帶式輸送機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2012屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘 要 該課題是結(jié)合實(shí)際工程問題而制訂出的一個題目，其目的是設(shè)計(jì)一套能夠在給定場合下安全可靠運(yùn)行的帶式輸送機(jī)系統(tǒng)。 本文是對通用設(shè)備（DTⅡ系列通用固定帶式輸送機(jī)）的選型計(jì)算，需要通過計(jì)算選擇各組成部件。最后組合成使用于具體條件下的帶式輸送機(jī)。 本文設(shè)計(jì)的帶式輸送機(jī)為下坡運(yùn)輸，因此要分滿載運(yùn)行狀態(tài)和空載運(yùn)行狀態(tài)兩種不同工況進(jìn)行分析。然后比較不同工況下所需的牽引力和電機(jī)功率，并按照最困難的工況選取出帶式輸送機(jī)的各部件來組成符合實(shí)際工程要求的輸送機(jī)系統(tǒng)。 本文通過對輸送機(jī)各部件的選型計(jì)算和某些重要部件的設(shè)計(jì)以使整個系統(tǒng)能夠在給定場合下安全

2、可靠的完成預(yù)期的任務(wù)。 關(guān)鍵詞 帶式輸送機(jī) ；盤式制動器；PLC 1 目 錄 1緒論………………………………………………………………………1 1.1 帶式輸送機(jī)的發(fā)展及現(xiàn)狀………………………………………1 1.2 帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢…………………………………………9 1.3帶式輸送機(jī)常見問題及解決方 …………………………………10 2 下運(yùn)帶式輸送機(jī)的靜力學(xué)設(shè)計(jì) …………………………………13 2.1 輸送帶選擇計(jì)算…………………………………………………13 2.2 托輥的選擇計(jì)算…………………………………………………15 2.3 基

3、本參數(shù)計(jì)算……………………………………………………18 2.4 計(jì)算牽引力及電機(jī)功率…………………………………………23 2.5 滾筒的選擇………………………………………………………25 2.6 減速器的選型……………………………………………………26 2.7 制動力矩的計(jì)算及制動器的選擇………………………………28 2.8 聯(lián)軸器的選擇……………………………………………………29 2.9 拉緊力及拉緊行程的計(jì)算及拉緊裝置的選擇 ………………29 2.10 軟起動的選擇 …………………………………………………32 3 帶式輸送機(jī)的動力學(xué)特性研究 …………………………………35

4、 3.1起動性能的分析 ………………………………………………35 4 帶式輸送機(jī)電控裝置 …………………………………………38 4.1電氣控制操作系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)要求 ………………………38 5 結(jié)論 …………………………………………………………………41 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………42 致謝 ………………………………………………………………………43 45 1 緒論 帶式輸送機(jī)是最重要的現(xiàn)代散狀物料輸送設(shè)備，它廣泛的應(yīng)用電力、糧食、冶金、化工、煤炭、礦山、港口、建材等領(lǐng)域。近年來，帶式輸送機(jī)因?yàn)樗鶕碛械妮斔土?/p>

5、類廣泛、 輸送能力范圍寬、輸送路線的適應(yīng)性強(qiáng)以及靈活的裝卸料和可靠性強(qiáng)費(fèi)用低的特點(diǎn)，已經(jīng)成為煤礦井下散料運(yùn)輸?shù)闹饕b備，在社會經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中扮演越來越重要的角色。煤礦井下用帶式輸送機(jī)向大功率、大運(yùn)量、長距離方向發(fā)展的同時(shí),如何實(shí)現(xiàn)軟啟動與自動張緊,逐漸向智能化、自動化、人性化方向發(fā)展,是目前煤礦井下帶式輸送機(jī)的發(fā)展方向。因此我們開拓思維、努力創(chuàng)新并結(jié)合自己原有的知識和現(xiàn)有的資料對其進(jìn)行創(chuàng)新完善。在此過程中檢驗(yàn)自己的創(chuàng)新能力使其應(yīng)用的范圍更加廣泛 1.1 帶式輸送機(jī)的發(fā)展及現(xiàn)狀 現(xiàn)代所指的膠帶輸送機(jī)主要指采用托輥支承，也就是普通意義上的膠帶輸送機(jī)。普通膠帶輸送機(jī)的輸送帶為橡膠帶，輸送帶繞過兩端

6、的傳動滾筒，并在整個長度上支承在許多托輥上。其中，輸送帶上面的分支為有載分支；而橡膠帶下面的分支為無載分支。輸送帶既是膠帶輸送機(jī)的牽引件，又是承載貨物的承載機(jī)構(gòu)。工作時(shí)，由電動機(jī)通過減速器驅(qū)動傳動滾筒，依靠傳動滾筒與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶連續(xù)運(yùn)動，被運(yùn)物品靠它與輸送帶之間的摩擦力，隨輸送帶運(yùn)動到卸載地點(diǎn)卸載。普通膠帶輸送機(jī)根據(jù)工作位置是否固定不變，可分為固定式膠帶輸送機(jī)和移動式膠帶輸送機(jī)；根據(jù)驅(qū)動電機(jī)和可否正反轉(zhuǎn)，可分為正轉(zhuǎn)膠帶運(yùn)輸機(jī)和可逆式輸送機(jī)；另外也可以做成機(jī)架伸縮以改變輸送距離的可伸縮膠帶輸送機(jī)等。 帶式輸送機(jī)的組成如圖1.1所示，主要有輸送帶、驅(qū)動裝置（電動機(jī)、減速機(jī)、軟啟動

7、裝置、制動裝置、聯(lián)軸器）、傳動滾筒、改向滾筒、托輥組、拉緊裝置、卸料器、機(jī)架、漏斗、導(dǎo)料槽、安全保護(hù)裝置以及電氣控制系統(tǒng)等組成。 圖1.1 帶式輸送機(jī)組成示意圖 帶式輸送機(jī)的發(fā)展歷史,實(shí)際上就是膠帶輸送機(jī)支承件的發(fā)展史,大致可分為三個時(shí)期:滑槽支承、托輥支承、非接觸支承。最原始的膠帶輸送機(jī)的膠帶在滑槽內(nèi)滑動,由于當(dāng)時(shí)條件下摩擦系數(shù)與膠帶的耐磨性沒有辦法解決,所以得不到應(yīng)用與推廣。在采用托輥支承以后,摩擦系數(shù)顯著減少,膠帶輸送機(jī)得到了廣泛應(yīng)用。但是托輥的數(shù)量以及托輥的維護(hù)成為制約膠帶輸送機(jī)發(fā)展的最大障礙,特別在高速運(yùn)輸場合,其缺點(diǎn)更加明顯。20世紀(jì)70、80年代出現(xiàn)了非接觸式膠帶

8、輸送機(jī)采用氣墊、磁墊、液墊的形式,使膠帶與支承件不直接接觸,該種機(jī)型大大節(jié)省了金屬材料,降低了生產(chǎn)成本,更適合高速、大運(yùn)量場合。 帶式輸送機(jī)按承載斷面可以分為平形、槽形、雙槽形（壓帶式）、波紋擋邊斗式波紋擋邊袋式、吊掛式圓管形、固定式和移動式圓管形等8大類；按驅(qū)動方式分，帶式輸送機(jī)又可分為三大類：有輥式（輸送帶全由托輥支撐運(yùn)轉(zhuǎn)）、無輥式（輸送帶靠氣墊、磁墊、水墊支撐運(yùn)轉(zhuǎn)）、直線驅(qū)動方式（將電動機(jī)驅(qū)動變?yōu)橹本€電動機(jī)驅(qū)動方式）。 帶式輸送機(jī)與其他散狀物料輸送機(jī)以及汽車、鐵路運(yùn)輸相比，有以下優(yōu)點(diǎn)： 1)結(jié)構(gòu)簡單。帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)由傳動滾筒、改向滾筒、托輥或無輥式部件、驅(qū)動裝置、輸送帶等幾大

9、件組成，僅有十多種部件，能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，并可按需要進(jìn)行組合裝配，結(jié)構(gòu)十分簡單。 2)輸送物料范圍廣。帶式輸送機(jī)的輸送帶具有抗磨、耐酸堿、耐油、阻燃等各種性能，并耐高低溫，可按需求進(jìn)行制造，因而能輸送各種散料、塊料、化學(xué)品、生熟料和混凝土 3)輸送量大。運(yùn)量可從每小時(shí)幾公斤到幾千噸，而且是連續(xù)不間斷運(yùn)送，這是火車、汽車運(yùn)輸望塵莫及的。 4)運(yùn)距長。單機(jī)長度可達(dá)十幾公里一條，在國外已十分普及，中間無需任何轉(zhuǎn)載點(diǎn)。德國單機(jī)60公里一條已經(jīng)出現(xiàn)。越野的帶式輸送機(jī)常使用中間摩擦驅(qū)動方式，使輸送長度不受輸送帶強(qiáng)度的限制。 5)對線路適應(yīng)性強(qiáng)?，F(xiàn)代的帶式運(yùn)輸機(jī)在越野敷設(shè)時(shí)，已從槽形發(fā)展到圓管形，他

10、可以在水平及垂直面上打彎，打破了槽形帶式輸送機(jī)不能轉(zhuǎn)彎的限制，因而能依山靠水，沿地形而走，可節(jié)省大量修隧道、橋梁的基礎(chǔ)建設(shè)。 6)裝卸料十分方便。帶式輸送機(jī)可根據(jù)工藝流程的需要，可在任何點(diǎn)上進(jìn)行裝、卸料。圓管式帶式輸送機(jī)也是如此。還可以在回程段上裝、卸料，進(jìn)行反向運(yùn)輸。 7)可靠性高。由于結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)動不見自重輕，只要輸送帶不被撕破，壽命可長達(dá)十年之久，而金屬結(jié)構(gòu)部件，只要防銹好，幾十年也不壞。 8）營運(yùn)費(fèi)低廉。帶式輸送機(jī)的磨損件僅為托滾和滾筒，輸送帶壽命長，自動化程度高，使用人員很少，平均沒公里不到一人，消耗的汽油和電力也很少。 9）基礎(chǔ)建設(shè)投資低?；疖?、汽車輸送的坡度都很小，因而延

11、長不大，修建的路基長。而帶式輸送機(jī)一般可在20度以上，如果用圓管式90度都能上去，又能水平轉(zhuǎn)彎，大大節(jié)省了基礎(chǔ)建設(shè)投資。另外，通過合理設(shè)計(jì)也可以大量節(jié)約基建投資?，F(xiàn)在國外帶式輸送機(jī)每公里成本費(fèi)為100萬～300萬美元，國內(nèi)為人民幣500萬元，其中輸送帶占整機(jī)成本的30%～35%。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，輸送帶成本將進(jìn)一步下降。 10）能耗低，效率高。由于運(yùn)動部件自重輕，無效運(yùn)量少，在所有連續(xù)式和非連續(xù)式運(yùn)輸中，帶式輸送機(jī)能耗最低，效率最高。 11）維修費(fèi)用少。帶式輸送機(jī)運(yùn)動部件僅是滾筒和托輥，輸送帶又十分耐磨。相比之下，火車、汽車磨損部件要多得多，并且更換磨損件也比較頻繁，經(jīng)濟(jì)效益差。 12

12、）應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。市場巨大。根據(jù)調(diào)查，我國現(xiàn)有帶式輸送機(jī)約200萬臺，其中，鍋爐上煤約40萬臺；煤礦約120萬臺；火力發(fā)電廠167座，每廠約3KM，折合1萬臺；建材廠和水泥廠6千個，平均每廠50臺，共計(jì)30萬臺；港口碼頭約1萬，不包括卸船機(jī)和散貨裝船機(jī)等。 綜上所述，帶式輸送機(jī)的優(yōu)越性已十分明顯，它是國民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。加之國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)現(xiàn)，又大大縮短了帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)、開發(fā)、制造、銷售的周期，使它更加具有競爭力。 帶式輸送機(jī)的經(jīng)濟(jì)效益比較如下列表所示： 表1.1 中國鐵路、公路和帶式輸送機(jī)運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性比較表 項(xiàng) 目 平均坡度（） 基建費(fèi) 經(jīng)營費(fèi) 能耗指標(biāo)

13、 （萬元/m） 倍數(shù) /（元/tm-1） 倍數(shù) （kwh/tm-1） 倍數(shù) 鐵路 運(yùn)輸 2 4～5 9 0.00526 6 0.013 7 公路 運(yùn)輸 4.6 0.6～1.4 3 0.01145 12 0.0054 3 帶式輸送機(jī) 運(yùn)輸 15.90 0.4～0.75 1 0.00093 1 0.00187 1 。 注：根據(jù)鞍山礦山設(shè)計(jì)院1986年的調(diào)查結(jié)果

14、 表1.2 德國槽形帶式輸送機(jī)和鐵路、卡車、有軌電車基建費(fèi)比較表 項(xiàng) 目 槽形帶式輸送機(jī) 鐵路 有軌電車 卡車 從礦山到港口距離/km 10.46 23.50 10.46 17.38 每噸公里運(yùn)費(fèi)/萬元 1.0 0.58 2.29 1.30 每噸的相對運(yùn)費(fèi)/萬元 1.0 1.26 2.29 2.16 相對的基建投資/萬元 1.0 1.30 0.81 0.97 相對基建投資比例 1.0 1.130 0.81 0.97 注：《燃化通訊》，1987年。 表1.3 德國卡車和帶式輸送機(jī)設(shè)備投資和運(yùn)費(fèi)比較表 距離/k

15、m 帶式輸送機(jī)設(shè)備投資費(fèi)用 /萬元 卡車設(shè)備投資費(fèi)用/萬元 帶式輸送機(jī)運(yùn)費(fèi) /（元（tkm）-1） 卡車運(yùn)費(fèi) /（元（tkm）-1） 2 1319.5 2334.5 0.4572 1.827 4 1928.5 2740.5 0.3243 1.015 6 2537.5 3004.4 0.2796 0.7511 8 3146.5 3288.6 0.2436 0.6293 10 3791.1 3451.0 0.2274 0.5481 注：《燃化通訊》，1987年。 表1.4 法國卡車同帶式輸送機(jī)的

16、經(jīng)濟(jì)性比較表 項(xiàng)目 帶寬/㎜ 帶長/km 高差/m 功率/kw 運(yùn)量/（th-1） 帶式輸送機(jī)比卡車節(jié)省 投資 功率 電能 1 800 13.12 -27 1900 800 72% 42% 71% 2 800 5.8 -72 250 1000 79% 94% 93% 3 800 11.20 -557 50（下運(yùn)） 516 40% 94% 98% 注：《燃化通訊》，1987年。 表1.5 中國山西鋁廠龍門山石灰石礦帶式輸送機(jī)與電機(jī)車、卡車運(yùn)輸方案比較表 運(yùn)輸方式 運(yùn)距/km 1988

17、年預(yù)算/（元t-1） 1988年成本/（元t-1） 年運(yùn)費(fèi)/萬元 帶式輸送機(jī)（鋼芯膠帶） 1.2 0.275 0.8 140 電機(jī)車方案 1.1 0.305 0.9 195 卡車方案 1.2 2.4 3.0 600 注：《連續(xù)輸運(yùn)技術(shù)》，1987年第三期。 隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,礦山、建材、化工、港口、糧食、電力、煤炭等部門對散狀物料的輸送提出了新的要求,要求帶式輸送機(jī)以長距離(指單機(jī)輸送長度,國外最長達(dá)15000m,國內(nèi)最長達(dá)8984m)、大運(yùn)量(高帶速和大帶寬)和大傾角輸送物料,同時(shí)提出無公害環(huán)保輸送散體物料的要求。因此,帶式輸送機(jī)已不只是廠內(nèi)及

18、車間與車間之間的輸送設(shè)備,而成為可以與汽車運(yùn)輸相競爭的輸送設(shè)備。無論國外還是國內(nèi)的建材及礦山行業(yè),在這兩種運(yùn)輸方案的對比選擇后,最終還是較多地選擇以長距離、大運(yùn)量的帶式輸送機(jī)代替汽車運(yùn)輸?shù)姆桨浮Ｆ湓蚴遣捎闷囘\(yùn)輸不僅要修建公路,購買汽車一次性投資大,而且日常的公路和汽車維修費(fèi)用也很高;帶式輸送機(jī)輸送散狀物料是連續(xù)的物料流,生產(chǎn)效率高。 目前,國外最大帶速已達(dá)12m/s，國內(nèi)的最大帶速達(dá)5.18m/s,最大輸送量8400t/h。當(dāng)然,增加輸送帶的寬度也可以提高輸送量(國外采用的最大帶寬是3300mm),但增加帶寬使整機(jī)所有相關(guān)尺寸增大,增加了設(shè)備的總投資。特別是輸送帶的成本要占整機(jī)成本的30

19、～50%,而且距離越長,運(yùn)量越大,占的比例就越大。同時(shí),大帶寬需要相應(yīng)的硫化設(shè)備用于輸送帶和輸送帶接頭的硫化。因此我國目前所采用的最大帶寬為2200～2400mm。今后的發(fā)展趨勢是提高帶速以提高輸送量。當(dāng)然,提高帶速受到托輥轉(zhuǎn)速(主要是軸承轉(zhuǎn)速)的限制,國外生產(chǎn)的軸承轉(zhuǎn)速可達(dá)1000rmin。而國內(nèi)設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定不大于600r/min。如何生產(chǎn)出與托輥配套的高質(zhì)量軸承也是軸承行業(yè)需要深入探討的課題。 近年來,增加帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸長度成為減少輸送散狀物料費(fèi)用的有效手段,增加運(yùn)輸長度不但減少了帶式輸送機(jī)成本,而且改進(jìn)了輸送機(jī)性能。設(shè)計(jì)出性能更可靠、壽命更長、使用期投資更低的高強(qiáng)度長距離帶式輸送機(jī)

20、一直是輸送機(jī)技術(shù)中的一項(xiàng)革新方向。通過引進(jìn)國外先進(jìn)國家的帶式輸送機(jī)整套設(shè)備及技術(shù),以及國內(nèi)廣大科研技術(shù)人員的共同努力,可以說國內(nèi)設(shè)計(jì)和制造長距離、大運(yùn)量帶式輸送機(jī)的水平已經(jīng)可以滿足國內(nèi)市場的需求,但是一些關(guān)鍵技術(shù)尚需引起重視并加以深入研究和開發(fā)。長距離帶式輸送機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)作為整機(jī)的樞紐,必須有效地控制好整條輸送機(jī),最大可能地保證輸送機(jī)的最佳輸送性能,且盡量減少對輸送機(jī)各部件的負(fù)荷,尤其是機(jī)電部件的負(fù)荷和動力。同時(shí),長距離帶式輸送機(jī)需要消耗大量的電能,實(shí)驗(yàn)表明,用在帶式輸送機(jī)上的電能70%被用于克服滯動力,這就使得長距離帶式輸送機(jī)的膠帶張力控制和帶動力都是極為重要的。因此,在提高輸送機(jī)所用膠帶性

21、能的同時(shí),長距離帶式輸送機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)必須能夠滿足各種綜合動力的技術(shù)要求,以適應(yīng)輸送各種物料的需要。 （1）驅(qū)動系統(tǒng)的技術(shù)要求 A. 輸送機(jī)控制性能 長距離帶式輸送機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)必須從加(減)速度、過載、負(fù)荷分配、輸送帶張力控制等方面有效地對輸送機(jī)進(jìn)行全程控制。 加(減)速度控制：在小于最大設(shè)計(jì)載荷的任何載荷情況下,驅(qū)動系統(tǒng)都必須前后均勻地給輸送帶加(減)速,且加速段要長,以防止物料滑落、膠帶在滾筒上打滑和過度張緊運(yùn)動。 過載控制：驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)能防止輸入功率和扭矩越過安全設(shè)施進(jìn)入輸送機(jī),以免產(chǎn)生故障。同時(shí),還應(yīng)具備隨時(shí)排除輸送機(jī)阻卡現(xiàn)象的功能。 負(fù)荷分配：多機(jī)驅(qū)動情況下,載荷應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)

22、范合理地分配給各驅(qū)動裝置,避免因?qū)е聜€別或多個驅(qū)動裝置過載而影響輸送機(jī)各部件運(yùn)行質(zhì)量,造成不必要的運(yùn)行故障。 輸送帶張力控制：輸送帶的正確張力是保證輸送機(jī)安全可靠運(yùn)行的首要條件之一。但帶式輸送機(jī)起止瞬間形成的帶張力會給輸送機(jī)的運(yùn)行和控制帶來很大的不利影響,嚴(yán)重的破壞性張力波可能會使長距離帶式輸送機(jī)迅速減速乃至停機(jī)。因此,驅(qū)動裝置必須按要求控制住進(jìn)入輸送機(jī)的輸送功率,使輸送帶隨時(shí)保持良好的張力。 B. 輸送機(jī)驅(qū)動性能 驅(qū)動系統(tǒng)是輸送機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備,它的各部件都應(yīng)具備最佳的可靠性,都必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范精心設(shè)計(jì)和制造。在使用期間,要配備良好的監(jiān)控設(shè)備,隨時(shí)了解掌握輸送機(jī)運(yùn)行情況,避免突然事故

23、和阻卡現(xiàn)象給輸送機(jī)造成的損失,減少維修和停機(jī)次數(shù),提高長距離帶式輸送機(jī)的使用效率。 C. 最小電應(yīng)力 對長距離帶式輸送機(jī)來說,如果所有電機(jī)同時(shí)啟動,電源系統(tǒng)中的電壓負(fù)荷急劇增大,導(dǎo)致電壓下降,使電機(jī)啟動時(shí)間延長乃至困難,對電機(jī)產(chǎn)生應(yīng)力,因此,當(dāng)在最小電壓時(shí),驅(qū)動系統(tǒng)也必須能使主要電機(jī)及時(shí)啟動。同時(shí),電機(jī)每次啟動時(shí)產(chǎn)生的極大電流會使電機(jī)溫度增高,而電機(jī)啟動所需時(shí)間越長,電流持續(xù)時(shí)間越長,溫度也越高,電機(jī)的熱化損壞也越快,從而使絕緣體的耐熱性能下降,并最終在絕緣體內(nèi)進(jìn)行化學(xué)物質(zhì)的變化,使絕緣體完全失去功能,最后毀壞電機(jī)。因此,要盡量以最小電應(yīng)力進(jìn)入電機(jī),且啟動次數(shù)盡可能減少,啟動時(shí)間盡可能縮短

24、,使電機(jī)有良好的使用環(huán)境。 D. 最小機(jī)械應(yīng)力 由于驅(qū)動系統(tǒng)的載荷分配不均,特別是急速啟動情況下,包括不可控制的啟動情況,以及不能逆止輸送機(jī)的情況直接影響輸送機(jī)的主要驅(qū)動裝置及其他部件上的應(yīng)力。針對產(chǎn)生的原因,必須對長運(yùn)距帶式輸送機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì),在恰當(dāng)分配各驅(qū)動裝置載荷的情況下,設(shè)立適長的啟動斜面并采用S型啟動斜面以減少輸送帶應(yīng)力。同時(shí)實(shí)行軟啟動以對輸入功率和扭矩進(jìn)行最大程度的限制,提高輸送機(jī)的安全性,而減少對輸送帶的要求因素,這樣就有效地降低輸送機(jī)的成本。 膠帶要正常運(yùn)行必須是封閉環(huán)路,將一個以上的膠帶端部連接起來才能形成無極膠帶同路,而接頭強(qiáng)度只能達(dá)到該膠帶強(qiáng)度的70%～

25、90%。因此,鋼芯膠帶的最薄弱處就是它的接頭,所以如何確定接頭的最佳連接方法就成為提高膠帶實(shí)際強(qiáng)度的關(guān)建。對膠帶的安全性,現(xiàn)主要基于四項(xiàng)不同的設(shè)計(jì)規(guī)范,即運(yùn)行張力、起動張力、膠帶延伸性和壽命的遞減、接頭動態(tài)效能的損失。對運(yùn)行張力雖通常按最高張力條件確定,但由于造成接頭疲勞的額定運(yùn)行張力約占最高設(shè)計(jì)張力的80%,故很難達(dá)到；起動張力是一種不常出現(xiàn)的周期性條件,可根據(jù)停機(jī)和啟動的頻率來確定是否應(yīng)視為持續(xù)起作用的疲勞因素；對膠帶延伸應(yīng)力和性能退化應(yīng)該視為一種持續(xù)負(fù)到運(yùn)行數(shù)值中,由于利用新技術(shù),膠帶接頭間的動態(tài)強(qiáng)度達(dá)到了一個新水平,現(xiàn)在鋼繩的耐用性倒成了限制接頭高效能的因素,橡膠性能的改進(jìn)使無淪何種強(qiáng)

26、度的膠帶均能獲得效果良好的高效能接頭。 (2） 長距離帶式輸送機(jī)合理的驅(qū)動裝置 A. 驅(qū)動方式的確定 從輸送帶強(qiáng)度對功率的影響,考慮降低初期投資及提高輸送機(jī)運(yùn)行的可靠性,長運(yùn)距帶式輸送機(jī)的驅(qū)動宜采用中間驅(qū)動的方式,其最大優(yōu)點(diǎn)是可有效降低輸送帶的張力,使輸送機(jī)的輸送長度理論上不受輸送帶張力的影響而無限延長，同時(shí),采用中間驅(qū)動還可以使巨大的總功率分解成多個較小的單元驅(qū)動功率,便于實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)主要驅(qū)動原部件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化。中間驅(qū)動有兩種形式,即卸載式中間驅(qū)動和摩擦式中間驅(qū)動,由經(jīng)濟(jì)性和操作性比較優(yōu)劣,建議采用卸載式中間驅(qū)動方式。驅(qū)動裝置由電動機(jī)、減速器、液力凋速裝置、制動器等元部件

27、組成,為使電動機(jī)、減速器、調(diào)速型液力偶合器等的連接基本處于水平,可以考慮該連接與底座采用浮動支撐的連接形式,達(dá)到對中性好、調(diào)整容易、拆裝方便的效果。 B. 電機(jī)功率合理分配 設(shè)計(jì)中可采用帶有調(diào)速型液力偶合器的驅(qū)動裝置有效地解決多機(jī)驅(qū)動中的電機(jī)負(fù)載不平衡問題。 1.2 帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢 1)設(shè)備大型化、提高運(yùn)輸能力 為了適應(yīng)高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要，帶式輸送機(jī)的輸送能力要加大。長距離、高帶速、大運(yùn)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(yùn)輸技術(shù)的發(fā)展方向。在今后的10a內(nèi)輸送量要提高到3000～4000 t/h，還速提高至4～6m/s，輸送長度對于可伸縮帶式輸送機(jī)

28、要達(dá)到3000m。對于鋼繩芯強(qiáng)力帶式輸送機(jī)需加長至5000m以上，單機(jī)驅(qū)動功率要求達(dá)到1000～1500 kW，輸送帶抗拉強(qiáng)度達(dá)到6000 N/mm（鋼繩芯）和2500 N/mm（鋼繩芯）。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(jī)，無論是主參數(shù)，還是運(yùn)性能都難以適應(yīng)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(jìn)、性能更可靠的長距離、大運(yùn)量、大功率順槽可伸縮帶式輸送機(jī)，以提高我國帶式輸送機(jī)技術(shù)的設(shè)計(jì)水平，填補(bǔ)國內(nèi)空白，接近并趕上國際先進(jìn)工業(yè)國的技術(shù)水平。其包含7個方面的關(guān)鍵技術(shù)：⑴帶式輸送機(jī)動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)；⑵軟起動

29、與功率平衡技術(shù)；⑶中間驅(qū)動技術(shù)；⑷自動張緊技術(shù)；⑸新型高壽命高速托輥技術(shù)；⑹快速自移機(jī)尾技術(shù)；⑺高效儲帶技術(shù)。 2) 提高元部件性能和可靠性 設(shè)備開機(jī)率的高與低主要取決于元部件的性能和可靠性。除了進(jìn)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(jī)尾、高速托輥等，使帶式輸送機(jī)的性能得到進(jìn)一步的提高。 3 )擴(kuò)大功能，一機(jī)多用化 拓展運(yùn)人、運(yùn)料或雙向運(yùn)輸?shù)裙δ?，做到一機(jī)多用，使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。開發(fā)特殊型帶式輸送機(jī)，如彎曲帶式輸送機(jī)、大傾角或垂直提升輸送機(jī)等。 1.3 帶

30、式輸送機(jī)常見問題及解決方法 1)．帶式輸送機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r及常見問題和決方法 長距離、大運(yùn)量、較大傾角的下運(yùn)帶式輸送機(jī)的使用，可較大幅度地減少開采區(qū)的巷道工程量，降低基建費(fèi)用和縮短施工周期，發(fā)電運(yùn)行時(shí)還可向電網(wǎng)輸電，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益，是一種極具發(fā)展前途的節(jié)能設(shè)備。但由于帶速高，移動部分和轉(zhuǎn)動部分的慣性很大，其下滑的慣性力矩也很大，生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)打滑、滾料、飛車等事故，因此制動是關(guān)鍵問題。目前國內(nèi)外煤礦常用的制動方式有液力制動裝置、液壓制動裝置和盤式制動裝置等3種。帶液力制動系統(tǒng)的下運(yùn)機(jī)是國家“六五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，主要是通過在輸送機(jī)的驅(qū)動裝置中安裝液力制動系統(tǒng)，分2步實(shí)現(xiàn)制動，即先由該系統(tǒng)

31、將輸送機(jī)運(yùn)行速度減慢(加速度保持在0.1～0.3 m/s2的范圍內(nèi))，降至額定速度的1／3，然后由機(jī)械抱閘最終制動，當(dāng)井下發(fā)生突然停電事故時(shí)，仍可實(shí)現(xiàn)二級制動。目前能夠達(dá)到的主參數(shù)為：傾角β=-25゜,運(yùn)量Q=1 500 t/h，帶速V=3.15 m/s，運(yùn)距L=2000m。 2)輸送帶的打滑及解決辦法 輸送帶在運(yùn)行中，打滑的原因是多方面的，常見的原因及解決辦法有： A. 初張力太小。輸送帶離開滾筒處的張力不夠造成輸送

32、帶打滑。這種情況一般發(fā)生在啟動時(shí)，解決的辦法是調(diào)整拉緊裝置，加大初張力。 B. 傳動滾筒與輸送帶之間的摩擦力不夠造成打滑。其不要原因多半是輸送 帶上有水或環(huán)境潮濕。解決辦法是在滾筒上加些松香末。但要注意不要用手投加，而應(yīng)用鼓風(fēng)設(shè)備吹入，以免發(fā)生人身事故。 C. 尾部滾筒軸承損修和更換已經(jīng)損壞或轉(zhuǎn)動不靈活的部件，使阻力增大造成打滑。壞不轉(zhuǎn)或上下托輥軸承損壞不轉(zhuǎn)的太多。造成損壞的原因是機(jī)尾浮沉太多，沒有及時(shí)檢 D. 啟動速度太快也能形成打滑。此時(shí)可慢速啟動。如使用鼠籠電機(jī)，可點(diǎn)動兩次后再啟動，也能有效克服打滑現(xiàn)象。 D. 輸送帶的負(fù)荷過大，超過電機(jī)能力也會打滑。此時(shí)打滑有

33、利的一面是對電機(jī)起到了保護(hù)作用。否則時(shí)間長了電機(jī)將被燒毀。但對于運(yùn)行來說則是打滑事故。 克服輸送帶打滑現(xiàn)象，首先要找到打滑原因，方可采取有效解決措施。 3)輸送帶的跑偏及其處理 帶式輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)輸送帶跑偏是最常見的故障之一。跑偏的原因有多種，其主要原因是安裝精度低和日常的維護(hù)保養(yǎng)差。 安裝過程中，頭尾滾筒、中間托輥之間盡量在同一中心線上，并且相互平行，以確保輸送帶不偏或少偏。另外，帶子接頭要正確，兩側(cè)周長應(yīng)相同。 在使用過程中，如果出現(xiàn)跑偏，則要作以下檢查以確定原因，進(jìn)行進(jìn)行調(diào)整。 輸送帶跑偏時(shí)常檢查的部位和處理方法有： A. 檢查托輥橫向中心線與帶式輸送機(jī)縱向中心線的不

34、重合度。如果不重合度值超過3mm，則應(yīng)利用托輥組兩側(cè)的長形安裝孔對其進(jìn)行調(diào)整。具體方法是輸送帶偏向哪一側(cè)，托輥組的哪一側(cè)向輸送帶前進(jìn)的方向前移，或另外一側(cè)后移。 B. 檢查頭、尾機(jī)架安裝軸承座的兩個平面的偏差值。若兩平面的偏差大于1mm，則應(yīng)對兩平面調(diào)整在同一平面內(nèi)。頭部滾筒的調(diào)整方法是：若輸送帶向滾筒的右側(cè)跑偏，則滾筒右側(cè)的軸承座應(yīng)當(dāng)向前移動或左側(cè)軸承座后移；若輸送帶向滾筒的左側(cè)跑偏，則滾筒左側(cè)的軸承座應(yīng)當(dāng)向前移動或右側(cè)軸承座后移。尾部滾筒的調(diào)整方法與頭部滾筒剛好相反。 C. 檢查物料在輸送帶上的位置。物料在輸送帶橫斷面上不居中，將導(dǎo)致輸送帶跑偏。如果物料偏到右側(cè)，則皮帶向左側(cè)跑偏，

35、反之亦然。在使用時(shí)應(yīng)盡可能的讓物料居中。為減少或避免此類輸送帶跑偏可增加擋料板，改變物料的方向和位置。 在給定條件下，帶式輸送機(jī)選型設(shè)計(jì)計(jì)算合理與否關(guān)系到能否高效、安全、可靠地完成生產(chǎn)任務(wù)。一般說來，帶式輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì)有兩種方法：一種是成套供應(yīng)的設(shè)備（或已有設(shè)備）的計(jì)算，對于這一類運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算無需進(jìn)行參數(shù)和部件的選擇，一般只需核算生產(chǎn)能力、電動機(jī)功率和輸送帶強(qiáng)度等是否滿足有關(guān)規(guī)定的要求；另一種是對通用設(shè)備（如TD75、DTⅡ系列通用固定帶式輸送機(jī)和DX系列鋼絲繩芯帶時(shí)輸送機(jī)等）的選型計(jì)算，需要

36、通過計(jì)算選擇各組成部件（如：輸送帶、滾筒、托輥、驅(qū)動裝置……），最后組合成使用于具體條件下的帶式輸送機(jī)。該設(shè)計(jì)主要進(jìn)行的是后一種設(shè)計(jì)。帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)程序大體分兩步，第一步是初步設(shè)計(jì)，主要是通過理論上的計(jì)算選出合適的輸送機(jī)部件，或者完成對已選部件的驗(yàn)算；第二步是施工設(shè)計(jì)，主要完成對已選部件的安裝布置圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作。 由于該種皮帶輸送機(jī)既有上坡運(yùn)輸又有下坡運(yùn)輸，最困難得工況就不一定時(shí)在滿載時(shí)，因此要分不同工況進(jìn)行分析。第一種工況是滿載運(yùn)行狀態(tài)，輸送帶各段都滿載的運(yùn)行狀態(tài)。大多數(shù)情況下，此狀態(tài)為輸送機(jī)系統(tǒng)最困難的工況，所以必須對正常運(yùn)行工況進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，以確定各主要點(diǎn)輸送帶張力、電機(jī)功率、張緊力的

37、結(jié)論；；第二種工況是最大電動狀態(tài)，如果忽略此工況，有可能出現(xiàn)電機(jī)堵轉(zhuǎn)，悶車而燒壞，而且這種工況也隨起動和停車過程的出現(xiàn)而不斷出現(xiàn)。對于本輸送機(jī)系統(tǒng)的最大電動狀態(tài)是在線路空載的情況出現(xiàn)。。比較這前兩種工況下所需的牽引力和電機(jī)功率，按照最困難的工況進(jìn)行各部件的選取。  2 下運(yùn)帶式輸送機(jī)的靜力學(xué)設(shè)計(jì) 2.1輸送帶選擇計(jì)算 1.帶速的確定 輸送帶運(yùn)行速度是輸送機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算的重要參數(shù)，在輸送量一定時(shí)，適當(dāng)提高帶速，可減少帶寬。目前帶式輸送機(jī)推薦的帶速為1.25～4m/s，參考表1，取V=2.5m/s。 表2.1帶寬與帶速關(guān)系表 輸送物料的特性 帶 寬B（毫米） 500，65

38、0 800，1000 1200，1400 帶 速v（米/秒） 無磨損性，或磨損性小的物料；如：原煤，洗精煤 1.25～2.5 1.25～3.15 1.25～4.0 磨損性小的中小塊狀物料； 如礦石，爐渣等 1.25～2.0 1.25～2.5 1.25～3.15 有磨損性的大塊物料； 如：大塊礦石 1.25～1.6 1.25～2.0 1.25～2.5 2.帶寬的確定 1）按輸送能力確定帶寬 式（2.1） 查《設(shè)計(jì)選用手冊》可知，K=458，C=0.99，則代入公式（2.1） B1=0.939m 2）按輸送物料的塊度確定帶寬B2

39、由于， 則取B=1000m 表2.2 物料名稱 堆積容重（噸/米3） 堆積角（度） 物料名稱 堆積容重（噸/米3） 堆積角（度） 原煤 0.85～1.0 30 精煤 0.85 30 焦炭 0.6～0.7 35 無煙煤 0.85～0.95 30 黃鐵礦 2.0 25 褐煤 0.8～0.85 30 富鐵礦 2.5 25 石灰石 1.6～2.0 25 表2.3 堆積角r 10 20 25 30 35 K值 316 385 422 458 496 表2.4 傾 角 b 0～7

40、 8～15 16～20 20～28 C 值 1～0.95 0.95～0.9 0.9～0.8 0.7～0.8 3.輸送帶種類的選擇 我國目前生產(chǎn)的輸送帶有以下幾種：尼龍分層輸送帶、塑料輸送帶、整體帶芯阻燃帶、鋼絲繩芯帶等。 在輸送帶類型確定上應(yīng)考慮如下因素： 1） 為延長輸送帶使用壽命，減小物料磨損，盡量選用橡膠貼面，其次為橡塑貼面和塑料貼面的輸送帶； 2） 在煤礦生產(chǎn)中，同等條件下優(yōu)先選擇整體阻燃帶和鋼絲繩芯帶； 3） 在大傾角輸送中，為了改善成槽性，高強(qiáng)輸送帶采用鋼絲繩芯帶較為理想； 4） 覆蓋膠的厚度主要取決于被運(yùn)物料的種類和特性，給料沖擊的大小、帶速與機(jī)

41、長，輸送原煤之類的礦石，為防止撕裂，可以加防撕網(wǎng)。 5） 根據(jù)機(jī)長和帶強(qiáng)來具體確定帶型，長距離一般采用鋼絲繩芯帶，高強(qiáng)度也一般采用鋼絲繩芯帶等。 查《DTⅡ設(shè)計(jì)選用手冊》表17（見附錄二）選用鋼絲繩芯輸送帶ST630,參數(shù)如下： 表 2.5 縱向拉伸強(qiáng)度 N/mm 鋼絲繩最大直徑 mm 鋼絲繩 間 距 mm 帶 厚 mm 上覆蓋膠厚 度 mm 下覆蓋膠厚 度 mm 鋼絲繩 根 數(shù) 輸送帶 質(zhì) 量 kg/m2 630 3.0 10 13 5 5 95 18 圖2.1 下運(yùn)帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖

42、 2.2 托輥的選擇計(jì)算 托輥組是用于支承輸送帶及輸送帶上承載的物料，保證帶穩(wěn)定運(yùn)行的裝置，托輥組的形式的選擇可根據(jù)托輥在不同部位的情況選擇。本機(jī)上所有的托輥種類如下： a)．槽形托輥：用于承載分支輸送散狀物料，采用35槽形托輥。 b)．平行托輥：用于回程分支支撐輸送帶。 c)．緩沖托輥：安裝在受料段下方，減小輸送帶所受的沖擊，延長帶的使用壽命。 d)．調(diào)心托輥：設(shè)置用于調(diào)整輸送帶跑偏。 e)．過渡托輥：安裝在滾筒與第一組托輥之間，可使輸送帶逐步或成槽由槽形展平，以降低輸送帶邊緣因成槽延伸而產(chǎn)生的附加應(yīng)力，同時(shí)也防止輸送帶展平時(shí)出現(xiàn)撒料現(xiàn)象。 1.托輥直徑和長度的確

43、定 托輥長度的選擇可以直接通過輸送帶的寬度、托輥組中的托輥數(shù)和托輥間的連接和布置方式確定。托輥的直徑和托輥軸的直徑以及軸承可根據(jù)托輥所受的載荷情況選擇。托輥直徑的大小直接影響托輥的使用壽命，直徑越大壽命越大，對帶的承托效果也越好。托輥的直徑根據(jù)表2.6并結(jié)合實(shí)際使用情況確定。 托輥?zhàn)枇ο禂?shù)托輥軸承目前均采用滾動軸承，迷宮式密封，由于旋轉(zhuǎn)部件不與密封直接接觸，所以運(yùn)行阻力小。 查《DTⅡ設(shè)計(jì)選用手冊》可選 上托輥直徑為φ133，下托輥直徑為φ133。 2.托輥間距的確定 托輥間距應(yīng)滿足兩個條件：即輥?zhàn)虞S承的承載能力及輸送帶的下垂度。承載托輥間距可根據(jù)表2.7查得，下托輥間距一般取2倍

44、的上托輥間距。受料處托輥間距視物料容重和塊度而定，一般取為上托輥間距的1/2～1/3。生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)證明，在確定加料段下面的托輥間距時(shí)，應(yīng)力求使物料負(fù)荷的主要部分位于兩個托輥之間的輸送帶上。頭部滾筒到第一組槽形托輥的間距可取為上托輥間距的1～1.3倍，尾部滾筒到第一組托輥間距不小于上托輥間距。 由上述及表2.5，2.6，2.7可選托輥如下： 上托輥選用三輥式30槽形托輥，托輥直徑為φ133； 下托輥選用單輥式平形托輥，托輥直徑為φ133； 由表可查得托輥間距：； 托輥軸承采用滾動軸承迷宮式密封； 表2.5 輥?zhàn)訁?shù) 帶寬 輥徑 650 800 1000 1200 14

45、00 1600 89 √ √ 108 √ √ √ √ 133 √ √ √ √ √ 159 √ √ √ √ √ 表2.6 承載段托輥間距 貨載容重g(噸/米3) 輸 運(yùn) 帶 寬 度 B (毫米) 500,600 800,1000 1200,1400 1600~2000 上 托 輥 間 距 (毫米) 1.6 1200/1500 1200/1500 1200/1500 1100/1200 >1.6 1200/1500 1100/1200 1100/1200 1000 表 2.7

46、 托輥?zhàn)枇ο禂?shù) 工作條件 重段托輥w 空段托輥w" 清潔,干燥 0.02 0.018 少量塵埃 0.03 0.025 塵埃大,濕度大 0.04 0.035 3. 過渡段托輥組的布置 lt lt lt lt lt lt lt lt 圖2.2 過渡段托輥組布置圖 在輸送機(jī)的頭尾部，輸送帶由平形變成槽形或者由槽形變成平形的段叫過渡段。在過渡段，輸送帶的傾角由零逐漸過渡到最大槽角。如果過渡段托輥組的布置不合理，將直接影響輸送帶的強(qiáng)度和壽命；尤其在高張力區(qū)，影響更為 嚴(yán)重，所以必須重視高張力區(qū)托輥組的過渡布置，達(dá)到設(shè)計(jì)的合理化。過渡段的布置

47、如圖2.2所示。 2.3 基本參數(shù)計(jì)算 1.輸送帶線質(zhì)量 對于輸送帶線質(zhì)量可以通過查表和計(jì)算兩種方法求得。在這里由于是通用型設(shè)備的設(shè)計(jì)，所以可以通過《DTⅡ設(shè)計(jì)選用手冊》表查得 2. 物料線質(zhì)量 輸送帶上物料的線質(zhì)量 3. 托輥轉(zhuǎn)動部分線質(zhì)量 4.線路阻力計(jì)算 線路阻力（輸送帶運(yùn)行阻力）包括直線阻力和彎曲段阻力。彎曲段阻力一般考慮阻力系數(shù)K(K=1.03～1.07)。述基本阻力外，還受附加阻力，包括物料在裝載點(diǎn)加速時(shí)與輸送帶之間的摩擦阻力簡稱物料加速阻力；裝料點(diǎn)的導(dǎo)料槽摩擦阻力；清掃裝置的摩擦阻力；中間卸料裝置的阻力等。下面分別予以計(jì)算 1） 直線阻力計(jì)算

48、： 承載段和空載段直線阻力的計(jì)算公式分別如下： 式（2.7） 式（2.8） 將各段上的參數(shù)分別代入公式（2.7），（2.8） 2）局部阻力 （1）裝載點(diǎn)物料加速阻力Wa （2）裝載點(diǎn)導(dǎo)料槽側(cè)板阻力Wb 其中 －帶寬，m －物料集散密度，t/m3 －導(dǎo)料槽側(cè)板長度，m （3）清掃器阻力：Wc 彈簧清掃器阻力： 空段清掃器阻力： 5.輸送帶張力的計(jì)算 1） 用逐點(diǎn)法計(jì)算輸送帶關(guān)鍵點(diǎn)張力，輸送帶張力應(yīng)滿足兩個條件： (1) 摩擦傳動條件：即輸送帶的張力必須保證輸送機(jī)在任何正常工況下都無輸送帶打滑現(xiàn)象發(fā)生。

49、式（2.9） 式中 Sy-送帶強(qiáng)度，N； Sl－輸送帶與傳動滾筒分離點(diǎn)處張力，N； K－傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù),采用包膠滾筒，； a－輸送帶與傳動滾筒間的圍包角，取a=225； C0－摩擦力備用系數(shù)，取C0=1.3； （2） 垂度條件：即輸送帶的張力必須保證輸送帶在兩托輥間的垂度不超過規(guī)定值，或滿足最小張力條件。在輸送帶自重和載荷重量的作用下，輸送帶在兩托輥之間必然有懸垂度。托輥間距愈大或輸送帶張力愈小，其垂度愈大。如果垂度過大輸送帶在兩組托輥之間將發(fā)生松弛現(xiàn)象，可能導(dǎo)致物料撒落且將引起輸送帶運(yùn)行阻力加大，故各國均規(guī)定了允許的最大垂度值。ISO5048中規(guī)定輸送帶

50、垂度不超過托輥間距的0.5%～2.0%,我國設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定為2.5%。 為滿足輸送帶的垂度條件，對于任何一個運(yùn)輸系統(tǒng)，承載分支輸送帶的最小張Szmin需滿足 Szmin≥5g(q+qd)cosb 式（2.10） 回程分支輸送帶的最小張力Skmin需滿足 Skmin≥5glt"qdcosb 式（2.11） 有上述可以看出，輸送帶張力的計(jì)算方法有兩種：一種是根據(jù)摩擦傳動條件并利用“逐點(diǎn)張力法”求出個特殊點(diǎn)的張力值，然后驗(yàn)算輸送帶的垂度條件；另一種是根據(jù)垂度條件求出輸送帶上某一確定點(diǎn)的張力，然后按“逐點(diǎn)張力法”計(jì)算出各點(diǎn)的張力，再驗(yàn)算摩擦傳動條件。 2）張力計(jì)算 為了充分降

51、低輸送帶的張力,只要滿足摩擦條件和垂度條件,就能保證輸送機(jī)的驅(qū)動條件,且由于該布置形式不容易定性的判斷最小張力點(diǎn)的位置，所以我們先按摩擦條件進(jìn)行計(jì)算,然后驗(yàn)算垂度條件。有輸送帶布置形式可知： 根據(jù)摘要中有關(guān)敘述和該輸送帶的具體情況可知，計(jì)算張力需分兩種不同工況來分析，即滿載和空載。 a， 首先計(jì)算滿載運(yùn)行工況即物料再輸送帶上均勻分布的情況，取K=1.05，由以上可求得： 則有 輸出牽引力 額定牽引力 由可得： 由公式可得各點(diǎn)張力： 因而應(yīng)按垂度條件計(jì)算： 滿足條件 則逐

52、點(diǎn)法計(jì)算張力得： 由于 所以滿足摩擦條件。 驗(yàn)算帶強(qiáng)： 考慮輸送帶的壽命、起動時(shí)的動應(yīng)力、輸送帶的接頭效果、輸送帶的磨損，以及輸送帶的備用能力，選用輸送帶時(shí)必須有一定的備用能力（即安全系數(shù)），對于強(qiáng)力大功率帶式輸送機(jī)靜安全系數(shù)一般取m7，動安全系數(shù)md5。 由于n>7,所以滿足強(qiáng)度要求 b,計(jì)算空載時(shí)各點(diǎn)張力： 由摩擦條件的公式可以算出 則 由于則有解得： 只有按垂度條件計(jì)算： 所以令 則由逐點(diǎn)法計(jì)算得： 驗(yàn)算帶強(qiáng) 滿足強(qiáng)度要求。 2.4 計(jì)算牽引力及電機(jī)功率 1.牽引力的計(jì)算 傳動滾筒表面

53、牽引力的普遍表達(dá)式為 ，N 式（2.13） 考慮到傳動滾筒軸承摩擦阻力及輸送帶在傳動滾筒上的彎曲阻力，傳動滾筒主軸牽引力W的普遍表達(dá)式為 ，N 式（2.14） 2.電機(jī)功率的計(jì)算 1） 當(dāng)W>0時(shí)，表示傳動滾筒輸出牽引力，所需電動機(jī)的功率為 式（2.15） 式中 η------包括聯(lián)軸器和減速器的總傳動效率，一般取0.8~0.85； 2） 當(dāng)W<0時(shí)，表示傳動滾筒輸出制動力。此時(shí)，電動機(jī)工作在第二象限，作發(fā)電回饋制動，所需電動機(jī)的功率為 式（2.16） 式中 ------電機(jī)作發(fā)電制動時(shí)對應(yīng)得輸送帶速度，一般取。 但是，當(dāng)輸送帶空載或非滿載運(yùn)行時(shí)仍將處于電動

54、工作狀態(tài)，因此還必須計(jì)算此工況下的電動機(jī)功率為 式（2.17） 式中 ------ 空載或非滿載下運(yùn)行工況是傳動滾筒主軸牽引力。 此時(shí)，帶式輸送機(jī)所需電動機(jī)功率為 式（2.18） 選擇電機(jī)功率與數(shù)量應(yīng)符合如下要求： (1) 額定總功率PeP； (2) 考慮到臺數(shù)和單電動機(jī)功率符合各驅(qū)動滾筒牽引力配比； (3) 盡可能用同一型號電動機(jī)，以減少備用臺數(shù) 3） 分別計(jì)算滿載和空載牽引力和所需電機(jī)功率 a，滿載運(yùn)行工況時(shí)的牽引力及電機(jī)功率（見式（2.14），(2.15)） 取K=1.15，η=0.85 b，空載運(yùn)行工況時(shí) 牽引力為 電機(jī)功率

55、為 有以上可知電機(jī)功率則查《DTⅡ設(shè)計(jì)選用手冊》可選電機(jī)為一臺75kw的YB280S-4型電機(jī)，其主要參數(shù)見下表： 表2.8 電機(jī)主要參數(shù)表 型號 額定功率 kw 轉(zhuǎn) 速 r/m 效 率 η % 轉(zhuǎn)動慣量 Kgm2 質(zhì) 量 Kg YB280S-4 75 1480 92.7% 1.12 560 2.5滾筒的選擇 傳動滾筒是傳遞帶式輸送機(jī)功率的圓柱形筒。而改向滾筒僅作為引導(dǎo)輸送帶改變方向的圓柱形筒。改向滾筒部承擔(dān)轉(zhuǎn)矩，結(jié)構(gòu)比較簡單。傳動滾筒和驅(qū)動裝置相聯(lián)，是帶式輸送機(jī)最重要的部件，驅(qū)動功率的大小往往取決于傳動滾筒表面同輸送帶之間的摩擦系數(shù)和輸送

56、帶在該滾筒上的包角。 按驅(qū)動方式分，傳動滾筒有： 1）外驅(qū)動式，即驅(qū)動裝置放在傳動滾筒的外面，減速器直接同傳動滾筒輸入軸相聯(lián)。 2）內(nèi)驅(qū)動方式，即將驅(qū)動裝置全部放在傳動滾筒內(nèi)，此種方式又稱為電動滾筒。如果僅將減速器裝入在筒內(nèi)，稱為齒輪滾筒，或稱外裝式減速滾筒適用于大功率帶式輸送機(jī)。 按軸承內(nèi)孔大小分，傳動滾筒可分為： （1）輕型，孔徑在50～100㎜； （2）中型，孔徑在120～180㎜； （3）重型，孔徑在200～220㎜。 這種分類對于改向滾筒也是適用。外面鑄上一層橡膠的滾筒稱為鑄膠滾筒；用機(jī)械方法包上一層橡膠的滾筒稱為包膠滾筒；什么不包的滾筒稱為光面滾筒。改向滾筒常為光面

57、滾筒。 按外形分，傳動滾筒可分為： 1）鼓形滾筒。用鋼板卷圓焊接而成，中間部分筒徑大于兩邊筒徑約幾毫米，目的是防止輸送帶跑偏。 2）葉片式滾筒。滾筒由許多橫向葉片組成，目的是便于清潔輸送帶，此類滾筒又稱為自清掃滾筒。如果將葉片改為圓鋼棒，稱為棒式滾筒。自然也可以將圓柱形鋼殼上開上橫槽，也可起到自清掃作用，此類滾筒稱為格柵滾筒。 3）溝槽膠面滾筒。滾筒的護(hù)面開上菱形、人字形、直線形、環(huán)形、梯形則分別稱為菱形護(hù)面、人字形護(hù)面等各種護(hù)面形狀的滾筒，其目的是增大摩擦系數(shù)和便于排出黏著物料。傳動滾筒護(hù)面常選 1.傳動滾筒的選擇 選擇傳動滾筒直徑時(shí)，可按四個方面考慮： 1） 限制輸送帶繞過傳

58、動滾筒時(shí)產(chǎn)生過大的附加彎曲應(yīng)力計(jì)算滾筒直徑 式中D－傳動滾筒直徑，mm； d－鋼絲繩直徑，mm。 2） 為限制輸送帶表面比壓，以免造成覆蓋膠脫落的滾筒直徑 式中 S－輸送帶張力，N（此處以最大張力Smax代入）； B－輸送帶寬度，mm； a－鋼絲繩間距，mm 查表得a=10mm； [p]－輸送帶表面許用比壓，取[p]＝1Mpa=1N/mm2。 3） 限制覆蓋膠或花紋變形量小于6％的傳動滾筒直徑為 式中K－圍包角影響系數(shù)，當(dāng)圍包角小于90時(shí)，K＝0.8，否則K＝1； b－鋼繩芯輸送帶上覆蓋膠厚度，mm查表得b＝5mm。 4） 當(dāng)輸送帶彎曲頻次高時(shí)，滾筒直

59、徑要相應(yīng)大一點(diǎn)，以補(bǔ)償高頻次彎曲疲勞破壞程度。 綜上所述，傳動滾筒直徑 則選傳動滾筒直徑為630mm。 根據(jù)滾筒所受合力查《DTⅡ設(shè)計(jì)選用手冊》可選傳動滾筒型號及主要參數(shù)為 表2.9 傳動滾筒主要參數(shù)表 型號 轉(zhuǎn)動慣量 kg.m2 質(zhì)量 kg DTⅡ100A/206Y 38.3 823 2. 改向滾筒的選擇 1）尾部改向滾筒直徑 尾部改向滾筒的直徑取 D2=630mm 根據(jù)滾筒所受合力查《DTⅡ設(shè)計(jì)選用手冊》可選傳動滾筒型號及主要參數(shù)為 表2.10尾部改向滾筒參數(shù)表 型號 轉(zhuǎn)動慣量 kg.m2 質(zhì)量 kg DTⅡ100B106（G） 26.5

60、567 2）其他改向滾筒直徑為 D3=315mm 根據(jù)滾筒所受合力查《DTⅡ設(shè)計(jì)選用手冊》可選傳動滾筒型號及主要參數(shù)為 表2.11 其他改向滾筒參數(shù)表 型號 轉(zhuǎn)動慣量 kg.m2 質(zhì)量 kg DTⅡ100B203 5 32 2.6減速器的選型 根據(jù)帶速、傳動滾筒直徑和電動機(jī)轉(zhuǎn)速推知減速器的傳動比為: 查《DTⅡ設(shè)計(jì)選用手冊》可選用DCY型公稱減速比為20的減速器，其主要技術(shù)參數(shù)如下： 表2.12 減速器主要參數(shù) 公稱減速比 公稱轉(zhuǎn)速 公稱輸入功率 kw 名義中心距a mm 轉(zhuǎn)動慣量 kg.m2 輸入n1 輸出n2 20 1500

61、 75 195 280 0.06126 根據(jù)下面的公式驗(yàn)算減速器功率 式（2.19） 式中 Pm--------選用功率，kw； Pe---------實(shí)際負(fù)載功率，kw f----------工況系數(shù)，如表2.8所示； SA--------安全系數(shù)，如表2.9所示。 查表可知f=1.5；SA=1.2代入數(shù)值計(jì)算得： 由于Pm

62、 PefWfA，所以熱功率符合要求。 表2.13 工況系數(shù)f 每天工作時(shí)間/h 載荷種類 24h連續(xù)不停 平穩(wěn) 中等 重型沖擊 ≤3 0.8 1.0 1.5 1.1~1.2 ＞3~10 1.0 1.25 1.75 1.1~1.2 ＞10~24 1.25 1.50 2.0 1.1~1.2 表2.14 安全系數(shù)SA 使用條件 安全系數(shù)SA 間斷使用機(jī)械，配套減速器失效，能引起嚴(yán)重后果，例如帶式輸送機(jī)用減速器等 1~1.2 每天8h工作和不經(jīng)常滿載工作的減速器，例如起重用減速器 1.3~1.5 一般設(shè)備，減速器失效，僅引起單機(jī)停產(chǎn)，

63、且易更換備件 重要設(shè)備、減速器失效引起機(jī)組、生產(chǎn)線或全廠停產(chǎn)，例如強(qiáng)磁選礦設(shè)備配套減速器等 1.6~1.8 高安全要求，減速器失效會引起嚴(yán)重后果設(shè)備或人身事故，或因減速器失效，會給社會生產(chǎn)造成損失，如動力廠用減速器 1.9~2.1 表2.15環(huán)境溫度系數(shù)fW 冷卻方式 環(huán)境溫度/℃ 每小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)率/% 100 80 60 40 20 減速器不附加外冷卻裝置 10 1.12 1.18 1.30 1.51 1.93 20 1.0 1.06 1.16 1.35 1.78 30 0.89 0.93 1.02 1.33 1

64、.52 40 0.75 0.87 0.90 1.01 1.34 50 0.63 0.67 0.73 0.85 1.12 2.7 制動力矩的計(jì)算及制動器的選擇 根據(jù)帶式輸送機(jī)技術(shù)要求制動裝置產(chǎn)生的制動力矩不得小于該輸送機(jī)所需制動力矩的1.5倍以上。 制動力矩的計(jì)算公式為： 式（2.20） 把參數(shù)代入公式（2.20）計(jì)算求得 一臺驅(qū)動裝置制動力為6463Nm. 查《DTⅡ設(shè)計(jì)選用手冊》（見附表三）可選KZP-1000,其主要技術(shù)參數(shù)為： 表2.16盤式制動器主要參數(shù) 型號 最大制動力矩 kN.m 質(zhì)量 kg 電機(jī)功

65、率 w KZP-1000/YZ-40 19.6 536 1550 2.8 聯(lián)軸器的選擇 驅(qū)動裝置中的聯(lián)軸器分為告、高速軸聯(lián)軸器和低速軸聯(lián)軸器，它們分別安裝在電動機(jī)與減速器之間和減速器與傳動滾筒之間。常見的高速軸聯(lián)軸器有尼龍柱銷聯(lián)軸器、液力偶合器等；常見的低速軸聯(lián)軸器有十字滑塊聯(lián)軸器、和棒銷聯(lián)軸器等。 高速軸上的扭矩為： 由《DTⅡ設(shè)計(jì)選用手冊》可查得，高速軸聯(lián)軸器選用ML8型梅花形彈性聯(lián)軸器，低速聯(lián)軸器選用ZL7型彈性柱銷齒式聯(lián)軸器。其主要參數(shù)為： 表2.17聯(lián)軸器主要參數(shù) 型號 公稱扭矩 NM 許用轉(zhuǎn)速 r/m 軸孔直徑 mm 轉(zhuǎn)動慣量 Kgm2 質(zhì)

66、 量 kg ML8 1120 2900 75 9.22 25.7 ZL7 10000 2900 110 0.387 56.477 2.9 拉緊力及拉緊行程的計(jì)算及拉緊裝置的選擇 1. 拉緊力的計(jì)算 a，滿載運(yùn)行工況時(shí) b,空載運(yùn)行工況時(shí) 則拉緊力 2. 拉緊行程的計(jì)算 首先計(jì)算出輸送帶的長度Ld 其中 L——輸送機(jī)長度，m； D、D1、D2、D3——驅(qū)動滾筒及主要改向滾筒直徑，m； A——接頭長度，取接頭長度2m； N——接頭數(shù)目，按每100m一個接頭； Lr——輸送帶在其他方面增加的長度，取15m。 把數(shù)據(jù)代入公式可求得 Ld=1737m 根據(jù)實(shí)際情況，輸送帶的長度應(yīng)該具有足夠的備用，所以建議購買1800m。 計(jì)算拉緊行程 式（2.21） 式中 DL－拉緊行程， L－輸送帶長度， B－帶寬， K－伸