煤矿运输系统

1、安徽矿业职业技术学院毕业设计（论文）（2013届）题 目 煤矿运输系统 指导教师 刘老师 院 系 班 级 学 号 姓 名 二一三 年 五 月 二十 日煤矿运输系统摘要煤炭开采是整个国家乃至世界的工业基础，而其产品运输又是最重要的工序之一，它的成本直接关系到工业各部门。所以，世界各国都在不断的改革矿井运输问题。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，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、集中化控制等优势，所以带式输送机已成为煤炭开采运输不可缺少的一项。本文我们将以经济、可靠、维护方便为出发点，对带式输送机进行设计计算与改善。关键词：带式输送机

2、；设计；改善目录1 带式输送机简介41.1带式输送机41.1.1 带式输送机的组成51.1.2 带式输送机工作原理62带式输送机的部位选择82.1输送线路初步设计82.2输送带类型的确定82.3托辊的选择82.4滚筒的选择92.5拉紧装置的选择与布置102.6清扫装置112.7 制动装置123带式输送机的安装及维护133.1带式输送机的安装规范133.2 带式输送机的维护144 皮带运输机司机操作规程164.1适用范围164.2上岗条件164.3安全规定164.4操作准备174.5正常操作184.6收尾工作18结论19参考文献20致谢221 带式输送机简介1.1 带式输送机井下皮带输送机是煤矿

3、开采连续运输的主要设备。越来越多的工程技术人员对胶带机的设计方法进行了大量的研究。我们将以经济、可靠、维护方便为出发点，对胶带机进行设计计算，并根据计算数据对驱动装置、托辊、滚筒、输送带、拉进装置以及其他辅助装置进行严格选型。由于带式输送机的结构特点决定了其具有优良性能，主要表现在：运输能力大，且工作阻力小，耗电量低，约为刮板输送机的1/3到1/5；由于物料同输送机一起移动，同刮板输送机比较，物料破碎率小；带式输送机的单机运距可以很长，与刮板输送机比较，在同样运输能力及运距条件下，其所需设备台数少，转载环节少，节省设备和人员，并且维护比较简单。由于输送带成本高且易损坏，故与其它设备比较，初期投

4、资高。输送机年工作时间一般取4500-5500小时。当二班工作和输送剥离物，且输送环节较多，宜取下限；当三班工作和输送环节少的矿石输送，并有储仓时，取上限为宜。带式输送机电动机通过联轴器、减速器带动传动滚筒转动或其他驱动机构，借助于滚筒或其他驱动机构与输送带之间的摩擦力使输送带运动。带式输送机的驱动方式按驱动装置可分为单点驱动方式和多点驱动方式两种。通用固定式输送带输送机多采用单点驱动方式，即驱动装置集中的安装在输送机长度的某一个位置处，一般放在机头处。单点驱动方式按传动滚筒的数目分，可分为单滚筒和双滚筒驱动。对每个滚筒的驱动又可分为单电动机驱动和多电动机驱动。因单点驱动方式最常用，凡是没有指

5、明是多点驱动方式的，即为单驱动方式，故一般对单点驱动方式，“单点”两字省略。单筒、单电动机驱动方式最简单，在考虑驱动方式时应是首选方式。在大运量、长距离的钢绳芯胶带输送机中往往采用多电动机驱动。1.1.1 带式输送机的组成带式输送机由输送带、托辊、滚筒及驱动、制动、张紧、改向、装载、卸载、清扫等装置组成。1. 输送带常用的有橡胶带和塑料带两种。 橡胶带适用于工作环境温度-1540°C之间。物料温度不超过50°C。向上输送散粒料的倾角12°24°。对于大倾角输送可用花纹橡胶带。塑料带具有耐油、酸、碱等优点，但对于气候的适应性差，易打滑和老化。2. 托辊分单

6、滚筒（胶带对滚筒的包角为210°230°）、双滚筒（包角达350°）和多滚筒（用于大功率）等。有槽形托辊、平形托辊、调心托辊、缓冲托辊。槽形托辊（由25个辊子组成）支承承载分支，用以输送散粒物料；调心托辊用以调整带的横向位置，避免跑偏；缓冲托辊装在受料处，以减小物料对带的冲击。3. 滚筒分驱动滚筒和改向滚筒。驱动滚筒是传递动力的主要部件。分单滚筒（胶带对滚筒的包角为210°230°）、双滚筒（包角达350°）和多滚筒（用于大功率）等。4. 张紧装置其作用是使输送带达到必要的张力，以免在驱动滚筒上打滑，并使输送带在托辊间的挠度保证在规定

7、范围内。1.1.2 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1.1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间不打滑时，两力有如下关系： (1.1)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： (1.2)输送带两端

8、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： (1.3)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， (1.4)据此求得输送带在驱动滚筒相遇点的许用张力： (1.5)n摩擦力备用系数，一般取n=1.11.20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

9、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。2带式输送机的部位选择2.1输送线路初步设计线路初步设计的任务是根据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。2.2输送带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25%50%。在类型确定上需考虑以

10、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；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。2.3托辊的选择托辊是用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25%30%，总重约占总机重量的30%40%；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

11、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25万小时，但在恶劣的工作条件下，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决定于输送机的类型与所运物料的性质。2.4滚筒的选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

12、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、人字型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

13、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。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

14、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。2.5拉紧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

15、弹性伸长的变化；为输送带重新接头提供必要的行程。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，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

16、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。2.6清扫装置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

17、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。2.7 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。但合理和最佳地确定大型带式输送机的驱动

18、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。3带式输送机的安装及维护 3.1带式输送机的安装规范1. 机架中心线对输送机纵

19、向中心线不重合度不应超过3毫米；2. 中间架支腿的不铅垂度或对建筑物地面的不垂直度不应超过3；3. 组装中间架应符合下列要求：1) 中间架在铅垂面内的不垂直度不应超过长度的1；2) 中间架接头处左右、高低的偏移均不应超过1毫米；3) 中间架间距L的偏差不应超过毫米，相对标高不应超过间距的2； 4. 托辊横向中心对输送机纵向中心线的不重合度不应超过3毫米；5. 拉紧滚筒在输送带连接后的位置，应根据拉紧装置的型式、输送带芯材质、带长和起、制动要求确定，一般应符合下列要求：1) 对垂直或车式拉紧装置，往前松动行程不应小于400毫米，往后拉紧行程应为往前松动行程的1.5-5倍（对尼龙、帆布带芯或输送机

20、长度大于200米时，以及电动机直接启动和有制动要求者，拉紧行程应取大值）。2) 对绞车或螺旋拉紧装置，往前松动行程不应小于100毫米。6. 组装清扫装置应符合下列要求： 1) 刮板清扫面应与胶带接触，其接触面长度不应小于带宽的85。2) 回转式清扫刷子的轴线应与滚筒平行，刷子应与胶带接触，长度不应小于90%。 7. 带式逆止装置的工作包角不应小于70°滚柱逆止器的逆转角度不应大于30°。8. 组装驱动装置时，粉末联轴节每一间隔中滚珠重量偏差不应超过规定重量的1。3.2 带式输送机的维护该机的常见故障及处理方法参见下表序号常见故障故障原因分析处理方法1电动机不能起动或起动后就

21、立即慢下来1线路故障2电压下降3接触器故障4在1.5秒内连续操作1检查线路2检查电压3检查过负荷电器4减少操作次数2电动机发热1由于超载、超长度或输送带受卡阻，使运行阻力增大，电动机超负荷运行。2由于传动系统润滑条件不良，致使电动机功率增加3电动机风扇进风口或径向散热片中堆积粉尘，使散热条件恶化。1测电动机功率，找出超负荷运行原因，对症处理。2各传动部位及时补充润滑3清除粉尘3满负荷时，液力偶合器不能传递额定力矩液力偶合器油量不足加油（当双电机驱动时，必须用电流表测量两电动机。通过调查充油量使功率趋向一致）4减速器过热1减速器中油量过多或太少2油使用时间过长3润滑条件恶化，使轴承损坏1按规定量

22、注油2清洗内部，及时换油修理或更换轴承、改善润滑条件。5输送带跑偏1机架、滚筒没有调整平直2托辊轴线与输送带中心线不垂直3输送带接头与中心线不垂直，输送带边呈S型4装载点不在输送带中央（偏载）1调整在机架或滚筒，使之保持平直2利用托辊调位，纠正输送带跑偏3重新做接头，保证接头与输送带中心垂直4调整落煤点位置6输送带老化、撕裂1输送带与机架摩擦，产生带边拉毛，开裂2输送带与固定硬物干涉产生撕裂3保管不善，张紧力过大；4铺设过短产生挠曲次数超过限值，产生提前老化1及时调整，避免输送带长期跑偏2防止输送带挂到固定构件上或输送带中掉进金属结构件3按输送带保管要求贮存4尽量避免短距离铺设使用7断带1带体

23、材质不适应，遇水、遇冷变硬脆2输送带长期使用，强度变差3输送带接头质量不佳，局部开裂未及时修复或重打1选用机械物理性能稳定的材质制做带芯2及时更换破损或老化的输送带3对接头经常观察，发现问题及时处理8打滑1输送带张紧力不足，负载过大2由于淋水使传动滚筒与输送带之间摩擦系数降低3超出使用范围，倾斜向下运输1重新调整张紧力或者减少运输量2消除淋水，增大张紧力3对接头经常观察，发现问题及时处理4 皮带运输机司机操作规程4.1适用范围第1条 本操作规程适用于本队内管理的井下主皮带司机。4.2上岗条件第2条 必须经专业培训考试合格，取得操作资格证，持证上岗。第3条 必须熟悉所使用带式输送机的结构、性能、

24、工作原理及通讯、控制一体化系统的原理和检查试验方法，会维护保养带式输送机，掌握消防器材的正确使用方法，熟悉生产过程和煤矿安全规程有关规定，按本规定要求进行操作，能正确处理一般性故障。4.3安全规定第4条 严禁人员乘坐带式输送机，不准用带式输送机运送设备和笨重物料。第5条 输送机的电机及开关附近20米以内风流中瓦斯浓度达到1.5%时，必须停止工作。切断电源，撤出人员，进行处理。第6条 输送机运转时禁止清理机头、机尾滚筒及其附近的浮煤。不许拉动输送机的清扫器。第7条 在检修煤仓上口的机头卸载滚筒部分时，必须将煤仓上口挡严。第8条 处理输送带跑偏时严禁用手、脚及身体其他部位直接接触输送带。第9条 在

25、输送机上检修、处理故障或做其他工作时，必须闭锁输送机的控制开关，挂上“禁止合闸，有人工作”的警示牌，并按下急停按钮。急停的送电必须由停电人本人起动。除处理故障外，不许开倒车运转。严禁站在输送机上点动开车。第10条 要做到信号不清，保护装置不灵或缺损，电动机或减速箱被掩埋，故障没有处理好不开车！经常检查各部分的运行情况，如发现机器有异常声响，胶带跑偏或电动机温度超过规定温升时要及时停机处理，不允许发生磨胶带边缘的现象。第11 条 必须经常检查输送机巷道内的消防及喷雾降尘设施，并保持完好有效。第12条 认真执行岗位责任制和交接班制度，不得擅自离岗。第13条 岗位工在起动操作时，如果有一台正在起动另

26、一台不准起动。（严禁两台设备同时起动）。4.4操作准备第14条 上岗后应检查各部件的完好情况和紧固情况，检查驱动滚筒及托辊处有无浮煤和其它障碍物，如有要及时清理，检查皮带滚筒轴承座是否牢固，将胶带空转一周，检查胶带是否完整、平直；检查胶带是否跑偏，张紧程度是否合适，托辊是否转动灵活。第15条 检查通讯、控制一体化系统完好情况，保护装置是否灵敏可靠。第16条 开车前，要检查胶带上和机头、机尾附近，观察无人后，才能发出开车信号，启动机器。启动时先点动试车，检查各部位运转声音是否正常，输送带有无跑偏、打滑、跳动或乱卡现象，输送带松紧是否合适等，确认无问题后，再正式运行。4.5正常操作第17条 操作程

27、序：接到开机信号启动皮带正常出煤接到停机信号开空皮带回信号停机第18条 听到集控喊话，在机头做好开机准备。按规定的信号开、停输送机。第19条 不准超负荷强行启动。发现闷车过载，运输带打滑时，立即停机处理。不得采用撒砂、加垫杂物的方法处理打滑现象。第20条 在运转过程中，随时注意运行状况；经常检查电机、减速器、轴承的温度；倾听各部位运转声音；保持正常洒水喷雾。第21条 发现下列情况之一时，必须停机，妥善处理后，方可继续运行。a.输送带跑偏、撕裂、接头卡子断裂。b.输送带打滑或闷车。c.电气、机械部件温升超限或运转声音不正常。d.液力偶合器的易熔塞熔化或偶合器内的工作介质喷出。e.输送带上有大块煤

28、（矸石）、铁器、超长材料等。f.危及人身安全时。g.信号不明或下一台输送机停机时。4.6收尾工作第22条 接到停机信号后，将输送机上的煤完全拉净。上一台输送机停机后，将控制开关手柄板到断电位置，锁紧闭锁螺栓。第23条 关闭喷雾降尘水的阀门，清扫电机、开关、液力偶合器、减速器等部位的煤尘。第24条 在现场向接班司机详细交代本班输送机运转情况、出现的故障和存在的问题，按规定填写好本班工作日志。对存在的问题及时向领导汇报。结论首先是因为本次的设计让我更清晰的对输送系统有了更一步的了解。在本设计中首先经济合理的设计出带式输送机系统，确定输送机的布置形式。确定输送带的型号，从而选择合适的减速器、联轴器和

29、制动、逆止装置。在完成上述任务后，需要对带式输送机的集控进行设计，实现带式输送机的可控启动和制动及运行过程的监控。完成输送机的各种保护（包括打滑、撕带、跑偏、烟雾、堆煤、超温等)。最后再提出一定的安装事项相关维修，清理等工作的介绍。通过本次毕业论文的时设计和一系列计算，绘图等工作使我学到了很多，更进一步了解到一些对一个完整事物的设计思路和过程。但是在设计过程中也遇到了不少的问题，发现自己还是有很多东西不是很了解，但是这样更促进了自己的学习积极性，这样为以后的工作打下一定的基础。本次设计使我受益匪浅。参考文献1DT（A）型 带式输送机设计手册，北京起重运输机械研究所主编，冶金工业出版社2003年8月。2运输机械设计选用手册， 运输机械设计选用手册编辑委员会，化学工业出版社 ，1999年1月。3DT型 固定式带式输送机设计选用手册，机械工业部北京起重运输机械研究所，冶金工业出版社，2000年1月。4机械原理（第七版）孙恒、