帶式輸送機基礎知識.doc

第一章 帶式輸送機第一節(jié) 概 述 帶式輸送機是一種摩擦驅動以連續(xù)方式運輸物料的機械。應用它，可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點到最終的卸料點間形成一種物料的輸送流程。它既可以進行碎散物料的輸送，也可以進行成件物品的輸送。除進行純粹的物料輸送外，還可以與各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程中的工藝過程的要求相配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線。所以帶式輸送機廣泛應用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中。在礦山的井下巷道、礦井地面運輸系統(tǒng)、露天采礦場及選礦廠中，廣泛應用帶式輸送機。它用于水平運輸或傾斜運輸。在傾斜向上運輸時，運送不同物料所允許的最大傾角值見表11。若值超過規(guī)定值，則由于物料與輸送帶間及物料與物料間的摩擦力不足(即傾角大于摩擦角)，物料將下滑滾動而灑落，影響輸送機正常的工作，降低運輸能力和生產(chǎn)效率。在傾斜向下輸送時，允許最大傾角為表11所列各值的80。若需要用大于表11的傾角輸送時，可選用花紋帶式輸送機。表1-1 帶式輸送機向上運輸允許的最大傾角值物料名稱物料名稱塊煤18濕精礦（含水12%）20-22原煤20干精礦18粉煤水洗后產(chǎn)品21篩分后的石灰石12篩分后的焦炭17干砂150-25mm焦炭18混有礫石的砂18-200-3mm焦炭20采石場的砂200-350mm礦石16濕砂230-120mm礦石18鹽200-60mm礦石20型砂2440-80mm油母頁巖18廢砂2020-40mm油母頁巖20未篩分的石塊180-200mm油母頁巖22水泥20干松泥土20塊狀干粘土15-18濕土20-23粉狀干粘土22帶式輸送機具備優(yōu)良的性能：首先是它運行可靠。在許多需要連續(xù)運行的重要的生產(chǎn)單位，如發(fā)電廠煤的輸送，鋼鐵廠和水泥廠散狀物料的輸送，以及港口內(nèi)船舶裝卸等均采用帶式輸送機。如在這些場合停機，其損失是巨大的。必要時，帶式輸送機可以一班接一班地連續(xù)工作。帶式輸送機動力消耗低。由于物料與輸送帶幾乎無相對移動，不僅使運行阻力小(約為刮板輸送機的13-15)，而且對貨載的磨損和破碎均小，生產(chǎn)率高。這些均有利于降低生產(chǎn)成本。 帶式輸送機的輸送線路適應性強又靈活。線路長度根據(jù)需要而定短則幾米，長可達10km以上。可以安裝在小型隧道內(nèi)，也可以架設在地面交通混亂和危險地區(qū)的上空。 根據(jù)工藝流程的要求，帶式輸送機能非常靈活地從一點或多點受料也可以向多點或幾個區(qū)段卸料。當同時在幾個點向輸送帶上加料(如選煤廠煤倉下的輸送機)或沿帶式輸送機長度方向上的任一點通過均勻給料設備向輸送帶給料時，帶式輸送機就成為一條主要輸送干線。 帶式輸送機可以在貯煤場料堆下面的巷道里取料，需要時，還能把各堆不同的物料進行混合。物料可簡單地從輸送機頭部卸出，也可通過犁式卸料器或移動卸料車在輸送帶長度方向的任一點卸料。 帶式輸送機與其堆料機和取料機相配合，已經(jīng)成為大規(guī)模準取款狀物料(如煤、礦石等)的唯一有效的方法。 在環(huán)保方面，帶式輸送機工作時噪聲小，必要時，帶式輸送機可被封閉在機罩里，不致于飄散灰塵污染空氣。若在轉運站，灰塵可被密封在轉運溜槽里，如與除塵器相連，粉塵還可收集起來。 帶式輸送機與其它輸送設備相比，存在結構復雜，受傾角的限制的缺點，在運送高度比較高時，帶式輸送機所需廠房面積和長度均較大。 常見的帶式輸送機有下列幾種類型： (1)通用固定式(TD系列)普通型帶式輸送機。用在物料的一般輸送上：礦井地面選煤廠及井下主要運輸巷道中，絕大多數(shù)采用這種類型。 (2)花紋帶式輸送機。此種輸送機的膠帶工作面上有凸出的花紋運送物料的傾角可以增加至35。 (3)鋼繩帶式輸送機。輸送機的帶條只作裝載物料用，輸送帶是有鋼繩牽引而運動，因此運送距離長。我國制造鋼繩帶式輸送機的最大運距可達2500m。 根據(jù)安裝的特點，帶式輸送機又可分為固定式、移動式和機架可伸縮式三種類型。固定式帶式輸送機一般應用在輸送量大和使用期限長的情況下，它的機架和部件不能任意拆移。移動式帶式運輸機是應用在距離短、運輸量不大且施工地點經(jīng)常變動的場合，其結構輕便，并安裝有車輪或輪胎可以隨意移動。伸縮式帶式輸送機的機架是由若干節(jié)短機架拼裝而成，各短機架之間用螺栓或掛鉤連接。這種帶式輸送機通常在運輸長度常常改變又經(jīng)常移動的情況下采用。 由于帶式輸送機廣泛應用在各個經(jīng)濟部門，所以，在1962年一機部組織了通用固定式帶式輸送機的系列設計，定型為TD62型(TD是漢語拼音字母，通用帶式的意思)。1972年，一機部又會同煤炭、冶金、水電等系統(tǒng)的設計、制造部門在TD62型產(chǎn)品的基礎上革新成TD72型。經(jīng)過試制、使用、修改和補充，于1975年定型為了TD75型帶式輸送機系列。TD75型系列，具有參數(shù)先進、結構合理、輸送量大、制造方便、機器重量輕等優(yōu)點。 通用帶式輸送機產(chǎn)品的規(guī)格是以帶寬及傳動滾簡直徑來表示或以帶寬表示： 例如：TD12080或TDl200120帶寬的厘米值；80傳動滾筒直徑的厘米值。第二節(jié) 通用帶式輸送機的結構圖11為帶式輸送機的結構簡圖。它由輸送帶、驅動裝置、托輥、機架、清掃器、拉緊裝置和制動裝置等組成。輸送帶l繞經(jīng)驅動滾筒2和尾部改向滾筒3形成無極的環(huán)形封閉帶。上、下雨股輸送帶分別支承在上托輥4和下托輥5上。拉緊裝置7保證輸送帶正常運轉所需的張緊力。工作時，驅動滾筒通過摩擦力驅動輸送帶運行。物料裝在輸送帶上與輸送帶一同運動。通常利用上股輸送帶運送物料，并在輸送帶繞過機頭滾筒改變方向時卸載。必要時，可利用專門的卸載裝置在輸送機中部任意點進行卸載。一、輸送帶 輸送帶是輸送機中最昂貴、耐久性最差的部件，在輸送機運轉過程中，輸送帶受到各種不同性質和大小的裁荷作用，處在極復雜的應力狀態(tài)下。輸送帶最典型的損壞形式有：工作面層和邊緣磨損；受大塊礦巖沖擊作用引起擊穿、撕裂和剝離；芯體通過短笛和托輥組受反復彎曲應力引起疲勞；在環(huán)境介質作用下，引起強度指標降低和老化等等。計算表明，輸送帶的費用約占輸送機全部設備費用的一半。因此，根據(jù)輸送機的使用條件；選擇合適的輸送帶，并在運行中加強維護管理，延長其使用壽命，對提高輸送機工作效率，降低輸送機生產(chǎn)成本具有重要意義。通用帶式輸送機所用的輸送帶有橡膠帶(圖12)和塑料帶(圖13)兩種。橡膠帶適用于工作環(huán)境溫度在-10+ 400C之間，物料溫度不得超過+500C。當溫度超過500C以后，膠帶的彈性開始消失，如溫度過低時，膠帶就變硬發(fā)生裂紋。溫度超過+900C時，應使用防火輸送帶；溫度低于-15-550C時應使用抗寒輸送帶。橡膠帶在實踐中應用最廣。其基本構造如圖1-2a所示。它是由帶芯和覆蓋膠兩部分組成。帶芯是膠帶的骨架，它的作用是承受荷載傳遞牽引力以及承受在裝料點物料對膠帶的沖擊力。普通橡膠帶的帶芯是由多層掛膠帆布制成的，帶芯材質也可以是棉質、維尼綸、尼龍等纖維織物或混紡帆布，還可以是化纖整體編織的一層厚布，如圖1-2c所示。覆蓋膠為帶芯的保護層，保護帶芯不受運輸物料曲直接沖擊、磨損和腐蝕，以延長輸送帶的使用壽命。表12為覆蓋膠質量選擇方面的有關資料。表l2中，I類輸送帶的覆蓋膠采用天然橡膠、合成橡膠、天然橡膠和合成橡膠的混合物或各種合成橡膠的混合物制成，目的是為了使覆蓋膠具有最好的抗切割和耐磨蝕的綜合性能。表1-2 輸送帶覆蓋膠質量的選擇覆蓋膠類別主要產(chǎn)品一般用途抗切割和抗撕裂性耐磨性耐油性正 常 工 作 條 件I類極好極好不推薦輸送大塊礦石，鋒利的切割性物料，用于極其惡劣的工作條件II類良好極好不推薦輸送切割作用不大的具有磨蝕性的經(jīng)過篩分的物料，用于繁重的工作條件有油和化學物質的工作條件耐油氯丁橡膠（一般稱為人造橡膠）良好很好對于石油好，對植物油和動物油相當好輸送噴過大量油的煤，任何用大量石油處理過的和含有大量石油的物料耐油丁腈橡膠良好良好對于石油、植物油和動物油均很好輸送油質谷物或種子，輸送食品、油脂和噴過油的煤中等耐油橡膠良好良好對于石油、植物油和動物油均限制使用輸送噴過少量油的煤、含油中等的谷物、飼料、木屑和磷酸鹽 II類輸送帶的覆蓋膠采用天然橡膠、合成橡膠、天然橡膠與合成橡膠的混合物或各種合成橡膠的混合物制成。正類輸送帶的覆蓋膠具有良好的耐磨性，但抗切割性和抗鑿蝕性不如I類輸送帶高。 熱物料輸送帶的覆蓋膠是用合成橡膠或合成橡膠混合物制成的，它具有最良好的耐高溫性能并對輸送特殊物料具有足夠的耐磨性、抗切割性和抗鑿蝕性。在要求輸送帶同時具有耐熱性和耐油性的地方，必須采用特殊的合成橡膠混合物。覆蓋膠有上、下之分，上覆面是承載面：即與物料接觸的一面稱為上覆蓋膠或稱工作，面其厚度為26mm；另一面為下覆蓋膠，是運轉面，即與文承托輥接觸的一面，厚度為1.52mm。膠帶兩側的覆蓋膠稱為邊膠，應采用高耐磨性的橡膠，因兩側極容易磨損破壞。一般用途的橡膠帶，其覆蓋膠的推薦厚度見表13。表1-3 橡膠輸送帶覆蓋膠的推薦厚度物料特性物料名稱覆蓋膠厚度，mm上膠厚下膠厚2t/m3塊度200mm磨損性較大的物料破碎后的礦石、選礦產(chǎn)品、各種巖石、油母頁巖等4.51.52t/m3磨損性大的大塊物料大塊鐵礦石、油母頁巖等6.01.5 輸送性質不同的物料，應選擇不同品種的膠帶。普通型橡膠帶織物芯的強度與多層塑料織物芯的強度一樣，均為560N/cm層；整芯的強度大，整芯厚4mm其帶芯強度為2240Ncm層；整芯厚5mm的帶芯強度為3360N/cm層。選煤廠的各種物料一般采用普通型的橡膠帶，橡膠帶的主要配種和規(guī)格見表14。表1-4 橡膠帶主要品種和帶寬品 種帶 寬 B，mm GB523-74每層帶芯抗拉強度N/cm工作環(huán)境溫度 物料最高溫 度 3004005006508001000120014001600普 通 型550-10+4050耐 熱 型 550-10+40120維尼綸芯 1374-5+4050我國目前橡膠工業(yè)部門生產(chǎn)的膠帶，其寬度范圍是300一1600mm，通用帶式輸送機常用帶寬只有6種規(guī)格：500、650、8eo、1000 、1200、1400mm。這也是選煤廠中常用的規(guī)格。通用帶式輸送機設計所采用橡膠帶的帶寬B和織物層數(shù)Z列于表15。各種規(guī)格橡膠帶的質量見表l6。表1-5 帶寬B與織物襯墊層數(shù)B，mm500650800100012001400Z344454658510612 表1-6 各種規(guī)格橡膠輸送帶的質量帆布層數(shù)Z上膠+下膠厚度mm帶 寬 B，mm500650800100012001400Qm，kg/m33.0+1.55.024.5+1.55.886.0+1.56.7443.0+1.55.825.579.314.0+1.56.688.7010.706.0+1.57.559.8212.1053.0+1.58.6210.6013.2515.904.0+1.59.7311.9814.9817.956.0+1.510.8713.3816.7120.0563.0+1.511.8014.8617.8220.804.0+1.513.2816.5919.9023.206.0+1.514.6518.3222.0025.6573.0+1.516.4719.8023.104.0+1.518.2021.8525.506.0+1.519.9323.9527.9583.0+1.518.0821.6525.304.0+1.519.8123.8027.756.0+1.521.5425.8230.1093.0+1.523.6027.554.0+1.525.7030.006.0+1.527.8032.40103.0+1.525.5529.804.0+1.527.6532.256.0+1.529.7034.70113.0+1.532.104.0+1.534.506.0+1.536.80123.0+1.534.304.0+1.536.706.0+1.539.20塑料輸送帶是用維尼綸棉混紡織物編織成的整體平帶芯，用聚氯乙烯塑料作覆面的一種輸送帶。這種輸送帶具有耐油、酸、堿等特點。整芯塑料帶工藝簡單、生產(chǎn)率高、成本低、質量好。塑料輸送帶多應用于化學工業(yè)部門和煤礦井下等處。目前生產(chǎn)整芯塑料帶的規(guī)格見表17。表1-7 常用塑料帶的規(guī)格品種帶寬mm總厚度mm上覆面厚度mm下覆面厚度mm整芯厚度mm帶芯抗拉強度N/cm每米自重N/m普通型4005006508009324219844.555.68098.11053296強力型800113264905106 對輸送帶的主要要求是： (1)要求輸送帶自身質量小，抗拉強度和抗彎強度大，成槽性能好； (2)由于承受交變彎曲載荷，故要求帶芯夾層與橡膠層間要有較高的粘附強度，以防層間剝離和撕開； (3)要求加工精細，保證在受純拉伸時，各夾層均勻承受載荷； (4)輸送帶的覆蓋膠和夾層帶芯都應具有較高的抗沖擊性能和抗機械損傷性能； (5)為延長使用壽命，應使輸送帶具有足夠的耐磨性； (6)為使驅動時所需的初張力盡量小，故要求輸送帶具有高摩擦系數(shù)； (7)具有較好的外形穩(wěn)定性，既無太大的縱向彈性伸長又具有較小的永久伸長，其張緊行程不超過帶式輸送機長度的1.5； (8)輸送帶端頭連接要簡單，但其接頭處的強度不應顯著減弱，并且接頭處厚度必須與其它部位厚度相同。 在輸送帶承受較大張力時，應選取盡可能少的層數(shù)而強度又較高的帶芯，比選取居數(shù)多而強度一般的帶芯容易得到滿足。薄的輸送帶彎曲性能好，并且在它繞過滾筒彎曲運行時，帶芯各夾層間受載均勻，因而可選取較小的拉伸安全系數(shù)；對于運送塊度和硬度大的物料，可選用多層帶芯的輸送帶。輸送帶端頭連接方法有機械連接和硫化(塑化)連接兩種。選煤廠常用的是機械連接方法，有鉤卡連接、合頁連接和板卡連接等，如圖14所示。機械連接法操作較簡便，但接頭處強度只相當于輸送帶本身強度的3540，使用期限短。硫化膠接有熱硫化和冷硫化兩種膠接法。后者連接時間長，采用得比較少。硫化膠接法，先將輸送帶兩接頭部位每層的夾層對縱軸成60至70傾斜地切成階梯形狀，如圖l5所示，使兩端頭很好地相互配合，在每層夾層上涂以橡膠漿使其粘著，然后用專門的硫化設備，在整個輸送帶寬度范圍內(nèi)施加均勻面足夠的壓力進行熱的或冷的硫化粘合連接。硫化膠接法接頭強度高，牢固耐用，但操作復雜。塑料輸送帶的塑化接頭方法是，將兩端的整編帶芯拆開，相互編織打結后，上下覆以塑料片，再適當濕度與壓力。塑化接頭的強度可達帶芯強度的75一80，并可防止帶芯外露，工藝也不復雜，故多采用。二、驅動裝置驅動裝置是帶式輸送機的動力傳遞機構。一般由電動機、聯(lián)軸器、減速器及驅動滾筒組成。 根據(jù)不同的使用條件和工作要求，帶式輸送機的驅動方式，可分單電機驅動、多電機驅動、單滾筒驅動、雙滾筒驅動和多滾筒驅動幾種。選煤廠使用的TD75系列通用固定式帶式輸送機，多采用單電機單滾筒驅動，驅動裝置在機頭卸載端(圖11)。當功率大時，采用單電機雙滾筒驅動，即一臺電機帶動兩個驅動滾筒，在兩個驅動滾筒間用一對齒數(shù)相同的開式齒輪連接起來。帶式輸送機的傳動系統(tǒng)如圖16所示。要求結構緊湊和輕巧的情況下，可采用電動滾筒。電動滾筒是將電動機和減速器裝入驅動滾筒內(nèi)，如圖17所示。電動滾筒適用于功率在55kW下，也適用于環(huán)境潮濕、機頭空間位置狹小和有腐蝕性的場合。 在選煤廠，帶式輸送機的電機多采用Y系列電機和ZQ型減速器。當有煤塵爆炸危險地段，采用防爆電機。電機與減速器之間，采用彈性聯(lián)軸節(jié)或柱銷聯(lián)軸器連接；減速器與驅動滾筒之間，則采用十字滑塊聯(lián)軸器連接。 滾筒可分驅動滾筒和改向滾筒兩種。驅動滾筒的作用是通過筒面和帶面之間的摩擦驅動使輸送帶運動，同時改變輸送帶的運動方向。只改變輸送帶運動方向而不傳遞動力稱為改向滾筒(如尾部滾筒、垂直拉緊滾筒等)。滾筒又分鋼板焊接滾筒(大型的)和鑄造滾筒(小型的)。驅動滾筒是傳遞動力的主要部件。為了傳遞必要的牽引力，輸送帶與滾筒間必須具有足夠的摩擦力。根據(jù)摩擦傳動的理論，在設計或選擇驅動裝置時，可采用增加輸送帶與驅動滾筒問的摩擦和圍包角的方法來保證獲得必要的牽引力。采用單滾筒驅動時；圍包角可達180一240；當采用雙滾筒驅動時，圍包角為360一480左右。用雙滾筒傳動能大大提高輸送機的牽引力，所以常常被采用，尤其是當運輸長度比較長時，一般采用雙滾筒驅動。驅動滾筒的表面有光面和膠面兩種型式。膠面的用途是增大驅動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)，減小滾筒的磨損。當功率不大，環(huán)境濕度小的情況下，可選用光面滾筒；環(huán)境潮濕，功率又大，容易打滑的情況下，應選用膠面滾筒作為驅動滾筒。 滾筒的確定：在使用織物帶芯的輸送帶時，取決于輸送帶的厚度，即織物帶芯的層數(shù)。這是因為輸送帶在運轉中要反復地繞過滾筒，在滾筒上發(fā)生撓曲。膠帶在撓曲時，外層受拉伸，內(nèi)層受壓縮，各層的應力和應變均不一樣，這樣多次反復撓曲到一定程度以后，各層之間的橡膠層就要發(fā)生機械疲勞，產(chǎn)生層間剝離而損壞。滾筒的直徑越小，膠帶的撓曲度就越大，機械疲勞而導致的層間剝離出現(xiàn)得也越快。所以，驅動滾筒的直徑D由輸送帶的允許彎曲度來決定，其值用下列公式確定： 對于硫化接頭： D125Z； 對機械接頭： D100Z； 對移動式輸送機： D80Z。式中 Z膠帶的掛膠帆布層數(shù)。在標準設計中，帶寬與滾筒直徑也有一定比例關系，所以用上式計算的滾筒直徑，然后在系列標準中圓整成相近的標準直徑，參見表18。表1-8 帶寬B與驅動滾筒標準直徑的關系 （mm）膠帶寬度500650800100012001400驅動滾筒標準直徑D500500500630630800630630800800100080010001000125012501400 滾筒長度B1應比輸送帶寬度B大100200mm。 三、改向滾筒改向滾筒分別有180，90和45三種改向。改向滾筒的直徑與驅動滾筒直徑及輸送帶在改向滾筒上的圍包角有關，改向滾筒與驅動滾簡直徑配套關系見表19。改向滾筒為鋼板焊接結構，并采用滾動軸承。表1-9 驅動滾筒與改向滾筒直徑間關系B驅動滾筒直徑180改向滾筒直徑90改向滾筒直徑45改向滾筒直徑500500400320320650500630400500400400320320800500630800400500630400400400320320320100063080010005006308005005005004004004001200630800100012505006308001000500500500630400400400400140080010001250140063080010001250500500630630400400400400 四、托輥 托輥是帶式輸送機的輸送帶及貨載的支承裝置。托輥隨輸送帶的運行而轉動，以減小輸送機的運行阻力。托輥質量的好壞取決帶式輸送機的使用效果，特別是輸送帶的使用壽命。而托輥的維修費用成為帶式輸送機運營費用的重要組成部分。所以要求托輥：結構合理，經(jīng)久耐用，回轉阻力系數(shù)小，密封可靠，灰塵、煤粉不能進入軸承，從而使輸送機運轉阻力小、節(jié)省能源、延長使用壽命。 托輥分鋼托輥和塑料托輥兩種。鋼托輥多由無縫鋼管制成。托輥輥子直徑與輸送帶寬度有關。通用固定式輸送機標準設計中，帶寬B為800mm以下的輸送機，選用托輥直徑為89mm；帶寬10001400mm選用輥子直徑為108mm。托輥按用途又可分為槽形托輥、乎形托輥、緩沖托輥和調心托輥，如圖18、1-9、l10所示。表1-10 上托輥的間距松散物料的堆積密度t/m3膠帶寬B，mm500600800100012001400上托輥間距l(xiāng)0，mm1.61.6120012001200110012001100為了提高生產(chǎn)率，輸送散狀物料，支承輸送帶重段的上托輥一般采用槽型托輥；輸送成件物品輸送機的上托輥，選煤廠手選輸送帶的上托輥，及支承輸送帶回空段的下托輥，均采用平形托輥。槽形托輥中傾斜托輥與水平托輥軸線之問的夾角稱為槽角。槽角大小是決定運輸物料的重要參數(shù)。我國過去的帶式輸送機，槽角一般為20。TD75型系列設計，槽角采用30，也有采用35和45的。在相同帶寬條件下，槽角由20增至30，輸送帶運送散狀物料的橫斷面積增大20，運輸量可提高13，并可在運行中減少物料灑落。托輥間距的布置應保證輸送帶在托輥問所產(chǎn)生的下垂度盡可能地小。輸送帶在相鄰托輥間的下垂度一般不超過托輥間距的2.5。輸送帶上托輥間距見表110；下托輥間距一般取3000mm或者是上托輥間距的2倍；在受料處，托輥的間距為300一600mm。凸弧段上托輥間距為水乎段托輥間距的l2。輸送機頭部滾筒中心線到第一組槽形上托輥的距離，一般可取為上托輥間距的1一1.3倍，尾部滾筒到第一組托輥間距不小于上托輥間距。在輸送帶的受料處，須裝設緩沖托輥，以減少沖擊作用，保護輸送帶；緩沖托輥的構造與一般托輥基本相同，標準設計中采用橡膠因式和彈簧板式兩種，如圖19所示。橡膠因式就是在管體外面套裝若干橡膠圈；彈簧板式是托輥的支座具有彈性，以緩沖物料的沖擊。為了防止和克服輸送帶的跑偏，在輸送帶的重載段每隔10組槽形托輥，設置一組槽形調心托輥，其構造如圖110所示。在輸送帶的回空段，每隔610組下托輥設置一組下平形調心托輥如圖111所示。槽形調心托輥或平形調心托輥，除了完成一般支承作用外，托輥架還能繞垂直軸自由回轉。當輸送帶跑偏時，輸送帶的一邊便壓在立輥上，使其旋轉，從而帶動托輥架回轉一定的角度a(見圖110b)，這時托輥速度與帶速方向不一致，產(chǎn)生一個與輸送帶跑偏方向相反的分速度，使輸送帶向輸送機中心線側移動，從而糾正跑偏現(xiàn)象。當輸送帶回復到運行中心位置時，回轉的托輥架也恢復正常位置。五、機架帶式輸送機機架有落地式和繩架吊掛式兩種結構。落地式機架又有固定式和移動式兩種。選煤廠主要采用固定落地式機架。固定帶式輸送機的機架是用角鋼和槽鋼焊接而成的結構件。按照機架的用途，可分為頭架、尾架、中間架和驅動裝置架。頭架用來安裝驅動滾筒和改向滾筒(圖112a)，其側面與驅動裝置架組裝在一起。尾架用以安裝尾部滾筒(圖l12b)，尾架的結構與所采用的拉緊裝置有關，所以應當根據(jù)所采用的拉緊裝置來選擇尾架。中間架用以安裝上、下托輥，它是由一節(jié)節(jié)的組裝而成(圖l12c)。標準設計中，中間架有標準和非標準兩種規(guī)格，標準中間架長為6000mm，非標準中間架長為30006000mm。中間架的兩端與頭架和尾架相接。中間架寬度約比輸送帶寬300500mm。中間架的高度一般為550650mm。六、拉緊裝置 在各種具有撓性牽引構件的輸送機中，必須裝沒有拉緊裝置。帶式輸送機的拉緊裝置的作用： (1)使輸送帶具有足夠的初張力，保證輸送帶與驅動滾筒之間所必須的摩擦力，并且使摩擦力有一定的貯備； (2)補償牽引構件在工作過程中的伸長；(3)限制輸送帶在各支承托輥間的垂度，保證輸送機正常平穩(wěn)地運行。拉緊裝置的結構形式有：螺旋式、車式和垂直式三種。 1)螺旋式拉緊裝置張緊滾筒兩端的軸承座安裝在帶有螺母的滑架上，滑架可以在尾架上移動。轉動尾架上的螺桿，可使?jié)L筒前后移動，以調節(jié)輸送帶的張力如圖113所示。螺扦的螺紋應能自鎖，防止松動。具有結構簡單緊湊的優(yōu)點，缺點是工作過程中，張緊力不能保持恒定。一般用于機長較短(小于80m)，功率較小的輸送機上。螺旋拉緊裝置的適用功率范圍及許用張緊力(即上、下兩分支輸送帶張力之和)列于表l11。表1-11 螺旋式張緊裝置的功率和許用張緊力B，mm500650800100012001400適用功率，kW張 緊 力，N15.61200020.51800025.224000353800042500005866000 2)車式拉緊裝置機尾張緊滾筒安裝在尾架導軌可移動的小車上，鋼絲繩的一端連接在小車上，而另一端懸掛著重錘，如圖114所示。它是依靠重錘的重力拉緊輸送帶，故可以自動張緊輸送帶，保持恒定的張緊力。適用于輸送機距離較長，功率較大的場合，尤其適于傾斜輸送的輸送機上。其缺點是機尾需要有較大的空間。3)垂直拉緊裝置垂直拉緊裝置如圖115所示。滾筒1安裝在框架2上，重錘3吊掛在框架上，框架沿導軌上下移動，利用重錘的重力使輸送帶經(jīng)常處于張緊狀態(tài)。該裝置適用于長度較大(大于100m)的輸送機或輸送機末端位置受到限制的情況。這種拉緊裝置一般適合裝設在驅動滾筒近處或利用輸送機走廊下面的空間。缺點是改向滾筒多，而且物料容易落入輸送帶與張緊滾筒之間，從而損壞輸送帶。 七、制動裝置 帶式輸送機用于傾斜輸送物料時，為了防止因滿載停機發(fā)生倒轉或順滑造成事故，平均傾角大于4時，就應增設逆止或制動裝置。 帶式輸送機的逆止和制動裝置的種類較多，視輸送機的具體使用條件采用不同形式的逆止或制動器。標準設計中有帶式逆止器、滾柱逆止器和液壓電磁閘瓦制動器3種。 1帶式逆止器圖ll6為常用的帶式逆止器。它是李機頭架上裝設一段逆止帶(橡膠帶)1，帶的一端是固定端，另一端為活動端，并夾著一很小鐵條2。當正常運轉時，逆止帶l的自由端被輸送帶推向后面，由于鐵條2的兩端受擋板3的作用，所以逆止帶始終與滾筒保持一定的距離。當輸送機逆轉時；逆止帶的自由端就被輸送帶帶動而塞至滾筒與輸送帶之間，在摩擦力作用下，拖住滾筒，達到制止逆轉的目的。帶式逆止器結構簡單，價格低廉，應用較廣。但是它必須使輸送機倒轉一定距離以后才能達到制動目的。從而易造成給料處堵塞、溢料。如頭部滾筒直徑越大，制動時倒轉距離就越長，所以對功率較大的帶式輸送機不宜、使用帶式逆止器。 2滾柱逆止器滾柱逆止器(圖117)適用于向上運輸?shù)膸捷斔蜋C。滾柱逆止器的星輪2裝在減速器通向滾筒出鈾的另一端上(圖l6a中虛線所示)，底座l則安裝在驅動架上。當輸送機正常工作時，滾往3處在星輪切口最寬處的間隙中，因而它不妨礙星輪的運轉；若發(fā)生逆轉時，滾柱3被契入底座固定圈與星輪2切口的狹窄處之間，因而起到逆止作用。滾柱逆止器最大制動力矩達48500Nm，其制動平穩(wěn)可靠。選用時按減速器型號選配，減速器型號在ZQ65以上均可采用。 3液壓電磁閘瓦制動器這種制動器對向上、水平或向下運輸?shù)膸捷斔蜋C均可采用。其動作迅速。多用于大功率、長距離的輸送機上。安裝在緊靠驅動電機的高速軸上，作為因斷電停機和緊急剎車之用。：適用于對停機時間有要求的場合。 八、清掃器輸送帶的工作表面繞過卸載滾筒時，不可能將上面的碎散物料完全卸干凈，特別是在輸送潮濕物料時更難卸凈，如不設法清除這些殘余物料，輸送帶經(jīng)過改向滾筒或托輥時，由于受到這些物料的擠壓而損壞。所以，清掃器對延長輸送帶的使用壽命具有很大的意義。清掃器的形式很多，下面介紹幾種常用的清掃器。圖l18a是單刮板清掃器。用橡膠片1制成刮板，用螺栓裝在倒U形的扁鋼5上，扁鋼5的兩端與杠桿2一起裝在軸4上，軸4可以在孔中轉動，杠桿的另一端裝有重砣3，使刮板經(jīng)常壓在頭部卸料滾筒的輸送帶上，利用它可以清除輸送帶工作表面的殘余物料。 圖118b是TD75型系列帶式輸送機所用的彈簧清掃器。這種清掃器的橡膠刮板6用彈簧7和螺桿8壓緊在輸送帶表面上，以清掃殘余物料。所以其結構比前者簡單。 當殘余物料不易清除時，可以來用較為完善的轉刷清掃器(圖l18c)。轉刷可用尼龍或棕毛等制成。利用滾筒的轉鈾帶動轉刷作與輸送帶運轉方向相反的轉動。并用重物將轉刷壓緊在輸送帶上。轉刷回轉速度一般為150-250m/min。 在尾部改向滾筒前的回空輸送帶上，應采用空段清掃器(犁式刮板清掃器)，用以清掃輸送帶非工作面上的物料。 九、受料和卸料裝置正確地設置受料裝置，能夠減輕輸送帶在受料處的磨損，延長其使用壽命。在選煤廠中，受料方式一般采用溜槽給到輸送機上，為了減小對輸送帶的磨損，應使溜槽的方向與物料運動方向和輸送帶運行方向相一致，溜槽的傾角不宜過大，最好使物料下落的水平分速度與輸送帶的運行速度相等。對于煤炭，給料溜槽傾角一船采用40一50。為了避免大塊硬物料對輸送帶的沖擊損傷，給料溜槽后壁應設有篩孔，讓細粒物料先落入作為保護層，見圖l19。物料的給入點應避免設在滾筒或托輥的上面，減小大塊物料擊傷輸送帶的可能性。 為了避免給料時物料灑落，溜槽的寬度應小于輸送帶的寬度，通常其寬度多為輸送帶寬度的2/3以下。溜槽導向板的下部應裝設擋板。擋料板的長度約為帶寬的24倍，理想的擋板是由不帶織物帶芯的軟橡膠制成，其高度高出帶面15D一350mm為宜。 帶式輸送機一般是在輸送帶繞過端部滾筒時，利用物料的自重和所受的離心力(在滾筒圓周上)將物料卸到卸料漏斗中，然后由漏斗再導入其它設備。如需要在中間任何地點卸料時，可采用中間卸料裝置，常用的有犁式卸料器和電動卸料車。犁式卸料器有單側卸料和雙側卸料兩種。如果按操作方式分，又可分為手動犁式卸料器和氣動犁式卸料器。氣動卸料器的氣壓為0.4-1.5MPa。圖l20b為雙側卸料的犁式即料器。圖中2為彎曲成夾角60一90的犁板，在犁板的輸送帶下面設置平板，當需要卸料時，將犁板落下，壓在輸送帶的工作面上，物料隨輸送帶的移動被犁板分流，流入漏斗l中。為防止犁板磨損帶面，犁板與帶面接觸的部位最好采用不帶織物帶芯的軟橡膠片制成的刮板，而且輸送機的速度不宜太快，一般應小于2.0m/s。有時候，為了使卸料器能在幾個地方卸載，可以將犁式卸料器裝設在輸送機兩側軌道上行走的小車上。犁式卸料器結構簡單，但對輸送帶磨損較為嚴重。因此，只限于應用在水平或傾角小于8的帶式輸送機上，或者用于運送磨損性較小的細粒物料的輸送機上。圖121為電動卸料車。裝設兩個改向滾筒1和2的小車，利用車輪3可以在輸送機機架兩邊鋪設的導軌4上行走。輸送帶的承載段繞過滾筒l時，將物料卸到安在小車上的叉形漏斗5中。如果需要端部卸料，可以將叉形漏斗閘門關閉，此時物料可以通過中間的漏斗重新卸回輸送帶的承載段上。小車的行走是由電動機通過鏈輪帶動車輪來實現(xiàn)的。采用電動卸料車的輸送機帶速一般不宜超過2.5m/s。電動卸料車可避免輸送帶承受額外的磨損(如犁式卸料器)，其運轉可靠，適宜卸載任何性質的物料。但結構復雜，高度較大。在選煤廠，該卸料裝置廣泛用在煤倉，可用于將煤炭分配到各個倉格中。第二章 帶式輸送機摩擦傳動理論一、摩擦傳動理論帶式輸送機所需的牽引力是通過驅動裝置中的驅動滾筒與輸送帶間的摩擦作用而傳遞的，因而稱為摩擦傳動。為確保作用力的傳遞和牽引構件不在驅動輪上打滑，必須滿足下列條件： (1)牽引構件具有足夠的張力； (2)牽引帶與驅動滾筒的接觸表面有一定的粗糙度；(3)牽引帶在驅動輪上有足夠大的圍包角。圖l22為一臺帶式輸送機的簡圖。當驅動滾筒按順時針方向轉動時，通過它與輸送帶間的摩擦力驅動輸送帶沿箭頭方向運動。在輸送帶不工作時，帶子上各點張力是相等的。當輸送帶運動時，各點張力就不等了。其大小取決于張緊力P0、運輸機的生產(chǎn)率、輸送帶的速度、寬度、輸送機長度、傾角、托輥結構性能等等。故輸送帶的張力由l點到4點逐漸增加，而在繞經(jīng)驅動滾筒的主動段，由4點到l點張力逐漸減小。必須使輸送帶在驅動滾筒上的趨入點張力Sn大于奔離點張力S1，方能克服運行阻力，使輸送帶運動。此兩點張力之差，即為驅動滾筒傳遞給輸送帶的牽引力W0。在數(shù)值上它等于輸送帶沿驅動滾筒圍包弧上摩擦力的總和，即W0=Sn-S1 (11) 趨入點張力Sn隨輸送帶上負載的增加而增大，當負載過大時，致使(Sn-S1)之差值大于摩擦力，此時輸送帶在驅動滾筒上打滑而不能正常工作。該現(xiàn)象在選煤廠中可經(jīng)常遇到。Sn與S1應保持何種關系方能防止打滑，保證輸送帶正常工作，這是將要研究的問題。在討論前，先作如下假設： (1)假設輸送帶是理想的撓性體，可以任意彎曲，不受彎曲應力影響；(2)假設繞經(jīng)驅動滾筒上的輸送帶的重力和所受的離心力忽略不計(因與輸送帶上張力和摩擦力相比數(shù)值很小)。如圖l22b所示，在驅動滾筒上取一單元長為dl的輸送帶，對應的中心角即圍包角為d。當滾筒回轉時，作用在這小段輸送帶兩端張力分別為S及S+dS。在極限狀態(tài)下，即摩擦力達到最大靜摩擦力時，dS應為正壓力dN與摩擦系數(shù)的乘積，即 dSdN dN為滾筒給輸送帶以上的作用力總和。列出該單元長度輸送帶受力平衡方程式為由于d很小，故sin(d/2)(d/2)，cos(d/2)1，上述方程組可簡化為略去二次微量：dSd，解上述方程組得 .通過在這段單元長度上輸送帶的受力分析，可以得到，當摩擦力達到最大極限值時，欲保持輸送帶不打滑，各參數(shù)間的關系應滿足dS/Sd。以定積分方法解之，即可得出輸送帶在整個驅動滾筒圍包弧上，在不打滑的極限平衡狀態(tài)下，趨入點的Sn與奔離點的Sk之間的關系解上式，得 式中 e自然對數(shù)的底，e=2.718； 驅動滾筒與輸送帶之間的摩擦系數(shù)； 輸送帶在驅動滾筒上趨入點的最大張力； S1一一輸送帶在驅動滾筒奔離點的張力； 輸送帶在驅動滾筒上的圍包角，弧度。上式)即撓性體摩擦驅動的歐拉公式。根據(jù)歐拉公式可以繪出在驅動滾筒圍包弧上輸送帶張力變化的曲線，見圖l23中的bca。從上述分析可知，歐拉公式只是表達了趨入點張力為最大極限值時的平衡狀態(tài)。而實際生產(chǎn)中載荷往往是不均衡的；而且，在歐拉公式討論中，將輸送帶看作是不變形的撓性體，實際上輸送帶(如橡膠帶)是一個彈性體，在張力作用下，要產(chǎn)生彈性伸長，其伸長量與張力值大小成正比。因此，輸送帶沿驅動滾筒圓周上的分布規(guī)律見圖123中bca曲線變化(而不是bca)。在BC弧內(nèi)，輸送帶張力按歐拉公式之規(guī)律變化；到c點后，張力達到Sn值，在CA弧內(nèi)，Sn值保持不變。也就是說為了防止輸送帶在驅動滾筒上打滑，應使趨入點的實際張力Sn小于極限狀態(tài)下的最大張力值，即既然輸送帶是彈性體，那么，在受力后就要產(chǎn)生彈性伸長變形。這是彈性體與剛性體最本質的區(qū)別。受力愈大，變形也愈大，而輸送帶張力是由趨入點向奔離點逐漸減小，即在趨入點輸送帶被拉長的部分，在向奔離點運動過程中，隨著張力的減小而逐漸收縮，從而使輸送帶與滾筒問產(chǎn)生相對滑動，這種滑動稱為彈性滑動或彈性蠕動(它與打滑現(xiàn)象不同)。顯然，彈性滑動只發(fā)生于輸送帶在驅動滾筒圍包弧上有張力變化的一段弧內(nèi)。產(chǎn)生彈性滑動的這一段圍包弧，稱為滑動弧，即圖l-23中的BC弧，滑動弧所對應的中心角稱為滑動角，即角；不產(chǎn)生彈性滑動的圍包弧，稱為靜止弧(圖中的CA弧)，靜止弧所對應的中心角，稱為靜止角，即圖中角?；瑒踊啥说膹埩Σ睿礊轵寗訚L筒傳遞給輸送帶的牽引力。由此可見，只有存在滑動弧，驅動滾筒才能通過摩擦將牽引力傳遞給輸送帶；在靜止弧內(nèi)不傳遞牽引力，但它保證驅動裝置具有一定的備用牽引力。當輸送機上負載增加時，趨入點張力Sn增大，滑動弧及對應的滑動角也相應均要增大，而靜止弧及靜止角則隨之減小。圖123中的C點向A點靠攏，當趨入點張力Sn增大至極限值Snmax時，則整個圍包弧BA弧都變成了滑動弧，即C點與A點重合，整個圍包角都變成了滑動角(=，=0)。這時驅動滾筒上傳送的牽引力達到最大值的極限摩擦力： (14)若輸送機上的負荷再增加，即 ，這時輸送帶將在驅動滾筒上打滑，輸送機則不能正常工作。二、提高牽引力的途徑根據(jù)庫擦傳動的理論及式(14)均可以看出，提高帶式輸送機的牽引力可以采用以下三種方法： (1)增加奔離點的張力S1，以提高牽引力。具體的措施是通過張緊輸送機的拉緊裝置來實現(xiàn)。隨著S1的增大，輸送帶上的最大張力也相應增大，就要求提高輸送帶的強度，這種做法是不經(jīng)濟的，在技術上也不合理。 (2)改善驅動滾筒表面的狀況，以得到較大的摩擦系數(shù)，由表129可知，膠面滾筒的摩擦系數(shù)比光面滾筒大，環(huán)境干燥時比潮濕時大，所以，可以采用包膠、鑄塑，或者采用在膠面上壓制花紋的方法來提高摩擦系數(shù)。 (3)采用增加輸送帶在驅動滾筒上的圍包角來提高牽引力。其具體措施是增設改向滾筒(即增面輪)可使包角由180增至210-240必要時采用雙滾筒驅動。 三、剛性聯(lián)系雙滾筒驅動牽引力及其分配比朗確定剛性聯(lián)系雙滾筒和單滾筒相比，增加一個主動滾筒：當兩個滾筒的直徑相等時其角度是相同的(圖124)。從圖l24中可以看出，輸送帶由滾筒的C點到滾筒的B點時，這兩點之間除了一小段(BC段)膠帶的自重外，張力沒有任何變化，故B點可看作C點的繼續(xù)。因而剛性聯(lián)系的雙滾筒與單滾筒實質上是相同的，因為滑動弧隨著張力增大而增大這一規(guī)律對它同樣適用的。S1及值在一定的情況下，而且l2，只有當滾筒傳遞的牽引力達到極限值時，滾筒才開始傳遞牽引力。設1、2、1、2、1、2分別為第及第滾筒的滑動角，靜止角及圍包角、則在2=2，1=0的情況下，靜止弧僅存在于滾筒上。當2=2時，1=1-1時，輸送帶在兩個主動滾筒上張力變化曲線如圖124所示。滾筒可能傳遞的最大牽引力為 滾筒可能傳遞的最大牽引力為 式中 S兩滾筒間輸送帶上的張力。驅動裝置可能傳遞總的最大牽引力為式中 總圍包角 兩滾筒可能傳遞的最大牽引力之比為在一般情況下： 因而 （1-5） 顯然，當?shù)跐L筒上傳遞的牽引力未達到極限時，即 時，則兩驅動滾筒傳遞的牽引力之比為 由上式可知，當總的牽引力W0和張力S1一定時，若值增加，則第個驅動滾筒傳遞的牽引力WII增大，而WI減小。反之，若值減小時，則WI增大(因W0=WI+WII為一定值)。由此可以看出：剛性聯(lián)系的雙滾筒驅動裝置，其滾筒牽引力的分配比值隨摩擦系數(shù)的變化而改變。但由式(1-5)可知，驅動滾筒可能傳遞的最大牽引力等于滾筒的 倍這一比值是不變的。剛性聯(lián)系的雙驅動滾筒缺點是已設計的牽引力分配比值，只適用于一定的荷載和一定的摩擦系數(shù)。當荷載變化，其比例也就被破壞了。此外，還由于大氣潮濕程度的變化，兩滾筒的表面清潔程度的不同，摩擦系數(shù)也發(fā)生了變化，其分配比實際上不可能保持定值。第三章 帶式輸送機的選型設計由于帶式輸送機的零部件已經(jīng)標準化，但從整臺機器的布置形式、基本尺寸和運輸能力等都是根據(jù)工藝要求、用途來確定的，所以對整機來說，是非標準的。由此，需要根據(jù)用途進行選型設計。一、帶式輸送機選型設計的依據(jù)及要求1設計依據(jù)(1)根據(jù)工藝的要求給料和卸料的方法確定帶式輸送機的運輸線路。如根據(jù)受料點的位置和卸料點的方位，就可以確定帶式輸送機的水平輸送距離Lh