畢業(yè)設計（論文）-皮帶運輸機設計.doc

，摘 要帶式輸送機是輸送能力最大的連續(xù)輸送設備之一。隨著煤炭行業(yè)的發(fā)展，傾斜布置的輸送機也越來越多。本次畢業(yè)設計是關(guān)于礦用固定式帶式輸送機的設計。首先對膠帶輸送機作了簡單的概述；接著分析了帶式輸送機的選型原則及計算方法；然后根據(jù)這些設計準則與計算選型方法按照給定參數(shù)要求進行選型設計；接著對所選擇的輸送機各主要零部件進行了設計校核校核。施工設計主要是根據(jù)初步設計選擇驅(qū)動裝置、電動機、減速器、變頻器、制動器等等部件，從而完成輸送機的安裝布置圖。最后，在基于本文所做的理論分析的基礎上，設計了輸送機的保護裝置及其集控系統(tǒng)。集中控制核心采用可編程控制器（plc）。本論文分別做出了輸送機起車、停車以及故障停車的流程框圖，為編制控制程序打下了基礎。關(guān)鍵詞：帶式輸送機； 選型設計； 可編程控制器 目 錄摘 要i1 緒 論11.1帶式輸送機的技術(shù)發(fā)展11.2帶式輸送機工作原理41.3常用帶式輸送機類型與特點52 帶式輸送機施工設計92.1概述92.2基本參數(shù)的選擇確定112.3驅(qū)動裝置及其布置312.4清掃裝置352.5制動裝置362.6交流變頻技術(shù)373 帶式輸送機電控裝置433.1可編程控制器（plc）原理及應用433.2控制裝置的功能及工作原理524 帶式輸送機的安裝與維護624.1帶式輸送機的安裝規(guī)范624.2帶式輸送機的維修635 結(jié)論66參考文獻67致 謝68ii1 緒 論輸送機是在一定的線路上連續(xù)輸送物料的物料搬運機械，又稱連續(xù)輸送機。輸送機可進行水平、傾斜和垂直輸送，也可組成空間輸送線路，輸送線路一般是固定的。輸送機輸送能力大，運距長，還可在輸送過程中同時完成若干工藝操作，所以應用十分廣泛?？梢詥闻_輸送，也可多臺組成或與其他輸送設備組成水平或傾斜的輸送系統(tǒng)，以滿足不同布置形式的作業(yè)線帶式輸送機是輸送能力最大的連續(xù)輸送機械之一。其結(jié)構(gòu)簡單、運行平穩(wěn)、運轉(zhuǎn)可靠、能耗低、對環(huán)境污染小、便于集中控制和實現(xiàn)自動化、管理維護方便。它是運輸成件貨物與散裝物料的理想工具，因此被廣泛用于國民經(jīng)濟各部門。尤其在礦山用量最多、規(guī)格最大。1.1帶式輸送機的技術(shù)發(fā)展 中國古代的高轉(zhuǎn)筒車和提水的翻車，是現(xiàn)代斗式提升機和刮板輸送機的雛形；17世紀中，開始應用架空索道輸送散狀物料；19世紀中葉，各種現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的輸送機相繼出現(xiàn)。1868年，在英國出現(xiàn)了帶式輸送機；1887年，在美國出現(xiàn)了螺旋輸送機；1905年，在瑞士出現(xiàn)了鋼帶式輸送機；1906年，在英國和德國出現(xiàn)了慣性輸送機。此后，輸送機受到機械制造、電機、化工和冶金工業(yè)技術(shù)進步的影響，不斷完善，逐步由完成車間內(nèi)部的輸送，發(fā)展到完成在企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間甚至城市之間的物料搬運，成為物料搬運系統(tǒng)機械化和自動化不可缺少的組成部分。1880年德國lmg公司設計了一臺鏈斗挖掘機，其尾部帶一條蒸氣機驅(qū)動的帶式輸送機。1896年美國紐約頒布了魯賓斯為帶式輸送機的發(fā)明人。20世紀30年代隨著德國褐煤露天礦連續(xù)開采工藝的發(fā)展，帶式輸送機也隨之得到迅速地發(fā)展，二次大戰(zhàn)前德國褐煤露天礦已出現(xiàn)1.6m帶寬的帶式輸送機。50年代開發(fā)出的鋼繩芯輸送帶為帶式輸送機長距離化和大型化創(chuàng)造了條件。前西德為了擺脫石油危機帶來的影響，開發(fā)了年產(chǎn)40005000萬t的褐煤露天礦，并在5060年代為日產(chǎn)10萬方的斗輪挖掘機開發(fā)了配套的3.0m帶寬的帶式輸送機，帶速為6.8m/s。后經(jīng)科研開發(fā)將帶速提高到7.5m/s，使帶寬從3.0m降至2.8m，但運量仍保持3.75萬t/h。單條帶式輸送機的裝機容量為62000kw，是當今運量最大的帶式輸送機。70年代開始，西方各國推廣斜井帶式輸送機。德國魯爾區(qū)hansel-prosper煤礦使用了當今規(guī)格最大的斜井帶式輸送機，其帶寬為1.4m，帶速為5.5m/s,屬輸送帶度強為st7500n/mm，整機傳動功率為23100kw同步電機。電機轉(zhuǎn)子直接固定在滾筒軸上，從而省去了減速器。同步機用交直交變頻裝置調(diào)速，起、制動過程非常平穩(wěn)，起動時間可達140s，制動時間達40s。輸送帶保證壽命達20年。該機上、下分支輸送帶都運送物料。向上運煤1800t/h，下分支向下運矸石1000t/h。提高高度達700余米。經(jīng)過一百年的發(fā)展，帶式輸送機已成為一個龐大的家族，不再是常規(guī)的開式槽型或直線布置的帶式輸送機，而是針對生產(chǎn)需求設計出各種各樣的特種帶式輸送機。例如，彎曲型、線摩擦型。大傾角型?？缮炜s型。吊掛型、管式、吊掛管式、波紋擋邊式、氣墊式、壓帶式、鋼絲繩牽引式和鋼帶式等帶式輸送機。它們各有自己的獨特優(yōu)點，適用于某些特殊場合。例如，管式和吊掛式輸送機因其密封性好，適用于有環(huán)保要求或物料不應受外界環(huán)境影響的場合。波紋擋邊帶式輸送機可以做大傾角甚至垂直提升，因而在卸船和 豎井提升中得到應用。壓帶式大傾角帶式輸送機于50年代在下挖式斗輪挖掘機上廣泛應用。傾角可達35，從而縮短斗輪臂架長度。目前國內(nèi)外帶式輸送機正朝著長距離、高速度和大運量方向發(fā)展。單機運距已達30.4km，多機串聯(lián)運距最長達208km，由17條帶式輸送機組成，最寬的帶式輸送機帶寬為4m。最大運輸能力已達到3.75萬t/h，最高帶速達到15m/s。單條帶式輸送機的裝機功率達到62000kw。我國生產(chǎn)的帶式輸送機最大帶寬已達到2m，帶速已達到2 m/s，設計運輸能力已達到5.2萬t/h，最大運距為3.7km。帶式輸送機的運輸能力和輸送距離是所有其他輸送設備無法比擬的，因此世界各國都在不斷地努力發(fā)展和完善帶式輸送機技術(shù)。努力的方向著重于：(1) 提高帶速，它是提高輸送能力和節(jié)省投資的有效途徑。(2) 提高各部件的可靠性，也包括輸送帶的可靠性，往往一個部件的失靈會影響整機乃至整個系統(tǒng)的停頓。(3) 努力減少維護工作量或取消日常維護工作，因帶式輸送機分布在幾百米甚至幾千米的運輸線路上，很難實現(xiàn)有效的維護保養(yǎng)工作。(4) 節(jié)能研究，帶式輸送機本身是輸送機中耗能最省的，但在大型礦山、冶金、電力和專用港口等企業(yè)中帶式輸送機用量很大，成為企業(yè)中的一個耗能大部門，因而進一步的節(jié)能研究具有重要意義。例如，功率計算中的阻力確定，加大張力和托輥直徑以及改進輸送帶結(jié)構(gòu)與配方降低在運行阻力中占最大比重的壓陷阻力(5) 西方一些國家為適應金屬露天礦型化的需要，正努力解決輸送機輸送金屬礦石及其圍巖的問題，以求用帶式輸送機替代昂貴的汽車運輸。(6) 對大中型帶式輸送機采用動態(tài)設計方法，通常采用的靜態(tài)設計方法沒有考慮輸送帶的粘彈性問題，因而輸送機的起動與制動過程中會在輸送帶中產(chǎn)生沖擊波，沖擊波引起的輸送帶動張力要比正常運行的最大張力大10多倍，它直接關(guān)系著輸送帶的強度、接頭強度、滾筒、傳動裝置和聯(lián)接件的設計強度，然而研究可控的起動裝置和制動裝置來減小動張力便成為動態(tài)設計的根本所在。1.2 帶式輸送機工作原理帶式輸送機是依靠驅(qū)動滾筒與輸送帶之間的摩擦，將牽引是以撓性體與圓柱體之間的摩擦理論為基礎的。這個理論用著名的歐拉公式表達。 圖1.1如圖所示的帶式輸送機，輸送帶在驅(qū)動滾筒的圍包角為，驅(qū)動滾筒以圖標方向運動。設輸送帶在與驅(qū)動滾筒相遇點4處的張力為，分離點的張力為，據(jù)歐拉公式，當驅(qū)動滾筒與輸送帶之間不打滑時，兩力有如下關(guān)系： (1.1)式中 滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)； e自然對數(shù)的底。這個公式表示：當輸送帶在分離點1的張力為時，由于滾筒與輸送帶間相遇點需要的張力大于。驅(qū)動滾筒將因摩擦力不夠而在輸送帶上空轉(zhuǎn)。為明確表示上述極限關(guān)系，將上式改成： (1.2)輸送帶兩端的張力差就是驅(qū)動滾筒圓周上的牽引力，根據(jù)歐拉公式，驅(qū)動滾筒能夠傳遞給輸送帶的最大摩擦牽引力為： (1.3)在實際應用中，為使帶式輸送機安全可靠的運行，應給摩擦牽引力留有一定的余量實際許用的摩擦牽引力為， (1.4)據(jù)此求得輸送帶在驅(qū)動滾筒相遇點的許用張力： (1.5)n摩擦力備用系數(shù)，一般取n=1.11.20為提高摩擦驅(qū)動所能傳遞的牽引力，可以從如下三個方面著手：(1) 增大輸送帶在驅(qū)動滾筒分離點上的張力。但采用這個方法會使輸送帶所收的最大張力也增大。若大幅增加，需要選用高一級強度的輸送帶，這是不利的。因此這種辦法只能在實際運轉(zhuǎn)中，因某種原因出現(xiàn)驅(qū)動滾筒打滑時采用。(2) 增大圍包角。但滾筒驅(qū)動，輸送帶在驅(qū)動滾筒上的圍包角為200230；采用雙滾筒驅(qū)動，圍包角可達450480；(3) 增大摩擦系數(shù)，將驅(qū)動滾筒表面包一層摩擦系數(shù)高的材料。1.3常用帶式輸送機類型與特點帶式輸送機的種類很多，具有牽引件的輸送機一般包括牽引件、承載構(gòu)件、驅(qū)動裝置、張緊裝置、改向裝置和支承件等。牽引件用以傳遞牽引力，可采用輸送帶、牽引鏈或鋼絲繩；承載構(gòu)件用以承放物料，有料斗、托架或吊具等；驅(qū)動裝置給輸送機以動力，一般由電動機、減速器和制動器(停止器)等組成；張緊裝置一般有螺桿式和重錘式兩種，可使牽引件保持一定的張力和垂度，以保證輸送機正常運轉(zhuǎn)；支承件用以承托牽引件或承載構(gòu)件，可采用托輥、滾輪等。 具有牽引件的輸送機的結(jié)構(gòu)特點是：被運送物料裝在與牽引件連結(jié)在一起的承載構(gòu)件內(nèi)，或直接裝在牽引件(如輸送帶)上，牽引件繞過各滾筒或鏈輪首尾相連，形成包括運送物料的有載分支和不運送物料的無載分支的閉合環(huán)路，利用牽引件的連續(xù)運動輸送物料。： 1.3.1通用帶式輸送機（dt）通用帶式輸送機是一種固定式帶式輸送機。其特點式托輥安裝在固定的機架上，由型鋼做成的機架固定在底板或地基上，整個機身成剛性結(jié)構(gòu)。因此，它廣泛用于要求設備服務年限長，地基平整穩(wěn)定的場合。例如，煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)、洗煤廠、井下主要運輸大巷、港口、發(fā)電廠等生長地點。該種輸送機應用十分普遍，現(xiàn)已形成系列產(chǎn)品如td62、td75、dt等。1.3.2鋼繩芯帶式輸送機芯帶式輸送機在結(jié)構(gòu)形式上相同于通用帶式輸送機，只是輸送帶由織物芯帶改為鋼絲繩芯帶。因此，它是一種強力型帶式輸送機，具有輸送距離長、運輸能力大、運行速度高、輸送帶成槽性好和壽命長等優(yōu)點。但其最大缺點是因鋼繩芯輸送帶的芯體無橫絲，故橫向強度低，易造成縱向撕裂。在大型礦井的主要平巷、斜井和地面生產(chǎn)系統(tǒng)往往會遇到大運量、長距離情況，如果采用普通型帶式輸送機運輸，由于受到輸送帶強度的限制而只能采用多臺串聯(lián)運行方式，這就造成了設備數(shù)量多，物料轉(zhuǎn)載次數(shù)多，因而帶來設備投資高，運轉(zhuǎn)效率低，事故率升高，粉煤比重上升以及維護人員增多等后果。采用鋼繩芯帶式輸送機可以有效地解決這類問題。該種帶式輸送機已經(jīng)定型成dx系列。1.3.3移動帶式輸送機（dy）移動帶式輸送機是一種按整機設計并且整機可在不同地點使用的帶式輸送機。按移動的方式不同又可分為移動式與攜帶式帶式輸送機。前者是靠輪子、履帶或滑撬移動的帶式輸送機；后者是可用人力或機械從一個位置抬到另一個位置的帶式輸送機。主要用作短距離輸送或轉(zhuǎn)載。如煤場、碼頭、倉庫等場所。1.3.4鋼帶輸送機（dg） 鋼帶輸送機的輸送帶是一薄的撓性鋼帶。其耐熱性比常規(guī)輸送帶好得多，因此它已在食品工業(yè)中得到應用。但鋼帶的成槽性差，滾筒傳遞扭矩很有限，因而不適用于長距離輸送。1.3.5網(wǎng)帶輸送機（dw）帶輸送機的輸送帶是一撓性網(wǎng)帶，在技術(shù)性能上與鋼帶輸送機相似，主要用于輕工業(yè)和有特殊要求的場合。1.3.6鋼繩牽引帶式輸送機鋼繩牽引帶式輸送機從1951年起在英語國家得到應用。它的優(yōu)點在于牽引體與承載體是分開的，可以跨越長距離和大高差。但缺點是輸送帶成槽性差，影響輸送截面積，鋼絲繩裸露在外，不易防腐蝕，維護費用高。因此，國外一些國家不提倡使用。我國自1967年起在煤礦開始使用，但總體用量不高。根據(jù)研究表明，當輸送量超過500t/h，運距超過25km時，鋼繩牽引帶式輸送機的基建投資和運費將少于鋼繩芯帶式輸送機，即運距越長越有利。1.3.7線摩擦帶式輸送機帶式輸送機（在此稱之為主機）某位置的輸送帶下面加裝一臺或幾臺短的帶式輸送機（稱之為輔機），主帶借助重力或彈性力壓在輔機的帶子（輔帶）上，輔帶可以通過摩擦力驅(qū)動主帶，這樣主帶張力便可以大大降低而實現(xiàn)低強度帶完成長距離或大運量輸送。1.3.8大傾角帶式輸送機普通帶式輸送機的輸送傾角超過臨界角度時，物料將沿輸送帶下滑。各種物料所允許的最大上運傾角見表1.1。大傾角帶式輸送機可以減小輸送距離、降低巷道開拓量，減少設備投資。在露天礦它可以直接安裝在非工作邊坡，節(jié)省大量土方工程和投資。表1.1 帶式輸送機的最大傾角物料名稱最大傾角物料名稱最大傾角塊煤18濕精礦20原煤20干精礦18谷物18篩分后石灰石12025mm焦炭18干砂15030mm焦炭20濕砂230350mm焦炭16鹽200120mm礦石18水泥20060mm礦石20塊狀干粘土15184080mm油母頁巖18粉狀干粘土22干松泥土201.3.9圓管式帶式輸送機 圓管式帶式輸送機是用托輥把輸送帶逼成管形，物料形成封閉運輸，減少了環(huán)境污染，并能任意轉(zhuǎn)變和提高輸送傾角。它適用于有環(huán)保要求或物料不受外界環(huán)境影響的場合，如水泥、粉煤、谷物等物料的輸送。 2 帶式輸送機施工設計2.1概述帶式輸送機的設計通常包含初步設計和施工設計兩個方面的內(nèi)容。前者主要是通過理論上的分析計算選出滿足生產(chǎn)要求的輸送機各部件，確定合理的運行參數(shù)，或者對確定的部件參數(shù)進行驗算，并完成輸送線路的宏觀設計；后者主要是根據(jù)初步設計完成輸送機的安裝布置圖。2.1.1 設計原始資料(1) 原始條件： 設計運輸能力：q=800t/h, 帶速：v=2.5m/s, 輸送傾角：8, 原煤松散密度：1t/m, 原煤最大塊度：450mm， 動煤堆積角：30，運輸距離：300m, 供電電壓：660v/1140v。(2) 技術(shù)要求：1) 電控裝置有本安型操作臺、隔爆兼本安型控制箱和各種傳感器三部分組成；2) 本安型操作臺具有輸送帶運行速度、電機電流等主要參數(shù)的運行狀態(tài)顯示和輸送機故障指示；3) 電控裝置控制核心采用可編程序控制器（plc），具有手動、自動及檢修三種工作方式；4) 電控裝置具有沿線通話和起車預警功能；5) 電控箱和操作臺及配套傳感器應具備防爆合格證以及“ma”標志；6) 系統(tǒng)應具有的保護功能：a) 跑偏保護 跑偏開關(guān)機頭、中間、機尾各一對；b) 沿停保護 沿停保護傳感器每隔100米設置一只；c) 防縱撕保護 在機尾落煤附近設一套；d) 煙霧保護 在機頭集中驅(qū)動處設置煙霧傳感器；e) 煤位保護 在機頭設低煤位報警和高煤位停車保護；f) 超溫保護， 煙霧保護和自動灑水裝置；g) 速度保護 分別在輸送帶空段設置高速傳感器以檢測帶速進行速度保護；h) 打滑和超速保護電控裝置具有后臺設備連鎖功能；電動機通過聯(lián)軸器、減速器帶動傳動滾筒轉(zhuǎn)動或其他驅(qū)動機構(gòu)，借助于滾筒或其他驅(qū)動機構(gòu)與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶運動。帶式輸送機的驅(qū)動方式按驅(qū)動裝置可分為單點驅(qū)動方式和多點驅(qū)動方式兩種。通用固定式輸送帶輸送機多采用單點驅(qū)動方式，即驅(qū)動裝置集中的安裝在輸送機長度的某一個位置處，一般放在機頭處。單點驅(qū)動方式按傳動滾筒的數(shù)目分，可分為單滾筒和雙滾筒驅(qū)動。對每個滾筒的驅(qū)動又可分為單電動機驅(qū)動和多電動機驅(qū)動。因單點驅(qū)動方式最常用，凡是沒有指明是多點驅(qū)動方式的，即為單驅(qū)動方式，故一般對單點驅(qū)動方式，“單點”兩字省略。單筒、單電動機驅(qū)動方式最簡單，在考慮驅(qū)動方式時應是首選方式。在大運量、長距離的鋼繩芯膠帶輸送機中往往采用多電動機驅(qū)動。帶式輸送機常見典型的布置方式如下表2-2所示。2.1.2帶式輸送機機型的選擇在給定工作條件下，帶式輸送機選型設計計算合理與否關(guān)系到其能否高效、安全、可靠地完成生產(chǎn)運輸?shù)膯栴}。一般來說，盡管帶式輸送機的類型眾多，但選型設計不外乎兩種情況：一種是成套供應的設備（或?qū)σ延性O備）的計算，如礦用吊掛式、可伸縮帶式輸送機功率、輸送帶強度和主要部件是否滿足要求。另一種是對通用設備（td75、dt和dx系列輸送機）的選型設計，需要通過計算從一系列部件中選擇合適的具體部件（如滾筒、輸送帶、托輥和驅(qū)動裝置等），最后組裝成滿足具體生產(chǎn)條件下的通用帶式輸送機。表2.1 帶式輸送機典型布置方式根據(jù)已知的原始資料分析得，本機不適合整機定型帶式輸送機，因此采用非整機定型的輸送機，且用單機輸送。因此，由于本設計的運量大，帶較長，采用通用帶式輸送機。2.2基本參數(shù)的選擇確定2.2.1輸送帶類型的確定輸送帶是輸送機的重要部件，要求它具有較高的強度和較好的撓性，其價格比較昂貴，約占輸送機總成本的25%50%。在類型確定上需考慮以下幾點：(1) 煤礦井下必須使用阻燃輸送帶，并且盡量選用橡膠貼面，其次為橡塑貼面和塑料貼面的阻燃輸送帶；(2) 在同等條件下，優(yōu)先選擇分層帶，其次整體帶芯帶和鋼繩芯帶；(3) 優(yōu)先選用尼龍、維尼龍帆布層帶，因在同樣抗拉強度下，上述材料比棉帆布帶體輕、帶薄、柔軟、成槽性好、耐水和耐腐蝕；(4) 覆蓋膠的厚度主要取決于被運物料的種類和特性，給料沖擊的大小，帶速與機長。 根據(jù)原始資料和上述選擇要求，方案一選擇nn型尼龍芯帶，型號是nn-300的4層尼龍芯帶，上膠厚度為3.0 mm，下膠帶厚度為1.5 mm。其帶芯強度為300n/ mm，輸送帶的每層質(zhì)量為1.42 kg/m，每毫米厚膠帶質(zhì)量1.19 kg/m。尼龍帶每米長質(zhì)量=（覆蓋層厚度（mm）1.19+層數(shù)k）帶寬（m） （2.1）2.2.2輸送帶帶寬的確定（1）滿足設計運輸能力的帶寬：= 式中 設計運輸能力，t/h； 滿足設計運輸能力的輸送帶寬度，m； 物料斷面系數(shù)，見表2.1； 輸送帶運行速度，m/s； 物料的散狀密度，t/m；傾角系數(shù)，見表2.2； 本設計運量比較大，所以選擇槽形帶，由物料斷面系數(shù)表2.1選擇k=458,由傾角系數(shù)表2.2選擇=1,物料散狀密度=1t/,帶速=2.5m/s，運量=1000t/h,根據(jù)經(jīng)驗取動堆積角=30。=0.84870m=848.70mm表2.2 物料斷面系數(shù)動堆積角1020253035k槽型316385422458496平型67135172209247表2.3 傾角系數(shù)輸送傾角035101520c10.990.950.890.81（2）滿足物料塊度條件的寬度 對于篩分過的物料 3.3 +200 對于未篩分過的物料 2 +200式中 物料平均塊度的長尺寸，mm 物料中最大塊度的長尺寸，mm 滿足塊度條件的輸送寬度，mm。根據(jù)、和帶型從相應的規(guī)格表中選取標準帶寬的輸送帶。物料的最大塊度=450mm 2450+200=1100mm所以條件所給的帶寬1200mm。2.2.3輸送線路初步設計 線路初步設計的任務是根據(jù)使用地點的具體情況、用戶要求或輸送機類型情況，進行輸送機的整體布置。主要內(nèi)容包括驅(qū)動裝置的型式、數(shù)量和安裝位置的確定，拉緊裝置的形式和安裝位置的確定，機頭、機尾布置，裝卸位置及形式，清掃裝置的類型及位置的確定等。初步確定以下兩個方案如圖2.1。方案一 方案二圖2.1輸送線方案比較2.2.4技術(shù)、經(jīng)濟比較方案一、選用dt帶式輸送機，輸送帶為鋼絲繩芯阻燃輸送帶。單滾筒單電動機頭部驅(qū)動。方案二、選用dt帶式輸送機，輸送帶為nn-300阻燃帶。單滾筒雙電動機頭部驅(qū)動。方案一與方案二比較：方案一采用鋼絲繩芯阻燃輸送帶，抗拉強度高，成槽性好，但抗縱向撕裂能力差，價格高。單滾筒單電動機頭部驅(qū)動電動機功率大。方案二采用輸送帶為nn-300阻燃帶?？估瓘姸鹊祝v向抗拉高，價格低。單滾筒雙電動機頭部驅(qū)動，電動機功率低，驅(qū)動裝置要求數(shù)量多。方案一改向滾筒需要較多，輸送帶回因為頻繁改向而減少壽命。而且拉緊在輸送機下面不方便維護，且容易受到煤粉的污染。同時方案一需要的滾筒裝置架很高，由于煤礦井下巷道狹窄，方案一有一定的局限性。方案二采用尾部張緊能充分解決該問題。但是方案二要求增加巷道的掘進，也增加了成本。方案一選用了鋼絲繩芯輸送帶增加了輸送帶的線質(zhì)量。從而計算出來的牽引力，沿程阻力都會增大，因而選用的電動機、減速器、逆止器、連軸器的型號都會增大，成本提高。同時又本設計的輸送距離只有300m輸送距離相對較短，沒有必要做成復雜的形式。如表2.4 表2.4方案比較 項目方案輸送帶型號驅(qū)動方式拉緊方式所需電動機功率啟動方式方案一st1250頭部單滾筒驅(qū)動液壓自動拉緊280kw變頻啟動方案二nn-300頭部單滾筒驅(qū)動液壓自動拉緊2132kw變頻啟動 綜上所述，方案二結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟合理，方便檢修、維護，能完成設計要求的輸，最后根據(jù)這些內(nèi)容畫出輸送機的布置簡圖2.2。2.2.5基本參數(shù)的確定計算(1) 輸送帶線質(zhì)量當輸送帶選定后，由公式（2.1）計算出輸送帶每米長的質(zhì)量，即線質(zhì)量：=（覆蓋層厚度（mm）1.2+層數(shù)k）帶寬（m） 圖2.2 輸送線路初步設計=（4.51.19+41.42）1.2=13.305 kg/m(2) 物料線質(zhì)量 已知設計運輸能力=1000t/h，輸送帶運行速度=2.5m/s時，物料線質(zhì)量=88.89 kg/m2.2.6托輥的選擇 托輥是用來支承輸送帶和輸送帶上的物料，減少輸送帶的運行阻力，保證輸送帶的垂度不超過技術(shù)規(guī)定，使輸送帶沿預定的方向平穩(wěn)地運行。帶式輸送機上的主要部件是托輥，其成本占輸送機總成本的25%30%，總重約占總機重量的30%40%；它是日常主要管理、維護和更換的對象。因此，它的可靠性和壽命決定著輸送機的功效。托輥使用壽命短會增加輸送機的維修費用；轉(zhuǎn)動不靈活會增加輸送機的功耗；堵轉(zhuǎn)的托輥會磨損昂貴的輸送帶，甚至可導致礦井瓦斯、煤塵爆炸的嚴重事故。通常托輥的預期使用壽命大約在25萬小時，但在惡劣的工作條件下，如煤礦井下工作，它的實際使用壽命低于預期的使用壽命。托輥按其用途的不同主要分為承載托輥（又稱上托輥）、回程托輥（又稱下托輥）、緩沖托輥與調(diào)心托輥。托輥的結(jié)構(gòu)與具體布置形式主要決定于輸送機的類型與所運物料的性質(zhì)。承載托輥安裝在有載分支上，以支承輸送帶與物料。在生產(chǎn)實踐中，要求它能根據(jù)所輸送物料性質(zhì)的不同，使輸送帶的承載斷面的形狀有相應的變化。例如，運送散狀物料，為了提高生產(chǎn)率和防止物料的撒落，通常采用槽形托輥，槽形托輥一般由3個或3個以上托輥組成。目前普通槽形托輥的成槽角均為35，托輥之間成鉸接或固支。對于成件物品的運輸通常采用平行承載托輥。 回程托輥安裝在空載分支上，以支承輸送帶。通常采用平行托輥，大型輸送機有時采用v形回程托輥。 緩沖托輥大多安裝在輸送機的裝載點上，以減輕物料對輸送帶的沖擊。在運輸沉重的大塊物料的情況下，有時也需沿輸送機全線設置緩沖托輥。通常緩沖托輥有彈簧鋼板式和橡膠圈式兩種。輸送帶運行時，由于張力的不平衡、物料偏堆積、機架變形、托輥軸承損壞以及風載荷作用等使其產(chǎn)生跑偏，目前應用最為普遍的是前傾托輥，它取代了調(diào)心托輥，靠普通槽形托輥的兩側(cè)輥向輸送帶運行方向傾斜23，實現(xiàn)防跑偏。表2.5 承載托輥間距參考表（m）松散物料堆積密度t/m帶寬 (mm)400500650800100012001400160020002.51.21.21.11.11.0(1) 托輥間距的選擇托輥間距的選擇應考慮物料性質(zhì)、輸送帶的重度及運行阻力等條件的影響。承載分支托輥間距可參考表2.4選取。緩沖托輥間距一般為承載托輥間距的0.30.5倍，約為0.30.6m?；爻掏休侀g距可按23 m考慮或取為承載托輥間距的2倍。調(diào)心托輥按承載托輥每隔710組安裝一組選擇。表2.6 f托輥回轉(zhuǎn)部分質(zhì)量（kg）托輥形式帶寬（mm）50065080010001200140016001800槽形承載托輥鑄鐵座1112142225475072沖壓座89111720回程托輥v形托輥鑄鐵座81012172039（v）42（v）61（v）沖壓座79111518托輥直徑（mm）89108133159軸承型號204305406407頭部滾筒或尾部滾筒距第一組槽形托輥的距離s按下式計算： （2.2）式中 滾筒與第一組托輥之間的距離，m；托輥的成槽角，rad；輸送帶寬度，m。經(jīng)計算可知，帶式輸送機的尾部滾筒距第一組槽形托輥的距離： =2.671021.2/360=0.56m（過渡托輥成槽角=10；=1200mm）；頭部滾筒距第一組槽形托輥的距離： =2.675521.2/360=1.96m（槽形托輥成槽角=35；=1200mm）。(2) 托輥旋轉(zhuǎn)部分線質(zhì)量、本設計的帶式輸送機的帶寬=1200mm，堆積密度=1 t/m，經(jīng)查表2.4、2.5可知選承載分支托輥間距=1.2m，其托輥回轉(zhuǎn)部分質(zhì)量=25 kg（鑄鐵座）回程托輥間距=2.4m m，其托輥回轉(zhuǎn)部分質(zhì)量=20kg（鑄鐵座）。因此，可求出托輥旋轉(zhuǎn)部分線質(zhì)量：承載托輥旋轉(zhuǎn)部分線質(zhì)量為：=20.83kg/m回程托輥旋轉(zhuǎn)部分線質(zhì)量為：=8.33kg/m2.2.7計算輸送帶許用張力對于帆布層芯帶 （2.3）=30041200/12=120000n式中輸送帶許用張力，n； 帶芯每層帆布拉斷強度，n/mm； 輸送帶寬度，mm； 帆布層數(shù)輸送帶安全系數(shù)。尼龍帆布芯帶一般取m=12。2.2.8滾筒的選擇滾筒是帶式輸送機的重要部件。按其結(jié)構(gòu)與作用的不同分為傳動（驅(qū)動）滾筒、電動滾筒、外裝式電動滾筒和改向滾筒。(1) 傳動滾筒傳動滾筒用來傳遞牽引力或制動力。傳動滾筒有鋼制光面滾筒、包膠滾筒和陶瓷滾筒等。鋼制光面滾筒主要缺點是表面摩擦系數(shù)小，所以一般常用于短距離輸送機中。包膠滾筒主要優(yōu)點是表面摩擦系數(shù)大，適用于長距離大型帶式輸送機。包膠滾筒按其表面形狀又可分為：光面包膠滾筒、人字型溝槽包膠滾筒和菱形（網(wǎng)紋）包膠滾筒。光面包膠滾筒制造工藝相對簡單，易滿足技術(shù)要求，正常工作條件下摩擦系數(shù)大，能減少物料黏結(jié)，但在潮濕場合，由于表面無溝槽致使無法截斷水膜，因而摩擦系數(shù)顯著下降。為了增大摩擦系數(shù)，在光面鋼制滾筒表面上，冷粘或硫化一層人字形溝槽的橡膠板，為使這層橡膠板粘得牢靠，必須先在滾筒表面掛上一層很薄的襯膠（一般小于2mm），然后再把人字形溝槽橡膠冷粘或硫化在襯膠上。這種帶人字形的溝槽滾筒，由于有溝槽存在，能使表面水薄膜中斷，不積水，同時輸送帶與滾筒接觸時，輸送帶表面能擠壓到溝槽里。由于這兩種原因，即使在潮濕的條件下，摩擦系數(shù)也降低不大。但是，此種滾筒具有方向性，不能反向運轉(zhuǎn)。菱形（網(wǎng)紋）包膠滾筒，除了具有人字溝槽膠面滾筒的優(yōu)點外，最突出的一個優(yōu)點是它沒有方向性，有效防止了輸送帶的跑偏，對可逆輸送機尤為適用。但摩擦系數(shù)比人字溝槽膠面稍有降低。盡管如此，人們還是認為菱形溝槽膠面比人字溝槽膠面優(yōu)越。繼菱形溝槽膠面滾筒之后又出現(xiàn)了一種帶軸向槽的菱形溝槽膠面滾筒。因為軸向溝槽使摩擦系數(shù)升高，從而彌補了菱形溝槽膠面滾筒比人字溝槽膠面滾筒摩擦系數(shù)小的缺點。這種菱形溝槽滾筒目前國內(nèi)尚未制造生產(chǎn)。普通傳動滾筒都是采用焊接結(jié)構(gòu)，即輪轂、輻板和筒皮之間采用焊接結(jié)構(gòu)。該類滾筒適用于中小型帶式輸送機。在大功率的帶式輸送機中，必須采用鑄焊結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式，滾筒兩端的輪轂、輻板和筒皮為整體鑄造，然后再與中間筒皮焊在一起。(2) 改向滾筒改向滾筒有鋼制光面滾筒和光面包膠滾筒。包膠的目的是為了減少物料在其表面的黏結(jié)以防輸送帶的跑偏與磨損。滾筒的軸承有布置在內(nèi)側(cè)與外側(cè)兩種形式。(3) 滾筒直徑的選擇計算在帶式輸送機的設計中，正確合理地選擇滾筒直徑具有很大的意義。如果直徑增大可改善輸送帶的使用條件，但在其他條件相同之下，直徑增大會使其重量、驅(qū)動裝置、減速器的傳動比和質(zhì)量相應提高。因此，滾筒直徑盡量不要大于確保輸送帶正常使用條件所需的數(shù)值。 在選擇傳動滾筒直徑時，可按四個方面考慮：(1) 為限制輸送帶繞過傳動滾筒時產(chǎn)生過大的附加彎曲應力，傳動滾筒直徑應按下面方法計算：對于固定式使用帆布芯帶的帶式輸送機傳動滾筒直徑硫化接頭 =1254=500 （2.4）式中 傳動滾筒直徑，mm；帆布層數(shù)(2) 為限制輸送帶的表面比壓，以免造成覆蓋膠脫落，傳動滾筒直徑為：織物芯帶 （2.5）=280000/8001000000=0.002 mm式中 傳動滾筒直徑，mm； 輸送帶張力，n； 輸送帶寬度，mm； 輸送帶表面許用比壓，取1mpa。(3) 限制覆蓋膠或花紋變形量小于6%的，傳動滾筒直徑為織物芯帶 （2.6）=17.51.44+(3.0+1.5)1=176.75 mm式中傳動滾筒直徑，mm； 圍包角影響系數(shù)，當圍包角小于90時，=0.8，否則， =1； 輸送帶總厚度，mm；(4) 改向滾筒直徑可按下式確定 =0.8=0.81000=800mm （2.7）=0.6=600mm （2.8）式中 尾部改向滾筒直徑，mm；其他改向滾筒直徑，mm；傳動滾筒直徑，mm； 表2.7滾筒直徑的選擇帶寬b (mm)500650800100012001400滾筒直徑 (mm)500500630500630800630800100063080010001250800100012501400綜合考慮以上幾條因素，我們選擇傳動滾筒直徑=1000mm，尾部改向滾筒以及拉緊裝置處改向滾筒的直徑=800mm；頭部改向滾筒直徑為=500mm。各個滾筒表面均為人字形溝槽的橡膠覆蓋面。2.2.9計算各直線區(qū)段阻力對于承載分支：表2.8輸送帶沿托輥運行的阻力系數(shù)工作條件（槽形）（平行）滾動軸承含油軸承滾動軸承含油軸承清潔、干燥0.020.040.0180.034少量塵埃，正常濕度0.030.050.0250.040大量塵埃，濕度大0.040.060.0350.056 （2.9） =9.8300（88.89+13.30+20.83）0.03cos8+（88.89+13.3）sin8=52556n （=0.03）對于回程分支： （2.10）=9.8300（13.3+8.33）0.025cos8+13.3sin8=7016n （=0.025）式中承載分支直線運行阻力，n；回程分支直線運行阻力，n；重力加速度， m/s；輸送長度，m；輸送傾角；輸送帶在承載分支運行的阻力系數(shù)，見表2.6輸送帶在回程分支運行的阻力系數(shù)，見表2.62.2.10輸送帶張力計算用逐點法計算輸送帶關(guān)鍵點張力：圖2.3 輸送帶設計示意圖輸送帶張力應滿足兩個條件：摩擦傳動條件，即輸送帶的張力必須保證輸送機在任何正常工況下都無輸送帶打滑現(xiàn)象發(fā)生。傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)可參考表2.9選取，對于塑面帶應相應減少。表2.9傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)運行條件光滑裸露的鋼滾筒帶人字形溝槽的橡膠覆蓋面帶人字形溝槽的聚胺基酸脂覆蓋面帶人字形溝槽的陶瓷覆蓋面干態(tài)運行0.350.40.40.450.350.40.40.45清潔濕態(tài)（有水）運行0.10.350.350.350.4污濁濕態(tài)（泥土）運行0.050.10.250.30.20.35按摩擦條件確定：； 需要傳動滾筒表面的牽引力傳動滾筒所能傳遞的額定牽引力為令=，得 =56493n經(jīng)查表2.7可知，摩擦系數(shù)，其中圍包角取，摩擦備用系數(shù)取。；檢驗輸送帶的強度：由s=120kn所以滿足輸送帶強度要求(1) 檢驗輸送帶的垂度條件，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規(guī)定值，或者滿足最小張力條件對于承載分支輸送帶最小張力： （2.11） 對于回程分支輸送帶最小張力： （2.12） 可知承載分支最小張力；回程分支最小張力，都滿足輸送帶的垂度要求。2.2.11計算滾筒牽引力與電動機功率 由于滿載工作下電動機的運行狀態(tài)，有可能是電動狀態(tài)也可能是發(fā)電狀態(tài)，所以在牽引力和功率計算上有區(qū)別。尤其應注意各種阻力的正方向和正常發(fā)電狀態(tài)而空載電動狀態(tài)下的功率驗算。電動機備用功率一般按15%-20%考慮。傳動滾筒的軸牽引力： （2.13）因為，所以傳動滾筒輸出制動力。電動機功率： = 1.269198.992.5/0.85kw=244.23kw（其中電動機功率備用系數(shù)為，傳動裝置的效率為）查閱有關(guān)手冊選擇型三相異步電動機，其主要技術(shù)參數(shù)：功率:132kw 轉(zhuǎn)速:1490 重量:1100kg2.2.12拉緊力與拉緊行程(1) 拉緊力：(2) 拉緊行程： 。式中l(wèi)輸送機總長度，m； 輸送帶工作時的伸長系數(shù)；其中輸送帶伸長系數(shù)按表2.8查取可知=0.02。2.2.13拉緊裝置的選擇與布置拉緊裝置又稱張緊裝置，它是帶式輸送機必不可少的部件，具有以下四個主要作用：使輸送帶有足夠的張力，以保證輸送帶與滾筒間產(chǎn)生必要的摩擦力并防止打滑；保證輸送帶各點的張力不低于一定值，以防止輸送帶在托輥之間過分松弛而引起撒料和增加運動阻力；補償輸送帶的塑性伸長和過渡工況下彈性伸長的變化；為輸送帶重新接頭提供必要的行程。表2.10輸送帶伸長系數(shù)k輸送機長度l，m合成纖維輸送帶鋼繩芯輸送帶10000.010.0015按拉緊裝置的原理不同，常用的拉緊裝置有以下幾種：(1) 固定式拉緊裝置。固定式拉緊裝置的拉緊滾筒在輸送機運轉(zhuǎn)過程中位置是固定的，其拉緊行程的調(diào)整有手動和電動兩種方式。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單緊湊，對污染不敏感，工作可靠，缺點是輸送機運轉(zhuǎn)過程中由于輸送帶的彈性變形和塑性伸長引起張力降低，可能導致輸送帶在傳動滾筒上打滑。常用的結(jié)構(gòu)類型有螺旋拉緊裝置（拉緊行程短，拉緊力小，故適用于機長小于80m的短距離帶式輸送機上）和鋼繩絞車拉緊裝置（利用鋼絲繩纏繞在絞筒上，將輸送帶拉緊）等。(2) 重錘拉緊裝置。重錘拉緊裝置應用十分普通。它是利用重錘的重量產(chǎn)生拉緊力，并保證輸送帶在各種工況下有恒定的拉緊力，可以自動補償由于溫度改變和磨損而引起輸送帶的伸長變化。重錘拉緊裝置在結(jié)構(gòu)上簡單，工作上可靠，維護量小，是一種較理想的拉緊裝置。它的缺點是占用空間較大，工作拉緊力不能自動調(diào)整。根據(jù)輸送機的長度和使用場合的不同，重錘拉緊裝置的具體結(jié)構(gòu)形式也有所不同，如重錘垂直拉緊裝置和重錘車式拉緊裝置，它們適用于固定長距離帶式輸送機上。(3) 自動拉緊裝置。自動拉緊裝置是一種在輸送機工作中能按一定的要求自動調(diào)節(jié)拉緊力的拉緊裝置。在現(xiàn)代長距離帶式輸送機中使用較多。它使輸送帶具有合理的張力圖，自動補償輸送帶的彈性變形和塑性變形。它的缺點是結(jié)構(gòu)復雜，外形尺寸大，對污染較敏感及需要輔助裝置。自動拉緊裝置的類型很多，按作用原理分，有連續(xù)作用和周期作用兩種；按控制參數(shù)分，有一個、兩個或三個等（常作為控制參量的有張力、帶速和傳動滾筒的利用?。?；按拉緊裝置的驅(qū)動方式分，有電力驅(qū)動與液力驅(qū)動兩種；按被調(diào)節(jié)的繞出點張力的變化規(guī)律分，有穩(wěn)定式、隨動式和綜合式三種。yzl1-160/l通用型液壓自動拉緊裝置是針對我國帶式輸送機、索道等連續(xù)輸送設備而開發(fā)的一種機電一體化通用設備。它具有以下特點：(1) 根據(jù)使用場合的條件，拉緊力可以根據(jù)需要進行設定。(2) 拉緊力設定后，yzl1-160/l型液壓自動拉緊裝置可以保持系統(tǒng)處于恒力拉緊狀態(tài)。(3) yzl1-160/l型液壓自動拉緊裝置具有相應速度快，動態(tài)性能好的特點，以及時補償輸送帶或鋼絲繩的彈塑性變形(4) 油泵電機可以實現(xiàn)空載起動，達到額定拉力時，電機斷電，有蓄能器完成油力補償，從而達到y(tǒng)zl1-160/l型液壓自動拉緊裝置的節(jié)能運行。(5) yzl1-160/l型液壓自動拉緊裝置結(jié)構(gòu)緊湊，安裝布置方便。(6) yzl1-160/l型液壓自動拉緊裝置可與集控裝置連接，實現(xiàn)對該機的遠程控制。在帶式輸送機的工藝布置中，選擇合理的拉緊裝置，確定合理的安裝位置，是保證輸送機正常運轉(zhuǎn)、啟動和制動時輸送帶在傳動滾筒上不打滑的重要條件，通常確定拉緊裝置的位置時需要考慮以下三點：(1) 拉緊裝置應盡量安裝在靠近傳動滾筒的空載分支上，以利于起動和制動時不產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，對運距很短的輸送機可布置在機尾部，并將尾部滾筒作為拉緊滾筒；(2) 拉緊裝置應盡可能布置在輸送帶張力最小處，這樣可以減少拉緊力，縮小拉緊行程；(3) 應使輸送帶在拉緊滾筒的繞入和繞出分支方向與滾筒位移線平行，而且施加的拉緊力要通過滾筒中心。根據(jù)輸送機設計原始資料和已計算出的拉緊力和拉緊行程，綜合考慮上述各種拉緊裝置類型和特點，本設計選擇使用鋼絲繩絞車液壓尾部自動拉緊裝置。 2.2.14制動力矩計算 根據(jù)井下用帶式輸送機技術(shù)要求，制動裝置或逆止裝置產(chǎn)生的制動力矩不得小于該輸送機所需制動力矩的1.5倍。(1) 對于電動機運行狀態(tài)的帶式輸送機所需制動裝置的總制動力矩為： （2.17）式中 制動裝置作用在傳動滾筒軸上的總制動力矩，nm； 傳動滾筒直徑，m； 輸送機長度，m； 托輥阻力系數(shù)，取值為0.012(2) 對于發(fā)電運行狀態(tài)的帶式輸送機所需制動裝置的總制動力矩為： （2.18）式中 制動裝置作用在傳動滾筒軸上的總制動力矩，nm； 傳動滾筒直徑，m； 輸送帶速度，m/s； 系統(tǒng)所需電機總功率（未考慮備用功率系數(shù)前），kw。從上述的傳動滾筒軸牽引力的計算結(jié)果可知，本設計帶式輸送機的電動機輸出的是制動力矩，運行狀態(tài)處于電動狀態(tài)。根據(jù)公式（2.17）可計算出帶式輸送機所需制動裝置的總制動力矩為： 2.3驅(qū)動裝置及其布置驅(qū)動裝置的作用是在帶式輸送機正常運行時提供牽引力或制動力。它主要由傳動滾筒、減速器、聯(lián)軸器和電動機等組成。電動機與減速器又構(gòu)成了驅(qū)動單元。2.3.1驅(qū)動裝置型式驅(qū)動裝置按傳動滾筒的數(shù)目分為單滾筒驅(qū)動、雙滾筒驅(qū)動及多滾筒驅(qū)動；按電動機的數(shù)目分為單電動機驅(qū)動和多電動機驅(qū)動。每個傳動滾筒既可配一個驅(qū)動單元又可配兩個驅(qū)動單元，而且每個驅(qū)動單元也可以驅(qū)動兩個驅(qū)動滾筒。 驅(qū)動單元的軸線與輸送機身的關(guān)系，驅(qū)動裝置的布置形式有垂直式和并列式兩種。并列式與垂直式相比較具有驅(qū)動裝置橫向尺寸小，占地面積小，適宜于工作空間小的場合，特別對煤礦井下更有意義。但并列式布置要求