200万吨矿井提升及运输设备选型设计--本科论文.doc

毕业设计评阅书题目：200万吨矿井提升及运输设备选型设计机电系 机电一体化技术 专业 姓名 设计时间：2009年2月23日2009年4月27日 评阅意见：成绩： 指导教师：（签字） 职务：200 年月日阳泉职业技术学院毕业设计答辩记录卡 机电 系 机电一体化技术 专业 姓名答 辩 内 容问 题 摘 要评 议 情 况 记录员： （签名）成 绩 评 定指导教师评定成绩答辩组评定成绩综合成绩注：评定成绩为100分制，指导教师为30%，答辩组为70%。 专业答辩组组长：（签名） 200 年月日IV前 言本设计主要对矿井生产所用的提升及运输设备的选型进行的一次合理选择。矿井提升需要用一些专用的提升设备，主要有提升容器、提升钢丝绳、提升机、井架、装卸载设备以及一些辅助设备。矿井提升设备是矿山较复杂而庞大的机电设备，它不仅承担物料的提升与下放任务，同时还上下人员。矿井运输是煤炭生产过程的一部分，煤炭的井下生产中，运输线路长，巷道条件多种多样，运输若不畅通，采掘工作就无法继续进行。井工生产的煤矿运输作业，包括从工作面到矿井地面的煤炭运输和辅助运输，辅助运输包括矸石、材料、设备和人员运输。皮带运输机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械，可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。皮带运输机既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。 皮带运输机在矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中广泛应用水平运输或倾斜运输。皮带运输机结构组成：皮带运输机由输送带、托辊、滚筒及驱动、制动、张紧、改向、装载、卸载、清扫等装置组成。 该设计中涉及到的是刮板输送机和顺槽皮带机，他们在矿井提升对于物料的运输起到了相当大的作用，从物料的煤层到煤仓的运输，都要靠输送机和皮带机，因此，该设计就对运输机和皮带机作了一些选择的计算其中，还有就是电动机的选择，根据矿井提升及运输消耗功率的计算，选择合适的电动机。本说明书分四章就以上几种设备的选型计算方法进行系统论述。关键词：提升机、刮板输送机、顺槽皮带机、电机车PREFACEThe origin designs mainly to the mineral well produce use of promote and transport a choose of equipments a type to carry on of a reasonable choice.The mineral well promotes to need to be use some appropriatively promote an equipments, mainly have already promoted container, promote a steel wire rope, promote machine, well, pack to unload equipments and some assistance equipmentses.The mineral well promotes an equipments is mineral mountain more complicated but huge machine electricity equipments, it not only undertake a promote of material with next permissive duty, in the meantime return top and bottom personnel.The mineral well conveyance is a coal production line of a part, the well work of coal produce medium, conveyance circuit long, the tunnel condition is varied, conveyance if not unimpeded, digging work can't continue to carry on, the well work produce of coal mine conveyance homework, include from work noodles go to mineral well ground of coal conveyance and assistance transport and lend support to a conveyance to include Gan stone, material, equipments and personnel to transport.This book divides 4 to carry on system treatise for choose of above a few equipments' calculation method.With a friction-driven transport aircraft to transport materials for the machinery, can be the delivery of certain materials online, from the initial feed point to the final discharge point of a material between the transmission process. Transport belt can be broken not only the delivery of bulk materials can also be conducted into the delivery of items. In addition to purely material handling, but also with the industrial enterprises in the production process in matching the requirements of the process, the formation of assembly-line rhythmic transport. Therefore, the modernization of the belt conveyor is widely used in various industrial enterprises. Belt conveyor tunnel underground in mines, mine ground transportation systems, open pit mining and mineral processing plant in the field level of the wider use of transport or transport tilt. Gentle slot belt machine designing that the drawing strickle transports machine being hit by being relating that to, their transportation being advanced to material in shaft plays have arrived at considerably big role , needs to depend on the alternative calculation transporting machine and belt machine , should design that the transport plane and belt machine have done a few right away face to face therefore from the material coal seam to the coal bunker transportation,Among them, still have the choice being an electric motor , hoist and transport the calculation consuming power's , the electric motor choosing rightly according to the shaftThe system being in progress discusses specifications four mark of chapters the above several kinds equipment selections type reckoning.Keyword : Promote machine The drawing strickle transports machine Fall in with slot belt machine motor vehicle roadway 目 录前 言IPREFACEII第一章 刮板输送机的选型计算1第一节 运输能力的确定1第二节 电动机功率的校验2第三节 刮板链强度校验4第二章 顺槽皮带机的选型计算6第一节 输送带的宽度6第二节 牵引力及运行功率7第三节 输送机的运行阻力9第四节 输送带张力计算10第五节 输送带强度校验12第六节 电动机功率校验13第三章 大巷电机车的选型计算14第一节 电机车及矿车的初选14第二节 列车组成的计算14第三节 电动机台数的计算18第四章 主井提升设备选型计算20第一节 箕斗的选择20第二节 选择提升钢丝绳21第三节 选择提升机和天轮24第四节 提升机与井筒相对位置的计算25第五节 预选提升电动机26第六节 提升系统总变位质量27第七节 运动学参数计算28第八节 动力学参数计算30第九节 电动机容量校验32结束语34参考文献35致谢36阳泉职业技术学院-毕业设计说明书第一章 刮板输送机的选型计算刮板输送机，属于煤矿运输机械设备。用以解决煤矿15°-25°大倾角上山运输时，减速器倾角大、润滑不良、漏油、离心摩擦式联轴器进油打滑引发火灾，电动机烧损，过渡槽中卡链、断链、物料易滚落等问题。该矿用刮板输送机由防爆电动机通过离心摩擦式联轴器、减速器、圆环链轮和机尾滚筒带动圆环链条上的刮板组成，其先进之处是：通过一种新型机头架改变电动机、联轴器、减速器在机头部的装配角度，使其在大倾角上运行时呈近水平。在过渡槽中板下面安装防卡链板主要是加大中部槽的装载深度。采用该机有效解决以上问题，降低事故率和材料消耗，并能减少巷道掘进长度和运输设备数量。 第一节 运输能力的确定一、生产率的确定当工作面采用采煤机时,因为煤是连续而均匀地装到输送机上的. 【2】所以生产率可按采煤机的生产率计算. （ 1-1 ） 式中： 一次采高，= 3.5m; b 采煤机一次截深，b = 0.6m; r 原封煤容重,r = 1.35 ; g 采煤机的最大牵引速度, g = 8.5 m/min; 技术生产系数, =0.5-0.7,取0.6; 采煤机实际工作系数, 0.6-0.65,取0.62;则: 考虑到刮板输送机的运输能力应大于采煤机的生产率,所以选择SGZ764/320W.其主要技术规格如下：运输能力Q=900t/h；刮板链速V=0.95m/s； 刮板链单位长质量q=36.26kg/m； 刮板链破断拉力F=850kN；电动机功率N=2×160kw；中部槽尺寸长×宽×高（）1500×764×222；由于实际工作面长度和煤层倾角、煤层厚度等条件各不相同，需要对刮板输送机的运输生产能力、电机功率、刮板链强度进行验算。二、运输能力的计算 （1-2） 式中: F 货载最大横断面积；中部槽装煤的动堆积角按30°,从几何关系可求得 F=0.764×0.222+×（0.764-2×0.222）×=0.199装满系数，按水平计算取1；表1-1 装满系数输送情况水平及向下运输向 上 运 输装满系数0.915º10º15º0.80.60.5r散集容重，r=0.95；v刮板链速，v=0.95；则： =3600×0.199×1×0.95×0.95=646.55这个是刮扳链的运输能力，后面的573.86是根据采煤机算出的生产率，由此，数据确定选择的刮扳链能作为该煤矿的采煤机537.86没有明确计算就的标明出处前面的计算，数据给写错了有计算结果可知所选刮板输送机的输送能力满足要求。第二节 电动机功率的校验一、运行阻力计算刮板输送机运行阻力按直线段和曲线段分别计算。沿倾斜运行的刮板输送机的重段直线段阻力除克服煤和刮板链的运行阻力外，还需要克服煤和刮板链的重力。2 3重段阻力：= （1-3）空段阻力： （1-4）式中： 中部槽单位长度的装煤量； 刮板链单位长度的质量， =36.26； 刮板输送机的长度，=150； 煤在槽内运行的阻力系数，采用中双链取0.7； 刮板链在槽内运行的阻力系数取0.35； 重力加速度取9.8 m/s；则： =（189.05×0.7+36.26×0.35）×150×9.8=213188N =36.26×150×9.8×0.35=18655.77N （1-5）刮板链在链轮处的弯曲阻力分别使其重段阻力和空段阻力增加10%，则刮板输送机的总运行阻力即电动机的牵引力为：15 17=1.1×1.1（）=1.21（）=280531N （1-6）表1-2 及选取表 阻力系数链子类型单 链0.40.60.30.4双 链0.60.80.30.4二、电动机功率的校验电动机轴上的功率： （1-8）式中： 总牵引力； V 刮板链运行速度，V=0.95m/s；则： （1-9） 所以所选刮板输送机的电动机满足要求你图中是150米的刮板机，工作面是200米，有些不合常理，我图上就是150M 的。第三节 刮板链强度校验一、最大张力的计算图1-3张力图如图：可知点2处为最大张力点，点3为最小张力取为0N。用逐点计算法求刮板链各点的张力：8 （1-10）其中刮板链饶过链轮时的阻力，取所以 =1.06×18655.77=19775.12N； =19775.12+213188.22=232963.34N； （1-11）则点2处为最大张力点二、刮板链的安全系数36在煤层倾角大的情况下，采面刮板输送机的负载主要是向上牵引刮板输送机底链的负荷。为保证刮板输送机上端头电动机有足够的功率能够向上牵引刮板输送机的底链，要求刮板输送机的功率能够适应在大倾角煤层条件下的运输，以适应采面生产能力的要求。为防止底板没割平或移刮板输送机时过多浮煤及硬矸进入底槽，导致底链与底板摩擦阻力过大引起刮板输送机下滑，应优先选用封底式刮板输送机，以利于生产管理在满足刮板链的强度及最大张力的情况下，由下面的计算中确定刮板链应该选择双链2 6你选用的是中双链还是边双链？SGZ中S是输送机，G是刮板，Z是中双链双链 （1-12）式中： 一条刮板链的破断拉力，=850kN； 刮板链的最大静张力（N）； 双链负荷不均匀系数，中双链取0.88；则： 由上面的计算可知，根据选定的刮扳链能够适用于该煤矿的采煤设备。由上面的计算，可以看出该刮扳链满足的最大强度，所以刮板链强度满足要求。第二章 顺槽皮带机的选型计算带式输送机是以胶带兼作牵引机构和承载机构的一种运输设备，它在矿井地面和井下运输中得到极其广泛的应用。带式输送机具有体积小、耗电少、维修方便、效率高的特点。在运输过程中对物料的破碎性小，抛撒煤炭少，因此在煤矿的井上、井下运输中广泛使用井下矿用带式输送机，该机包括机架、主动辊筒、传动辊筒、卸料辊筒、涨紧辊筒、防跑偏辊、皮带托辊，接料斗，机尾辊筒，皮带组成，其特征是在机架的上部，沿着机架的两侧装有防跑偏辊，防跑偏辊是可以旋转的，其作用在于防止运动的皮带发生偏移；皮带托辊安装在机架上，三个可转动的皮带托辊组成一个“”字型结构，其作用不仅可以对皮带起支撑作用，还可使煤炭向皮带中间聚集，可增加传送的煤炭量，提高工作效率，同时还有助于防止对运动皮带的偏移现象。第一节 输送带的宽度1.原煤的安息角为25°，原煤的堆积密度，皮带机的工作倾角=查表可知倾斜系数=0.97。2.因为煤是连续地从刮板输送机上转载到皮带机上的，所以皮带机的生产率可按刮板输送机的生产率计算即如果没有计算要注明出处与前面的矛盾，你的工作面的煤能运出去吗？这个就是我说的采煤机能确定的生产率，他由刮扳链到皮带机的， 3.考虑其向上的工作条件所以选用带速，为了保证给定的运输能力，带上必需具有的堆积横断面积为 （2-1）查表查什么表？那的？可知输送机的承载托辊槽角为35°，物料的安息角为25°时，带宽为1000的输送机上允许的物料堆积的横断面积为0.13365。此值大于计算所需的堆横断面积，据此选用带宽为1000的输送带能满足需要。如上计算：确定选用带宽B=1000，680S型煤矿用阻燃输送带，输送带按=11.6计算。图2-1物料截面积注：图1中B为皮带的宽度L3为托辊长度，为动安息角，皮带槽角。表2-1各种带宽允许的块度表5B（mm）50065080010001200140016001800(mm)100130180250300350420480(mm)150200300400500600700800货载最大块度的横向尺寸；mm货载平均块度的横向尺寸；mm第二节 牵引力及运行功率一、驱动滚筒上所需的牵引力参照类似的带式输送机 取=22，= 7。略去特种阻力和，计算运煤驱动滚筒上所需的牵引力： （2-2）式中：C 附加阻力系数取1.12； 单位长度输送带上运物料量， ； （2-3） 输送带单位长度质量，=11.6； 重段单位长度上分布的托辊旋转部件的质量，取=22； 空段单位长度上分布的托辊旋转部件的质量，取= 7；L 输送机的辅设长度850；重力加速度，取=10； 输送带在托辊上运行的阻力系数，取=0.022；表2-2物料断面系数动堆积角10º20º25º30º35ºK平形67135172209247槽形316385422458496 输送机工作倾角为8°与图匹配吗？一样啊，图中的就是；则：N二、带式输送机所需的运行功率计入驱动设备的传动效率，所需电动机的功率为： （2-4）式中：P 驱动滚筒上所需的牵引力，166830N； V 输送带速度，V=1.6； 驱动设备的传动效率取0.9；则：所以可以选用460KW的型电动机。你的图是85000000长的皮带，你的电机是几台？如何能带动17里地长的皮带？我图上错了，我改表2-3倾角系数工作倾角0º1º 10º15º15º20º C 1 0.95 0.9第三节 输送机的运行阻力按所给条件，本设计有重段和空段两个直线倾斜区段。表2-4 输送带沿托辊运行阻力系数托辊型式工作条件槽形（）平形（） 清洁干燥 0.02 0.018少量尘埃正常湿度 0.03 0.025大量尘埃湿度大 0.04 0.035重段阻力： （2-5）空段阻力： （2-6）式中： 单位长度输送带上运物料量，； 输送带单位长度质量，=11.6； 重段单位长度上分布的托辊旋转部件的质量，取=22； 空段单位长度上分布的托辊旋转部件的质量，取= 7；L 输送机的辅设长度850； 重力加速度，取=10；输送带沿重段运行的阻力系数取0.05；表2-5 托辊转动部分重量表托辊型式带 宽 B （毫米）5006508001000 （公斤）槽 形铸铁座11121422冲压座891117平 行铸铁座8101217冲压座791115输送带沿空段运行的阻力系数取0.04； 输送机工作倾角为8°；则：表2-6 带宽与帆布层数配合表带宽500650800100012001400帆布层数3-44-54-65-85-106-12第四节 输送带张力计算输送带张力按逐点计算法计算，由于带式输送机是靠摩擦力传递牵引力的，输送带张力应满足传递所需牵引力的要求；为使输送带在两滚筒间垂度不过大，对输送带的张力也有一定要求，所以在进行输送带张力计算过程中输送带张力要按以上两个条件计算：1） 摩擦传动条件:即输送带的张力必须保证工作时输送带在传动滚筒上不打滑;2）垂度条件:即输送带的张力必须保证输送带在两托辊间的下垂度不超过规定值.一、 按摩擦条件计算张力按逐点计算法计算,如下图:这种算法与你图中所示要求的算法不一致。你这只计算4个点而图的算八个点，图中的原理图我弄错了，我改 2-7） （2-8） （2-9）按摩擦传动条件可列出与关系: （2-10） 式中: n 摩擦力备用系数取1.17; 输送带和滚筒间摩擦系数取0.25; 输送带在滚筒上的围包角,查表可取;则: 图2-4张力点的计算与你大图不一致。我改那个图 联立上面式得 所以 二、满足输送带垂度所需张力 （2-11）式中： 单位长度输送带上运物料量， ； 输送带单位长度质量，=11.6； 重段托辊间距，取=1.2m； 重力加速度，取=10； 输送机工作倾角为8°；则： =137221N所以输送带垂度张力满足要求。表2-7输送带与滚筒间的摩擦系数 输送带滚筒橡胶输送带塑料输送带无衬光面滚筒干 燥0.250.17潮 湿0.200.15有 泥 水0.10胶 面 滚 筒干 燥0.400.3潮 湿0.350.25有 泥 水人 字 沟 槽胶 面 滚 筒干 燥0.40.5潮 湿0.300.35有 泥 水0.25第五节 输送带强度校验煤矿用阻燃带的安全系数 （2-12）式中： 阻燃输送带的拉断强度680/mm； 阻燃带宽度1000 mm； 输送带的最大静张力，即；则： 第六节 电动机功率校验输送机牵引力 （2-13）式中： 主动滚筒相遇点张力，=N； 主动滚筒分离点张力，=； 阻力系数，取=0.04；则： N功率： （2-14）式中： 输送机牵引力（N）； 输送带速度V=1.6； 传动装置效率取0.83；则： 因为电动机应留有15-20的备用系数。460KW所以所选择的电动机额定功率满足其运输功率的要求。该设计中应用的皮带输送机用的是DSJ100-63-2x75可伸缩带式输送机，由上面的计算可以确定的是该输送机满足了强度、张力及电动机的选择，图见附件（A0图纸）第三章 大巷电机车的选型计算电机车运输是矿井水平巷道长距离运输的主要方式，它是矿井运输中极为重要的部分。电机车具有良好的性能，它运行速度快，效率高，维护简单，运转可靠，成本低。适用于弯道和支线较多的运输巷道。可以做多种运输工作。电机车按供电方式的不同可分为架线式和蓄电池式两大类，架线式电机车主要用于非瓦斯矿及一、二级瓦斯矿有新鲜风流的大巷道中。超级瓦斯矿绝对不允许使用，所以只能用蓄电池式电机车。第一节 电机车及矿车的初选按照一般的选用经验，因为年产量120万吨，可初步选用架线式电机车，其技术特征为：机车粘着质量P=20，轨距L=900，机车长时牵引力=12.75KN，牵引电动机的额定电压V=550V；选用底卸式矿车，其技术特征为：最大装载量=5，自重质量=300。第二节 列车组成的计算一列车应由多少辆矿车组成，要按机车的牵引能力和制动能力计算。牵引能力受粘着力和牵引电机温升条件限制；制动能力是能够在规定的距离内停车。所以列车组成按以下三个条件确定。表3-1 粘着系数表工作状态 值撒砂起动 0.24撒砂制动 0.17不撒砂制动井下巷道：0.09；地面：0.12一、按粘着力计算以机车沿上坡牵引重载列车在起动时车轮不打滑为计算依据。满足粘着力条件机车最多牵引的矿车数： （3-1）式中： 机车质量，P=2014； 矿车载重的质量，G=5； 矿车自重的质量，=0.3； 列车中的矿车数； 粘着系数，查表3-1按撒砂起动取0.24； 重列车起动的阻力系数，查表3-2取=0.0105； 轨道的平均坡度，一般为3； 列车起动的加速度，一般取0.04；则：表3-2 列车运行阻力系数矿车载量 t 列车运行 列车起动 10.0090.0110.01350.0165 30.0070.0090.01050.0135 50.0060.007二、按牵引电动机温升计算电机车的牵引电机是按短时重复工作制运行的，电机的发热校验可按每循环的等效电流计算。即等效电流值不超过它的长时电流。由于牵引电机正常工作在牵引力特性曲线的直线部分，牵引力与电流成正比，在计算中可以用等值牵引力代替等效电流，使等值牵引力不超过长时牵引力。按满足牵引电动机温升条件，机车最多牵引的矿车数为： （3-2）式中： 列车中的矿车数； 矿车载重的质量，G=5； 矿车自重的质量，=0.3； 机车长时牵引力，=12.75KN； 调车系数，因运距大于2可知取1.15；（运距小于1000m取1.4；运距为10002000m取1.25；运距大于2000 m取1.15.） （3-3）其中： 列车往返一个循环的运行时间， （） （3-4） 重列车运输时间： （） 空列车运行时间， （） 加权平均运距， （3-5） 重列车运行速度，取=17.7； 空列车运行速度，同样取=17.7；0.75 考虑列车运行中降速运行区段所乘的系数； 机车在往返一个循环的休止时间，取20； 重列车运行阻力系数，按表选取0.006； 等阻坡度取2； 重力加速度取10； 机车质量，P=14；则： 三、按制动条件计算煤矿安全规程规定：列车制动距离，运送物料时不得超过40m，运送人员时不得超过20m。 计算时按最不利的条件，即按重列车沿下坡运行且列车开始制动时的速度等于长时速度，为使列车能在规定的距离内停车，列车应有的减速度： （3-6）式中： 制动开始时的运行速度，； 实际制动距离，按运送物料40m计算；则： 满足制动条件列车中最多矿车数为： （3-7）式中： 机车质量，P=14； 矿车载重的质量，G=5； 矿车自重的质量，=0.3； 粘着系数，按撒砂制动取0.17； 列车能在规定的距离内停车应有的减速度； 重列车运行阻力系数，按表选取0.006； 轨道平均坡度，一般为3；则： （3-8）四、列车组成的确定列车组成应按同时满足上述三个条件来确定，即按其中最少的矿车数来确定。所以该列车应该由18辆矿车组成。第三节 电动机台数的计算一、一台机车在一个工作班内能往返运行的次数 （次/班） （3-9）式中： 一个班内的运输工作时间，运送人员取=7.5小时； 列车往返一个循环的运行时间，可知 机车在往返一个循环的休止时间，取20；则： （次/班）二、每班运煤所需列车数 （3-10）式中： 每班运煤量， 运输不均衡系数，取=1.25； 矸石系数，；车组中的矿