京煤集团下运设计方案.docx

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京煤集团下运设计方案

京煤下运带式输送机

技术方案分析

山东科技大学运输与控制技术研究所

泰安力博机电科技有限公司

2008年4月

一、技术参数

1.胶带宽度：

B=800mm

2.输送能力：

Q=300t/h

3.长度：

L=500m

4.最大运输倾角：

α=-20°

5.输送物料：

原煤

6.物料容重：

ρ=900Kg/m3

二、带速选择

从以上参数分析，输送机最大运输倾角为-20°，选用较低的带速可以减小运行时的振动，从而防止物料在胶带上滑动和物料间的滚动，提高运行安全性，推荐选用2m/s带速。

三、制动装置选择

对下运带式输送机而言，正常运行时电机处于发电制动状态，只要电机功率满足要求，就能够保证输送机的正常运行。

但在有载停车、突然断电或过载等情况下，电机不能发电制动或制动功率不满足要求，就要求有可靠的可控制动装置，以防止飞车发生或因制动力矩过大而滚料的现象。

目前常用的制动方式有:

1）电液推杆制动器；

2）液力制动器；

3）液压制动器；

4）自冷盘式制动器；

电液推杆制动器的结构最简单、安装最方便、价格也最便宜，但由于制动时，摩擦副之间的相对速度太大，制动轮的体积又非常小，短时间内产生大量的制动热，而且制动过程不可控，因此除小型下运皮带机外，一般都不采用。

采用液力制动器仅能降低输送机速度，最后必需加机械闸给予定车，附加冷却系统吸收制动能量，该种类型结构及控制均较复杂。

液压制动采用轴向柱塞泵和节流元件产生制动力，附加冷却系统吸收制动能量。

该种类型比液力制动简单，但油泵寿命较低。

同样，在输送机制动结束时需加以机械闸给予定车。

我公司研制生产的KZP系列自冷盘式制动装置主要用于大型机电设备的可控制动停车，特别适用于下运带式输送机的制动与停车，常闭式结构，适合于各种机电设备的定车。

获国家实用新型专利（专利号：

92211373.4）；获山东省高校科研成果二等奖；安全标志证书编号（20057920-20057926）。

KZP系列自冷盘式制动装置主要技术性能：

⏹使带式输送机停车减速度保持在0.10.3m/s

范围内；

⏹最大制动力矩整定方便；

⏹控制或拖动系统突然断电或保护停车指令发出时能可靠制动直至平稳停车；

⏹每小时制动10次，制动盘表面温度小于150C；

⏹具有先进、可靠的超速、打滑检测及保护功能；

⏹液压系统调试、安装方便，工作可靠性高；

⏹与下运带式输送机电控装置配合，具有可控重载起动性能。

⏹适用于地面和有煤尘、沼气、爆炸性危险的煤矿井下。

[产品业绩]

KZP系列自冷盘式制动装置成功应用在4公里长距离下运皮带上，同时在新汶、淮南、平顶山、永煤、淄矿、淮北、皖北、肥城、里能、义马、中岭、兖矿、冀东水泥、山水集团等地广泛使用。

（附部分业绩表）

四、驱动装置要求

下运皮带机电控装置有重载起车时的电机同步投入功能，因此对软启动的要求不高，可不配软启动装置。

但考虑到功率平衡，在采用多电机驱动时建议配置耦合器，其它无特殊要求。

五、拉紧装置选择

大倾角带式输送机多采用车式重锤拉紧和自动拉紧两种型式。

（1）车式重锤拉紧装置是利用重锤的重量产生拉紧力，并保证输送带在各种工况下有恒定的拉紧力，可以自动补偿由于温度改变和磨损引起输送带的伸长变化。

该种装置结构简单、工作可靠、维护量小，是一种理想经济的拉紧装置。

（2）自动拉紧装置可以方便的调节拉紧力大小，能保持胶带恒张力，自动补偿输送带的弹性变形和塑性变形，尤其是在起动时可以增大拉紧力，防止起动过程中输送带打滑，正常工作时，减小拉紧力，保证输送带的安全性。

具体到这两条输送机选用哪种形式的张紧，要通过计算拉紧力的大小来确定，如果拉紧力在20KN以下建议选用车式重锤拉紧，否则建议选用自动拉紧装置。

六、辅助措施

为了避免皮带运行中的滚料情况的发生，建议在皮带机全程间隔布置一层覆盖带，可有效避免此类情况发生。

七、电控装置性能

电控装置与制动器配合，必须能够满足在各种工况下停车时达到可控制动的目的。

系统既可进行自动控制也可实现手动控制，并且对系统的主要运行参量和设备工况进行可视化实时监控。

主要性能要求：

（1）.与机械系统、制动系统以及液压控制系统构成机电液一体化带式输送机匀减速控制系统，使带式输送机能按（0.1～0.3）m/s2的停车减速度平稳制动停车；

（2）.电动机控制具备同步投入起动和同步切除停车功能；

（3）.电动机起动方式控制；具备重载、空载、手动、自动起车功能；

（4）.输送机具有超速保护I和超速保护II控制；

（5）.输送带高、低速保护（打滑Ⅰ、打滑Ⅱ）及控制；

（6）.与带式输送机综合保护装置相配合完成常规保护（如跑偏、温度、烟雾、速度、煤位、堆煤、断带保护等）；

（7）.系统突然断电保护控制。

当系统突然断电时，仍能保证输送机安全平稳地停车；

（8）.主要运行参数与故障类别指示；

（9）.前后设备联锁控制；

（10）.具备远控接口。

运行中的输送机系统出现下列情况之一时，控制系统将实施正常停车程序

（1）.人为按动停车按钮

（2）.自动开车条件失效

（3）.出现沿停、跑偏、堆料、超温、撕带、打滑、烟雾故障之一

当系统出现下列情况之一时，控制系统进入紧急停车程序。

（1）.人为按动急停按钮

（2）.当与后台设备有联锁控制而出现后续设备停止

（3）.主电机或制动油泵电机失电

（4）.制动油欠压

（5）.电动机出现超速或输送带出现超速打滑

当系统中出现下列情况之一时，沿线电铃将报警。

（1）.自动控制工作方式下的开车前；

（2）.系统出现较大的超速；

（3）.任何情况下，司机按下信号按钮。

系统还需设有带速、电机转速、电机工作电流以及制动油压的在线检测与数字显示。

输送机设计计算书

1.带式输送机的原始技术参数如下表

原始参数

运量

300t/h

运距

500m

倾角

-17º～-20º

平均倾角

-18.5º

带速

2m/s

2、输送带型号及基本参数

输送带型号

带宽

带质量

PVG1000整芯输送带

800mm

qd=11.84kg/m

3.托辊的结构

3.1托辊间距

承载托辊间距　lt'=1.5m

回程托辊间距　lt"=3m

缓冲托辊间距　lth=0.5m

3.2.托辊直径与质量

承载托辊直径dt'=89mmGt'=2.58Kg

回程托辊直径dt"=89mmGt"=7.23Kg

3.3.托辊阻力系数

承载段阻力系数

回程段阻力系数

4.基本参数确定计算

4.1.输送带线质量：

qd=11.84kg/m

4.2.物料线质量

41.67kg/m

式中：

Q—每小时运输量，t/h;

v—运输带运行速度，m/s;

4.3.托辊旋转部分线质量qt',qt"

qt'=

5.16kg/m

qt''=

2.41kg/m

5.线路阻力计算

[胶带缠绕示意图]

5.1.承载分支：

=-79925N

5.2.回程分支：

=19203N

6.输送带张力的计算

各点张力应该同时满足摩擦条件及垂度条件。

满足垂度条件的最小张力值为：

Szmin=5glt'（q+qd）cos

=59.81.5（41.67+11.84）cos（-18.5）

=3730N

Skmin=5glt"qdcos=59.8311.84cos（-18.5）=1650N

其中：

Szmin—重载段输送带最小点张力；N

Skmin—空载段输送带最小点张力；N

按逐点张力法，根据摩擦条件进行计算

S1

S2=S1＋W1-2

S3=S2＋W2-3

验算摩擦条件：

其中：

—摩擦力备用系数，1.5

—功率配比系数，1

—欧拉系数，3

根据摩擦传动条件和垂度条件有：

得S1>83655N

在此取S1=83700N,代入以上各式计算得输送带各点张力如下：

S1=83700NS2=3775NS3=22978N

7.输送带强度检验

其中：

－输送带安全系数;

d－带芯拉断强度，N/mm；对于PVG1000带,

d=1000N/mm

－带宽，800mm

输送带的安全系数：

8.牵引力和电动机功率的计算

8.1.牵引力

8.2.电动机功率

其中：

K－电机功率备用系数，取K=1.4

－传动系统的工作效率

则有：

8.3.电机数量与配比的选择

根据以上计算，电机可选取2台90Kw，功率配比为1：

1。

9.初选减速器

根据带速、传动滚筒直径和电动机转速推知减速器的传动比为：

，可圆整为标准传动比i=25

10.拉紧装置

拉紧力：

P=7560N

拉紧形式采用机尾车式重锤张紧。

11.制动力矩计算

考虑到下运皮带机制动系统的重要性，取1.8以上的系数。

制动装置的制动力矩为：

因为本条输送机为1：

1双电机驱动，为充分利用滚筒围包角，保证制动时胶带与滚筒不打滑，需配两台KZP1200/2*25制动器，每个传动滚筒各安装一台，单台制动器制动力矩为17.5KN*m。

输送机设计结论

基本参数：

Q=300t/hL=500mV=2m/sB=800mm

参数名称

设计结果

输送带

型号

PVG1000

带宽（mm）

800

线质量（kg/m）

11.84

安全系数

9.57

驱动滚筒直径（mm）

6302个

电动机

型号

YB2-280M-42台

电压

660/1140V

功率

90

减速器

传动比

25

型号

DCY315-252台

制动器

制动器

KZP1200/2X252台

制动力矩

17.5KN·m

拉紧系统

拉紧方式

重锤车拉紧

拉紧力

10KN

泰安力博机电科技有限公司

2008-4-27