【正文】 第三篇 主要零部件的設(shè)計(jì)
。 E——輸送帶彈性模量，kg/m。三、為避免輸送機(jī)在起動(dòng)過程中發(fā)生共振等動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象，起動(dòng)時(shí)間應(yīng)滿足下列條件： 即起動(dòng)時(shí)間大于下分支輸送帶縱向應(yīng)力波由機(jī)頭傳到機(jī)尾所需時(shí)間的5倍。圖25 帶有延遲段的起動(dòng)速度曲線τ——延遲段起動(dòng)時(shí)間T是非常重要的設(shè)計(jì)參數(shù)，可根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，通過控制最大起動(dòng)加速度或平均加速度，初步確定起動(dòng)時(shí)間，再根據(jù)動(dòng)態(tài)分析結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。由于輸送機(jī)在啟動(dòng)之前，輸送帶處于松弛狀態(tài)，為避免輸送帶的沖擊，將輸送帶拉緊后起動(dòng)，可進(jìn)一步改善起動(dòng)峰值張力作用。加速度的一階導(dǎo)數(shù)在0、T/T時(shí)刻是不連續(xù)的，但減速度導(dǎo)數(shù)的峰值只是圖23的81%。除起點(diǎn)和終點(diǎn)外，加速度曲線的一階導(dǎo)數(shù)是連續(xù)的。理想的起動(dòng)速度曲線，應(yīng)使帶式輸送機(jī)平穩(wěn)起動(dòng)，且在整個(gè)起動(dòng)過程中加速度的最小值較小，沒有加速度突變，以最大限度地減小起動(dòng)慣性力和起動(dòng)沖擊作用。實(shí)際工程表明，這個(gè)數(shù)值已不適應(yīng)長(zhǎng)距離、線路復(fù)雜的帶式輸送機(jī)。如果驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠很好的實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)動(dòng)力學(xué)的要求，那么就可以減小對(duì)帶式輸送機(jī)的沖擊，用較小的帶強(qiáng)并可降低輸送機(jī)的造價(jià)，帶式輸送機(jī)可以做的更長(zhǎng)。三、凸弧段曲率半徑 ，取R1=100 。該設(shè)計(jì)采用機(jī)尾拉緊，拉緊裝置應(yīng)具有的拉緊力為 式中：——拉緊滾筒趨入點(diǎn)張力（N）；——拉緊滾筒奔離點(diǎn)張力（N）。帶式輸送機(jī)所需的拉緊力，在起動(dòng)，穩(wěn)定運(yùn)行和制動(dòng)過程中是不同的。二、拉緊力拉緊裝置的拉緊力，按拉緊裝置的位置，根據(jù)算得得張力值計(jì)算。為使彎曲應(yīng)力不過大，鋼繩芯輸送帶的滾筒直徑，一般按滾筒直徑與鋼絲繩直徑之比大于等于150選取，據(jù)《礦山運(yùn)輸與提升設(shè)備》。輸送帶ST4000滿足要求。 滿足要求。依逐點(diǎn)計(jì)算法得： 重段最小點(diǎn)張力大于，故滿足垂度要求；＞=，故滿足不打滑條件。時(shí)，K′=′≈180176。該設(shè)計(jì)取本機(jī)為雙滾筒驅(qū)動(dòng)，?。荒z面驅(qū)動(dòng)滾筒，采區(qū)空氣潮濕取，查《DTⅡ型皮帶機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》得，則：輸送帶下垂度校核承載分支最小張力： N回程分支最小張力： 式中：——允許最大下垂度，一般≤，；各特性點(diǎn)張力計(jì)算功率配比2：1時(shí) 說明：為簡(jiǎn)化計(jì)算，輸送帶經(jīng)過改向滾筒的彎曲阻力F1和改向滾筒軸承阻力Ft之和W可用式W=（K′1）計(jì)算式中改向滾筒趨入點(diǎn)張力，N；K′改向滾筒阻力系數(shù)；′≈45176。 本設(shè)計(jì)采用雙滾筒分別驅(qū)動(dòng)。為保證輸送機(jī)正常運(yùn)行，輸送帶張力必須滿足以下兩個(gè)條件：（1）在任何負(fù)載情況下，作用在輸送帶上的張力應(yīng)使得全部傳動(dòng)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(yīng)保證不打滑；（2）作用在輸送帶上的張力應(yīng)足夠大，使輸送帶在兩組托輥間的垂度小于一定值。除此之外，為防止輸送帶在兩托輥之間有過大的垂度，輸送帶的張力還要滿足它的垂度不超過規(guī)定值的需要。選用電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)按實(shí)際情況的需要，計(jì)入負(fù)載起動(dòng)的動(dòng)負(fù)荷、電壓降、雙機(jī)功率分配不均等因數(shù)的影響，將上述計(jì)算值乘一個(gè)起動(dòng)系數(shù)，所以電動(dòng)機(jī)功率為查YB系列電動(dòng)機(jī)型譜，按就大不就小原則選定電動(dòng)機(jī)功率，選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為YB450S14,N=315KW，數(shù)量3臺(tái)。動(dòng)態(tài)張力可以通過動(dòng)態(tài)分析比較準(zhǔn)確地計(jì)算，也可以用穩(wěn)態(tài)最大張力乘以起動(dòng)系數(shù)來(lái)粗略估算。 系數(shù)C依輸送機(jī)長(zhǎng)度的不同由《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表418按插值法得C=；六、帶式輸送機(jī)所需的運(yùn)行功率帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)滾筒上所需的運(yùn)行功率，取決于牽引力（圓周力）和輸送機(jī)的速度，即 式中：——驅(qū)動(dòng)滾筒上所需的運(yùn)行功率，kw； ——驅(qū)動(dòng)滾筒上所需的牽引力（圓周力），kN； ——輸送帶速度，m/s。 對(duì)于長(zhǎng)距離的帶式輸送機(jī)，附加阻力明顯小于主要阻力，采用將主要阻力乘以一個(gè)大于1的系數(shù)來(lái)計(jì)入附加阻力的計(jì)算，不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤，以簡(jiǎn)化運(yùn)行阻力的計(jì)算。因本設(shè)計(jì)為井下上運(yùn)斜井主運(yùn)輸皮帶機(jī)，頭部換向滾筒處卸料，不需另設(shè)卸料器，卸料器的阻力按零計(jì)算，故： =4200N四、傾斜阻力傾斜阻力是在傾斜安裝的帶式輸送機(jī)上，物料提升要克服的重力，或物料下運(yùn)時(shí)的負(fù)重力。；物料與導(dǎo)料欄板間的摩擦阻力用下式計(jì)算 式中：——物料與導(dǎo)料欄板間的摩擦系數(shù)，=~，取=； ——導(dǎo)料槽欄板的長(zhǎng)度，m；取=6 m； ——容積輸送能力，； ——導(dǎo)料槽兩欄板間寬度，m，查《DTⅡ型皮帶機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》；計(jì)算得： 三、附加特種阻力 附加特種阻力包括：輸送帶清掃器的摩擦阻力及卸料器的阻力。30＇； ——V形托輥的軸線與水平線之間的夾角?！斔蜋C(jī)的工作傾角為11計(jì)算時(shí)，單位長(zhǎng)度輸送帶上裝運(yùn)的物料量q，重段和空段單位長(zhǎng)度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量q＇g、q＇＇g，分別按下列各式計(jì)算： = = = = = 式中：——輸送機(jī)的運(yùn)輸能力，； ——輸送帶的速度，； ——重段托輥組旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量，查《DTⅡ型皮帶機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表37得= ——空段托輥組旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量，查《DTⅡ型皮帶機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表37得= ——重段托輥組的間距，；——空段托輥組的間距，； 二、主要特種阻力 主要特種阻力包括：由于槽形托輥的兩側(cè)輥向前傾斜引起的摩擦阻力；在輸送帶的重段沿線設(shè)有導(dǎo)料欄板時(shí)，物料與欄板之間的摩擦阻力?！亓铀俣?，m/s2?！斩螁挝婚L(zhǎng)度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量,kg/m。 ——單位長(zhǎng)度輸送帶的質(zhì)量,kg/m。托輥旋轉(zhuǎn)阻力是由托輥軸承和密封的摩擦產(chǎn)生的；輸送帶的前進(jìn)阻力是由于輸送帶在托輥上反復(fù)被壓凹陷，以及輸送帶和物料經(jīng)過托輥時(shí)反復(fù)彎曲變形產(chǎn)生的。第三節(jié) 驅(qū)動(dòng)滾筒上所需驅(qū)動(dòng)力P和傳動(dòng)功率 帶式輸送機(jī)運(yùn)行，需要克服的阻力很多，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO5048*將帶式輸送機(jī)的運(yùn)行阻力歸納為五類：主要阻力、附加阻力、主要特種阻力、附加特種阻力和傾斜阻力。根據(jù)原煤塊度核算輸送機(jī)帶寬：＝2300＋200＝800mm1200 mm 式中——最大粒度，mm。第二節(jié) 核算輸送能力帶式輸送機(jī)的最大運(yùn)輸能力計(jì)算公式為 式中：——輸送量（； ν——帶速（； γ——物料堆積密度（）； Α——在運(yùn)行的輸送帶上物料的最大堆積面積（）， 查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表412得A=0．19568 Κ——輸送機(jī)的傾斜系數(shù)，查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》表413，利用插值法得K=0．94。初步設(shè)計(jì)參數(shù)： 根據(jù)《礦山運(yùn)輸機(jī)械》取：上托輥間距=1200mm，下托輥間距=3000mm，托輥槽角λ=35176。機(jī)長(zhǎng)1200m，總提升高度250 m，傾斜角度：β=0～11176。整機(jī)系統(tǒng)組成如下：該設(shè)計(jì)將整部輸送機(jī)分成輸送帶、驅(qū)動(dòng)裝置、卸載滾筒架、傳動(dòng)滾筒架、中間部分、機(jī)尾重載張緊車、滾筒、托輥、電氣控制等單元進(jìn)行設(shè)計(jì)、選型配套。初步確定輸送機(jī)布置形式，如圖21所示：圖21 輸送機(jī)布置方式第二節(jié) 設(shè)計(jì)計(jì)劃及方案一、根據(jù)給定的原始數(shù)據(jù)和要求，首先進(jìn)行功率及受力計(jì)算：對(duì)膠帶的帶強(qiáng)進(jìn)行計(jì)算校核，選出符合要求的膠帶規(guī)格及型號(hào)。總運(yùn)距：1200 m ，總提升高度250 m，帶速V=2．5 m/S ，帶寬B=1200 mm，物料溫度：50℃，工作環(huán)境：井下。 設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)：輸送物料為原煤，塊度為0～300mm，堆積密度γ=1000kg/m3，物料在輸送帶上的堆積角θ=30176。第二篇 鋼繩芯強(qiáng)力帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)的主要計(jì)算與校核第一章 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)、方案及實(shí)施過程第一節(jié) 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)及輸送機(jī)布置形式 針對(duì)目前煤炭企業(yè)規(guī)?；⒋笮突l(fā)展的方針趨勢(shì)，煤機(jī)市場(chǎng)對(duì)于長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、大坡度的帶式輸送機(jī)的需求量越來(lái)越大，這種帶式輸送機(jī)的特點(diǎn)要求是裝機(jī)功率大，帶強(qiáng)度高，使用鋼繩芯強(qiáng)力膠帶，對(duì)于滾筒、托輥和機(jī)架的強(qiáng)度要求都大幅提高，對(duì)整機(jī)的運(yùn)行監(jiān)控要求更加完善，安全動(dòng)轉(zhuǎn)的性能要求更高、更嚴(yán)格，需要配套變頻起動(dòng)裝置、CST裝置或調(diào)速耦合器等裝置來(lái)保證起動(dòng)和運(yùn)行的平穩(wěn)、可靠性。加工時(shí)，先將三角形框架單件焊接成形，并組裝成驅(qū)動(dòng)架，再在大型落地鏜床上進(jìn)行銑削加工，其上的螺栓孔也同時(shí)鉆出，這樣加工出來(lái)的驅(qū)動(dòng)架，其精度和形位公差才能滿足圖紙要求。托輥易損件采用： 密封：采用密封件及迷宮組合密封； 軸承：采用大游隙托輥專用軸承，該軸承采用了增大游隙、加大鋼球直徑和溝槽曲率，及采用具有柔性的尼龍保持架等措施，使其壽命比同規(guī)格的普通軸承提高10倍以上，旋轉(zhuǎn)阻力降低1倍以上。主要滾筒與軸的聯(lián)結(jié)采用漲套聯(lián)結(jié)，避免了在軸上銑鍵槽，降低了應(yīng)力集中、制造、安裝、拆卸都極為便利。五、滾筒所有傳動(dòng)滾筒和軸徑大于200mm的改向滾筒采用鑄焊結(jié)構(gòu)，其余滾筒采用全焊結(jié)構(gòu)，筒體焊接后，對(duì)其焊縫進(jìn)行超聲波和X光探傷檢查，并進(jìn)行熱處理，以消