五矿主胶带运输系统优化设计-矿山机电毕业设计.doc

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1、目录前言.2第一章 方案设计.4第二章 设备选型.5第一节 新石门胶带运输机.5第二节ST1600/3160型钢丝绳胶带输送机主要技术参数和结构概述9第三节 手动分煤器装置13第四节 新主井胶带运输机14第五节 大型溜煤装置17第三章 系统优化后达到的主要指标18第四章 效益分析.19参考文献.23五矿主胶带运输系统优化设计前言五矿主胶带运输系统优化改造研究与实施项目是为适应五矿生产形势迫切需要而实施的技术改造项目，在就发挥在用设备潜能的基础上同时对运输设备、机电设备优化选型，通过经济性、可行性论证，确定最佳方案，从而改善了主皮带运输机的性能，提高了运输能力，为五矿实现高产高效创造了良好条件。

2、现主提升运输系统存在问题如下：1、暗斜井高强皮带机型号为DX-1000，1980年7月1日投入使用，运输能力为350t/h，带宽1000mm，铺设倾角17，铺设长度为650m，带速为2m/s，使用三台ZS145型减速机，配用三台YB315L1-4电动机，单机功率160KW，原设计担负五矿戊一、戊二采区的原煤运输任务，随着五矿矿井的改造和生产规模的扩大，五矿生产采区已集中到己三、己三下延采区三水平二采区、己二扩大采区、己四采区，该部皮带运输能力将超过150万吨，为此，暗斜井高强皮带成了制约我矿生产的主要环节。2、己三石门皮带机型号为STJ1000/2*75，1993年11月安装投入使用，运输能力

3、为300吨/小时，带宽1000mm，铺设长度为900m，带速为2米/秒。由于该部运输能力低，造成该部以后环节间断开车，使运输系统不能连续性运转，增加了经常性启动造成损坏设备，提高了维修量和职工劳动强度。3、老主井提升机1959年元月投产，现已服务46年，存在主要隐患有：绞车滚筒开焊；电控系统老化；井筒罐道梁锈蚀严重；钢轨罐道磨损严重；一反回转体锈蚀严重；井底大梁变形下沉；溜煤筒锈蚀严重等。以上情况都是需要急需解决的问题，如果对存在问题进行彻底处理，全矿井需停产55天时间，但由于矿井生产任务紧张，又不能彻底停下来进行检修处理。基于上述，五矿主运输系统不能满足煤矿安全规程规定和集团公司创建高产高效

4、矿井的要求，存在重大隐患，为确保提升系统的安全可靠运行，必须在短期内解决存在问题。第一章 方案设计1、将原石门皮带机巷向前延长90m，使石门皮带运输距离达到980m，同时将原石门普通胶带输送机改造为液压张紧的ST1600/3160型强力胶带运输机。2、改造后的新石门皮带机与暗斜井高强皮带运输机交叉处，在新石门皮带上自行研制安装一套SFM-1000型分煤装置，使煤即能经暗斜井高强皮带进入老主井提升系统，又可以经新石门皮带运至新主井皮带，进入新主井提升系统。3、由新延深的石门皮带机头处至新主井煤仓上部开拓一条长680m的新皮带巷，并在新主井皮带巷安装一部ST1000/2132KW可缩运输机。4、在

5、新主井皮带巷机头处设计建造一个容量160T的缓冲仓，并在该仓下部设计安装一个与新主井提升系统煤仓沟通的大型溜煤装置。第二章 设备选型第一节 新石门胶带运输机在己三石门皮带机巷，倾角0，铺设长度980m，设计运输生产率为600t/h，巷道内空气潮湿，煤的松散密度约为1t/m3，煤的堆积角为30，煤的最大块度为300mm。初步选用ST1600/3160型钢丝绳芯胶带输送机的有关技术数据如下：带宽B=1m 带速V=2.5m/s 输送能力m=630t/h胶带拉断力P=1600N/mm 输送带重量：27kg/上托辊间距L=1.5m 下托辊间距L”=3m电动机功率：3160KW 输送机长度L=980m1、

6、 计算胶带宽度，选用胶带速度因为输送能力m=630t/h，大于设计运输生产率A=600t/h，所以胶带宽度一定满足要求。选定胶带速度V=2.5m/s。可对带宽进行块度校核B2amax+200=2300+200=800mm故胶带宽度能满足要求。2、运行阻力计算：运行阻力计算重段运行阻力Wzh=g(q+qd+qg)LWcos =(67+27+14.6)9800.04110=42571.2N托辊转动部分质量表（表一）托辊型式带 宽 B mm500650800100012001400Gg;G”g,kg槽形托辊铸铁座111214222527冲压座8911172022平型托辊铸铁座81012172023冲

7、压座7911151821托辊阻力系数表（表二）工作条件（槽形）”（平行）滚动轴承含油轴承滚动轴承含油轴承清洁、干燥0.020.040.0180.034少量尘埃、正常湿度0.030.050.0250.040大量尘埃、湿度大0.040.060.0350.056其中：q=A/3.6V=600/3.62.5=67kg/mqd=27kg/mqd=Gg/Lg=22/1.5=14.6kg/m（采用铸铁座槽形托辊），见表一q” g =G” g /L” g =17/3=5.7kg/m（采用铸铁座平行托辊），见表一 ”分别为槽形，平行托辊阻力系数，见表二=0.04 ”=0.035空段运行阻力W h = g(q d

8、 +q g)LWcos =(27+5.7)9800.035110 =11216.1N3、胶带张力计算：（1）S2S1S3=1.04S2S4=1.04S3=1.042S2=1.042S1S5=S4+Wh=1.042S1+ WhS6=1.04 S5=1.043S1+1.04WhS7=S6+Wzh=1.043S1+1.04Wh+WzhS8S9=1.04S7 =1.17S1+1.042Wh+1.04Wzh =1.17S1+12131.3+44274 =1.17S1+56405按摩擦传动条件考虑摩擦力备用系数列方程，得：S9=S11+(e-1)/m = S11+(e0.28.5-1)/1.15 =4.6

9、6 S1即 S9=4.66 S1式中 m摩擦力备用系数，设计一般取m=1.151.2； 胶带与滚筒之间的摩擦系数，对于井下一般取=0.2方程和联立解得S1 =16162N S2 =16162N S3 =16808N S4 =17480NS5 =28696N S6 =29843NS7 =72414N S8S9=75310N4、胶带悬垂度与强度的计算：重带最小张力S1 =16162N可按悬垂度要求重段允许的最小张力为：smax=5(q+qd)Lg cosg =5（67+27）1.5110 =7050NS1故胶带悬垂度满足要求。胶带强度度验算：胶带允许承受的最大张力为：smax=BP/n=10016

10、00/9=17778S式中：安全系数n=9是采用硫化接头选取的。故胶带强度满足要求。5、计算牵引力与电动机功率：输送机主轴牵引力为：W0=S9-S1+0.04(S9+S1) =75310-16162+0.04(75310+16162) =62626N电动机功率：N= (W0V)/1000=(626262.5)/(10000.85)=184KW考虑15%的备用功率，电动机容量为：1.15184=211.6KW通过以上计算，证明在所给条件下可以使用ST1600/3160型钢丝绳芯胶带输送机。用三台160KW电动机拖动（注：两台工作，一台备用）。第二节ST1600/3160型钢丝绳胶带输送机主要技术

11、参数和结构概述1、主要技术参数：运量：630t/h 带速：2.5m/s 倾角：0 机长：980m 电动机型号：YB315L1-4功率：160KW（3台） 减速机型号：M3PSF50（3台）速比：i=31.5 钢绳芯输送机型号：ST1600 带宽：B=1000mm 液力偶合器型号：YOXsj560 传动滚筒直径：1000mm上托辊槽角：30 张紧车有效行程：12m 胶带自动液压拉紧装置型号：ZLY-01-80胶带自控液压拉紧站型号：DYL2、结构概述：2.1输送带是牵引和承载物料的主要构件，本机采用带宽1000mm钢绳芯输送带，接头方式采用二级搭接法，接头长度1.8m。2.2头部卸载装置由800

12、mm卸载滚筒，H型合金橡胶清扫器和卸载架等组成。2.2.1800mm传动滚筒采用服务费套联接，铸焊筒体结构，表面菱形花纹橡胶覆面。该滚筒结构钢性好，强度高，承载能力大，寿命长，表面不易粘接物料，一次安装后检修时可利用轴承底座复住，轴承座采用油杯润滑脂润滑。2.2.2卸载装置架为型钢焊接的伸出梁结构，左右两侧梁架通过支撑架用螺栓连接在一起，具有结构合理，拆装方便，强度高的特点。2.2.3H型合金橡胶清扫器装于改向滚筒下方的机架上，有以清扫输送带承载面上的粘料。2.3驱动装置：驱动装置由电机、液力偶合器、减速机、棒销联轴器等组成驱动单元，固定在驱动装置架上，驱动装置架固定在地基上。2.3.1电动机

13、采用防爆型三相异步电动机，电机型号为YB315L1-4，额定功率160KW，电压1140伏，防护等级IP44，冷却方式为自然通风冷却，工作环境温度-15+40。2.3.2减速机采用M3PSF50型具有承载能力大，效率高，重量轻，寿命长等特点。减速机采用油池飞溅润滑，自然冷却。2.4传动装置由1000mm传动滚筒和800mm改向滚筒以及两侧架组成，两侧架通过支撑杆连接为一体，该结构具有结构合理，张度高，拆装方便等特点。2.5拉紧装置2.5.1拉紧改向装置由630mm改向滚筒和500mm滚筒及三角架组长。2.5.2自动液压拉紧装置：胶带自动液压拉紧装置安装在机头传动装置后，选用ZLY型，是继DYL

14、型胶带自动液压拉紧站之后研究开发的又一重要成果。适用拉紧行程大的固定带式输送机。本设备吸收了液压拉紧的伏点，具有较好的动态性能，同时拉紧行程长，适合己三石门皮带机的配套使用。ZLY型胶带自动拉紧装置的主要特点有：输送机的胶带由拉紧绞车拉紧，与拉紧油罐结合，实现拉紧力任意调节；输送机在起动时和正常运行时大1.41.5倍的要求，系统一旦调定后，可以按预定程序自动工作，确保胶带在理想状态下运转；响应快。输送机起动时，带式输送机处于非稳定状态，胶带松动突然松驰伸长，此时，该机通过拉紧油缸及时补偿胶带的伸长，保证胶带张力恒定，从而使起动时平衡、可靠，避免“飘带”和断带事故的发生；具有断带时自动停机和胶带

15、打滑时自动增加拉紧力等保护功能；可以与集控装置连接，实现对该机的远距离控制。拉紧力技术参数对拉紧小车的最大拉紧力（KN）ZLY-01系列80100130160拉紧力的调节范围（KN）3580451006013070160最大拉紧行程36M2.5.3DYL型胶带自控液压拉紧站是根据我我煤矿特点，吸收世界工业发达国家的先进技术，考虑胶带在起和运转时对拉紧力需要不同，经合理的胶带张力模型析研究而设计的。该液压站与ZLY型自动液压拉紧装置相匹配，适合己三石门皮带长距离运输的使用。2.6张紧车由630mm改向滚筒和车架组成。改向滚筒为铸焊结构，张紧行程为12m，车架轨距为1050mm。2.7机身由各种托

16、辊组、支腿、中间架、挡煤装置组成，机身采用槽形托辊组每1.5m布置一组，下平托辊每3m布置一组，上挡偏托辊组每15m布置一组，下挡偏托辊组每30m布置一组，缓冲托辊组每0.5m布置一组。3、电气及安全保护装置：安全保护装置是在输送机工作中出现故障能进行监测和报警的设备，可使输送机系统安全生产正常运行，预防机械部分的损坏，保护操作人员的安全。此外，还便于集中控制和提高自动化水平。3.1电气及安全保护装置的设计、制造、运输及使用等要求，应符合有关国家标准或专业标准要求，如IEC439低压开关设备和控制装置；GB4720装有低压电器的电控设备；GB3797装有电子器件的电控设备。3.2电气设备的保护

17、：主回路要求有电压、电流仪表指示器，并有断路、短路、过流（过载）、缺相、接地等项保护及声、光报警指示，指示器应灵敏、可靠。3.3安全保护和监测：应根据输送机输送工艺要求及系统或单机的工况进行选择，现使用的保护和监测装置如下：3.3.1打滑监测：用于监视传动滚筒和输送带之间的线速度之差，并能报警，自动张紧输送带或正常停机。3.3.2沿线紧急停机用拉绳开关，动作后自锁、报警、停机。3.3.3其他料仓堵塞信号，纵向撕裂信号及测温信号等，根据需要进行选择。第三节 手动分煤器装置SFM-1000型手动分煤器装置安装于己三石门皮带机与暗斜井筒高强皮带机交叉处，起分煤作用，使煤即能经暗斜井高强皮带进入老主井

18、提升系统，又可以经新石门皮带运至新主井皮带，进入新主井提升系统。1、主要技术参数：带宽：B=1000mm 带速：V2.5m/s出力：Q1000t/h 最大推力：1000t最大行程：50mm 运行速度50mm/s2、结构概述：SFM-1000型手动分煤器装置由主犁、副犁、支架和托辊四部分组成，主犁采用锰钢材料，主犁底部用厚度10mm的耐磨胶带与其连接，并高出主犁底部2030mm，防止主犁直接与皮带接触，利用蜗杆传动原理实现人工半自动操作，且具有强度大，耐磨性强，结构简单，维修方便等特点，此分煤器装置适合使用强力皮带输送机。第四节 新主井胶带运输机为了使整个运输系统运输能力相匹配，经过设计计算，优

19、先选用SSMB1000/2132型线磨擦多点驱动伸缩皮带机机头、尾部分。输送能力为630t/h，输送距离560m。1、主要技术参数：运量：630t/h 带速：2.5m/s 倾角：2.5机长：560m 电动机型号：YB315M1-4功率：132KW（2台） 减速机型号：DCY400-25-(S)速比：25 输送机选用矿用阻燃普通6级带带宽：B=1000mm 液力偶合器型号：YOXSJ500传动滚筒直径：800mm 上托辊槽角：30张紧车有效行程：9m2、结构概述：2.1头部卸载装置由630mm卸载滚筒，H型合金橡胶清扫器和卸载架等组成。2.2驱动装置：驱动装置由电机、液力偶合器、减速机、棒销联轴

20、器等组成驱动单元，固定在驱动装置架上，驱动装置架固定在地基上。2.2.1电动机采用防爆型三相异步电动机，电机型号为：YB315M1-4，额定功率132KW，转速1485r/min，电压660V，冷却方式为自然通风冷却，工作环境温度-15+40。2.2.2减速机采用DCY400-25-(S)型，具有承载能力大，效率高，寿命长，强度大等特点。减速机采用油池飞溅润滑，自然冷却。2.3储带仓装置采用普通1m皮带机可伸缩储带仓装置。2.4机身在设计方面本着为矿节约的原则，皮带、撑杆、下平托辊使用原石门皮带机更换掉的。机身架子选用原石门皮带架子加以改进而又投入使用。机身采用槽形托辊组每1.5m布置一组，下

21、平托辊每3m布置一组，上挡偏托辊组每15m布置一组，下挡偏托辊组每30m布置一组，缓冲托辊组每0.5m布置一组。3、电气及安全保护装置：安全保护装置是在输送机工作中出现故障能进行监测和报警的设备，可使输送机系统安全生产正常运行，预防机械部分的损坏，保护操作人员的安全。此外，还便于集中控制和提高自动化水平。3.1电气及安全保护装置的设计、制造、运输及使用等要求，应符合有关国家标准或专业标准要求，如IEC439低压开关设备和控制装置；GB4720装有低压电器的电控设备；GB3797装有电子器件的电控设备。3.2电气设备的保护：主回路要求有电压、电流仪表指示器，并有断路、短路、过流（过载）、缺相、接

22、地等项保护及声、光报警指示，指示器应灵敏、可靠。3.3安全保护和监测：应根据输送机输送工艺要求及系统或单机的工况进行选择，现使用的保护和监测装置如下：3.3.1打滑监测：用于监视传动滚筒和输送带之间的线速度之差，并能报警，自动张紧输送带或正常停机。3.3.2沿线紧急停机用拉绳开关，动作后自锁、报警、停机。3.3.3其他料仓堵塞信号，纵向撕裂信号及测温信号等，根据需要进行选择。第五节 大型溜煤装置结构概述：我矿现有新主井、老主井立井提煤系统两个，新主井由于前期丁戊四采区和己一采的关闭而停止使用。现由于庚一采区的开发，采出的煤是由庚一大巷电机车运输运至三翻，由翻笼将煤翻入新主井煤仓内，再由新主井绞

23、车将煤提至地面。在整体设计时己三石门皮带机与一强皮带机交叉处设计安装一套分煤器装置。计划己三采区采出的煤又可经己三石门皮带运至新主井皮带，再将煤运至新主井（三翻）里面的溜煤仓内。为了保证新主井（三翻）上面溜煤仓的煤能进入新主井煤仓内，又不影响三翻的正常运转，需在上下煤仓之间设计加工一个大型溜煤装置。针对性这一特殊情况，经过认真的研究分析和测量计算，设计加工了一套为三节的溜煤装置，此溜煤装置垂直总高度达6.72m，其中第一节高3.3m，下煤角度为63.7，第二节高0.8m，为一个直筒，第三节高为2.62m，下煤角度73.2，全部采用钢板焊接而成，溜煤装置的上口为1.5m1.5m，下出口为0.8m

24、0.8m。溜煤装置的底部采用厚度为16mm的钢板，其余采用厚度10mm的钢板加工，溜煤装置焊接安装完毕后，又对其上部和底部进行了适当加固，经试生产完全达到了预期的目的，三翻翻笼既能正常使用，又未发生过溜煤装置堵眼现象。 第三章 系统优化后达到的主要指标1、运输能力：630t/h 带速：2.5m/s 带强：1600kg/c2、分煤器装置：出力：Q1000t/h 最大推力：1000t 带速：V2.5m/s 带宽：B=1000mm3、溜煤装置：垂直总高度：6.72m 第一、三节下煤角度分别为：63.7和73.2 上进口：1.5m1.5m 下出口：0.8m0.8m4、高强胶带运输机液压自动拉紧装置：

25、最大拉紧力：100KN拉紧力的调节范围：95100KN 最大拉紧行程：36m5、该系统技术改造后，目前达到整体技术指标为：实现每年260万吨的运输水平，比改造前增加110万吨/年，满足五矿高产高效、安全生产的要求，为五矿实现经济腾飞，建设小康矿区奠定坚实的基础。第四章 效益分析1、以上改造工程，都是在保证不影响现有运输设备的安全运行而组织实施的。2、运用网络优化技术，合理排序，科学施工，在短短的48小时停产检修内全部完工，并一次试车成功，仅此项工作为矿创经济效益1200多万元。3、矿组织工程技术人员出图设计、加工、安装并实施，为矿节约安装费用90多万元。4、每年因暗斜井高强皮带和己三石门皮带机

26、事故等影响出煤至少9天时间，改造后，由此可见计算出每年新增产值：169350350=1764（万元）每年因处理老主井绞车滚筒开焊、电控系统故障等影响出煤至少5天时间，由此可计算出改造后每年新增产值：16563600/90350=672（万元）注：暗斜井皮带机运输量350吨/小时，老主井按每钩循环时间为90秒，每钩提升原煤6吨，每天按16小时工作，原煤价格按350元/吨计算。5、五矿于1981年至2005年间暗斜井高强皮带机发生两次断带事故，2001年老主井发生一次断绳箕斗下滑坠井事故等，不仅使设备受到不同程度的损坏，还影响全矿出煤数天时间，造成的间接经济效益无法估量。经过对该系统的技术改造方案

27、的优化设计，真正避免了类似事故影响原煤生产，取得的间接经济效益不可估量。6、运输量提高后，实现了运输系统运转连续性，不再造成主运输以后环节间断开车，减少了经常性启动造成冲击，损坏设备，从而降低了维修量和职工劳动强度。 后附：改造前主胶带运输系统示意图改造后主胶带运输系统示意图参考文献序号文献名称作者刊物名称 时间12345678鲍店矿南翼大巷胶带输送机改造输送机输送带的保护与跑偏调整胶带输送机打滑故障分析浅谈胶带输送机阻力和安全系数头支架长距离同步转弯技术胶带输送机胶带跑偏的预防胶带输送机防跑带、防跑偏装置在矿井中的应用SDJ-150型、SD-80型胶带输送机机头安装工序的改进胡泉灵刘晔李品李超峰魏锋王红建 黄震李晓燕煤炭工程 2002年7期采矿技术 2005年3期陕西煤炭 2005年4期 山东煤炭科技 2005年6期 山西科技 2005年6期煤炭技术 2005年10期 煤炭技术 2005年11期煤炭技术 2005年11期 第 23 页