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毕业设计(论文)-变频调速磁性皮带喂料器的设计【全套图纸】.doc

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1、南昌航空大学科技学院学士学位论文11 绪论全套图纸,加 153893706带式输送机是输送能力最大的连续输送机械之一。其结构简单、运行平稳、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、管理维护方便,在连续装载条件下可实现连续运输。它是运输成件货物与散装物料的理想工具,因此被广泛用于国民经济各部门。尤其在矿山用量最多、规格最大。1.1 带式输送机的应用带式输送机是连续运输机的一种,连续运输机是固定式或运移式起重运输机中主要类型之一,其运输特点是形成装载点到装载点之间的连续物料流,连续物料流的整体运动来完成物流从装载点到卸载点的输送。在工业、农业、交通等各企业中,连续运输机是生产过程

2、中组成有节奏的流水作业运输线不可缺少的组成部分。连续运输机可分为:(1)具有挠性牵引物件的输送机,如带式输送机,板式输送机,刮板输送机,斗式输送机、自动扶梯及架空索道等;(2)不具有挠性牵引物件的输送机,如螺旋输送机、振动输送机等;(3)管道输送机(流体输送),如气力输送装置和液力输送管道。其中带输送机是连续运输机中是使用最广泛的,带式输送机运行可靠,输送量大,输送距离长,维护简便,适应于冶金煤炭,机械电力,轻工,建材,粮食等各个部门。1.2 带式输送机的分类(1) 按承载能力分类轻型带式输送机:专门应用于轻型载荷的输送机。通用带式输送机:这是应用最广泛的带式输送机,其他类型带式输送机都是这种

3、带式输送机的变形。南昌航空大学科技学院学士学位论文2钢绳芯带式输送机:应用于重型载荷的输送机。(2) 按可否移动分类固定带式输送机:输送机安装在固定的地点,不需要移动。移动带式输送机:具有移动机构,如轮,履带。移置带式输送机:通过移动设备变换设备的位置。可伸缩带式输送机:通过储带装置改变输送机的长度。(3) 按输送带的结构形式分类普通输送带带式输送机:输送带为平型,带芯为帆布或尼龙帆布或钢绳芯。钢绳牵引带式输送机:用钢丝绳作为牵引机构,用带有耳边的输送带作为承载机构。压带式输送机:用两条闭环带,其中一条为承载带,另一条为压带。钢带输送机:输送带是钢带。网带输送机:输送带是网带。管状带式输送机:

4、输送带围包成管状或用特殊结构输送带密闭输送物料。波状挡边带式输送机:输送带边上有挡边,以增大物料的截面,倾斜角度大时,一般在横抽设置挡板。花纺带式输送机:用花纹带以增大物料和输送带的摩擦,提高输送倾角。(4) 按承载方式分类托辊式带式输送机:用托辊支撑输送带。气垫带式输送机:用气膜支撑输送带。另外还有磁性输送带、液垫带式输送机,它们共同的特点是对输送带连续支撑。深槽型带式输送机:由于加大槽深,除用托辊支撑外,也起到对物料的夹持作用,可增大输送倾角。(5) 按输送机线路布置分类直线带式输送机:由于输送机纵向是直线,但是可在铅垂面上有凹凸变化曲线。平面弯曲带式输送机:可在平面上实现弯曲运行。空间弯

5、曲带式输送机:可以在空间实现弯曲运行。(6) 按驱动方式分类单滚筒驱动带式输送机。多滚筒驱动带式输送机。线摩擦带式输送机:用一个或多个输送带作为驱动体。南昌航空大学科技学院学士学位论文3磁性带式输送机:通过磁场作用驱动输送带。1.3 带式输送机的特点(1) 输送物料种类广泛输送物料的范围可以从很细的各种粉状物料到大块的矿石、石块、煤或纸浆木料,以最小的落差输送精细筛分过的或易碎的物料。由于橡胶输送带具有较高的抗腐蚀性,在输送强腐蚀性或强磨损性物料时维修费用比较低。带式输送机还可以输送碱性物料和一定温度热料,也可以运送成件物品。(2) 输送能力范围宽带式输送机的输送能力可以满足任何要求的输送任务

6、,既有轻型带式输送机完成输送量较小的输送任务,又有大型带式输送机实现每小时数千吨的输送任务。(3) 输送统一线路的适应性强带式输送机可以适应坡度为 30%35%的地形,而对于卡车运输来说仅能适应原有自然地形的坡度为 68。输送机线路可以适应地形, 在空间和水平面上弯曲从而降低基建投资,并能避免在厂内和其他拥挤地区,以免受铁路、公路、以及河流、山脉的干扰。带式输送机的运输线路十分灵活的,线路长度可根据需要延长。(4) 灵活的装卸料带式输送机可根据工艺流程要求灵活地从一点或多点受料,也可以向多点或几个区段卸料。(5) 可靠性强带式输送机的可靠性已成为所有工业领域中的使用经验所证实,它的运行极为可靠

7、,在许多需要连续运行的重要生产单位,如在发电厂内煤的输送,钢铁厂和水泥厂散物料的输送以及港口内船舶装卸散状物料 等,都获得了广泛的应用。带式输送机的结构与工作原理图 1-1 为带式输送机的结构简图。它由输送带、驱动装置、托辊、机架、清扫器、拉紧装置和制动装置等组成。南昌航空大学科技学院学士学位论文4图 1-1 带式输送机整机结构带式输送机其主要部件是输送带,亦称为胶带,输送带兼作牵引机构和承载机构。带式输送机组成主要包括以下几个部分:输送带(通常称为胶带 ) 、托辊及中间架、滚筒拉紧装置、制动装置、清扫装置和卸料装置等。 输送带绕经传动滚筒和机尾换向滚筒形成一个无极的环形带。输送带的上、下两部

8、分都支承在托辊上。拉紧装置给输送带以正常运转所需要的拉紧力。工作时,传动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行。物料从装载点到输送带上,形成连续运动的物流,在卸载点卸载。一般物料是装载到上带(承载段)的上面,在机头滚筒(在此,即是传动滚筒)卸载,利用专门的卸载装置也可在中间卸载。1.4 主要部件介绍1.4.1 输送带(1) 输送带的性能要求(1)要求输送带自身质量小,抗拉强度和抗弯强度大,成槽性能好;(2)由于承受交变弯曲载荷,故要求带芯夹层与橡胶层间要有较高的粘附强度,以防层间剥离和撕开;(3)要求加工精细,保证在受纯拉伸时,各夹层均匀承受载荷;(4)输送带的覆盖胶和夹层带芯都应具有较

9、高的抗冲击性能和抗机械损伤性能;(5)为延长使用寿命,应使输送带具有足够的耐磨性;(6)为使驱动时所需的初张力尽量小,故要求输送带具有高摩擦系数;(7)具有较好的外形稳定性,既无太大的纵向弹性伸长又具有较小的永久伸长,其张紧行程不超过带式输送机长度的 1.5;(8)输送带端头连接要简单,但其接头处的强度不应显著减弱,并且接头处厚度南昌航空大学科技学院学士学位论文5必须与其它部位厚度相同。在输送带承受较大张力时,应选取尽可能少的层数而强度又较高的带芯,比选取居数多而强度一般的带芯容易得到满足。薄的输送带弯曲性能好,并且在它绕过滚筒弯曲运行时,带芯各夹层间受载均匀,因而可选取较小的拉伸安全系数;对

10、于输送块度和硬度大的物料,可选用多层带芯的输送带。各类输送带适宜的工作条件见表 1-2。普通输送带一般多采用橡胶覆盖层,其适用的环境温度与输送机一样为-20-40。环境温度低于-5 时,不宜采用维纶帆布芯胶带。环境温度低于-15 时,不宜采用普通棉帆布芯胶带。在环境温度低于-20条件下采用钢绳芯胶带时,应采用耐寒型胶带并与制造厂签订保证协议。普通橡胶输送带适用的输送物料温度一般为常温。当输送物料温度为 80-200 时,应采用耐热带。我国生产的耐热带分三型,即 1 型 100 、2 型 125 、3 型150,而有的厂生产的特种耐热带其耐热类型为 1 型 130、2 型 160、3 型 200

11、 。表 1-2 输送带类型及适应工作条件宜 选 输 送 带物 料 及工 作 条 件 特 性 类 型 芯层代号 覆盖胶代号松散密度较小、摩擦性较小的物料,如谷物、纤维、木屑、粉末及包装物品等轻型(薄型) CC、VV 、NN NR、PVC松散密度在 2.5t /m3 以下的中小块矿石、原煤、焦炭和砂砾等对物送带磨损不太严重的物料普通型 CC、VV 、NN、EP NR 、SBR松散密度较大的大、中、小块矿石、原煤等冲击力较大、磨损较重的物料,轴送盘大、轴送距离较长的输送机强力型 NN 、EP 、STNR 、SBR 、IR矿井下运送物料 井巷型 CC、VV 、NN、EPPVC 、CR 、CPE 、NB

12、R工作区域易于爆炸易于起火 难燃型 CC、NN、E CR 、PVC 南昌航空大学科技学院学士学位论文6(如地下煤矿) P、PVC 、 PVG 、ST、CPE 、NBR输送 80150 的焦炭、水泥、化肥、烧结矿和铸件等 耐热型CC、VV、EP、NN、ST SBR 、CR工作环境温度低达-30-40 耐寒型 CC、VV、EP、NN、ST NR 、BR、 IR输送 150-500的矿渣和铸件等热物料耐高温型难燃型 CC EPCM 、IIR输送机倾斜角度较大 花纹型波状挡边型 CC、VV、NN、EP NR 、SBR输送最大、输送距离长 高强力型 ST NR 、SBR 、IR物料冲击较严重 耐冲击型

13、VV、NN、EP、ST NR IR物料含油或有机溶剂 耐油型 CC、VV、NN、EP、ST CR、NBR、PVC物料带腐蚀性(酸、碱) 耐酸碱型 CC、VV、NN、EP、ST CR IIR NR食品,要求不污染 卫生型 CC 、NN NR、PVC、NBR物料带静电 导静电型 CC 、NN SBR、NR 、BR、CR煤矿井下输送机、用作高炉带式上料机的输送机及其他有火灾危险的场所使用的输送机,应采用阻燃型难燃型输送带二订货时应与制造厂签订保证协议。输送具有酸性、碱性和其他腐蚀性物料或含油物料时,应采用相应的耐酸、耐碱、耐腐蚀或耐油橡胶带或塑料带。PVC 类型的塑料覆盖层输送带在井下作业有很好的表

14、现,但使用这种输送带时,输送机倾角一般不得大于 13。 ,采用特殊措施者除外。(2) 带宽根据输送量计算后确定计算出的带宽,须用所运物料粒度进行核算。(3) 层数经计算确定,但确定的层数应在许可范围之内。(4) 覆盖层厚度钢丝芯输送带上下覆盖层厚度为定值。一般能满足使用要求勿需设计人再作选择。帆布芯输送带下层厚度一般为 1.5mm ,有特殊需要时,可加厚至 3mm。上层厚度根据所输送物料的堆积厚度、粒度、落料高度及物料的磨琢性确定,可按表 1-3 选定。常规条件下,推荐按表 1-4 、表 1-5、表 1-6 选取(引用 DIN22101) 。表 1-3 橡胶输送带覆盖胶的推荐厚(单位 mm)南

15、昌航空大学科技学院学士学位论文7覆盖胶厚度/mm物料特性 物料名称上胶厚 下胶厚2000kgm3 中小粒度或磨损性的小物料焦炭、煤、白云石、石灰石、烧结混合料、砂等3.0 1.52000kgm3块度 200mm 磨损性较大的物料破碎后的矿石、选破产品、各种岩石,油母页岩4.5 1.52tm3,磨损性大的大块物料大块铁矿石、油母页岩等 6.0 1.5表 1-4 输送带承载和空载面覆盖胶层最小厚度(单位 mm)抗拉体(芯层)材料 最小厚度值CC (棉帆布 )NN (尼龙帆布)EP (聚酯帆布)根据不同抗拉体(芯层) 分别为 12mmST (钢丝绳芯) 0.7d(mm) 最小 4mm表 1-5 相应

16、于表 1-4 最小厚度的承载面附加厚度的标准值(单位 mm)有影响的参数 评 价 值总数载荷情况 载荷频繁度 粒 度 密 度 物料磨琢性有利正常不利 少正常频繁 细正常 粗 轻正常 重 小中等剧烈1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3表 1-6 附加厚度的标准值(单位)mm评价值总数 附加厚度 大于1.4.2 驱动滚筒用于改变输送带的运行方向或增加输送带与传动滚筒间的围包角。(1)改向滚简按承载能力分轻型、中型和重型,分档直径分别为 5010Omm 、120180mm 及 200260mm,结构型式与传动滚筒一致。(2)改向滚筒用于改变输送带运行方向。用于 180改向时一般

17、放在尾部或垂直拉紧装置处。 90改向放在垂直拉紧装置的上方。增面滚简一般用于小于或等于 45的场合。(3)改向滚筒覆面有裸露光钢面和平滑胶面两种。(4)改向滚筒与传动滚筒直径匹配见表 1-7 。表 1-7 改向滚筒与驱动动滚筒直径匹配(单位)mm带宽 驱动动滚筒直径 180尾部头部探头滚180头部探头滚筒直90改向滚筒直径60%-100% 30%-60% 30%滚筒组别 滚筒组别 滚筒组别传动滚筒直径DA B C A B C A B C500 500 400 315 400 315 250 315 315 25063080010001250160063080010001250160050063

18、080010001250400500630800100050063080010001250400500630800100031540050063080040050063080010004005006308001000315400500630800注:A-传动滚筒;B-改向滚筒(180 度) ;C-改向滚筒(F min2 亦满足不打滑条件:S2=S1+2Fr=1623 N S3=1.02S2=1655 N 2.7.3 输送带工作时不打滑需保持的最小张力F min2FUK A1ue 输送带满载启动或制动时出现的最大驱动圆周力 maxuF= AUK=3740N南昌航空大学科技学院学士学位论文26其中

19、 AK- 取 1.5;- 为传动滚筒和胶带之间的摩擦系数,取 0.35;- 包角,取 185;则 e =3.75,得F min2 FUK A 1ue = maxuF. 1e=1524 N经两者进行比较,输送带的最小张力为 1655N2.8 电动机功率的计算和电动机的选择2.8.1 圆周驱动力(N) Fu TSSHu FFC21(2.13)式中: - 装料系数, C=2.6,见运输机械设计选用手册表 2-29;tS- 倾斜阻力,= GqHg;g - 重力加速度,取 g=9.8m/s;Gq- 每米长输送物料的质量,kg/m;F H- 主要阻力,N;Fs1 - 特种阻力,即托辊前倾摩擦阻力及导料槽摩

20、擦阻力,N;Fs 2-特种阻力,即清扫器、卸料器及翻转回程分支输送带阻力,N。2.8.2 主要阻力 FHcos)2()(0 GBRUHqqfLgF(2.14)式中: f-模拟摩擦系数 f=0.025(常温),见运输机械设计选用手册表 2-30;a0-承载分支托辊间距 a0=1.2 m,见运输机械设计选用手册 表 2-24;q R- 承载分支每米长度旋转部分重量q 0R=1aG=3.225 kg/m (2.15)G1- 承载分支每组托辊旋转部分质量 G1=3.87 kg ,见运输机械设计选用手册表 2-70;q RU- 回程分支每米长度旋转部分重量:南昌航空大学科技学院学士学位论文27q RU=

21、 auG2=1.29 kg/m (2.16)G 2- 回程分支每组托辊旋转部分质量 G 2=3.87 kg ,见运输机械设计选用手册表 2-70;aU- 回程分支托辊间距 aU=3 m,见运输机械设计选用手册表 2-25;q G- 每米长度输送物料重量, kgvIm/085.2.197(2.17)q B- 每米长度输送带质量 q B=4.08kg/m见运输机械设计选用手册表 1-13;L- 输送机长度 (头尾滚筒中心距)L=1.455 m主要阻力: cos)2()0 GBRUHqfLgF=266.7 N 2.8.3 主要特征阻力 1S(N)lgS1(3.16)式中: F- 托辊前倾的摩擦阻力s

22、inco)(0 gqLCGBn (2.18)C- 槽形系数 C=2.6,见运输机械设计选用手册表 2-29;0-托辊和输送带间的摩擦系数, 0=0.3,见运输机械设计选用手册表 2-32; nL-装有前倾托辊的输送机长度, nL=1.45 m; -托辊前倾角度 =2, (可以防止跑偏);托辊前倾的摩擦阻力: sico0 gqLCFGBn=197.8 N Fg l-导料栏板间的摩擦阻力 21bvglIgl(2.19)Iv- 输送量 Iv=0.02493 m 3/s 2-物料与导料栏板间的摩擦系数 2=0.6,见运输机械设计选用手册表南昌航空大学科技学院学士学位论文282-32;l- 倒料槽栏板长

23、度b1-导料槽两栏板间宽度 b1=0.315 m,见运输机械设计选用手册表 2-112;该磁性皮带喂料器不需要导料装置,因此其也就没有导料板间的摩擦阻力。主要特征阻力: lgSF1=197.8N 2.8.4 附加特种阻力 Fs 与倾斜阻力 Fst该喂料器不需要清扫器,可得附加特种阻力为 0。 其中倾斜阻力可以忽略不计。所以将上述数值代入公式(3.11)中,得圆周驱动力:Fu=CF H+Fs1+Fs 2+Fst= 891.22N式中:C- 系数 C=2.62.8.5 传动功率计算传动滚筒轴功率 PA= 10VFU=1.07kW电动机的输出功率: AdP,其中 321式中: 1- 传动效率为 0.

24、88 见运输机械设计选用手册图 2-6; 2- 电压降系为 0.95;3- 多电机驱动不平衡系数为 1 ;电动机功率 AdP=1.28kW,因此选取电动机的额定功率为 kWPed5.1,型号为Y90L-4。2.9 喂料器永磁滚筒的确定该变频调速磁性皮带喂料器的原理就是相当于一个带式输送机和一个磁选机相结合,现在要确定的是其磁性原理,也就是确定一个磁选机。要使得设计的该喂料器具有磁选功能,只需要对其驱动滚筒进行设计并加以改装就可以。因此将该驱动滚筒设计成为一个永磁滚筒。南昌航空大学科技学院学士学位论文292.9.1 湿式永磁滚筒式磁选机原理湿式磁选机分选过程矿浆经给矿箱给入槽体(底箱)后,在给矿

25、喷水管的水流作用下,使矿粒呈松散状态进入箱底的给矿区。由于磁场的作用,磁性矿粒发生磁聚而形成“磁团” 或“磁链”,并克服重力等机械力向磁极运动,而被吸引到筒体的表面上。然后随同圆筒一起向上转动。因磁系的极性交替,矿粒发生磁搅拌使机械夹杂的脉石脱落下来,从而使精矿品位得到提高。磁性矿粒随圆筒转到磁系边缘最弱处。在卸矿水管喷出的冲洗水流作用下,将它卸到精矿槽中。非磁性或弱磁性矿粒在槽体内快速流动的矿浆流作用下,从底析的尾矿孔排入到尾矿管中。湿式永磁筒式磁选机根据其箱底结构的不同,可以分为顺流型、逆流型与半逆流型三种。箱底的型式对选别指标与操作有很大影响。(一)顺流型永磁筒式磁选机 给矿方向与圆筒旋

26、转方向或磁性产物的移动方向一致。矿浆由给矿箱直接给到圆筒的磁系下方,非磁性矿粒与磁性很弱的矿粒由圆筒下方两底板之间的间隙排出,磁性矿粒被吸到圆筒表面上,并随滚筒一起旋转到磁系边缘的磁场较弱处,由卸矿水管将其据点到精矿槽中。顺流型磁选机处理能力大,适宜于处理较粗粒级(大于6 毫米)的强磁性物料的粗选和精选作业,或用于回收磁性重介质,亦可作多台串联工作。但是,这种磁选机的选别指标受给矿量的影响较大,反应灵敏。当给矿量大时,磁性矿粒容易损失于尾矿。因此要加强操作,控制较低的矿浆水平。(二)逆流型磁选机其给矿方向与圆筒的旋转方向或磁性产品的移动方向相反。矿浆由给矿箱直接给到圆筒的磁系下方,非磁性矿粒与

27、磁性很弱的矿粒由磁系左边缘下方的底板上尾矿孔排出,磁性矿粒随滚筒逆着给矿方向被带到精矿端,排到精矿槽中。这种磁选机适宜于粒度小于 0。6 毫米的细粒强磁性矿物的粗选与扫选作业。这是因为尾矿排出口距给矿端较远。选别时间较长,回收率较高,而精矿排出端离给矿品较近,磁翻作用差,所以精矿品位较低。逆流型磁选机不适宜处理粗粒矿石,因为粒度粗,矿粒易沉积从而堵塞选别空间。(三)半逆流型磁选机其给矿方向与磁场吸引力方向基本相同,矿浆是从槽底下部进入选别空间,磁性矿粒较容易被吸引到圆筒的表面上,并随滚筒一起转到磁系边缘的磁场最弱处而排卸到精矿槽中。非磁性矿粒或磁性很弱的矿粒逆着圆筒旋转方向流经磁系的左侧左缘,

28、并从底板上的矩形孔排走。因而可使底箱内矿浆水平面保持一定,底板与圆南昌航空大学科技学院学士学位论文30筒之间的间隙可以在一定范围内(3040 毫米)调节。这种型式的磁选机可以获得较高质量的铁精矿。同时也能得到较好的回收率。所以半逆流磁选机在生产实践中得到广泛的应用。它适宜于处理细粒小于 0。2 毫米的强磁性矿物的粗选与精选作业,它可以多台串联工作,实现多次精选的作用。2.9.2 永磁滚筒型号的确定RCT 系列永磁滚筒亦称磁滑轮或干式大块磁选机。其内部采用高性能硬磁材料组成复合磁系,具有磁场强度高、深度大、结构简单、使用方便、不需维修、不消耗电力,常年使用不退磁特点。可用于水泥、磁选、矿山、钢铁

29、、化工、耐火材料、垃圾处理等行业的选择。与 DT-75 型、AD-80 型通用固定式皮带输送机配套使用代替主动轮,也可与专用皮带输送机制造配套。安装示意图如图 2-12 所示图 2-12 安装示意图表 2-3 永磁滚筒技术参数外形尺寸 mm型号参数数目筒表磁感应强度GS物料厚度mm皮带速度m/s质量kg A BD L L1 Kd h bRCT-32/401500 40 150 728 400 320 500 926100 4548.5 14RCT-32/501500 60 198 850 500 320 6001097115 5053.5 14RCT-40/501550 80 250 850 500 400 6001097115 55 60 16RCT-50/501600100 370 850 500 500 6001097115 55 60 16RCT- 150 702.5245 100 650 320 750 128 13 65 69 18

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