带式输送机断带保护器（机械部分）

图书分类号：密级：毕业设计(论文)带式输送机断带保护器（机械部分）Beltconveyorisbrokenbeltprotector(mechanicalpart)学生姓名学院名称学号班级专业名称指导教师毕业设计(论文)PAGEIII学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名：日期：年月日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日摘要带式输送机凭借运输量大、结构简单、连续输送、投资费用低和维护方便等优点，在煤炭生产中被普遍使用，现如今已成为煤矿生产的“动脉”和“咽喉”，在港口、电厂、冶金、矿山及煤矿等场所物料的水平或倾斜运输中被广泛应用。在这里我们分析断带的原因，讨论了国内外皮带的研究现状及现有各种皮带断带抓捕工具的研究现状。针对带式输送机断带的实际情况，设计了楔块夹紧机构，主要为了实现输送带断裂后夹紧和防止输送机倒转。其整个系统主要由楔块夹紧机构、液压泵站和脚踏阀组成。整个系统工作过程：通过逆止轴承带动主从链轮转动，触动L形块打开处于关闭状态的脚踏阀，并使液压泵站的电磁换向阀动作，从而启动液压缸夹紧机构，实现断带的夹紧。有效的减少了输送带发生断裂造成的损失，缩短了维修的时间，提高了生产效率。关键词输送机；楔块；脚踏阀；液压泵站AbstractBeltconveyorwithlargetransportcapacity,simplestructure,continuousconveying,relativelylowinvestmentcosts,andconvenientmaintenanceetc,andhasbeenwidelyusedincoalproduction,becometheproductionofcoalmine"artery"andthe"throat",iswidelyusedinport,wharf,metallurgy,thermalpowerplant,cokingplantandmineetcmaterialhorizontalorinclinedtransportation.Hereweanalyzethecauseofthebreak,andtheresearchstatusofbeltathomeandabroadarediscussedandtheexistingresearchstatusofvariouskindsofbeltbrokenbeltcapturetools.Accordingtotheactualsituationofbrokenbeltconveyorbelt,wedgeclampingmechanismwasdesigned,inordertoachievethemainconveyorbeltclampandpreventconveyorreverseafterfracture.Thewholesystemismainlycomposedofwedgeclampingmechanism,hydraulicpowerunitandthefootvalve.Thewholesystemworkingprocess:bynon-returnbearingturnsmaster-slavesprocket,touchesofl-shapedpieceofopenclosedfootvalve,electromagneticdirectionalvalveandthehydraulicpumpstation,thusstartinghydrauliccylinderclampingmechanism,realizethebrokenbeltclamp.Effectivelyreducethefracturedamageconveyorbelt,shortenthemaintenancetime,improvetheproductionefficiency.KeywordsconveyorwedgeFootvalveHydraulicpumpstation毕业设计(论文)PAGE8目录1绪论 11.1引言 11.1.1几种带式输送机发展现状 11.1.2国内外煤矿带式输送机的应用现状及发展 31.1.2.1国内外煤矿用带式输送机的现状和研究目标 31.1.2.2国外煤矿用带式输送机技术的现状 31.1.2.3国内煤矿用带式输送机的现状及存在问题 31.2煤矿带式输送机技术的发展趋势 51.3皮带断带抓捕工具的研究现状 61.4本设计研究的主要内容 92带式输送机断带保护器的理论计算 72.1断带的原因 72.2总体方案的设计 72.3结构设计 132.4楔块的设计 142.5上楔块夹紧装置设计 162.5.1装置的设计 162.5.2联接销轴强度校核 172.5.2.1剪切强度校核 172.5.2.2弯曲强度校核 172.6栅架组件设计及校核 182.7轴承导向槽的设计 192.7.1导向槽的分类 192.7.2导向槽的主要优点 192.7.3导向槽的校核 192.7.4卡轴机构的设计 202.7.4.1设计原理 222.7.4.2滑块的设计 222.7.4.3弹簧的设计与校核 232.7.4.4联接销轴1的强度校核 242.8连接曲柄的设计及强度校核 272.9曲柄联接销轴的设计及强度校核 282.10龙门架的设计及强度校核 282.10.1轴向力校核 302.10.2径向力校核 322.11链传动的设计 332.11.1链轮的计算 332.11.2链传动的布置、张紧、润滑与防护 332.11.2.1链传动的布置 342.11.2.2链传动的张紧 322.11.2.3链传动的润滑 342.11.2.4链传动的防护 343托辊的设计 323.1概述 323.1.1托辊的结构 323.1.2托辊组 323.1.3托辊的选择 363.2逆止托辊的工作原理及构成 364液压泵站 394.1组成及工作原理 395断带保护器的安装和使用 40结论 36致谢 37参考文献 43附录 39附录1 39附录2 39附录3 39附录4 39附录5 391绪论引言皮带运输机有另一个名字，叫做带式输送机，它是可以对一些物料进行连续运输的比较通用的机械。工作的时候发出的噪音小，它的样子看起来比较简单。在平行或向上、向下运输的场合都可以使用皮带输送机。带式运输机是由许多组件构成，包括带、龙门架、滚筒、承载托辊、托带轮、张紧装置、清扫装置等。如今的带式输送机是一天一个样，运输分散的物料我们主要使用带式输送机，它能对物料进行来回的运输和装卸并且输送的路程远、输送的能力大、用电也小、所花的钱也少还有就是维修保护方便等一些优点，用于运输港口、电厂、冶金、矿山和矿井下的物料。在煤矿运输系统当中起到了必不可少的作用，由于在正常运行中胶带上各点的受力不相同，滚筒的滚动不灵活等的一些缘故，导致输送带容易发生跑偏及打滑还有断带等事故。当皮带断了，因为重力和惯性，胶带和物料一块加速下滑并且将它们一起堆积在输送机头部下方，让输送机的恢复工作带来不少的麻烦，因此也给公司带来难以估计的经济损失。带式输送机发生水平断带事故在一年的时间内有了很多起。当前我国有多厂家研制了皮带输送机全面保护器，这些抓捕器能够有效地在胶带输送正常工作过程当中的部分进行故障保护，但对带式输送机断带、飞车还没有办法做到完全保护，加上输送机断带、飞车事故在煤矿、电厂、水泥厂工作中时不时就会发生一起，因此这一问题有必要马上解决。1.1.1几种带式输送机发展现状我国的带式输送机在科学技术的不断前进与成长，设计研究技术和专业制造技术都有了让人值得肯定的前进，和世界先进工业国家相比仍有差距。随着物料运输量的加大，在近几年里输送机技术有了重大的发展，出现了大量的新型结构的带式输送机。在这些新型带式输送机中具有代表性的有：气垫带式输送机、线摩擦多驱动带式输送机、平面转弯运带式输送机、管状带式输送机、波纹挡边输送机、压带式输送机等。由于带式输送机品种众多，我们介绍几种在当代还起着重要作用的带式输送机。1.气垫带式输送机作为挠性体的输送带在输送机中的工作形态是承载体，它必然要产生很大的挠度。而为消除输送带的挠度必须用肢体将其支承起来，普通的支承是间隙支承。为了减小支体和输送带之间的摩擦，人们采用了托辊支承，从而构成了普通的带式输送机。为了消除输送带的挠度，气垫带式输送机采用的支体是槽体也就是所说的连续支承。为减小槽体与输送带之间产生的摩擦，通过向槽体和输送带之间供给压力空气，使槽体和输送带之间形成气模也就是气垫，变接触支承为通过气垫的非接触支承。除了气垫外还有液垫和磁垫。2.线摩擦多驱动带式输送机该机型是在保持以往输送机的基础上，在输送带下面增加设计和带式输送机结构一模一样的驱动用带式输送机，驱动带式输送机的输送带与原来的输送带接触，传递动力是依靠输送带。多驱动线摩擦带式输送机的优点是，降低带的张力，降低带的费用，延长带的使用寿命，占用空间小。理论上可以在一条输送机上设置多个线摩擦驱动系统，从应上看一般这中间摩擦驱动是个。一般线摩擦多驱动主要应用于倾角相对较大的输送机或上分支载荷较大的情况。3.平面转弯运带式输送机该输送机我们在当输送机线路的开头和尾端不能直线连接的时候。利用弯曲的运行线路来避开障碍物或者是不好的路线，达到少放或者不放置中间转载站，实现减少设备的数目，是系统更加集中化。取消中间转载站可以解决很多的问题，比如，不需要使用缓冲板、清扫器、导料槽等磨损的部件；没有物料侧漏或者发生堵塞；避免粉尘乱飞和噪声的产生，还保护了环境；减少了一些没有必要的能量消耗。我国岁而在1959年就研究了平面转弯带式输送机但由于对该输送机的认识远远不足，而且在国内没有可以提供参考的成品机，导致该机型在国内应用发展缓慢。4.管状带式输送机该型输送机主要是利用特别的托辊装置把带与重物一起卷成管的样子，增大输送带对物料的围包，这样就可以把物料封闭起来进行输送。根据不同的物料，输送机的角度变化在27度和47度之间。该型输送机与众不同的地方是封闭输送物料，减轻对环境的破坏，在过渡段输送带反变形使物料不易粘附在输送带上，便于清洗。能依靠较小的曲率半径在水平弯曲平面内运行，但不适合在煤矿井下要求多点装载的场合，在地面水泥厂的应用中比较突出。5.波纹挡边带式输送机该输送机的输送带和别的带不一样是由一个特殊结构，在基带两侧布置波纹挡边和沿基带纵向按一定距离加横隔板组成物料容器，这样就可以完成大倾角输送。特点是输送传动角大，最大传动角可达90°，设备小所有占用的地方也小，运行可靠，便于维修和使用。除输送带外别的部分的零部件和普通带式输送机一样可以使用。为了方便个其他输送设备进行连接，还可以在机头和机尾设置任意长度的水平输送段。6.压带式带式输送机此机型由料上、下两条闭环输送带组成。下输送带起运送和吊起重物的作用，上输送带也被称为覆盖带，通过夹持物料，防止物料掉落和滚动。从而实现物料和输送带同时运行完成物料的输送。该型输送机的最大输送倾角90°，6米每秒的运输速度，倾角发生变化也不会影响输送能力，输送带打扫方便，但是结构复杂，设备费用昂贵，此式输送机在目前国内的最高传动角为75°，在国外该机型已普遍得到使用，如南斯拉夫矿其输送量达4千吨每小时，提升高度达到93.5米，输送带的宽度达到2米。1.1.2国内外煤矿带式输送机的应用现状及发展1.1.2.1国内外煤矿用带式输送机的现状和研究目标在煤矿的使用中带式输送机是最合适的高效率来回运输的设备，和别的运输设备像机车类进行比较。不但拥有路程远、承载大、来回运输、运行可靠等优点。便于实现自动化、集中化控制。对于高产量高效率的矿井来讲，带式输送机已经成为了必不可少的关键设备。1.1.2.2国外煤矿用带式输送机技术的现状我们可以看出国外带式输送机技术的发展情况通过两个主要的方面：(1)功能的多元化、应用范围扩大化。(2)技术与装备方面得到了空前的发展，目前大型输送机发展的方向为路程远、承载大、高带速等。在煤矿井下工作，因为受到环境条件的影响，通常使用的带式输送机的主要技术指标如表1所示，其关键技术与装备有以下特点：(1)设备的大型化。(2)应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术。(3)运用多个驱动器和中间驱动器和功率平衡，改变输送技术的操作。(4)新一代、对关键零元部件技术的高度可靠性。1.1.2.3国内煤矿用带式输送机的现状及存在问题输送机产品种类越来越多，从老式的系列发展到如今的多功能、能够在特种用途上使用的各种带式输送机系列。现如今在煤矿井下工作的带式输送机已经达到了下表2的指标。国外的机型都比国内的大，国内的输送机皮带的运行速度通常都不会超过4米每秒，没有对高带速输送机的核心问题进行足够的实践，因为皮带运行速度普遍偏低．很多进行设计的厂家仍使用过去的静态设计法，为了让设备更加的可靠，很多厂家都用增大安全系数来提升，设备所花的费用不仅变多了，而且还降低了设备运行的可靠性。在1980到2000年里，我国煤炭行业有了较大的前进发展，改变了散状物料的输送方法，从以往的间断输送发展到现在的连续开采工艺，运用输送机输送。其原因有以下几点：（1）发展的原因在最近的几十年里，世界经历了前所未有的高速发展，由于很多矿产被开采光了

，所以需要新的大型的矿山开采大量的煤、矿石或者岩石产品来提供能量和原材料。国内组建并改进了以宝钢为首制造钢铁的大型企业；西边煤炭资源的开采和通过港口对外运输。（2）经济的原因在第三世界国家，有更多的产量和许多新的矿产，所以在系统上的花销就能很低，利润变得更快更大。通过比较技术经济，已经证实，带式输送机输比车来运输更适合。采用带式输送机可实现远路程大运量的连续输送。（3）环境的因素开采的地方在一些环境敏感的地区或城市，引起了水平及垂直，转折与普通钢管钢绳，皮带输送机，主要技术和工艺创新模拟。（4）企业的因素一些大型的公司收购了许多看起来比较小的矿山，从而合理化进行开采和分布。

企业往往依靠运输零件的"单方供应”，这样就能孤立地进行业务营运，包括研发一种新型带式输送机运输技术的能力。

国内的矿山企业和钢铁企业也面临着重组和扩张的局面。现阶段带式输送机的主要研究领域方向还是煤矿用带式输送机。1.2煤矿带式输送机技术的发展趋势1.设备大型化、提高运输能力为了满足高产量高效率集中简单化的生产，在输送的能力上变得更大。长距离、高带速、大运量、大功率是往后矿井运输技的发展方向。在往后的10年内输送能力要提升到3千～4千吨每小时，带的运行速度提升至4～6米每秒，输送长度对于可伸缩带式输送机要达到3千米。现在的煤矿现场需要更大的主参数、更加前卫的技术、更加让人信得过的性能的长距离、大运量、大功率顺槽可伸缩带式输送机，以提高我国带式输送机技术的设计水准，补充国内的技术空缺，追赶上国外先进国家的技术水平。其包含7个方面的关键技术：（1）带式输送机动态剖析与监控技术；（2）软起动与功率平衡技术；（3）中间驱动技术；（4）自动张紧技术；（5）新型高寿命高速托辊技术；（6）快速自移机尾技术；（7）高效储带技术。

2.提高元部件性能和可靠性高和低的运行速率主要取决于零件的使用性能及可靠性的设备。除了进一步完善和提高的性能和现有的组件的可靠性，将继续新技术和部件的研究和发展。3.扩大功能，一机多用化为了发挥最大的经济效益，功能进行拓展包括运载人、运输重物或双向运输等，做到一台机器多个用途。4.开发专用机种中国煤矿的地质条件各有不同，所以在运输系统的安置中就常常会要有特殊的地方，如弯曲、大倾角(≥25°)直至垂直提升等。普通的带式输送机是没有办法在这些场合正常工作的。所以特殊的地方我们就要特殊处理，那么就要开发特殊型带式输送机，好比弯曲带式输送机、大倾角或垂直提升输送机等。1.3皮带断带抓捕工具的研究现状国内外很多科技人员进行了一整套的测试与研究，对防止胶带发生逆转、飞车和断带等情况的发生提出了一些解决的办法:（1）带下安装阻尼板带式输送机处于正常运行时，胶带处于拉紧状态，呈一条直线，几乎不下垂，而胶带断裂后，由于两托辊存在一定的距离，导致胶带下垂，根据这一特点，在胶带下面安装阻尼板，发生胶带断裂时，胶带由于自重作用使得胶带松弛的很快，然后和阻尼板接触，当两者之间产生的摩擦力达到一定时，能很好地阻止胶带下滑，阻尼板就是这样工作的。如下图1.1，防滑能力与两者之间的摩擦系数有关，与几何长度、两者间的距离以及倾角等因素有关。图1.1阻尼板法防断带示意图（2）单向托辊摩擦制动此种制动就是利用托辊反向来进行逆止，如下图1.2，当向上或向下运行的带式输送机正常工作时，托辊跟着回转，皮带与托辊为滚动摩擦，摩擦阻力小，当胶带断裂发生下滑时，因为托辊是单向的，所以反向的时候托辊不转动，皮带与托辊为滑动摩擦，摩擦阻力变大，利用滑动摩擦力来实现制动。图1.2单向托辊防断带法（3）GBZ型滚动下落胶带抓捕器装置结构如下图1.3，当胶带正常运行时，抓捕辊举得很高，不与胶带发生接触，且物料正常运输。只有特制的托辊设置在胶带下方随其前进而转动。当皮带向后退或发生断裂后向下滑动时，特制托辊跟着转动，托辊轴跟着一起倒转，再带动一个螺旋副运动，达到所要的倒转长度时，固定卡爪就会被推动，抓捕辊沿直槽快速旋转下落，从而滑入斜槽，在胶带的作用下继续运动，把胶带牢牢的卡在抓捕辊和基砧之间，在抓捕辊下落时还清扫了胶带上的煤屑，这样的抓捕就更加的可靠。(a)正常状态(b)抓捕状态图1.3GBZ型滚动下落胶带抓捕器1.4本设计研究的主要内容2带式输送机断带保护器的理论计算2.1断带的原因从目前的输送大断裂事故分析输送带，输送带断裂的原因如下。①输送机接头质量问题；②输送带自身质量不过关；。③物料外散，流入底层输送带；④停车和启动时应力变化过大；⑤物料分配不均，胶带跑偏；⑥其他原因。2.2总体方案的设计4液压泵站4.1组成及工作原理本设计中采用的液压泵站的型号是YZ系列，它可以根据你所要的提供可控制方向，压力及流量的液压油，在这里我们将液压泵站与油缸用油管连接后，液压缸就可以实现我们想要的动作和工作循环。我们知道的液压泵站中的装置就有电机—泵装置、集成块或阀组合、油箱及电气盒等。各部件功能是：电机—泵装置是泵站的动力源,由电机和油泵组成，，将机械能转换为液压油的压力能。集成块是由阀及通道体组合而成，可以调节油的方向、压力和流量。阀组合中板式阀装在立板上，板的后面用管连接，与集成块功能相同。电气盒可分两种形式。一种设置外接引线的端子板，另一种配置了全套控制电器。泵站是通过电机带动油泵进行快速扭转，这样就可以从内部的油箱中吸取油并给液压缸供油，将机械能转变成液压油的压力能。可以利用集成块或阀组合来调节方向、压力及流量，油液通过管路输送给液压缸，这样就可以控制液压缸的方向、力量及速度，推动各种液压机械作功。5断带保护器的安装和使用上运全断面抓捕装置可以在皮带断带利用液压缸将上楔块夹紧机构和栅架的上下夹紧来把输送带进行制动，该保护装置在每个输送机间距相等的情况下安装上3-4个，机架脚的螺钉我选择使用沉头螺钉并且长度在1.5-2米或者更长。防止皮带跑偏时与支架摩擦造成事故，皮带两侧的断带抓捕器支架脚偏离输送机机架200到300毫米。没有涉及电，所以安装起来很方便。 逆止托辊轴上的逆止槽与所安装垂直面夹角有一定的要求，水平安装时夹角是。由于本次设计的断面抓捕器具有一定的倾角，所以逆止托辊轴上的逆止槽在安装的时候与逆止托辊要有一个垂直的夹角。不然的话，逆止块会因为重力的原理没有办法落入逆止槽里面，不能起到逆止。假如逆止托辊的轴径小于30mm的时候，我们可以焊接一个挡块来代替逆止槽。因为有逆止方向的要求，所以在安装托辊后要进行标记，保证安装的方向和输送带运行的方向是一样的，做到对逆止器的保护，让逆止托辊在断带时进行逆止。在安装上楔块夹紧机构的时候，我们使用的是销轴加轴承安装在导向槽上，两边的销轴在安装的时候要进行对齐，确保上楔块夹紧装置是水平的，只有在水平的情况下，才能对断带进行更好的夹紧。栅架的安装也是如此。输送机在矿井下工作，要定期的进行检测，这样可以防止在发生断送的情况下装置出去罢工。结论本文对带式输送机进行了理论和设计，作为一种