毕业设计（论文）-皮带运输机设计

1、毕业设计（论文）-皮带运输机设计 摘 要目 录I1 绪 论111带式输送机的技术发展112带式输送机工作原理413常用带式输送机类型与特点52 带式输送机施工设计921概述922基本参数的选择确定1123驱动装置及其布置3124清扫装置3525制动装置3626交流变频技术373 带式输送机电控装置4331可编程控制器PLC原理及应用4332控制装置的功能及工作原理524 带式输送机的安装与维护6241带式输送机的安装规范6242带式输送机的维修635 结论66参考文献67致 谢681 绪 论输送机是在一定的线路上连续输送物料的物料搬运机械又称连续输送机输送机可进行水平倾斜和垂直输送也可组成空间

2、输送线路输送线路一般是固定的输送机输送能力大运距长还可在输送过程中同时完成若干工艺操作所以应用十分广泛可以单台输送也可多台组成或与其他输送设备组成水平或倾斜的输送系统以满足不同布置形式的作业线带式输送机是输送能力最大的连续输送机械之一其结构简单运行平稳运转可靠能耗低对环境污染小便于集中控制和实现自动化管理维护方便它是运输成件货物与散装物料的理想工具因此被广泛用于国民经济各部门尤其在矿山用量最多规格最大11带式输送机的技术发展中国古代的高转筒车和提水的翻车是现代斗式提升机和刮板输送机的雏形17世纪中开始应用架输送散状物料19世纪中叶各种现代结构的输送机相继出现1868年在英出现了带式输送机188

3、7年在美国出现了螺旋输送机1905年在瑞士出现了钢带式输送机1906年在英国和德国出现了惯性输送机此后输送机受到机械制造电机化工和冶金工业技术进步的影响不断完善逐步由完成车间内部的输送发展到完成在企业内部企业之间甚至城市之间的物料搬运成为物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分1880年德国LMG公司设计了一台链斗挖掘机其尾部带一条蒸气机驱动的带式输送机1896年美国纽约颁布了鲁宾斯为带式输送机的发明人20世纪30年代随着德国褐煤露天矿连续开采工艺的发展带式输送机也随之得到迅速地发展二次大战前德国褐煤露天矿已出现16m带宽的带式输送机50年代开发出的钢绳芯输送带为带式输送机长距离化和大型化

4、创造了条件前西德为了摆脱石油危机带来的影响开发了年产40005000万t的褐煤露天矿并在5060年代为日10万方的斗轮挖掘机开发了配套的30m带宽的带式输送机带速为68ms后经科研开发将带速提高到75ms使com但运量仍保持375万th单条带式输送机的装机容量为6×2000kW是当今运量最大的带式输送机70年代开始西方各国推广斜井带式输送机德国鲁尔区Hansel-Prosper煤矿使用了当今规格最大的斜井带式输送机其带宽为14m带速为55ms带强为st7500Nmm整机传动功率为2×3100kW同步电机电机转子直接固定在滚筒轴上从而省去了减速器同步机用交直交变频装置调速起制

5、动过程非常平稳起动时间可达140s制动时间达40s输送带保证寿命达20年该机上下分支输送带都运送物料向上运煤1800th下分支向下运矸石1000th提高高度达700余米经过一百年的发展带式输送机已成为一个庞大的家族不再是常规的开式槽型或直线布置的带式输送机而是针对生产需求设计出各种各样的特种带式输送机例如弯曲型线摩擦型大倾角型可伸缩型吊挂型管式吊挂管式波纹挡边式气垫式压带式钢丝绳牵引式和钢带式等带式输送机它们各有自己的独特优点适用于某些特殊场合例如管式和吊挂式输送机因其密封性好适用于有环保要求或物料不应受外界环境影响的场合波纹挡边带式输送机可以做大倾角甚至垂直提升因而在卸船和 竖井提升中得到应

6、用压带式大倾角带式输送机于50年代在下挖式斗轮挖掘机上广泛应用倾角可达35o从而缩短斗轮臂架长度目前国内外带式输送机正朝着长距离高速度和大运量方向发展单机运距已达304km多机串联运距最长达208km由17条带式输送机组成最宽的带式输送机带宽为4m最大运输能力已达到375万th最高带速达到15ms单条带式输送机的装机功率达到6×2000kW我国生产的带式输送机最大带宽已达到2m带速已达到2 ms设计运输能力已达到52万th最大运距为37km带式输送机的运输能力和输送距离是所有其他输送设备无法比拟的因此世界各国都在不断地努力发展和完善带式输送机技术努力的方向着重于提高带速它是提高输送能

7、力和节省投资的有效途径提高各部件的可靠性也包括输送带的可靠性往往一个部件的失灵会影响整机乃至整个系统的停顿努力减少维护工作量或取消日常维护工作因带式输送机分布在几百米甚至几千米的运输线路上很难实现有效的维护保养工作节能研究带式输送机本身是输送机中耗能最省的但在大型矿山冶金电力和专用港口等企业中带式输送机用量很大成为企业中的一个耗能大部门因而进一步的节能研究具有重要意义例如功率计算中的阻力确定加大张力和托辊直径以及改进输送带结构与配方降低在运行阻力中占最大比重的压陷阻力西方一些国家为适应金属露天矿型化的需要正努力解决输送机输送金属矿石及其围岩的问题以求用带式输送机替代昂贵的汽车运输对大中型带式输

8、送机采用动态设计方法通常采用的静态设计方法没有考虑输送带的粘弹性问题因而输送机的起动与制动过程中会在输送带中产生冲击波冲击波引起的输送带动张力要比正常运行的最大张力大10多倍它直接关系着输送带的强度接头强度滚筒传动装置和联接件的设计强度然而研究可控的起动装置和制动装置来减小动张力便成为动态设计的根本所在12 带式输送机工作原理带式输送机是依靠驱动滚筒与输送带之间的摩擦将牵引是以挠性体与圆柱体之间的摩擦理论为基础的这个理论用著名的欧拉公式表达图11如图所示的带式输送机输送带在驱动滚筒的围包角为驱动滚筒以图标方向运动设输送带在与驱动滚筒相遇点4处的张力为分离点的张力为据欧拉公式当驱动滚筒与输送带之

9、间不打滑时两力有如下关系 11 式中 滚筒与输送带间的摩擦系数 e自然对数的底这个公式表示当输送带在分离点1的张力为时由于滚筒与输送带间相遇点需要的张力大于驱动滚筒将因摩擦力不够而在输送带上空转为明确表示上述极限关系将上式改成 12 输送带两端的张力差就是驱动滚筒圆周上的牵引力根据欧拉公式驱动滚筒能够传递给输送带的最大摩擦牵引力为 13 在实际应用中为使带式输送机安全可靠的运行应给摩擦牵引力留有一定的余量实际许用的摩擦牵引力为 14 据此求得输送带在驱动滚筒相遇点的许用张力 15 n摩擦力备用系数一般取n 11120为提高摩擦驱动所能传递的牵引力可以从如下三个方面着手增大输送带在驱动滚筒分离点

10、上的张力但采用这个方法会使输送带所收的最大张力也增大若大幅增加需要选用高一级强度的输送带这是不利的因此这种办法只能在实际运转中因某种原因出现驱动滚筒打滑时采用增大围包角但滚筒驱动输送带在驱动滚筒上的围包角为200°230°采用双滚筒驱动围包角可达450°480°增大摩擦系数将驱动滚筒表面包一层摩擦系数高的材料13常用带式输送机类型与特点带式输送机的种类很多具有牵引件的输送机一般包括牵引件承载构件驱动装置张紧装置改向装置和支承件等牵引件用以传递牵引力可采用输送带牵引链或钢丝绳承载构件用以承放物料有料斗托架或吊具等驱动装置给输送机以动力一般由电动机减速器和制

11、动器 停止器 等组成张紧装置一般有螺杆式和重锤式两种可使牵引件保持一定的张力和垂度以保证输送机正常运转支承件用以承托牵引件或承载构件可采用托辊滚轮等 具有牵引件的输送机的结构特点是被运送物料装在与牵引件连结在一起的承载构件内或直接装在牵引件 如输送带 上牵引件绕过各滚筒或链轮首尾相连形成包括运送物料的有载分支和不运送物料的无载分支的闭合环路利用牵引件的连续运动输送物料com式输送机DT通用带式输送机是一种固定式带式输送机其特点式托辊安装在固定的机架上由型钢做成的机架固定在底板或地基上整个机身成刚性结构因此它广泛用于要求设备服务年限长地基平整稳定的场合例如煤矿地面生产系统洗煤厂井下主要运输大巷港

12、口发电厂等生长地点该种输送机应用十分普遍现已形成系列产品如TD62TD75DT等com带式输送机芯带式输送机在结构形式上相同于通用带式输送机只是输送带由织物芯带改为钢丝绳芯带因此它是一种强力型带式输送机具有输送距离长运输能力大运行速度高输送带成槽性好和寿命长等优点但其最大缺点是因钢绳芯输送带的芯体无横丝故横向强度低易造成纵向撕裂在大型矿井的主要平巷斜井和地面生产系统往往会遇到大运量长距离情况如果采用普通型带式输送机运输由于受到输送带强度的限制而只能采用多台串联运行方式这就造成了设备数量多物料转载次数多因而带来设备投资高运转效率低事故率升高粉比重上升以及维护人员增多等后果采用钢绳芯带式输送机可以

13、有效地解决这类问题该种带式输送机已经定型成DX系列com式输送机DY移动带式输送机是一种按整机设计并且整机可在不同地点使用的带式输送机按移动的方式不同又可分为移动式与携带式带式输送机前者是靠轮子履带或滑撬移动的带式输送机后者是可用人力或机械从一个位置抬到另一个位置的带式输送机主要用作短距离输送或转载如煤场码头仓库等场所com送机DG 钢带输送机的输送带是一薄的挠性钢带其耐热性比常规输送带好得多因此它已在食品工业中得到应用但钢带的成槽性差滚筒传递扭矩很有限因而不适用于长距离输送com机DW带输送机的输送带是一挠性网带在技术性能上与钢带输送机相似主要用于轻工业和有特殊要求的场合com带式输送机钢绳

14、牵引带式输送机从1951年起在英语国家得到应用它的优点在于牵引体与承载体是分开的可以跨越长距离和大高差但缺点是输送带成槽性差影响输送截面积钢丝绳裸露在外不易防腐蚀维护费用高因此国外一些国家不提倡使用我国自1967年起在煤矿开始使用但总体用量不高根据研究表明当输送量超过500th运距超过25km时钢绳牵引带式输送机的基建投资和运费将少于钢绳芯带式输送机即运距越长越有利com式输送机带式输送机在此称之为主机某位置的输送带下面加装一台或几台短的带式输送机称之为辅机主带借助重力或弹性力压在辅机的带子辅带上辅带可以通过摩擦力驱动主带这样主带张力便可以大大降低而实现低强度带完成长距离或大运量输送com式输

15、送机普通带式输送机的输送倾角超过临界角度时物料将沿输送带下滑各种物料所允许的最大上运倾角见表11大倾角带式输送机可以减小输送距离降低巷道开拓量减少设备投资在露天矿它可以直接安装在非工作边坡节省大量土方工程和投资表11 带式输送机的最大倾角物料名称最大倾角物料名称最大倾角块煤18o湿精矿20o原煤20o干精矿18o谷物18o筛分后石灰石12o025mm焦炭18o干砂15o030mm焦炭20o湿砂23o0350mm焦炭16o盐20o0120mm矿石18o水泥20o060mm矿石20o块状干粘土15o18o4080mm油母页岩18o粉状干粘土22o干松泥土20ocom式输送机 圆管式带式输送机是用托

16、辊把输送带逼成管形物料形成封闭运输减少了环境污染并能任意转变和提高输送倾角它适用于有环保要求或物料不受外界环境影响的场合如水泥粉煤谷物等物料的输送2 带式输送机施工设计21概述带式输送机的设计通常包含初步设计和施工设计两个方面的内容前者主要是通过理论上的分析计算选出满足生产要求的输送机各部件确定合理的运行参数或者对确定的部件参数进行验算并完成输送线路的宏观设计后者主要是根据初步设计完成输送机的安装布置图com 设计原始料原始条件 设计运输能力Q 00th 带速V 25ms 输送倾角° 原煤松散密度1tm3 原煤最大块度450mm 动煤堆积角30°运输距离30m 供电电压66

17、0V1140V技术要求电控装置有本安型操作台隔爆兼本安型控制箱和各种传感器三部分组成本安型操作台具有输送带运行速度电机电流等主要参数的运行状态显示和输送机故障指示电控装置控制核心采用可编程序控制器PLC具有手动自动及检修三种工作方式电控装置具有沿线通话和起车预警功能电控箱和操作台及配套传感器应具备防爆合格证以及MA标志系统应具有的保护功能跑偏保护 跑偏开关机头中间机尾各一对停保护 停保护传感器每隔100米设置一只防纵撕保护 在机尾落煤附近设一套烟雾保护 在机头集中驱动处设置烟雾传感器煤位保护 在机头设低煤位报警和高煤位停车保护超温保护 烟雾保护和自动洒水装置速度保护 分别在输送带空段设置高速传

18、感器以检测带速进行速度保护打滑和超速保护电控装置具有后台设备连锁功能两字省略单筒com送机机型的选择在给定工作条件下带式输送机选型设计计算合理与否关系到其能否高效安全可靠地完成生产运输的问题一般来说尽管带式输送机的类型众多但选型设计不外乎两种情况一种是成套供应的设备或对已有设备的计算如矿用吊挂式可伸缩带式输送机功率输送带强度和主要部件是否满足要求另一种是对通用设备TD75DT和DX系列输送机的选型设计需要通过计算从一系列部件中选择合适的具体部件如滚筒输送带托辊和驱动装置等最后组装成满足具体生产条件下的通用带式输送机根据已知的原始资料分析得本机不适合整机定型带式输送机因此采用非整机定型的输送机且

19、用单机输送因此由于本设计的运量大带较长采用通用带式输送机22基本参数的选com类型的确定输送带是输送机的重要部件要求它具有较高的强度和较好的挠性其价格比较昂贵约占输送机总成本的2550在类型确定上需考虑以下几点煤矿井下必须使用阻燃输送带并且尽量选用橡胶贴面其次为橡塑贴面和塑料贴面的阻燃输送带在同等条件下优先选择分层带其次整体带芯带和钢绳芯带优先选用尼龙维尼龙帆布层带因在同样抗拉强度下上述材料比棉帆布带体轻带薄柔软成槽性好耐水和耐腐蚀覆盖胶的厚度主要取决于被运物料的种类和特性给料冲击的大小带速与机长 根据原始资料和上述选择要求选择NN型尼龙芯带型号是NN300的4层尼龙芯带上胶厚度为30 mm下

20、胶带厚度为15 mm其带芯强度为300N mm输送带的每层质量为142 kgm每毫米厚胶带质量119 kgm每米长质量 覆盖层厚度mm×119层数×K×带宽m 21com带宽的确定1满足设计运输能力的带宽 式中 设计运输能力th 满足设计运输能力的输送带宽度m 物料断面系数见表21 输送带运行速度ms 物料的散状密度tm倾角系数见表22 本设计运量比较大所以选择槽形带由物料断面系数表21选择K 458由倾角系数表22选择 1物料散状密度 1t带速 25ms运量 1000th根据经验取动堆积角 30° mm表22 物料断面系数动堆积角10°20&

21、#176;25°30°°K槽型316385422458496平型67135172209247表23 倾角系数输送倾角03°5°10°15°20°c10990950890812满足物料块度条件的宽度 对于筛分过的物料 33 200 对于未筛分过的物料 2 200式中 物料平均块度的长尺寸mm 物料中最大块度的长尺寸mm 满足块度条件的输送宽度mm根据和带型从相应的规格表中选取标准带宽的输送带物料的最大块度 450mm 2450200 1100mm所以条件所给的带宽1200mmcom路初步设计 线路初步设计的任务是根据

22、使用地点的具体情况用户要求或输送机类型情况进行输送机的整体布置主要内容包括驱动装置的型式数量和安装位置的确定拉紧装置的形式和安装位置的确定机头机尾布置装卸位置及形式清扫装置的类型及位置的确定等方案一 方案二图21输送线方案一选用DT带式输送机输送带为钢丝绳芯阻燃输送带单滚筒单电动机头部驱动方案二选用DT带式输送机输送带为NN300阻燃带单滚筒双电动机头部驱动方案一与方案二比较方案一采用钢丝绳芯阻燃输送带抗拉强度高成槽性好但抗纵向撕裂能力差价格高单滚筒单电动机头部驱动电动机功率大方案二采用输送带为NN00阻燃带抗拉强度底纵向抗拉高价格低单滚筒双电动机头部驱动电动机功率低驱动装置要求数量多输送带型

23、号拉紧所需电动机功率方案一ST1250头部单滚筒驱动液压自动拉紧280KW变频启动方案二NN-300头部单滚筒驱动液压自动拉紧2×132KW变频启动 综上所述方案二结构布置结构简单经济合理方便检修维护能完成设计要求的输最后根据这些内容画出输送机的布置简图输送带线质量当输送带选定后由公式21计算出输送带每米长的质量即线质量 覆盖层厚度mm×12层数×K×带宽m 图输送线路初步设计 45×1194×142×12 13 kgm物料线质量 已知设计运输能力 1000th输送带运行速度 25ms时物料线质量 kgmcom选择 托辊是用

24、来支承输送带和输送带上的物料减少输送带的运行阻力保证输送带的垂度不超过技术规定使输送带沿预定的方向平稳地运行带式输送机上的主要部件是托辊其成本占输送机总成本的2530总重约占总机重量的3040它是日常主要管理维护和更换的对象因此它的可靠性和寿命决定着输送机的功效托辊使用寿命短会增加输送机的维修费用转动不灵活会增加输送机的功耗堵转的托辊会磨损昂贵的输送带甚至可导致矿井瓦斯煤尘爆炸的严重事故通常托辊的预期使用寿命大约在25万但在恶劣的工作条件下如煤矿井下工作它的实际使用寿命低于预期的使用寿命托辊按其用途的不同主要分为承载托辊又称上托辊回程托辊又称下托辊缓冲托辊与调心托辊托辊的结构与具体布置形式主要

25、决定于输送机的类型与所运物料的性质承载托辊安装在有载分支上以支承输送带与物料在生产实践中要求它能根据所输送物料性质的不同使输送带的承载断面的形状有相应的变化例如运送散状物料为了提高生产率和防止物料的撒落通常采用槽形托辊槽形托辊一般由3个或3个以上托辊组成目前普通槽形托辊的成槽角均为35°托辊之间成铰接或固支对于成件物品的运输通常采用平行承载托辊 回程托辊安装在空载分支上以支承输送带通常采用平行托辊大型输送机有时采用V形回程托辊 缓冲托辊大多安装在输送机的装载点上以减轻物料对输送带的冲击在运输沉重的大块物料的情况下有时也需沿输送机全线设置缓冲托辊通常缓冲托辊有弹簧钢板式和橡胶圈式两种输

26、送带运行时由于张力的不平衡物料偏堆积机架变形托辊轴承损坏以及风载荷作用等使其产生跑偏目前应用最为普遍的是前倾托辊它取代了调心托辊靠普通槽形托辊的两侧辊向输送带运行方向倾斜2°3°实现防跑偏表2 承载托辊间距参考表m松散物料堆积密度tm2带宽 mm 40050065080010001200140016002000 08151413130811614131212161214131212212513121110 251212111110托辊间距的选择托辊间距的选择应考虑物料性质输送带的重度及运行阻力等条件的影响承载分支托辊间距可参考表2选取缓冲托辊间距一般为承载托辊间距的0305

27、倍约为0306m回程托辊间距可按23 m考虑或取为承载托辊间距的2倍调心托辊按承载托辊每隔710组安装一组选择表2F托辊回转部分质量kg托辊形式带宽mm50065080010001200140016001800槽形承载托辊铸铁座1112142225475072冲压座89111720回程托辊V形托辊铸铁座81012172039V42V61V冲压座79111518托辊直径mm89108133159轴承型号204305406407头部滚筒或尾部滚筒距第一组槽形托辊的距离s按下式计算 22式中 滚筒与第一组托辊之间的距离m托辊的成槽角rad输送带宽度m经计算可知带式输送机的尾部滚筒距第一组槽形托辊的距

28、离 267×10×2×12360 056m过渡托辊成槽角 10° 1200mm头部滚筒距第一组槽形托辊的距离 267×55×2×12360 196m槽形托辊成槽角 35° 1200mm托辊旋转部分线质量本设计的带式输送机的带宽 1200mm堆积密度 1 tm2经查表22可知选承载分支托辊间距 12m其托辊回转部分质量 25 kg铸铁座回程托辊间距 24m m其托辊回转部分质量 20kg铸铁座因此可求出托辊旋转部分线质量承载托辊旋转部分线质量为 2083kgm回程托辊旋转部分线质量为 833kgmcom带许用张力对于

29、帆布层芯带 23 300×4×120012 120000N式中输送带许用张力N 带芯每层帆布拉断强度Nmm 输送带宽度mm 帆布层数输送带安全系数尼龙帆布芯带一般取m 12com择滚筒是带式输送机的重要部件按其结构与作用的不同分为传动驱动滚筒电动滚筒外装式电动滚筒和改向滚筒传动滚筒传动滚筒用来传递牵引力或制动力传动滚筒有钢制光面滚筒包胶滚筒和陶瓷滚筒等钢制光面滚筒主要缺点是表面摩擦系数小所以一般常用于短距离输送机中包胶滚筒主要优点是表面摩擦系数大适用于长距离大型带式输送机包胶滚筒按其表面形状又可分为光面包胶滚筒人字沟槽包胶滚筒和菱形网纹包胶滚筒光面包胶滚筒制造工艺相对简单易

30、满足技术要求正常工作条件下摩擦系数大能减少物料黏结但在潮湿场合由于表面无沟槽致使无法截断水膜因而摩擦系数显著下降为了增大摩擦系数在光面钢制滚筒表面上冷粘或硫化一层人字形沟槽的橡胶板为使这层橡胶板粘得牢靠必须先在滚筒表面挂上一层很薄的衬胶一般小于2mm然后再把人字形沟槽橡胶冷粘或硫化在衬胶上这种带人字形的沟槽滚筒由于有沟槽存在能使表面水薄膜中断不积水同时输送带与滚筒接触时输送带表面能挤压到沟槽里由于这两种原因即使在潮湿的条件下摩擦系数也降低不大但是此种滚筒具有方向性不能反向运转菱形网纹包胶滚筒除了具有人字沟槽胶面滚筒的优点外最突出的一个优点是它没有方向性有效防止了输送带的跑偏对可逆输送机尤为适用

31、但摩擦系数比人字沟槽胶面稍有降低尽管如此人们还是认为菱形沟槽胶面比人字沟槽胶面优越继菱形沟槽胶面滚筒之后又出现了一种带轴向槽的菱形沟槽胶面滚筒因为轴向沟槽使摩擦系数升高从而弥补了菱形沟槽胶面滚筒比人字沟槽胶面滚筒摩擦系数小的缺点这种菱形沟槽滚筒目前国内尚未制造生产普通传动滚筒都是采用焊接结构即轮毂辐板和筒皮之间采用焊接结构该类滚筒适用于中小型带式输送机在大功率的带式输送机中必须采用铸焊结合的结构形式滚筒两端的轮毂辐板和筒皮为整体铸造然后再与中间筒皮焊在一起改向滚筒改向滚筒有钢制光面滚筒和光面包胶滚筒包胶的目的是为了减少物料在其表面的黏结以防输送带的跑偏与磨损滚筒的轴承有布置在内侧与外侧两种形式

32、滚筒直径的选择计算在带式输送机的设计中正确合理地选择滚筒直径具有很大的意义如果直径增大可改善输送带的使用条件但在其他条件相同之下直径增大会使其重量驱动装置减速器的传动比和质量相应提高因此滚筒直径尽量不要大于确保输送带正常使用条件所需的数值 在选择传动滚筒直径时可按四个方面考虑为限制输送带绕过传动滚筒时产生过大的附加弯曲应力传动滚筒直径应按下面方法计算对于固定式使用帆布芯带的带式输送机传动滚筒直径硫化接头 125×4 500 24式中 传动滚筒直径mm帆布层数为限制输送带的表面比压以免造成覆盖胶脱落传动滚筒直径为织物芯带 25 2×80000800×1000000

33、0002 mm式中 传动滚筒直径mm 输送带张力N 输送带宽度mm 输送带表面许用比压取1MPa限制覆盖胶或花纹变形量小于6的传动滚筒直径为织物芯带 26 175×14×4 3015 ×1 17675 mm式中传动滚筒直径mm 围包角影响系数当围包角小于90°时 08否则 1 输送带总厚度mm改向滚筒直径可按下式确定 08 08×1000 800mm 27 06 0mm 28式中 尾部改向滚筒直径mm其他改向滚筒直径mm传动滚筒直径mm滚筒直径 mm 50050063050063080063080010006308001000125080010

34、0012501400综合考虑以上几条因素我们选择传动滚筒直径 1000mm尾部改向滚筒以及拉紧装置处改向滚筒的直径 800mm头部改向滚筒直径为 0mm各个滚筒表面均为人字形沟槽的橡胶覆盖面com直线区段阻力对于承载分支表2输送带沿托辊运行的阻力系数工作条件槽形"平行滚动轴承含油轴承滚动轴承含油轴承清洁干燥00200400180034少量尘埃正常湿度00300500250040大量尘埃湿度大00400600350056 29 98×30×13302083×003cos°133sin° 52556N 003对于回程分支 210 98&#

35、215;30×13833×0025cos°133sin8° 7016N " 0025式中承载分支直线运行阻力N回程分支直线运行阻力N重力加速度 ms2输送长度m输送倾角输送带在承载分支运行的阻力系数见表2输送带在回程分支运行的阻力系数com10输送带张力计算用逐点法计算输送带关键点张力图2 输送带设计示意图输送带张力应满足两个条件摩擦传动条件即输送带的张力必须保证输送机在任何正常工况下都无输送带打滑现象发生传动滚筒与输送带间的摩擦系数可参考表2选取对于塑面带应相应减少表2传动滚筒与输送带间的摩擦系数运行条件光滑裸露的钢滚筒带人字形沟槽的橡胶覆盖

36、面带人字形沟槽的聚胺基酸脂覆盖面带人字形沟槽的陶瓷覆盖面干态运行03504040450350404045清洁湿态有水运行0103503503504污浊湿态泥土运行005010250302035按摩擦条件确定需要传动滚筒表面的牵引力传动滚筒所能传递的额定牵引力为令 得 56493N经查表2可知摩擦系数其中围包角取摩擦备用系数取检验输送带的强度由 S 120KN所以满足输送带强度要求检验输送带的垂度条件即输送带的张力必须保证输送带在两托辊间的垂度不超过规定值或者满足最小张力条件对于承载分支输送带最小张力 211 对于回程分支输送带最小张力 212可知承载分支最小张力回程分支最小张力都满足输送带的垂

37、度要求com筒牵引力与电动机功率 由于满载工作下电动机的运行状态有可能是电动状态也可能是发电状态所以在牵引力和功率计算上有区别尤其应注意各种阻力的正方向和正常发电状态而空载电动状态下的功率验算电动机备用功率一般按15-20考虑传动滚筒的轴牵引力 213因为所以传动滚筒输出制动力电动机功率 12×6919899×25085kw 24423kw其中电动机功率备用系数为传动装置的效率为查阅有关手册选择型三相异步电动机其主要技术参数132kW 转速1490 重量1100Kgcom力与拉紧行程拉紧力拉紧行程 L输送机总长度m 输送带工作时的伸长系数其中输送带伸长系数按表2查取可知 0

38、02com装置的选择与布置拉紧装置又称张紧装置它是带式输送机必不可少的部件具有以下四个主要作用使输送带有足够的张力以保证输送带与滚筒间产生必要的摩擦力并防止打滑保证输送带各点的张力不低于一定值以防止输送带在托辊之间过分松弛而引起撒料和增加运动阻力补偿输送带的塑性伸长和过渡工况下弹性伸长的变化为输送带重新接头提供必要的行程表2输送带伸长系数K输送机长度Lm合成纤维输送带钢绳芯输送带 300002000230150000200025011000001500017 100000100015按拉紧装置的原理不同常用的拉紧装置有以下几种固定式拉紧装置固定式拉紧装置的拉紧滚筒在输送机运转过程中位置是固定的

39、其拉紧行程的调整有手动和电动两种方式其优点是结构简单紧凑对污染不敏感工作可靠缺点是输送机运转过程中由于输送带的弹性变形和塑性伸长引起张力降低可能导致输送带在传动滚筒上打滑常用的结构类型有螺旋拉紧装置拉紧行程短拉紧力小故适用于机长小于80m的短距离带式输送机上和钢绳绞车拉紧装置利用钢丝绳缠绕在绞筒上将输送带拉紧等重锤拉紧装置重锤拉紧装置应用十分普通它是利用重锤的重量产生拉紧力并保证输送带在各种工况下有恒定的拉紧力可以自动补偿由于温度改变和磨损而引起输送带的伸长变化重锤拉紧装置在结构上简单工作上可靠维护量小是一种较理想的拉紧装置它的缺点是占用空间较大工作拉紧力不能自动调整根据输送机的长度和使用场合

40、的不同重锤拉紧装置的具体结构形式也有所不同如重锤垂直拉紧装置和重锤车式拉紧装置它们适用于固定长距离带式输送机上自动拉紧装置自动拉紧装置是一种在输送机工作中能按一定的要求自动调节拉紧力的拉紧装置在现代长距离带式输送机中使用较多它使输送带具有合理的张力图自动补偿输送带的弹性变形和塑性变形它的缺点是结构复杂外形尺寸大对污染较敏感及需要辅助装置自动拉紧装置的类型很多按作用原理分有连续作用和周期作用两种按控制参数分有一个两个或三个等常作为控制参量的有张力带速和传动滚筒的利用弧按拉紧装置的驱动方式分有电力驱动与液力驱动两种按被调节的绕出点张力的变化规律分有稳定式随动式和综合式三种YZL1-160L通用型液

41、压自动拉紧装置是针对我国带式输送机索道等连续输送设备而开发的一种机电一体化通用设备它具有以下特点根据使用场合的条件拉紧力可以根据需要进行设定拉紧力设定后YZL1-160L型液压自动拉紧装置可以保持系统处于恒力拉紧状态YZL1-160L型液压自动拉紧装置具有相应速度快动态性能好的特点以及时补偿输送带或钢丝绳的弹塑性变形油泵电机可以实现空载起动达到额定拉力时电机断电有蓄能器完成油力补偿从而达到YZL1-160L型液压自动拉紧装置的节能运行YZL1-160L型液压自动拉紧装置结构紧凑安装布置方便YZL1-160L型液压自动拉紧装置可与集控装置连接实现对该机的远程控制在带式输送机的工艺布置中选择合理的

42、拉紧装置确定合理的安装位置是保证输送机正常运转启动和制动时输送带在传动滚筒上不打滑的重要条件通常确定拉紧装置的位置时需要考虑以下三点拉紧装置应尽量安装在靠近传动滚筒的空载分支上以利于起动和制动时不产生打滑现象对运距很短的输送机可布置在机尾部并将尾部滚筒作为拉紧滚筒拉紧装置应尽可能布置在输送带张力最小处这样可以减少拉紧力缩小拉紧行程应使输送带在拉紧滚筒的绕入和绕出分支方向与滚筒位移线平行而且施加的拉紧力要通过滚筒中心根据输送机设计原始资料和已计算出的拉紧力和拉紧行程综合考虑上述各种拉紧装置类型和特点本设计选择使用钢丝绳绞车液压尾部自动拉紧装置 com矩计算 根据井下用带式输送机技术要求制动装置或

43、逆止装置产生的制动力矩不得小于该输送机所需制动力矩的15倍对于电动机运行状态的带式输送机所需制动装置的总制动力矩为 217式中 制动装置作用在传动滚筒轴上的总制动力矩Nm 传动滚筒直径m 输送机长度m 托辊阻力系数取值为0012对于发电运行状态的带式输送机所需制动装置的总制动力矩为 218式中 制动装置作用在传动滚筒轴上的总制动力矩Nm 传动滚筒直径m 输送带速度ms 系统所需电机总功率未考虑备用功率系数前kW从上述的传动滚筒轴牵引力的计算结果可知本设计带式输送机的电动机输出的是制动力矩运行状态处于电动状态根据公式217可计算出带式输送机所需制动装置的总制动力矩为23驱动装置及其布置驱动装置的

44、作用是在带式输送机正常运行时提供牵引力或制动力它主要由传动滚筒减速器联轴器和电动机等组成电动机与减速器又构成了驱动单元com置型式驱动装置按传动滚筒的数目分为单滚筒驱动双滚筒驱动及多滚筒驱动按电动机的数目分为单电动机驱动和多电动机驱动每个传动滚筒既可配一个驱动单元又可配两个驱动而且每个驱动单元也可以驱动两个驱动滚筒 驱动单元的轴线与输送机身的关系驱动装置的布置形式有垂直式和并列式两种并列式与垂直式相比较具有驱动装置横向尺寸小占地面积小适宜于工作空间小的场合特别对煤矿井下更有意义但并列式布置要求使用垂直出轴减速器因此制造要求高价格也比较高我国TD75与DX系列带式输送机驱动装置均为垂直布置按驱动

45、单元的固定方式可分为侧挂式与基本式基本式又分为固定式单点浮动支承式侧挂式的驱动单元挂在机头一侧不需地基基建投资少不必考虑地面的崎岖不平安装调试方便但加装制动装置有困难固定式的驱动单元固定在机座上机座用螺栓固定的基础上减速器与传动滚筒之间采用固定式联轴器这种固定方式要求安装精度高但往往由于制造和安装的误工作载荷引起的轴和支承部分的变形以及基础下沉等不均衡因素使两根轴的对中受影响从而大大地降低了传动性能而单点浮动支承可以克服这一不足整个驱动单元安装在浮动底座上浮动支承从理论上讲减速器不受附加弯矩机壳不受附加应力的影响因此机壳的寿命比较长浮点支承受力分析减速器传给主动滚筒转矩T时减速器壳体必受一反作

46、用转矩 根据力矩平衡原理即可求出球铰点距质心的距离L即 式中 作用于减速器机壳的反作用转矩NmW传动系统的重力N当正常稳定运转时由于反转矩的的作用辅助支点千斤顶与底座脱开停机时 0在重力W作用下底座与千斤顶接触辅助支点起作用减速器采用轴装式减速器即输出轴是空心的主动滚筒与轴减速器输出轴与主动滚筒轴的联接采用各种锁紧装器联接这种联接的缺点是拆卸减速器必须把整个减速器与电机底座一起外移给检修更换零件造成困难com带式输送机驱动装置最常用的电动机是三相笼型电动机其次是三相绕线型异步电动机只有个别情况下才采用直流电动机 三相笼型电动机与其两种电动机相比较具有结构简制造方便和易隔运行可价格低廉等一系列优

47、点并且在输送机上便于实现自动控制因此在煤矿井下得到广泛的应用其最大的缺点是不能经济地实现范围较广的平滑调速起动力矩不能控制起动电流大当驱动装置采用刚性联轴器时同时在多滚筒传动系统中难以调整整个电动机之间的负载分配这个缺点可通过使用液力联轴器在一定程度上得以克服我国带式输送机常用这种电动机的型号有JOJO3JQO2JSJBBJO2目前我国已经生产出最新Y系列三相异步电动机它是一般用途的全封闭自扇冷三相笼型电动机功率等级和安装尺寸符合国际电工委员会英文缩写为IEC标准它与被替代的JO2JO3系列相比较具有高效节能起动转矩大性能好噪音低震动小可靠性高等优点YB系列三相电动机派生的隔爆型三相异步电动机

48、它除了有Y系列电动机的优点外还有隔爆结构先进使用可靠等优点它相应替代了BJO2和BJO3系列电动机 三相绕线型电动机具有较好的调速特性在其转子回路中串电阻可以解决输送机各传动滚筒间的功率平衡问题不致使个别电动机长时过载而烧坏或闷车可以通过串电阻起动以减小对电网的负荷冲击同时又可以按所需的加速度调整时间断电器或电流继电器进行电阻的逐步切换以实现平稳起动三相绕线型电动机在结构和控制上都比较复杂如果带电阻长时运转使电动机发热效率降低使用寿命短尤其在隔爆方面很难做到因此煤矿井下很少采用一般长距离大功率带式输送机应用较多我国DX系列带式输送机除隔爆式电动机采用三相笼型电动机外其余均使用三相绕线型电动机主

49、要型号有JRJRQYR系列电动机直流电动机最突出的优点就是调速特性好起动转矩大但结构复杂维护量大与同容量的异步电机相比较重量是异步电机的2倍价格是异步电机的3倍而且需要直流电源因此只有在特殊情况例如调速性能高下才采用直流电机在要求隔爆的场合使用很少 综上所述本设计选用Y315-4型com驱动单元用的减速器从结构形式分为直交轴式和平行轴式按固定形式分为悬挂式与落地式根据使用要求输出轴可以做成空心 查相关手册根据相关尺寸选用DCY355-315型减速器com驱动装置中的联轴器分为联轴器和低速联轴器它们分别安装在电动机与减速器之间和减速器与传动滚筒中间常见的联轴器有尼龙柱销联轴器液力联轴器和粉末联轴

50、器等常见的低速联轴器有十字滑块联轴器和棒销联轴器等液力联轴器与笼型转子异步电动机联合工作具有改善电动机起动性能均衡负荷保护电机的优点目前国内外对于大型带式输送机为改善起动调速均衡载荷等广泛推广使用调速液力耦合器和油膜离合器针对变频器启动方式本设计选用ZL9型弹性柱销齿式轴器com置位置的选择带式输送机其他参数已定如果忽略由于张力变化而引起主力变量时驱动装置功率与其位置选择无关但其位置影响输送带的各点张力因此在选择驱动装置位置时应考虑以下两点尽量将驱动装置的位置选择在使输送带的最大张力值为最小这样可是输送带的强度价格相对降低运行阻力也能减少能耗降低提高了输送带滚筒及其他部件的寿命根据上述原则一般

51、驱动滚筒应选择在松边张力较大的位置如输送机倾斜上运行时驱动装置尽量设在上部即卸载端当倾斜下运并处于发电制动工况时驱动装置也应尽可能放在上部这样布置不仅有利于减小输送带张力而且有利于制动避免发生飞车事故适当考虑安装维修搬运及特殊条件的要求例如煤矿井下的运输由于巷道狭窄驱动装置放在上部给更换电机减速器驱动滚筒等部件带来了困难同时供电线路加长而且随着工作面的不断推进要求上部滚筒能经常下移故驱动装置在上部会带来拆卸的不便这时驱动装置可适当向下布置但尽量避免放在下端根据以上驱动装置的要求本设计采取的驱动装置布置如下图 1电动机 2轴器 3减速器4传动滚筒 5轴器 6逆止器图2驱动装置布置简图24清扫装置

52、在带式输送机运行过程中不可避免的有部分细块和粉料粘到输送带的表面不能完全卸净当表面粘有物料的输送带通过回程托辊或导向滚筒时由于物料的积累而是它们的直径增大加剧托辊和输送带的磨损引起输送带跑偏同时不断掉落的物料又污染了场地环境如果粘有物料的输送带表面与传动滚筒表面相接触除有上列危害外还会破坏多滚筒传动的牵引力分配关系以致使某些电机过载而烧毁因此清扫粘结在输送带表面的物料对于提高输送带的使用寿命和保证输送带的正常运转是具有重要意义的 目前应用比较好的清扫器有P型橡胶弹簧清扫器H型橡胶弹簧清扫器和TQ型硬质合金刮片清扫器本设计中根据原始资料和设计选择DT05E1头部清扫器和DT53E2空段清扫器25

53、制动装置制动装置是带式输送机的安全保护装置特别是对大倾角带式输送机更为重要随着生产的发展长距离大运量大功率带式输送机的需求量也愈来愈大但合理最佳地确定大型带式输送机的驱动方式在许多情况下是比较困难的这是由于它要求驱动系统能够提供可调的平滑的而无冲击的起动力矩以减小动张力从而改善输送带及整机的受力状况并保护电网免受冲击在多台电机驱动情况下希望各驱动装置之间能够做到功率基本平衡或者说是具有合理分配驱动功率的能力对于长距离带式输送机还提出一个慢速运行以满足日常维修核检带要求逆止器是共向上运输的输送机停车后限制输送带倒退用制动器是供向下运输的输送机停车用水平运输若需准确停车或紧急制动也应装制动器逆止器

54、按其工作原理不同有塞带逆止器滚柱逆止器及非接触式逆止器等本设计选用NF-40型逆止器26 交流变com术基础 交流变频调速的方法是异步电机最有发展前途的调速方法随着电力电子技术的不断发展性能可靠匹配完善价格便宜的变频器会不断出现这一技术会得到更为广泛普遍的应用对于可调速的电力拖动系统工程上往往根据电动机电流形式分为直流调速系统和交流调速系统两类它们最大的不同之主要在于交流电力拖动免除了改变直流电机电流流向变化的机械向器整流子 交流电机变频调速具有调速范围宽精度高等特点易于实现起制动速度曲线的自动跟踪能够提供理想的可控起制动性能其起动系数可以控制在10511起动加速度可以控制在0005mS2适用于长距离线路复杂的带式输送机可以控制输送机按设定的S速度曲线起动和制动以满足整机动态稳定性及可靠性的要求变频调速驱动装置还可以提供低速验带速度由于变频调速需解决电气方面的一系列问题造价较高使应用受到一定程度的限制 由异步电动机的转速公式知如果连续