本次毕业设计是关于矿用带式输送机的设计。目前,皮带输送机正朝着长距离,高速度,低摩擦的方向发展,近年来出现的气垫式皮带输送机就是这里面的一个。在胶带输送机的设计、制造以及应用方面,目前我国与国外领先水平相比仍有很大的差距,国内在设计制造带式输送机过程中存在着很多不足。
普通型带式输送机由六个主要部件组成:输送带、托辊及中间架、滚筒拉紧装置、制动装置、清扫装置和卸料装置。在设计过程中首先对皮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和计算方式,紧接着依据这一些设计准则和计算方式,按给定的参数要求做选型设计,然后是校核,最后简单地说明了输送机故障分析和结构改进,并对皮带输送机工作过程中易出现的问题提出了简单的解决方案,并对一些结构可以进行了简单的改进。
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(如机车类)相比,不仅仅具备长距离、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设备的关键设备。随着我们国家高产高效矿井的出现,原有的带式输送机无论是主参数还是运行功能都已不能够满足高产高效的要求,必须向长距离、高带速、大运量、大功率的大型化方向发展。目前国外带式输送机的主参数已达到运距L=30.4km,运量Q=37500t/h,带速v=6~15m/s,带宽B=4m,比国内要大的多,运行性能尤其是工作可靠性更要好的多。
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相关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。
熟悉带式输送机的各部分的功能与作用,先进行整机设计,再对主要部件进行详细设计和选型,并解决在实际使用中有可能会出现的问题,最后大胆地进行创新设计。
在矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中,大范围的应用带式输送机,他用于水平运输或倾斜运输。带式输送机是连续运输机的一种,连续运输机是固定式或运移式起重运输机中主要类型之一,其运输特点是形成装载点到装载点之间的连续物料流,靠连续物料流的整体运动来完成物流从装载点到卸载点的输送。在工业、农业、交通等各企业中,连续运输机是生产的全部过程中组成有节奏的流水作业运输线必不可少的组成部分。
(1)具有挠性牵引物件的输送机,如带式输送机,板式输送机,刮板输送机,斗式输送机、自动扶梯及架空索道等;
其中带输送机是连续运输机中是使用最广泛的,带式输送机运行可靠,输送量大,输送距离长,维护简便,适应于冶金煤炭,机械电力,轻工,建材,粮食等各个部门。
带式输送机分类方法有多种,按运输物料的输送带结构可分成两类,一类是普通型带式输送机,这类带式输送机在输送带运输物料的过程中,上带呈槽形,下带呈平形,输送带有托辊托起,输送带外表几何形状均为平面;另外一类是特种结构的带式输送机,各有各的输送特点。其简介如下:
目前带式输送机已大范围的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),适合使用的范围广(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,带式输送机的发展的新趋势是: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。
带式输送机又称胶带运输机,其主要部件是输送带,亦称为胶带,输送带兼作牵引机构和承载机构。它最重要的包含以下几个部分:输送带(通常称为胶带)、托辊及中间架、滚筒拉紧装置、制动装置、清扫装置和卸料装置等。其组成如图1-1所示:
(1-张紧装置 2-装料装置 3-犁形卸料器 4-槽形托辊5-输送带 6-机架 7-动滚筒 8-卸料器9-清扫装置 10-平行托辊 11-空段清扫器 12-清扫器)
工作原理:输送带1绕经传动滚筒2和机尾换向滚筒3形成一个无极的环形带。输送带的上、下两部分都支承在托辊上。拉紧装置5给输送带以正常运作所需要的拉紧力。工作时,传动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行。物料从装载点装到输送带上,形成连续运动的物流,在卸载点卸载。一般物料是装载到上带(承载段)的上面,在机头滚筒(在此,即是传动滚筒)卸载,利用专门的卸载装置也可在中间卸载。
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、安全保护设施等。
本次设计的带式输送机是水平运输,先初步确定输送机布置的形式,如图2-1所示:
接着需要在已知的原始数据和工作条件下,对带式输送机的各个零部件进行选型和计算。原始数据和工作条件如下:
式中:Q为输送量(t/h);ν为带速(m/s);ρ为物料堆积密度(kg/m³);S为在运行的输送带上物料的最大堆积面积(m²);K为输送机的倾斜系数。
4、采用卸料车卸料时带速不宜超过2.5m/s,采用犁式卸料器卸料时,带速不宜超过2m/s;
7、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
(2)已知输送机的工作倾角β=0º;所以倾斜系数c可根据选用表2-1得c=1。
680S型煤矿用阻燃输送带的技术规格:纵向拉伸强度750N/mm;带厚8.5mm;输送带质量9.2Kg/m。
输送带张力在整个长度上是变化的,影响因素很多,为保证输送机的正常运行,输送带张力一定要满足以下两个条件:(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。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,需逐点计算张力,进行各特性点张力计算。
查表2-2-5,得公斤/米,查表2-3-19,得公斤,下托辊间距米,所以,得:
为了限制输送带在两组托辊间的下垂度,作用在输送带上承载段的最小张力必须满足:
求得胶带最大张力为2887公斤,查表2-3-17,当B=1000毫米,Z=5层时,胶带的最大允许张力为3110公斤,大于2887公斤,所以能满足最大张力要求。
已知L=250米,,公斤/米。,查电动机技术数据表,公斤/米2。按下式计算:
按表2—2—9选用传动滚筒D=1000毫米,尾轮D=800毫米,曾面轮两个,D=350毫米,查表2—3—23,得公斤。
原选的JO2—92—4电动机,额定功率为75Kw,小于负荷起动功率121Kw,故不能够满足负荷起动时的要求。试改选JO2—93—4电动机,额定功率100Kw,公斤/米2 ,
驱动装置的作用是在带式输送机正常运行时,提供牵引力或制动力。它主要有传动滚筒、减速器、联轴器和电动机等组成。
根据上一章的计算分析,我们大家可以用JS—115—4型电机,下面主要设计减速器的选型方法和计算。
由表3-1可得,滚动轴承效率,8级精度齿轮传动(稀油润滑)效率,滑块联轴器效率
因要求结构紧密相连故采用硬齿面的组合:小齿轮用20CrMnTi渗碳淬火,齿面硬度为56~62HRC,,;大齿轮用20Cr渗碳淬火,齿面硬度为56~62HRC,,; 取,。计算:
齿轮按8级精度制造,取载荷系数K=1.3(表11—3),齿宽系数(表11—6)。
因要求结构紧密相连故采用硬齿面的组合:小齿轮用20CrMnTi渗碳淬火,齿面硬度为56~62HRC,,;大齿轮用20Cr渗碳淬火,齿面硬度为56~62HRC,,; 取,
齿轮按8级精度制造,取载荷系数K=1.3(表11—3),齿宽系数(表11—6)。
两级展开式圆柱齿轮减速器中可将齿轮安排在箱体两侧,齿轮由由轴肩定位,套筒轴向固定,联接以平键作过渡配合固定,两轴承分别以轴肩定位,轴承两端分别用端盖密封与固定。采用过渡配合固定。
考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面和箱体内壁应有一定距离。通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度,并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定,故II段长:;
Ⅴ段直径,长度;该轴段安装高速小齿轮,齿轮分度圆直径为,能判断,因此,该段为齿轮轴。
齿轮的一端用轴肩定位,另一段用套筒固定,传力较方便。两端轴承常用同一尺寸,以便加工安装与维修,为便于装拆轴承,轴承上轴肩不宜太高。轴承两端分别用端盖密封与固定。
初选型滚动球轴承,其内径为,外径为,宽度为。考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面与箱体内壁应有一定矩离,则取套筒长,则该段长mm。
该轴段安装低速小齿轮,齿轮分度圆直径为,安装轴径为,能判断,因此,该齿轮为齿轮轴。齿轮距III段轴径。
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