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T50200大型斗式提升机的研究

点击数:6时间:2015-09-29 08:22:51 来源:百盛机械

摘要:斗式提升机是一种广泛用于矿山、冶金、煤炭等行业的提升输送设备,在煤炭行业更是与跳汰选煤工艺配套使用的必要设备。通常情况下,5~10Mt/a的大型选煤厂所需的提升设备处理能力须在300t/h以上。

近年来新、改扩建的选煤厂规模趋向大型化,建设大型、工艺简化、装备先进可靠的选煤厂是提高选煤企业经济效益的有效途径,也是发展趋势。大型选煤厂的建设必须有大型的装备作保障,在我国,急需研究开发大型选煤装备并形成国产化装备系统集成,以满足大型选煤厂技术升级改造和大型煤炭基地形成后新厂建设的需要。

斗式提升机是一种广泛用于矿山、冶金、煤炭等行业的提升输送设备,在煤炭行业更是与跳汰选煤工艺配套使用的必要设备。通常情况下,5~10Mt/a的大型选煤厂所需的提升设备处理能力须在300t/h以上。因此,设计一种适用于大中型选煤厂,具有较大处理能力,能够解决大量中煤和矸石脱水提升问题的斗式提升机意义重大。

1 T50200大型斗式提升机

根据《脱水斗式提升机设计标准》(煤炭部(82)煤设字第1023号文):脱水斗式提升机共有八种规格,分别为T3240、T3260、T4060、T4080、T40100、T50100、T50120、T50140。其中T代表脱水,32、40、50分别代表斗链节距,40、60、80、100、120、140分别代表斗宽。上述规格中,T50140型斗式提升机的单台处理能力最大,为150t/h左右。

本次设计的T50200大型斗式提升机单台设备工作能力可达40315~60513t/h,比原来的最大型号T50140斗提机生产能力提高一倍以上,可满足原煤处理能力5~10Mt/a大型选煤厂的需要。
1.1 结构

T50200大型斗式提升机的结构如图1所示,它是由尾部支架、尾部节段、尾部组件、封闭节段、敞开节段、斗链装置、头部节段、头部组件、中部支架、头部支架、传动装置、传动支架组成。

T50200大型斗式提升机结构简图

图1 T50200大型斗式提升机结构简图

1. 头部支架; 2. 头部组件; 3. 传动支架; 4. 敞开节段;5. 中部支架; 6. 封闭节段; 7. 尾部组件; 8. 尾部节段; 9. 尾部支架

(1)尾部支架、中部支架、头部支架固定在楼板上以后,与机体焊接在一起,起支撑稳固的作用。

(2)尾部节段、封闭节段、敞开节段、头部节段是机体的主要组成部分,尾部节段和头部节段更是尾部组件和头部组件的支撑体。

(3)传动装置、尾部组件和头部组件为主要传动部分,带动料斗循环运动。

(4)斗链装置主要由链板、滑轮、斗子组成,斗子有脱水小孔,整个斗链由传动装置带动完成对物料的脱水和提升。T50200大型斗式提升机斗链装置见图2。

1.2 工作原理

T50200大型斗式提升机的工作原理与一般斗式提升机相同。工作时,动力由链传动装置传递给链轮轴,通过连接在链轮轴上头部方轮的转动,带动由两根链条和料斗组成的斗链装置循环往复运动。料斗由薄钢板冲孔制成,起脱水过滤作用。在经过存有物料的尾部时,料斗挖取物料,在斗链的循环往复转动的过程中,完成物料的提升、脱水、运输及卸料。

大型斗式提升机斗链装置简图

图2 T50200大型斗式提升机斗链装置简图

1.3 主要技术特征

T50200大型斗式提升机主要技术特征如下:

运输能力/t.h-1        500

运输物料粒度/mm         0~50

运输物料(水洗矸石)堆密度/g.cm-3       1.6

斗式提升机的倾斜长度/m         18

提升机倾斜角度/(°)      60

斗子宽度/mm     2000

斗子间距/mm      1000

斗链速度/m.s-1    0.27

牵引链类型            三排带滚轮套筒板状链

链板节距/mm              500

链板宽度/mm              120

单边牵引链最大允许工作拉力/kg.f            11250

单斗容积/L            346

2 功率计算

参照文献1的计算方法,根据图3,将T50200大型斗式提升机相关数据代入进行计算。

提升机简图

图3 提升机简图

2.1 处理能力计算

T50200大型斗式提升机的处理能力:

Q=3.6i0VYΦ/a0=

3.6×346×0.27×1.6×1/1=538t/h,

式中:Q为提升机的处理能力,t/h;i0为每个勺斗的容积,L;a0为勺斗的间距,m;v为斗链速度,m/s;C为物料的散堆比重,t/m3;W为勺斗装满系数,可取1。

2.2 阻力及张力计算

(1)空段阻力:

W1-2=q0×(Lh×W"-H)=

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

式中:W1-2为空段阻力,kg.f;q0为单位长度的斗链质量,kg/m;Lh为斗式提升机水平方向的投影长度,Lh=LcosA(斗式提升机倾斜角度为60°),m;W"为斗链与导轨或滚轮与导轨的摩擦系数,取0.15;H为斗式提升机垂直提升高度,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为重段阻力,kg.f;q为单位长度的物料质量,q=i0YΦ/a0,kg/m。

(3)挖取物料阻力:

W=3q=280.2kg.f。

(4)各点张力如下:

S2=3m斗链重=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分别为图3中1、2、3、4点的拉力。

(5)斗链绕过尾部星轮的阻力:

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

式中:W2-3为斗链绕过尾部星轮的阻力,kg.f。

(6)斗链绕过头部星轮的阻力为:

W4-1=k0×(S4+S1)=

0.03×(S4+S1)=333.5kg.f,
式中:W4-1为斗链绕过头部星轮的阻力,kg.f;K0为斗链绕过头部星轮、轴颈、斗销处摩擦产生的阻力系数,取0.03。

2.3 圆周力计算

圆周力:

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

式中:P0为圆周力,kg.f。

2.4 功率计算

(1)轴功率:

N0=P0v/102=12.82kW,

式中:N0为轴功率,kW。

(2)电动机计算功率:

N"=KN0/(η1η2)=1.4v0/(0.94×0.96)=

1.55N0=19.87kW,

式中:N"电动机计算功率,kW;K为功率贮备系数,取114;η1为NGW-J型行星齿轮减速器传动效率,η1=0194;G2为套筒滚子链的传动效率,η2=0.96。

通过以上计算,TS0200大型斗式提升机最终选用电动机功率N=22kW,与常用斗式提升机(功率为17~30kW)相比,能耗并不高。

3 结论

T50200大型斗式提升机结构紧凑,布局合理,处理能力与传统最大型号的斗式提升机比较,单台工作能力提高到两倍以上,能耗低,且设备投资低(可节省提升设备投资30~40万元),厂房面积占用小(基建投资可减少百万元)。该项成果如果在大型选煤厂中推广采用,一定会产生良好的经济效益。

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