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1、某煤堆场（包括两条胶带机）初步设计一、设计任务（已知条件及设计要求）1. 设计一个煤堆场，堆置料物为动力煤（无混匀要求）和炼焦煤（肥煤和废煤），铁路运来，卸车后分为直接运往煤堆场以及通过过度料堆运往煤堆场的物料，其中动力煤直接用汽车运输，炼焦煤通过混匀以后由胶带机运输。2. 堆场 堆场靠近铁路卸车线布置。卸车线轨面相对标高为+1.00m。堆场地坪相对标高为0.00m。堆场设置处的地形为南宽北窄的梯形（见附图一）。3. 堆置物料2.1炼焦煤（分肥煤和瘦煤两个品种，前者占2/3）炼焦煤用铁路车辆运来，每天生产率平均用量为1000吨，堆比重r=0.9吨/米3 ，为散粒状，堆存 15天的用量，有混匀要
2、求。静堆积角为40，料堆间距留5m，堆底边线距离堆取机械轨道中心线两米。炼焦煤用胶带机，送往配煤车间。该车间在卸车线北面。堆场东西，车间轴线距卸车线中心线7m（见附图一）。两种煤，分别送入各自的贮岔，卸料点楼板相对标高为12.00m，上层内高4m（见附图二）。胶带机运转站内长6米，内宽4m，上层内高4m（见附图三）。装卸机械轨道止挡距2#胶带机中心线10m。2.2动力煤动力煤也用铁路车辆运来，每天生产平均用量为250吨；堆比重r=0.9吨/米3 ，为散粒状，堆存30天的用量，无混匀要求，静堆积角、堆底间距及堆底边线距堆取机械轨道中心线的距离均与炼焦煤相同。动力煤用汽车运走4. 到厂重车每天一列
3、，最多30辆（每辆平均载重量为52吨）。路局同意车辆在厂时间不超过6.5小时，电工厂站到卸料机送一次车来回需15分钟。每次最多送九辆车。二、设计依据1.设计选用普通固定通用带式橡胶带输送机，普通橡胶带的标准宽度有500、650、800、1000、1200和1400mm六种。这种输送带采用312层的帆布作芯层（帆布承受拉力）。当电动机功率160kw，可选用Y型号电动机。当电动机功率110kw时，可选用JS型号电动机。上托辊间距按照表1-8选取，下托辊间距取取值为3m2.输送带宽度的计算输送带宽度用下面（1-2）式计算：，单位m。下面是有关计算的部分表格注：较长的水平带式输送机应选择较高的带速带式
4、输送机的倾角愈大、长度愈小、带速应该愈低中间卸料时，带速受卸料装置限制。3驱动原理公式带式输送机在运转中，包角范围内输送带的最大张力与最小张力的关系符合驱动原理公式，该公式为：式中：考虑安全因素可以取：4.输送带垂度校核输送带强度校核5.阻力以及阻力系数输送带承载段和回空段的运行阻力和可分别用下列两式计算：6.清扫器阻力7.导料栏板阻力和物料加速阻力8.凸弧段附加阻力9.拉紧拉力与重锤重量：9.1拉紧拉力：拉紧装置产生的拉力与拉紧滚筒上输送带两边的张力和相平衡，即=+；重锤重量：9.2.1垂直式拉紧装置9.2.2车式拉紧装置：10.布置形式及有关参数11.功率计算传动滚筒轴功率12.电动机功率
5、13.满载启动验算13.1计算带式输送机在正常运行时电动机的功率即静功率13.2计算带式输送机在满载启动时的附加功率即动功率与电动机级数有关参数；L带式输送机实际长度，m；V带速，m/s;电子机转子飞轮力矩，每米长输送带的重量，kg/m;每米长输送带的物料重量，kg/m;13.3验算电动机额定功率验算结果如果不能满足上式，应选择额定功率大一级的电动机，并验算以使得能满足公式为准。14.制动力矩14.起重机械抓都桥、门式起重机及装卸桥的生产率：三、设计过程1方案比选（拟定工艺流程）确定布置堆场方案，初选设备。1.1优缺点比较通过对煤堆场的分析和装卸机械的研究，最终探索出三个可行的方案：第一个方案
6、是使用翻车机卸料，使用堆取料机堆料和取料；第二个方案是用联合卸车机或螺旋卸车机卸料，由装卸桥堆料和取料；第三种方案是由联合卸车机卸料，堆取料机堆料和取料。各方案的布置如图 所示。现就各个方案进行粗略的比较，如表 所示。方案一方案二方案三优点卸料设备翻车机卸车能力大、效率高，其电动机功率为100120KW，相对比较小，对于干燥的煤，卸得比较干净，一般不需人工清理联合卸车机投资省，卸车能力为250t/h，卸车能力比较大，不易损坏车辆联合卸车机投资省，卸车能力为250t/h，卸车能力比较大，不易损坏车辆堆取料设备堆取料机的作业能力大，重量较轻，所占空间较小，电动机总功率较小，连续作业，工作效率高，便
7、于实现自动化装卸桥的价格较低，跨度大，堆场储量大，面积利用率高，土建工程量小，作业能力为200t/h左右，与联合卸车机的作业能力相近，减少了胶带机的布置堆取料机的作业能力大，重量较轻，所占空间较小，电动机总功率较小，连续作业，工作效率高，便于实现自动化胶带机完全实现胶带机运输，可以实现综合性，管理减少了劳动力只需布置两条胶带机，胶带机长度比较短，且只有一胶带机爬坡，转运站的数目少完全实现胶带机运输，可以实现综合性，减少了劳动力场区布置厂区布置紧促厂区布置比较简单各项作业分工明确，煤堆场的相对占地面积较小厂区布置紧促缺点卸料设备翻车机投资大，产生的噪声大，土建工程量大联合卸车机卸车后需要人工清理
8、车辆，联合卸车机卸车后需要人工清理车辆，堆料设备堆取料机的堆取面积利用率小装卸桥大车走行速度慢，操作不够灵活，工作能力比堆取料机小，重量较重，电动机总功率较大堆取料机的堆取面积利用率小。胶带机需要布置六条胶带机，且有两条胶带机需要爬坡，其中有一条胶带机要在地下布置，转运站数目比较多，胶带机的长度不均匀胶带机的长度受煤堆场的长度（特别是受肥煤和瘦煤的长度）的影响需要布置六条胶带机，且有两条胶带机需要爬坡，转运站数目比较多，胶带机的长度不均匀场区布置厂区布置比较复杂，特别是需要在地下布置一条胶带机，增加施工的土方量和施工难度，场区煤堆场的占地面积相对较大场区要求承载能力较大厂区布置比较复杂，场区煤
9、堆场的占地面积相对较大对周环境的影响产生的噪音对周围环境影响比较大扬尘较大扬尘较大表1.2方案选择为了节省煤堆场的投资费用，降低其对周围环境的影响，结合各方案的优缺点，用层次分析法分别就设备费用、养护管理费用、施工难易程度、环境影响四个方面对上述三个方案进行评价：1.2.1建立煤堆场的层次结构模型，如图 所示投资C设备费用B1养护管理费用B2施工难易度B3环境影响B4方案1 A1方案3 A3方案2 A2 图 立煤堆场的层次结构模型1.2.2确定评价的判断标准，如表1所示标度定义简要说明1同等有利两要素对于煤堆场的投资效益作用相等3稍微有利从经验判断要素Si比Sj对煤堆场的投资效益作用稍微好5较
10、强有利从经验判断要素Si比Sj对煤堆场的投资效益作用比较好7强烈有利从经验判断要素Si比Sj对煤堆场的投资效益作用非常好9绝对有利从经验判断要素Si比Sj对煤堆场的投资效益作用绝对好2、4、6、8上述两判断级的中间值表示需要在上述两个标准之间取折中值倒数反比较要素bi比bj比较,得判断值bij，则bj比bi比较,得判断值bji=1/bij表1 评价的判断标准1.2.3从最上层要素开始，依次以上一层要素为依据，对下一层要素进行两两比较，建立判断矩阵。1）首先，以第一层要素为依据，对第二层要素建立判断矩阵，如表2投资CB1B2B3B4优先级向量B1 14320.472B21/411/21/30.0
11、96B31/3211/20.162B41/23210.282表22） 以第二层要素为依据，对第三层要素建立判断矩阵，如表36B1A1A2A3优先级向量A111/41/20.143A24120.570A321/210.287表3B2A1A2A3优先级向量A111/31/20.199A23120.488A321/210.312表4B3A1A2A3优先级向量A111/51/40.138A25120.517A341/210.346表5B4A1A2A3优先级向量A111/41/30.162A24120.505A331/210.333表61.2.4根据判断矩阵，计算各要素的优先级向量1）首先计算表2.1判
12、断矩阵各要素的优先级向量a.计算矩阵各行元素成绩的4次根=2.21=0.45=0.76=1.32b.将上述结果正交化，得出各要素的优先级向量2.21+0.45+0.76+1.32=4.682.21/4.68=0.4720.45/4.68=0.096 0.76/4.68=0.1621.32/4.68=0.282故以投资为准则时，设备费用、养护管理费用、施工难易程度、环境影响的优先级向量为（0.472，0.096，0.162，0.282），将此优先级向量写在表2.1的最后一列。2）以此方法可求出其他几个矩阵的优先级向量，如各表最后一列所示。1.2.5确定法总体优先级向量总体优先级向量的计算如表7所
13、示投资CB1B2B3B4总体优先级0.4720.0960.1620.282A10.1430.1990.1380.1620.1546A20.5700.4880.5170.5050.5421A30.2870.3120.3460.3330.3154表7总体优先级向量的计算如下0.472*0.143+0.096*0.199+0.162*0.138+0.282*0.162=0.15460.472*0.570+0.096*0.488+0.162*0.517+0.282*0.505=0.54210.472*0.287+0.096*0.312+0.162*0.346+0.282*0.333=0.31541.2
14、.6按优先级向量，对系统进行分析、评价、排序根据总体优先级向量可知，方案一的优先级向量为0.1546，方案二的优先级向量为0.5421，方案三的优先级向量为0.3154，三个方案的排序为A2A3A1,即应选择方案二。1.3推荐方案的工艺流程煤堆场储运系统的工艺流程主要包括卸车、倒运、堆存、混匀、取料以及向各车间供料等，具体过程如下所述：1.3.1首先，重车到达厂区，将装不同品种煤的重车运到与煤堆场对应的轨道上使用联合卸车机将煤卸到轨道一侧的堆场上，煤卸完之后，将清扫干净的车辆运出厂区；1.3.2与此同时，装卸桥将联合卸车机卸于轨道旁边的物料堆存到对堆场上，在堆存过程中，将煤一层一层平铺，可实现一次混匀；1.3.3对于
