毕业设计（论文）-矿井运输提升设计.doc

中国矿业学院成教院毕业设计 第 45页综 述可伸缩胶带输送机与普通胶带输送机的工作原理一样，是以胶带作为牵引承载机的连续运输设备，它与普通胶带输送机相比增加了储带装置和收放胶带装置等，当游动小车向机尾一端移动时，胶带进入储带装置内，机尾回缩；反之则机尾延伸，因而使输送机具有可伸缩的性能。 伸缩胶带输送机分为固定部分和非固定部分两大部分。固定部分由机头传动装置、储带装置、收放胶带装置等组成；非固定部分由无螺栓连接的快速可拆支架、机尾等组成。 机头传动装置由传动卷筒、减速器、液力联轴器、机架、卸载滚筒、清扫器组成。 机头传动装置是整个输送机的驱动部分，两台电机通过液力联轴器、减速器分别传递转距给两个传动滚筒（也可以用两个齿轮串联起来传动）。用齿轮传动时，应卸下一组电机、液力联轴器和减速器。 液力联轴器为yl-400型，它由泵轮、透平轮、外壳、从动轴等构成，其特点是泵轮侧有一辅助室，电机启动后，液流透过小孔进入工作室，因而能使负载比较平衡地启动而电机则按近于坚载启动，工作时壳体内加20号机械油，充油量为14m3，减速器采用上级齿轮减速，第一级为圆弧锥齿轮，第二、第三级为斜齿和直齿圆柱齿轮，总传动比为25.564，与sgw-620/40t型刮板输送机可通用互换，减速器用螺栓直接与机架连接。 传动卷筒为焊接结构，外径为500毫米，卷筒表面有特制的硫化胶层，因此对提高胶带与滚筒的eua值，防止打滑、减少初张力，具有较好的效果。 卸载端和头部清扫器，带式逆止器，便于卸载，机头最前部有外伸的卸载臂，由卸载滚筒和伸出架组成，滚筒安装在伸出架上，其轴线位置可通过轴承两侧的螺栓进行调节，以调整胶带在机头部的跑偏，在卸载滚筒的下部装有两道清扫器，由于清扫器刮板紧压在胶带上，故可除去粘附着的碎煤，带式逆止器以防止停车时胶带倒转。 机架为焊接结构，用螺栓组装，机头传动装置所有的零部件均安装在机架上。电动机和减速器可根据具体情况安装在机架的左侧或右侧。 储带装置包括储带转向架、储带仓架、换向滚筒、托辊小车、游动小车、张紧装置、张紧绞车等。 储带装置的骨架由框架和支架用螺栓连接而成，在机头传动装置两具转框架上装有三个固定换向滚筒与游动小车上的两个换向滚筒一起供胶带在储带装置中往复导向，架子上面安装固定槽形托辊和平托辊，以支撑胶带，架子内侧有轨道，供托辊不画和游动小车行走。 固定换向滚筒为定轴式，用于储带装置进行储带时，用以主承胶带，使其悬垂度不致过大，托辊小车随游动小车位置的变动，需要用人力拉出或退回。 游动小车由车架、换向滚筒、滑轮组、车轮等组成，滑轮组装在车身后都与另一滑轮组相适应，其位置可保证受力时车身不被抬起，这样，对保持车身稳定，防止换向滚筒上的胶带跑偏效果较好，车身下部还装着止爬钩，用以防止车轮脱轨掉道。 游动小车向左侧移动时，胶带放出，机身伸长，游动小车向右侧移动时，胶带储存，机身缩短，通过钢丝绳拉紧游动小车可使胶带得到适当的张紧度。 在储带装置的后部，设有张紧绞车，胶带张力指示器和张力缓冲器，张力缓冲器的作用是使输送机（在起动时让胶带始终保持一定的张力，以减少空载胶带的不适度和胶带层间的拍打）。 收放胶带装置位于张紧绞车的后部，它由机架、调心托辊、减速器、电动机、旋杆等组成，其作用是将胶带增补到输送机机身上或从输送机机身取下，机架的两端和后端，各装一旋杆，当增加或减少胶带时用以夹紧主胶带，调心托辊组供卷筒收放胶带时导向，工作时将卷筒推进机架的一端用尾架顶起，另一端顶在减速器出轴的顶尖上，开动电动机通过减速器出轴的拨盘带动卷筒，收卷胶带，放出胶带，放出胶带时不开电机由外拖动卷筒反转，在不工作时活动轨可用插销挂在机架上，以缩小宽度，在活动轨上方应设置起重装置悬吊卷筒，巷道宽度可视具体情况适当拓宽，以利胶带收入时操作。 中间架由无螺栓连接的快速可拆支架，由h型支架、钢管、平托辊和挂钩式槽形托辊、“v”型托辊等组成，是机器的非固定部分，钢管可作为拆卸的机身，用柱销固装在钢管上，用小锤可以打动，挂钩式槽形托辊胶接式，槽形角30，用挂钩挂在钢管的柱销上，挂钩上制动的圆弧齿槽，托辊就是通过齿槽挂在柱销上的，可向前向后移动，以调节托辊位置控制胶带跑偏。 上料装置、下料装置；上料装置安装在收放装置后边，由转向转导向接上料段，运送的物料从此段装上运至下料段，下料装置由下料段一组斜托辊将物料卸下，下料段直接极为，机尾由导轨（、）和机尾滚筒座组成，导轨一端用螺栓固定在中支座上，并与另一导轨的前端用柱销胶接，藉以适应底板的不平，机尾滚筒与储带装置中的滚筒结构相同，能互换，其轴线位置可用螺栓调节，以调整胶带中在机尾的跑偏，机尾滚筒前端设有刮煤板，可使滚筒表面的碎煤或粉煤刮下，并收集泥槽中，用特制的拉泥板取出，机尾加上装有缓冲托辊组，受料时，可降低块煤对胶带的冲击，有利于提高胶带寿命。一、输送机的选型设计1.1 带速的确定根据所要求的输送量、所使用的计量秤、带宽和所运物料，由资料查出带速的推荐值，初步选为3.15米/秒。 1.2 带宽的确定根据给定条件，每天按16小时的运力计算，其中8小时检修，全年生产天数按350天计算。则得运输量：q=30010000/35016=937.5吨/小时；根据计算和工作实际中生产的不匀均性（由于操作人员的不熟练或者不规范，生产时有时超规模采、放煤造成运输机运输量时大时小），按最大生产量考虑,初步确定其所许运力为1200吨/小时，煤的散积容重=1100千克/立方米，查表得，输送机的倾角系数k=1，求出物料断面积a为a=q/3.6vk=1200/3.611003.151 =0.0962平方米按槽角=35度，堆积角=20度，查表，取带宽b=1200毫米。1.3 求圆周力f根据所选运输提升设备的选型布置，求出带式输送机的各点张力、圆周力。圆周力 f=fh+fn+fs1+fs2+fst=cfl(2qb+qg)cos+qro+qru+qghg+fs1+fs2其中：fh为主要阻力fn附加阻力fs1特种主要阻力，主要包括由于槽形托辊的两侧辊向前倾斜引起的摩擦阻力；在输送带的重段沿线设有的导料挡板时，物料与挡板之间的摩擦阻力；fs2特种附加阻力，主要包括：输送带清扫器的阻力，犁式卸料器的阻力；空段输送带的翻转阻力；fst倾斜阻力，查表得模拟摩擦因数 f=0.025上托辊转动部分的质量查表得 mro=17千克下托辊转动部分的质量查表得 mru=15千克取上托辊间距 lro=1.2m下托辊间距 lru=3m 则可得上托辊每米长转动部分的质量 qro=201.2=14.17千克/米下托辊每米长转动部分的质量 qru=183=5千克/米根据所运送物料及使用中的环境等因素，选取钢丝绳芯胶带型号为st2500，此种钢丝绳芯胶带具有防纵撕保护层，在胶带受到外力的损伤而发生纵向撕裂时，最大限度的保护胶带，使得纵向撕裂长度大幅度的缩短，查得此种胶带每米质量为qb=35.2千克/米，则每米长输送物料的质量qg =q/3.6v= 1200（3.63.15）=105.82千克/米主要阻力： fhflg(2qb +qg )cos+ qro+ qru 上式中：f为模拟摩擦因数，根据工作条件及制造、安装水平选取，按照所给的运行环境及选用的条件，取f 0.025输送机倾角则： fh0.02535009.81(235.2105.82)114.175167717.9牛167.7千牛 倾斜阻力：fst=qghg =qg.g.l.sin105.289.81sin1.635001032.80.0283500101千牛特种主要阻力： fs1=fsa+fsb按重载段为等长三节托辊、前倾角1度计算fsac.0.l.(qb+qg).g.cos.sin0.40.353500（35.2105.82）9.81cos1.6sin1.60.143500141.029.810.99960.0284901383.4060.0279918973牛c槽型角系数.0承载托辊与输送带间的摩擦因数，一般取0.30.4.l输送机长度.qb每米胶带质量qg每米胶带货载质量.g重力加速度.输送机巷道倾角系数.托辊的前倾角物料与导料拦板间的摩擦阻力fsb=2qgl/vb0.71090.9111009.816（3.151.2）763.64110058.8614.33143.2111003457531n=3457.531kn其中：2导料板与物料间的摩擦因数，取0.50.7;q容积输送能力;物料的松散堆积密度;l导料板长度;b输送带宽度;则： fs1=fsa+fsb 18973+345822.43千牛特种主要阻力： fs2=fsc+fsd=910+1800=2710牛式中：fsc输送带清扫器的摩擦阻力fsd犁式卸料器的摩擦阻力fsc=ap3=0.02700000.65910牛式中：a输送带和清扫器的接触面积p输送带和清扫器的接触压力，一般取p=30000100000牛/平方米3清扫器与输送带间的摩擦因数，一般取0.50.7fsd=bka=1.21500=1800牛b输送带宽度ka犁式卸料 器的阻力系数，一般为1500牛/米倾斜阻力： fstqghg qglsing 105.823500sin1.69.81101.45千牛所有运行阻力：fu=fh+fn+fs1+fs2+fst=172.73+22.43+2.71+101.45299.32千牛1.4 各点张力计算为了满足启动要求（要求启动时胶带张力较大，另外有时会出现超载和意外载荷，胶带张力也会增大）及摩擦阻力和运行阻力的变化，牵引力应有一定的储备能力，保证滚筒与胶带不打滑，则启动时的最大张力必须得到保证。输送机布置如图一所示 （见附页）按启动事时的工况求出f1、f2，取n1.3、12300度、驱动滚筒和橡胶之间的摩擦因数0.4，则f1fmax=fun/（eu1）1299.321.3/(8.12-1)+1353.9千牛f2= f1/ eu=353.98.1243.58千牛正常运行时各点的张力：空段阻力fk，忽略传动部分长度，则fkqblfgcosqrulfg qblgsin=35.235000.0259.811+535000.0259.8135.235009.81sin1.630.214.2933.750.75千牛重段阻力fzh=(qb +qg )(fcos+sin)lg+qrolfg=（35.2105.82）（0.02510.028）35009.8114.1735000.0259.81256.612.16268.76千牛f3f2=43.58千牛f4f3+fk43.580.7544.33千牛f5f6-fzhf1fzh353.9268.7685.18千牛1.5 校核垂度垂度校核必须分别校核重段垂度和空段垂度，两者都要找出最小张力点。由各点的张力计算值可知，重段最小张力点在位置5，空段最小张力点在位置4。重段垂度所需要的最小张力为fmin(qb +qg ) glro/8fmax/lro=（35.2105.82）9.811.2（80.02） 10.375千牛f5fmin通过。上式中fmax是指输送带重段的最大垂度，根据iso标准规定，fmax/lro0.02fminqbglru/8fmax/lru35.29.813（80.02）6.47千牛f4fmin通过。1.6 校核胶带安全系数胶带安全系数mbb/ fmax25000120035390084.810通过。上式中m胶带安全系数；b钢丝绳芯胶带的强度；b胶带的宽度；电动机功率的确定nfu/1000m 2993203.15（10000.9） 1047.62千瓦 上式中：m传动效率，一般取0.850.95双滚筒传动功率分配计算（按最小张力分配计算）n1/n2=1因为 n1n2 所以可选两台功率相同的电机为了与市场通用的电动机相匹配,同时考虑到过载系数,故选两台功率为630千瓦的电动机用于拖动。拉紧力计算。在图示位置的拉紧装置应具有的拉紧力为：fhf4+f544.33+85.18129.51千牛此拉紧力是按稳定运行条件计算的，启动和制动工况还要按加、减速度的惯性力增大拉紧力，以免输送带在滚筒上打滑。根据上述计算、验算所选带速合适、所选胶带能满足需要，所选电动机功率适当。二、胶带输送机胶带、部件及带式输送机保护的选用2.1 安全保护监测装置：安全保护监测装置主要为带式输送机提供保护，保证带式输送机可靠的运转，当带式输送机遇到故障时能及时停车，保证设备的安全，预防事故的进一步扩大，尽最大限度降低经济损失，带式输送机的保护监测装置主要应当设以下几种：2.1.1 急停开关（双向拉绳开关）固定在带式输送机巷的沿线，当带式输送机出现故障时，操作人员可在输送机的任何部位拉动开关，切断输送机电源使设备停车，避免设备造成更大程度的损坏或者造成人身伤害；当发出开车信号后，如果现场不允许开车，也可以拉动开关，制止启动，避免发生设备和人身事故。根据对各种急停开关性能的对比，选用klt2型急停开关做为该带式输送机的沿线保护，此种保护需手动复位，避免了事故未处理完而使带式输送机启动造成的事故扩大或人身伤害。其触点容量380v、3a，动作力9010n，此急停开关安装时应使拉绳低于输送带带面，100米安设一组，共安设35组。2.1.2 打滑检测仪为了防止输送带和滚筒产生“打滑”现象，造成胶带异常磨损，或者产生大量的有毒有害气体，当胶带与滚筒间有可燃物时，可造成火灾甚至会引发瓦斯爆炸等恶性事故，应装设打滑检测仪。受煤矿井下电压等级、使用环境的限制，选用dh-3型打滑检测仪，其安装时应与输送带的带面平行，同时输送带在无物料运行时与输送带面应可靠接触，且安装在振动最小和输送带抖动最小的地方，不要靠近机头部、机尾部、加料和卸料的地方，共选用此种保护一套。2.1.3 溜槽堵塞检测仪由于操作人员的疏忽和井下操作环境的特殊性，往往容易发生堆煤压机头的现象，导致皮带机过负荷运转，烧毁电机、拉断胶带、发生火灾等重大恶性事故，为了避免此类事故的发生，必须装设溜槽堵塞检测仪，检测仪安装在带式输送机的机头部，当溜槽发生堵塞轻微时发出报警，堵塞严重时自动切断带式输送机电源，保证不酿成更大的灾害。根据需要，选择ldm系列的溜槽堵塞检测仪作为本带式输送机的检测仪，安装在溜槽相对的两个侧壁不受物料冲击的地方，共选用此种保护两套。2.1.4 料流检测仪与自动洒水喷雾装置配套使用，当输送机上有物料流出时可自动检测并控制洒水装置开始洒水，降低粉尘对人体的危害，根据需要选用ll系列的料流检测仪，做为料流检测装置，共选用一套此种保护。(如下图)2.1.5 纵向撕裂开关在煤矿井下带式输送机所输送的原煤中常常夹有尖锐棱角的矸石，有时甚至会将锚杆、铁梁等带尖锐棱角的物件带到输送带上，当与挡煤板、溜煤咀、清带器、托辊等部件卡住时就会撕裂胶带，任其发展就会造成重大的经济损失，为了避免此类恶性事故的发生，在带式输送机上装设纵向撕裂开关作为带式输送机的保护。当带式输送机发生纵向撕裂不长时由于有物料露在纵向撕裂开关的传感器上，就会使得纵向撕裂开关动作，控制带式输送机自动停机，避免更大事故的发生。根据所选用的带式输送机型号、工作环境，选用zl-k型纵向撕裂开关作为带式输送机的纵向撕裂保护，共选用15套此类保护开关。2.1.6 跑偏开关由于机架不正、地鼓、滚筒不正、托辊歪斜、滚筒粘煤、出水煤、初期安装质量等原因等原因造成胶带跑偏，上胶带跑偏时使胶带所运输原煤洒落，严重时胶带可能从机架上掉落，造成更大的事故，下胶带跑偏严重时，可能使胶带磨机架，甚至使胶带带边撕裂，影响原煤运输，造成很大的经济损失，为了避免此类事故发生，在胶带机沿线设置跑偏保护装置，当输送带跑偏轻微时，可发出警报声音，当跑偏严重时可自动停机。安装时成对安装在输送带的两侧，保证开关触辊与输送带边垂直，并使触辊与输送带接触部位位于触辊高度的1/3处，在带式输送机的头部和尾部各装设一对，在中间部每隔50米再安设一对。为了满足此要求，选用kpt1-20-35型跑偏开关，触点容量380伏、3安，常开触头2个，常闭触头2个，立辊一级动作角度20度，二级动作角度35度，极限角度75度；结构型式立辊自动复位，使用寿命10万次，共选用此种防跑偏保护71对。三、皮带秤的选用：2.2 核子秤的选择为了准确计量该部采区带式输送机所运送原煤精确产量，便于对采区产量进行核对，在该部带式输送机上安设一台计量装置，现将皮带秤选型设计分述如下：核子秤是一种非接触式计量仪器，适用于多种输送机输送物料的在线计量和控制，其特点有以下几点：2.2.1 因为核子秤是非接触式计量仪器，因此不受输送带的颠簸、超载、跑偏、张力变化等“皮带效应”的影响，也不受高温、腐蚀性的影响，不受工作环境（如：粉尘、潮湿、高温、腐蚀）的影响，可在恶劣条件下使用。2.2.2 不受输送设备类型的限制。可用于各类带式输送机、振动输送机、刮板输送机、链式输送机、螺旋输送机、斗式提升机及管道输送等。2.2.3 核子秤是一种先进的工业过程自动测量及控制仪器，可适用于多种物料和各种工业部门。2.2.4 结构简单、安装方便、维修量小，安装时不影响输送机工作，更不需要对输送机做任何改动。2.2.5 系统性能稳定可靠，动态计量准确度较高，可进行远距离传输信号和控制。2.2.6 物料的水分含量、化学成分、物料在输送带上的断面形状、物料粒度大小等的变化将对测量结果有较大的影响。用在物料粒度均匀、湿度及化学成分稳定的散料输送设备上，效果较理想。由于该部皮带机使用于矿井下，环境恶劣、粉尘大，皮带机的“皮带效应”强，根据各皮带秤的优、缺点及其各种参数对比认为，核子秤更能适用于该部皮带机，因此选用hcs-2b型核子秤做为所选皮带秤，为了确保其测量精度，将此皮带秤安设在皮带机机头后50米范围内，选用一套此种皮带秤。2.3 电磁除铁器的选用由于井下所使用环境的制约及工人操作时的失误，带式输送机在运输物料时，会将一些铁物（部）件带入输送带，而造成对设备的损坏，因此必须对所运输原煤进行除铁处理，这就需要选择合适的除铁器对原煤中夹杂的含铁物（部）件进行分离。根据井下的现场实际，为了满足筛分需要和安装的要求、便于操作，根据各输送带的结构和对各种电磁除铁器的性能进行比较、分析后决定选用 一套rcdb3型电磁除铁器做为本带式输送机的除铁器。2.4 涨紧装置的选用根据所设计胶带的特点，此部胶带输送机运输距离长，井下运输能力高，胶带长度的延长给使用带来了新的问题，那就是胶带的伸长量急剧增加，所使用的钢丝绳芯胶带其伸长率为1，也就是说此部胶带输送机的伸长量可达到5米左右，这给常规使用的重锤张紧、普通绞车张紧装置带来了局限性，导致这些张紧装置受其张紧距离和张紧力的限制而难以适应该部皮带的张紧要求。此外，长距离胶带机的使用要求配套采用张紧力可调的张紧装置，即启动阶段满足胶带运输机的动态防滑要求使张紧力增大，等速阶段张紧力降低以维持胶带的正常运行要求，这样可避免长距离胶带启动时胶带的波动现象及“打带现象”的发生。现在使用的重锤张紧、普通绞车张紧等都属于恒张力涨紧不具备张力随皮带机的启动、运行的变化而自动调整张力的功能。2.4.1 液压绞车张紧装置由于采用的是液压绞车执行张紧动作，所以胶带机启动时松边的胶带能够被及时拉紧（绞车速度在0-0.7米/秒），大大改善了胶带机的启动特性，能够减轻甚至消除其他张紧形式下出现的波涌、打带现象。本装置能够自动实现对胶带机在启动时的张力大（约为正常运行时张力的1.1-1.5倍），正常运行时张力小的张紧动作，以满足胶带启动时防止打滑及胶带正常运行时对张紧力的不同要求。这样既满足了运行要求、节约了能耗同时又延长了胶带使用寿命。在胶带机正常工作阶段，对于因为运输量发生变化引起的胶带张紧力波动，由液压自动张紧装置的张力缓冲装置(缓冲油缸及蓄能器)对胶带的张力进行调整。既可避免张紧装置液压系统的频繁启动，又可随时平衡胶带的张力，使胶带的受力更加平稳。液压绞车张紧装置可根据用户的实际拉紧行程需要储绳，可以在大行程范围内实现自动张紧，这样便能够适应我所设计的此部长距离胶带运输机的张紧要求。本装置设有手动换向阀，可迅速松驰或张紧胶带，便于胶带整机的维护。同时，当停机、意外停电时，张紧装置能实现自动制动，仍能可靠地确保胶带处于张紧状态。当胶带机启动并正常运转后，本装置对液压绞车实施制动，以保持胶带的张力。随后液压站停止工作，整个液压系统处于无压状态，这样可以杜绝其它形式的液压张紧装置，因液压元件（如油缸）长期处于高压状态，而导致密封件、液压件损坏、系统泄漏所造成胶带张力急剧下降、打滑、磨损等影响生产的事故发生。由于设计合理，液压自动张紧装置的可靠性高，故障率低，即使需要对张紧装置进行维护也可在胶带机不停机的情况下进行，更不需要将张紧装置提到井上维修，降低了维护成本，保证了胶带机的工作时间。yzla液压自动张紧装置是原yzl液压自动张紧装置的改进型，在液压系统、制动系统上进行了重大改进，增加了张力缓冲器（缓冲油缸及蓄能器，原为弹簧缓冲）等，但是在外型、与基础的连接尺寸上保持与原型号一致。 2.4.2 本装置由液压站、液压绞车、电器控制柜（plc）、张紧监控装置和张力控制器五部分组成。综上所述，根据本部皮带机的设计要求，结合各类涨紧绞车的优缺点，我选用yzla-250型液压涨紧绞车做为此部带式输送机的涨紧系统（其最大涨紧力为250kn，功率30kw）,根据计算此种液压拉紧装置能满足要求。此液压涨紧装置的基本工作原理如下：操作司机点动胶带机张紧装置的点动按钮，液压系统油泵电机启动、液压马达运转，带动绞车卷筒张紧钢丝绳使胶带张紧，当拉力达到胶带机正常运行值的150%时（具体数值可根据现场实际要求设定），胶带机起动并加速运行；在胶带机达到等速运行状态后，张紧装置使运输带张力降低到正常运行所需值，同时制动液压绞车以保持胶带张力并使液压站停止工作。在胶带机正常运输过程中，液压涨紧装置的张力检测装置随时监测胶带的张紧力。一旦发现张紧力小于正常张紧力的0.95倍（此值的设定应远离胶带打滑的张力值）时，它将通过电器控制柜重新启动液压系统，增大胶带张力至正常运行所需值。调整结束后，液压系统再次自动停止工作。在胶带机正常运输过程中，对胶带张力的监测及调整都由此液压涨紧装置自动完成并将张紧力稳定在设定值。当需要停止胶带机运行时，只需按下停机按钮，胶带机张紧装置就会停机。需要胶带机再次起动时，重复上述操作程序即可。2.4.3 拉紧装置尽量布置在输送带的张力最小处或靠近传动滚筒的松边处，考虑到正常运行和启动、制动时的工作情况，将此拉紧装置布置在机头二驱动滚筒的后边。拉紧行程可由下式算出：s=0.3%l=0.3%3500=10.5米考虑到以后维护接头的方便，在储带仓中应留有最少一个头的距离，所以，拉紧行程为15米。2.5 电机的选用拖动电机是整部带式输送机的核心设备，能否按需要选择关系着整部带式输送机能否正常运转，如果所选电动机过大则造成不必要的能源耗损，如果偏小则使带式输送机不能正常启动，因此合理的选择拖动电机至关重要。根据前面的计算得知所需电机功率为1260千瓦，因此选用两台630千瓦电机，其型号为ybl2-630，由佳木斯电机股份有限公司制造，为了保证使用过程中的电压降最低，降低使用电流,增大启动转矩，保证电机的正常启动，依照所设计矿井的供电情况，选用高压电机(6000千伏)作为拖动设备。2.6 配套减速器的选用2.6.1 因为所需减速器功率大，电器控制实现软启动困难等情况，同时为了保证输送带平稳启动，延长输送带的使用寿命，减少输送机在启动时对电网的冲击，保证功率平衡分配，降低事故影响时间，满足生产不断增长的要求，因此选用适合的带式输送机的减速器非常重要。根据对各种减速器资料，例如：国产减速器、弗兰德减速器、sew减速器、mpg可控减速器、cst可控传输系统等进行对比发现，cst可控传输系统具有平滑启动可运送大惯性载荷，同时可实现轻载启动，在皮带机被加速到满速度前有一个缓慢而均匀的预拉伸过程减小对胶带的冲击，减速时间可以根据需要在规定范围内进行调整，启动时电机可以按顺序空载起动对电网冲击非常小，驱动电机可以根据运行负载进行选择而不需要按启动负载选择，可以选择功率较小的电机等特点；同时，cst也可以象控制皮带机的启动那样控制皮带机的停车，通过延长停车时间可以降低对胶带的动态冲击力，也可以在cst输入轴上加一个大的飞轮来降低对皮带的动态冲击，因此选用cst可控传输系统作为此部胶带输送机的减速传输系统。选用cst做为驱动器，还可以根据系统中各cst的功率平衡要求，每台cst的离合器或者保持少量打滑状态，或者维持压力以无打滑的方式输出所要求的扭矩，但系统中任何负载的增加都将会引起离合器的打滑，这种情况被称为“软锁定”。当离合器被软锁定时，任何的瞬间的过载或冲击载荷都将引起离合器的打滑，这样驱动系统的所有部件，包括联轴器、轴承和齿轮等都将在冲击或过载时受到保护，从而延长使用寿命。为了保证选用的cst可靠的工作，同时选用与之配套的冷却系统做为cst的配套设备。由于带式输送机的负载是典型的恒转矩负载，而且带式输送机往往不可避免地要带负荷起动和制动（即满载起动和停车） 带式输送机的输送带是一种粘弹性体，大型带式输送机在起动（制动）的不稳定阶段，驱动装置施加到输送带上的牵引力（制动力）及惯性力将以一定的波速在带内传播、叠加、反射，加上其他因素的影响，在输送带内引起多变的应力变化，可能造成打掉托辊、打坏机架等的故障，若其瞬时峰值应力超过允许值，将会损伤甚至破断输送带。输送带张力在整个长度上是变化的，影响因素很多，为保证输送机的正常运行，输送带的张力必须满足以下两个条件：输送带的张力在任何负载作用下，作用到全部滚筒上的圆周力是通过摩擦传递到输送带上，而输送带与滚筒间应保证不打滑；作用到输送带上的张力应足够大，使输送带在两组承载托辊间保持垂度小于一定值。依靠增加转差功率损耗来调速，损耗主要在电动机的附加电阻上，低速运行电机不会过热，但其效率低，且调速是有级分段的，维护工作量大，在防爆环境中使用有困难，尤其是在井下更不易使用。2.6.2 直流电动机的调速性能优良，低速时有较大的扭矩，可缓解电机的起动冲击，但不宜长期低速运行，且需配置直流电源，造价高，不宜用于防爆环境，因此部带式输送机在井下环境使用，因此不选用直流电动机作为拖动设备。变频调速采用改变电机励磁频率进行调速，起动全程自控，效率高，调速范围广，但在低频起动时会降低电机输入电压，导致电机输出转矩降低，且受干扰大，控制器距离负载不宜过远，调频切换调整不好时会有短暂的停顿现象，不适应大型带式输送机低速大转矩的起动要求。液力耦合器，可改善起动性能，降低电机与负载起动的冲击，但是液力耦合器传递的扭矩与其转速的平方成正比，低速时传递的扭矩小，在低速阶段不能提供稳定平滑的加速度，传动特性是非线性的，控制特性不准确，效率低，稳定运行时需要滑差。mpg可控减速器：是由磁粉制动部分与行星传动部分接合起来的可控驱动系统，具有减速、可控起动、可控制动和过载保护等多种功能，可避免起动时的电流和机械冲击，适用与45280kw功率段的带式输送机，因此不适宜此部皮带机选用。而cst是一种可控软起动(停车)，可以实现主电机空载起动，有效降低起动电流，集机电控于一体,具有完善的智能故障自诊断功能，有效延长皮带机整体使用寿命,提高运行效率,降低维护成本，完善的多点驱动功率平衡解决方案，控制系统开放,易于实现数据共享和网络化,便于整体矿山自动化系统的集成，本安型和高防护等级设计,完全满足防爆环境和全天候作业要求。2.6.3 cst的驱动形式可分为：平行轴形式 “k型”、 k型 、kr型直角3点钟、kr型直角9点钟。根据所设计胶带输送机的功率要求和安装现场实际，选用cst-750ks型可控传输系统做为本带式输送机的驱动系统。cst 速比的计算:速比i=(t2t1 ) (t5t3 )+1 t1输入轴一级齿轮齿数 t2输入轴二级齿轮齿数 t3太阳轮齿数 t4行星轮齿数 t5齿圈齿数则速比i=19.24扭矩的计算: torque (at full load) = (hp x ) rpm 为系数将电机的功率及转速转换为 ft-lb ( =5250) 或者in-lb ( =63000)。一台 速比为20.6316的750ks cst，驱动电机为630千瓦.所选750k cst 液压控制系统为高压系统，其压力为1000psi因为选用了cst可控传输系统作为该次设计的驱动系统，具备了软启动功能及其他保护功能，因此驱动器的输入、输出轴侧不再设软启动保护装置，而采用梅花垫型和棒销联轴器连接。2.7 主滚筒、导向滚筒的选用2.7.1 主滚筒（传动滚筒）的选用：因为输送机使用钢丝绳芯胶带，因此，应使用硫化接头，其滚筒直径和帆布层数的比值应大于等于125，滚筒直径和钢丝绳芯直径的比值应大于等于150，根据此规定，查st2500型胶带的钢丝绳直径为7.2，由此可计算出所需滚筒的直径。 所需滚筒直径=7.2150 =1080根据计算，考虑到带速的选择和部件选用时的便于更换，应设计成系列化的通用产品，因此选用直径为1280毫米的主滚筒，表面覆盖有人字胶面，根据设计要求，滚筒长度应比胶带宽度宽100200毫米，因此选用长度为1400毫米的滚筒。2.7.2 副滚筒和卸载滚筒、导向滚筒的选用：均采用直径为1280毫米，长为1400毫米的光面滚筒，这样可以有效的避免滚筒直径过小对钢丝绳造成的损伤，同时有增强了滚筒的互换性，减少了备用部件的数量。2.8 托辊的选用为了保证输送机正常运转，减少坏托辊对胶带的损伤，根据带速，和有关标准规定选用托辊直径为：133，承载处选用缓冲床可有效降低货载对胶带的冲击，最大限度的保护胶带，根据转载点个数选用两套1.5米长，槽角为35度的缓冲床，为有效减少胶带不跑偏，每隔十组托辊设一组调偏托辊，上托辊间距为1.2米，下托辊间距为3米，转载处托辊间距为0.6米。共需直径为133毫米，长度为475的上托辊8000组，其中备用托辊125组；直径为133毫米，长度为700毫米的下托辊2200组，其中90组备用；直径为133毫米，长度为375毫米的上托辊300组，其中9组备用，用于调偏架中间辊；细端直径为133毫米，粗端直径为159毫米，长度为500毫米的锥型上托辊600组；细端直径为133毫米，粗端直径为159毫米，长度为700毫米的锥型托辊240组。为了控制跑偏，承载托辊选用前倾式托辊。2.9 滚筒与第一组托辊的间距考虑到离头部滚筒的第一组托辊槽角的影响，该处张力很大，输送带挠度接近于0，为使输送带侧边局部伸长不超过钢丝绳的许用伸长率的0.002，因此，头部滚筒与第一组托辊的间距l不得太小，其最小间距按下式计算：l2.67b=2.671.20.52=1.67米式中：l头部滚筒与第一组托辊的间距；托辊槽角，查设计手册得当槽角为35度，带宽为1.2米时，槽角系数为0.52；b带宽，米。根据计算，第一组托辊与滚筒的间距为1.7米。2.10 凹弧段半径的规定凹弧段应有足够大的半径，要求凹弧段输送带自重必须大于凹弧段输送带由张力作用的向上分力，因此，凹弧段半径r可由下式求出：rsi/q0g式中： si凹弧段起点张力，n；q0每米输送带的重量，千克/米，可由设计手册查出或参照输送带厂样本。 根据计算，可求出凹弧段的半径最小应大于多少，如果现场实际情况不能满足所需半径时，应加压带轮。 2.11 轴承座的选择 为了日常维护、加注油脂的方便和可靠使用，选用外环活动透盖式轴承座，这样在加注油脂时可以很方便的完成。2.12 机架的选用必须符合国家相关标准规定的要求，保证设备的正常使用。2.13 胶带的选用：根据第一章的计算、验算，同时考虑到国家安全监察的有关规定，禁止使用非阻燃、抗静电的胶带，因此选用st2500型胶带，此种胶带加了防纵向撕裂层，可提高胶带的使用寿命。2.13.1 根据所给定矿井的条件及该矿井的巷道断面尺寸及辅助运输设备的情况，为了方便井下运输拟定该输送带的长度为每卷一百米，所需的输送带总长为：l0=l+/2（d1+d2）+an1+l=23500+3.14/2（1280+1280）+501.9+30=7000+8.1+95+30=7133式中：l0输送带全长，m；2l输送机头尾滚筒中心间展开长度，m；d1头部滚筒直径，m；d2尾部滚筒直径，m；a输送带接头长度，m，当输送带采用机械接头时，a=0，当采用硫化接头时，a值按照公式计算、查阅设计手册或根据胶带厂家提供的数据取值；n1输送带接头数，考虑接头数时每卷带长度按100米计算；l采用垂直拉紧装置、卸料车等所需增加的输送带长度，m。采用垂直拉紧装置时，其增加的输送带长度由输送机的安装图来决定；采用卸料车时所增加的输送带长度由设计手册可查得。根据以上计算，共需订购胶带7200米，同时，应根据所订购胶带选用原厂配套的接头材料（包括接头胶、胶浆、清洗剂等），其需用数量应比接头数多14个接头的材料。因为所采用的胶带为钢丝绳芯胶带，因此采用硫化接头方式对胶带进行连接，考虑到接头形式关系到接头强度保持率、接头部位的平均有效间距和接头长度。选择时要根据钢丝绳直径和胶带中钢丝绳中心距全面考虑，其硫化温度、硫化时间、硫化时所加压力由胶带厂家提供或根据通用公式选取。 2.13.2 根据所选用的接头形式，我们可以计算接头的强度保持率、接头形式、接头长度、2.13.2.1 接头强度保持率是接头后抗张强度与原带体抗张强度之比。2.13.2.2 平均有效间距系指接头部位相邻两钢丝绳间的胶厚，几种接头形式的平均有效间距z可按下式计算：一级 z12pd二级 z23pd三级及三级全搭接 z34pd四级 zpd式中:z相邻两钢丝绳间的胶厚，p带体的钢丝绳中心距，d钢丝绳直径，据日本资料介绍，平均有效间距z大于0.25 d是必要的，当胶带用于深槽托辊时，则希望z大于0.4 d,st2500钢丝绳芯胶带的钢丝绳直径为7.2毫米,根据此可以计算出钢丝绳平均有效间距为2.88毫米。2.13.2.3 接头长度，各型接头长度sl可按下列公式算出：一级 sls150二级 sl2s200三级及三级全搭接 sl3s250四级 sl4s300式中 sl接头长度，s搭接长度，搭接长度s可按下式算出 spa粘着力k 式中 pa钢丝绳的破断强度，n/根；k 接头系数，取1.31.5；如上所说，并经计算，四级接头所需的接头长度过长，而且接头保持率低，一般不宜采用。一级接头只适用于钢丝绳直径小、间距大的胶带接头，具有接头强度保持率高、接头长度短的优点。二级接头的接头长度和平均有效间距介于一级和三级之间，适用于钢丝绳直径中等、间距偏大的胶带接头。三级搭接是较好的接头形式，但考虑到带体强度、钢丝绳直径、施工工艺等因素二级搭接完全可以满足本矿井要求，因此选用二级搭接方式为此胶带做接头。具体硫化长度为：spa粘着力k 二级 sl2s200由计算可知，所需接头长度为1.6米,为了保险起见,选用接头长度为1.9米。2.13.3 硫化接头方式与机械接头相比有以下优缺点：2.13.3.1 接头时间长，工艺复杂，初期安装成本高，当出现接头损坏时，修复周期长；2.13.3.2 对滚筒、托辊的磨损小，可延长滚筒、托辊的使用寿命；2.13.3.3 接头保持率高，可达到原胶带强度的75%以上；2.13.3.4 接头使用寿命长，不需频繁做头；2.13.3.5 可弯曲性好；2.13.3.6 通过滚筒、托辊、清带器等部件时，不象机械接头那样容易被钩挂导致胶带撕扯。硫化工艺与方法采用通用的硫化工艺与方法，在硫化过程中应严格根据胶带生产厂家的要求掌握时间、温度、压力，以免造成硫化质量过差影响胶带使用寿命，或者造成断带等恶性的事故，从而影响生产，接头长度按以上设计选取，硫化接头所用的胶料、胶浆、清洗剂等接头用品应选择胶带生产厂家的配套胶料或根据其所要求的选用，在接头硫化过程中还应严格对输送带找正，保证输送机的正常运行；做接头前应对按设计接头方式、接头工艺做好的接头做一次拉断试验，经试验达到设计要求时方可开始做头。2.13.3.7钢丝绳的搭接长度如下表所示：序号甲乙甲乙甲乙甲乙甲乙甲乙118001800900850185018508509001850185090085021800180085090018501850900850185018508509003180018009008501850185085090018501850900850418501850850900185018509008501850185085090051850185090085018501850850900185018509008506185018508509001850185090085018501850850900718501850900850185018509008501850185090085081850185085090018501850850900185018508509009185018508509001850185090085018501850850900101850185090085018501850900850185018509008501118501850850900185018508509001850185085090012185018509008501850185090085018501850900850131850185085090018501850850900185018508509002.14 硫化器的选择根据接头长度和使用的方便，选用电热式胶带硫化器，其技术参数如下：（1）、硫化压力为1.52.45mpa；（2）、硫化温度为145摄氏度；（3）、硫化板表面的温差为3摄氏度；（4）、升温时间（常温到145摄氏度）不大于50分钟；（5）、电源电压为660伏，50hz；（6）、电控箱输出功率为36千瓦；（7）、温度调