可伸缩带式输送机的设计

摘 要带式输送机是使用最普遍的一种输送机。与其他类型的输送机相比，具有优良的性能。在连续装载的情况下能连续运输，生产率高，运行平稳可靠，输送均匀，工作过程中噪声小，结构简单，能量消耗小，运行维护费用低，维修方便，易于实现自动控制及远程操作等优点。本文首先针对带式输送机作了简单的概述，分析了带式输送机的选型原则及计算方法，根据这些设计准则与计算方法按照给定参数要求进行选型设计，对所选择的输送机各主要零部件进行校核。并对 CST 可控驱动装置，带跑偏做了一定的设计以及断带保护装置的设计选型安装。最后简述输送机的安装与维护。目前，胶带输送机正朝着长距离，大运量，高速度，低摩擦的方向发展，例如气垫式胶带输送机等。在胶带输送机的设计、制造以及应用方面,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距,国内在设计制造带式输送机过程中存在着很多不足。本次毕业设计是关于煤矿用可伸缩带式输送机的设计,仅代表了设计的一般过程, 对今后的设计选型工作有一定的参考价值。关键词：可伸缩带式输送机；设计选型；主要零部件AbstractBelt is the most common form of conveyor.And compared to other types of conveyor, with excellent performance.In the case of continuous loading for continuous transport, high productivity, stable and reliable delivery uniform, work and the process noise, simple structure, energy consumption, low operation and maintenance costs, easy maintenance, easy to realize automatic control and remote operation, etc.This paper briefly outlined for the belt, the principle of selection of the belt conveyor and method of calculation.Based on these design criteria and calculation of parameters in accordance with the requirements of a given type design, the choice of the major components for conveyor check.Controlled drive and CST, with deviation to do some belt protection device design and selection of installation design.Finally brief conveyor installation and maintenance.Currently, the belt conveyor is moving long distance, large capacity, high speed, low friction direction, such as air cushion belt conveyor and so on.In the belt conveyor design, manufacture and application, the current compared with foreign advanced level in China is still a wide gap between the domestic process in the design and manufacture of belt conveyor there is much to be desired.The graduation project is about the retractable belt conveyor for coal mine design, only represent the general design process, design and selection of future work of a certain reference value.Keyword:Retractable belt conveyor; type design; the main components目 录1 绪 论 .11.1 引言 .11.2 带式输送机工作原理结构简述 .11.3 可伸缩带式输送机的型号含义和主要特点 .21.3.1 可伸缩带式输送机的型号含义 .21.3.2 可伸缩带式输送机的主要特点 .21.3.3 传动装置 .31.3.4 储带装置 .31.3.5 张紧装置 .41.3.6 机身部 .41.3.7 机尾 .41.4 可伸缩带式输送机工作原理 .41.5 带式输送机的发展及现状 .52 方案的论证 .62.1 方案的确定 .62.2 布置形式 .83 可伸缩带式输送机的设计计算 .93.1 计算标准、符号和单位 .93.2 原始参数和工作条件 .93.2 .1 输送带宽度的校核： .103.2.2 选择的原则 .113.3 圆周驱动力的计算 .113.3.1 传动滚筒上所需圆周驱动力的计算 .113.3.2 主要阻力计算 .123.3.3 附加阻力 .133.3.4 特种主要阻力计算 .133.3.5 特种附加阻力计算 .143.3.6 倾斜阻力计算 .143.3.7 圆周驱动力 .143.4 传动功率的计算 .143.4.1 传动滚筒的轴功率 .153.4.2 电机功率计算及选型 .153.5 胶带张力计算 .153.5.1 输送带最小张力校核如下： .153.5.2 按输送带允许最大下垂度计算最小张力 .153.5.3 按输送带工作时不打滑需保持最小张力校核 .163.5.4 输送带安全系数校核 .173.6 各特性点张力的计算 .173.6.1 运行阻力的计算 .173.6.2 驱动滚筒合张力计算 .183.6.3 逆止力计算 .193.7 传动滚筒设计选型 .193.7.1 传动滚筒的作用及类型 .193.7.2 传动滚筒的选型 .203.7.3 传动滚筒结构 .203.7.4 传动滚筒的最大扭矩计算 .213.8 拉紧力和拉紧行程计算 .213.9 液力偶合器及联轴器选型 .223.10 减速器设计 .223.10.1 减速器 传动方案及传动件设计计算 .223.10.2 齿轮设计计算 .233.10.3 轴的设计计算 .353.11 减速器箱体的结构设计 .393.12 轴承的校核 .403.13 键的选择及校核 .423.14 减速器附件的设计 .424 部件选型设计 .434.1 改向滚筒 .434.2 托辊 .434.2.1 托辊的作用与类型 .434.2.2 托辊的选型 .464.3 CST 可控驱动装置以及断带抓捕装置 .494.4 机架 .514.5 头部漏斗 .514.6 托辊的校核 .524.7 制动装置 .544.7.1 制动装置的作用 .544.7.2 制动装置的种类 .544.7.3 制动装置的选型 .554.8 拉紧装置 .564.8.1 拉紧装置作用 .564.8.2 拉紧装置类型 .564.8.3 新型液压张紧装置 .564.8.4 液压传动的特点 .574.8.5 拉紧装置在过渡工况下的工作特点 .574.8.6 拉紧装置布置时应遵循的原则 .574.9 给料装置 .584.9.1 对给料装置的基本要求 .584.9.2 装料段拦板的布置及尺寸 .584.9.3 装料点的缓冲布置 .594.10 清扫装置 .594.10.1 篦子式刮板清扫装置 .594.10.2 输送机式刮板清扫装置 .604.10.3 刷式清扫装置 .604.10.4 联合清扫装置 .614.10.5 清扫装置的种类及应用情况分析 .625 可伸缩胶带输送机的安装、操作和维护 .655.1 安装前的准备工作 .655.2 落地架式可伸缩胶带输送机的安装 .655.3 可伸缩胶带输送机的加载运转 .665.4 带式输送机的操作规程 .675.5 带式输送机的维护 .685.5.1 输送带跑偏原因及调整方法 .685.5.2 可伸缩带式输送机常见故障及处理方法 .696 结论 .717 参考文献： .728 英文原文 .739 中文译文 .7610 致 谢 .801 绪 论1.1 引言带式输送机又称胶带输送机，俗称“皮带输送机” 。是由输送带承载兼做牵引机构的连续运输设备，在冶金、采矿、动力、建材等重工业部门及交通运输部门中主要用来运送大量散状货物，如矿石、煤、砂等粉块状物和包装好的成件物品等。带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备相比，它运输能力大、工作阻力小、耗电量低、运输过程中抛撤煤炭少、破碎性也小，因而降低了煤尘和损耗。可伸缩带式输送机是为适应综合机械化采煤工作面高速作业、快速推进而迅速发展起来的。其适应综采工作面对走向长度大、推进速度快的要求。它能够伸缩自如，减少了设备拆移次数并为采煤工作面快速推进赢得了时间，使采煤机生产能力的提高得到有力的保障，不但是综采工作面下巷道的主要运输设备，而且是井山、下山、运输大巷、副井运煤的主要设备。它的使用也标志着矿井现代化水平的提高。不仅具有长距离、大运量、连续输送等优点，而且运行可靠,易于实现自动化、集中化控制，显示它特有的经济合理性。1.2 带式输送机工作原理结构简述胶带用硫化方式连接起来行程一个无极的环形带，如图 1-1 所示带绕经主动滚筒和拉紧滚筒用上托辊和下托辊支撑着，用拉紧滚筒将胶带拉紧，达到所需要的张力。当主动滚筒被电机带动旋转时，靠主动滚筒与胶带之间产生的摩擦力带动胶带连续运动。装到胶带上的货载经漏斗漏下，运送到卸载滚筒处卸载。1-主动滚筒 ；2-胶带；3-上托辊；4-缓冲托辊； 5-漏斗；6-倒料挡板；7-拉紧滚筒；8-拉紧装置；9-尾架；10-空段清扫器；11-下托辊； 12-中间架；13-头架；14-弹簧清扫器；15-头罩；16-电动机；17-液力偶合器；18-制动器； 19-减速器；20-联轴器图 1-1 带式输送机组成示意图 带式输送机可用于水平或倾斜运输，但倾角受物料特性限制。在通常情况下，倾斜向上运输时的倾角不超过 18，向下运输不超过 15。带式输送机不宜运送有棱角的货物，因为有棱角的物料易损坏输送带，降低带式输送机的使用寿命。带式输送机的运输能力大，运行阻力小，运输过程中物料一般不会破碎，因而特别适合输送散料货物。近年来的大型带式输送机得到了更迅猛发展，从运输量、运输距离和经济效益等方面，已经形成了与汽车相抗衡的局面。带式输送机具有结构简单、输送物料范围广泛、输送量大、输送距离长、对线路适应性强、装卸物料方便、可靠性高、运营费低、基建投资省、效率高、应用领域广阔、市场巨大等一系列优点，使其在国内外获得了大力发展。选择带式输送机这种通用机械的设计作为毕业设计的选题，能让我更好的去认识它、并去了解掌握它，培养我们独立解决实际问题能力的同时，为以后的工作需要打下坚实基础。这次毕业设计也是我们对所学基本理论知识和专业知识的综合应用，使我们的设计、计算、绘图等能力得到了全面的训练，让我们所学的知识得到了更进一步的升华。1.3 可伸缩带式输送机的型号含义和主要特点1.3.1 可伸缩带式输送机的型号含义如图 1-2：图 1-2 带式输送机名称介绍1.3.2 可伸缩带式输送机的主要特点带式输送运行速度高、运输能力大，且工作阻力小、耗电量低的特点。同样的运输条件和距离，带式输送机使用的台数少，中间转载次数也少，故能节省设备和人力。其主要特点如下：1）本机符合井下矿用带式输送机系列 MT820 1999 和 MT901 2000 标准，并尽可能地采用了通用固定带式输送机系列的有关标准，本机所用的传动滚筒，改向滚筒，下托辊，清扫器等与标准带式输送机尺寸规格相同，以达通用互换的目的，而减速器等传动部件与不同规格的刮板输送机基本通用，因而“三化程度高” 。2）机头传动装置采用墙板式机架结构，传动部件侧帮固定，具有结构紧凑，安装断面小，刚性强，拆装方便等优点。3）机身为无螺栓连接的钢架落地式，具有结构简单，拆装方便，劳动强度低，伸缩迅速等特点。4）张紧输送带及收放输送带采用电动绞车和液压自动张紧装置，操作简便、省力、张紧可靠。5）托辊为仿西德结构，采用铸铁轴承座，迷宫式尼龙密封件，密封可靠，转动灵活，使用寿命长。6）传动滚筒外层包胶，可提高输送带与滚筒的摩擦系数，对防止打滑，减小初张力，具有较好的效果。可伸缩带式输送机结构与普通带式输送机相比多了储带装置，收放输送带装置，其他基本相同。1.3.3 传动装置机头传动装置主要由电功机、联轴器、减速器、主、副传动滚筒、联动齿轮和传动架等组成。主、副传动滚筒由一台异步防爆型电动机通过联轴器和减速器带动。在联轴器保护罩的两端装有连接法兰，电动机输出轴端的外壳上及减速器输入轴端的外壳上也有相应的连接法兰，通过连接法兰，用螺栓将三者紧紧连成一体，组成带式输送机的传动装置。其特点是结构紧凑，便于安装和运输，特别是便于相互对准找正，以提高安装质量，使输送机运转平稳。整个传动装置通过减速器外壳用螺栓固定在机头架的侧板上。减速器采用三级齿轮传动。第一级为螺旋伞齿轮，第二级为斜齿圆柱齿轮，第三级为斜齿圆柱齿轮。传动滚筒为焊接结构，主轴采用键和螺栓与卷筒连接，滚筒一侧的连接轮壳在装配后与卷筒辐板焊接，故滚筒受力情况好，又保证装拆方便。为了增加带在传动滚筒上的围包角，可伸缩带式输送机采用双滚筒传动。采用双滚筒传动时，可以单电机驱动，也可以双电机驱动。当用一台电动机驱动时，需在机头架另一例的主、副滚筒上安装一对大小相同、齿数相等的联动齿轮。当电动机起动后，通过联轴器、减速器和联动齿轮同时传动主、副滚筒，驱动带式运行。若用两台电动机分别驱动主副滚筒，一般不加联动齿轮。但是在本设计传动装置中，由于系统运输量大，用两台电机就可以满足功率需求。单电机驱动既有缺点，也有优点。优点是设备制造简单，电控设备少，便于维护运转；缺点是随着运输距离的缩短，将形成大马拉小车，电动机运行功率因数降低的状况。传动滚筒是带式输送机传递牵引力、驱动带式运行的主要部件。滚筒表面型式有光面、包胶和铸胶之分。在功率不大、不潮湿的情况下，可采用光面滚筒；在环境潮湿、大功率、易打滑的条件下，宜采用胶面滚筒，以提高输送机的牵引力；铸胶滚筒胶厚耐磨，有条件时应尽量采用。滚筒的外形可以做成圆筒形的，也可以做成中间大、两头小的双锥形，其锥度一般为 1:100。后者用以防止带式跑偏。卸载端是由在机头最前部的伸出架和安装在伸出架上的卸载滚筒组成，卸载滚筒安装的轴线位置可以调节，以防输送带在机头部跑偏。卸载端的后部还装有一个改向滚筒，以改变输送带运行方向。改向滚筒的轴线位置均可调节。以防输送带跑偏，同时，每个改向滚筒都配有刮煤板，可将滚筒表面的碎煤、粉煤刮下。头部清扫器分重锤清扫器和犁式清扫器二道，以清扫输送带正反面的粘煤。1.3.4 储带装置储带装置由储带转向架、储带仓架、支承小车和张紧车等组成。(1)储带转向架、储带仓架为焊接结构，彼此用螺拴连接，组成了储带装置框架。在储带转向架内装有两个直径为 315 的改向滚筒与张紧车上两个直径为 315 一起供输送带在储带装置中往返导向。框架的上方及下部分别安装有槽形托辊和下托辊，以支承上、下输送带。在储带仓架内设有轨道，供支承小车和张紧车行走。(2)支承小车由托辊、支架和车轮等组成，其作用是支承储藏部分的输送带，使其悬垂度不致过大。二个支承小车应基本上等距离的分布在张紧车和储带转向架之间，因此当张紧车移动后，需要通过人力调整支承小车位置。(3)张紧车由车架、车轮、滑转组和改向滚筒等组成。张紧绞车通过钢丝绳、滑轮组牵引张紧车在轨道上行走，从而达到储进和放出输送带的作用，并使输送带得到适当的张紧度。滑轮组由滑轮架和四个滑轮组成，它通过一销轴铰接在车架上，使作用在四个滑轮上的牵引力，通过销轴作用于张紧车中心，对防止改向滚筒的输送带跑偏有较好的效果，为防止张紧车掉轨，在车上还装有四个止爬钩。1.3.5 张紧装置由框架、滑轮组、液压系统和固定滑轮架等组成。自动张紧装置是一种在输送机工作过程中能按一定的要求自动调节拉紧力的张紧装置，在现代化距离带式输送机中使用较多，它能使输送带具有合理的张力，自动补偿输送带的弹性变形和塑性变形，是一种理想的张紧装置。常见的自动张紧装置有自动绞车张紧装置和全自动液压张紧装置，输送带的初张力能力张紧绞车人为调节，应保证足够的初张力来防止输送带在传动滚筒表面打滑，但初张力过大，致使输送带最小张力无谓的增大，也是不宜的。1.3.6 机身部由“H”型支架、钢管上下托辊组成，是输送机的可伸缩部分。钢管作为可拆卸部分搭在 H 型支架的管座中。用弹簧销固定，下托辊搭苍型支架上，上托辊为槽形托辊，通过抓爪支承在钢管上。1.3.7 机尾 由支座、导轨、滚筒座、缓冲托辊、清扫器等组成。几种不同形式的导轨与支座、滚筒固定，组成了五节机尾骨架，彼此又用圆柱销连接成为一整体，可供转载机在上面行走。机尾滚筒安装在滚筒座上，其轴线位置可调，并配有刮煤板。机尾的前后端都可装移动机尾用的滑轮，供移动机尾用，移动机尾用回柱绞车牵引。1.4 可伸缩带式输送机工作原理在综合机械化采煤工作中，由于工作面向前推进的速度较快，而拆移顺槽中运输设备的次数和花费的时间在总生产时间中所占的比重较大，影响了采煤生产能力的进一步提高，所以要求顺槽运输设备能够比较灵活地伸长或缩短。可伸缩带式输送机是供顺槽运输的专用设备。由工作面输送机运来的煤，经顺槽桥式转载机卸装到可伸缩带式输送机上，由它把煤从顺槽运到上、下山或装车站的煤仓中。可伸缩带式输送机机身长度可根据工作需要不断伸长或逐渐缩短，其最大伸长量不应超过电动机的额定功率所允许的长度；最小缩短量，可以缩至机身不能再缩为止。和普通带式输送机相比，增加了一个储带仓、一套储带装置和机尾牵引机构。可伸缩带式输送机是根据挠性体摩擦传动的原理，靠输送带与传动滚筒之间的摩擦力来驱动带式运行，完成运输作业的，其工作原理如图 1-3 所示。输送带 6 绕过传动装置 2 的滚筒，经储带装置 3 的滚筒至机尾 8 的滚筒，形成无级环形带。输送带均支承在托辊上。储带装置拉紧车把工作输送带张紧，使输送带在工作中与传动滚筒产生摩擦力。输送机的伸缩是利用带在储带仓内的多次折返和收放来实现的。当拉紧装置 4 拉着储带仓内的活动滚筒向机尾方向移动时，带式进入储带仓内，此时机尾在绞车的牵引下回缩，使整个输送机缩短，反之，则使整个输送机伸长。1-卸载端；2-传动装置；3-固定装置；4-储带装置；5-活动小车及活动滚筒；6-拉紧装置；7-输送带；8-输送带收放装置；9-机尾牵引装置；10-机尾 图 1-3 可伸缩带式输送机的工作原理 随着机械化和综合机械化采煤工作面产量的不断提高，带式输送机将逐渐成为煤矿生产中的一种主要运输设备。特别是近10年，长距离、大运量、高速度的带式输送机的出现，使其在矿山建设的井下巷道、矿井地表运输系统及露天采矿场、选矿厂中的应用又得到进一步推广。1.5 带式输送机的发展及现状带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备相比，具有输送距离长、运量大、连续运输等优点，而且运行可靠、易于实现自动化和集中化控制，尤其对高产高效矿井，带式输送已成为煤炭开采机电一体化技术与装备的关键设备，随着我国高产高效矿井的出现，原有的带式输送机无论是主参数还是运行性能都已不能满足要求，必须向长距离、高带速、大运量、大功率的大型化方向发展，并要改善和提高运行性能，确保安全可靠。（1）国外带式输送机技术的现状 国外带式输送机技术的发展很快，其主要表现在 2 个方面:一方面是带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带式输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型;另一方面是带式输送机本身的技术与装备有了巨大的发展，尤其是长距离、大运量、高带速等大型带式输送机已成为发展的主要方向，其核心技术是开发应用了带式输送机动态分析与监控技术，提高了带式输送机的运行性能和可靠性。（2）国内带式输送机技术的现状我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。在“八五”期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实