机械设计及其自动化毕业设计带式输送机张紧装置的设计

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1、机械设计及其自动化 毕业设计 带式输送机张紧装置的设计 毕业设计(论文)说明书 题目:带式输送机张紧装置的设计系 名 机械工程系 专 业 机械设计制造及其自动化 学 号学生姓名指导教师2012年 06 月 01 日摘 要 随着带式输送机向长距离、高速度、大功率方向发展,除驱动装置外,张紧装置是保证输送机正常启动、运行、制动、和停车的不可缺少的重要部件之一,直接影响带式输送机的安全可靠性和稳定性。 通过对带式输送机各种张紧装置的比较和分析后可知,按现有的各类张紧装置,很难达到最佳的张紧效果。本设计利用电动绞车技术对胶带张紧力进行实时控制和自动调节,而且张紧力响应速度快,从而降低了对皮带的冲击,延

2、长了皮带和设备的使用寿命,节约了输送机的运行成本。该张紧装置结构简单、维护方便,并且能够实现长距离带式输送机的张紧要求。 本设计从系统整体出发,对张紧装置的机械传动系统作了详细的方案论述及确定,对卷筒、滑轮、张紧小车等部件进行了设计,同时对设备的使用及维护进行了简要的论述。所设计的张紧装置可以根据输送机不同的运行工况自动调节张紧力的大小,从而使胶带张紧力控制在最佳状态,保证了输送机安全、平稳、可靠的运行。 关键词:带式输送机 ;张紧装置 ;张紧力 ABSTRACT With the belt conveyor to the long-distance, high-speed, high-pow

3、er direction, with the exception of drive, the tensioning device is to guarantee the conveyor normal start, run, braking, and stopping the indispensable one of the important parts, immediate influence belt type conveyers security reliability and stability Through the various belt conveyor tensioning

4、 device comparison and analysis tells us that according to the existing tension of all types of devices, it is difficult to achieve the best results of tension. Frequency of the use of design drag on the tape take-up of technology to conduct real-time control and automatic adjustment, but take-up of

5、 the fast response, thus reducing the impact of the belt, a belt and equipment to extend the service life, saving a conveyor operation Cost. The tensioning device structure is simple, easy maintenance, and to achieve long belt conveyor take-up requirements. The design departure from the system as a

6、whole, the installation of mechanical tension transmission system in detail and identified on the programme, the winch, reducer, reel, and other major parts of the design, the main shaft, gear, such as the structure and Strength design, while the use of the equipment and maintenance of a brief discu

7、ssion. Designed by the tensioning device can conveyor different operating conditions automatically adjust the size of tension, so that tape tension control in the best condition to ensure the conveyor security, stable, reliable operation. Keywords: Belt conveyors ;Tensioning force ;Frequency convers

8、ion 目 录第一章 概述11.1 张紧装置的作用11.2 张紧装置分类21.3 张紧装置的发展概况及国内外现状51.4 对张紧装置的要求7第二章 带式输送机张紧系统的安装位置及方案确定82.1 带式输送机张紧系统的安装位置82.1.1张紧系统的基本安装原则82.1.2张紧系统安装位置的选定82.2 自动张紧参数的确定82.2.1带式输送机正常运行时输送带张紧力方法82.3 方案的选择9第三章 张紧装置总体设计113.1 机构工作级别的确定113.1.1 机构利用等级113.1.2 机构载荷状态113.1.3 机构工作级别113.2 钢丝绳直径计算与选取113.3 电动绞车的选取123.3.1

9、 绞车简介123.3.2 绞车的分类133.3.3 绞车安全使用规程14第四章 滑轮结构的设计174.1 滑轮设计计算174.1.1 滑轮结构和材料164.1.2 钢丝绳进出滑轮时的允许偏角164.1.3 滑轮主要尺寸164.1.4 绳槽断面尺寸174.2 铸造滑轮形式和轴承尺寸18第五章 滚筒与拉紧小车的选择225.1 滚筒225.1.1 滚筒简介225.1.2 滚筒的选择235.1.3 滚筒的保养235.2 拉紧小车23 参考文献24外文资料中文翻译 致谢第一章 概述 带式输送机俗称“皮带机”,是以胶带、钢带、钢纤维带、塑料带和化纤带作为传送物料和牵引工件的输送机械,是连续式输送机械中应用

10、最广泛的一种。带式输送机是由承载的输送带兼作牵引机构的连续运输设备,可输送矿石、煤炭等散装物料和包装好的成件物品。它具有运输能力大、运输阻力小、耗电量低、运行平稳、在运输途中对物料的损伤小等优点,被广泛应用于国民经济的各个部门,特别是在矿山生产运输中起着重要的作用。 随着我国国民经济的发展,带式输送机在煤炭、电力、建材、钢铁、化工等领域越来越广泛的被使用,特别是在大型煤矿生产中由于其运行可靠、易于自动化和集中化控制,已成为煤炭开采技术与装备的关键设备。张紧装置是带式输送机不可缺少的重要组成部分,现代化经济的飞速发展,生产自动化也越来越占据了主导地位,也积极推动和响应了企业领域中的安全产。变频调

11、速自动张紧装置是保证带式输送机正常工作的重要部件,可以自动地对输送机张力进行实时控制,满足带式输送机正常运行的要求。 输送机及张紧装置基本的布置形式如图1所示。 1、2?驱动滚筒4 、5、6、7?改向滚筒 3?张紧小车图1-1 输送机及张紧装置基本的布置形式1.1 张紧装置的作用 张紧装置是皮带机的重要组成部分。由于在启动、制动过程中输送带会发生蠕变,使输送带变长而松弛,胶带输送机张紧装置使其不会发生打滑现象。由此可见,张紧装置是保证带式输送机正常运行必不可少的重要部件,它在输送机工作过程中有着重要的作用: 1、使输送带在传动滚筒上形成正压力,靠摩擦力将传动滚筒的圆周力传递出来。保证输送带松边

12、有足够的张紧力,防止在起动或运行中胶带在驱动滚筒上打滑; 2、保证输送带在最小张力点处有足够张力,限制输送带加载时在托辊间的垂度,防止输送带在托辊间距内过分松弛而丧失槽形,引起物料和输送带跑偏,减小输送带在托辊间的运行阻力; 3、补偿输送带的弹性伸长和塑性伸长。时间长了输送带会自动伸长,而且在过渡工况下发生永久性伸长,同时在起动,制动时输送带自动收紧,可免除机组振动; 4、为输送带重新接头提供必要的行程; 5、在长距离带式输送机中,减小起、制动时输送带中出现的动负荷;张紧装置对其张力产生重大影响; 6、使输送带有足够的张力,以保证输送带与传动滚筒产生必须的摩擦力并防止打滑; 尤其是第3条对长距

13、离、大功率带使输送机就显得更为重要,因为长距离带式输送机在启动与制动中的张力比正常运行工况下的张力大10倍之多,从而造成了输送带较大的松边伸长,如果能及时补偿输送带的伸长,使启动时平稳可靠就具有重要的意义。 我国带式输送机目前使用的张紧装置有两个特点: 1输送带在驱动滚筒奔离点的张紧力随时间、运行工况任意变化(例如螺栓张紧装置和绞车张紧装置); 2)保持输送带具有恒定张力值(例如重锤张紧装置)。由于输送带在启动过程中的非稳定运动状态下,输送带除受到静的张力作用外,还受到由于速度变化的附加张紧力作用,为了保证输送带在驱动滚筒上不滑动,而且再稳定运行中受力合理,要求它在启动与稳定运行时具有不同的张

14、力,而且在稳定运行时保持张力恒定。但目前的煤矿带式输送机张紧装置不能满足这些要求。为此需要研制一种新型的自动张紧装置。1.2 张紧装置分类 张紧装置按结构可以分三种形式,重锤式、固定式和自动式; 1、重锤式张紧装置 重锤式张紧装置是最初的张紧装置的形式之一,如下图2-1所示,它主要由张紧装置框架、张紧改向滚筒、弹簧缓冲器、偏心制动轮等部件组成。此种张紧张紧装置主要靠框架的重量和配重的大小来张紧皮带,它是利用重锤的重量产生张紧力,并保证输送带在各种工况下均有恒定的张紧力,可以自动补偿由于温度改变和磨损而引起的输送带的伸长变化。此种张紧装置的优点是,结构简单,工作可靠,低的维护量,成本较低;缺点是

15、,不能根据工作情况,调整张紧力的大小,占用空间大。皮带往往只能保持在一种较紧的张紧状态。1滑轨 2张紧装置框架 3滚筒安装平台 4滚筒滑槽5限位挡块6制动偏心轮 7销轴 8装运连杆9吊架 10传动连杆11缓冲器12胶带 13轴承支座 14张紧改向滚筒15配重 图1-2 垂直重锤式张紧装置 车式重锤张紧装置是将重物由钢丝绳通过定滑轮与滑动小车相连,将张紧滚筒固定在滑动小车上,由重物拉动滑动小车对输送带产生张紧力见图1-3 ;车工式重锤张紧装置是通过用钢丝绳悬挂起来的重锤使输送机的张紧车产生张紧力。 图1-3 车式重锤张紧装置 重锤张紧装置的优点是可以通过重锤的位移迅速吸收输送带的弹性伸长,动态响

16、应快,结构简单,且重锤张紧力是基本恒定的,仅在输送机起动和停车时产生很小的惯性力,因而安全可靠性比较高,在带式输送机中使用最为广泛。它的缺点是: 张紧力始终保持不变,不能随带式输送机起动、稳定运行所需的不同张力进行调节,在稳定运行过程中输送带始终处于过张紧状态,影响输送带的使用寿命; 较为笨重,需要的工作空间大特别是张紧力较大时 ,维修较为费工费时。 2、固定式张紧装置 固定式张紧装置是指张紧滚筒在输送机起动前和停机后可以左右移动改变张紧力,而在运行过程中位置始终不变,张紧力随着张力的变化而变化不能保持恒定的张紧装置。其中螺旋张紧装置常用于短距离输送机中,螺旋张紧装置见图1-4。 图1-4 螺

17、旋张紧装置 由图1-4可见,张紧滚筒的轴承座安装在活动架上,活动架可在导轨上滑动。旋转调节螺杆,螺母带动活动架一起前进和后退,达到张紧和放松输送带的目的。电动绞车和手动绞车式固定式张紧装置适用于水平输送和小倾角上运输送的大型输送机,但当胶带产生塑性变形后,引起胶带张力变小,悬垂度增大,这时应重新调整张紧位置。固定绞车张紧装置由绞车、张紧钢丝绳、滑轮、张紧小车等组成,通过绞车卷进、放出钢丝绳来调节输送带所需的张紧力。 3、自动式张紧装置 自动张紧装置是一种在带式输送机工作过程中能按一定要求自动调节张紧力的张紧装置,在现代化长距离带式输送机中使用较多,它能够使输送带具有合理的张力,自动补偿输送带的

18、弹性和塑性变形,是一种理想的张紧装置,对长距离大运量的带式输送机,自动张紧装置能够保证输送机有效的工作,避免输送带出现松驰,飘带跑偏,喘振等异常现象。自动式张紧装置有两种形式: 电动式张紧装置 是通过电磁可控离合器由励磁器发生的磁场,来改变传递给绞车力矩的大小从而调节输送机带拉力。输送机启动前,启动绞车将输送机带的奔入点拉力增加1.5倍的运动拉力,然后启动驱动电动机,输送带正常运行后,绞车又自动换成正常运行拉力。另一种自动张紧装置是在驱动回程段使胶带保持一个恒定的张力,它是通过测力计与张紧装置的控制系统一起工作,在启动时能传感胶带张力的变化,从而使张紧装置绞车是缠卷或松驰以保持合适的胶带张力。

19、 液压式张紧装置 通过液压油缸或绞车的快速位移来吸收输送带的弹性伸长,分为液压绞车张紧、液压油缸张紧、液压油缸与固定绞车组合张紧3种。液压绞车张紧装置是通过液压马达动作,使张紧绞车卷进和松开输送带来自动调节输送带的张紧力;液压油缸张紧装置由蓄能站、液压泵站、张紧油缸、电控箱和附件五大部分组成,通过液压站压力使油缸产生伸缩来调节带式输送机的张紧力。液压张紧装置的优点是结构紧凑,易于实现远距离控制,可以根据输送机在启动和正常运行工况下对输送带张力的不同要求调节输送带张紧力,控制响应速度快,能够在驱动滚筒与输送带产生滑动时自动增加张紧力。缺点是不能随输送带上载荷的变化自动进行张紧力调节,不容量对皮带

20、的张紧力实现点控。1.3 张紧装置的发展概况及国内外现状 张紧装置是带式输送机必不可少的部件,是保证输送机正常启动、运行、制动和停车的重要部件,并且它的性能好坏直接影响带式输送机的性能。张紧装置的发展可分为以下三个阶段。 第一阶段,纯机械张紧阶段。这一阶段的主要产品有两种:固定式绞车张紧与重锤式张紧。从本质上说,绞车张紧的功能仅仅是张紧,当胶带由于种种原因伸长而张紧力下降时,只能通过人的观察发现后重新张紧;重锤式张紧装置通过滑轮组和重锤块达到张紧的目的,当胶带伸长时,能自动吸收其伸长。 第二阶段,张紧力可调阶段。这个阶段的典型产品是自动绞车机械绞车或液压绞车张紧装置。其技术发展表现为只能实现在

21、稳定匀速阶段的自动张紧,保持胶带在该阶段的张力恒定,而在起动与制动等不稳定运行工况下则与固定式绞车相同。其结构特征表现为带有闸,绞车张紧时松闸,停止时紧闸,绞车运转的时间很短,而大部分时间处于停车待命状态; 第三阶段,动态自动张紧阶段。这个阶段的典型产品有液压绞车自动张紧与液压缸自动张紧。其特点为动态响应快,能在起动阶段和正常运行阶段两种状态下作用,保持张紧力的稳定。液压绞车长时间处于工作状态,其结构特征是不带闸。 国内常见的带式输送机张紧装置有重锤张紧和固定绞车张紧,近几年又出现了液压油缸式张紧装置。 1、重锤式张紧装置结构最简单,应用最广泛,由于重锤的作用,它能保证张紧力在各种工况下保持不

22、变,其力学特点是张紧力不变,张紧位移可变。但重锤张紧需要在煤矿井下专门开拓硐室,有的矿井为了安装张紧重锤,还需专门开拓暗井,其张紧力的大小只能凭人工来增加或减少。 2、固定式张紧装置是指张紧滚筒在输送机启动前或停机后可改变张紧力。其中螺旋张紧装置常用于短距离输送机中;电动绞车和手动绞车固定式张紧装置适用于水平运输和小倾角运输的大型输送机。但当输送带产生塑性变形后,引起输送带永久变形增加而逐渐减小,悬垂度增大,就必须重新调整张紧位移。因此只能定期调整输送带的张紧程度,一般开始外于过张紧状态,使带式输送机的输送带承受额外的附加载荷,在运行过程中张紧力随着输送带永久变形增加而逐渐减小,经常出现打滑现

23、象。 3、油缸式张紧装置可根据输送机的不同工况及输送带张力的不同要求调节输送机启动时和稳定运行时的张紧力,带式输送机启动时,输送带的松边突然松弛伸长,此时张紧油缸在蓄能站的作用下立即收缩活塞杆,补偿输送带的伸长量,使输送机启平稳,有效地保护了输送带。但液压油缸式张紧装置的张紧行程在很大程度上受油缸长度的限制,而且其液压系统的内泄漏很大,各种阀件的寿命也较低,液压系统的密封经常会出现被冲坏的现象,直接导致系统压力急剧下降,张紧力随之急剧降低,致使输送带打滑被迫停机检查。故障率高,也给维护带来很多不便。 4、液压绞车式张紧装置可根据带式输送机不同布置线路的需要自动调整输送带张力,使输送机更经济、安

24、全地运行。对大运量、长距离带式输送机,液压绞车张紧装置可根据输送机张力的变化实现自动控制,能够在输送机起、制动时迅速产生足够的拉力,自动地把张力调节到额定张紧力的1.3-1.5倍,允许波动10%,以减少输送带的波涌现象,从而有效地防止输送带在起、制动过程中可能引起的打滑现象,又能自动降低张力,使张力值为额定工作压力的0.9-1.1倍,以满足带式输送机正常运行的要求。 5、英国生产的气动?液压恒张力自动张紧装置,由于体积庞大,不适应我国较小断面的巷道,加之性能上存在大量的缺陷,未能应用。法国的A型带式输送机张紧装置,采用液压系统,通过执行无件油缸内活塞的往复运动,来承受输送机运行所产生的塑形伸长

25、和过度工况下弹性伸长的变化。此种张紧装置在运行中液压系统经常出现压力失调和调定压力突然下降,低于稳压保护开关迫使输送机停止运转,对生产造成影响。1.4 对张紧装置的要求 1、响应速度快,工作可靠; 2、张紧滚筒上输送带的包角,并与滚筒位移平行,施加的张紧力应通过滚筒中心,以免张力由于其位置不同而变化; 3、不能出现死区,即张紧滚筒作反向移动时,不至于产生张力突然变化。尤其机尾有低谷的高垂度输送机,制动时在低谷处会由于垂度过大而引起输送带的折叠和严重变形,从而导致落料。 张紧装置的位置 (1)张紧装置尽量安装在靠近传动滚筒的空载分支上,以利于启动和制动时不产生打滑现象; (2)张紧装置应尽可能布

26、置在输送带张力最小处,这样可减小张紧力; (3)应尽可能使输送带张紧滚筒的绕入和绕出分支方向与滚筒位移线平行,且施加的张紧力要通过滚筒中心。第二章 带式输送机张紧系统的安装位置及方案确定2.1 带式输送机张紧系统的安装位置2.1.1张紧系统的基本安装原则 1尽量布置在张力最小处或靠近传动滚筒的松边处。 2确定张紧力的大小时,要考虑到正常运行和起动、制动等各种工况的运行条件。 3张紧行程考虑了输送带由于内张力的变化所引起的弹性变形、输送带使用后永久变形、以及输送带接头的预留量等因素。2.1.2张紧系统安装位置的选定 由于松边张力值直接影响输送带的选定,所以在满足T1/T2时,其值应尽可能小一些为

27、好,这与张紧系统安装的位置有一定的关系。一般来说,确定张紧系统的安装位置时应考虑以下几点: 1长度在300m以上的水平或坡度在4%以下的倾斜输送机,张紧系统应设在紧靠驱动滚筒的空载侧。 2距离较短的输送机和坡度在4%以上的倾斜运输的输送机,张紧系统多半布置在尾部。 3由于钢丝绳芯输送带的伸长量非常小,张紧系统也可设在尾部。2.2自动张紧参数的确定 根据带式输送机正常运行时的输送带张力,在考虑一定张紧系数的情况下,设计张紧系统在起动过程中的最大张紧力以满足输送机的要求。为了减小输送带在起动过程中动张力的影响,满足起动加速度的要求,设计张紧系统在输送带开始张紧到输送机开始起动的时间间隔。带式输送机

28、所需的张紧力,在起动、稳定运行和制动过程中是不同的,因此计算张紧力时应按各种工况下输送带在驱动滚筒上不打滑的条件计算。理想的张紧系统应能根据输送机在不同工况下的要求自动调整张紧力,这样,既可满足输送带垂度和摩擦牵引力的要求,又可保证输送带不会受过大的张力,来避免因张力过大而引起送带寿命的减小。2.2.1带式输送机正常运行时输送带张紧力方法 确定张紧系统张紧力的方法取决于张紧系统在带式输送机中的位置,一般是先求出输送带在驱动滚筒分离点处的张力SL。然后再根据逐点张力计算法求出在张紧系统位置处输送带的张力。SL的确定是由滚筒摩擦条件和输送带悬垂度条件共同确定的。一般是先用摩擦条件计算出输送带张力,

29、然后再用悬垂度条件进行校核;对于倾角为负值的,先用悬垂度条件计算出输送带张力,然后用摩擦条件进行校核,一般有n(摩擦安全系数)值为1.15-1.20。2.3 方案的选择 对比上述各种张紧装置的作用,按常规方式设计的各种机械张紧装置,很难达到最佳的张紧效果。主要问题在于皮带张紧时不能对张紧力进行实时控制和自动调节,而且响应速度慢,电动绞车自动张紧装置作为一种新型的皮带张紧装置,在起、制动时对皮带的冲击能明显降低,延长了皮带和设备的使用寿命。该装置结构简单、维护方便,并且能够实现长距离带式输送机的张紧要求。 自动绞车式张紧装置具有以下特点:在皮带机启动阶段,能提供足够大的启动张紧力;启动完毕后又可

30、使胶带的张紧力恢复到额定值以维持胶带输送机的正常运行,在此选择自动绞车张紧装置进行设计。 电动绞车自动张紧装置的系统主要由电机,减速器,制动器,卷筒,联轴器,滑轮,拉紧小车等组成。 电动绞车自动张紧装置的工作原理:当带式输送机起动时,首先把主电机的起、停信号传递给自动张紧装置的控制系统,电机,减速器,卷筒工作,钢丝绳通过滑轮拉紧张紧滚筒。 电动绞车自动张紧装置的特点: (1)电动绞车自动张紧装置可在张紧装置起、制动时减少对皮带的冲击,从而延长其设备的使用寿命。 (2)自动调节张紧力的适应性强,可在输送机运行过程中,根据运行条件自动调节张紧力,满足输送机起、制动及正常运行时能自动地以不同张紧力运

31、行,保证输送带以较大张力起、制动,防止输送机的波涌现象;也可在较小的张力下运行。这对大型输送机来说,提高了整个输送机系统的可靠性、安全性,并延长了输送带的使用寿命。实际的各种工况下输送机张力的理论值与现场值之间有很大的差距,加上控制系统信号采集误差,造成现场工作点张力偏离理论值很大。这就要求张紧装置对张力的调节功能较强。 (3)响应速度快,设计自动张紧装置时,必须考虑张紧装置的反应速度不能滞后于张波在输送带中的传播速度。 (4)设备维护简单,自动张紧装置只有电器和机械部分,与目前传统带式输送机上使用的许多张紧装置相比,中间减少了一些机械和液压部件。在满足使用的条件下,系统零部件越少,越不易出现

32、问题,因而工作安全可靠、维护也方便快捷。采用电机作为驱动源,传动部分选用同轴式二级圆柱斜齿轮减速器与联轴器、制动器组成。总体设计图所示:图2-1 拉紧装置总体设计图1.拉紧小车 2.滑轮组 3.钢丝绳 4.电动绞车第三章 张紧装置总体设计3.1机构工作级别的确定3.1.1机构利用等级 机构利用等级按机构总设计寿命分为十级,见机械设计手册表8-1-1。总设计寿命规定为机构假定的使用年数内处于运转的总小时数,它仅作为机构零件的设计基础,而不能视为保用期。 由表8-1-1,选取机构等级。 总设计寿命:6300h 说明:经常中等地使用。3.1.2机构载荷状态 载荷状态是表明机构承受最大载荷及载荷变化的

33、程度。载荷分为四级。 由机械设计手册表8-1-2,根据实际情况选用-轻。 说明:机构经常承受较重的载荷,也常承受最大的载荷。3.1.3 机构工作级别 机构工作级别按机构利用等级和载荷状态分为八级。见机械设计手册表8-1-3,根据 机构利用等级与机构载荷状态选取机构工作级别为。 3.2钢丝绳直径计算与选取 (1)煤矿井下绞车用钢丝绳直径采用GB1102-74标准规mm,钢丝绳结构大部分是点接触光面钢丝绳。 (2)点接触-股内各层之间钢丝互相交叉,呈点接触。 (3)在圆股的钢丝绳(GB1102-74)标准中,只有钢丝破断拉力之和而无整根钢丝绳的破断拉力。 (4)钢丝绳直径可由钢丝绳最大工作静拉力确

34、定: 式中: ?钢丝绳最小直径, mm; ?选择系数,mm/N; ?钢丝绳最大工作静拉力 N; KN 可根据机构工作级别确定: 根据机构工作等级,查机械设计手册表8-1-8得: mm/N mm 钢丝绳的安全系数取n4,则钢丝绳所能承受的拉力需满足以下的要求: 选绳: 查标准值,取。 查机械设计手册, 选择: 绳 股 绳合成纤维芯,钢丝绳表面镀络。 其主要参数如下: 钢丝绳直径: 12mm 参考重力:51.80kg/100m 钢丝绳公称抗拉强度: 1550MPa 最小拉破力: 69.80kN3.3电动绞车的选取3.3.1 绞车简介 绞车 winch 又称为卷扬机,是用滚筒缠绕钢丝绳或链条以提升或

35、牵引重物的轻小型起重设备。主要由电动机、联轴器、制动器、齿轮箱、底座等部分组成,由于具有通用性高、结构紧凑、体积小、重量轻、起重大、使用转移方便等特征,因此被广泛于建筑、水利工程、林业、矿山、码头、石油钻井平台,电站等的物料升降或平拖,还可作现代化电控自动作业线的配套设备。有0.5吨350吨,分为快速和慢速两种。其中高于20吨的为大吨位绞车,绞车可以单独使用,也可作为起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件,因操作简单、绕绳量大、移置方便而广泛应用。绞车主要技术指标有额定负载、支持负载、绳速、容绳量等。3.3.2 绞车的分类绞车按照动力分为手动、电动、液压三类。从用途上分类可分为建筑用绞车和船用

36、绞车。绞车按照功能可以分为:船用绞车、工程绞车、矿用绞车、电缆绞车等等。按照卷筒形式分为单卷筒和和双卷筒。 按照卷筒分布形式有分为并列双卷筒和前后双卷筒。1.手动绞车:手动绞车的手柄回转的传动机构上装有停止器(刺轮和刺爪,可使重物保持在需要的位置。装配或提升重物用的手动绞车还应设置安全手柄和制动器。手动绞车一般用在起重量小、设施条件较差或无电源的地方。2.液压绞车: 液压绞车主要是额定载荷较大的绞车,一般情况下10T以上到5000T的绞车设计成液压绞车。 其结构主要由液压马达(低速或高速马达)、液压常闭多片式制动器、行星齿轮箱、离合器选配、卷筒、支撑轴、机架、压绳器选配等组成。液压马达具有很高

37、的机械效率,起动扭矩大,并可根据工况要求带不同的配流器,还可根据用户需要设计阀组直接集成于马达配油器上,如带平衡阀、过载阀、高压梭阀、调速换向阀或其他性能的阀组,制动器、行星齿轮箱等直接安装于卷筒内,卷筒、支撑轴、机架根据力学要求设计,整体结构简洁合理并具有足够的强度和刚性。因而该系列绞车在结构上具有紧凑、体积小、重量轻、外形美观等特点,在性能上则具有安全性好、效率高、起动扭矩大、低速稳定性好、噪音小、操作可靠等特点。值得一提的是液压马达高的容积效率和美国SUN公司优质的平衡阀解决了一般绞车都存在的二次下滑和空钩抖动现象,使得该系列液压绞车的提升、下放和制动过程平稳,带离合器的绞车还可实现自由

38、下放。安装于配流盘上的集成阀组则有效地简化了用户的液压系统。由于该系列车具备上述优点,使其广泛应用于船舶、铁路、工程机械、石油、地质勘探、冶金等行业,其优良性能得到了用户的认可。3.电动绞车:电动绞车广泛用于工作繁重和所需牵引力较大的场所。单卷筒电动绞车的电动机经减速器带动卷筒,电动机与减速器输入轴之间装有制动器。为适应提升、牵引和回转等作业的需要,还有双卷筒和多卷筒装置的绞车。一般额定载荷低于10T的绞车可以设计成电动绞车。 电动绞车的工作原理: 当绞车电源接通后,使电动机受电后向逆时针转动,同时打开电磁控制器,电动机便通过连接轴带动齿轮箱的输入而转动。齿轮箱的输出轴上装有的小齿轮带动大齿轮

39、转动,大齿轮连接轴与滚筒相连并带动滚筒转动,滚筒卷入钢丝绳拉紧物体。当可逆转手柄回复到零位时,同时切断电动机和电磁控制器山的电源,电动机停止工作。电磁控制器的闸瓦抱死连接轴的背轮,停止转动。同样的道理,将控制盘反向操作,电动机的滚筒反转松出钢丝绳。 根据牵引力与钢丝绳选取JD-11.4型调度绞车,技术参数如下;表1 JD-11.4型调度绞车技术参数牵引力kN10钢丝绳直径mm12.5容绳量m400电动机功率kW11.4电压V380/660外形尺寸长宽高mm11207667273.3.3绞车安全使用规程 1、绞车必须按规范要求进行设置。其规格净高不低于2.0米净宽为2.4米,净深为2.0米。沿空

40、送巷巷道根据巷道的实际情况而定,以不影响安全操作为原则。 2、绞车施工尽可能采用风镐掘进,根据巷道的不同支护型式可采用木棚或工字钢棚支护。顶板完好时采用锚网支护,顶板破碎时采用架棚支护 3、11.4KW小绞车基础均要采用砼浇注,其基础规格为1.01.01.0米。砼中水泥、黄沙、石子瓜子片的配合比为1:2:2;水灰 比为0.4。 4、绞车采用架棚支护时,要由外向里逐架进行,棚与棚之间要用撑木或拉杆连成一个整体,腰、帮要接严背实。棚距不超过0.7米。采用锚网支护时,锚杆的排间距为800800mm。 5、绞车电机应安装在小绞车窝的里侧,操作空间距不得少于0.8米;操作按纽上架,开关摆放整齐且不得妨碍

41、人员操作。 6、其它按作业规程中的有关规定执行。 第四章 滑轮结构的设计4.1滑轮设计计算 绳索滑轮一般用来导向和支承,以改变绳索及其传递拉力的方向或平衡绳索分支的拉力。4.1.1滑轮结构和材料 承受载荷不大的小尺寸滑轮( mm)一般制成实体的滑轮,用、或铸铁(如)。受大载荷的滑轮一般采用球铁(如)或铸钢(如等),铸成带筋和孔或带轮辐的结构。大型滑轮( mm)一般用型钢和钢板焊接结构。 受力不大的滑轮直接安装在心轴上使用,受有较大载荷的滑轮则装在滑动轴承(轴套材料采用青铜或粉末冶金等)或滚动轴承上,后者一般用在转速较高、载荷大的情况下。轮毂或轴套长度与直径比一般取为。具有固定轴的滑轮成为定滑轮

42、;具有活动轴的滑轮(随绳索串动改变其位置)称为动滑轮。 在本设计中滑轮采用铸钢件铸成有轮辐的结构。4.1.2钢丝绳进出滑轮时的允许偏角 钢丝绳绕进或绕出滑轮槽时偏斜的最大角度(即钢丝绳中心线和与滑轮轴垂直的平面之间的角度)推荐不大于。4.1.3滑轮主要尺寸 绳槽半径R是根据钢丝绳的直径d的最大允许偏差为7%。 如下图所示: 钢丝绳直径 mm图4-1 滑轮直径 滑轮绳槽底半径 mm 查表取 mm 绳槽两侧面夹角 ,一般为 取 滑轮直径 查表8-1-65取 mm4.1.4绳槽断面尺寸 标准的绳槽半径是根据钢丝绳直径的最大允许偏差为确定的。 钢丝绳绕进或绕出滑轮槽时偏斜的最大角度(即钢丝绳中心线和与

43、滑轮轴垂直的平面之间的角度)应不大于。 绳槽表面粗糙度分为两级: 1级: um 2级um 根据工作情况,选滑轮绳槽半径mm是合适的,表面粗糙度级的绳槽断面。标记为: 绳槽断面9.0-2JB/T9005.1?1999。 具体尺寸参数,如下图所示:图4-2 绳槽断面尺寸 mm mmmm mm mm mm mm mm mm4.2铸造滑轮形式和轴承尺寸 (1)滑轮形式及轴承尺寸 :图4-3 轴承尺寸图 主要尺寸如下: mm mm mm mm (2)轮毂尺寸: 主要尺寸如下: 图4-4 轮毂尺寸图 mm mm mm mm (3)滑轮技术要求: 材料: ZG35Mn 外观: 滑轮表面应光滑平整,应去除尖棱

44、和冒口,滑轮不得有影响使用性能和有损外观的缺陷,如气孔,裂纹,疏松,夹渣,铸疤等。 热处理: 滑轮应进行退火处理,以消除铸造时产生的应力。 尺寸公差和表面粗糙度: 加工表面未注公差尺寸的公差等级按GB/T1804中的M级(中等级);未加工表面粗糙度值按GB/T1031中的um。 形位公差: 滑轮的形状和位置公差应符合机械设计手册表8-1-70的规定。 装配: 装配好的滑轮应能灵活地旋转。滑轮的加工部位(内孔,绳槽表面等)和隔环的外露部位应涂上抗腐蚀的防锈油,不加工部位应涂防锈漆。 滑轮的加工部位(内孔、绳槽表面等)和隔环的外漏部位应土抗腐蚀的防锈油;不加工部位应涂防锈漆。 第五章 滚筒与拉紧小

45、车的选择5.1滚筒5.1.1滚筒简介 滚筒为圆柱形的零件,分驱动和从动辊。广泛应用于如圆网印花机、数码打印机,输送设备,造 纸等 包装机械等各类传动输送系统中。通常采用无缝钢管制成,也有视不同工艺需要采用诸如铝合金6061T5,304L/316L不锈钢,2205双相不锈钢,铸钢件,实心锻打合金钢芯为材料的。 滚筒的生产主要有辊体初车、初校静平衡、轴头过盈装配焊接、精车和精校动平衡等工序组成。若对行为公差如圆度、圆柱度和直线度等要求在0.2mm以下的,则在精车后需要上外圆磨床或轧辊磨床磨削加工。对表面硬度有要求的,则需要增加热处理工序。 滚筒成型后,出于防锈防腐、耐磨和支撑的需要,还需要表面处理

46、或包覆如喷漆、镀锌、TEFLON喷涂、包橡胶、镀铬、陶瓷喷涂和氧化等工序。 按尺寸来分类,有大型的如造纸机械用辊筒(长度可以达到10米以上,直径在1500mm以上),有小型的如自动流水线上皮带输送上用的平托辊(一般在1米长以内) 度以内,直径也在159mm 按作用来分,有要保证传递精度的如数码激光打印机上的辊筒,有起压滤作用的如造纸机械上的压光辊,有对尺寸精度要求不高的支撑用托辊,有热交换要求的辊筒,也有起重型压滤作用的辊筒等,不一一列举。 滚筒直径选择:25mm、32mm、38mm、42mm、50mm、57mm、60mm、76mm、80mm、89mm。 滚筒材质选择:碳钢镀锌、碳钢镀铬、碳钢

47、包胶、铝合金、不锈钢、ABS等。辊筒类型选择:无动力辊筒、单链辊筒、双链辊筒、“O”带辊筒、锥形辊筒、槽型辊筒。辊筒固定方式:弹簧压入式、内牙轴式、全扁榫式、通轴销孔式。 滚筒制动失灵原因主要有: 1、气压大小是否异常,如气泵是否异常,气管是否漏气或堵塞。 2、刹车制动块是否损伤。 3、滚筒两侧的制动盘是否缺损。 4、操作制动开关系统是否有故障,使制动命令传递不畅。 5、动力传递系统是否及时切断动力。 6、对于带式摩擦制动,应检查摩擦带是否松动或摩擦因数下降,应进行调节或更换。5.1.2 滚筒的选择 1、滚筒的长度选择:不同宽度的货物应选适合宽度的滚筒,一般情况下采用“输送物+50mm”。2、

48、滚筒的壁厚及轴径选择:按照输送物的重量平均分配到接触的滚筒上,计算出每支滚筒的所需承重,从而确定滚筒的壁厚及轴径。3、滚筒材料及表面处理 : 根据输送环境的不同,确定滚筒所采用的材质和表面处理(碳钢镀锌、不锈钢、发黑还是包胶)。4、选择滚筒的安装方式 : 根据整体输送机的具体要求,选择滚筒的安装方式: 弹簧压入式, 内牙轴式, 全扁榫式, 通轴销孔式等。 5、对于弯道机的锥形滚筒,其滚面宽度及锥度视货物尺寸和转弯半径而定。6、根据许用应力查表;选用直径为500mm的滚筒。5.1.3 滚筒的保养 为延长滚筒的使用寿命,必须做好滚筒的保养工作。 1.定期清理滚筒沾上的粉尘等异物。 2.润滑良好,降

49、低磨损的损失。 3.避免超负荷运转,延长滚筒使用寿命。5.2 拉紧小车 游动小车由车架,车轮,滑轮和改向滚筒等组成。游动小车架通过钢绳滑轮组牵引张紧车在轨道上行走,从而达到贮理放出贮带的作用,并使胶带得到适当的张紧度。游动小车向左侧移动时,胶带放出,机身伸长,游动小车向右侧移动时,胶带贮存,机身缩短,通过钢丝绳拉紧游动小车可使胶带得到适当的张紧度。游动小车向左侧移动时,胶带放出,机身伸长;游动小车向右侧移动时,胶带贮进,机身缩短。调节完后,通过钢丝绳拉紧滚动小车,使胶带得到适当的涨紧度。参考文献1 Oehmen H. 带式输送机的设计与运转J. 起重运输机械,1982.2 徐寄容. DTII型

50、固定带式输送机设计选用手册M.冶金工业出版社,1994.3 孙可文. 带式传送机的传动原理与设计计算J.北京:煤炭工业出版社,1991.4 杨篡兴. 胶带输送机结构原理与计算上册M.北京:煤炭工业出版社,1983.5 黄万吉. 矿山运输机机械设计M.沈阳:东北工学院出版社,1900.6 于学谦,方佳雨编. 矿山运输机械J.徐州:中国矿业大学出版社,1989.7 黄松元. 输送带粘弹性力学特性的研究连续输送技术J. 中国矿业大学出版社,1991.8 国外长距离胶带输送机编写组. 国外长距离胶带输送机J.北京:煤炭工业出版社,1987.9 李光布. 大型带式输送机的驱动系统J.矿山机械,1996-

51、12.10 赵玉文,李云海. 带式输送机的现状与发展趋势J.煤矿机械,2004-1.11 宋伟刚. 特种带式输送机设计J.机械工业出版社.2007.12 于岩,李维坚. 输机械设计J.徐州.中国矿业大学出版社.1998.13 程居山. 矿山机械J.中国矿业大学出版社.1997.14 陈道南. 起重运输机械J.冶金工业出版社.2005.15 黄万吉. 矿山运输机械设计J. 东北工学院出版社.1990-11.16 Nordell L K. The channel 20 km overland - A Flagship of Mod2ern Belt Conveyor Technology J Bu

52、lk Solids Handling,1991781 ?79217 Lodewijks G. Non - Linear Dynamics of Belt Conveyor Systems. Bulk Solids Handling,199757 ?67 18 Singh M.P.The Role of Drive System Technology in imizing the Performance and Economics of Long Belt Conveyors J.Bulk Solids Handli8ng,1994.,695-670.19 Harrison A. Simulat

53、ion of Conveyor Dynamics,bulk solids handling,1996.Belt Conveying Systems Development of driving system Among the methods of material conveying emploved, belt conveyors play a very imporient part in the reliable carrying of material over long distances at competitive cost. Conveyor systems have beco

54、me larger and more complex and drive systems have a l so been going through a process of evolution and will continue to do so. Nowadays, bigger belts require more power and have brought the need for larger individual drives as well as multiple drives such as 3 drives of 750 kW for one beltthis is th

55、e case for the conveyor drives in Chengzhuang Mine. The ability to control drive acceleration torque is critical to belt conveyors performance. A efficient drive system should be able to provide smooth, soft starts while maintaining belt tensions within the specified safe limits. For load sharing on

56、 multiple drives. torque and speed control are also considerations in the drive systems design. Due to the advances in conveyor drive control technology, at present many more reliable. Cost-effective and performance- driven conveyor drive systems covering a wide range of power are available for customers choices1.1. Analysis on conveyor drive technologies1. 1 Direct drives Full-voltage starters. With a full-voltage starter design, the conveyorhead shaft is direct-coupled to the motor through the gear drive. Directfull-voltage s