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皮带运输毕业设计--DTⅡ(A)带式输送机的设计.doc

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摘 要 本次毕业设计是关于DTⅡ(A)带式输送机的设计。首先对胶带输送机作了简单的概述,接着分析了带式输送机的选型原则及计算方法;然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计;接着对所选择的输送机各主要零部件进行了校核。普通型带式输送机由六个主要部件组成:传动装置,机尾和导回装置,中部机架,拉紧装置以及胶带。最后简单的说明了输送机的安装与维护。 在胶带输送机的设计、制造以及应用方面, 从20世纪80年代起,我国煤矿用带式输送机也有了很大发展,对带式输送机的关键技术研究和新产品的开发都取得了可喜的成果,输送机产品系列不断增多,从定型的SDJ, SSJ, STJ, DT等系列发展到多功能、适应特种用途的各种带式输送机系列,但这一阶段的发展大都基于我国70年代前后引进带式输送机的变形和改进,主体结构没有大的变化。进入90年代后,随着煤矿现代化的发展和需要,我国对大倾角带式输送机、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机及长运距、大运量带式输送机及其关键技术、关键零部件进行了理论研究和产品开发,应用动态分析技术和中间驱动与智能化控制等技术,研制成功了软启动和制动装置以及PLC控制为核心的防爆电控装置。 国外带式输送机技术的发展主要表现在三个方面:(1)带式输送机功能多元化、应用范围扩大化,如大倾角带式输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型;(2)带式输送机本身的技术向长运距、大运量、高带速等大型带式输送机方向发展;(3)带式输送机本身关键零部件向高性能、高可靠性方向发展。在煤矿井下,由于受环境条件的限制,其带式输送机的技术指标要比地面用带式输送机的指标为低。 本次带式输送机设计代表了设计的一般过程, 对今后的选型设计工作有一定的参考价值。 关键词:带式输送机 ;选型设计 ;主要部件 目 录 1 绪 论 1 2带式输送机概述 2 2.1带式输送机及其基本组成 2 2.2带式输送机的分类 2 2.3特种带式输送机 2 2.4带式输送机的发展状况 4 2.5 带式输送机的结构和布置形式 4 2.5.1 带式输送机的结构 4 2.5.2 布置方式 5 3 带式输送机的设计计算 6 3.1 已知原始数据及工作条件 6 3.2设计计算 7 3.2.1最大的物料横截面积 7 3.2.2输送能力 7 3.2.3输送带带宽 8 3.3圆周驱动力 8 3.3.1 计算公式 8 3.3.2 主要阻力计算 10 3.3.3 主要特种阻力计算 11 3.3.4 附加特种阻力计算 11 3.3.5 倾斜阻力计算 12 3.4传动功率计算 13 3.4.1 传动滚筒轴功率计算 13 3.4.2电动机功率计算 13 3.5输送带张力计算 14 3.5.2 输送带下垂度校核 15 3.5.3 各特性点张力计算 16 3.6绳芯输送带强度校核计算 17 4 驱动装置的选用与设计 18 4.1 电机的选用 18 4.2 减速器的选用 19 4.2.1 传动装置的总传动比 19 4.2.2 液力偶合器 19 4.2.3 联轴器 20 5 带式输送机部件的选用 24 5.1 输送带 24 5.1.1 输送带的分类: 24 5.1.2 输送带的连接 25 5.2 传动滚筒 25 5.2.1 传动滚筒的作用及类型 25 5.2.2 传动滚筒的选型及设计 26 5.2.3 传动滚筒结构 27 5.3 托辊 27 5.3.1 托辊的作用与类型 27 5.3.2 托辊的选型 30 5.4 制动装置 31 5.4.1 制动装置的作用 31 5.4.2 制动装置的种类 32 5.4.3 制动装置的选型 33 5.5 改向装置 34 5.6拉紧装置 34 5.6.1 拉紧装置的作用 34 5.6.2 张紧装置在使用中应满足的要求 34 5.6.3 拉紧装置在过渡工况下的工作特点 35 5.6.4 拉紧装置布置时应遵循的原则 35 5.6.5 拉紧装置的种类及特点 35 5.7 保护装置 36 5.7.1 防纵向撕裂保护装置 36 5.7.2 跑偏开关 38 6 其他部件的选用 39 6.1 机架与中间架 39 6.2 给料装置 40 6.2.1 对给料装置的基本要求 40 6.2.2 装料段拦板的布置及尺寸 41 6.2.3 装料点的缓冲 42 6.3 卸料装置 42 7 总 结 44 参考文献 45 致 谢 46 第46页 1 绪 论 带式输送机是连续运行的运输设备,在冶金、采矿、动力、建材等重工业部门及交通运输部门中主要用来运送大量散状货物,如矿石、煤、砂等粉、块状物和包装好的成件物品。带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备,与其他运输设备相比,不仅具有长距离、大运量、连续输送等优点,而且运行可靠,易于实现自动化、集中化控制,特别是对高产高效矿井,带式输送机已成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。特别是近10年,长距离、大运量、高速度的带式输送机的出现,使其在矿山建设的井下巷道、矿井地表运输系统及露天采矿场、选矿厂中的应用又得到进一步推广。 选择带式输送机这种通用机械的设计作为毕业设计的选题,能培养我们独立解决工程实际问题的能力,通过这次毕业设计是对所学基本理论和专业知识的一次综合运用,也使我们的设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练。 原始参数: 1) 输送物料: 煤 2) 物料特性: ⑴原煤粒度: 0~300mm ⑵堆积密度: 0.90t/m3 ⑶在输送带上堆积角:ρ=20° ⑷物料温度:<50℃ 3)工作环境: 地面 4)输送系统及相关尺寸:(1)运距:150m (2)倾斜角:β=0° (3)最大运量:800t/h 设计解决的问题: 熟悉带式输送机的各部分的功能与作用,对主要部件进行选型设计与计算,解决在实际使用中容易出现的问题。 2带式输送机概述 2.1带式输送机及其基本组成 带式输送的基本组成部分是:输送带,托辊,驱动装置(包括传动滚筒),机架,拉紧装置和清扫装置。输送带绕经传动滚筒和改向滚筒,拉紧滚筒接成环形,拉紧装置给输送带以正常运行所需的张力。工作时,驱动装置驱动传动滚筒,通过传动滚筒与输送带之间的摩擦力带动输送带连续运行,装到输送带上的物料随它一起运行到端部卸出。利用专门的卸载装置也可以在中间部位卸载。 2.2带式输送机的分类 带式输送机的分类见下表 表2-1 名称 代号 类,组,型代号 通用带式输送机 T(通) DT 轻型带式输送机 Q(轻) DQ 移动带式输送机 Y(移) DY 钢丝绳芯带式输送机 X(芯) DX 大倾角带式输送机 J(角) DJ 钢丝绳牵引带式输送机 S(绳) DS 压带式输送机 A(压) DA 气垫带式输送机 D(垫) DD 磁性带式输送机 C(磁) DC 钢带式输送机 G(钢) DG 网带式输送机 W(网) DW 2.3特种带式输送机 (1)钢丝绳牵引带式输送机 钢丝绳牵引带式输送机是一种强力带式输送机,在我国煤矿斜井中曾广泛应用。这种输送机的特点是以钢丝绳作为牵引机构,胶带只起承载作用,不承受牵引力,其优点是输送距离长,输送能力大。功率消耗少,运行平衡,由于单机长度大,转载次数少,操作简单,故便于实现自动化。其主要缺点是设备费用和投资高,胶带工艺复杂,制作成本高,而且有些矿井胶带使用寿面低,钢丝绳和托绳轮的寿命短,而且换绳工作量和托绳轮维修工作量大。 (2)中间多驱动带式输送机 中间多驱动带式输送机是长距离带式输送机的一种型式,它是在长距离的机身中,间隔一定距离设置一台短的驱动带,每条驱动带有自己的驱动装置和拉紧装置。驱动带运行时依靠它与主输送带之间的摩擦力,带动主输送带的运行,还可以在主输送带的两端,也设置驱动装置直接带动主输送带。一台这种驱动方式的输送带能达到的运输距离,从原理上讲是没有限制的,只是在多台分散的驱动装置之间,难以保持同步运转。 这种输送带的优点是把牵引力分散到各中间驱动部位,使主输送带所受的张力大为降低,在长距离运输中,可采用低强度的输送带,使初期投资降低,在运输距离分散加强的场合采用这种运输机,可随运输距离的加长逐渐增加驱动装置,避免在初期设置大功率的驱动装置。 (3)圆管式胶带输送机 圆管式胶带输送机是用托辊逐渐把胶带卷成管型,其他部分如滚筒,张紧装置,驱动装置和普通胶带输送机的结构相同。从尾部滚筒到胶带卷成管形的这段距离称为过渡段,加料口一般设在过渡段之间。在过渡段后胶带变成圆管形。在输送段胶带同物料一起运行,当物料到达卸料端之后胶带又同物料一起从圆管形变成槽形,而到头部滚筒变成平行,在空段也是如此。有的圆管式运输机上部是圆管形,下部是平行。 (4)大倾角带式输送机 大倾角带式输送机能在超临界角度情况下运送物料,通常采用下面几种方法使物料不下滑也不向外撒洒料。 ①增加物料对输送带表面的摩擦力。 ②在普通输送带上增设与输送带一起移动的横隔板。 ③增加物料与胶带的正压力。 (5)气垫式带式输送 气垫带式输送机是20世纪70年代首先在荷兰研制成功的一种新型连续输送设备。目前,美国、英国、日本和俄罗斯等国都在研制生产这种输送设备,并广泛用于煤炭,化工,粮食等部门输送各种散装物料。其特点如下 ①结构简单,运动部件特别少,它具有可靠的性能和较低的维修费用。 ②物料在输送带上能完全静止,减少粉尘,并降低并几乎清除运行过程中的震动,有利于提高输送机的运行速度,其最高带速已达到8m/s ③在气垫带式输送机上,负载的输送带和盘槽的摩擦阻力实际上和带速无关。一台长距离的静止的负载气垫带式输送机只要形成气膜,不需要其他措施便能立即启动。 ④气垫带式输送机采用箱型断面,其支撑有良好的刚度和强度,且易于制造。 2.4带式输送机的发展状况 目前带式输送机已广泛应用于国民经经济各个部门,近年来在露天矿和地下矿的联合运输系统中带式输送机又成为重要的组成部分。主要有:钢绳芯带式输送机、钢绳牵引胶带输送机和排弃场的连续输送设施等。 这些输送机的特点是输送能力大(可达30000t/h),适用范围广(可运送矿石,煤炭,岩石和各种粉状物料,特定条件下也可以运人),安全可靠,自动化程度高,设备维护检修容易,爬坡能力大(可达16°),经营费用低,由于缩短运输距离可节省基建投资。 目前,带式输送机的发展趋势是:大运输能力、大带宽、大倾角、增加单机长度和水平转弯,合理使用胶带张力,降低物料输送能耗,清理胶带的最佳方法等。 2.5 带式输送机的结构和布置形式 2.5.1 带式输送机的结构 带式输送机主要由以下部件组成:头架、驱动装置、传动滚筒、尾架、托辊、中间架、尾部改向装置、卸载装置、清扫装置、安全保护装置等。 输送带是带式输送机的承载构件,带上的物料随输送带一起运行,物料根据需要可以在输送机的端部和中间部位卸下。输送带用旋转的托棍支撑,运行阻力小。带式输送机可沿水平或倾斜线路布置。使用光面输送带沿倾斜线路布置时,不同物料的最大运输倾角是不同的,如下表2-2所示: 表2-2 不同物料的最大运角 物料种类 角度 物料种类 角度 煤块 18° 筛分后的石灰石 12° 煤块 20° 干沙 15° 筛分后的焦碳 17° 未筛分的石块 18° 0—350mm矿石 16° 水泥 20° 0—200mm油田页岩 22° 干松泥土 20° 由于带式输送机的结构特点决定了其具有优良性能,主要表现在:运输能力大,且工作阻力小,耗电量低,约为刮板输送机的1/3到1/5;由于物料同输送机一起移动,同刮板输送机比较,物料破碎率小;带式输送机的单机运距可以很长,与刮板输送机比较,在同样运输能力及运距条件下,其所需设备台数少,转载环节少,节省设备和人员,并且维护比较简单。由于输送带成本高且易损坏,故与其它设备比较,初期投资高且不适应输送有尖棱的物料。 输送机年工作时间一般取4500-5500小时。当二班工作和输送剥离物,且输送环节较多,宜取下限;当三班工作和输送环节少的矿石输送,并有储仓时,取上限为宜。 2.5.2 布置方式 电动机通过联轴器、减速器带动传动滚筒转动或其他驱动机构,借助于滚筒或其他驱动机构与输送带之间的摩擦力,使输送带运动。带式输送机的驱动方式按驱动装置可分为单点驱动方式和多点驱动方式两种。 通用固定式输送带输送机多采用单点驱动方式,即驱动装置集中的安装在输送机长度的某一个位置处,一般放在机头处。单点驱动方式按传动滚筒的数目分,可分为单滚筒和双滚筒驱动。对每个滚筒的驱动又可分为单电动机驱动和多电动机驱动。因单点驱动方式最常用,凡是没有指明是多点驱动方式的,即为单驱动方式,故一般对单点驱动方式,“单点”两字省略。 单筒、单电动机驱动方式最简单,在考虑驱动方式时应是首选方式。在大运量、长距离的钢绳芯胶带输送机中往往采用多电动机驱动。 3 带式输送机的设计计算 3.1 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: ①粒度大小,最大粒度和粗度组成情况; ②堆积密度; ③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:0~300mm ②散装密度:0.90t/ ③在输送带上堆积角:ρ=20° ④物料温度:<50℃ (3)工作环境:地面 (4)输送系统及相关尺寸: ①机长:150m ②倾斜角:β=0° ③输送能力:800t/h ④带宽:1000mm ⑤带速:2.5m/s 初步确定输送机布置形式,如图3-1所示: 图3-1 传动布置形式 3.2设计计算 3.2.1最大的物料横截面积 为了保证正常输送条件下不撒料,输送带上允许的最大物料横截面积S按式计算 式中 b―――—输送带可用宽度,m, 也可以参考DTⅡ(A)型带式输送机设计手册,查表3-2列出了不同带宽时的S值,可直接查取 查表得 S=0.1227 3.2.2输送能力 1.已知带宽,按下式计算输送能力: 式中 v------带速,m/s k------倾斜输送机面积折减系数,这里k=1。 = 3.6×0.1227×2.5×1×900 =993.87t/h >800 最大输送能力符合输送能力的要求 3.2.3输送带带宽 B=1000mm 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0.8m/s~1m/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1.25m/s。 (6)采用犁式卸料器时,带速不宜超过2.0m/s。 (7)采用卸料车时,带速一般不宜超过2.5m/s;当输送细碎物料或小块料时,允许带速为3.15m/s。 (8)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1.25m/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3.15m/s. 3.3圆周驱动力 3.3.1 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(3.3-1)计算: (3.3-1) 式中——主要阻力,N; ——附加阻力,N; ——特种主要阻力,N; ——特种附加阻力,N; ——倾斜阻力,N。 五种阻力中,、是所有输送机都有的,其他三类阻力,根据输送机侧型及附件装设情况定,由设计者选择。 2) 对机长大于80m的带式输送机,附加阻力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: (3.3-2) 式中——与输送机长度有关的系数,在机长大于80m时,可按式(2.3-3)计算,或从表查取 (3.3-3) 式中——附加长度,一般在70m到100m之间; ——系数,不小于1.02。 查〈〈DTⅡ(A)型带式输送机设计手册〉〉表3-5 既本说明书表3-1 表3-1系数C L 80 100 150 200 300 400 500 600 C 1.92 1.78 1.58 1.45 1.31 1.25 1.20 1.17 L 700 800 900 1000 1500 2000 2500 5000 C 1.14 1.12 1.10 1.09 1.06 1.05 1.04 1.03 3.3.2 主要阻力计算 输送机的主要阻力是物料及输送带移动和承载分支及回程分支托辊旋转所产生阻力的总和。可用式(2.4-4)计算: (3.4-4) 式中——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。 ——输送机长度(头尾滚筒中心距),m; ——重力加速度; ——承载分支托辊组每米长度旋转部分重量,kg/m,用式(3.4-5)计算 (3.4-5) 其中——承载分支每组托辊旋转部分重量,kg; ——承载分支托辊间距,m; 托辊已经选好,知 计算:=15.7kg/m ——回程分支托辊组每米长度旋转部分质量,kg/m,用式(3.3-6)计算: (3.3-6) 其中——回程分支每组托辊旋转部分质量 ——回程分支托辊间距,m; kg 计算:==5.36 kg/m ——每米长度输送物料质量 = =88.9kg/m ——每米长度输送带质量,kg/m,=12kg/m =0.022×150×10×[15.7+5.36+(2×12+88.9)×cos0°]=4451.7N 运行阻力系数f值应根据表3-2选取。取=0.022。 表3-2 阻力系数f 输送机工况 工作条件和设备质量良好,带速低,物料内摩擦较小 0.02~0.023 工作条件和设备质量一般,带速较高,物料内摩擦较大 0.025~0.030 工作条件恶劣、多尘低温、湿度大,设备质量较差,托辊成槽角大于35° 0.035~0.045 3.3.3 主要特种阻力计算 主要特种阻力包括托辊前倾的摩擦阻力和被输送物料与导料槽拦板间的摩擦阻力两部分,按式(3.3-7)计算: + (3.3-7) 按式(2.3-8)或式(3.3-9)计算: (1) 三个等长辊子的前倾上托辊时 (3.3-8) (2) 二辊式前倾下托辊时 (3.3-9) 本输送机没有主要特种阻力,即=0 3.3.4 附加特种阻力计算 附加特种阻力包括输送带清扫器摩擦阻力和卸料器摩擦阻力等部分,按下式计算: (3.3-10) (3.3-11) (3.3-12) 式中——清扫器个数,包括头部清扫器和空段清扫器; A——一个清扫器和输送带接触面积,,见表 ——清扫器和输送带间的压力,N/,一般取为3 N/; ——清扫器和输送带间的摩擦系数,一般取为0.5~0.7; ——刮板系数,一般取为1500 N/m。 表3-3导料槽栏板内宽、刮板与输送带接触面积 带宽B /mm 导料栏板内宽 /m 刮板与输送带接触面积A/m 头部清扫器 空段清扫器 500 0.315 0.005 0.008 650 0.400 0.007 0.01 800 0.495 0.008 0.012 1000 0.610 0.01 0.015 1200 0.730 0.012 0.018 1400 0.850 0.014 0.021 查表3-7得 A=0.01m,取=10N/m,取=0.6,将数据带入式(3.3-11) 则=0.01×10×0.6=600 N 拟设计的总图中有一个清扫器和一个空段清扫器(一个空段清扫器相当于1.5个清扫器)。 =0 由式(3.3-10) 则 =2.5×0.01×9××0.6=3000 N 3.3.5 倾斜阻力计算 倾斜阻力按下式计算: (3.3-13) 式中:因为是本输送机水平运输,所有H=0 =0 由式(2.4-2) =1.58×4451.7+990+3000+0 =11023N 3.4传动功率计算 3.4.1 传动滚筒轴功率计算 传动滚筒轴功率()按式(3.5-1)计算: =27.56KW 3.4.2电动机功率计算 电动机功率,按式(3.4-2)计算: (3.4-2) 式中——传动效率,一般在0.85~0.95之间选取; ——联轴器效率; 每个机械式联轴器效率:=0.98 液力耦合器器:=0.96; ——减速器传动效率,按每级齿轮传动效率.为0.98计算; 二级减速机:=0.98×0.98=0.96 三级减速机:=0.98×0.98×0.98=0.94 ——电压降系数,一般取0.90~0.95。 ——多电机功率不平衡系数,一般取,单驱动时,。 根据计算出的值,查电动机型谱,按就大不就小原则选定电动机功率。 由式(3.5-2) = =32.93KW 选电动机型号为Y225M-4,N=45 KW,G=305kg。 3.5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,使输送带在两组托辊间的垂度小于一定值。 3.5.1 输送带不打滑条件校核 圆周驱动力通过摩擦传递到输送带上(见图3-1) 图3-1作用于输送带的张力 如图3-1所示,输送带在传动滚简松边的最小张力应满足式(28)的要求。 传动滚筒传递的最大圆周力。动载荷系数;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1.5 ——传动滚筒与输送带间的摩擦系数,见表3-4 表3-7 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 0.25~0.03 0.40 环境潮湿 0.10~0.15 0.25~0.35 潮湿粘污 0.05 0.20 取=1.5,由式 =1.5×11023=16534.5N 对常用C==0.328 该设计取=0.4;=200。 =16534.5×0.328=5439N 3.5.2 输送带下垂度校核 为了限制输送带在两组托辊间的下垂度,作用在输送带上任意一点的最小张力,需按式(3.5-1)和(3.5-2)进行验算。 承载分支 (3.5-1) 回程分支 (3.5-2) 式中——允许最大垂度,一般0.01; ——承载上托辊间距(最小张力处); ——回程下托辊间距(最小张力处)。 取=0.01 由式(3.5-2)得: =15135 N 3.5.3 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。 根据不打滑条件,传动滚筒奔离点最小张力为5439N 令 亦满足空载段垂度条件 =5439+2×3000 =11439N =1.02×11439 =11667.8N =11667.8+0.022×30×10×(5.36+12)+1.5×3000 =16282.356N =1.03×16282.356 =16770.827N =17964.91+0.022×70×10×(5.36+12)+1.5×3000 =22732.254N =24114.375N﹥15135N 满足承载边保证下垂度最小张力要求 3.5.4拉紧力计算 1)根据特性点张力计算结果 =16770.827+17441.66 =34212.487N≈34.2KN 查6.7.4小节箱式垂直重锤拉紧装置型谱,选用DTⅡ(A)100D1061H,拉紧装置,。再查表6.2改向滚筒型谱,选用DTⅡ(A)100B106, 2)重锤重量 G= 3421-(395+364)=32582kg 3.6绳芯输送带强度校核计算 绳芯要求的纵向拉伸强度按式(3.9-1)计算; (3.9-1) 式中——静安全系数,一般=710。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16534.5 N 选为10,由式(3.9-1) N/mm 4 驱动装置的选用与设计 带式输送机的负载是一种典型的恒转矩负载,而且不可避免地要带负荷起动和制动。电动机的起动特性与负载的起动要求不相适应在带式输送机上比较突出,一方面为了保证必要的起动力矩,电机起动时的电流要比额定运行时的电流大6~7倍,要保证电动机不因电流的冲击过热而烧坏,电网不因大电流使电压过分降低,这就要求电动机的起动要尽量快,即提高转子的加速度,使起动过程不超过3~5s。驱动装置是整个皮带输送机的动力来源,它由电动机、偶合器,减速器 、联轴器、传动滚筒组成。驱动滚筒由一台或两台电机通过各自的联轴器、减速器、和链式联轴器传递转矩给传动滚筒。 减速器有二级、三级及多级齿轮减速器,第一级为直齿圆锥齿轮减速传动,第二、三级为斜齿圆柱齿轮降速传动,联接电机和减速器的连轴器有两种,一是弹性联轴器,一种是液力联轴器。为此,减速器的锥齿轮也有两种;用弹性联轴器时,用第一种锥齿轮,轴头为平键连接;用液力偶合器时,用第二种锥齿轮,轴头为花键齿轮联接。 传动滚筒采用焊接结构,主轴承采用调心轴承,传动滚筒的机架与电机、减速器的机架均安装在固定大底座上面,电动机可安装在机头任一侧。 4.1 电机的选用 电动机额定转速根据生产机械的要求而选定,一般情况下电动机的转速不低500r/min,因为功率一定时,电动机的转速低,其尺寸愈大,价格愈贵,而效率低。若电机的转速高,则极对数少,尺寸和重量小,价格也低。本设计皮带机所采用的电动机的总功率为32.93KW,所以需选用功率为45kw的电机,拟采用Y225M-4型电动机,该型电机转矩大,性能良好,可以满足要求。选电动机型号为Y225M-4,N=45KW. 查《运输机械设计选用手册》,它的主要性能参数如下表: 表4-1 Y225M-4型电动机主要性能参数 电动机型号 额定功率kw 满载 转速r/min 电流A 效率% 功率因数 Y225M-4 45 1480 70 91.8 0.87 起动电流/额定电流 起动转矩/额定转矩 最大转矩/额定转矩 重量kg 70.4 1.9 2.2 302 4.2 减速器的选用 4.2.1 传动装置的总传动比 已知输送带宽为1000,查《运输机械选用设计手册》表2-77选取传动滚筒的直径D为630,则工作转速为: , 已知电机转速为=1480 r/min , 则电机与滚筒之间的总传动比为: 电动机和I轴之间,IV轴和传动滚筒之间用的都是联轴器,故传动比都是19.47。 4.2.2 液力偶合器 液力传动与液压传动一样,都是以液体作为传递能量的介质,同属液体传动的范畴,二者的重要区别在于,液压传动是同过工作腔容积的变化,是液体压力能改变传递能量的。液力传动是利用旋转的叶轮工作,输入轴与输出轴为非刚性连接,通过液体动能的变化传递能量,传递的纽矩与其转数的平方成正比. 目前,在带式输送机的传动系统中,广泛使用液力偶合器,它安装在输送机的驱动电机与减速器之间,电动机带动泵轮转动,泵轮内的工作液体随之旋转,这时液体绕泵轮轴线一边作旋转运动,一边因液体受到离心力而沿径向叶片之间的通道向外流动,到外缘之后即进入涡轮中,泵轮的机械能转换成液体的动能,液体进去涡轮后,推动涡轮旋转,液体被减速降压,液体的动能转换成涡轮的机械能而输出作功.它是依靠液体环流运动传递能量的,而产生环流的先决条件是泵轮的转速大于涡流转速,即而者之间存在转速差。 液力传动装置除煤矿机械使用外,还广泛用于各种军用车辆,建筑机械,工程机械,起重机械,载重汽车.小轿车和舰艇上,它所以获得如此广泛的应用,原因是它具有以下多种优点: 1) 能提高设备的使用寿命 2) 由于液力转动的介质是液体,输入轴与输出轴之间用非刚性连接,故能将外载荷突然骤增或骤减造成的冲击和振动消除或部分消除,转化为连续连续渐变载荷,从而延长机器的使用寿。这对处于恶劣条件下工作的煤矿机械具有这样意义。 3) 有良好的启动性能由于泵轮扭矩与其转速的平方成正比,故电动机启动时其负载很小,起动较快,冲击电流延续时间短,减少电机发热。 4) 良好的限矩保护性能。 5) 使多电机驱动的设备各台电机负荷分配趋于均匀。 4.2.3 联轴器 本次驱动装置的设计中,较多的采用联轴器,这里对其做简单介绍: 用来联接不同机构中的两根轴(主动轴和从动轴)使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中,有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成,分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。联轴器种类繁多,按照被联接两轴的相对位置和位置的变动情况,可以分为: ①固定式联轴器:主要用于两轴要求严格对中并在工作中不发生相对位移的地方,结构一般较简单,容易制造,且两轴瞬时转速相同,主要有凸缘联轴器、套筒联轴器、夹壳联轴器等。 ②可移式联轴器:主要用于两轴有偏斜或在工作中有相对位移的地方,根据补偿位移的方法又可分为刚性可移式联轴器和弹性可移式联轴器。刚性可移式联轴器利用联轴器工作零件间构成的动联接具有某一方向或几个方向的活动度来补偿,如牙嵌联轴器(允许轴向位移)、十字沟槽联轴器(用来联接平行位移或角位移很小的两根轴)、万向联轴器(用于两轴有较大偏斜角或在工作中有较大角位移的地方)、齿轮联轴器(允许综合位移)、链条联轴器(允许有径向位移)等,弹性可移式联轴器(简称弹性联轴器)利用弹性元件的弹性变形来补偿两轴的偏斜和位移,同时弹性元件也具有缓冲和减振性能,如蛇形弹簧联轴器、径向多层板簧联轴器、弹性圈栓销联轴器、尼龙栓销联轴器、橡胶套筒联轴器等。联轴器有些已经标准化。选择时先应根据工作要求选定合适的类型,然后按照轴的直径计算扭矩和转速,再从有关手册中查出适用的型号,最后对某些关键零件作必要的验算。根据对各种相对位移有无补偿能力(即能否在发生相对位移条件下保持联接的功能),联轴器可分为刚性联轴器(无补偿能力)和挠性联轴器(有补偿能力)两大类。挠性联轴器又可按是否具有弹性元件分为无弹性元件的挠性联轴器和有弹性元件的挠性联轴器两个类别。 联轴器属于机械通用零部件范畴,用来联接不同机构中的两根轴(主动轴和从动轴)使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中,有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成,分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接,是机械产品轴系传动最常用的联接部件。20世纪后期国内外联轴器产品发展很快,在产品设计时如何从品种甚多、性能各异的各种联轴器中选用能满足机器要求的联轴器,对多数设计人员来讲,始终是一个困扰的问题。常用联轴器有膜片联轴器 ,齿式联轴器,梅花联轴器,滑块联轴器,鼓形齿式联轴器,万向联轴器,安全联轴器,弹性联轴器及蛇形弹簧联轴器。 膜片型联轴器   单膜片联轴器G8S,特性:大扭矩承载、高扭矩刚性和卓越灵敏度;免维护、超强抗油和耐腐蚀性;零回转间隙;体积小巧的联轴器,总长度短 ;不锈钢膜片补偿角向轴向偏差 ;顺时针与逆时针回转特性完全相同 双膜片联轴器G8L,特性:双膜片不锈纲膜片容许偏角,偏心及轴向偏差;免维护、超强抗油和耐腐蚀性;零回转间隙;体积小巧的联轴器,总长度长 ;不锈钢膜片补偿角向轴向偏差 ;顺时针与逆时针回转特性完全相同。 齿式联轴器   GICL鼓型齿式联轴器
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