1730_帶式輸送機的機械傳動裝置,輸送,機械傳動,裝置 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題目帶式輸送機的機械傳動裝置設(shè)計專 業(yè) 名 稱 機械設(shè)計制造及其自動化班 級 學 號 0 8 8 1 0 5 4 2 9學 生 姓 名 袁 小 龍指 導 教 師 賀 紅 林填表日期：2 0 1 2 年 2 月 21 日說 明開題報告應結(jié)合自己課題而作，一般包括：課題依據(jù)及課題的意義、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻綜述） 、研究內(nèi)容及實驗方案、目標、主要特色及工作進度、參考文獻等內(nèi)容。以下填寫內(nèi)容 各專業(yè) 可根據(jù)具體情況適當 修改 。但每個專業(yè)填寫內(nèi)容應保持一致。一、選題的依據(jù)及意義：帶式輸送機是最重要的現(xiàn)代散狀物料輸送設(shè)備，它廣泛的應用電力、糧食、冶金、化工、煤礦、礦山、建材、輕工及交通運輸?shù)阮I(lǐng)域。由于帶式輸送機比較經(jīng)濟，操作安全、可靠具有多方面的適應性及生產(chǎn)能力實際上不受限制等優(yōu)點。此外，由于帶式輸送機能完成使物料在各工序之間連續(xù)流動的工作，因此具有多種工藝功能。帶式輸送機在環(huán)境保護方面是更令人滿意的，它既不污染空氣有沒有噪音。帶式輸送機也是煤礦最為理想的高效連續(xù)運輸設(shè)備，特別是煤礦高產(chǎn)高效現(xiàn)代化的大型礦井，帶式輸送機己成為煤炭高效開采機電一體化技術(shù)與裝備的關(guān)鍵設(shè)備。目前，普通帶式運輸機已經(jīng)在礦山得到了普遍的應用。但由于目前形成系列化的帶式運輸機運輸傾角一般 18°以下，使得帶式輸送機在生產(chǎn)實際現(xiàn)場的應用受到一定范圍的限制。而近年來發(fā)展起來的各種大傾角帶式輸送機在露天、地下礦山以及其他場合的使用，都取得了較好的效果。而且大傾角帶式輸送機在提升高度相 同的情況下，所占地面積和空間都比使用普通帶式輸送機少，并且具有常規(guī)帶式輸送機的所有特點，投資成本低，因而在生產(chǎn)運輸中越來越受到重視，應用前景十分廣闊。二、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）：1.國外帶式輸送機技術(shù)的現(xiàn)狀國外帶式輸送機技術(shù)的發(fā)展很快，其主要表現(xiàn)在 2 個方面：一方面是帶式輸送機的功能多元化、應用范圍擴大化，如高傾角帶輸送機、管狀帶式輸送機、空間轉(zhuǎn)彎帶式輸送機等各種機型；另一方面是帶式輸送機本身的技術(shù)與裝備有了巨大的發(fā)展尤其是長距離、大運量、高帶速等大型帶式輸送機已成為發(fā)展 的主要方向，其核心技術(shù)是開發(fā)應用于了帶式輸送機動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)，提高了帶式輸送機的運行性能和可靠性。國外已經(jīng)使用或已經(jīng)進行設(shè)計的幾條典型長距離帶式輸送機輸送線：1.1 西班牙的西撒哈拉帶式輸送機線路是世界最長的長距離輸送機線路，該線路長達 100km，用來將位于石質(zhì)高原地區(qū)的布·克拉露天礦的磷灰石礦石運往艾汾阿雍海港。此線路于兩年半內(nèi)建成，并于 1972 年使用，該系統(tǒng)總投資額為 2 億馬克。服務年限為30 年，年平均運輸量為 1000 萬噸磷灰石礦石(2000t/h)。每噸千米的運費為 0.026 法郎，整條線路由長為 6.9～11.8km 的 11 臺輸送機組成。輸送機采用寬為 1000mm，強度為3150N/mm 的鋼繩芯輸送帶，帶速為 4.5m/s。輸送帶的安全系數(shù)為 6.7～10。輸送機設(shè)有頂棚，迎風側(cè)裝有護板。借助聲納檢測器可以發(fā)現(xiàn)損壞的托輥。1.2 澳大利亞恰那礦 20km 地面帶式輸送機系統(tǒng)是代表了現(xiàn)代帶式輸送機發(fā)展水平的一條輸送線。該輸送系統(tǒng)由一條長為 10.3km 的平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機和一條 10.1km的直線長距離帶式輸送機構(gòu)成。轉(zhuǎn)彎帶式輸送機的曲率半徑為 9km，弧長為 4km。兩條輸送機除線路參數(shù)外，其他參數(shù)相同，運輸能力為 2200t/h，帶寬 1050mm，輸送帶抗拉強度為 3000N/mm，安全系數(shù)為 5，拉緊裝置為重錘拉緊。允許行程為 25m，驅(qū)動采用 3 臺 700kw 直流電動機，雙滾筒驅(qū)動。該機在 25℃下每臺電動機的牽引功率小平330kW，相應摩擦系分別為：直線輸送機 0.00998，轉(zhuǎn)彎輸送機為 0.011。系統(tǒng)采用了先進的托輥制造和安裝技術(shù)、水平轉(zhuǎn)彎技術(shù)和動態(tài)分析技術(shù)。1.3 津巴布韋鋼鐵公司(ZISCO)15.6km 水平轉(zhuǎn)彎越野帶式輸送機于 1996 年投入使用，是世界上單機最長的帶式輸送機。該輸送機將 ZISCO 的 New Ripple Creek 礦的經(jīng)過二次破碎的鐵礦石運送到 Redcliff，Zimbabwe 的煉鋼廠附近。輸送量為干礦石500t/h(濕礦石 600t/h)。系統(tǒng)全長為 15.6km，物料提升高度為 90m。輸送帶采用橋石公司的鋼繩芯輸送帶，抗拉強度為 888N/mm，運行速度為 4.25m/s。輸送帶的安全系數(shù)為 5.8，當環(huán)境溫度為 0℃時，安全系數(shù)降到 5.5，當輸送量增加到 600t/h 時，輸送帶安全系數(shù)降低到 4.8。為了提高輸送帶的利用率，輸送帶的上、下覆蓋層采用相同的厚度，為 5mm。這樣做的目的是，當上覆蓋層磨損超過 2mm 時，可將輸送帶翻面使用，從而達到提高輸送帶的使用壽命。輸送機采用頭部雙滾筒，尾部單滾筒的驅(qū)動方案，整個系統(tǒng)功率為 500kW。目前，在煤礦井下使用的帶式輸送機其關(guān)鍵技術(shù)與裝備有以下幾個特點：（1）設(shè)備大型化。其主要技術(shù)參數(shù)與裝備均向著大型化發(fā)展，以滿足年產(chǎn) 300~500萬 t 以上高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要。（2）應用動態(tài)分析技術(shù)和機電一體化、計算機監(jiān)控 等高新技術(shù)，采用大功率軟起動與自動張緊技術(shù)，對輸送機進行動態(tài)監(jiān)測與監(jiān)控， 大大地降低了輸送帶的動張力，設(shè)備運行性能好，運輸效率高。（3）采用多機驅(qū)動與 中間驅(qū)動及其功率平衡、輸送機變向運行等技術(shù)，使輸送機單機運行長度在理論上 已有受限制，并確保了輸送系統(tǒng)設(shè)備的通用性、互換性及其單元驅(qū)動的可靠性。（4）新型、高可靠性關(guān)鍵元部件技術(shù)。如包含 CST 等在內(nèi)的各種先進的大功率驅(qū)動裝置與調(diào)速裝置、高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效貯帶裝置、快速自移機尾等。2 國內(nèi)帶式輸送機技術(shù)的現(xiàn)狀我國生產(chǎn)制造的帶式輸送機品種、類型較多。在“八五” 期間，通過國家一條龍“日產(chǎn)萬噸綜采設(shè)備”項目的實施，帶式輸送機技術(shù)水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)呂開發(fā)都 取得了很大的進步。從SDJ、 SSJ、STJ 、DT 等系列發(fā)展到各種多功能特種帶式輸送機系列，如大傾角長距離帶式輸送機成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機等均填補了國內(nèi)空白，并用動態(tài)分析、智能化控制技術(shù)等對關(guān)鍵設(shè)備進行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，研制成功了多種軟起動和制動裝置以及以 PLC 為核心的可編程電控裝置，驅(qū)動系統(tǒng)采用調(diào)速型液力偶合器和行星齒輪減速器。但是和外國先進型相比，國內(nèi)輸送機機型一般較小，帶速通常不超過 4m/s，普遍沿用靜態(tài)設(shè)計法，設(shè)備成本偏高，運行的可靠性低。此外，我國尚未形成元部件的大規(guī)模專業(yè)生產(chǎn)廠，設(shè)計制造水平有待提高。帶式輸送機通常有機型（1）固定帶式輸送機；（2）可伸縮帶式輸送機；（3）大傾角上、下運帶式輸送機；（4）水平拐彎輸送機；（5）下運帶式輸送機；（6）垂直提升帶式輸送機；（7）管狀式帶式輸送機；（8）壓帶式輸送機。目前我國用剛性理論來分析研究帶式輸送機并制訂計算方法和設(shè)計規(guī)范，設(shè)計中對輸送帶使用了很高的安全系統(tǒng)（一般取 n=10 左右） ，與實際情況相差很遠。實際上輸送帶是粘彈性體，長距離帶式輸送機其輸送帶對驅(qū)動裝置的起、制動力的動態(tài)響應是一個非常復雜的過程，而不能簡單地用剛體力學來解釋和計算。已開發(fā)了帶式輸送機動態(tài)設(shè)計方法和應用軟件，在大型輸送機上對輸送機的動張力進行動態(tài)分析與動態(tài)監(jiān)測，確保了輸送機運行的可靠性，從而使大型帶式輸送機的設(shè)計達到了最高水平，并使輸送機的設(shè)備成本尤其是輸送帶成本大為降低。3 帶式輸送機的發(fā)展趨勢3.1 設(shè)備大型化、提高運輸能力為了適應高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要，帶式輸送機輸送能力要加大。長距離、高帶速、大運量、大功率是今后發(fā)展的必然趨勢，也是高產(chǎn)高效礦井運輸技術(shù)的發(fā)展方向。在今后的 10a 內(nèi)輸送量要提高到 3000～10000 t/h，帶速提高至 5～8m/s，輸送長度對于可伸縮帶式輸送機要達到 6000m。對于鋼繩芯強力帶式輸送機需加長至 14000m 以上，單機驅(qū)動功率要求達到 1000～2500 kW，輸送帶抗拉強度達到大于 6000 N/mm（鋼繩芯）和 31500 N/mm（整芯） 。尤其是煤礦井下順槽可伸縮輸送技術(shù)的發(fā)展，隨著高產(chǎn)高效工作面的出現(xiàn)及煤炭科技的不斷發(fā)展，原有的可伸縮帶式輸送機，無論是主參數(shù)，還是運行性能都難以適應高產(chǎn)高效工作面的要求，煤礦現(xiàn)場急需主參數(shù)更大、技術(shù)更先進、性能更可靠的長距離、大運量、大功率順槽可伸縮帶式輸送機，以提高我國帶式輸送機技術(shù)的設(shè)計水平，填補國內(nèi)空白，接近并趕上國際先進工業(yè)國的技術(shù)水平。其包含 7 個方面的關(guān)鍵技術(shù)：（1）帶式輸送機動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)；（2）軟起動與功率平衡 技術(shù)；（3）中間驅(qū)動技術(shù)（4）自動張緊技術(shù)（5）新型高壽命高速托輥技術(shù)；（6）快速自移機尾技術(shù)；（7）高效儲帶技術(shù)。3.2 提高元部件性能和可靠性設(shè)備開機率的高與低主要取決于元部件的性能和可靠性。除了進一步完善和提高現(xiàn)有元部件的性能和可靠性，還要不斷地開發(fā)研究新的技術(shù)和元部件，如高性能可控軟起動技術(shù)、動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)、高效貯帶裝置、快速自移機 尾、高速托輥等，使帶式輸送機的性能得到進一步的提高。3.3 擴大功能，一機多用化 將帶式輸送機結(jié)構(gòu)作適當修改，拓展運人、運料或雙向運輸?shù)裙δ?，做到一機多用，使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟效益。3.4 開發(fā)專用機型我過煤礦的地質(zhì)條件差異很大，為了滿足特殊要求，應開發(fā)特殊型帶式輸送機，如彎曲帶式輸送機、大傾角或垂直提升輸送機等。三、研究內(nèi)容： 1 帶式輸送機系統(tǒng)初步設(shè)計1.1 帶式輸送機初步設(shè)計計算布置形式的分析確定，帶速的選擇；輸送帶帶寬、類型的選擇確定；輸送帶線質(zhì)量的計算；物料線質(zhì)量的計算；托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量的計算；各直線區(qū)段阻力計算；局部阻力計算；輸送帶各點張力計算及強度校核；變坡段曲率半徑的確定；滾筒牽引力與電機功率的計算；拉緊力與拉緊行程的計算；制動力矩的計算。1.2 機械裝置的選擇與確定 電動機、減速器、聯(lián)軸器的選擇；軟起動裝置或制動裝置的選擇；傳動滾筒、改向滾筒的選擇與設(shè)計；采用托輥、托輥組的種類、結(jié)構(gòu)形式及特點；采用拉緊裝置的結(jié)構(gòu)與特點。2 帶式輸送機的傳動裝置的總體設(shè)計2.1 確定傳動方案在進行傳動系統(tǒng)總體設(shè)計時常需要擬定多種方案進行比較，以使所設(shè)計的機器盡可能具有較高的傳動效率，且工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、成本低廉、工藝性好，同時便于維護。2.2 傳動裝置總傳動比的計算和分配3 傳動裝置基本參數(shù)的計算各軸轉(zhuǎn)數(shù)的計算、功率的計算。四、目標、主要特色及工作進度（1）查閱相關(guān)資料，外文資料翻譯（6000 字符以上） ，撰寫開題報告 ————————————————————————————————4 周（2）擬定帶式輸送機的機械傳動方案確定 ————————————————— ————————————————1 周（3）傳動系統(tǒng)的總體設(shè)計計算 —————————————————————————————————1 周（5）帶式輸送機傳動系統(tǒng)三維總體裝圖設(shè)計 —————————————————— ———————————————2 周（6）帶式輸送機主要零（部）件工作圖設(shè)計 ——————————————————-———————————————2 周（7）畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）撰寫 —————————————————————————————————3 周（8）畢業(yè)設(shè)計審查、畢業(yè)答辯 —————————————————————————————————2 周五、參考文獻[1] 美輸送設(shè)備制造協(xié)會編. 散狀物料帶式輸送機. 北京：機械工業(yè)出版社，1984[2] 濮良貴. 機械設(shè)計（第8版）. 北京：高等教育出版社，2008[3]王昆等編. 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計. 高等教育出版社，1995[4] 龔桂義. 機械設(shè)計課程設(shè)計圖冊. 北京：高等教育出版社，1989[5]中國煤炭建設(shè)協(xié)會. 帶式輸送機工程設(shè)計規(guī)范. 北京：中國計劃出版社，2000[6]M. A. Alspaugh. Latest Developments in Belt Conveyor Technology. MINExpo 2004, Las Vegas, NV, USA[7] Phonix Conveyor Belt. Phoenix Conveyor Belts Design Fundamentals. Hamburg, 2004[8] 芮曉明. 機械設(shè)計基礎(chǔ)及電廠金屬材料. 北京：中國電力出版社，2000