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带式输送机毕业设计毕业论文样本
摘要
该课题是结合实际工程问题而制定出一种题目,其目是设计一套可以在给定场合下安全可靠运营上运带式输送机系统。
本文是对通用设备(DTⅡ系列通用固定带式输送机)选型计算,需要通过计算选取各构成部件,并着重进行电控系统分析设计。
最后组合成使用于详细条件下带式输送机。
本文设计带式输送机属于向上运送,需要考虑带式输送机软启动问题、逆止问题、可靠停车问题以及所需要配套电控问题。
然后综合各种状况下问题,找出最合理解决办法并进行整合,最后选用出带式输送机各部件来构成符合实际工程规定输送机系统。
本文通过对输送机各部件选型计算和电控系统设计以使整个系统可以在给定场合下安全可靠完毕预期任务。
核心词带式输送机;上运;软启动;液体粘性;电控
绪论
带式输送机是以胶带、钢带、钢纤维带、塑料带作为传送物料和牵引工作输送机械,是输送能力最大持续输送机械之一。
其构造简朴、运营平稳、运转可靠、能耗低、对环境污染小、便于集中控制和实现自动化、管理维护以便,在持续装载条件下可实现持续运送。
它是运送成件货品与散状物料抱负工具,因而被广泛用于电力、冶金、煤炭、化工、矿山、港口等各行业。
1.1本课题研究目和意义
带式输送机是以胶带兼作牵引机构和承载机构一种运送设备,它在地面和井下运送具备广泛应用。
带式输送机自1795年被创造以来,通过两个世纪发展,已被电力、冶金、煤炭、化工、矿山、港口等各行各业广泛采用。
特别是第二次工业革命带来了新材料、新技术采用,使带式输送机发展步入了一种新纪元。
当今,无论从输送量、运距、经济效益等各方面来衡量,它已经可以同火车、汽车运送相抗衡,成为三足鼎立局面,并成为各国争先发展行业。
带式输送机因其具备构造紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长、运转稳定、工作可靠性和密封性好、占据空间小等特点,并能适应在各种恶劣工作环境下工作涉及潮湿、泥泞、粉尘多等,因此它已经是国民经济中不可或缺核心设备。
加之国际互联网络化实现,又大大缩短了带式输送机设计、开发、制造、销售周期,使它更加具备竞争力。
当前,带式输送机已经成为露天矿和地下矿联合运送系统中重要构成某些。
为了更好研究带式输送机工作构成原理,发现及改进其局限性之处,本课题所研究是大倾角、上运带式输送机。
本次研究重要问题在于系统驱动件布置、软起动和制动问题。
带式输送机向上运送物料时,其驱动电机运营工矿有别于普通带式输送机。
由于运转上需要,在构造上有特点,控制上有特殊规定。
上运带式输送机制动装置及其控制技术尤为核心。
若制动装置设计不合理,很容易发生飞车事故,从而导致断带、撕带等事故,给生产带来极大危害。
如何实现软制动与自动张紧,逐渐向智能化、自动化、人性化方向发展,是当前带式输送机发展方向,也是本课题研究目和意义所在。
相信随着课题不断进一步,对带式输送机将会有进一步理解,为后来学习也能打下夯实基本。
1.2本课题研究内容
一方面理解带式输送机基本知识(涉及其重要设备工作方式工作原理等)。
然后依照使用场合和给定原始参数,对各种工况进行分析计算,设计系统方案(运送机布置形式,驱动方式,输送带选型,拉紧装置设计,清扫装置设计等),设计出适当驱动系统和控制系统。
设计出各个系统之后,还要进行动态特性研究,以保证在输送机启动时,系统动安全系数不不大于预先设定数值,所设计系统仍能符合规定正常运营。
1.3国内外研究状况及其发展
1.3.1国外带式输送机技术现状
国外带式输送机技术发展不久,其重要体当前2个方面:
一方面是带式输送机功能多元化、应用范畴扩大化,如高倾角带式输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型;另一方面是带式输送机自身技术与装备有了巨大发展,特别是长距离、大运量、高带速等大型带式输送机已成为发展重要方向,其核心技术是开发应用了带式输送机动态分析与监控技术,提高了带式输送机运营性能和可靠性。
国外己经使用或己经进行设计几条典型长距离带式输送机输送线:
(1)西班牙西撒哈拉带式输送机线路是世界最长长距离输送机线路,该线路长达100km,用两年半时间建成,并于1972年投入使用,用来将位于石质高原地区布·克拉露天矿磷灰石矿石运往艾尔—阿雍海港。
总投资额为两亿马克。
预测该线路能达行30年,年平均运送量为1000万吨磷灰石矿石(t/h)。
整条线路由长为6.9~11.8km11台带式输送机构成。
带宽为l000mm,采用ST3150型钢丝绳芯胶带,带速为4.5m/s[18]。
(2)恰那矿20km地面带式输送机系统是代表了当代带式输送机发展水平一条输送线。
该输送系统由一条长为10.3km平面转弯带式输送机和一条10.1km直线长距离带式输送机构成。
转弯带式输送机曲率半径为9km,弧长为4km。
两条输送机除线路参数外,其她参数相似,运送能力为2200t/h,带宽1050mm,输送带抗拉强度为3000N/mm,安全系数为5,拉紧装置为重锤拉紧。
容许行程为25m,驱动采用3台700KW直流电动机,双滚筒驱动。
系统采用了先进托辊制造和安装技术、水平转弯技术和动态分析技术[20]。
(3)津巴布韦钢铁公司(ZISCO)15.6km水平转弯越野带式输送机于1996年投入使用,是世界上单机最长带式输送机。
该输送机将ZISCONewRippleCreek矿通过二次破碎铁矿石运送到Zimbabwe炼钢厂附近。
输送量为干矿石500t/h(湿矿石600t/h)。
系统全长15.6km,物料提高高度为90m。
近年来,国内在大型带式输送机设计、制造上也有了长足进步。
从20世纪60年代末国内己经生产200余条钢丝绳芯带式输送机,在煤矿、磷矿、铁矿和港口使用。
其中单机长度达7602m大型带式输送机已投入使用。
当前,涉及总长l0km输送线等多条长距离带式输送机系统正在设计或筹划中[12]。
1.3.2国内带式输送机技术现状
国内生产制造带式输送机品种、类型较多。
在“八五”期间,通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目实行,带式输送机技术水平有了很大提高,煤矿井下用大功率、长距离带式输送机核心技术研究和新产吕开发都获得了很大进步。
如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均弥补了国内空白,并对带式输送机减低核心技术及其重要元部件进行了理论研究和产品开发,研制成功了各种软起动和制动装置以及以PLC为核心可编程电控装置,驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器[8]。
1.4驱动系统技术规定
1.4.1输送机控制性能
长距离带式输送机驱动系统必要从加(减)速度、过载、负荷分派、输送带张力控制等方面有效地对输送机进行全程控制。
加(减)速度控制:
在不大于最大设计载荷任何载荷状况下,驱动系统都必要先后均匀地给输送带加(减)速,且加速段要长,以防止物料滑落、胶带在滚筒上打滑和过度张紧运动。
过载控制:
驱动系统应能防止输入功率和扭矩越过安全设施进入输送机,以免产生故障。
同步,还应具备随时排除输送机阻卡现象功能。
负荷分派:
多机驱动状况下,载荷应依照设计规范合理地分派给各驱动装置,避免因导致个别或各种驱动装置过载而影响输送机各部件运营质量,导致不必要运营故障。
输送带张力控制:
输送带对的张力是保证输送机安全可靠运营首要条件之一。
但带式输送机起止瞬间形成带张力会给输送机运营和控制带来很大不利影响,严重破坏性张力波也许会使长距离带式输送机迅速减速乃至停机。
因而,驱动装置必要按规定控制住进入输送机输送功率,使输送带随时保持良好张力。
1.4.2输送机驱动性能
驱动系统是输送机核心设备,它各部件都应具备最佳可靠性,都必要严格按照原则和规范精心设计和制造。
在有效期间,要配备良好监控设备,随时理解掌握输送机运营状况,避免突然事故和阻卡现象给输送机导致损失,减少维修和停机次数,提高长距离带式输送机使用效率。
1.4.3最小电应力
对长距离带式输送机来说,如果所有电机同步启动,电源系统中电压负荷急剧增大,导致电压下降,使电机启动时间延长乃至困难,对电机产生应力,因而,当在最小电压时,驱动系统也必要能使重要电机及时启动。
同步,电机每次启动时产生极大电流会使电机温度增高,而电机启动所需时间越长,电流持续时间越长,温度也越高,电机热化损坏也越快,从而使绝缘体耐热性能下降,并最后在绝缘体内进行化学物质变化,使绝缘体完全失去功能,最后毁坏电机。
因而,要尽量以最小电应力进入电机,且启动次数尽量减少,启动时间尽量缩短,使电机有良好使用环境。
1.4.4最小机械应力
由于驱动系统载荷分派不均,特别是急速启动状况下,涉及不可控制启动状况,以及不能逆止输送机状况直接影响输送机重要驱动装置及其她部件上应力。
针对产生因素,必要对长运距带式输送机驱动系统进行恰当设计,在恰当分派各驱动装置载荷状况下,设立适长启动斜面并采用S型启动斜面以减少输送带应力。
同步实行软启动以对输入功率和扭矩进行最大限度限制,提高输送机安全性,而减少对输送带规定因素,这样就有效地减少输送机成本。
胶带要正常运营必要是封闭环路,将一种以上胶带端部连接起来才干形成无极胶带同路,而接头强度只能达到该胶带强度70%~90%。
因而,钢芯胶带最薄弱处就是它接头,因此如何拟定接头最佳连接办法就成为提高胶带实际强度关建。
对胶带安全性,现重要基于四项不同设计规范,即运营张力、起动张力、胶带延伸性和寿命递减、接头动态效能损失。
对运营张力虽普通按最高张力条件拟定,但由于导致接头疲劳额定运营张力约占最高设计张力80%,故很难达到;起动张力是一种不常浮现周期性条件,可依照停机和启动频率来拟定与否应视为持续起作用疲劳因素;对胶带延伸应力和性能退化应当视为一种持续负到运营数值中,由于运用新技术,胶带接头间动态强度达到了一种新水平,当前钢绳耐用性倒成了限制接头高效能因素,橡胶性能改进使无沦何种强度胶带均能获得效果良好高效能接头。
1.5长距离带式输送机合理驱动装置
1.5.1驱动方式拟定
从输送带强度对功率影响,考虑减少初期投资及提高输送机运营可靠性,长运距带式输送机驱动宜采用中间驱动方式,其最大长处是可有效减少输送带张力,使输送机输送长度理论上不受输送带张力影响而无限延长,同步,采用中间驱动还可以使巨大总功率分解成各种较小单元驱动功率,便于实现输送机重要驱动原部件原则化、系列化和通用化。
中间驱动有两种形式,即卸载式中间驱动和摩擦式中间驱动,由经济性和操作性比较优劣,建议采用卸载式中间驱动方式。
驱动装置由电动机、减速器、液力凋速装置、制动器等元部件构成,为使电动机、减速器、调速型液力偶合器等连接基本处在水平,可以考虑该连接与底座采用浮动支撑连接形式,达到对中性好、调节容易、拆装以便效果。
1.5.2电机功率合理分派
设计中可采用带有调速型液力偶合器驱动装置有效地解决多机驱动中电机负载不平衡问题。
1.6带式输送机发展趋势
随着煤矿当代化发展和需要,国内对大倾角固定带式输送机,高效高产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核心技术,核心零部件进行了理论研究和产品开发,应用动态分析技术与智能化控制技术,研制成功了软启动和制动装置以及PLC控制为核心电控装置,并且井下大功率防爆变频器也已经进入研发,试制阶段。
随着高效高产矿井发展,带式输送机各项技术指标有了很大发展。
重要体当前如下几种方面:
(1)提高煤矿井下带式输送机核心零部件性能和安全可靠性;设备开机率高低重要取决于运送零部件性能和可靠性。
提高零部件性能和可靠性可以大大提高设备开机率。
(2)提高运送能力,适应高产高效集约化生产需要;长运距、高速度、大运量、大功率、集中控制是带式输送机此后发展必然趋势。
(3)控制自动化水平要提高;
(4)一机多用,扩大功能;带式输送机是一种抱负持续运送设备,但是不能充分发挥起能力,挥霍了资源,如果将带式输送机构造做恰当修改,并且采用一定安全办法,就可以拓展起工作领域,是起发挥更大经济效益。
通过上述分析,可以预见,将来新机型应当具备如下特性:
(1)大运量、高速度。
即意味着高生产率,减少单位时间生产成本。
(2)长使用寿命。
胶带与托辊磨损是限制输送机寿命重要因素,减少胶带与托辊之间摩擦系数,增长胶带耐磨性,提高托辊性能,可以较大限度地提高输送机使用寿命。
(3)低生产成本。
在普通胶带输送机中,托辊制造费用占整个胶带运送机17%~25%,且运动部件过多,维修费用昂贵,采用无托辊支承或非接触支承是减少胶带输送机成本最有效办法。
(4)低能源消耗。
胶带式输送机能源80%左右都消耗在摩擦损失上,减少摩擦损耗最有效办法是采用非接触带输式送机(如水垫式胶带运送机),它所需电机功率仅为普通胶带输送机20%。
(5)智能化。
将来机型应与电脑密切联系,适合程序控制、智能操作、物料装卸、机器安装与维护都应能实现智能化管理。
可以预见,胶带输送机发展趋势是从接触式胶带输送机向非接触胶带输送机发展,最后发展趋势是采用最原始胶带输送机构造,即采用带子在槽内滑动。
胶带非接触支承节约大量金属,大大减少了胶带运动阻力和能耗,维修也简便。
随着新型材料浮现,特别是近几年浮现纳米材料,有理由相信胶带与滑槽之间摩擦系数和带子耐磨性可以得到很大改观。
而胶带在滑槽内滑动构造最简朴,运动部件至少,这样它更适合智能化管理,同步生产成本也大大减少。
在给定条件下,带式输送机选型设计计算合理与否关系到能否高效、安全、可靠地完毕生产任务。
普通说来,带式输送机选型设计有两种办法:
一种是成套供应设备(或已有设备)计算,对于这一类运送机设计计算无需进行参数和部件选取,普通只需核算生产能力、电动机功率和输送带强度等与否满足关于规定规定;另一种是对通用设备(如TD75、DTⅡ系列通用固定带式输送机和DX系列钢丝绳芯带时输送机等)选型计算,需要通过计算选取各构成部件(如:
输送带、滚筒、托辊、驱动装置……),最后组合成使用于详细条件下带式输送机。
该设计重要进行是后一种设计。
带式输送机设计程序大体分两步,第一步是初步设计,重要是通过理论上计算选出适当输送机部件,或者完毕对已选部件验算;第二步是施工设计,重要完毕对已选部件安装布置图纸设计工作。
由于该种皮带输送机既有上坡运送又有下坡运送,最困难得工况就不一定期在满载时,因而要分不同工况进行分析。
第一种工况是满载运营状态,输送带各段都满载运营状态。
大多数状况下,此状态为输送机系统最困难工况,因此必要对正常运营工况进行设计计算,以拟定各重要点输送带张力、电机功率、张紧力结论;第二种工况最大发电状态,如果设计中没有考虑到这种工况,就必然会浮现驱动装置过载,或者在这种条件下停车制动不住,浮现飞车导致严重事故,本输送系统最大发电运营状态工况是在只有下运段满载,而上运段处在空载状态状况下浮现;第三种工况是最大电动状态,如果忽视此工况,有也许浮现电机堵转,闷车而烧坏,并且这种工况也随起动和停车过程浮现而不断浮现。
对于本输送机系统最大电动状态是在线路下运段空载,而上运段满载状况浮现。
第四种工况是空载运营状态,就是输送机上各点都没有载荷状况下输送机运营状态,对于本输送线路,空载运营状态比最大电动状态是安全,因而在这就不进行详细设计计算。
比较这前三种工况下所需牵引力和电机功率,按照最困难工况进行各部件选用。
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