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T50200大型斗式提升機的研究

點擊數:6時間:2015-09-29 08:22:51 來源:百盛機械

摘要:斗式提升機是一種廣泛用于礦山、冶金、煤炭等行業的提升輸送設備,在煤炭行業更是與跳汰選煤工藝配套使用的必要設備。通常情況下,5~10Mt/a的大型選煤廠所需的提升設備處理能力須在300t/h以上。

近年來新、改擴建的選煤廠規模趨向大型化,建設大型、工藝簡化、裝備先進可靠的選煤廠是提高選煤企業經濟效益的有效途徑,也是發展趨勢。大型選煤廠的建設必須有大型的裝備作保障,在我國,急需研究開發大型選煤裝備并形成國產化裝備系統集成,以滿足大型選煤廠技術升級改造和大型煤炭基地形成后新廠建設的需要。

斗式提升機是一種廣泛用于礦山、冶金、煤炭等行業的提升輸送設備,在煤炭行業更是與跳汰選煤工藝配套使用的必要設備。通常情況下,5~10Mt/a的大型選煤廠所需的提升設備處理能力須在300t/h以上。因此,設計一種適用于大中型選煤廠,具有較大處理能力,能夠解決大量中煤和矸石脫水提升問題的斗式提升機意義重大。

1 T50200大型斗式提升機

根據《脫水斗式提升機設計標準》(煤炭部(82)煤設字第1023號文):脫水斗式提升機共有八種規格,分別為T3240、T3260、T4060、T4080、T40100、T50100、T50120、T50140。其中T代表脫水,32、40、50分別代表斗鏈節距,40、60、80、100、120、140分別代表斗寬。上述規格中,T50140型斗式提升機的單臺處理能力最大,為150t/h左右。

本次設計的T50200大型斗式提升機單臺設備工作能力可達40315~60513t/h,比原來的最大型號T50140斗提機生產能力提高一倍以上,可滿足原煤處理能力5~10Mt/a大型選煤廠的需要。
1.1 結構

T50200大型斗式提升機的結構如圖1所示,它是由尾部支架、尾部節段、尾部組件、封閉節段、敞開節段、斗鏈裝置、頭部節段、頭部組件、中部支架、頭部支架、傳動裝置、傳動支架組成。

T50200大型斗式提升機結構簡圖

圖1 T50200大型斗式提升機結構簡圖

1. 頭部支架; 2. 頭部組件; 3. 傳動支架; 4. 敞開節段;5. 中部支架; 6. 封閉節段; 7. 尾部組件; 8. 尾部節段; 9. 尾部支架

(1)尾部支架、中部支架、頭部支架固定在樓板上以后,與機體焊接在一起,起支撐穩固的作用。

(2)尾部節段、封閉節段、敞開節段、頭部節段是機體的主要組成部分,尾部節段和頭部節段更是尾部組件和頭部組件的支撐體。

(3)傳動裝置、尾部組件和頭部組件為主要傳動部分,帶動料斗循環運動。

(4)斗鏈裝置主要由鏈板、滑輪、斗子組成,斗子有脫水小孔,整個斗鏈由傳動裝置帶動完成對物料的脫水和提升。T50200大型斗式提升機斗鏈裝置見圖2。

1.2 工作原理

T50200大型斗式提升機的工作原理與一般斗式提升機相同。工作時,動力由鏈傳動裝置傳遞給鏈輪軸,通過連接在鏈輪軸上頭部方輪的轉動,帶動由兩根鏈條和料斗組成的斗鏈裝置循環往復運動。料斗由薄鋼板沖孔制成,起脫水過濾作用。在經過存有物料的尾部時,料斗挖取物料,在斗鏈的循環往復轉動的過程中,完成物料的提升、脫水、運輸及卸料。

大型斗式提升機斗鏈裝置簡圖

圖2 T50200大型斗式提升機斗鏈裝置簡圖

1.3 主要技術特征

T50200大型斗式提升機主要技術特征如下:

運輸能力/t.h-1        500

運輸物料粒度/mm         0~50

運輸物料(水洗矸石)堆密度/g.cm-3       1.6

斗式提升機的傾斜長度/m         18

提升機傾斜角度/(°)      60

斗子寬度/mm     2000

斗子間距/mm      1000

斗鏈速度/m.s-1    0.27

牽引鏈類型            三排帶滾輪套筒板狀鏈

鏈板節距/mm              500

鏈板寬度/mm              120

單邊牽引鏈最大允許工作拉力/kg.f            11250

單斗容積/L            346

2 功率計算

參照文獻1的計算方法,根據圖3,將T50200大型斗式提升機相關數據代入進行計算。

提升機簡圖

圖3 提升機簡圖

2.1 處理能力計算

T50200大型斗式提升機的處理能力:

Q=3.6i0VYΦ/a0=

3.6×346×0.27×1.6×1/1=538t/h,

式中:Q為提升機的處理能力,t/h;i0為每個勺斗的容積,L;a0為勺斗的間距,m;v為斗鏈速度,m/s;C為物料的散堆比重,t/m3;W為勺斗裝滿系數,可取1。

2.2 阻力及張力計算

(1)空段阻力:

W1-2=q0×(Lh×W"-H)=

294×(18×cos60°×0.15-18×sin60°)=4186kg.f,

式中:W1-2為空段阻力,kg.f;q0為單位長度的斗鏈質量,kg/m;Lh為斗式提升機水平方向的投影長度,Lh=LcosA(斗式提升機傾斜角度為60°),m;W"為斗鏈與導軌或滾輪與導軌的摩擦系數,取0.15;H為斗式提升機垂直提升高度,H=Lsina,m。

(2)重段阻力:

W3-4=(q0+q)×(Lh×W"+H)=(294+93.4)×(18×cos60°×0.15+
18×sin60°)=6562kg.f,

式中:W3-4為重段阻力,kg.f;q為單位長度的物料質量,q=i0YΦ/a0,kg/m。

(3)挖取物料阻力:

W=3q=280.2kg.f。

(4)各點張力如下:

S2=3m斗鏈重=882kg.f;

S3=S2+W2-3+W=1250.4kg.f;

S4=S3+W3-4=7812kg.;f

S1=S2-W1-2=3304kg.f,

式中:S1、S2、S3、S4分別為圖3中1、2、3、4點的拉力。

(5)斗鏈繞過尾部星輪的阻力:

W2-3=0.1S2=88.2kg.f,

式中:W2-3為斗鏈繞過尾部星輪的阻力,kg.f。

(6)斗鏈繞過頭部星輪的阻力為:

W4-1=k0×(S4+S1)=

0.03×(S4+S1)=333.5kg.f,
式中:W4-1為斗鏈繞過頭部星輪的阻力,kg.f;K0為斗鏈繞過頭部星輪、軸頸、斗銷處摩擦產生的阻力系數,取0.03。

2.3 圓周力計算

圓周力:

P0=S4-S1+W4-1=4841.5kg.f,

式中:P0為圓周力,kg.f。

2.4 功率計算

(1)軸功率:

N0=P0v/102=12.82kW,

式中:N0為軸功率,kW。

(2)電動機計算功率:

N"=KN0/(η1η2)=1.4v0/(0.94×0.96)=

1.55N0=19.87kW,

式中:N"電動機計算功率,kW;K為功率貯備系數,取114;η1為NGW-J型行星齒輪減速器傳動效率,η1=0194;G2為套筒滾子鏈的傳動效率,η2=0.96。

通過以上計算,TS0200大型斗式提升機最終選用電動機功率N=22kW,與常用斗式提升機(功率為17~30kW)相比,能耗并不高。

3 結論

T50200大型斗式提升機結構緊湊,布局合理,處理能力與傳統最大型號的斗式提升機比較,單臺工作能力提高到兩倍以上,能耗低,且設備投資低(可節省提升設備投資30~40萬元),廠房面積占用小(基建投資可減少百萬元)。該項成果如果在大型選煤廠中推廣采用,一定會產生良好的經濟效益。

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