帶式輸送機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、中國(guó)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(wèn)題而制訂出的一個(gè)題目，其目的是設(shè)計(jì)一套能夠在給定場(chǎng)合下安全可靠運(yùn)行的帶式輸送機(jī)系統(tǒng)。本文是對(duì)通用設(shè)備（DT系列通用固定帶式輸送機(jī)）的選型計(jì)算，需要通過(guò)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(lái)組成符合實(shí)際工程要求的輸送機(jī)系統(tǒng)。本文通過(guò)對(duì)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(gè)系統(tǒng)能夠在給定場(chǎng)合下安全可靠的完成預(yù)期的任務(wù)。關(guān)鍵詞

2、 帶式輸送機(jī) ；盤式制動(dòng)器；PLC 1目 錄1緒論11.1 帶式輸送機(jī)的發(fā)展及現(xiàn)狀11.2 帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)91.3帶式輸送機(jī)常見問(wèn)題及解決方 102 下運(yùn)帶式輸送機(jī)的靜力學(xué)設(shè)計(jì) 132.1 輸送帶選擇計(jì)算132.2 托輥的選擇計(jì)算152.3 基本參數(shù)計(jì)算182.4 計(jì)算牽引力及電機(jī)功率232.5 滾筒的選擇252.6 減速器的選型262.7 制動(dòng)力矩的計(jì)算及制動(dòng)器的選擇282.8 聯(lián)軸器的選擇292.9 拉緊力及拉緊行程的計(jì)算及拉緊裝置的選擇 292.10 軟起動(dòng)的選擇 323 帶式輸送機(jī)的動(dòng)力學(xué)特性研究 353.1起動(dòng)性能的分析 354 帶式輸送機(jī)電控裝置 384.1電氣控制操作系統(tǒng)開

3、發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)要求 385 結(jié)論 41參考文獻(xiàn)42致謝 43451 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(lái)，帶式輸送機(jī)因?yàn)樗鶕碛械妮斔土项悘V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(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中扮演越來(lái)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(zhǎng)距離方向發(fā)展的同時(shí),如何實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)與自動(dòng)張緊,逐漸向智能化、自動(dòng)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(shí)和現(xiàn)有的資料對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)

4、新完善。在此過(guò)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(guò)兩端的傳動(dòng)滾筒，并在整個(gè)長(zhǎng)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(wú)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(dòng)機(jī)通過(guò)減速器驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)滾筒，依靠傳動(dòng)滾筒與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶連續(xù)運(yùn)動(dòng)，被運(yùn)物品靠它與輸送帶之間的摩擦力，隨輸送帶運(yùn)動(dòng)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(dòng)式膠帶輸送機(jī)

5、；根據(jù)驅(qū)動(dòng)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(dòng)裝置（電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、軟啟動(dòng)裝置、制動(dòng)裝置、聯(lián)軸器）、傳動(dòng)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(gè)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(dòng),由于當(dāng)時(shí)條件下摩擦系數(shù)與膠帶的耐磨性沒(méi)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

6、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(chǎng)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(chǎng)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(dòng)式圓管形等8大類；按驅(qū)動(dòng)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(wú)輥式（輸送帶靠氣墊、磁墊、水墊支撐運(yùn)轉(zhuǎn)）、直線驅(qū)動(dòng)方式（將電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)變?yōu)橹本€電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方

7、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(jiǎn)單。帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)由傳動(dòng)滾筒、改向滾筒、托輥或無(wú)輥式部件、驅(qū)動(dòng)裝置、輸送帶等幾大件組成，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(jiǎn)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(zhǎng)。單機(jī)長(zhǎng)度可達(dá)十幾公里一條，在國(guó)外已十分普及，中間無(wú)需任何轉(zhuǎn)載點(diǎn)。德國(guó)單機(jī)60公里一條已經(jīng)出現(xiàn)

8、。越野的帶式輸送機(jī)常使用中間摩擦驅(qū)動(dòng)方式，使輸送長(zhǎng)度不受輸送帶強(qiáng)度的限制。5)對(duì)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(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)不見自重輕，只要輸送帶不被撕破，壽命可長(zhǎng)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(yíng)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

9、命長(zhǎng)，自動(dòng)化程度高，使用人員很少，平均沒(méi)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，因而延長(zhǎng)不大，修建的路基長(zhǎng)。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(guò)合理設(shè)計(jì)也可以大量節(jié)約基建投資?，F(xiàn)在國(guó)外帶式輸送機(jī)每公里成本費(fèi)為100萬(wàn)300萬(wàn)美元，國(guó)內(nèi)為人民幣500萬(wàn)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(dòng)部件自重輕，無(wú)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(dòng)部

10、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）應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。市場(chǎng)巨大。根據(jù)調(diào)查，我國(guó)現(xiàn)有帶式輸送機(jī)約200萬(wàn)臺(tái)，其中，鍋爐上煤約40萬(wàn)臺(tái)；煤礦約120萬(wàn)臺(tái)；火力發(fā)電廠167座，每廠約3KM，折合1萬(wàn)臺(tái)；建材廠和水泥廠6千個(gè)，平均每廠50臺(tái)，共計(jì)30萬(wàn)臺(tái)；港口碼頭約1萬(wàn)，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(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。加之國(guó)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(jìng)爭(zhēng)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(guó)鐵路

11、、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(yíng)費(fèi)能耗指標(biāo)（萬(wàn)元/m）倍數(shù)/（元/tm-1）倍數(shù)（kwh/tm-1）倍數(shù)鐵路運(yùn)輸24590.0052660.0137公路運(yùn)輸4.60.61.430.01145120.00543帶式輸送機(jī)運(yùn)輸15.900.40.7510.0009310.001871。注：根據(jù)鞍山礦山設(shè)計(jì)院1986年的調(diào)查結(jié)果表1.2 德國(guó)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/km10.4623.5010.4617.38每噸公里運(yùn)費(fèi)/萬(wàn)元1.00.582.291.30每噸的相對(duì)運(yùn)費(fèi)/萬(wàn)元1.01.262

12、.292.16相對(duì)的基建投資/萬(wàn)元1.01.300.810.97相對(duì)基建投資比例1.01.1300.810.97注：燃化通訊，1987年。表1.3 德國(guó)卡車和帶式輸送機(jī)設(shè)備投資和運(yùn)費(fèi)比較表距離/km帶式輸送機(jī)設(shè)備投資費(fèi)用/萬(wàn)元卡車設(shè)備投資費(fèi)用/萬(wàn)元帶式輸送機(jī)運(yùn)費(fèi)/（元（tkm）-1）卡車運(yùn)費(fèi)/（元（tkm）-1）21319.52334.50.45721.82741928.52740.50.32431.01562537.53004.40.27960.751183146.53288.60.24360.6293103791.13451.00.22740.5481注：燃化通訊，1987年。表1.4 法

13、國(guó)卡車同帶式輸送機(jī)的經(jīng)濟(jì)性比較表項(xiàng)目帶寬/帶長(zhǎng)/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180013.12-27190080072%42%71%28005.8-72250100079%94%93%380011.20-55750（下運(yùn)）51640%94%98%注：燃化通訊，1987年。 表1.5 中國(guó)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/km1988年預(yù)算/（元t-1）1988年成本/（元t-1）年運(yùn)費(fèi)/萬(wàn)元帶式輸送機(jī)（鋼芯膠帶）1.20.2750.8140電機(jī)車方案1.10.3050.9195卡車方案1.22.43.0600注

14、：連續(xù)輸運(yùn)技術(shù)，1987年第三期。隨著國(guó)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(duì)散狀物料的輸送提出了新的要求,要求帶式輸送機(jī)以長(zhǎng)距離(指單機(jī)輸送長(zhǎng)度,國(guó)外最長(zhǎng)達(dá)15000m,國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)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(wú)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(jìng)爭(zhēng)的輸送設(shè)備。無(wú)論國(guó)外還是國(guó)內(nèi)的建材及礦山行業(yè),在這兩種運(yùn)輸方案的對(duì)比選擇后,最終還是較多地選擇以長(zhǎng)距離、大運(yùn)量的帶式輸送機(jī)代替汽車運(yùn)輸?shù)姆桨?。其原因是采用汽車運(yùn)輸不僅要修建公路,購(gòu)買汽車一次性投資大,而且日常的公路

15、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(guó)外最大帶速已達(dá)12m/s，國(guó)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(guó)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3050%,而且距離越長(zhǎng),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(guó)目前所采用的最大帶寬為22002400mm。今后的發(fā)展趨勢(shì)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(guó)外生產(chǎn)的軸承轉(zhuǎn)速可

16、達(dá)1000rmin。而國(guó)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(lái),增加帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)、使用期投資更低的高強(qiáng)度長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)一直是輸送機(jī)技術(shù)中的一項(xiàng)革新方向。通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的帶式輸送機(jī)整套設(shè)備及技術(shù),以及國(guó)內(nèi)廣大科研技術(shù)人員的共同努力,可以說(shuō)國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)和制造長(zhǎng)距離、大運(yùn)量帶式輸送機(jī)的水平已經(jīng)可以滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)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(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為整

17、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(duì)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(dòng)力。同時(shí),長(zhǎng)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(dòng)力,這就使得長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)的膠帶張力控制和帶動(dòng)力都是極為重要的。因此,在提高輸送機(jī)所用膠帶性能的同時(shí),長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必須能夠滿足各種綜合動(dòng)力的技術(shù)要求,以適應(yīng)輸送各種物料的需要。（1）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)要求A. 輸送機(jī)控制性能長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必須從加(減)速度、過(guò)載、負(fù)荷分配、輸送帶張力控制等方面有效地對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行全程控制。加(減)速度控制：在小于最

18、大設(shè)計(jì)載荷的任何載荷情況下,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都必須前后均勻地給輸送帶加(減)速,且加速段要長(zhǎng),以防止物料滑落、膠帶在滾筒上打滑和過(guò)度張緊運(yùn)動(dòng)。過(guò)載控制：驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)能防止輸入功率和扭矩越過(guò)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(dòng)情況下,載荷應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范合理地分配給各驅(qū)動(dòng)裝置,避免因?qū)е聜€(gè)別或多個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置過(guò)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(huì)給輸送機(jī)的運(yùn)行和控制帶來(lái)很大的不利影響,嚴(yán)重的破壞性張力波可能會(huì)使長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)迅速減

19、速乃至停機(jī)。因此,驅(qū)動(dòng)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(dòng)性能驅(qū)動(dòng)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(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)的使用效率。C. 最小電應(yīng)力對(duì)長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)來(lái)說(shuō),如果所有電機(jī)同時(shí)啟動(dòng),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(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)乃至困難,對(duì)電機(jī)產(chǎn)生應(yīng)力,因此,當(dāng)在最小電壓時(shí),驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也必須能使主要電機(jī)及時(shí)啟動(dòng)。同時(shí),電機(jī)每次啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生

20、的極大電流會(huì)使電機(jī)溫度增高,而電機(jī)啟動(dòng)所需時(shí)間越長(zhǎng),電流持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng),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(dòng)次數(shù)盡可能減少,啟動(dòng)時(shí)間盡可能縮短,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(dòng)系統(tǒng)的載荷分配不均,特別是急速啟動(dòng)情況下,包括不可控制的啟動(dòng)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(dòng)裝置及其他部件上的應(yīng)力。針對(duì)產(chǎn)生的原因,必須對(duì)長(zhǎng)運(yùn)距帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)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(dòng)裝置載荷的情況下,設(shè)立適長(zhǎng)的啟動(dòng)斜面并采用S型啟動(dòng)斜

21、面以減少輸送帶應(yīng)力。同時(shí)實(shí)行軟啟動(dòng)以對(duì)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(duì)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(gè)以上的膠帶端部連接起來(lái)才能形成無(wú)極膠帶同路,而接頭強(qiáng)度只能達(dá)到該膠帶強(qiáng)度的70%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(duì)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(dòng)張力、膠帶延伸性和壽命的遞減、接頭動(dòng)態(tài)效能的損失。對(duì)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(dòng)張力是一

22、種不常出現(xiàn)的周期性條件,可根據(jù)停機(jī)和啟動(dòng)的頻率來(lái)確定是否應(yīng)視為持續(xù)起作用的疲勞因素；對(duì)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(dòng)態(tài)強(qiáng)度達(dá)到了一個(gè)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(wú)淪何種強(qiáng)度的膠帶均能獲得效果良好的高效能接頭。(2） 長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)合理的驅(qū)動(dòng)裝置A. 驅(qū)動(dòng)方式的確定從輸送帶強(qiáng)度對(duì)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(zhǎng)運(yùn)距帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)宜采用中間驅(qū)動(dòng)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(zhǎng)度理論上不受輸送帶張力的影響而無(wú)限延長(zhǎng)，同時(shí),采用中間驅(qū)動(dòng)還可以使巨大的總功

23、率分解成多個(gè)較小的單元驅(qū)動(dòng)功率,便于實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)主要驅(qū)動(dòng)原部件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化。中間驅(qū)動(dòng)有兩種形式,即卸載式中間驅(qū)動(dòng)和摩擦式中間驅(qū)動(dòng),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(dòng)方式。驅(qū)動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、減速器、液力凋速裝置、制動(dòng)器等元部件組成,為使電動(dòng)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(dòng)支撐的連接形式,達(dá)到對(duì)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(dòng)裝置有效地解決多機(jī)驅(qū)動(dòng)中的電機(jī)負(fù)載不平衡問(wèn)題。1.2 帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)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

24、送機(jī)的輸送能力要加大。長(zhǎng)距離、高帶速、大運(yùn)量、大功率是今后發(fā)展的必然趨勢(shì)，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30004000 t/h，還速提高至46m/s，輸送長(zhǎng)度對(duì)于可伸縮帶式輸送機(jī)要達(dá)到3000m。對(duì)于鋼繩芯強(qiáng)力帶式輸送機(jī)需加長(zhǎng)至5000m以上，單機(jī)驅(qū)動(dòng)功率要求達(dá)到10001500 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(wú)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(chǎng)急需主參數(shù)更大、技術(shù)更

25、先進(jìn)、性能更可靠的長(zhǎng)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(guó)帶式輸送機(jī)技術(shù)的設(shè)計(jì)水平，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，接近并趕上國(guó)際先進(jìn)工業(yè)國(guó)的技術(shù)水平。其包含7個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)：帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)；軟起動(dòng)與功率平衡技術(shù)；中間驅(qū)動(dòng)技術(shù)；自動(dòng)張緊技術(shù)；新型高壽命高速托輥技術(shù)；快速自移機(jī)尾技術(shù)；高效儲(chǔ)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(dòng)技術(shù)、動(dòng)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)

26、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 帶式輸送機(jī)常見問(wèn)題及解決方法1)帶式輸送機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r及常見問(wèn)題和決方法長(zhǎng)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(dòng)部分和轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)是關(guān)鍵問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)外煤礦常用的制動(dòng)方式有液力制動(dòng)裝置、液壓制動(dòng)

27、裝置和盤式制動(dòng)裝置等3種。帶液力制動(dòng)系統(tǒng)的下運(yùn)機(jī)是國(guó)家“六五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，主要是通過(guò)在輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置中安裝液力制動(dòng)系統(tǒng)，分2步實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，即先由該系統(tǒng)將輸送機(jī)運(yùn)行速度減慢(加速度保持在0.10.3 m/s2的范圍內(nèi))，降至額定速度的13，然后由機(jī)械抱閘最終制動(dòng)，當(dāng)井下發(fā)生突然停電事故時(shí)，仍可實(shí)現(xiàn)二級(jí)制動(dòng)。目前能夠達(dá)到的主參數(shù)為：傾角=-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帶打滑。這種情況一般發(fā)生在啟動(dòng)

28、時(shí)，解決的辦法是調(diào)整拉緊裝置，加大初張力。 B. 傳動(dòng)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(dòng)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(méi)有及時(shí)檢D. 啟動(dòng)速度太快也能形成打滑。此時(shí)可慢速啟動(dòng)。如使用鼠籠電機(jī)，可點(diǎn)動(dòng)兩次后再啟動(dòng)，也能有效克服打滑現(xiàn)象。 D. 輸送帶的負(fù)荷過(guò)大，超過(guò)電機(jī)能力也會(huì)打滑。此時(shí)打滑有利的一面是對(duì)電機(jī)起到了保護(hù)作用。否則時(shí)間長(zhǎng)了電機(jī)將被燒毀。

29、但對(duì)于運(yùn)行來(lái)說(shuō)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(guò)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(zhǎng)應(yīng)相同。 在使用過(guò)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)縱向中心線的不重合度。如果不重合度值超過(guò)3mm，則應(yīng)利用托輥組兩側(cè)的長(zhǎng)形安裝孔對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。具體

30、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(gè)平面的偏差值。若兩平面的偏差大于1mm，則應(yīng)對(duì)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(dòng)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(dòng)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，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

31、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(shuō)來(lái)，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(duì)于這一類運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算無(wú)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(dòng)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(duì)通用設(shè)備（如TD75、DT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，需要通過(guò)計(jì)算選擇各組成部件（如：輸送帶、滾筒、托輥、驅(qū)動(dòng)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

32、過(guò)理論上的計(jì)算選出合適的輸送機(jī)部件，或者完成對(duì)已選部件的驗(yàn)算；第二步是施工設(shè)計(jì)，主要完成對(duì)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(duì)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、張緊力的結(jié)論；第二種工況是最大電動(dòng)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(dòng)和停車過(guò)程的出現(xiàn)而不斷出現(xiàn)。對(duì)于本輸送機(jī)系統(tǒng)的最大電動(dòng)狀態(tài)是在線路空載的情況出現(xiàn)。比較這前兩種工

33、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1.254m/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）500，650800，10001200，1400帶 速v（米/秒）無(wú)磨損性，或磨損性小的物料；如：原煤，洗精煤1.252.51.253.151.254.0磨損性小的中小塊狀物料；如礦石，爐渣等1.252.01.252.51.253.15有磨損性的大塊物料；如：大

34、塊礦石1.251.61.252.01.252.52.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(cè)可知，K=458，C=0.99，則代入公式（2.1）B1=0.939m2）按輸送物料的塊度確定帶寬B2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0.851.030精煤0.8530焦炭0.60.735無(wú)煙煤0.850.9530黃鐵礦2.025褐煤0.80.8530富鐵礦2.525石灰石1.62.025表2.3堆積角r1020253035K值316385422458496表2.4傾 角 b07815162020

35、28C 值10.950.950.90.90.80.70.83.輸送帶種類的選擇我國(guó)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(zhǎng)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)長(zhǎng)，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(zhǎng)和帶強(qiáng)來(lái)具體確定帶型，長(zhǎng)距離一般

36、采用鋼絲繩芯帶，高強(qiáng)度也一般采用鋼絲繩芯帶等。查DT設(shè)計(jì)選用手冊(cè)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/m26303.01013559518圖2.1 下運(yùn)帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖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。

37、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(zhǎng)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(guò)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(zhǎng)度的確定托輥長(zhǎng)度的選擇可以直接通過(guò)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(duì)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(dòng)軸承，

38、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DT設(shè)計(jì)選用手冊(cè)可選上托輥直徑為133，下托輥直徑為133。2.托輥間距的確定托輥間距應(yīng)滿足兩個(gè)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1/21/3。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(gè)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11.3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3

39、0槽形托輥，托輥直徑為133；下托輥選用單輥式平形托輥，托輥直徑為133；由表可查得托輥間距：；托輥軸承采用滾動(dòng)軸承迷宮式密封；表2.5 輥?zhàn)訁?shù) 帶寬輥徑650800100012001400160089108133159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)500,600800,10001200,140016002000上 托 輥 間 距 (毫米)1.61200/15001200/15001200/15001100/12001.61200/15001100/12001100/12001000表 2.7 托輥?zhàn)枇ο禂?shù)工作條件重段托輥w空段托輥w清潔,干

40、燥0.020.018少量塵埃0.030.025塵埃大,濕度大0.040.0353. 過(guò)渡段托輥組的布置ltltltltltltltlt圖2.2 過(guò)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(guò)渡段。在過(guò)渡段，輸送帶的傾角由零逐漸過(guò)渡到最大槽角。如果過(guò)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(guò)渡布置，達(dá)到設(shè)計(jì)的合理化。過(guò)渡段的布置如圖2.2所示。2.3 基本參數(shù)計(jì)算1.輸送帶線質(zhì)量對(duì)于輸送帶線質(zhì)量可以通過(guò)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(guò)DT設(shè)計(jì)選用手冊(cè)表查得

41、2. 物料線質(zhì)量輸送帶上物料的線質(zhì)量3. 托輥轉(zhuǎn)動(dòng)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=1.031.07)。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(jiǎn)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：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

42、 導(dǎo)料槽側(cè)板長(zhǎng)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(gè)條件：(1) 摩擦傳動(dòng)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(wú)輸送帶打滑現(xiàn)象發(fā)生。 式（2.9）式中 Sy-送帶強(qiáng)度，N；Sl輸送帶與傳動(dòng)滾筒分離點(diǎn)處張力，N；K傳動(dòng)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(dòng)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(guò)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

43、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(guò)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(guó)均規(guī)定了允許的最大垂度值。ISO5048中規(guī)定輸送帶垂度不超過(guò)托輥間距的0.5%2.0%,我國(guó)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(duì)于任何一個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)，承載分支輸送帶的最小張Szmin需滿足Szmin5g(q+qd)cosb 式（2.10）回程分支輸送帶的最小張力Skmin需滿足Skmin5gltqdcosb 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(dòng)條件并利用“逐點(diǎn)張力法”求出個(gè)特殊點(diǎn)的

44、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(dòng)條件。2）張力計(jì)算為了充分降低輸送帶的張力,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(dòng)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(lái)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

45、垂度條件計(jì)算：滿足條件 則逐點(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(dòng)時(shí)的動(dòng)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(duì)于強(qiáng)力大功率帶式輸送機(jī)靜安全系數(shù)一般取m7，動(dòng)安全系數(shù)md5。由于n7,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(dòng)滾筒表面牽引力的普遍表達(dá)式為，N 式（2.13）考慮到傳動(dòng)滾筒軸承摩擦阻力及輸送帶在傳動(dòng)滾筒上的彎曲阻力，傳動(dòng)滾筒

46、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)W0時(shí)，表示傳動(dòng)滾筒輸出牽引力，所需電動(dòng)機(jī)的功率為 式（2.15）式中 -包括聯(lián)軸器和減速器的總傳動(dòng)效率，一般取0.80.85；2） 當(dāng)W0時(shí)，表示傳動(dòng)滾筒輸出制動(dòng)力。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作在第二象限，作發(fā)電回饋制動(dòng)，所需電動(dòng)機(jī)的功率為 式（2.16）式中 -電機(jī)作發(fā)電制動(dòng)時(shí)對(duì)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(dòng)工作狀態(tài)，因此還必須計(jì)算此工況下的電動(dòng)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(dòng)滾筒主軸牽引力。此時(shí)，帶式輸送機(jī)所需電動(dòng)機(jī)功率為 式（2.18）選擇電機(jī)功率與數(shù)量應(yīng)符合如

47、下要求：(1) 額定總功率PeP；(2) 考慮到臺(tái)數(shù)和單電動(dòng)機(jī)功率符合各驅(qū)動(dòng)滾筒牽引力配比；(3) 盡可能用同一型號(hào)電動(dòng)機(jī)，以減少備用臺(tái)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，=0.85b，空載運(yùn)行工況時(shí)牽引力為電機(jī)功率為有以上可知電機(jī)功率則查DT設(shè)計(jì)選用手冊(cè)可選電機(jī)為一臺(tái)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(hào)額定功率kw轉(zhuǎn) 速r/m效 率 %轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Kgm2質(zhì) 量KgYB280S-475148092.7%1.125602.5滾筒的選擇傳動(dòng)滾筒是傳遞帶式輸送機(jī)

48、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(jiǎn)單。傳動(dòng)滾筒和驅(qū)動(dòng)裝置相聯(lián)，是帶式輸送機(jī)最重要的部件，驅(qū)動(dòng)功率的大小往往取決于傳動(dòng)滾筒表面同輸送帶之間的摩擦系數(shù)和輸送帶在該滾筒上的包角。按驅(qū)動(dòng)方式分，傳動(dòng)滾筒有：1）外驅(qū)動(dòng)式，即驅(qū)動(dòng)裝置放在傳動(dòng)滾筒的外面，減速器直接同傳動(dòng)滾筒輸入軸相聯(lián)。2）內(nèi)驅(qū)動(dòng)方式，即將驅(qū)動(dòng)裝置全部放在傳動(dòng)滾筒內(nèi)，此種方式又稱為電動(dòng)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(dòng)滾筒可分為：（1）輕型，孔徑在50100；（2）中型，孔徑在120180；（3）重型，孔徑在

49、200220。這種分類對(duì)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。改向滾筒常為光面滾筒。按外形分，傳動(dòng)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

50、筒，其目的是增大摩擦系數(shù)和便于排出黏著物料。傳動(dòng)滾筒護(hù)面常選1.傳動(dòng)滾筒的選擇選擇傳動(dòng)滾筒直徑時(shí)，可按四個(gè)方面考慮：1） 限制輸送帶繞過(guò)傳動(dòng)滾筒時(shí)產(chǎn)生過(guò)大的附加彎曲應(yīng)力計(jì)算滾筒直徑式中D傳動(dòng)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p1Mpa=1N/mm2。3） 限制覆蓋膠或花紋變形量小于6的傳動(dòng)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)，K0.8，否則K1；b鋼繩芯輸送帶上覆蓋膠厚度，mm查表得b5

51、mm。4） 當(dāng)輸送帶彎曲頻次高時(shí)，滾筒直徑要相應(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(dòng)滾筒直徑 則選傳動(dòng)滾筒直徑為630mm。根據(jù)滾筒所受合力查DT設(shè)計(jì)選用手冊(cè)可選傳動(dòng)滾筒型號(hào)及主要參數(shù)為表2.9 傳動(dòng)滾筒主要參數(shù)表型號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 kg.m2質(zhì)量 kgDT100A/206Y38.38232. 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DT設(shè)計(jì)選用手冊(cè)可選傳動(dòng)滾筒型號(hào)及主要參數(shù)為表2.10尾部改向滾筒參數(shù)表型號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 kg.m2質(zhì)量 kgDT100B106（G）26.55672）其他改向滾筒直徑為D3=315mm根據(jù)滾筒所受合力查DT設(shè)

52、計(jì)選用手冊(cè)可選傳動(dòng)滾筒型號(hào)及主要參數(shù)為表2.11 其他改向滾筒參數(shù)表型號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 kg.m2質(zhì)量 kgDT100B2035322.6減速器的選型根據(jù)帶速、傳動(dòng)滾筒直徑和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速推知減速器的傳動(dòng)比為:查DT設(shè)計(jì)選用手冊(cè)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amm轉(zhuǎn)動(dòng)慣量kg.m2輸入n1輸出n2201500751952800.06126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，kwf-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=

53、1.5；SA=1.2代入數(shù)值計(jì)算得：由于PmPe所以符合要求。熱平衡功率校核PGPefWfA式中 PG熱功率，kw；fW環(huán)境溫度系數(shù)，如表2.10所示；fA功率利用系數(shù)。查表可知fW=0.89；，代入公式（2.19）可求由于PG 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30.81.01.51.11.23101.01.251.751.11.210241.251.502.01.11.2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11.2每天8h工作和不經(jīng)常滿載

54、工作的減速器，例如起重用減速器1.31.5一般設(shè)備，減速器失效，僅引起單機(jī)停產(chǎn)，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1.61.8高安全要求，減速器失效會(huì)引起嚴(yán)重后果設(shè)備或人身事故，或因減速器失效，會(huì)給社會(huì)生產(chǎn)造成損失，如動(dòng)力廠用減速器1.92.1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/%10080604020減速器不附加外冷卻裝置101.121.181.301.511.93201.01.061.161.351.78300.890.931.021.331.52400.750.870.901.011.34500.630.670.

55、730.851.122.7 制動(dòng)力矩的計(jì)算及制動(dòng)器的選擇根據(jù)帶式輸送機(jī)技術(shù)要求制動(dòng)裝置產(chǎn)生的制動(dòng)力矩不得小于該輸送機(jī)所需制動(dòng)力矩的1.5倍以上。制動(dòng)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(tái)驅(qū)動(dòng)裝置制動(dòng)力為6463Nm.查DT設(shè)計(jì)選用手冊(cè)（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(dòng)器主要參數(shù)型號(hào)最大制動(dòng)力矩 kN.m質(zhì)量 kg電機(jī)功率 wKZP-1000/YZ-4019.653615502.8 聯(lián)軸器的選擇驅(qū)動(dòng)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(dòng)機(jī)與減速器之間和減速器與傳動(dòng)滾筒之間。常見的高速軸聯(lián)軸器有尼龍

56、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DT設(shè)計(jì)選用手冊(cè)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(hào)公稱扭矩NM許用轉(zhuǎn)速r/m軸孔直徑mm轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Kgm2質(zhì) 量kgML811202900759.2225.7ZL71000029001100.38756.4772.9 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(zhǎng)度Ld其中 L輸送機(jī)長(zhǎng)度，m；D、D1、D2、D3驅(qū)動(dòng)滾筒及主要改向滾筒直徑，m；A接頭長(zhǎng)度，取接頭長(zhǎng)度2m；N接頭數(shù)目，按每100m一個(gè)接頭；Lr輸送帶在其他方面增加的長(zhǎng)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(zhǎng)度應(yīng)該具有足夠的備用，所以建議購(gòu)買1800m。計(jì)算拉緊行程 式（2.21）式中 DL拉緊行程， L輸送帶長(zhǎng)度， B帶寬， K伸