主要点张力计算法在带式输送机中的应用.pdf

科 学 之 友 F rie n d o f S c ie n c e A m a te u rs 2 0 0 8 o 4 ,1 囝 主要点张力计算法在带式输送机中的应用 高 炳 汾西矿业集团设备修造厂 ，山西介休0 3 2 0 0 0 摘要文章应用主要点简化计算方法快速准确地设计计算汾矿集团柳湾煤矿强力带式 输送机， 给出了设计条件、 计算方法及结果， 以及应用的新技术。 关键词主要点简化计算方法； 强力带式输送机； 应用 中图分类号 T D5 2 8 ． 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 0 8 1 3 6 2 0 0 8 0 4 0 0 0 3 0 2 汾矿集团柳 湾煤 矿为年产量为 4 0 0万 t 的高产高效矿井 ， 东 翼采区强力带式输送机负责本矿首采区原煤输送任务， 也成为今 后该矿的主运输设备， 其能否安全、 可靠地运行 ， 将对生产产生直 接影响， 因此本带式输送机的设计方案在满足运输参数要求的同 时， 要求其有较高的运行可靠性。 同时突出经济合理的原则。 对于 重要的部件如驱动装置 、 托辊 、 滚筒 、 电控系统都采用了国内外先 进的技术或产品， 并且具有较高的性能价格比。同时尽量考虑有 较高的互换性， 以便于使用时维护。 1 原始设计参数 图 1 胶带缠绕示意图 2 设计计算过程及设备选型 利用主要点张力简化计算方法在大型带式输送 机的设 计过 程抓住设计过程中影响整机运行可靠性的关键因素，忽略次要 因素。整合整机所有关键点进行逐一计算。 2 ， 1 带宽 1 按输送量计算 厂 、 ／ 施 叭 5 一 式中 装料断面系数 ， K 4 0 9 ； C 倾 斜系数 ， C 0 ． 8 5 ； r 输送物料的堆积容重 ， r 1 ． 1 ； 按标准初选带宽为 B I ． 2 i n 。 2 按输送物料 的块度验算 ≥ 一 0． 2 2 X 0． 3 50 ， 2 --0 ． 9 i n 因此 ， 选用标准系列带宽 B I ． 2 i n 2 ． 2 输送带 预选钢丝绳芯输送带规格 为 S T 2 5 0 0 每平方米输送带质量 q o 3 5 k g ／ m 2 2 ． 3 托辊 选用托辊直径为 1 3 3 m m， 轴承为 4 G 3 0 6 ； 承载分支三托辊组 G 3 1 ． 6 ， l 1 ． 2 in回空分支平形托辊 G 2 6 ． 6 ， l 3 i n承载、回空 托辊组转动部分单位长度的质量 g t 3 5 ． 2 k g ／ m 2 ．4输送物料单位长度的质量 g 88 2 k g ／ m 2 ． 5 驱动圆周力计算 整机满载时驱动圆周力 F C l L q 2 g 0 q c o s ／ 3 ] g q H 1 ， 0 6 X 0 ． 0 2 4 X 1 4 0 1 X 9 ， 8 [ 3 5 ， 2 2 X 5 4 8 8 ， 2 c o s 1 5 ， 3 6 。 】 9． 8X 88 ， 2X 371 39 905 4N 式中 厂 模拟摩擦系数f --o ， 0 2 4 ； C 附加阻力 系数 1 ， 0 6 ； 口 平均倾 角 1 5 ． 3 6 。 。 2 ． 6 轴功率计算 P 1 0一 V1 0 X 3 9 9 0 54 X 3 ， 1 51 2 57 k W 2 ． 7电动机功率确定 P a 筹 1 7 6 5 k W 式中 驱动装置传动效率取 0 ， 8 8 ； 电压降系数取 0 ， 9 8 ； 多机功率不平衡系数取 0 ， 9 5 ； K d 功率备用系数取 1 ． 1 5 。 整机采用头部双滚筒三电机驱动方式， 功率配比为 2 1 ， 选用 三台防爆电动机， 每台电机功率为 5 6 0 k W 型号为 Y B 5 6 0 S 2 - 4 。 3 输送带张力计算 一 3 一 维普资讯 高 炳 主要点张力计算法在带式输送机中的应用 为保证输送机正常运行 ，输送机最小张力应满足下面两个 条件 1 传动滚筒能传递足够的圆周力， 保证输送带不打滑。 2 输送带任两边托辊同的下垂度不得大于许用的垂度值 一般不超过 2 ％ 。 3 ． 1 按传动条件 传动滚筒均采用包胶滚筒， 并使用 F l F n 1 9 9 5 2 7 N ①对传动滚筒 I I S 3 ≥ C F t,,． -- O ． 6 6 71 ． 21 9 9 5 2 7 1 5 9 7 0 1 N ②对传动滚筒 I ≥ C 一0．66 71 ． 21 9 9 52 71 5 9 7 01 N F K 式中 动载荷系数取 1 ． 2 ； C 传动系数； C l ／ e 。 一1 式中 摩擦系数取 0 ． 2 5 传动滚筒围包角取 2 1 0 。 ．s ≥ ．s 一 F , 1 5 9 7 01 -1 9 9 5 2 7 一 3 9 8 2 6 N 所以， 按传动条件应满足 ．s ≥ 1 5 9 7 01 N 3 ． 2 按垂度条件 ①对承载分支 ≥ q q o g ／ , c o q 3 1 0 0 7 8 N O ②对回空分支 ≥ g c o s 9 5 6 8 N 所以按垂度条件应满足 ．s ．s 5 ≥ 1 0 0 7 8 N 回空分支区段上各项阻力总和 F 3 F m F s t ， 其它阻力可忽略 不计 g Ⅸ g 0 2 O 9 1 4 N 式中 回空段摩擦阻力系数取 O ． 0 2 5 ； q , k 回空段每米下托辊质量取 8 ． 8 6 。 i g _q 0 日 9 ． 8 5 4 - 3 7 1 一 1 9 0 3 2 3 N F3 FF -1 6940 9N ．s S 一 ≥l O 0 7 8 1 6 9 4 0 9 1 7 9 4 8 7 N 比较上述计算结果最小张力应 由垂度条件确定，故取 3 1 7 94 8 7N 3 ． 3 输送带张力的计算 s 眦； S I 3 F 5 7 8 5 41 N 4 1 00 7 8 N 3 ． 4 输送带强度校核 f m1 ‰ 一 7 ．2 式中 m o 胶带基本安全系数取 3 ． 0 ； 附加弯曲伸长折算系数取 1 ． 8 ； ， 7 。 输送带接头效率取 0 ． 9 ； 动载荷系数取 1 ． 2 。 m 8．3 m 式中 曰输送带带宽取 1 2 0 0 ； 5 l 输送带抗拉强度取 2 5 0 0 。 m 8 ． 3 [ m】 7 ． 2 4 一 因此 ， 选用S T 2 5 0 0输送带满足强度要求。 4 拉紧力和拉紧行程的确定 从原理上整机的最小张力在机尾部 S 4点，张紧部位应设在 机尾， 根据矿方现有的工况条件 ， 采用传动滚筒后部进行张紧。 4 ． 1 拉紧力 T Z ．-2 S3 2 1 7 9 487 3 58 97 4 N 4 ． 2 拉紧行程 Z ≥L s J L l 4 0 1 0 ． 0 1 0 ． 0 0 1 2 l 7．41 m 式中 s输送带许用伸长率 sO ．叭； 最托辊组间的输送带重量率取0 ． 0 0 1 ； 输送带接头所需长度取 2 。 故张紧行程选用 1 2 m。 5逆止力的确定 ≥1 ． 5 ～一 ‰ n f L q o q c o 0 ． 0 2 41 4 0 1 9 ． 8 [ 3 5 ． 2 8 8 ． 2 2 5 4 e o s 1 5 ． 3 6 。 】 7 3 9 41 N q日g 88 ． 237 19． 8 32 0 6 78 N ≥1 ．5 3 2 0 6 7 8 7 3 9 4 1 3 7 0 1 0 6 N 因整机逆止力矩较大单靠S E W进口减速机自身所带逆止器 无法满足使用要求， 而且每一台逆止器所提供的逆止力矩必须满 足整机逆止力矩的要求， 在设计中采用液压自平衡逆止装置 ， 使 整机总的逆止力矩由两台液压自平衡式逆止器共同来分担， 减少 了设备的基建投资。 6 滚筒直径的确定 输送机滚筒直径受输送带附加弯曲应力， 受压表面的面比压 和覆盖胶变形量的限制， 一般要求传动滚筒和改向滚筒的直径应 分别符合如下规定。 6 ． 1 传 动滚 筒直径的确定 D≥ C o d 1 5 00 ． 00 7 1 1 ． 0 0 5m 式中 确定滚筒最小直径的计算系数取 1 5 0 ； d 输送带 中钢丝绳直径取 0 ．0 0 7 1 m 。 对钢丝绳芯输送带， 需校核输送带受压表面的面比压 ， 应满 足下式要求 D ≥ 器 1 ．0 o 6 m 式 中 ￡ 钢丝绳芯输送带的钢丝绳 间距 0 ．0 1 5 m； 【 P ] 输送带受压表面的许用面比压取 1 0 6 N ／ m 2 。 所以按滚筒直径系列选用传动滚筒直径 D 1 ． 2 8 m 其他计算从略。 7 整机配置及现场使用情况介绍 整机头部双滚筒三电机驱动 ，采用 6 0 0 0 V高压电动机 7 5 0 K S C S T 。 整个驱动部采用的软启动可使电机空载启动， 实现 多机驱动功率相互平衡； 实现无级调速和过载保护功能。 ． 整机传动滚筒和部分改向滚筒均采新型强力滚筒， 托辊采用 自 动化托辊生产线加工制作， 装配精度高 ， 旋转阻力小， 使用寿命 长等特点。整机以投入现场使用性能非常稳定。 8结束语 维普资讯 科 学 之 友 F rie n d o f S c ie n c e A m a te u rs 2 0 0 8 - 0 4 ,q 囝 E D A技术及其应用 金 红莉 。 周 国娟 北京经济管理职业学院，北京1 0 0 1 0 2 摘要文章简要介绍了E D A技术的特点， 用 E DA技术作为开发手段 ， 实现一个数字系 统的设计 ， 比较了 E DA技术与传统 电子设计方法的差异， 总结 出 E DA技术的优势和发展 趋势。 关键词E DA； 数 字系统 ； C P L D ／ F P GA； V H DL 中图分类号 T P 2 7 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 0 8 1 3 6 2 0 0 8 0 4 0 0 0 5 0 2 电子设计的必由之路是数字化，在数字化的道路上，电子 技术经历 了一系列重大的变革。从应用小规模集成 电路 构成 电 路系统 ，到广泛地应用微控制器或单片机 MC U 。电子产品 正以前所未有的速度进行着革新，主要表现在大规模可编程逻 辑器件的广泛应用。当前，半导体工艺水平达到深亚微米 ，芯 片的集成高达到千兆位，时钟频率也在向千兆赫兹以上发展， 数据传输位数达到每秒几十亿次。可编程片上系统芯片 C P L D 复杂可编程逻辑器件 和 F P G A 现场可编程门阵列必将成为 今后电子系统设计的发展方向。 1 E D A技术的概念 E D A是电子设计 自动化 E l e c t r o n i c D e s i g n A u t o ma t i o n 的缩写。E D A技术是以大规模可编程逻辑器件为设计载体 ， 以硬件描述语言为 系统 逻辑描述 的主要表达方 式 ，以计算 机 、 大规模可 编程逻辑 器件 的开发 软件及 实验 开发 系统 为设计 工 具 ，通过有关的开发软件 ，自动完成用软件的方式设计电子 系统到硬件系统的一门新技术。可以实现逻辑编译、逻辑化 简、逻辑分割、逻辑综合及优化，逻辑布局布线 、逻辑仿真。 完成 对于特定 目标 芯片 的适 配编译 、逻 辑映 射 、编程下 载 等 工作 ，最终形 成集成 电子 系统或专 用集成 芯片 。E D A是 电子 设计 自动化 ，也就是能够帮助人们设计电子电路或系统 的软 件工具。该工具可以在 电子产品的各个设计阶段发挥作用 ， 使设计更复杂的电路和系统成为可能 。在原理图设计 阶段 ． 可以使用 E D A中的仿真工具论证设计的正确性 。在芯片设计 阶段 ，可以使用 E D A中的芯片设计工具设计制作芯片的版图。 在电路板设计阶段 ，可以使用 E D A中电路板设计工具设计多 层电路板。特别是支持硬件描述语言的E D A工具的出现 ，使 复杂数字系统设计 自动化成为可能，只要用硬件描述语言将 数字系统 的行为描述正确 ，就可以进行该数字系统的芯片设 计 与制造 。 2 E D A技术的基本特征 利用 E D A工具 ，电子设计师可以从概念、算法、协议等 开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以 将电子产品从电路设计、性能分析到设计出 I c版图或 P C B版 图的整个过程在计算机上 自动处理完成。设计者采用的设计 方法是一种高层次的 “ 自顶向下” 的全新设计方法，这种设 计方法首先从 系统设计人手，在顶层进行功能方框图的划分 和结构设计。在方框图一级进行仿真、纠错 ，并用硬件描述 语 言对高层次的系统行为进行描述，在系统一级进行验证。 然后 ，用综合优化工具生成具体门电路的网络表，其对应的 物 理实现级 可以是 印刷 电路 板或专用集 成 电路 A S I C 。设 计 者 的工作仅限于利用软件的方式 ，即利用硬件描述语言和 E D A软件来完成对 系统硬件 功能的实现 。 由于设 计的主要仿 真 和调试过程是在高层次上完成的，这既有利于早期发现结构 设计上的错误 ，避免设计工作的浪费 ，又减少了逻辑功能仿 真的工作量 ，提高了设计的一次性成功率。在 E D A技术中所 用 的大规模 、超 大规模芯片被称 为可编程 A S I C芯片 ，目前集 成度已高达 2 0 0万门／片以上 ，它将掩模 A S I C集成度高的优 点和可编程逻辑器件设计生产方便的特点结合在一起 ，特别 适合于样品研制或小批量产品开发 ，使产品能以最快的速度 上市 ，而当市场扩大时 ，它可以很容易地转由掩模 A S I C实 现，因此开发风险也大为降低。C P L E／F P G A器件已成为现代 高层次电子设计方法的实现载体。 应用关键点简化计算方法，从原理上同逐点张力计算方法 大同小异， 只是舍去次要因素抓住主要因素， 减少不必要的计算 过程， 提高工作效率， 根据计算的结果对东翼采区强力带式输送 机设计选型， 经过矿方的实际运行 ， 表明整机的设计选型合理， 各 项经济技术指标均研究达到国家标准要求。 Ap pl y o f M a i n p o i nt s Te ns i o n Ca l c ul a t i o n M e t h o d i n Be l t Co nv e y o r Ga o B i n g Ab s t r a c t T h i s a r t i c l e I n t r o d u c t i o n ma i n p o i n t s s i mp l if y c a l c u l a t i o n me t h o d f a s t a n d a c c u r a t e d e s i g n c a l c u l a t i o n F e n Mi n e Gr o u p L i H Wan mi n e s t r o n g b e l t c o n v e y o r ，g i v e n d e s i gn c o n d i t i o n s ，c alc u l a t i o n me t h o d a n d r e s u l t s ，a p p l i c a t i o n o f n e w t e c h n o l o g y ， K e y w o r d s m a i n p o i n t s s i m p l i fy c a l c u l a t i o n me t h o d ； s o n g b e l t c o n v e y o r ； a p p l y 一 5 一 维普资讯