【文章內(nèi)容簡介】 要的作用。在煤炭行業(yè)中也有著大量的應(yīng)用，尤其是在礦山的煤礦開采運(yùn)輸中起著 舉足輕重的作用。本 畢業(yè)設(shè)計(jì)做的是長距離礦用皮帶輸送機(jī)總體設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中計(jì)算圓周驅(qū)動(dòng)力和輸送帶的張力，通過計(jì)算并校核所運(yùn)用的原件。本 設(shè)計(jì)的輸送機(jī)是長距離、大運(yùn)量，是目前 輸送機(jī)的 主要發(fā)展的方向 也是本 4 設(shè)計(jì)主要的研究解決的內(nèi)容。本設(shè)計(jì)是主要解決的問題是在長距離 大功率多電機(jī)的情況下解決多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的問題。 設(shè)計(jì)目標(biāo)及原始 參數(shù) 本設(shè)計(jì)的目標(biāo)是根據(jù)給定的原始參數(shù)通過設(shè)計(jì)計(jì)算完成長距離礦用皮帶輸送機(jī)的總體設(shè)計(jì)， 帶速 (m/s)是輸送機(jī)的重要設(shè)計(jì)參數(shù)，而輸送能力 (t/h)是輸送機(jī)最重要的性能指標(biāo)，該指標(biāo)與帶寬、帶速參數(shù)密切相關(guān)。 原始數(shù)據(jù)：輸送物料：煤； 輸送量： t/h1000 帶速： m/ 物料性質(zhì)：散狀物料； 松散密度： 33 kg/m101??ρ 工作環(huán)境 ：潮濕 ； 輸送機(jī)布置形式：傾斜 176。、 11176。放置。 5 第 2 章 輸送機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 輸送機(jī)總體方案確定 本 設(shè)計(jì) 是長距離的在礦山運(yùn)輸巷道中應(yīng)用的輸送機(jī)，根據(jù)運(yùn)輸巷道的布置圖可知輸送機(jī)的 總運(yùn)輸 長度在大約 4000 多米，在這樣長的距離中用皮帶機(jī)進(jìn)行煤碳的連續(xù)運(yùn)輸。同 時(shí)可知在整個(gè)運(yùn)輸過程中總共經(jīng)過了四個(gè)運(yùn)輸區(qū)段，有平行運(yùn)輸也有坡度 運(yùn)輸。在設(shè)計(jì)皮帶機(jī)的時(shí)候 在 整個(gè)運(yùn)輸區(qū)段可以 采用兩種方方案設(shè)計(jì)：第一種方案采用一 臺(tái)輸送機(jī)； 第 二 種方案 采用兩臺(tái)輸送機(jī)。 圖 21 運(yùn)輸巷走向 圖 第一種方案在整個(gè)運(yùn)輸區(qū)段采用一臺(tái)輸送機(jī)。優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)運(yùn)輸區(qū)段總長是 4000 多米，使用一臺(tái)輸送機(jī)完成整個(gè)運(yùn)輸區(qū)段的運(yùn)輸，在大運(yùn)量的情況下完成運(yùn)輸任務(wù)；采用一臺(tái)輸送機(jī)時(shí)驅(qū)動(dòng)的布置可以布置在機(jī)頭或是機(jī)尾部，這樣可以在檢修的時(shí)候不用攜帶大量的儀器進(jìn)入運(yùn)輸巷道中，解決了運(yùn)輸巷道狹窄不容易進(jìn)入的情況。缺點(diǎn)是采用一臺(tái)輸送機(jī)的情況下由于運(yùn)輸距離過井下420684() 3570() 504304()176。11 ‰地面( m ) 6 長，所使用的輸送帶就會(huì)產(chǎn)生張力過大，拉緊力過大的問題，同時(shí)由于采用一臺(tái)輸送機(jī)有多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力平衡的問題， 第二種方案是在整個(gè)運(yùn)輸區(qū)段采用兩臺(tái)皮帶機(jī)。優(yōu)點(diǎn)是通過兩臺(tái)輸送機(jī)可以縮 短運(yùn)輸距離，解決了驅(qū)動(dòng)功率過大的問題；缺點(diǎn)是采用兩臺(tái)輸送機(jī)會(huì)有兩個(gè)機(jī)頭機(jī)尾部增加了工作量，同時(shí)開鑿出寬運(yùn)輸巷道會(huì)增加經(jīng)濟(jì)成本，也增加開鑿的困難，也由于采用兩臺(tái)輸送機(jī)，驅(qū)動(dòng)就會(huì)布置在巷道的中間，在檢修的時(shí)候會(huì)增加工作量，也不容易攜帶儀器進(jìn)入巷道深處。 根據(jù)經(jīng)濟(jì)成本和技術(shù)水平，以及兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)最終選擇第一種方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。 輸送帶張力計(jì)算 輸送帶允許最大的下垂度計(jì)算最小張力 在輸送帶自重和物料的作用下，輸送帶在托輥間總是有垂度的 ， 作用在輸送帶上的張力應(yīng)足夠的大 ， 使輸送帶在兩組托輥間的 垂度小于一定值。如果懸垂度過大，帶條在兩托輥之間松弛變平，物料易撒漏和下滑，輸送帶的運(yùn)動(dòng) 阻力 也大為增加，所以在設(shè)計(jì)中規(guī)定了允許的最大懸垂度。一般規(guī)定輸送帶的最大懸垂度 應(yīng)滿足： h/a=~,本設(shè)計(jì)取 。 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(diǎn)的最小張力 minF 需按 公式 計(jì)算 ： 承載分支最小張力 ： )/(8 )(0m in ah gqqaF GB? ?? 7 回程分支最小張力 ： )/(8m in ah gqaF Bu?? 式中， 0a — 輸送機(jī)承載分支的托輥間距 ； ua — 回程分支最小張力處 ； 所以： 載分支最小張力 0 9 7 )()/(8 )(0m i n ?????? ?? ah gqqaF GB 回程分支最小張力 N5 8 3 )/(8m i n ?????? ah gqaF Bu 輸送帶不打滑條件 輸送機(jī)是靠皮帶與帶輪之間的摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)和力的 ， 在安裝帶傳動(dòng)時(shí)，須將帶張緊 ； 由于張緊力的存在，帶與帶輪的接觸表面上就產(chǎn)生了正壓力。當(dāng)帶傳動(dòng)開始工作時(shí) ， 帶與帶輪的接觸表面有相對(duì) 運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，因而在該接觸面間就產(chǎn)生了摩擦力，傳動(dòng)輪的兩邊就產(chǎn)生了相應(yīng)的緊邊和松邊，設(shè)緊邊的張力為 1F ， 松邊為 2F ，則兩邊的拉力差為 : 21 FFF ?? 由于輸送機(jī)在非穩(wěn)定狀態(tài)下 (啟動(dòng)和制動(dòng) )， 帶條除受靜張力作用外還受速度變化引起的附加動(dòng)張力作用動(dòng)張力與靜張力疊加 ， 可能引起帶條在驅(qū)動(dòng)滾筒上的打滑，這種是不允許的，因?yàn)檫@會(huì)造成帶條的下覆面膠層與滾筒覆 8 面之間的強(qiáng)烈摩擦、發(fā)熱而損壞，更主要的是會(huì)使?jié)L筒與 帶條之間摩擦系數(shù)降低，以致造成輸送機(jī)不僅難于繼續(xù)傳動(dòng)，而且破壞了它的正常傳動(dòng)。為了防止這種狀況的發(fā)生需要在圓周驅(qū)動(dòng)力前乘以一個(gè)系數(shù) k； 即 ： 21 FFKFU ?? 根據(jù)柔體摩擦的理論，輸送帶的緊邊和松邊拉力之間的關(guān)系可用歐拉公式表示為 : ??eFF ?? 21 式中， ? — 傳動(dòng)滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù) ； ? — 輸送帶在所有傳動(dòng)滾筒 上的包角 ； 綜合上面兩式可得 ： 111 ?? ??eKFF U 因此，為防止輸送帶的打滑，需在回程帶上保持的最小張力應(yīng)大于 1F ，即輸送帶最小張力 min2F ，應(yīng)按 公式 計(jì)算 ： 11m a xm in2 ?? ??eFF U 式中， maxUF — 輸送機(jī)滿載啟動(dòng)時(shí)或制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的最大圓周力，啟動(dòng)時(shí)UAU FKF ?max ，啟動(dòng)系數(shù) ~?AK ， AK 取 ； 所以 ： 3 2 0 4 8 8 0 2 a x ???? UU K F F 式中： ? — 傳動(dòng)滾筒與輸送帶間的 摩擦系數(shù)； ?— 輸送帶在所有傳動(dòng)滾筒上的尾包角，采用弧度 ； 對(duì)于 頭部雙滾筒尾部 單 滾 筒 驅(qū) 動(dòng) ， 取 0210?? ， 即 ???e ；即 0321 210??? ??? ； ??? ?????? eee ； 9 綜上所述 輸送機(jī)最小張力 ： i n2 ?????F 各種驅(qū)動(dòng)力分配情況下各點(diǎn)張力計(jì)算 在求出輸送帶在不打滑的條件下最小的張力，保證這一情況通過逐點(diǎn)的方法計(jì)算并求出在不同的圓周驅(qū)動(dòng)力情況下的各點(diǎn)的張力。同時(shí)輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理圖： S 1S 2S 3S4S 5S 6 S7S 8S 9S 10S 11S 12S 13S 14S 15 S 16S 17 S 18S 19S 20S 21S 22S 23圖 34 張力點(diǎn)分布圖 上分支運(yùn)行阻力 ： N9 97 48 80 8N3 87 02 32 30 8)3 ()( 11?????????????? stsROGB FFf L gqqqF 下分支運(yùn)行阻力 ： )()(1??????????? rRUB FL w gqqF 如圖可知最小張力點(diǎn)在輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)奔離點(diǎn)，則由 in2 ?F 計(jì)算輸送機(jī)各點(diǎn)張力： 10 12 SS? 123 SSS ?? 134 SSS ?? 145 SSS ??156 SSS ?? 11167 FSFSS ???? )( 1178 FSSS ???)( 1189 FSSS ??? )( 11910 FSSS ???31131011 )( uu FFSFSS ????? 3111112 )( uFFSSS ????])([ 3111213 uFFSSS ???? ])([ 3111314 uFFSSS ????])([ 3111415 uFFSSS ???? ])]([08. 3111516 uFFSSS ????])([ 3111617 uFFSSS ???? ])([ 3111718 uFFSSS ????])([ 3111819 uFFSSS ???? 231121920 ])([ FFFSFSS u ??????}])([{ 23112021 FFFSSS u ????? }])([{ 23112122 FFFSSS u ?????2231122223 }])([{ uuu FFFFSFSS ??????? 表 37 不同驅(qū)動(dòng)力各點(diǎn)張力 按不打滑條件計(jì)算 2:1:2(N) 2:2:1(N) 1:2:2(N) 11 續(xù)表 按不打滑條件計(jì)算 2:1:2(N) 2:2:1(N) 1:2:2(N) 確定傳動(dòng)滾筒合張力： 根據(jù)工況要求： 1. 功率配比 2： 1： 2 時(shí) 1 5 2 1 8 8 0 2 8525231 ????? NFFF uuu 11123 uFSS ??? ??eSS 1123 ?? 所以： 8 0 0 1 5 2 1 11111 ?????? ??eFS u 第一滾筒合張力 7 7 4 2 8 0 0 2 9 4 2 211231 ????? ? SSF 12 第二滾筒合張力 1 6 4 5 2 9 4 2 8 7 0 2 923222 ????? SSF 第三滾筒合張力 2 5 0 2 0 4 9 0 2 0 1 1 611103 ????? SSF 2. 功率配比 2： 2： 1 時(shí) ： ????? uuu FFF 11123 uFSS ??? ??eSS 1123 ?? 所以： 8 0 0 1 5 2 1 11111 ?????? ??eFS u 第一滾筒合張力 8 9 8 7 8 0 0 4 1 8 7 411231 ????? ? SSF 第二滾筒合張力 4 4 1 7 5 7 1 4 8 7 0 2 923222 ????? SSF 第三滾筒合張力 8 2 6 2 82 6 2 5 1 1 . 2 5 N3 2 0 1 1 6 . 9 7 N11102 ????? SSF 3. 功率配比 1： 2： 2 時(shí)： 1 5 2 1 8 8 0 2 8525232 ????? uuu FFF 7 6 0 8 8 0 2 851511 ???? uu FF 11123 uFSS ??? 13 ??eSS 1123 ?? 所以 ： 11 ?????? ??eFS u 第一滾筒合張力 6 1 6 3 02 4 0 0 2 . 3 8 N1 3 7 6 2 7 . 7 1 N11231 ????? ? SSF 第二滾筒合張力 9 0 4 6 61 3 7 6 2 7 . 7 1 5 2 8 3 923222 ????? SSF 第三滾筒合張力 6 8 8 4 21 7 6 8 1 5 . 3 3 N2 9 2 0 2 6 . 7 6 N11103 ????? SSF 綜合以上 三種情況： 第一滾筒合力： ?F 第二滾筒合力： ?F 第三滾筒合力： ?F 輸送機(jī)的基本功能參數(shù) 輸送帶的寬度及校核 考慮輸送的物料為散狀物料的形式，需要考慮物料的最大粒度，如果所運(yùn)物料的粒度與帶寬相比太大時(shí)，由于輸送機(jī)的振動(dòng)的影響，物料可能會(huì)散落，并導(dǎo)致設(shè)備故障。 初選帶寬：查表 ]1[ mm1200?B 輸送帶寬度 B和物料最大粒度之間應(yīng)滿足： 20xx ?? ?B 14 式中： ? — 物料最大粒度， mm； B — 帶寬， mm ； 查表 3— 3 mm350?? ，代入上式 mm9 0 02 0 03 5 02 ????B 滿足條件 故本設(shè)計(jì)所選取的 mm1200?B 滿足以上的各種要求 ]1[ 。 表 3— 1 散狀物料特性表 物料名稱 容 重 （ 運(yùn)動(dòng)方向的最大傾 15 注：物料的松散密度與隨物料的水分、粒度、帶速等的不同而變化，應(yīng)以實(shí)測(cè)為準(zhǔn)，本表僅供參考。 表 3— 2 傾角系數(shù) 310 kg/m3 ） 角（176。） 無煙煤 ～ 16 褐煤 18 原煤 ～ 20 焦碳 ～ 18 鐵礦石、巖石（均勻） 16 石灰石（大塊） ～ 18 石灰石（大塊） ～ 18 干松泥 土 ～ 20 干砂 ～ 16 濕砂 ～ 22 濕土 ～ 22 鹽 ～ 20 鐵礦石 ～ 20 谷物 ～ 16 化肥 ～ 14 16 傾角 β 〈4176。 6176。 8176。 10176。 12176。 14176。