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目录1设计方案12带式输送机的设计计算1已知原始数据及工作条件错误!未定义书签计算步骤2带宽的确定:2输送带宽度的核算错误!未定义书签圆周驱动力错误!未定义书签计算公式错误!未定义书签主要阻力计算错误!未定义书签主要特种阻力计算错误!未定义书签附加特种阻力计算错误!未定义书签倾斜阻力计算错误!未定义书签传动功率计算错误!未定义书签传动轴功率(PA)计算错误!未定义书签电动机功率计算错误!未定义书签输送带张力计算错误!未定义书签输送带不打滑条件校核错误!未定义书签输送带下垂度校核错误!未定义书签各特性点张力计算错误!未定义书签传动滚筒、改向滚筒合张力计算错误!未定义书签传动滚筒合张力计算错误!未定义书签改向滚筒合张力计算错误!未定义书签初选滚筒错误!未定义书签传动滚筒最大扭矩计算错误!未定义书签拉紧力计算错误!未定义书签绳芯输送带强度校核计算18技术可行性分析183经济可行性分析1945结论20电动机功率计算电动机功率为,按式()计算:式中〃-----传动效率,一般在〜之间选取;〃一一电压降系数,一般取〜——多电机功率不平衡系数,一般取多=
0.
900.95,单驱动时,77=10根据计算出的2值,查电动机型谱,按就大不就小原则选定电动机功率f一218977x
2.5一山山n由式()p=------------------=547W由式()=673KWPM=-------------------------------M根据带式输送机的布置要求,传动系统采用双滚筒三电机模式运作,则每台电动机的功率为—kW=224kW3选择三台250KW的电动机输送带张力计算输送带张力在整个长度上是变化的,影响因素很多,为保证输送机正常运行,输送带张力必须满足以下两个条件
(1)在任何负载情况下,作用在输送带上的张力应使得全部传动滚筒上的圆周力是通过摩擦传递到输送带上,而输送带与滚筒间应保证不打滑;
(2)作用在输送带上的张力应足够大,使输送带在两组托辐间的垂度小于一定值监送带不打滑条件校核圆周驱动力均通过摩擦传递到输送带上(见图2-2)-UF1图2-2作用于输送带的张力如图4所示,输送带在传动滚简松边的最小张力应满足的要求minCemax传动滚筒传递的最大圆周力
4.=储F动载荷系数酌=
1.2-
1.7;对惯性小、起制动平稳的输送机可取较小值;否则,就应取较大值取=——传动滚筒与输送带间的摩擦系数,见表2-10表2-10传动滚筒与输送带间的摩擦系数工作条件光面滚筒胶面滚筒清洁干燥环境潮湿潮湿粘污取储二,由式exX218977=328466N1对常用c-=
6.95—c—1根据条件,双滚筒传1动―该设计取U=;0=370o弓皿EminNC X=X=55182N输送带下垂度校核为了限制输送带在两组托辐间的下垂度,作用在输送带上任意一点的最小张力,in,需按式和进行验算承载分支/mm2坐产8-J iacm回程分支%min之子片8-admV7式中4——允许最大垂度,一般士/admV〃斯------承载上托辐间距(最小张力处);h\由式()得:
1.2x42+
77.78x
9.8=17608N8x
0.013x42x
9.8=15435N8x
0.01各特性点张力计算为了确定输送带作用于各改向滚筒的合张力,拉紧装置拉紧力和凸凹弧起始点张力等特性点张力,需逐点张力计算法,进行各特性点张力计算回程下托辐间距(最小张力处)图2-3张力分布点图⑴运行阻力的计算由分离点起,依次将特殊点设为
1、
2、
3、...,一直到6点,如图2-3所示计算运行阻力时,首先要确定输送带的种类和型号在前面我们已经选好了输送带,st3150型钢丝绳芯输送带,纵向拉伸强度3150N/mm;带厚25mm;输送带质量42Kg/m.承载段运行阻力^0min—重段阻力Fzh=q+q cos0+sin0Lg+q Rol/g B由式得=42+
77.78x
0.03xcos0°+sin0°xl111X
9.8+
10.175X111=42448NF=42+
77.78x
0.03x cos
12.5°+sin
12.5°x672x
9.8+
10.175x672x
0.03x
9.8=l95846Nzh2F=Fg=238294NF+2kM空段阻力F=q Lfgcos P+q Lfg-q Lgsin3k BRll B由式得F,=42x1111X
0.03X
9.8XCOS00+
3.48X1111x
0.03x
9.8-42x1lllx
9.8xsin0°=14856A^f\1K42=42x672x
0.03x
9.8xcosl
2.50+
3.48x672x
0.03x
9.8-42x672x
9.8x sin
12.5°=-51071NFK=FK1”K2=-36221N⑵输送带上各点张力的计算根据不打滑条件,传动滚筒奔离点的最小张力为55182No令S]=55182N,据此计算各点张力如表2-10S=S=55182N}2S3=5=57389N2§4=03+尸K=45955N-36221N=21168N5=5=22015N54=S5+E=260309N/表2-11112112计算式按不打滑双传动双传动双传动条件计算S]=S551825918351107789112S3—S257389615505315282067S=S+F2116825329169314584643KS5=S422105263421760847680按21双传动时,S5〈七min,令S5二七17608minS6=S5+F260309264636255902285974zh传动滚筒、改向滚筒合张力计算传动滚筒合张力计算根据工况要求
1、功率配比1:1时品=%=与=等二=W94892VS6T-S=%=109489N285=F----------=109489—=168672N[J26-1uz
2.85-1E=$67—%=168672-109489二591837V第一滚筒合张力:E=Se+S6T=264636+168672=433308N第二滚筒合张力F=S6T+S=168672+59183=227855N
212、功率配比1:2时厂2R2x218977=145985NFU2=T=------------------;---------*2992N为患者S—§=145985Nu0—11z2—=145985——=224896N
2.85-1S=S下=224896-145985=7891INu1o-i z第一滚筒合张力F=S+S6T=285974+224896=510870Ni6第二滚筒合张力F=S6T+S1=224896+78911=303807N
23、功率配比2:1时/3=145985N=%=叨=72992NSGT_S]=%=72992N285=72992---=112447NS=F61UO6-1uz
2.85—1§=S—-%=112447-72992=394557V U1o—l2第一滚筒合张力F.=s+S6T=255902+112447=368349N6第二滚筒合张力F=S6T+S=112447+51107=163554N2}综合以上三种情况1:2驱动时,各特性点张力最大第一滚筒合张力4max=51KN第二滚筒合张力尸2max=304ZN按三种驱动工况计算出各特性点张力列于表2-11改向滚筒合张力计算根据计算出的各特性点张力/2双驱动时,各特性点张力最大,即据此计算出各滚筒合张力,确定滚筒型号头部180改向滚筒的合张力F§3=78911+82067=160978N改]=邑+尾部180改向滚筒的合张力F=S+S5=45846+47680=93526NA24初选滚筒输送机滚筒直径,应根据输送带带芯类型、张力等因素确定传动滚筒最小直径D=G x4()D——传动滚筒直径(mm)C0——计算系数(钢丝绳芯输送带取145)d------输送带钢丝绳直径(mm)BD=C0x〃=145x
8.1=1175所以初选传动滚筒直径为1250mm查表2-12改向滚筒直径为1000mm表2-12按稳定工况确定的最小滚筒直径最小直径传动滚允许的最高输送带张力利用率筒直径60%-100%30%-60%30%D滚筒组别滚筒组别滚筒组别A B C A BCABC50050040031540031525031531525063063050040050040031540040031580080063050063050040050050040010001000800630800630500630630500125012501000800100080063080080063014001400125010001250100080010001000800注A—传动滚筒;B一改向滚筒
(180);C一改向滚筒(<180)传动滚筒最大扭矩计算单驱动时,传动滚筒的最大扭矩Mmax按式计算:Mmax200式中D——传动滚筒的直径mm双驱动时,传动滚筒的最大扭矩Mmax按式计算:M—%42max,D―2000初选传动滚筒直径为1250mm,则传动滚筒的最大扭矩为:146义=9L25kN/mmax
1.25法e2max=146KN查DTH A型带式输送机设计手册,没有符合要求的滚筒,需特殊订货拉紧力计算拉紧装置拉紧力F按式计算耳=S’+S M式中s,——拉紧滚筒趋入点张力N;一一拉紧滚筒奔离点张力N由式F=s+S=45846+47680=93526N45查〈〈DTH A型带式输送机设计手册〉〉初步选定电动绞车拉紧装置钢丝绳芯输送带强度校核计算绳芯要求的纵向拉伸强度Gx按式计算;式中々一一静安全系数,一般々=710o运行条件好,倾角好,强度低取小值;反之,取大值输送带的最大张力月/=4+S1=218977+78911=297888N297888x9=268IN/mmGx_iboo-々选为9,由式可选输送带St3150,即满足要求、技术可行性分析31,简化了运输系统,煤炭运输变得顺畅,取消了185斜皮带,同时减少了340煤仓、347煤仓、489煤仓等中间环节改造前的运输路线三水平皮带下山一二水平皮带下山一340煤仓一185运输斜巷一347煤仓一一水平皮带下山一489煤仓一主平胴皮带一地面改造后的运输路线三水平皮带下山一二水平皮带下山一一水平皮带下山一主平胴皮带一地面有效的减小了矿井的通风阻力,降低了入风风速,提高了入风质量,减小了通风阻力
3.掘进施工的煤炭运输及辅助运输方便,可使用综掘机掘进;
4.改善一水平皮带下山现状可以解决一水平皮带下山机头通风系统不合理,温度高、煤尘大;造成电机过热和防尘效果不好等问题,以及一水平皮带下山396片口往下巷道变形严重,通风阻力大,检修皮带和清皮带困难问题
5.提高煤质和块煤率皮带改造后,取消了3个煤仓,能大大的提高块煤率,同时减少了煤仓中的水分混入,有助于提高煤质通过上述分析一采区主运输系统改造在技术上是可行的、经济可行性分析4L优化了人员岗位,减少了劳动支出皮带改造后每班可减少5个岗位,加上维修设备及清皮带2人,总计22名人员,按2013年我矿辅助队人员平均工资5000元计算,可结余工资万元/年
2.减少了设备,做到了节能降耗改造后可减少3台给煤机、一条皮带,降低了运输电耗,按每天工作16小时,一年360天计算,原运输系统使用的电量为万度;改造后预计使用的新皮带的功率为640KW,工作状况不变,使用的电量为万度,预计节电万度按每度电价元计算,每年可节约电费万元另外有很多隐性效益,减少了设备配件及租赁费,减低了设备故障率,减少了清眼工作,减少了维护工作量等,改造后减小矿井通风阻力,降低了一部分通风电耗
3.提高块煤率,取得了经济效益改造后取消了3个煤仓,提高了块煤率经煤质科实测,由340皮带到主平胴皮带块煤率平均损失为17%,保守估计改造后按块煤率提高15%计算,年产190万吨原煤,每年可多出块煤万吨,按我矿2013年块煤平均售价432元计算,营业收入可达12312万元如果块煤变为原煤,按我矿2013年原煤综合售价为280元/吨计算,万吨的营业收入为7980万元,块煤损失后变原煤的利润差为4332万元通过上述分析一采区主运输系统改造在经济上是可行的结论5^本次设计为普通DTII型带式传送机,DTII皮带输送机输送能力大、结构简单、投资费用相对较低及维护方便通过本次设计可以实现将原料从低处运到高处,而且结构设计的稳固,经过综合分析,对一采区主运输系统改造工程是合理的提高煤质、块率,同时对于矿井节能降耗和经济效益等方面具有重大意义参考文献
[1]张尊敬.DTH A型带式输送机设计手册[M].北京冶金工业出版社.2003年8月.
[2]洪晓华.矿井运输提升[M].中国矿业大学出版社.2005年7月.[31毋虎城.矿山运输与提升设备[M].北京煤炭工业出版设.2004年5月.带式输送机选型设计、设计方案1将现主平胴延伸与一水平皮带下山相连,在二水平皮带下山机头重新布置一条运输联络巷与一水平皮带下山搭接平胴、一水平皮带下山采用一条皮带,取消了原二水平皮带运输斜巷、+340煤仓、+347煤仓、+489煤仓改造后巷道全长1783m,其中平胴+4%,11Hm,下山°,672米系统改造后皮带示意图(方案三)注巷道全长1783m原主平嗣及延伸原一水平皮带下山1111000一-------------------------------------------------------672000+4%o一1230,一1-1皮带改造后示意图、带式输送机的设计计算2已知原始数据及工作条件带式输送机的设计计算,应具有下列原始数据及工作条件资料
(1)物料的名称和输送能力
(2)物料的性质粒度大小,最大粒度和粗度组成情况;堆积密度;动堆积角、静堆积角,温度、湿度、粒度和磨损性等
(3)工作环境、露天、室内、干燥、潮湿和灰尘多少等;
(4)卸料方式和卸料装置形式;
(5)给料点数目和位置;
(6)输送机布置形式和尺寸,即输送机系统(单机或多机)综合布置形式、地形条件和供电情况输送距离、上运或下运、提升高度、最大倾角等;
(7)装置布置形式,是否需要设置制动器原始参数和工作条件
(1)输送物料煤
(2)物料特性1)块度0〜300mm2)散装密度m33)在输送带上堆积角P=204)物料温度<50℃
(3)工作环境井下
(4)输送系统及相关尺寸
(1)运距1783m
(2)倾斜角其中平胴B=01111m0,皮带下山°,672mo8=03最大运量:700t/h5皮带采用双滚筒驱动,驱动滚筒围包角370初步确定输送机布置形式,如图2-1所示mil图2-1传动系统图计算步骤、带宽的确定按给定的工作条件,取原煤的堆积角为20°原煤的堆积密度按900kg/m3输送机的工作倾角8=°带式输送机的最大运输能力计算公式为Q
3.65V k式中Q-------输送量〃%;v------带速mis;p——物料堆积密度依/加
3.在运行的输送带上物料的最大堆积面积,m2K--输送机的倾斜系数带速选择原则1输送量大、输送带较宽时,应选择较高的带速2较长的水平输送机,应选择较高的带速;输送机倾角愈大,输送距离愈短,则带速应愈低3物料易滚动、粒度大、磨琢性强的,或容易扬尘的以及环境卫生条件要求较高的,宜选用较低带速4一般用于给了或输送粉尘量大时,带速可取s〜lm/s;或根据物料特性和工艺要求决定5人工配料称重时,带速不应大于s6采用犁式卸料器时,带速不宜超过s7米用卸料车时,带速一般不宜超过s;当输送细碎物料或小块料时,允许带速为s8有计量秤时,带速应按自动计量秤的要求决定9输送成品物件时,带速一般小于s带速与带宽、输送能力、物料性质、块度和输送机的线路倾角有关.当输送机向上运输时,倾角大,带速应低;下运时,带速更应低;水平运输时,可选择高带速.带速的确定还应考虑输送机卸料装置类型,当采用犁式卸料车时,带速不宜超过s.表2-1倾斜输送机面积折减系数k倾角2468101214161820°k输送机的工作倾角按14°选择;查DTH A型带式输送机设计手册表2-1此后凡未注明均为该书得k=按给定的工作条件,取原煤的堆积角为20;原煤的堆积密度为900kg/m3;考虑上山运输工作条件取带速为S;将个参数值代入上式,可得到为保证给顶的运输能力,带上必须具有的的截面积=
0.0950m
23.6pvk表2-2输送带上物号的最大截面积带宽B=1000mm带宽B=80mm堆行堆行堆行积行堆行运托辐槽角积角积角积角角积堆角入角运运运运运35|||||查表2-2,输送机的承载托辑槽角35,物料的堆积角为20°时,带宽为1000mm的输送带上允许物料堆积的横断面积为m2,此值大于计算所需要的堆积横断面积,据此选用宽度为1000mm的输送带能满足要求经如上计算,初选带宽B=1000mm,3150型钢丝绳芯输送带输送带技术规格表2-3St3150型钢丝绳芯输送带输送带钢丝绳间距纵向拉伸强度带厚钢丝绳最大直径钢丝绳根数输送带质量3150N/mm25mm15mm6442Kg/m、输送带宽度的核算输送大块散状物料的输送机,需要按式核算,再查表2-4B2a+200式中------最大粒度,mm表2-4不同带宽推荐的输送物料的最大粒度mm带宽B500650800100012001400筛分后100130180250300350粒度未筛分150200300400500600计算3=1000=2x400+200=1000故,输送带宽满足输送要求圆周驱动力20P30P35PP2030P35计算公式1所有长度包括L〈80m〉传动滚筒上所需圆周驱动力《为输送机所有阻力之和,可用式计算:Fu=+F+F+FFH+FNSi S2St式中心——主要阻力,N;——附加阻力,FN N;F——特种主要阻力,N;S1F——特种附加阻力,N;S2F——倾斜阻力,NoSt五种阻力中,
七、弓是所有输送机都有的,其他三类阻力,根据输送机类型及附件装设情况定,由设计者选择2L80m对机长大于80m的带式输送机,附加阻力尸明显的小于主要阻力,可用简便的方式进行计算,不会出现严重错误为此引入系数C作简化计算,则公式变为下面的形式Fu-+F+F+F CFHSiS2S[式中C——与输送机长度有关的系数,在机长大于80m时,可按式计算,或从表查取L式中-------附加长度,一般在70m到100m之间;——系数,不小于查〈〈DTH A型带式输送机设计手册〉〉表3-5既本说明书表2-5表2-5系数CL80100150200300400500600CL70080090010001500200025005000C主要阻力计算输送机的主要阻力F是物料及输送带移动和承载分支及回程分支托辑旋转所产生阻力的H总和可用式()计算+(2外+%)COS6]()FH=RO+式中f——模拟摩擦系数,根据工作条件及制造安装水平决定,一般可按表查取L——输送机长度(头尾滚筒中心距),m;g重力加速度;初步选定托辐表2-6承载托辐技术参数旋转部分带宽辐径长度轴承型号总质量/kg质量/kg380m1000mm108mm630538m2-7回程托辐技术参数表旋转部分质-H4-辐径长度轴承型号总质量/kg市宽量/kg1150m1000mm108mm630522m上托辐间距%=,下托辐间距4=3m,上托辐槽角35,下托辐槽角0q——承载分支托辐组每米长度旋转部分重量,kg/m,用式()计算RO为其中——承载分支每组托辐旋转部分重量,kg;〃一一承载分支托辐间距,m;托辐已经选好,知G=1221kg】4/昌G
112.211/计算分=1=寸:kg/m q——回程分支托辐组每米长度旋转部分质RU量,kg/m,用式计算:_G2一劭QRU=其中—回程分支每组托辐旋转部分质量劭——回程分支托辐间距,G—m;2G=
10.43kg2工楮G
10.432计算qRu=~^=m」=劭3QvQG=—
3.6u700=
77.78kg/mq——每米长度输送物料质量Gq------每米长度输送带质量,kg/m,q=42kg/mR BfLg[q+q u+2%+qcos8]FHI=R RG=X1111XX[++2X42+Xcos0°]+X672X X[++2X42+X°]=57303+33902=91205N/运行阻力系数f值应根据表2-8选取取/二表2-8阻力系数f输送机工况f工作条件和设备质量良好,带速低,物料内摩擦较小工作条件和设备质量一般,带速较高,物料内摩擦较大工作条件恶劣、多尘低温、湿度大,设备质量较差,托辐成槽角大于35°主要特种阻力计算主要特种阻力心包括托辐前倾的摩擦阻力匕和被输送物料与导料槽拦板间的摩擦阻力为两部分,按式计算『工+4工按式或式计算三个等长辐子的前倾上托辐时且%+%gcos5sine O二辐式前倾下托辑时1/cos彳cos3sin£举=氏旦式中F一重载段等长三托辐前倾摩擦阻力£Q一槽型系数取“一承载托辐与输送带的摩擦系数取4一装有前倾托辐的区段长度£一前倾角马=04x
0.4x1111x42+
77.78x
9.8xcos0xsinl23=4479NF=42+
77.78x
9.8xcos
12.5xsinl23,=2645NC2^=F+F=4479+2645=71242VSa ele2主要特种阻力/1=工+与/=7124+0=7124N附加特种阻力计算附加特种阻力为2包括输送带清扫器摩擦阻力工和卸料器摩擦阻力工等部分,按下式计算FS2=n3-Fr+Fa6E.二A.P.〃3Fa=BK式中小一一清扫器个数,包括头部清扫器和空段清扫器;个清扫器和输送带接触面积,m2,见表p——清扫器和输送带间的压力,N/m2,一般取为3xl()4〜lOxIO,N//;外一一清扫器和输送带间的摩擦系数,一般取为~;网——刮板系数,一般取为1500N/m表2-9导料槽栏板内宽、刮板与输送带接触面积带宽B导料栏板内宽b}刮板与输送带接触面积A/m2/mm/m头部清扫器空段清扫器500650800100012001400查表2-9得A=2,取p=10xl()4N/m2,取出=,将数据带入式()则£.=10xl()40Nx=60拟设计有两个头部清扫器和四个空段清扫器(一个空段清扫器相当于个清扫器)工二0由式()贝U F.=8X600=4800Ns倾斜阻力计算倾斜阻力按下式计算Fst=qG,g,H()式中H=146=9G・g.=
77.78x
9.8xl46=111288由式()Fu=F+F+FCF+SI S2StH4=X91205+7124+4800+111288=218977N传动功率计算传动轴功率
(2)计算传动滚筒轴功率(巴)按式()计算。