汽车卸煤皮带机改造设计说明书

河北理工大学成人教育毕业设计说明书 论文 1 河北理工大学成人教育河北理工大学成人教育 毕业论毕业论文 文 设计说设计说明明书书 论论文文题题目 目 汽汽车车卸煤卸煤带带式式输输送机造送机造设计设计 学学 院 院 河北理工大学河北理工大学继续继续教育学院教育学院 专专 业业 机械机械设计设计及制造及制造 班班 级级 06 机升本 机升本 1 班 班 姓姓 名 名 马马俊俊鹏鹏 指指导导老老师师 吴吴丽丽娟娟 2008 年年 11 月月 12 日日 学学 号 号 17 河北理工大学成人教育毕业设计说明书 论文 2 摘摘 要要 本次毕业设计是关于陡河发电厂汽车卸煤带式输送机的改造设计 首先对胶带输 送机作了简单的概述 然后从现在汽车卸煤带式输送机使用的电动滚筒驱动方式存在 的问题进行简单论述 提出解决问题的方案 通过传动功率设计计算及传动部件的设 计选用 证实改造方案的可行性 并对设备改造后的安全可靠性及经济性进行了论述 关键词关键词 带式输送机 改造设计 河北理工大学成人教育毕业设计说明书 论文 3 目目 录录 1 绪论 4 2 带式输送机概述 4 2 1 带式输送机的应用 5 2 2 带式输送机的分类 5 2 3 各种带式输送机的特点 5 2 4 带式输送机的发展状况 6 3 设备概况 7 4 传动方案的确定 7 5 传动功率设计计算及传动部件的设计选用 8 5 1 已知条件及主要技术参数 8 5 2 计算与验算 8 5 2 1 验算小时运量 8 5 2 2 运行时总阻力与总圆周力的计算 9 5 2 3 张力计算 11 5 3 选则减速器 11 5 4 液力偶合器的选择 11 6 汽车卸煤带式输送机构架静载荷变化情况 13 7 设备改造安全经济性比较 13 河北理工大学成人教育毕业设计说明书 论文 4 1 1 绪论绪论 带式输送机是连续运行的运输设备 在冶金 采矿 电力 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 1 块度 0 300mm 2 散装密度 0 90t m3 3 在输送带上堆积角 20 4 物料温度 50 3 工作环境 露天 4 输送系统及相关尺寸 1 运距 86 4m 2 倾斜角 0 3 最大运量 790t h 4 皮带速度 v 2 5m s 2 2 带式输送机概述带式输送机概述 2 12 1 带式输送机的应用带式输送机的应用 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 河北理工大学成人教育毕业设计说明书 论文 5 续运输机是生产过程中组成有节奏的流水作业运输线不可缺少的组成部分 连续运输机可分为 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 2 不具有挠性牵引物件的输送机 如螺旋输送机 振动输送机等 3 管道输送机 流体输送 如气力输送装置和液力输送管道 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 2 22 2 带式输送机的分类带式输送机的分类 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 80 TD QD DX U 型固定式带式输送机 轻型固定式带式输送机 普通型 型钢绳芯带式输送机 型带式输送机 管形带式输送机 带式输送机 气垫带式输送机 波状挡边带式输送机 特种结构型 钢绳牵引带式输送机 压带式带式输送机 其他类型 2 32 3 各种带式输送机的特点各种带式输送机的特点 1 QD80 轻型固定式带输送机 QD80 轻型固定式带输送机与 TD 型相比 其带 较薄 载荷也较轻 运距一般不超过 100m 电机容量不超过 22kw 2 它属于高强度带式输送机 其输送带的带芯中DX型钢绳芯带式输送机 有平行的细钢绳 一台运输机运距可达几公里到几十公里 3 U 形带式输送机 它又称为槽形带式输送机 其明显特点是将普通带式输 送机的槽形托辊角由提高到使输送带成 U 形 这样一来输送带与 0 30 0 45 0 90 河北理工大学成人教育毕业设计说明书 论文 6 物料间产生挤压 导致物料对胶带的摩擦力增大 从而输送机的运输倾角可达 25 4 管形带式输送机 U 形带式输送带进一步的成槽 最后形成一个圆管状 即为管形带式输送机 因为输送带被卷成一个圆管 故可以实现闭密输送物料 可明显减轻粉状物料对环境的污染 并且可以实现弯曲运行 5 气垫式带输送机 其输送带不是运行在托辊上的 而是在空气膜 气垫 上 运行 省去了托辊 用不动的带有气孔的气室盘形槽和气室取代了运行的托辊 运动部件的减少 总的等效质量减少 阻力减小 效率提高 并且运行平稳 可提高带速 但一般其运送物料的块度不超过 300mm 增大物流断面的方法除 了用托辊把输送带强压成槽形外 也可以改变输送带本身 把输送带的运载面 做成垂直边的 并且带有横隔板 一般把垂直侧挡边作成波状 故称为波状带 式输送机 这种机型适用于大倾角 倾角在 30 以上 最大可达 90 6 压带式带输送机 它是用一条辅助带对物料施加压力 这种输送机的主要 优点是 输送物料的最大倾角可达 90 运行速度可达 6m s 输送能力不随倾 角的变化而变化 可实现松散物料和有毒物料的密闭输送 其主要缺点是结构 复杂 输送带的磨损增大和能耗较大 7 钢绳牵引带式输送机 它是无际绳运输与带式运输相结合的产物 既具有 钢绳的高强度 牵引灵活的特点 又具有带式运输的连续 柔性的优点 2 42 4 带式输送机的发展状况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 我国 已于 1978 年完成了钢绳芯带式输送机的定型设计 钢绳芯带式输送机的适用范围 1 适用于环境温度一般为 C 在寒冷地区驱动站应有采暖设40 40 河北理工大学成人教育毕业设计说明书 论文 7 施 2 可做水平运输 倾斜向上 16 和向下 运输 也可以转弯运输 0 10 0 12 运输距离长 单机输送可达 15km 3 可露天铺设 运输线可设防护罩或设通廊 4 输送带伸长率为普通带的 1 5 左右 其使用寿命比普通胶带长 其成槽性 好 运输距离大 3 汽车卸煤带式输送机概况汽车卸煤带式输送机概况 汽车卸煤带式输送机是陡河发电厂输煤三四期丙路上煤系统中的一台主要卸上煤 设备 安装在 3 乙皮带机前侧 该带式输送机的驱动滚筒为电动滚筒 长期以来由 于电动滚筒设计 制造工艺 安装质量及运行操作 运行检查维护等诸方面的原因 使设备故障频繁发生 特别是电动滚筒烧毁 脱节等不可控制的故障发生次数较多 易漏油 使设备的整体安全稳定性差 影响了安全生产 并造成大量的不必要的经济 损失 为解决电动滚筒不可控地损坏 提高设备的安全稳定性而进行设计改造 保证安 全生产 4 传动方案的确定传动方案的确定 由于我厂输煤系统中在过去采用电动滚筒驱动的皮带较多 但经过多年来生产实 践证明 电动滚筒虽然有结构紧凑 占地面积小等优点 但由于有效的检查维护难度 大 设备缺陷难以控制 无法保证电动滚筒的安全可靠运行 给安全生产造成隐患 随着制造技术的进步 现在皮带驱动系统中采用的硬齿面直交减速机 结构紧凑 外 形尺寸小 运行可靠 并不断得到越来越多的推广使用 1997 年 2000 年我厂分别对一二期输煤煤仓间皮带系统进行了改造 拆下八台 电机 减速机 其减速机型式为硬齿面直交减速机 通过对现场设备 生产状况 设 备运行状况的了解 可以通过设备改造 将这些拆下的旧电机 减速机用于汽车卸煤 带式输送机中 并通过对现有设备进行改造 解决设备存在问题 提高设备健康水平 保证安全生产 河北理工大学成人教育毕业设计说明书 论文 8 5 传动功率设计计算及传动部件的设计选用传动功率设计计算及传动部件的设计选用 5 1 已知条件及主要技术参数已知条件及主要技术参数 1 皮带机输送量 Q 790T H 2 皮带机带速 V 2 5M S 3 皮带机带宽 B 1000mm 4 皮带机机尾机头中心矩 86 4m 5 皮带机工作状态要求 水平布置单向运行 应符合重载起动条件 6 皮带机各部位尺寸 见汽车卸煤带式输送机总装图 5 25 2 计算与验算计算与验算 5 2 1 验算小时运量验算小时运量 Q B2K C B 带宽 1000mm K 断面系数取 K 435 物料容重 取 0 8 M3 带速 M S V 1500 20 3 1415 0 63 60 2 47 2 5M S C 倾角系数 该机为水平 C 1 依据 TD75 带式输送机设计手册 选取速度系数 0 96 Q 12 435 0 8 2 5 1 0 96 835 2T h 835 2T h 790 T h 因此满足原设计要求 5 2 25 2 2 运行时总阻力与总圆周力的计算 运行时总阻力与总圆周力的计算 1 1 总运行阻力 总运行阻力 F F1 F2 F Kg 上分支运行阻 F1 g go g L G 每米机长物料重量 河北理工大学成人教育毕业设计说明书 论文 9 g 790 3 6 2 5 87 78kg M go 每米胶带自重 依据 TD75 带式输送机设计手册 选取 16 59kg M g 每米机长托辊转动部分重量 g 22 1 2 18 33kg 运行阻力系数 依据 TD75 带式输送机设计手册 选取 0 04 L 机长 86 4M F1 87 78 16 59 22 0 04 86 4 436 74kg 下分支运行阻力 F2 go g L g 每米机下托辊转动部位重量 g 17 3 5 76 F2 16 59 5 67 0 04 86 4 76 93kg 附加阻力 F F F 1 F 2 F 3 F 4 F 1 清扫器阻力 F 1 100 20 120kg F 2 导料槽阻力 F 2 1 6 2 7 L 1 6 1 7 3 25 8kg F 3 进料处物料加速阻力 F 3 0 0142QV 0 0142 790 2 5 28 05kg 河北理工大学成人教育毕业设计说明书 论文 10 F 4 滚筒附加阻力 F 4 2 60 2 50 220kg 所以 F 1 120 25 8 28 05 220 393 85kg 2 2 圆周力 圆周力 P F F1 F2 F 436 74 76 93 393 85 907 52kg 907 52kg 3 3 运行时所需滚筒轴功率 运行时所需滚筒轴功率 No PV 102 907 52 2 5 102 22 24KW 4 4 电机功率 电机功率 N K1 No 1 3 22 24 28 912KW 选用电机 Y200 JDSB 4 30KW YB200JDSB 型电动机主要性能参数 满载 电动机 型号 额 定功率 kw 转速 r min 电流 A 效率 功率 因数cos YB200L 30147056 892 50 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 7 01 92 0270 河北理工大学成人教育毕业设计说明书 论文 11 5 2 35 2 3 张力计算张力计算 S1 P e e 1 2 09 2 09 1 907 52 1740 11 kg S2 S1 P 1740 11 907 52 832 59 kg S4 S3 S2 F2 832 59 76 93 909 52 kg 5 35 3 选则减速器选则减速器 因为 滚筒线速度为 2 5M S 故滚筒转速为 滚筒转速 S 60 2 5 3 14 0 63 75 83 r p m 速比为 i 1500 75 83 19 78 20 考虑到其他皮带改外传动 选用减速机通用性 选用 Dcy 三级减速机 速比 20 减速机工况状态计算 减速机应用于皮带机上 依据 TD75 带式输送机设计手册 选取 f 2 2 Pef 30 2 2 66kw A 可选用 224 250 中心矩 当 A 224 当量减速机选用 100KW 输入功率 减速机热效应 减速机没有附加外冷却装置时 Pe PG1 fw fA 查表当按室内温度 40 FW 0 75 Pe PN 100 30 100 100 30 河北理工大学成人教育毕业设计说明书 论文 12 22 24 41 0 79 0 75 24 29 通过 原煤仓间改造时拆下的减速机型号为 DCY200 20 名牌主要参数为额定输入功 率 30kW 速比为 20 满足设备运行要求 选用此减速机有如下优点 因汽车卸煤带式输送机原采用电动滚筒驱动 现场的 场地较窄 而 DCY200 20 直交减速机就具有结构紧凑 体积小等特点 满足现场改 造的需要 5 45 4 液力偶合器的选择液力偶合器的选择 原煤仓间改造时电动机 减速机 液力偶合器为配套设备 液力偶合器型号为 YOX400 输入转速为 1500r min 选用液力偶合器的联轴器比常用的柱销联轴器有许多优点 液力偶合器内有主动 泵轮 从动泵轮 泵轮上有径向布置的直叶片 其基本工作原理是主动泵轮在电动机 的驱动下旋转 主动泵轮将密闭于偶合器容腔中的油旋起 高速旋转的油液在离心力 的作用下带动从动泵轮也随之旋转 从而驱动减速机等机械设备旋转 液力偶合器应 用于经常负载启动的皮带系统 其优越性更能得到充分体现 改善设备的运行可靠性 稳定性 主要表现在 1 通过液力偶合器的基本原理可知 当负载过大超过液力偶合器的传递动力 能力时 液力偶合器的主动轮与从动轮之间产生较大的相对速度 其中的密闭油液就 会在主动轮与从动轮的相对运动中温度升高 当温度超过液力偶合器易熔塞的熔化温 度 134 时 易熔塞中的低熔点就会熔化 将液力偶合器中的油液喷出 使液力 偶合器不再传递动力 起到保护电动机及被驱动设备的作用 2 通过液力偶合器的基本原理可知 液力偶合器的动力传递是通过高速旋转 的油液实现的 在电动机的启动过程中 使电动机实现无载启动 避免电动机启动中 堵转的发生 减少电动机启动中大电流的冲击 改善电动机的启动性能 3 液力偶合器通过高速旋转的油液传递动力 使电动机利用最大扭矩启动 使设备充分利用电动机的最大扭矩实现快速启动 能增加载荷加速能力 4 液力偶合器通过高速旋转的油液传递动力 实现了驱动设备与被驱动设备 之间动力的软传递 在电动机所驱动设备超载运转时 使电动机在稳定工作下运行 对电动机有保护作用 河北理工大学成人教育毕业设计说明书 论文 13 5 通过液力偶合器的基本原理可知 液力偶合器在使用时 应根据负载所需 驱动功率合理装入油液 油液过多 会造成传递最大扭矩加大 失去液力偶合器的保 护作用 甚至造成驱动设备的损坏 油液过少 会造成传递动力不足 加油量可根据 液力偶合器使用说明书中的功率 油量曲线确定加油量 6 6 汽车卸煤带式输送机构架静载荷变化情况汽车卸煤带式输送机构架静载荷变化情况 原皮带机头架静载值为 844kg 30kw 油浸 现改为外传动曾改设备 1 传动滚筒 442kg 2 30kw 电机 844kg 油冷 改前在装 3 减速机 453kg 4 液偶及柱销联轴器 全座重量总和 341kg 5 电机 270kg 综上所述 改前机头处传动机件总载荷 静载 为 844kg 改后为 1506kg 实际改后增加静载 662kg 其头部构架需加固横梁 及增加支撑 7 设备改造安全经济性比较设备改造安全经济性比较 本次改造设计主要考虑应用废旧物资解决生产中的实际问题 做到少发生