機車運輸。成為散料運輸?shù)闹饕b備，在社會經(jīng)濟結構中扮演越來越重要的角色。特別是電動滾筒驅動的礦用輸送機在糧庫的散料輸送過程中更加有無可比擬的優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿σ虼宋覀冮_拓思維、努力創(chuàng)新并結合自己原有的知識和現(xiàn)有的資料對其進行創(chuàng)新完善。在此過程中檢驗自己的創(chuàng)新能力使其應用的范圍更加廣泛的在國民經(jīng)濟的各個領域起到更加重要的作用。 1.2礦用輸送機的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 最早的礦用輸送機雛形是1880年德國LMG公司設計的鏈斗式挖掘機尾部蒸汽驅動的礦用輸送機。在1980年之前，澳大利亞、南非和加拿大采礦工業(yè)很大程度上得益于歐洲和美國的開發(fā)研究。到1980年以后，固定式礦用輸送機已經(jīng)出現(xiàn)，并且正在設計大運量、長距離、高帶速的礦用輸送機，其具有獨特的特點。 在我國，20世紀80年代之前，大型礦用輸送機基本上依賴國外技術。在引進、消化、合作研究的基礎上，目前已經(jīng)能夠獨立的設計、制造大型的礦用輸送機系統(tǒng)。近十多年來，國產(chǎn)煤礦礦用輸送機從SDJ、SSJ、STJ、DT等系列定型發(fā)展到各種功能特種礦用輸送機系列。如大傾角礦用輸送機成套設備、高產(chǎn)高效的工作面順槽可伸縮礦用輸送機，大傾角、長距離礦用輸送機系列產(chǎn)品等。并用動態(tài)分析、智能化控制技術等對關鍵設備進行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)。研制成功了多種軟啟動和制動裝置以及可編程電控裝置。但和國外先進機型相比，國內(nèi)輸送機機型一般較小，帶速通常不超過4m/s，最大運送量為3000t/h，可靠性、壽命偏低，普遍沿用靜態(tài)設計法，設備成本偏高。此外，我國尚未形成元部件的大規(guī)模專業(yè)生產(chǎn)廠，設計水平有待提高。 隨著全球經(jīng)濟的增長，礦用輸送機技術已經(jīng)成為當代科學技術發(fā)展的前沿之一。當今的全球經(jīng)濟需要設計和生產(chǎn)“環(huán)?！毙洼斔蜋C，不能污染周圍的環(huán)境，可以根據(jù)運輸需要設計長距離、高帶速、大運量、大功率，并且還要節(jié)約環(huán)保。輸送機技術進步的一個特點是將基礎的研究發(fā)展為實用技術，進而實現(xiàn)商業(yè)化，投入到具體生產(chǎn)中。 ?提高元部件性能和可靠性 設備開機率的高與低主要取決于元部件的性能和可靠性。除了進一步完善和提高現(xiàn)有元部件的性能和可靠性，還要不斷地開發(fā)研究新的技術和元部件，如高性能可控軟起動技術、動態(tài)分析與監(jiān)控技術、高效貯帶裝置、快速自移機尾、高速托輥等，使礦用輸送機的性能得到進一步提高。 ?擴大功能，一機多用化 拓展運人、運料或雙向運輸?shù)裙δ?，做到一機多用，使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟效益。開發(fā)特殊型礦用輸送機，如彎曲礦用輸送機、大傾角或垂直提升輸送機等。 ?設備大型化、提高運輸能力 為了適應高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要，礦用輸送機的輸送能力要加大。長距離、高帶速、大運量、大功率是今后發(fā)展的必然趨勢，也是高產(chǎn)高效礦井運輸技術的發(fā)展方向。 第二章 礦用輸送機的概述 2.1礦用輸送機的分類 2.1.1礦用輸送機的分類: （1）通用礦用輸送機是一種固定式礦用輸送機。其輸送帶有兩種：鋼絲繩芯帶和織物芯帶。其特點是托輥安裝在固定的機架上，由型鋼制成的機架固定在地板或地基上，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(wěn)定的場合，例如煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)、選煤廠、井下主要運輸大巷、港口、發(fā)電廠等生產(chǎn)地點。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(yōu)點。 （2）移動礦用輸送機是一種按整機設計并且整機可在不同地點使用的礦用輸送機。本機適用于糧食散運，包裝輸送及小顆粒物料的輸送、裝車、碼垛、作囤、倒倉等?？捎蓭着_串聯(lián)使用或與其他運糧機配合使用。按移動的方式不同又可分為移動式和攜帶式兩種。 （3）可伸縮礦用輸送機的輸送長度可以根據(jù)工作的需要隨時縮短或加長。這種礦用輸送機主要是為滿足煤礦井下綜采工作面順槽輸送要求而設計的，與轉載機搭接?？缮炜s礦用輸送機中增設了一個儲帶裝置，其作用是把礦用輸送機伸長前或縮短后的多余輸送帶暫時儲存起來，以滿足采煤工作面持續(xù)前進或后退的需要。 （4）大傾角礦用輸送機可以減少輸送距離，降低巷道開拓量，減少設備投資。當傾角增大到90時，大傾角礦用輸送機就轉變成了垂直輸送的礦用輸送機。它不僅在結構上具有新的特點，而且在設計計算、物料截面形狀和輸送速度的確定等方面都有新的影響因素。垂直輸送的礦用輸送機主要用于其他形式的輸送機難以勝任的場合。 （5）氣墊礦用輸送機的工作原理及其結構不同于前述的幾種礦用輸送機，它不使用托輥支承輸送帶，而是以空氣形成的氣墊壓力浮托起輸送帶。初期多用于輸送面粉、谷物、木屑等密度較小的散狀物料。近幾年來，才開始用于輸送磷酸鹽、礦石等密度較大的散狀物料，并逐步向長距離、大運量發(fā)展。 （6）平面彎曲礦用輸送機是一種在輸送線路上可變向的礦用輸送機。它可以代替沿折線布置的、由多臺單獨的直線輸送機串聯(lián)而成的運輸系統(tǒng)，沿復雜的空間折曲線路實現(xiàn)物料的連續(xù)運輸。輸送帶在平面上轉彎運行，可以大大簡化物料運輸系統(tǒng)，減少轉載站的數(shù)目，降低基建工程量和投資。主要用于露天煤礦、井下煤礦的彎曲巷道，水電站建設工程、干線輸送以及其他生產(chǎn)系統(tǒng)中的長距離運輸。 （7）鋼絲繩牽引礦用輸送機：它的優(yōu)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、實現(xiàn)大運量。鋼繩牽引礦用輸送機以輸送帶為承載構件，以不銹鋼鋼絲繩為牽引構件完成物料輸送的礦用輸送機。 工作原理輸送帶在全長上借助兩側的耳槽支承 在鋼繩上，在輸送機的頭部和尾部，由分繩輪使鋼繩與 輸送帶分離，鋼繩繞過繩輪，輸送帶則繞過滾筒，然后二者又互相嵌合，鋼繩與輸送帶分別形成閉合回路，并有各自的拉緊裝置。 （8）線摩擦礦用輸送機是實現(xiàn)低強度輸送帶完成長距離或大運量輸送。使用線摩擦礦用輸送機不僅可以從總體上減少輸送線路中的轉載點數(shù)，而且可以方便地對舊礦用輸送機進行加長改造，顯著節(jié)省投資。 2.2 礦用輸送機工作原理 2.2.1礦用輸送機工作原理: 礦用輸送機又稱膠帶運輸機，其主要部件是輸送帶，通常稱之為膠帶，輸送帶兼作牽引機構和承載機構。礦用輸送機組主要包括以下幾個部分：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。 礦用輸送機簡圖如圖1.1所示： 圖1.1 礦用輸送機簡圖 輸送帶繞經(jīng)傳動滾筒、改向滾筒和拉緊滾筒形成一個無極的環(huán)形帶。輸送帶的上、下兩部分都支承在托輥上。拉緊裝置給輸送帶以正常運轉所需要的拉緊力。工作時，驅動裝置驅動傳動滾筒，通過它和輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶連續(xù)運行。物料從裝載點裝到輸送帶上，形成連續(xù)運動的物流，在卸載點卸載。一般物料是裝載到輸送帶的上端面，在機頭滾筒(即是傳動滾筒)卸載，利用專門的卸載裝置也可在中間卸載。 普通型礦用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，下帶為返回段一般下托輥為平托輥。礦用輸送機可用于水平、傾斜和垂直運輸。對于普通型礦用輸送機傾斜向上運輸，其傾斜角不超過18，向下運輸不超過15。 2.3礦用輸送機的結構和布置形式 2.3.1礦用輸送機的結構: 礦用輸送機的基本組成：輸送帶、托輥（承載托輥、調(diào)心托輥、緩沖托輥、平行托輥）、驅動裝置（電動機、聯(lián)軸器、減速器、控制裝置）、傳動滾筒、改向滾筒、機架（機頭架、中間架、機尾架）、拉緊裝置、清掃裝置、制動裝置（制動器、逆止器）、裝載裝置、卸載裝置、安全保護裝置等。 輸送帶是礦用輸送機的承載構件，帶上的物料隨輸送帶一起運行，物料根據(jù)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。礦用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。 由于礦用輸送機的結構特點決定了其具有優(yōu)良性能，主要表現(xiàn)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??；礦用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(shù)少，轉載環(huán)節(jié)少，節(jié)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4500-5500小時。當二班工作和輸送剝離物，且輸送環(huán)節(jié)較多，宜取下限；當三班工作和輸送環(huán)節(jié)少的礦石輸送，并有儲倉時，取上限為宜。 2.3.2礦用輸送機的布置形式: 礦用輸送機布置的一般要求：在曲線段內(nèi)，禁設給、卸料裝置，各種給、卸料裝置應設在水平段。拉緊裝置一般布置在輸送帶張力最小處。輸送機盡可能布置成直線，應避免單純的按地形布置成大凹弧、深凹弧的形式。 在具體布置時應注意下列幾點： ①在曲線段內(nèi)，不允許設給料和卸料裝置。 ②給料和中途卸料點最好設在水平段上，但也可設在傾斜段上。設在傾斜段上時，中途卸料點的傾斜度不宜超過10～12，否則容易掉料。 ③若在水平段內(nèi)均勻給料，并且轉折處比較平滑，凸、凹段曲率半徑適當，則表2-2中所列最大允許傾角還可以增加10%左右。 ④當輸送機需要水平段轉折為傾斜段時，其凹弧的曲率半徑R，一般應是輸送帶在無載荷時的張力與帶子自重所形成的曲率半徑，這樣才不至于使帶子在過渡段浮起。曲率半徑R按下式計算 式中 -----凹弧段輸送帶最大張力， -----每米長度上物料的質(zhì)量， -----輸送帶每米長度質(zhì)量， -----上托輥間距， 國內(nèi)某些廠家采用改向壓輪進行過渡，這可以大大減小R數(shù)值，其曲率R就是改向壓輪的半徑。 ⑤當輸送機長度超過90m，或采用移動式滾筒卸料裝置時，均需采用配重式拉緊裝置。 電動機通過聯(lián)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。礦用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(shù)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。 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。礦用輸送機常見典型的布置方式如下表2.1所示： 表2.1礦用輸送機常見典型的布置方式 第三章 礦用輸送機的設計計算 3.1已知原始數(shù)據(jù)及其工作條件 原始參數(shù)和工作條件： （1）輸送物料：煤 （2）物料特性：1）塊度：0～300mm 2）散裝密度：800kg/m 3）在輸送帶上堆積角：ρ=20 4）帶速: v=1.6m/s; 5）傾斜系數(shù)：k=1 （6）工作環(huán)境：井下 （7）輸送系統(tǒng)及相關尺寸：（1）運距：350m （2）傾斜角：β=0 （3）最大運量:400t/h 3.2帶速和帶寬的確定 3.2.1帶速帶寬的選定： 按照給定工作條件，輸送物料為鐵礦石，其粒度，物料容重，動堆積角。 由查表3.1，表3.2，表3.3所示，選定如下： 堆積密度： 速度： 輸送機傾角為： 輸送帶寬： 托輥槽角： 表3.1 表3.2 表3.3 3.2.2輸送帶輸送能力核算： 礦用輸送機的最大運輸能力計算公式為， 式中： -----最大運輸能 -----物料最大橫截面積 -----速度 -----傾斜輸送機面積折減系數(shù) -----堆積密度 由托輥槽角如圖3.1，動堆積角，查表3.4得， 圖3.1槽角35槽形托輥的帶上物料堆積截面 表3.4輸送帶上物料的最大截面積 托輥槽角 運行堆積角 輸送帶寬度/mm 500 650 800 1000 1200 1400 30 20 0.0227 0.0416 0.0651 0.1062 0.1554 0.2161 25 0.0251 0.0458 0.0717 0.1167 0.1710 0.2375 30 0.0277 0.0504 0.0789 0.1282 0.1878 0.2607 35 20 0.0242 0.0442 0.0692 0.1127 0.1650 0.2294 25 0.0265 0.0482 0.0754 0.1227 0.1797 0.2354 30 0.0289 0.0525 0.0822 0.1335 0.1956 0.2714 45 20 0.0262 0.0477 0.0747 0.1216 0.1781 0.2472 25 0.0282 0.0511 0.0802 0.1302 0.1909 0.2646 30 0.0303 0.0549 0.0861 0.1396 0.2047 0.2835 根據(jù)傾斜角度，查表3.5得 表3.5傾斜輸送機面積折減系數(shù)k選用表 傾角/ 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 k 1.00 0.99 0.98 0.97 0.95 0.93 0.91 0.89 0.85 0.81 將各個參數(shù)帶入式子中得： ，滿足要求。 3.2.3帶寬的核算： 根據(jù)鐵礦石粒度核算輸送機帶寬：由式 ； 輸送機帶寬能滿足輸送150mm粒度的鐵礦石要求。 3.3圓周驅動力 3.3.1圓周驅動力計算公式選擇： ?所有長度() 傳動滾筒上所需圓周驅動力為輸送機所有阻力之和，可用計算公式為： 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)輸送機側型及附件裝設情況決定，由設計者選擇。 ? 對機長大于80的礦用輸送機，附加阻力明顯小于主要阻力，可以用簡便的方式進行計算，不會出現(xiàn)嚴重錯誤。為此引入系數(shù)作簡化計算，則公式變?yōu)橄旅娴男问剑? 式中 -----與輸送機長度有關的系數(shù)，在機長大于80時，可按照式子計算,或者查表3.6可得。 式中 -----附加長度，一般在70到100之間 -----系數(shù)，不小于1.02 按照原始參數(shù)，已知輸送機水平長度為80，傾角為，則，所以選擇?中的計算公式。查表3.6可知 。 表3.6 系數(shù)（裝料系數(shù)在0.7～1.1范圍內(nèi)） 80 100 150 200 300 400 1.92 1.78 1.58 1.45 1.31 1.25 500 600 700 800 900 1000 1.20 1.17 1.14 1.12 1.10 1.09 1500 2000 2500 5000 1.06 1.05 1.04 1.03 3.3.2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所產(chǎn)生阻力的總和?？捎孟率接嬎悖? 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，可按照表3.7查取。此處取=0.022 表3.7模擬摩擦系數(shù)（推薦值） 安裝情況 工作條件 水平、向上傾斜及向下傾斜的電動工況 工作環(huán)境良好，制造、安裝良好，帶速低，物料內(nèi)摩擦系數(shù)小 0.020 按標準設計，制造、調(diào)整好，物料內(nèi)摩擦系數(shù)中等 0.022 多塵，低溫，過載，高帶速，安裝不良，托輥質(zhì)量差，物料內(nèi)摩擦大 0.023～0.03 向下傾斜 設計、制造正常，處于發(fā)電工況時 0.012～0.016 -----輸送機長度（頭尾滾筒中心距）, -----重力加速度 ----承載分支托輥組每米長度旋轉部分重量，，用下式可計算： 其中 -----承載分支每組托輥旋轉部分質(zhì)量，，從表3.8查取 -----承載托輥間距，，從表3.9查取 -----回程分支托輥組每米長度旋轉部分重量，，用下式可計算： 其中 ------回程分支每組托輥旋轉部分質(zhì)量，，從表3.8查??； ------回程托輥間距，，從表3.9查取 表3.8托輥參數(shù) 帶寬 輥徑 托輥組旋轉部分質(zhì)量 前傾托輥組前傾角 槽形托輥 V形托輥 平行托輥 800 89 108 133 7.74 10.59 16.35 7.74 9.54 14.76 7.15 8.78 13.54 120′ 1000 108 133 159 12.21 18.9 27.21 18.2 25.68 10.43 16.09 22.27 123′ 表3.9常用托輥間距 堆積密度/ 承載托輥間距/mm 回程托輥間距/mm ≤1.6 1200 3000 ＞1.6 1000 3000 已知參數(shù)帶寬，所選托輥槽形角為，堆積密度，所選托輥輥徑為，查表3.8取，和表3.9取。 所以計算： -----每米長度輸送帶質(zhì)量，，初始計算時可憑經(jīng)驗取值，也可查表3.10估計取值，計算完成后，如發(fā)現(xiàn)與實際選用的值與初始計算值有較大出入時，應按實際值重新計算。 則查表3.10，此處取值。 表3.10初始計算張力時使用的輸送帶質(zhì)量 輸送機長度 帶寬/mm 輸送帶質(zhì)量 輸送帶厚度 （棉帆布帶） 500 6.8 13.5 650 8.8 800 10.9 1000 13.6 1200 16.3 1400 19 50~100（尼龍芯帶） 500 6 11 650 7.8 800 9.6 1000 12 1200 14.4 1400 16.8 -----每米長度輸送物料質(zhì)量，，按照下式計算： 已知原始參數(shù)輸送量，帶速 所以計算的出： ----輸送機傾角， 計算： 3.3.3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料槽攔板間的摩擦阻力兩部分，按照下式計算： ?按下式計算： 三個等長輥子的前傾上托輥時： ?物料與導料槽攔板間的摩擦阻力計算： =/ 式中 -----槽形系數(shù)，槽角時為0.43 -----托輥與輸送帶間的摩擦系數(shù)，一般取為0.3-0.4，此處取0.3 -----裝有前傾托輥的輸送帶長度， ----- 托輥前傾角度(見表3.8),，此處取值為； ----- 導料槽攔板長度， -----導料槽兩攔板間寬度，可從表3.11中查取為0.495 表3.11導料槽欄板內(nèi)寬、刮板與輸送帶接觸面積 帶寬 導料槽欄板內(nèi)寬 刮板與輸送帶接觸面積 頭部清掃器 空段清掃器 500 0.315 0.005 0.008 650 0.400 0.007 0.01 800 0.495 0.008 0.012 -----物料與導料攔板間的摩擦系數(shù)，一般取為0.5-0.7，此處取0.5。 計算： 故主要特種阻力計算得： 3.3.4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犁式卸料器摩擦阻力等部分，按下式計算： 式中 -----清掃器個數(shù)，包括頭部清掃器和空段清掃器； -----一個清掃器和輸送帶接觸面積，，見表3.11； -----清掃器和輸送帶間的壓力，，一般取為～，此處取 -----清掃器與輸送帶間的摩擦系數(shù)，一般取為0.5～0.7，此處取0.6； -----刮板系數(shù)，一般取為1500。 查表3.11得，取，取，將數(shù)據(jù)帶入上式中,則： 擬設計的總裝圖中有兩個頭部清掃器。 本設計中不含犁式卸料器，則： 故： 3.3.5傾斜阻力計算： 傾斜阻力按下式計算： 式中 -----輸送機受料點與卸載點間的高差，；輸送機向上提升時，取為正值；輸送機向下運輸時，取為負值。 因此可以算得 3.4礦用輸送機的傳動功率計算 3.4.1傳動功率計算： 傳動滾筒軸功率為： 式中：-----驅動滾筒所需功率， 由和可以計算得： 電動機所需功率為： 式中 -----傳動效率，一般在0.85～0.95之間選取， -----聯(lián)軸器效率； 每個機械式聯(lián)軸器效率：=0.98；液力耦合器：=0.96； -----減速器傳動效率，按每級齒輪傳動效率為0.98計算； 二級減速器：=0.980.98=0.96； 三級減速器：=0.980.980.98=0.94； ------電壓降系數(shù)，一般取0.90～0.95，此處取0.95 ------多電機功率不平衡系數(shù)，一般取0.90～0.95，此處取0.95。 因此算得 電動機所需額定功率與電動機輸出功率之間存在以下關系： K-----電機儲備系數(shù)，,本設計取1.2 因此 因此，本傳動選電動機型號為Y200L-4，主要參數(shù)如下：額定轉速1470r/min,額定功率30kW。 3.5輸送帶張力 輸送帶張力在整個長度上是變化的，影響因素很多，為保證輸送機的正常運行，輸送帶張力必須滿足以下兩個條件： (1）在任何負載情況下，作用在輸送帶上的張力應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保證不打滑； (2）作用在輸送帶上的張力應足夠大，使輸送帶在兩組托輥間的垂度小于一定值。 3.5.1輸送帶不打滑的條件校核： 圓周驅動力通過摩擦傳遞到輸送帶上（見圖3.2）。 圖3.2 作用于輸送帶的張力 為保證輸送帶工作時不打滑，需在回程帶上保持最小張力，按下式進行計算： 式中 -----輸送機滿載啟動或制動時出現(xiàn)的最大圓周驅動力，啟動時，啟動系數(shù)1.3～1.7,此處取1.5； -----傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)，見表3.12，此處取0.35 表3.12 傳動滾筒和橡膠帶之間的摩擦系數(shù) 滾筒覆蓋面 運行條件 光滑裸露的鋼滾筒 帶人字形溝槽的橡膠覆蓋面 帶人字形溝槽的聚氨酯覆蓋面 帶人字形溝槽的陶瓷覆蓋面 干態(tài)運行 0.35～0.40 0.40～0.45 0.35～0.40 0.40～0.45 清潔潮濕（有水）運行 0.10 0.35 0.35 0.35～0.40 污濁的濕態(tài)（泥漿、粘土）運行 0.05～0.10 0.25～0.30 0.20 0.35 -----輸送帶在所有傳動滾筒上的圍包角，rad。其值根據(jù)幾何條件確定，一般單滾筒驅動取3.3～3.7，折合190～210，雙滾筒驅動取7.7，折合， -----歐拉系數(shù)，見表3.13。 表3.13 歐拉系數(shù) 圍包角/() 摩擦系數(shù) 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 170 1.81 2.10 2.44 2.82 3.28 3.80 4.41 175 1.84 2.15 2.50 2.91 3.39 3.95 4.60 180 1.88 2.20 2.56 3.00 3.51 4.12 4.82 185 1.91 2.24 2.63 3.10 3.64 4.27 5.02 190 1.94 2.29 2.70 3.18 3.75 4.44 5.25 195 1.97 2.34 2.78 3.29 3.90 4.62 5.48 200 2.01 2.40 2.85 3.40 4.04 4.82 5.73 205 2.05 2.45 2.92 3.50 4.18 5.00 5.98 210 2.08 2.50 3.00 3.60 4.32 5.20 6.23 計算： 查表3.13可以得取190， 代入式子得： 3.5.2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，作用在輸送帶上的任意一點的最下張力，按下列公式進行驗算： 承載分支垂度所需的最小張力： 回程分支垂度所需的最小張力： 式中： -----允許最大下垂度，一般 -----承載上托輥間距（最小張力處） -----回程下托輥間距（最小張力處） 計算： 3.5.3滾筒合力： 傳動滾筒合力（）計算： 式中 ,,因此得： 根據(jù)查表3.14初選傳動滾筒直徑,輸送機代號6550.1，許用合力40KN，滿足要求。 表3.14 傳動滾筒扭矩確定，可用下式計算： 因此得結果： 初選規(guī)格滿足要求，輸送機代號為6550.1，傳動滾筒圖號為：Ⅱ(A)65A105。 根據(jù)輸送機代號和電動機功率，查表3.15驅動裝置選擇表得：驅動裝置組合號為662。 表3.15驅動裝置選擇表 根據(jù)組號662，可查表3.16驅動裝置組合表可得：驅動裝代號Q662-1Z,驅動裝置圖號JQ612-Z。減速器規(guī)格型號ZLY224-16，聯(lián)軸器MF27，耦合器規(guī)格型號。 表3.16驅動裝置組合表 根據(jù)表3.17驅動裝置與傳動滾筒組合表可以得：低速軸聯(lián)器型號，。 表3.17驅動裝置與傳動滾筒組合表 3.5.4輸送帶各特性張力： 根據(jù)不打滑條件，傳動滾筒奔離點最小張力。 令亦滿足空載邊垂度條件，則： 由于回程分支垂度最小張力，因此，，則滿足承載邊保證下垂度最小張力要求。 3.6拉緊裝置計算 3.6.1拉緊裝置計算： 拉緊裝置拉緊力按下式計算： 式中 -----拉緊滾筒趨入點張力 -----拉緊滾筒奔離點張力 因此得： 3.7輸送帶選擇計算 3.7.1輸送帶選型計算： 初選輸送帶尼龍帆布NN-100，按下式可算： 由于,則可算得： 確定Z=3 3.7.2核算傳動滾筒直徑 按下式可算： 滿足要求。 第四章 機架設計 4.1機架設計的一般要求 在滿足強度和剛度的前提下，機架的重量應要求輕、成本底；抗振性好；由于內(nèi)應力及溫度變化引起的結構變形應力最??；結構力求便于安裝與調(diào)整，方便修理和更換零部件；初步確定機架的形狀和尺寸，機架的結構形狀和尺寸，取決于安裝在它們內(nèi)部與外部的零部件的形狀和尺寸，配置情況、安裝與拆卸等要求。同時也取決于工藝、所承受的載荷、運動等情況。機架材料的選用主要根據(jù)機架的使用要求，多數(shù)機架形狀較復雜，故一般采用鑄造，由于鑄鐵的鑄造性能好，價廉和吸振能力強，所以應用最廣。由于本設計是用于淀粉的加工設備中，屬于重型機架，而圓錐篩的設備可以從淀粉的加工工藝流程圖可以看到，此設備一般會布置到二摟，而不會在底層，這就要求機架的重量輕，所以采用焊接機架，而且焊接機架具有制造周期短、重量輕、成本底且強度和剛度高、施工簡便等優(yōu)點，主要由鋼板、型鋼或鑄鋼件等焊接而成。左端架起篩筒那部分采用板焊結構，主要就是鋼板拼焊而成，右端機架采用型鋼結構，主要由槽鋼，角鋼，和鋼板焊接而成，重量輕，成本底，材料利用充分。焊接時應注意以下幾點： 材料的可焊性 可焊性差的材料會造成焊接困難，焊縫的可靠性降低 所以本設計考慮到材料的可焊性選用25鋼； 合理布置焊縫 焊縫應位于低應力區(qū)，以獲得承載能力大，變形小的構件，焊縫布置要盡可能對稱和減少焊縫的數(shù)量、尺寸，且焊線要短，主要焊線要連續(xù)； 提高抗振能力 普通鋼材的吸振能力低于鑄鐵，對抗振能力要求高的焊接件應采取抗振措施，可利用鋼板間的摩擦力來吸收固定； 合理選擇截面形狀 提高焊接接頭抗疲勞能力和抗脆斷能力。 盡可能選用標準型材、板材，合理確定焊縫尺寸。 4.2 支撐機構 在機器中支撐或容納零部件的零件稱之為機架，所以機架是底座、機體、床身、橋架、殼體、箱體以及基礎平臺等零件的統(tǒng)稱。按機架分類所用材料分類，圓錐篩采用的是金屬焊接機架。主要是焊接機架結構設計靈活、壁厚可以相差很大，并且可根據(jù)工況需要不同部位選用不同性能的材料，但其抗振性能比較差。強度、剛度、穩(wěn)定性是機架設計的主要準則，也是評價機架工作能力的主要標準，合理的設計機架的截面形狀和尺寸、注意機架的整體布局。設計機架通過了以下幾個設計步驟： （1）初定機架的形狀和尺寸 機架的結構形狀和尺寸取決于安裝在它內(nèi)部的零件和部件的 形狀和尺寸，配置情況、安裝與拆卸等要求。同時也取決與所受載荷、運動等情況，然后，綜合上述情況和有關資料，并參考現(xiàn)有同類型機架，初定擬定出機架的結構形狀和尺寸。由于在小麥谷朊粉的加工過程中，由其加工工藝流程圖可知，離心篩的裝置都在上層，所以不可能采用又重又笨的鑄鐵機架，所以采用由鋼板、型鋼、鑄鋼焊接而成的機架。機架的大致尺寸為高15000㎜、長993㎜、寬1800㎜，要考慮起具體形狀和電機、軸承座的安裝還有帶輪罩的固定。 （2）機架的造型設計，雖然材料一定，但機架也要求內(nèi)外質(zhì)量的統(tǒng)一，考慮到角鋼的等邊性把角鋼用于底座和支撐軸承座，外觀上做成梯形架子，兩邊角鋼分別向兩邊斜去，這樣既增加了機架的穩(wěn)定性、又使整個機架看上去簡單輕便。同樣角鋼上面是四塊角鋼焊接的一個長方形用來支撐板，板在角鋼上焊接，下空，因而有利于在板上打通孔和軸承的調(diào)節(jié)，軸承調(diào)節(jié)是通過連接部分的螺栓孔做成長圓狀的來實現(xiàn)。而下面是由兩個空心鋼來支撐電機下的板，空心鋼強度和剛度都很高，所以不會出現(xiàn)強度或剛度不足現(xiàn)象。 （3）作為焊接機架應合理布置焊縫和提高焊縫的可靠性，而且焊縫應位于低應力區(qū)，以獲得承載能力大，變形小的構件；焊縫布置應盡量對稱，最好至中性軸的距離 相等；盡量減少焊縫的數(shù)量和尺寸，且焊線要短；焊縫要不要布置在加工面和需要進行表面處理的部位上；更要注意不要讓焊縫匯交和密集，讓次要焊縫中斷，主要焊縫聯(lián)系。減少應力集中，如盡量采用對接接頭；減少殘余應力，焊后熱處理等。 （4）盡可能采用標準型材，板材，減少加工量。機架主要由空心鋼、角鋼、鋼板等型鋼焊接拼而成，它們性能的好壞直接決定著機架整體性聯(lián)結結構的剛度直接影響機器的工作性能。為保證機架剛度應注意改善聯(lián)結部位的受力狀況、合理提高接觸表面的平面度公差等級及改善其表面粗糙度、螺栓最好前后、左右對稱布置。 整個機架設計完以后，既要注意滿足強度、剛度、穩(wěn)定性的要求，又要注意外形的美觀和人機工程性，方便操作。造型好，使其既適用經(jīng)濟，又美觀大方。 結 論 本次畢業(yè)設計的題目是礦用輸送機的設計，直到今天，畢業(yè)設計總算接近尾聲了，通過這次對于礦用輸送機的設計，使我們充分把握的設計方法和步驟，不僅復習所學的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設計進度，本文所設計的是礦用輸送機的設計，通過初期的方案的制定，查資料和開始正式做畢設，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最感謝幫助過我的老師和同學，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 致 謝 在此論文完成之際，我的心里感到特別高興和激動，在這里，我打心里向我的導師和同學們表示衷心的感謝！因為有了老師的諄諄教導，才讓我學到了很多知識和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學術上對我精心指導，在生活上面也給予我無微不至的關懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學階段的學業(yè)，也學到了很多有用的知識，同時我的生活中的也有了一個明確的目標。知道想要什么，不再是過去的那個愛玩的我了。導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，創(chuàng)新的學術風格，認真負責，無私奉獻，寬容豁達的教學態(tài)度都是我們應該學習和提倡的。通過近半年的設計計算，查找各類礦用輸送機的相關資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因為我是怎么想的，這是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學四年的知識和反映。四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是來自老師和同學的潛移默化讓我學到很多有用的知識，在這里，謝謝老師以及所有關心我和幫助我的人，謝謝大家。 參考文獻 [1] 阮競蘭、武文斌.機械原理及應用技術.中國輕工業(yè)出版社，2006，36-42 [2] 肖旭霖.礦用輸送機設備的應用.中國輕工業(yè)出版社，2000，67 [3] 無錫輕工業(yè)學院、天津輕工業(yè)學院.礦用輸送機的研究與探討.輕工業(yè)出版社，1983，97 [4] 劉品，徐曉希.機械精度設計與檢測基礎.哈爾濱工業(yè)大學出版社，2004，41-49 [5] 礦用輸送機示例圖冊.中國標準出版社，1985，152 [6] 朱輝.畫法幾何及工程制圖.上?？茖W技術出版社，2003，337-342 [7] 朱張校.工程材料.清華大學出版社，2001，38-67 [8] 劉鴻文.材料力學第四版.高等教育出版社，2004，112-147 [9] 田孝俊，任偉.綜述影響礦用輸送機生產(chǎn)的因素2004，（7）：37 [10] 史建新, 周向農(nóng).固定礦用輸送機的原理與試驗，2000，（3）：19-20 [11] 曹立和，周魯惠.DPF560型固定式礦用輸送機的應用與技術特點.1999，（2）：31 [12] 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