皮帶輸送機(jī)計(jì)算

1、目錄普通皮帶輸送機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書f上傳時(shí)間：2011-10-30 9:38:04我要下載：文件描敘：4.8軟起動(dòng)裝置的選擇由電動(dòng)機(jī)自身特性可知，電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的起動(dòng)電流，從而對電網(wǎng)沖擊很大；而在電動(dòng)機(jī) 和減速器之間加可控軟起動(dòng)裝置則會(huì)大大改善電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能，從而延長電動(dòng)機(jī)使用壽命。調(diào)速型液力偶 合器是一種無級調(diào)速裝置，它通常安裝于電機(jī)和減速器之間，具有起動(dòng)時(shí)保護(hù)電機(jī)，起動(dòng)加速度可控、過載 保護(hù)等功能，是目前性能較優(yōu)越的可控軟起動(dòng)裝置之一。4.8.1目前主要的軟起動(dòng)裝置原理與性能常用的下運(yùn)皮帶輸送機(jī)軟起動(dòng)裝置主要有以下幾種：液體粘性軟起動(dòng)裝置、CST、液力偶合器、變頻器等。（1

2、）液體粘性軟起動(dòng)裝置液體粘性軟起動(dòng)系統(tǒng)是利用液體的粘性即油膜剪切力來傳遞扭矩的，其結(jié)構(gòu)如圖 4.3所示，由主、從動(dòng)軸，主、從動(dòng)摩擦片，控制油缸、彈簧、殼體及密封件等組成。當(dāng)主動(dòng)軸帶動(dòng)主動(dòng)摩 擦片旋轉(zhuǎn)時(shí)，通 過 摩 擦 片 之 間 的 粘 擦 片 的 旋 轉(zhuǎn)， 當(dāng)擦片的旋轉(zhuǎn)，當(dāng)改變控制油缸中的油 圖4.3液體粘性軟啟動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)圖 壓大小來調(diào)節(jié)主、從動(dòng)摩擦片之間的1-輸入軸2-殼體3-控制油缸4-彈簧油膜厚度，可以改變從動(dòng)摩擦片輸出5-主動(dòng)摩擦片6-從動(dòng)摩擦片7-輸出軸的轉(zhuǎn)速和扭矩的大小，從而實(shí)現(xiàn)皮帶輸送機(jī)各項(xiàng)驅(qū)動(dòng)要求和可控軟起動(dòng)功能。（2）液力偶合器圖4.4調(diào)速型液力偶合器原理圖1-油冷卻池

3、2-濾油器3-滾動(dòng)軸承4-電動(dòng)執(zhí)行其5-油箱6-齒輪泵液力偶合器主要分限矩型液力偶合器和調(diào)速型液力偶合器兩種，主要是以液體為介質(zhì)傳遞功率的軟起動(dòng) 裝置。主要由泵輪、渦輪、外殼等組成。泵輪輸入軸與電機(jī)相連，為功率輸入端；渦輪經(jīng)輸出軸與減速器相連，為功率輸出端，兩者結(jié)構(gòu)形狀相 似，成軸向?qū)ΨQ排列，共同組成液流循環(huán)圓。工作時(shí)，由供油泵向循環(huán)圓中充入工作油，當(dāng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)入泵輪的工作油在葉片的帶動(dòng) 下，因離心力的作用由泵輪內(nèi)側(cè)流向外緣，形成高壓高速液流沖擊渦輪葉片，使渦輪與泵輪同向旋轉(zhuǎn)，工作 油在渦輪中由外緣流向內(nèi)側(cè)，將流入渦輪中的高能液流轉(zhuǎn)變成輸出軸的機(jī)械能，從而實(shí)現(xiàn)能量的柔性傳遞。限矩

4、型液力偶合器的充液量不變，起到柔性聯(lián)軸節(jié)的作用，能實(shí)現(xiàn)電機(jī)空載起動(dòng)、過載保護(hù)等作用，但 起動(dòng)加速度不可控，通常被用在小型輸送機(jī)上。調(diào)速型液力偶合器通過電動(dòng)執(zhí)行器來調(diào)節(jié)勺管的插入深度實(shí) 現(xiàn)調(diào)節(jié)循環(huán)圓內(nèi)工作液體的充液量的。因此起動(dòng)力矩可控，通常被用于中大型輸送機(jī)上或傾角較大的場合。采用調(diào)速型液力偶合器作為軟起動(dòng)傳動(dòng)裝置可以做到延長起動(dòng)時(shí)間、改善輸送機(jī)滿載起動(dòng)性能。主要優(yōu) 點(diǎn)如下：實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)（可控起動(dòng)）起動(dòng)時(shí)偶合器中無油，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵輪空載起動(dòng)，起動(dòng)時(shí)間短，大電流沖擊時(shí)間短。待電動(dòng)機(jī)起動(dòng)完畢， 控制系統(tǒng)才控制勺管外移，向偶合器供油，渦輪力矩逐漸增大，當(dāng)渦輪力矩大于負(fù)載力矩時(shí)，輸送機(jī)開始起 動(dòng)。在起動(dòng)

5、過程中電控系統(tǒng)時(shí)刻根據(jù)輸送機(jī)的實(shí)際加速度值來調(diào)節(jié)勺管的移動(dòng)，使輸送機(jī)的加速度保持在 0.10.3m/s苑圍內(nèi)。完成功率平衡調(diào)節(jié)工作中，控制系統(tǒng)通過測定每臺電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷電流情況來控制勺管的移動(dòng)量達(dá)到均衡電 動(dòng)機(jī)功率的目的，調(diào)節(jié)精度達(dá)5%。具有過載保護(hù)功能，提高機(jī)械使用壽命由于采用液體作傳動(dòng)介質(zhì)，它能吸收、減少外載荷的振動(dòng)與沖擊， 偶合器上設(shè)有易熔塞，過載時(shí)液體可將易熔塞熔化噴出，所以保護(hù)了傳動(dòng)系各元件，提高了機(jī)械的使用壽命。 但是這種系統(tǒng)有以下不足之處：在正常工作時(shí)，一般有3-5%的滑差，此時(shí)具有3-5%的傳動(dòng)效率損失，而且輸送機(jī)械大都長時(shí)長期工作，使 偶合器發(fā)熱量大，并浪費(fèi)大量的能量；調(diào)速型液

6、力偶合器在起動(dòng)過程中始終存在一個(gè)不穩(wěn)定的過渡區(qū)，使得起動(dòng)性能還不理想；液力偶合器的體積較大，系統(tǒng)控制性能和控制精度較差。CST(Controlled Start Transmission System)該裝置是80年代初期，美國道奇公司針對大運(yùn)量、長距離皮帶輸送機(jī)在起動(dòng)過程中出現(xiàn)的動(dòng)力所造成的 非穩(wěn)定工況研制成功的可控傳動(dòng)裝置。它是將行星減速器與液體粘性濕式離合器作成一體，所示。它結(jié)構(gòu)緊 湊，體積小，啟動(dòng)平穩(wěn)，加速度、減速度可控。主要有以下優(yōu)點(diǎn)：軟起動(dòng)特性好。CST系統(tǒng)起動(dòng)與負(fù)載無關(guān)，電動(dòng)機(jī)可在無負(fù)載情況下很快達(dá)到滿速，然后輸送機(jī)從靜止?fàn)?態(tài)加速到滿速。CST系統(tǒng)具有十分優(yōu)異的力矩控制特性，它

7、可以根據(jù)輸送機(jī)運(yùn)行的需要(起動(dòng)、調(diào)速、停車， 靈活、精確地改變離合器傳遞力矩的大小，從而使輸送機(jī)在整個(gè)運(yùn)行過程中平穩(wěn)無沖擊。因此最大限度地降 低輸送帶的動(dòng)張力，提高輸送帶、電動(dòng)機(jī)及整機(jī)的壽命，并減小對電網(wǎng)的沖擊；具有優(yōu)良的調(diào)速性能。CST系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)范圍為10% 100%。輸送機(jī)可在此范圍內(nèi)以任何速度運(yùn)行(要求 冷卻系統(tǒng)要有夠的冷卻能力)，因此能滿足帶工輸送機(jī)低速驗(yàn)帶的需要；運(yùn)行可靠、效率高；功率平衡調(diào)節(jié)性能好。多級驅(qū)動(dòng)或多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)具有良好的功率平衡性能。對所有驅(qū)動(dòng)單元可實(shí)現(xiàn)負(fù)載分配。但這種系統(tǒng)制作工藝復(fù)雜，加工要求高，成本和投資極大，調(diào)試過程復(fù)雜，維護(hù)費(fèi)用較高。調(diào)壓型電器軟起動(dòng)設(shè)備調(diào)壓型電

8、氣軟起動(dòng)設(shè)備起動(dòng)力矩較小，但下運(yùn)輸送機(jī)一般在空載狀態(tài)下要求的起動(dòng)力矩才最大，故僅從 力矩關(guān)系上考慮采用電氣軟起動(dòng)設(shè)備比在上運(yùn)輸送機(jī)上更有利?？刂品桨福簩τ诘?、2種工況，可采用松 開制動(dòng)器再投入電動(dòng)機(jī)的方法，即與電動(dòng)狀態(tài)起動(dòng)方式相同：對于第3種工況，起動(dòng)時(shí)必須施加制動(dòng)力，讓 電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)下起動(dòng)，否則可能會(huì)使電壓的調(diào)節(jié)跟不上皮帶輸送機(jī)速度的變化而引起帶速失控。上述 3種工況都要求起動(dòng)時(shí)必須施加一定的制動(dòng)力矩。在正常運(yùn)行時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)的工況不確定，故電流方向不能確定，要求電氣軟起動(dòng)設(shè)備必須有自動(dòng)切換 回路，使正常運(yùn)行時(shí)電流不通過軟起動(dòng)的調(diào)節(jié)回路。4.8.2軟起動(dòng)裝置的選用根據(jù)以上各種軟起動(dòng)裝

9、置的原理及性能，依據(jù)我國煤礦井下長運(yùn)距、大運(yùn)量下運(yùn)皮帶輸送機(jī)的工作特點(diǎn)， 結(jié)合我廠多年生產(chǎn)皮帶輸送機(jī)配套軟起動(dòng)裝置的經(jīng)驗(yàn)，軟起動(dòng)裝置的選型應(yīng)考慮以下幾個(gè)原則：考慮輸送機(jī)的工作重要性：當(dāng)輸送機(jī)工作場所十分重要時(shí)，如主運(yùn)輸輸送機(jī)，應(yīng)重點(diǎn)考慮可靠性 配置，可采用進(jìn)口 CST可控起動(dòng)裝置，但價(jià)格較高?？紤]輸送機(jī)長度及運(yùn)量大小：運(yùn)距長、運(yùn)量大則起動(dòng)動(dòng)載荷就大，可選用起動(dòng)精度高，軟啟動(dòng)效 果好的軟起動(dòng)，如液粘軟起動(dòng)、CST等，可以有效降低膠帶強(qiáng)度；否則，對運(yùn)距短、運(yùn)量小的輸送機(jī)，可選 用剛性聯(lián)軸器(驅(qū)動(dòng)功率小于45千瓦)、普通液力偶合器或調(diào)壓型電氣軟起動(dòng)；對運(yùn)距、運(yùn)量中等，驅(qū)動(dòng)載荷 適中的輸送機(jī)，一般選用

10、調(diào)速型液力偶合器，使用維護(hù)較簡單，且價(jià)格也適中。輸送機(jī)帶速：當(dāng)輸送機(jī)帶速高時(shí)，應(yīng)選用軟起動(dòng)性能較好的軟起動(dòng)，根據(jù)以上第二條動(dòng)載荷大小， 優(yōu)先選用調(diào)速型液力偶合器、液粘軟起動(dòng)和CST?？紤]輸送機(jī)經(jīng)濟(jì)性，性能要求越好，投資價(jià)格越高。一般情況應(yīng)優(yōu)先選用普通液力偶合器、調(diào)速型 液力偶合器、液粘軟起動(dòng)和CST。綜合考慮以上分析，結(jié)合本臺皮帶輸送機(jī)的自身特性，我們決定采用 YOTCK560型調(diào)速型液力偶合器，YOTCK560型調(diào)速型液力偶合器傳遞功率155-360 kW。4.9拉緊裝置拉緊裝置是皮帶輸送機(jī)必不可少的部件，具有以下四個(gè)主要作用：保證輸送帶有足夠的張力，防止打滑；保證輸送帶各點(diǎn)的張力不低于一定

11、值，以防止輸送帶在托輥間因過分松弛而引起撒料和增加運(yùn)動(dòng)阻 力；補(bǔ)償帶的塑性伸長和過渡工況下彈性伸長的變化；為輸送帶重新接頭提供必要的行程。4.9.1張緊位置的確定從布置示意圖中可知，拉緊裝置設(shè)于回程機(jī)尾（高點(diǎn)）傾斜坡段，驅(qū)動(dòng)滾筒入點(diǎn)處，此位置布置張緊裝置 優(yōu)點(diǎn)是離驅(qū)動(dòng)裝置近，便于實(shí)現(xiàn)集中控制，但缺點(diǎn)是張緊力大：根據(jù)輸送機(jī)張緊位置的確定原則，一般布置 在張緊力最小處，也可將張緊裝置布置在機(jī)頭處，缺點(diǎn)是離驅(qū)動(dòng)裝置遠(yuǎn)，張緊力傳遞慢，滿載起動(dòng)時(shí)易出現(xiàn) 打滑，控制困難。4.9.2拉緊力及拉緊形成的計(jì)算（1）拉緊力的計(jì)算根據(jù)4.5.5各點(diǎn)張力計(jì)算結(jié)果，且拉緊力大小需滿足任何工況要求，根據(jù)以上設(shè)計(jì)計(jì)算可得：

12、PI=425644N（2）拉緊行程的計(jì)算計(jì)算拉緊行程的公式如下： L=KL+（12） B式中AL拉緊行程，m；L一輸送帶長度，m；B一帶寬，m；K一伸長系數(shù)，鋼絲繩芯帶取0.002。 L =0.002X3005+1.5X1.2=7.81m考慮其他因素，取L=20m。4.9.3拉緊裝置選擇皮帶輸送機(jī)上采用的拉緊裝置有固定絞車式拉緊、重錘拉緊和自動(dòng)拉緊三種形式。比較三種方式可知：（1）固定絞車式拉緊裝置的拉緊滾筒在皮帶輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中位置是固定的，這種拉緊方式結(jié)構(gòu)簡單、 緊湊、對污染不敏感，工作可靠，拉緊行程長，調(diào)整方便；缺點(diǎn)是輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中由于輸送帶的彈性變形 和塑性伸長引起的張降低，可能導(dǎo)致

13、輸送帶在滾筒上打滑。（2 ）重錘拉緊裝置是利用重錘的重量產(chǎn)生拉緊力，并保證輸送帶在各種工況下有恒定的拉緊力，可以自 動(dòng)補(bǔ)償由于溫度改變和磨損而引起輸送帶的伸長變化。該種裝置結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、維護(hù)量小，是一種經(jīng) 濟(jì)較理想和拉緊裝置，特別適用于固定皮帶輸送機(jī)，但該裝置占用空間較大，工作拉緊力不能自動(dòng)調(diào)整且拉 緊行程有限。根據(jù)使用場合的不同，可分為重錘垂直拉緊裝置和重錘車式拉緊裝置等。（3）自動(dòng)拉緊裝置是一種在輸送機(jī)工作中能按一定的要求自動(dòng)調(diào)節(jié)拉緊力的拉緊裝置。它使輸送帶具有 合理的張力，自動(dòng)補(bǔ)償輸送帶的彈性變形和塑性變形，尤其是在起動(dòng)時(shí)可以增大拉緊，防止起動(dòng)過程中輸送 帶打滑，正常工作時(shí)，減小拉

14、緊力，保證輸送帶的安全性。本機(jī)是具有輸送距離長，輸送帶較大，由于傾角較小，采用重錘拉緊難以控制拉緊力，同時(shí)拉緊設(shè)計(jì)占 用空間大，成本也較大，用其它拉緊方式拉緊行程難以保證，綜合考慮設(shè)備的工作穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，選用液 壓自動(dòng)拉緊裝置拉緊方式。5結(jié)論從上述設(shè)計(jì)計(jì)算過程我們可以看出：由于該機(jī)線路長，運(yùn)量較大，并存在多個(gè)變坡段，既又下坡、水平 段、又有上坡段，實(shí)際運(yùn)行工況較復(fù)雜。在重點(diǎn)討論最大電動(dòng)狀態(tài)、最大發(fā)電狀態(tài)下輸送機(jī)特性時(shí)，驅(qū)動(dòng)滾 筒出力情況發(fā)生了較大變化。雖是下運(yùn)輸送機(jī)，但其電動(dòng)工況下滾筒的受力情況極差，如按發(fā)電時(shí)的受力計(jì)算，則不能滿足摩擦條件， 這意味著電動(dòng)狀態(tài)下輸送機(jī)要打滑。為兼顧二者，則要

15、作出一些必要的犧牲，如增大拉緊力，這將導(dǎo)致輸送 帶等級增高，使投資費(fèi)用大大提高。若仍按滿載時(shí)計(jì)算，可能會(huì)給現(xiàn)場造成不可挽回的損失。這也是此類輸 送機(jī)設(shè)計(jì)中容易出問題的原因。反之，該種輸送機(jī)的工況應(yīng)屬不利工況，除非生產(chǎn)現(xiàn)場條件無法改變，建議 盡量不要將輸送機(jī)線路布置成類似形式。由于該機(jī)的特殊工況，同時(shí)可控制動(dòng)裝置是必不可少的。同時(shí)對長距離、大運(yùn)量輸送機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài) 下普通型軟起動(dòng)裝置無法滿足要求，必須設(shè)置可控軟起動(dòng)裝置，否則將會(huì)使起車加速度過大，造成輸送帶斷 帶等事故，同時(shí)對各組成部分造成較大的沖擊。本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)實(shí)際例子，設(shè)計(jì)出適合于實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用的輸送機(jī)，主要突出在變坡設(shè)計(jì)上，通過不 同

16、的實(shí)際地形，設(shè)計(jì)出適合生產(chǎn)需要的變坡。但是本文在自動(dòng)化和安全細(xì)節(jié)上的考慮還有一定的不足之處，需要在以后的是實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)一步完善。致謝本文是在趙麗琴老師指導(dǎo)下完成的，在論文期間，導(dǎo)師在論文研究方面和設(shè)計(jì)過程中給予悉心指導(dǎo)，在 工作和生活方面給予了大力支持和幫助；尤其是導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究精神，惜時(shí)如金的工作態(tài)度深深地影響 了本人，使學(xué)生受益匪淺。在此表示衷心感謝，并致以崇高的敬意。同時(shí)也感謝所有關(guān)心、支持和幫助過我的各級領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)、同事和朋友。由于本人水平有限、時(shí) 間的倉促，論文難免有不足和錯(cuò)誤之處，懇請各位專家、教授批評、指正，再次表示感謝。參考文獻(xiàn)趙玉文，李云海.皮帶輸送機(jī)的現(xiàn)狀線裝與發(fā)

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20、ystem Downward Belt International Conference on China Conveyor. Proceedings Mechanical Engineering . of High Angle of the First 2000. Shanghai摘要IAbstract I1緒論12輸送機(jī)主要部件的選型與設(shè)計(jì)計(jì)算52.1設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)52.2輸送機(jī)帶速的選擇52.3輸送帶寬度的計(jì)算選擇52.4輸送機(jī)輸送能力的計(jì)算72.5功率計(jì)算82.5.1傳動(dòng)滾筒軸功率計(jì)算82.5.2附加功率計(jì)算82.5.3 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算92.6輸送帶的計(jì)算選型102.6.1輸送帶的結(jié)構(gòu)

21、102.6.2覆蓋膠的性能及適用情況122.6.4最大張力計(jì)算132.6.5輸送帶層數(shù)計(jì)算142.7滾筒直徑及托輥組的選擇計(jì)算162.7.1傳動(dòng)滾筒直徑的確定162.7.2改向滾筒直徑的確定172.7.3托輥組的設(shè)計(jì)選擇182.8輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)192.8.1帶式輸送機(jī)的啟動(dòng)過程分析192.8.2大型帶式輸送機(jī)對驅(qū)動(dòng)裝置的要求212.8.3現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)裝置及其分類212.8.4帶式輸送機(jī)各種驅(qū)動(dòng)方式的比較研究222.8.5確定驅(qū)動(dòng)方式242.8.6電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算272.8.7調(diào)速型液力耦合器的選型272.8.8減速器的計(jì)算選型282.9帶式輸送機(jī)拉緊裝置的設(shè)計(jì)302.9.1拉緊裝置的作用302.9.2各種拉緊裝置的性能比較及拉緊裝置的確定312.9.3重錘車式拉緊方式的研究分析332.9.4重錘車式拉緊裝置行程的確定及重錘重量的計(jì)算332.10托輥組間距的合理確定352.10.1逐點(diǎn)計(jì)算法計(jì)算張力362.10.2計(jì)算合理的托輥組間距382.11輸送帶跑偏的控制402.11.1輸送帶跑偏的原因402.11.2調(diào)偏原