畢業(yè)設計-DTⅡ型皮帶運輸機設計【含CAD圖紙源文件】
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摘 要
本篇設計主要介紹了DTⅡ皮帶運輸機的概況,及其主要設計計算過程,同時也介紹了皮帶運輸機中一些重要零部件。
皮帶運輸機是以膠帶、鋼帶、布帶和其它帶型(如塑料帶、合成帶等)作為傳送物料的工具。
其主要設計計算過程如下所示
1驅動力及所需傳動功率的計算,其中主要計算 圓周驅動力的計算(包括計算主要、阻力FH,主要特種阻力FS1、附加特種阻力FS2、傾斜阻力Fst) 傳動滾筒軸功率的計算;2 傳動滾筒、電機及驅動裝置組合的選擇;3輸送帶張力計算 ;4輸送帶張力校核 ; 5凹弧段曲率半徑計算;6拉緊裝置重垂裝置質(zhì)量的計算;7啟制動計算(分別考慮空載、滿載);另外一個重要環(huán)節(jié)就是要繪圖,要完成如下部分繪制膠帶機總圖、繪制驅裝裝配圖、繪制頭架裝配圖、托輥圖。
皮帶運輸機由皮帶、機架、驅動滾筒、改向滾筒、承載托輥、回程托輥、張緊裝置、清掃器等零部件組成。在正文作了詳細介紹。
關鍵詞 皮帶運輸機;設計
ABSTRACT
This design mainly introduced the DT II belt conveyer survey, and its the main design calculation process, simultaneously also introduced in the belt conveyer some important parts. The belt conveyer is by the adhesive tape, the steel belt, the cotton tape and other belts (for example plastic tape, synthesis belt and so on) takes the transmission material the tool. Its main design calculation process as follows shows 1 driving influence and needs the transmission power the computation, main computation circumference driving influence computation (is main, resistance FH including computation, main special resistance FS1, attachment special resistance FS2, inclines resistance Fst) the transmission drum shaft power computation; 2 )transmissions drums, electrical machinery and drive combination choice; 3) conveyor belts tensities computation; 4 )conveyor belts tensities examination; 5) concave segmental arcs radius of curvature computation; 6 )tightening devices hang the installment quality again the computation; 7) opens applies the brake to calculate (separately considers idling, full load); Moreover an important link is must draw a chart, must complete as follows partially draws up the adhesive tape machine assembly drawing, the plan drives to install the assembly drawing, the plan frame assembly drawing, the request roller chart. The belt conveyer by the leather belt, the rack, actuates the drum, to change to the drum, the load bearing holds the roller, the return trip to hold the roller, the stretching device, sweeping clear and so on the spare part to be composed. In document detailed introduction.
Key words the belt conveyer; design
材料清單
1、畢業(yè)設計(論文)課題任務書
2、畢業(yè)設計(論文)開題報告
3、中期檢查表
4、指導教師評閱表
5、評閱教師評閱表
6、答辯及最終成績評定表
7、畢業(yè)設計說明書
8、附錄材料
畢業(yè)設計(論文)任務書
機電工程學 院 機械 系(教研室)
系(教研室)主任:
(簽名)
年 月 日
學生姓名:
學號:
專業(yè): 機械設計制造及自動化
1 設計(論文)題目及專題: DTⅡ型皮帶運輸機設計
2 學生設計(論文)時間: 自 3 月 1 日開始至 5 月 3 日止
3 設計(論文)所用資源和參考資料: [1]機械工業(yè)部設計單位聯(lián)合設計組主編,DTⅡ型固定式帶式輸送機設計選用手冊.鄭州:黃河水利出版社, 1998
[2]孫恒,陳作模主編.機械原理.北京:高等教育出版社 ,1996
[3]機械工業(yè)部北京起重機運輸研究所主編.DTⅡ型通用固定式帶式輸送機設計選用手冊.北京:冶金工業(yè)出版社 ,1994
[4] 宋偉剛主編,散狀物料帶式運輸機設計.東北大學:東北大學出版社,1994
[6]馬香蜂,李自治主編,機械設計制圖,北京:高等教育出版社 ,1998.
[7]汪宗華.帶式運輸機.北京:機械工業(yè)出版社,1989
[8]成大先主編.機械設計手冊,第三版.北京:化學工業(yè)出版社,1993
4 設計(論文)完成的主要內(nèi)容: 1.技術要求
根據(jù)設計技術指標,進行膠帶機整機及其部件的設計,保證膠帶機的額定輸送量和輸送帶帶寬,設計需保證計算準確,各部件的工作正常。設計說明書應文理通順,條理清晰,圖文并茂。
2.工作要求
認真復習設計有關知識,并查詢有關資料,手冊。按時保質(zhì)、保量完成設計任務。設計過程中的問題及時請教老師。
3.圖紙要求
要求圖面清晰,布圖合圖,所有設計的圖紙用計算機繪制,符合國家標準
4.設計工作量
? 繪制膠帶機總圖一張
? 繪制改向滾筒圖紙及零件圖
? 繪制頭部支架一張
? 共完成圖紙工作量不少于A0圖紙兩張
編寫設計說明書一份不少于15000字
5 發(fā)題時間: 2007 年 3 月 1 日
指導教師:
學 生
畢業(yè)設計(論文)進度表
畢業(yè)設計(論文)題目: 起止時間:
學生: (簽名) 指導教師: (簽名) 系(教研室)主任: (簽名)
時 間
工 作 內(nèi) 容
備 注
第 1 周至第 2 周
(3 月 10 日至3 月 15日)
去現(xiàn)場參觀,收取第一手資料
第 3 周至第 5 周
( 月 日至 月 日)
借閱資料,對皮帶運輸機有初步了解
第 6 周至第 7 周
( 月 日至 月 日)
進行設計計算
第 7 周至第 8 周
( 月 日至 月 日)
繪制膠帶機總圖
第 9 周至第10 周
( 月 日至 月 日)
繪制一個頭架裝備圖
第 11 周至第 12 周
( 月 日至 月 日)
繪制托輥圖兩張
第12 周至第 13 周
( 月 日至 月 日)
完成所需圖紙,編寫設計說明書準備答辯
第 周至第 周
( 月 日至 月 日)
第 13 周至第14 周
( 月 日至 月 日)
第 周至第 周
( 月 日至 月 日)
第 周至第 周
( 月 日至 月 日)
畢業(yè)設計(論文)指導人評語
[主要對學生畢業(yè)設計(論文)的工作態(tài)度,研究內(nèi)容與方法,工作量,文獻應用,創(chuàng)新性,實用性,科學性,文本(圖紙)規(guī)范程度,存在的不足等進行綜合評價]
指導人: (簽名)
年 月 日
指導人評定成績:
畢業(yè)設計(論文)評閱人評語
[主要對學生畢業(yè)設計(論文)的文本格式、圖紙規(guī)范程度,工作量,研究內(nèi)容與方法,實用性與科學性,結論和存在的不足等進行綜合評價]
評閱人: (簽名)
年 月 日
評閱人評定成績:
畢業(yè)設計(論文)中期報告
院(系)
機電工程學院
班級
0301
學生
姓名
指導
教師
課題名稱:DTⅡ帶式運輸機設計
課題主要任務:根據(jù)設計技術指標,在保證膠帶機的額定輸送量和輸送帶帶寬,設計保證計算準確,各部件的工作正常的前提下。進行受力分析確定帶式運輸機的整機形狀和選擇部件及校核,然后進行膠帶機整機及其部件設計,繪制三張以上圖紙。
1、簡述開題以來所做的具體工作和取得的進展或成果:
本人自開題以來根據(jù)給定的課題要求去圖書管借閱手冊、相關設計資料和相關網(wǎng)站(如超星圖書館,中國期刊網(wǎng)等等)查閱了大量的相關書籍和資料,查到了很多對本課題有用的資料,同時我多次深入衡陽運輸機械廠實地考察學習,熟悉了運輸機的零部件形狀和技術要求、大概尺寸;也得到衡陽運輸機械廠的相關技術員的悉心指導,為本課題的初級設計提供了可靠的參考,也為下一步的設計奠定了基礎;
現(xiàn)基本上完成了設計任務,計算部分已經(jīng)完成,圖紙基本繪制成功!
2、下一步的主要研究任務,具體設想與安排
主要是完成圖紙的最后整理工作,和說明書的最后排板,打印,需要兩到三周的時 間。
3、存在的具體問題
1、 設計計算部分的準確度驗算校核是否符合設計要求;
2、 圖紙繪制的相關尺寸的確定是否達到設計要求;
3、 驗證設計的帶式運輸機是否符合使用要求;
4、指導教師對該生前期研究工作的評價
指導教師簽名:
日 期:
題 目:DTⅡ皮帶運輸機的設計
目 錄
1 帶式輸送機概況 1
1.1 帶式輸送機 1
1.2 膠帶輸送機的特點與在國民經(jīng)濟中的地位 1
1.3國內(nèi)應用情況 4
2設計計算及過程 5
2.1驅動力及所需傳動功率的計算 5
2.1.1圓周驅動力的計算 5
2.1.2傳動滾筒軸功率的計算 8
2.2傳動滾筒、電機及驅動裝置組合的選擇 9
2.2.1傳動滾筒的選擇 9
2.2.2電動機的選擇 10
2.2.3驅動裝置組合的選擇 10
2.3輸送帶張力計算 10
2.3.1逐點張力法計算 11
2.3.2各段阻力的計算 11
2.4輸送帶張力校核 13
2.4.1輸送帶下垂度的限制 13
2.4.2膠帶張力校核 14
2.5凹弧段曲率半徑計算 14
2.6拉緊裝置重垂質(zhì)量的計算 14
2.7啟制動計算(分別考慮空載、滿載) 14
2.7.1質(zhì)量計算 14
2.7.2啟動時間計算 15
2.7.3制動時間及制動力矩計算 15
2.8膠帶輸送機簡圖 15
2.9重要零部件簡介 16
參考文獻 28
致 謝 29
附錄 30
1 帶式輸送機概況
1.1 帶式輸送機
帶式輸送機是以膠帶、鋼帶、布帶和其它帶型(如塑料帶、合成帶等)作為傳送物料的工具。它同繩索牽引的連續(xù)式機械不同,物料直接以帶子作為承載和牽引體,加上驅動裝置和承托輥,或者用其他如氣墊、磁墊支撐帶子運動的部件群稱為帶式輸送機。通常人們稱它為膠帶輸送機或皮帶機,顯然,膠帶輸送機還概括了除膠帶以外的其它帶式輸送機。膠帶輸送機是連續(xù)式輸送機中應用得最廣的一種,連續(xù)式輸送機包括帶式輸送機、斗式提升機、螺旋輸送機、振動輸送機、斗輪堆取料機、架空索道、管道輸送、氣力輸送機等。帶式輸送機以膠帶類型區(qū)分的有鋼絲繩芯膠帶機,高強力膠帶機等
1.2 膠帶輸送機的特點與在國民經(jīng)濟中的地位
帶式輸送機自1795年發(fā)明以來,經(jīng)過近兩個世紀,它已廣泛使用于國民經(jīng)濟各個領域,尤其是在電力、冶金、煤炭、礦山、港口得到巨大發(fā)展。當代新技術、新材料、自動控制、微型計算機系統(tǒng)均逐漸吸收到本行業(yè)中,成為現(xiàn)代化運輸系統(tǒng)中重要的支柱。帶式輸送機的基本部件都是十分簡單的,一般中小企業(yè)均能加工制造,僅膠帶是專業(yè)廠生產(chǎn),因而它的特點十分突出。
1結構簡單
它僅包括膠帶、托輥、滾筒、驅動裝置和一些附加機械如清掃器等。如果不用托輥,例如氣墊,僅加上離心式鼓風機和氣室即成。它適合推行標準化生產(chǎn),各種部件也可以由專業(yè)廠生產(chǎn)。如電動滾筒廠、清掃器廠等。
2物料輸送范圍廣
輸送物料的粒度,僅受膠帶寬度和成槽角大小的限制。輸送量可隨時調(diào)整,物料可以從粉狀到大的礦石。石塊。膠帶具有良好的抗磨性和抗腐蝕性。輸送強腐蝕性或強腐損性物料時,維修費用比卡車運輸要低。它還可以輸送高溫物料。不過要用耐熱橡膠。
3 運輸量大,動力消耗小
輸送機被托動的只是膠帶和物料,運動件只需克服托輥同膠帶的磨擦阻力,與其它運輸機相比,在同樣運輸量下,動力消耗很小,同時由于是連續(xù)運動,帶速高,故運輸量大。運輸坡度也比汽車和鐵路高。
4 對輸送線的適應性強
帶式輸送機系統(tǒng)可使新輸送的物料在新要求的加料點和卸料點之間經(jīng)過的距離最短,也可以轉彎。1963年轉彎皮帶機出現(xiàn),它們能通過坡度為30%~35%的自然地形,和半徑半公里的曲率半徑。而卡車運輸坡度的有效極限為6~8%。帶式輸送機可裝有防止灰塵擴散到周圍大氣里去和防止氣候影響的裝置。1979年發(fā)明了夾帶式1980年發(fā)明了圓筒式膠帶后為環(huán)保提供可靠的工具。這些裝置能經(jīng)濟地為物料連續(xù)流動提供條件,并能避免在廠內(nèi)的范圍和其它擁擠區(qū)鐵路和公路運輸所遇到的干擾,延誤和交通事故。帶式輸送機的運輸線路是十分靈活的,線路長度根據(jù)需要可再延伸。在一些露天開采作業(yè)中,數(shù)千公尺的帶式輸送機可隨采掘工作的推進在礦場臺階上橫向移動。在大壩工地上,可分段爬坡。節(jié)省投資。
5 加料卸料及堆料能力方便
帶式輸送機可根據(jù)工廠工藝流程的要求,非常靈活地從一點或多點受料,也可以向多點或幾個區(qū)所卸料,當同時在幾個點加料或沿帶式輸送機長度方向上的任何一點通過均勻給料設備向輸送機給料時,帶式輸送機就成為一條主要輸送干線。帶式輸送機的的堆料方式是很多的,它可以從輪斗采取料,在需要的地方也可以把各堆物料時行混合,物料可以簡單地從任一輸送機的頭部卸出,也可以通過犁式卸料器式移動卸料小車沿輸送帶長度方向的任何一點卸料。還可以正反轉運輸。上下膠帶都運料。
6 可靠性及有動性好
帶式輸送機的可靠性已為所有工業(yè)領域幾十年到百年使用的經(jīng)驗所證明,帶式輸送機的運行極為可靠,在許多需要連續(xù)運行的重要單位,如在發(fā)電廠內(nèi)煤的運輸,鋼鐵廠和水泥廠散狀物料的輸送以及港口內(nèi)船舶裝卸散狀物料等。在這些地方停機損失是巨大的,不論什么時候,帶式輸送機都是很快修復運轉的,如象首鋼高爐上料系統(tǒng),已全部由計算機操縱。它們可一班接一班的連續(xù)工作。如象軋礦主運輸帶。帶式輸送機可以罩起來。使機體裝卸被輸送的物料能夠不受風、雨、雪、雹的影響。而風雨雪雹的影響則往往使卡車和其它一些運輸方式的運行受到阻礙。它還可在低溫嚴寒下工作。
7 對環(huán)境保護有利
與輸送散狀物料的其它機械相比,帶式輸送機在環(huán)境保護方面是令人滿意的,它即不污染空氣又沒有噪聲,帶式輸送機常被封閉在機罩里,或直接用圓筒式及夾帶式膠帶機。塵粉不會個揚。必要時還可以架設在地面交通混亂和危險地區(qū)的上空,也可以裝在地下隧道內(nèi)。此外帶式輸送機不會散出灰塵和炭氫化合物來污染空氣。在各轉運站灰塵被密封在運轉溜槽內(nèi),必要時還可以用適當?shù)难b置把灰塵收集起來,地面上的帶式輸送機系統(tǒng)還可以設計成與風景相協(xié)調(diào)節(jié)器的個形,使環(huán)境不受損害,安靜而無污染,而汽車和火車在運輸過程中排出的有害氣體和發(fā)出的噪聲都會污染環(huán)境。
8 安全性高
用帶式輸送機輸送物料具有很高的安全性,需要的生產(chǎn)人員很少,與其它運輸方式相比發(fā)生事故的機會出比較少,不會因大塊物料掉下來砸傷人或由于大型笨重的車輛操縱失靈而引起事故,多種大型車輛不論在公路上運行,還是在接近居民點的地區(qū)運行都負有社會責任,帶式輸送機對于粗心大意的人來說,不象其它輸送散狀物料的方式那樣經(jīng)常發(fā)生事故,輸送機本身可通過裝在機械和電氣安全裝置時行各綜合保護如過載打滑、斷帶和誤動作等,自動保護的微機系統(tǒng)來保證。
9 勞動力費用低
帶式輸送機系統(tǒng)運輸每噸散狀物料,所需的勞動工時在所有運輸散裝物料的工具中通常是最低的,象其他勞動程度低的高度自動化作業(yè)一樣,帶式輸送機的生產(chǎn)費用也很低,比其有競爭力的方法投資回收快,帶式輸送機系統(tǒng)的大部分功能都可以由中心控制盤式計算機進行控制,因此只需要少數(shù)人員來檢查設備和記錄維修車間要求注意的設備運轉情況。帶式輸送機占用維修人員時間很少。
10 動力消耗少
能源價格不斷得高,使輸送散狀物料的動力消耗及其在每噸運輸成本中所占比例增加。因為帶式輸送機是電力驅動的,所以它很少受液體燃料價格短缺及其限制因素的影響,它只是在使用時消耗電力,沒有空載回程式的長距離帶式輸送機系統(tǒng)的向下傾斜常常幫助推動它向上傾斜段和水平段,有些輸送機系統(tǒng)全部是反蝕狀態(tài),帶式輸送機的動力費用低,有利于降低其生產(chǎn)成本,隨著液體燃料價格上漲,它的這一優(yōu)點就更為顯著。
11維修費用低
帶式輸送機的維修費用與其他運輸散狀物料的方法相比是非常低的,它不必象卡車運輸通常要求的那樣多的輔肋系統(tǒng),帶式輸送機的零部件的修理或更換都可按額定的計劃進行,不會無計劃的停車。帶式輸送機的零件小,且都標準化,更換方便,在現(xiàn)場用最少的維修設備就可很快完成,同時,由于備件的存儲量小,因而成本低,存儲空間也比較小。
12能長距離輸送,轉載少,經(jīng)濟效益高
單臺長度可達15公里,由于帶式輸送機具有勞動力和能耗方面的生產(chǎn)費用低以及上述的一些其他優(yōu)點,已導致普遍采用帶式輸送機系統(tǒng)作為日益增長的長距離輸送散狀物料的一種方式,這不僅因為它在建設期間投資少,而且因為近年來勞動工資和液體燃料方面驚人增高的緣故,因此現(xiàn)在都采用長距離膠帶運輸機進行運輸。
1.3國內(nèi)應用情況
隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展,礦山、建材、化工、港口、糧食、電力、煤炭等部門對散狀物料的輸送提出了新的要求,對帶式輸送機要求長距離(指單機輸送長度,在國外單機最長達15000m,國內(nèi)單機最長達8984m)、大運量(包括:提高帶速和大帶寬)和大傾角輸送物料,同時提出無公害環(huán)保輸送散體物料的要求,因此,帶式輸送機已不只是廠內(nèi)及車間與車間之間的輸送設備,而成為可以與汽車運輸相競爭的輸送設備。無論在國外還是在國內(nèi)的建材及礦山行業(yè)等部門,在這兩種運輸方案的對比選擇中,最終還是較多的選擇了以長距離,大運量的帶式輸送機代替了汽車運輸?shù)姆桨福缃鹕辰掠蔚南蚣覊嗡娬局黧w工程混凝土骨料的運輸,就是采用帶式輸送機代替了汽車運輸。用汽車運輸其運輸距離為59km,而用帶式輸送機其運輸距離為31km,它是由五條長距離帶式輸送機組成的,其中最長的一條是8.3km。這是因為,其一:采用汽車運輸不僅要修建公路,購買汽車一次性投資大,同時日常的公路和汽車維修費用也很高(汽車運輸費用太高)。其二:帶式輸送機輸送散狀物料是連續(xù)的物料流,生產(chǎn)效率很高。
目前,國外單機長度作長達1500m,國內(nèi)單機最長達8984m。國外最大帶速達12m/s。國內(nèi)的最大帶速已達到Vmax=5.8m/s,其最大輸送量Qmax=8400t/h。當然增加輸送帶的寬度B也可以提高輸送量(國外采用的最大帶寬是B=3300mm),但增加帶寬使整機所有相關尺寸增大,增加了設備的總投資,特別是輸送帶的成本要占整機成本的30—50%,而且距離越長,運量越大,占的比例越大。同時大帶寬需要相應的硫化設備用于生產(chǎn)輸送帶和輸送帶接頭的硫化。因此,我國目前所采用的最大帶寬為B=2200—2400mm。今后的發(fā)展趨勢也不是增大帶寬,要想提高輸送量可以提高帶速,當然提高帶速涉及到托輥轉速(主要是軸承的轉速),國外生產(chǎn)的軸承轉速可達1000r/min。而國內(nèi)的設計規(guī)范中為600r/min。如何生產(chǎn)出與托輥配套的高質(zhì)量軸承也是我們軸承行業(yè)需要深入探討的課題。
近年來我國的港口、碼頭、礦山、建材及電站等行業(yè)對長距離,大運量帶式輸送機的需求增加速度很快。通過引進國外先進國家的帶式輸送機整套設備及技術,以及國內(nèi)帶式輸送機行業(yè)廣大科研和工程技術人員的共同努力,可以說長距離,大運量帶式輸送機國內(nèi)的設計和制造水平,已經(jīng)可以滿足國內(nèi)市場的需求。但是對一些關鍵技術尚需引起重視并深入的加以研究和開發(fā)。
近年來國內(nèi)投入使用的部分長距離,大運量的典型帶式輸送機。國內(nèi)單機最大長度是天津港散貨物流中心到南疆煤碼頭的輸煤帶式輸送機。其輸送距離為L=8984m,功率N=4×1750KW,該機在尾部進行水平轉彎其半徑分別為3000m和4000m;最大輸送量也是天津港的輸煤帶式輸送機,輸送距離為L=1051m,輸送量Q=8400t/h。
2設計計算及過程
2.1驅動力及所需傳動功率的計算
2.1.1圓周驅動力的計算
因機長大于80m,附加阻力FN明顯的小于主要阻力,可用簡便的方式進行計算,不會出現(xiàn)嚴重錯誤。為此引入系數(shù)C作簡化計算,則由《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》式(3.4-2)得如下公式:
FU=C* FH+ FS1+ FS2+ FSt…………………2.1
式中C—與輸送機長度有關的系數(shù),在機長大于80m時,可按下式計算,或從《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》表3-5查取。
由《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》式(3.4-3)得公式:
C=(L+ L0)/L ……………………………2.2
式中L0—附加長度,一般在70m~100m之間;
C—系數(shù),不小于1.02。
C=(L+ L0)/L
=(94.35+79.56)m/94.35m
=1.84
FH—主要阻力,N;
FN—附加阻力,N;
FS1—特種主要阻力,N;
FS2—特種附加阻力,N;
FSt—傾斜阻力,N。
⑴計算主要阻力FH
由《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》式(3.4-4)得公式:
FH=flg[ qRO+ qRU+ (qB+ qG)cosδ] …………………2.3
式中f—模擬摩檫系數(shù),根據(jù)工作條件及制造安裝水平?jīng)Q定,一般按《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》表3-6查取。對于重要的輸送機,可仔細閱讀國家標準GB/T17119-1999中5.1.3節(jié)后慎重選擇。由《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》表3-6查取f=0.022。
L—輸送機長度(頭尾滾筒中心距),m;
G1—承載分支每組托輥旋轉部分質(zhì)量,kg;
從《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》表3-7查得G1=22.41 kg;
L=(94.35+77.03)m=171.38 m
g—重力加速度,g=9.81m/s2~10 m/s2;
qRO—承載分支每組托輥旋轉部分重量,kg/m,由《DTⅡ(A型帶式輸送機設計手冊》式(3.4-5)得計算公式為:
qRO=G1/a0……………………………………2.4
a0—承載分支托輥間距,m;
因輸送物料密度ρ=1000 kg/m3≤1.6t/m3,由《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》表2-7查得a0=1.2m。
qRO=G1/a0=22.14 kg/1.2 m=18.45 kg/m
qRU—回程分支托輥組每米長度旋轉部分重量,kg/m,《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》式(3.4-6)得計算公 式為:
qRU= G2/au……………………………………2.5
G2—回程分支每組托輥旋轉部分質(zhì)量,kg;
從《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》表3-7查得
G2=19.28kg。
au—回程分支托輥間距,m;
因輸送物料密度ρ=1000 kg/m3≤1.6t/m3,由《DTⅡ型帶式輸送機設計手冊》表2-7查得au=3m。
qRU= G2/au=19.28 kg/3 m=6.43 kg/m
qB—每米長度輸送帶質(zhì)量,kg/m,可按《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》表3-8估計取值,得qB=15.6 kg/m,輸送帶厚度d=12.6mm,覆蓋膠厚度為4.5+1.5。
qG—每米長度輸送物料質(zhì)量,kg/m,由《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》式(3.4-7)得計算公式:
qG= LYρ/v=Lm/v=Q/3.6v………………………………2.6
=1200/3.6×2.5
≈133.3 kg/m
δ—輸送機傾角,(°)。
則FH=flg[ qRO+ qRU+ (qB+ qG)COSδ]………………2.3
=0.022×171.38×10
×[18.45+6.43+(2×15.6+133.3)COS14.5°]
≈6944.25N
⑵計算主要特種阻力FS1
由《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》式(3.4-9)得計算公式為:
FS1= Fε+ Fgl…………………………………………2.7
式中 Fε—托輥前傾的摩檫阻力,N;
Fgl—被輸送物料與料槽攔板間的摩檫阻力,N。
由《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》式(3.4-10)得計算公式如下:
Fε1=Cε+μ0Lε(qB+ qG)gcosδsinε ……………2.8
Fgl=μ2 LY2ρgl/v2b12= μ2(Q/3.6ρ)2ρgl/ v2b12……2.9
式中 Cε—槽形系數(shù)。30°槽角時為0.4,35°槽角時為0.43,45°槽角時為0.5;取 Cε=0.43;
μ0—托輥和輸送帶間的摩檫系數(shù),一般取為0.3~0.4;
取μ0=0.35;
Lε—裝有前傾托輥的輸送機長度,m;
ε —托輥前傾角度(見《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》表3-7,也可全部取為1°30′);
由《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》表3-7查得ε=1°23′。
l—導料槽攔板長度,m;
b1—導料槽兩攔板間寬度,m;
由《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》表3-11查得b1=0.73。
μ2— 物料與導料攔板間的摩檫系數(shù),一般取為0.3~0.4;取μ2=0.6。
則 Fε1=Cεμ0Lε(qB+ qG)gcosδsinε
=0.43×0.35×94.35 ×(15.6+133.3)×10×cos14.5°sin1°30′
=491.2N
Fgl=μ2 LY2ρgl/v2b12=μ2(Q/3.6ρ)2ρgl/v2b12
=0.6×12002/12.96×1000×10 ×10.5/2.52×0.732
=2101.7N
所以 FS1= Fε+ Fgl
=(491.2+2101.7)N
≈2593N
⑶計算附加特種阻力FS2
由《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》式(3.4-9)得計算公式為:
FS2=n3FS2+ Fa ……………………………………2.10
Fr=APμ3…………………………………………2.11
Fa=BK2……………………………………………2.12
式中n3—清掃器個數(shù),包括頭部清掃器和空段清掃器;
本機共2組合金清掃器和2組空段清掃器,n3=2。
1. 一個清掃器和輸送帶接觸面積,m2;
A=1.2m×0.01m=0.012 m2
P—清掃器和輸送帶間的壓力,N/ m2,一般取為3×104~10×104 N/ m2;
取 P=7×104 N/ m2。
μ3—清掃器和輸送帶間的摩檫系數(shù),一般取為0.5~0.7;取μ3=0.6。
K2—刮板系數(shù),一般取為1500 N/ m。
則 Fr合=APμ3
=0.012 m2×7×104 N/ m2×0.6
=504N
Fr空=APμ3
=27.8kg×9.81N/kg×0.6
=163.6N
所以 FS2=n3FS2+ Fa
=2×(163.6+504)N
=1335.2N
⑷計算傾斜阻力Fst
由《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》式(3.4-16)得計算公式為:
FSt=qGgh……………………………………2.13
式中H—輸送機受料點與卸料點間的高差,m。輸送機向上提升時,H取為正值;輸送機向下提升時,H取為負值。
FSt=qGgh
=133.3kg/m×10m/s2×19.92m
=26559.34N
圓周驅動力:
FU=C* FH+ FS1+ FS2+ FSt …………………………2.1
=1.84×6944.25N+2593N+1335.2N+26559.34N
=43265N
2.1.2傳動滾筒軸功率的計算
傳動滾筒軸功率(PA)由《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》式(3.6-1)得計算公式為:
PA= FUv ………………………………………2.14
=43265N×2.5m/s
=108162.5W
≈108.2KW
2.2傳動滾筒、電機及驅動裝置組合的選擇
2.2.1傳動滾筒的選擇
傳動滾筒的最大扭矩的計算:
傳動滾筒的最大扭矩(Mmax)由《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》式(3.6-3)得計算公式為:
Mmax = FUD/2000…………………………………2.15
=43265N×0.8m/2000
=17.3 KN*m
傳動滾筒合力的計算:
傳動滾筒合力(Fn)由《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》式(3.5-8)得計算公式為:
Fn= FUmax+2 F2min………………………………2.16
式中 FUmax—輸送機滿載啟動或制動時出現(xiàn)的最大圓周驅動力,啟動時FUmax=KA FU。其中KA 為啟動系數(shù),一般取為1.3~1.7;取KA =1.5。
FUmax =KA FU …………………………………2.17
=1.5×43265N
=64897.5N
F2min—在保證輸送帶工作時不打滑的條件下,回程帶上需保持的最小張力。
由《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》式(3.5-8)得計算公式為:
F2min≥FUmax/(eμφ-1)…………………2.18
式中μ—傳動滾筒與輸送帶間的摩檫系數(shù),由《DTⅡ型帶式輸送機設計手冊》表(3-12)得μ=0.4;
φ—輸送帶在所有傳動滾筒上的圍包角,rad。其值根據(jù)幾何條件確定,一般單滾筒驅動取3.3~3.7,折合φ=190°~210°,雙滾筒驅動取7.7,折合φ=400°,采用《DTⅡ(A)和D-YM96傳動滾筒頭架時,實際達到的φ值,見《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》表(9-4)、表(9-8)、表(9-11)和表(15-5)。取φ=195°;
eμφ—歐拉系數(shù),見《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》表(3-13),查得eμφ=3.9。
F2min≥FUmax/(eμφ-1)
≥64897.5N/(3.9-1)
≥22378.45N
則 Fn= FUmax+2 F2min
=64897.5N+2×22378.45N
=109654.4N
≈109.65KN
根據(jù)帶寬 根據(jù)帶寬B、 最大扭矩Mmax和合力Fn,見《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》表(6-1)選擇傳動滾筒代號為12080.3,型號為DTⅡ120A307Y(Z)。
2.2.2電動機的選擇
電動機功率的計算
由《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》式(3.8-1)得計算公式為:
電動工況: PM = PA /ηη′η″……………………………………2.19
式中η—傳動效率,一般在0.85~0.95之間選??;取η=0.9。
η′—電壓降系數(shù),一般取0.90~0.95;取η′=0.93。
η″—多機驅動功率不平衡系數(shù),一般取0.90~0.95,單電機驅動時,取η″=1。 PM = PA /ηη′η″
=108.2KW/0.9×0.93×1
≈129KW
由《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》表(17-1)選電機功率132KW,型號為Y315M-4。
2.2.3驅動裝置組合的選擇
根據(jù)電動機功率和傳動滾筒的代號(即輸送機代號)查《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》表(7-1)驅動裝置選擇表得驅動裝置組合號為569。根據(jù)組合號查《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》表(7-3)驅動裝置組合號表可知驅動裝置各部件型號如下:
名 稱
規(guī) 格 型 號
高速軸聯(lián)軸器(或耦合器)
YOXⅡZ500
制動器
YWZ5-400/80
減速器
ZSY400-25
聯(lián)軸器或耦合器護罩
YF57
驅動裝置代號
D569-6ZZ
驅動裝置架
JQ519Z-Z
又從《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》表(7-6)查得低速軸型號為ZL11(170×302)/(150×252)。
2.3輸送帶張力計算
為了確定輸送帶作用于各改向滾筒的合張力,拉緊裝置拉緊力和凸凹弧起始點張力等特性點張力,需按逐點張力計算法,進行各特性點張力計算。
2.3.1逐點張力法計算
建立張力關系式如下(計算簡圖附后)
S2=S1+Fr合 S 3= S2+ FL
S4=S3+Fr合 S5=S4+FL
S6= S5+ FL3 S7= S6+ FL4
S 8=S7+Fr空 S9=S8+ FL
S10= S9+ Fr合 S11= S10+ FL6
S12= S11+ Fgl+ Fc1+ Fε1+ FbA
S13= S12+ Fc2+ Fε2 S1= S13+ FL7
2.3.2各段阻力的計算
(1)輸送帶繞過各滾筒的附加阻力
輸送帶繞過滾筒的纏繞阻力FL:
式中:F—滾筒上輸送帶趨入點張力,N; d—膠帶厚度,mm; d=12.6mm=0.0126m;
D—滾筒直徑,mm;B=1.2m。
(通過對各滾筒計算將值列表)
滾筒編號
滾筒直徑D(mm)
輸送帶繞過滾筒的纏繞阻力FL(N)
備注
BL1
φ500
58.6+0.00349S2
FL1
BL2
φ630
46.9+0.00279S4
FL2
BL3
φ800
37.2+0.00221S5
FL3
BL4
φ630
46.9+0.00279S6
FL4
BL5
φ400
46.9+0.00279S8
FL5
BL6
φ800
37.2+0.00221S10
FL6
BL7
φ1000
29.3+0.00174S13
FL7
b)滾筒軸承阻力:
圖1 滾筒編號
(2)物料加速段阻力FBa
FbA=IVρ(V-V0)………………………2.20
=0.33×1000×(2.5-0)=825N
式中:V0=0m/s V=1.25m/s
(3)輸送物料與導料欄板間的摩檫阻力Fgl
見前面的計算。
(4)輸送帶清掃器的摩檫阻力Fr
見前面的1計算。
(5)各段托輥前傾阻力Fε
水平段托輥前傾阻力Fε1見前面的計算;
傾斜段托輥前傾阻力Fε2:
Fε1=Cεμ0Lε(qB+ qG)gcosδsinε……………2.21
=0.43×0.35×79.56×(15.6+133.3)
×10×cos14.5°sin1°30′
=414.2N
(6)承載分支運行阻力Fc
Fc1= Lfg(qRO+ qG+ qB)……………………………2.22
=94.35×0.03×10×(18.45+133.3+15.6)
=3475.7N
Fc2=Lfg(qRO+ qG+ qB)……………………………2.23
=79.56×0.03×10×(18.45+133.3+15.6)
=3009.54N
因回程分支段分支托輥運行阻力較小,故可忽略不計。
(7)張力值計算(由以上張力關系式計算而得)
由第一點張力關系式計算得:
S2= S2-1+ 504 S3= 1.00349 S2-1+ 564.4
S4= 1.00349 S2-1+ 728 S5= 1.00629 S2-1+ 776.9
S6= 1.00851 S2-1+ 815.8 S7= 1.01132 S2-1+ 865
S8= 1.01132 S2-1+1028.6 S9= 1.01414 S2-1+1078.4
S10= 1.01414 S2-1+1582.4 S11= 1.01638 S2-1+ 1623.1
S12= 1.01638 S2-1+ 8516.7 S13= 1.01638 S2-1+11861.8
S1= 1.01815 S2-1+11911.7
根據(jù)輸送帶與傳動滾筒之間啟動時不打滑必須滿足的條件,有前面計算可知F2min≥22378.45N。
取S2-1=23000N代入上述關系式得:
S2=23504N S3=23645N
S4=23808N S5=23922N
S6=24012N S7=24125N
S8=24289N S9=24404N
S10=24908N S11=25000N
S12=31893N S13=35239N S1=35329N
2.4輸送帶張力校核
2.4.1輸送帶下垂度的限制
為了限制輸送帶在兩組托輥間的下垂度,作用在輸送帶上任意一點的最小張力Fmin,需進行驗算。由《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》式(3.5-2)和式(3.5-3)得驗算公式如下:
承載分支:Fmin≥εa0(qB+ qG)g/8(h/a)adm………………………2.24
承載分支:Fmin≥a0qB g/8(h/a)adm…………………………………2.25
式中(h/a)adm—允許最大下垂度,一般≤0.01,取(h/a)adm=0.01;
a0—承載上托輥間距(最小張力處);
au—回程下托輥間距(最小張力處)。
承載分支:Fmin≥εa0(qB+ qG)g/8(h/a)adm
= 1.2×(15.6+133.3)×10/8×0.01
=22335N
Fmin=22335N<S11=25000N 能滿足要求
回程分支: Fmin≥εa0qB g/8(h/a)adm
=3×15.6×10/8×0.01
=5850N
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