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JX292
堆取料机皮带机设计
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【JX292】堆取料机皮带机设计,JX292,堆取料机皮带机设计
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毕业论文题目：堆取料机皮带机设计毕业论文题目：堆取料机皮带机设计 毕业论文专题题目：皮带机传动系统毕业论文专题题目：皮带机传动系统 毕业论文主要内容和要求：毕业论文主要内容和要求： 主要参数和要求： 胶带机宽度：1600mm （胶带宽度） ，采用阻燃型强力胶带； 输送能力：2000t/h 带速：2.5m/s 驱动联结型式：液力联轴器 运输机水平布置，采用液压张紧装置； 电机功率：（2160k 参考） 电压：660/1140V 转速：1490r/min 传动型式：机械传动 头尾滚筒中心距：380000mm 设计内容： 参考有关胶带输送机设计、选型手册进行设计计算； 1、参考有关完成输送机和堆取料机总体配套方案设计；A0 2、传动装置设计；A0 3、完成传动装置箱体设计 A0 4、完成传动装置组件、零件工作图设计及零件加工工艺编制；A2，2A3 院长签字： 指导教师签字： 中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书 指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究 内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总 体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）： 成 绩： 指导教师签字： 年 月 日 中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书 评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识 解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程 度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）： 成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日 中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩 答 辩 情 况 回 答 问 题 提 出 问 题 正 确 基本 正确 有一 般性 错误 有原 则性 错误 没有 回答 答辩委员会评语及建议成绩： 答辩委员会主任签字： 年 月 日 学院领导小组综合评定成绩： 学院领导小组负责人： 年 月 日 摘 要 斗轮堆取料机是一种高效率的连续装卸设备，被广泛应用在火电厂、港口码头、钢 铁冶金、矿山、建材水泥、化工、煤炭与焦化厂等原料储运场，可实现煤炭、矿石、化 工原料等散状物料的堆取、转运、装卸的连续作业。 带式输送机是斗轮堆取料机中重要环节,在其它方面也广泛应用。带式输送机是现代 物料连续运输的重要设备，是连续运动的无端输送带运送货物的机械，用胶带作为输送 带的带式输送机称为胶带输送机，简称胶带机。它具有结构简单、成本低、运输距离长、 效率高的优点。其主要用于冶金、采矿、煤炭、电站、港口以及工业企业。它将为我国 各矿业装卸工作的机械化、现代化作出越来越大的贡献。 本文主要介绍了斗轮堆取料机中的运输皮带机。首先，介绍了带式输送机的工作特 点、发展概况、工作原理，分类；其次，介绍了胶带的摩擦传动原理；最后，根据带式 输送机的工作条件对其计算，其中对传动部分的减速器部分进行了详细的设计及设计计 算，简单分析了皮带跑偏及撒料的原因和解决方法，又介绍了其他几种形式的皮带机。 关键词：带式输送机；发展概况；减速器 Abstract Bucket Wheel Stacker and feeder is a highly efficient for handling equipment, is widely used in thermal power plants, port, iron and steel metallurgy, mining, cement building materials, chemicals, coal and coke plant, and other raw materials storage and transportation field, can be realized coal, ore , Chemical raw materials and other bulk material from the reactor, transit, handling of the continuum. Belt conveying systems is expected bucket Stacker and an important link in the machine, in other areas also widely used. Modern belt conveyor is an important material for transport equipment, is no reason for the movement of mechanical conveyor belt transporting goods, with the belt conveyor belt as a conveyor belt known as the conveyor belt, or tape machines. It is simple in structure, low cost, long distance transport, high efficiency advantages. Its mainly used for metallurgical, mining, coal, power plants, ports and industrial enterprises. It is Chinas handling of the mining mechanization and modernization of increasing the contribution. This paper presents a bucket Stacker and feeder in the transport belt machine. First of all, the work on the belt conveyor characteristics, Development, principle, classification and secondly, the friction on the tape drive principle; Finally, the working conditions under their belt conveyors, including the transmission of the slowdown Is part of a detailed design and design calculations, the simple analysis of the belt material deviation and spread the causes and solutions, has introduced several other forms of belt machine. Key words: belt conveyors: Belt conveying systems ;Development survey; reduction gear 目目 录录 1 1 绪论绪论1 1.1 斗轮堆取料机 1 1.2 斗轮堆取料机尾车 3 1.2.11.2.1 固定式单尾车固定式单尾车3 1.2.21.2.2 钢绳卷扬驱动的活动式单尾车钢绳卷扬驱动的活动式单尾车 4 4 1.2.31.2.3 后部铰轴俯仰液压驱动活动单尾车后部铰轴俯仰液压驱动活动单尾车 5 5 1.2.41.2.4 中部铰轴俯仰液压驱动活动单尾车中部铰轴俯仰液压驱动活动单尾车 5 5 1.2.51.2.5 伸缩升降式双尾车伸缩升降式双尾车 5 5 1.2.61.2.6 钢绳卷扬驱动双尾车钢绳卷扬驱动双尾车6 6 1.2.71.2.7 液压驱动双尾车液压驱动双尾车 7 7 1.2.81.2.8 固定叉式漏斗双尾车固定叉式漏斗双尾车7 7 1.2.91.2.9 尾车机构的选择尾车机构的选择 8 8 1.3 带式输送机的特点 8 1.4 带式输送机的工作原理和分类 8 1.4.11.4.1 带式输送机的工作原理带式输送机的工作原理 8 8 1.4.21.4.2 带式输送机的分类带式输送机的分类 1111 1.5 带式输送机的摩擦传动原理 .13 1.5.11.5.1 胶带的摩擦传动原理胶带的摩擦传动原理 1313 1.5.21.5.2 传动装置的牵引力传动装置的牵引力 1515 1.6 带式输送机的现状与发展趋势 .15 1.6.11.6.1 国外带式输送机技术的现状国外带式输送机技术的现状 1515 1.6.2.1.6.2. 国内带式输送机技术的现状国内带式输送机技术的现状1616 1.6.31.6.3 国内外带式输送机技术的差距国内外带式输送机技术的差距1717 1.6.41.6.4 煤矿带式输送机技术的发展趋势煤矿带式输送机技术的发展趋势1919 2 2 带式输送机的参数设计计算带式输送机的参数设计计算1919 2.1 带速的确定 .20 2.2 核算输送能力 .20 2.3 根据原煤粒度核算输送机带宽 .20 2.4 圆周驱动力的确定 .20 2.5 输送带的选型 .23 2.6 输送带的张力计算 .23 2.6.12.6.1 输送带不打滑条件校核输送带不打滑条件校核 2323 2.6.22.6.2 输送带下垂度校核输送带下垂度校核 2424 2.6.32.6.3 各特性点张力计算各特性点张力计算 2424 2.6.42.6.4 确定传动滚筒合张力确定传动滚筒合张力 2525 2.7 输送带的强度校核 .26 2.8 拉紧行程的计算 .26 2.9 各部件选型 .26 3 3 减速器的计算减速器的计算2727 3.1 电动机选型 .27 3.2 传动比分配 .27 3.3 计算传动装置的运动和动力参数 .28 3.4 齿轮的设计及校核计算 .29 3.4.13.4.1 第一对齿轮的设计第一对齿轮的设计 2929 3.4.23.4.2 第二对齿轮的设计第二对齿轮的设计3434 3.4.33.4.3 第三对齿轮的设计第三对齿轮的设计3737 3.5 传动轴的设计 .40 3.5.13.5.1轴的设计轴的设计4040 3.5.23.5.2轴的设计轴的设计4444 3.5.33.5.3 轴的设计轴的设计4848 3.5.43.5.4 轴的设计轴的设计5252 3.5.43.5.4 键的强度校核键的强度校核 5555 3.5.53.5.5 轴承的校核轴承的校核 5656 3.6 减速器箱体的结构设计 .59 3.7 轴系部件的结构设计 .61 3.8 减速器的附件 .61 3.8.13.8.1 检查孔与检查孔盖的设计检查孔与检查孔盖的设计6161 3.8.23.8.2 油标指示器油标指示器6262 3.8.33.8.3 定位销定位销6363 3.8.43.8.4 启盖螺钉启盖螺钉6363 4 4 带式输送机的操作、维护和安装带式输送机的操作、维护和安装6464 4.1 启动和停机 .64 4.2 带式输送视的维护 .64 4.3 皮带打滑的解决办法 .67 4.3.14.3.1 重锤张紧皮带运输机皮带的打滑重锤张紧皮带运输机皮带的打滑 6767 4.3.24.3.2 螺旋张紧或液压张紧皮带机的打滑螺旋张紧或液压张紧皮带机的打滑 6868 4.3.34.3.3 其它其它 6868 4.4 皮带运输机皮带跑偏的调整 .68 4.4.14.4.1 调整承载托辊组调整承载托辊组6868 4.4.24.4.2 安装调心托辊组安装调心托辊组 6969 4.4.34.4.3 调整驱动滚筒与改向滚筒位置调整驱动滚筒与改向滚筒位置 6969 4.4.44.4.4 张紧处的调整张紧处的调整 6969 4.4.54.4.5 转载点处落料位置对皮带跑偏的影响转载点处落料位置对皮带跑偏的影响7070 4.4.64.4.6 双向运行皮带运输机跑偏的调整双向运行皮带运输机跑偏的调整 7070 4.5 皮带运输机的撒料的处理 .70 4.5.14.5.1 转载点处的撒料转载点处的撒料 7171 4.5.24.5.2 凹段皮带悬空时的撒料凹段皮带悬空时的撒料 7171 4.5.34.5.3 跑偏时的撒料跑偏时的撒料 7171 4.6 带式输送机的安装 .71 5 5 其它形式的带式输送机其它形式的带式输送机7272 5.1 手造带式输送机 .72 5.2 大倾角带式输送机 .73 参考文献参考文献7575 翻译部分翻译部分7676 英文原文.76 中文译文：.84 致致 谢谢8888 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计（论文）第 1 页 1 绪论 1.1 斗轮堆取料机 斗轮堆取料机是在斗轮挖掘机的基础上发展起来的，其结构与斗轮挖掘机基本相同， 只是在挖掘能力上有所差异。最早的斗轮挖掘机进行向上挖掘是 1916 年法国贝尔维茨露 天矿用轨道行走式斗轮机，可以说是最早的斗轮取料机。 我国斗轮堆取料机诞生在上世纪六十年代末期，经过近四十年的发展，如今已经发 展成为一个庞大的行业，在国民经济中发挥着重要的作用。 斗轮堆取料机是一种高效率的连续装卸设备，被广泛应用在火电厂、港口码头、钢 铁冶金、矿山、建材水泥、化工、煤炭与焦化厂等原料储运场，可实现煤炭、矿石、化 工原料等散状物料的堆取、转运、装卸的连续作业。斗轮堆取料机与其它散料搬运设备 相比，具有如下优点：1）生产效率高；2）能耗低；3）自重轻；4）投资省；5）操作简 单等。 斗轮堆取料机是散料搬运设备中的一个系列分支，它包括：斗轮堆取料机、桥式斗 轮取料机、滚筒式混匀取料机。按结构分为：悬臂式斗轮堆取料机、桥式斗轮取料机、 滚筒式混匀取料机和门式斗轮堆取料机。悬臂式斗轮堆取料机按工艺要求又分为：斗轮 取料机、斗轮堆取料机和堆料机三种。按臂架形式分为：定臂堆料机、动臂堆料机和摇 臂堆料机。桥式斗轮取料机分为：桥式单斗取料机和桥式双斗取料机。按功能和工艺分 为：斗轮取料机、斗轮堆取料机、混匀取料机、堆料机、混匀堆料机。混匀取料机和混 匀堆料机主要用于冶金行业的原料预均化工艺中。按主机俯仰结构特点分为：液压式俯 仰和机械卷扬变幅两种。液压式俯仰斗轮堆取料机按俯仰变幅部分的结构又分为：整体 平衡式斗轮机和活动平衡式斗轮机。 斗轮堆取料机主要由斗轮机构、俯仰机构、回转结构、行走结构、胶带机组、金属 结构、电器控制系统、润滑系统、抑尘系统等组成。其中斗轮堆取料机尾车按结构分为： 固 定单尾车、固定双尾车、交叉尾车、折返半趴单尾车、折返全趴单尾车、全功能尾车等。 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计（论文）第 2 页 图 1.1 臂架型斗轮堆取料机 利用斗轮连续取料，用机上的带式输送机连续堆料的有轨式装卸机械。它是散状物 料（散料）储料场内的专用机械，是在斗轮挖掘机的基础上演变而来的，可与卸车（船） 机、带式输送机、装船（车）机组成储料场运输机械化系统,生产能力每小时可达 1 万多 吨。斗轮堆取料机的作业有很强的规律性，易实现自动化。控制方式有手动、半自动和 自动等。 斗轮堆取料机按结构分臂架型和桥架型两类。有的设备只具有取料一种功能，称斗 轮取料机。臂架型斗轮堆取料机：它有堆料和取料两种作业方式。堆料由带式输送机运 来的散料经尾车卸至臂架上的带式输送机，从臂架前端抛卸至料场。通过整机的运行， 臂架的回转、俯仰可使料堆形成梯形断面的整齐形状。取料是通过臂架回转和斗轮旋转 连续实现的。物料经卸料板卸至反向运行的臂架带式输送机上，再经机器中心处下面的 漏斗卸至料场带式输送机运走。通过整机的运行，臂架的回转、俯仰，可使斗轮将储料 堆的物料取尽。 臂架斗轮堆取料机由斗轮机构、回转机构、带式输送机、尾车、俯仰与运行机构组 成（图 1.1） 。 斗轮机构：是取料的工作机构，包括斗轮及其驱动装置。斗轮分无格式、半格式 和有格式 3 种（图 1.2） 。 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计（论文）第 3 页 图 1.2 斗轮结构图 无格式斗轮的铲斗没有斗底，在非卸料区内用固定在臂架上的圆弧挡板堵住斗中散 料，散料在圆弧挡板上滑移。在卸料区内没有圆弧挡板而有一个固定的斜溜槽。当铲斗 随轮体旋转至卸料区时，斗中物料在自重作用下经斜溜槽滑到带式输送机上。它的卸料 区间大，因而斗轮转速较高，可提高作业能力，能卸较粘物料。半格式斗轮的结构与无 格式相似，只是将斗壁向斗轮中心延伸一段，使圆弧挡板与轮体之间的距离加大，以减 少在圆弧挡板与轮体间发生卡料的可能性。有格式斗轮的每个铲斗的斗底是一个扇形斜 溜槽，在非卸料区却有固定不动的侧挡板。当铲斗随轮体旋转至一定高度后,斗中散料开 始沿扇形斜溜槽向斗轮中心滑动,铲斗到达卸料区后，由于没有侧挡板阻挡，散料经斜溜 槽、卸料板滑到带式输送机上。有格式斗轮卸料慢，需较大的斗轮直径，但不会产生卡 料现象，适用于坚硬物料。三种斗轮中以无格式应用最多。斗轮的传动方式有机械与液 压两种，一般不需调速。 回转机构:由回转支承和驱动装置两部分组成,用以使臂架左右回转。为保证臂架 在任意位置时斗铲都能装满,回转速度要求在 0.010.2 转分的范围内按一定规律实现 自动无级调节。大多用直流电动机或液压驱动。 臂架带式输送机：供输送物料之用。在堆料、取料作业时，输送带需正反向运行。 尾车：将料场带式输送机与斗轮堆取料机联系在一起的机构。料场带式输送机的 输送带绕过尾车机架上的两个滚筒，呈 S 形走向,以便在堆料时把物料由料场带式输送机 转运到斗轮堆取料机上去。 俯仰机构和运行机构：均与门座起重机中相应的机构相似。 桥架式斗轮堆取料机 按桥架形式又分为门式和桥式两种。 门式斗轮堆取料机：它有一个门形的金属构架和一个可升降的桥架。门架横梁上 有一条固定的和一条可移动且可双向运行的堆料带式输送机，在门架一侧的料场带式输 送机线上设有随门架运行的尾车。无格式斗轮通过圆形滚道、支承轮、挡轮套装在可沿 升降桥架运行的小车上，桥架内装有带式输送机。堆料时，物料经料场带式输送机、尾 车转至堆料带式输送机上，最后抛卸至料场。通过门架的移动及其上堆料带式输送机的 运行，使物料形成一定形状的料堆。取料时，由横向运行的小车及其上旋转的斗轮连续 取料，物料在卸料区卸到桥架带式输送机上，最后转卸到料场带式输送机运走。通过桥 架的升降和门架的运行，可将料堆取尽。 桥式斗轮取料机：与门式斗轮堆取料机在结构上的主要区别是:它没有高大的门架, 桥架是固定不升降的，而且处于较低位置；没有堆料带式输送机和尾车；在斗轮的前方 有固定在小车上的料耙（图 1.3） 。小车运行时带动料耙沿料堆端面运动，使上面的散料 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计（论文）第 4 页 下滑， 图 1.3 桥式斗轮堆取料机 以便斗轮取料。料耙还能使由堆料机按不同物料分层堆放的物料在下滑时混匀，因此往 往又称为桥式斗轮混匀取料机。 1.2 斗轮堆取料机尾车 尾车又称为进料车或卸料车，英文通常称为 Tripper Car 或 Tripper 。尾车一般应 用在斗轮堆取料机、堆料机、排土机和装船机等大型移动散料机械上。斗轮堆取料机的 尾车的作用是在堆料时将地面皮带运输机的物料送到斗轮堆取料机的悬臂皮带机，通过 悬臂皮带机将物料堆送到料场。在堆料机中尾车的形式相对比较简单。大多数情况下为 固定式单尾车。所谓固定式单尾车就是尾车仅为单个车体组成,车体上无任何可以变换的 机构。而在堆取料机中使用的尾车则有许多种形式，应用较多的常见的尾车形式有八种。 1.2.11.2.1 固定式单尾车固定式单尾车 固定式单尾车的形式见图一,尾车由四组车轮支承，并由主机牵引在大车走行轨道上 行走。尾车的上部为尾车的主梁。尾车本身无动力，靠主机牵引在轨道上行走。尾车上 的皮带是地面皮带机的皮带。地面皮带经过主梁后再经过三个改向滚筒返回到地面。 图 1.4 固定式单尾车 当物料从地面上升到地面皮带的尾车上的部分后将物料经过前部的漏斗流到主机的 悬臂皮带机上。固定单尾车上无任何机构，仅仅由主机牵引在轨道上行走。固定式单尾 车功能就是堆料。 1.2.21.2.2 钢绳卷扬驱动的活动式单尾车钢绳卷扬驱动的活动式单尾车 钢绳卷扬驱动的活动式单尾车结构形式见图二。在尾车前部的立梁上设有定滑轮， 在尾车平台上设有卷扬机，主梁上设有动滑轮用来起升尾车的主梁，主梁的后部靠近后 部走行轮处设有两个铰轴，尾车主梁的前部可绕后部铰轴沿前部所示虚线上下移动。尾 车和主机之间的连接为车钩连接。 采用活动单尾车的目的有两个，一是在堆取料机取料时可以将尾车落到下位，使主 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计（论文）第 5 页 机的回转机构可以回转到165o 的角度，以便在设备后退到轨道极端位置时可以取到回 转角度大于 90o 位置的物料，尽可能的减少后部的剩料。二是在某些系统中要求设备在 取料时要求地面皮带机将物料向与取料时的相反方向输送物料，既常说的折反式尾车。 在这种尾车变换时连接主机和尾车之间采用一对容易摘挂的车钩或电动推杆。变换时先 摘钩，然后开动主机，或开动电动推杆驱动尾车变换和主机间的位置。第三步是变换尾 车主梁的位置，再开动主机，挂钩。无论是向上变换还是向下变换都有这样一个过程。 图 1.5 钢绳卷扬驱动活动单尾车 在取料时由于尾车的主梁前部已经位于主机的下部，主机取料时落下的物料刚好落 到尾车主梁前部的缓冲托辊区间的皮带机上，物料从尾车的前部经过尾车中部运到尾车 的后部，最后返回地面皮带上。此时地面皮带的运行方向与堆料时相反。 1.2.3后部铰轴俯仰液压驱动活动单尾车后部铰轴俯仰液压驱动活动单尾车 此种尾车的作用和操作与钢绳卷扬驱动活动单尾车完全相同，只不过其驱动方式为 液压油缸驱动。 图 1.6 后部铰轴俯仰液压驱动活动单尾车 此种机构存在一定的不足是在采用两个油缸工作要求双缸同步，并且主梁因为过长 而导致主梁的刚性不十分理想，容易在实际运行时左右摆动。 1.2.41.2.4 中部铰轴俯仰液压驱动活动单尾车中部铰轴俯仰液压驱动活动单尾车 中部铰轴俯仰液压驱动活动单尾车机构形式见图 4，中部铰轴俯仰液压驱动活动单尾 车是将铰轴安装到尾车主梁位置的中部，相对于后部铰轴俯仰液压驱动活动单尾车活动 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计（论文）第 6 页 梁部分的长度减短了许多，所以，活动主梁部分具有相对比较好的刚度。此种尾车的功 能同第二和第三种。同样需要处理好双油缸的同步问题。由于几何尺寸的限制。此种机 构在前部活动主梁下俯时皮带折曲的角度较大。在皮带机设计中一般要求在皮带长度方 向上皮带凸段部分应具有足够大的曲率半径。 图 1.7 中部铰轴俯仰液压驱动活动单尾车 而在此种尾车上做不到。所以在使用这种机型时不应使尾车皮带机的槽角超过 35o， 最好小于或等于 30o，否则，此处皮带横向容易凸起或打折而损坏皮带。 1.2.51.2.5 伸缩升降式双尾车伸缩升降式双尾车 伸缩升降式双尾车机构形式见图 5。伸缩升降式双尾车的机构相对比较复杂，尾车前 部有四组车轮，后部有四组车轮。前部四个车轮组成一个车体，后部四个车轮组成一个 车体。上部由固定在后部的固定梁和前部活动梁组成。地面皮带机经过上部的固定梁和 活动梁返回到后部的固定梁，最后返回到地面皮带机架上。前部的活动梁的前部设有一 对活动摆杆用于支承活动梁，活动梁的后部铰接于后部车体的固定梁上。在活动梁的前 部设有卸料漏斗。前部车体上设有两套驱动装置。驱动装置设有两个伸缩杆组成，每个 伸缩杆上还设有销齿条和轨道，由两个齿轮驱动销齿条伸缩运动。伸缩杆的上下部分别 设有若干支承伸缩杆轨道的滚轮。在伸缩杆的后部有两个铰轴铰接于后车体上。为了消 除多余约束，此处铰轴孔在竖直方向为长孔。在前后车体之间的伸缩杆的下部设有两对 连接车钩用于连接或断开前后车体的连接。在前车体的前部还设有一个接料斗用来盛接 地面皮带的来料。此双尾车上无独立的皮带运输机，机上的皮带是地面皮带机上的皮带。 此尾车的工作原理是：当尾车的状态如图 5 所示，在上位时因为前部摆杆前倾,连接 两车体的车钩处受压,此时很容易将车钩摘下。两车钩摘开后开动电机驱动伸缩杆向后运 动，推动后部车体后移，使前后车体的距离拉大，在前摆杆的作用下，活动梁相对于前 车体向后向下运动，最终落到前车体上。此时活动梁的漏斗刚好落到前车体的下部的接 料斗上部。在活动梁和前车体之间设有一对缓冲器用于减少下落时的冲击。当需要将活 动梁抬起时则可以开动电机驱动伸缩杆拉动后车体前移，在摆动杆的作用下活动梁逐渐 升起,直到连接车钩挂上。此种尾车的前车体和主机之间的连杆无论在什么状态都不脱开， 即始终连接在一起。本尾车比较适合于要求具有直通功能的焦碳料场。 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计（论文）第 7 页 图 1.8 伸缩升降式双尾车 本尾车最大的特点有四方面，一是在尾车的变换时尾车与主机之间不需要脱开，尾 车靠自身的机构完成主梁的位置变换；二是尾车在主梁的下位时不需要主机下部有太大 的高度空间也可实现物料直通的功能；三是尾车上无转载中继皮带机；四是取料时可以 实现165o 回转范围的取料。本尾车的功能是提高取料时取料机的回转角度；直通时可 以降低物料的提升高度和降低落料高度差。物料经尾车返回到地面皮带机时地面皮带机 的皮带运行方向同堆料时的方向一致。在主梁的上升和下降的过程中运行平稳，容易操 作，在上位和下位地面皮带的总长度变化较小。本尾车相对机构比较复杂。 1.2.61.2.6 钢绳卷扬驱动双尾车钢绳卷扬驱动双尾车 钢绳卷扬驱动双尾车见图 6，钢绳卷扬驱动双单尾车是由前后两部分组成，其中前部 尾车为相对独立的尾车，有四组车轮组成前部车轮的主体，类似于固定式单尾车，只不 过在其上面的皮带不是地面皮带，而是独立的安装在尾车上的中继皮带机。尾车和主机 的连接是不可摘开的连杆连接。本尾车的后部分为仅有两组支承轮的尾车，前部由弯折 杠杆，动滑轮组，定滑轮组，卷扬机等组成，双尾车的后部尾车主梁由后部两个支承轮 和后尾车前部杠杆支承。收或放卷扬机的钢绳可以将弯折杠杆拉起或放下。使后部尾车 的主梁可以在上位或在下位，改变了后部尾车主梁前部相对于前部尾车后部的位置，使 地面的来料可以卸到前部尾车的皮带机上或使物料直接通过后部尾车继续向前输送。后 部尾车在下部时还可以使设备在取料时皮带机地面皮带机向与堆料时相反的方向输送物 料。本尾车在变换时地面皮带机的皮带长度变化较大，在设计地面皮带机时要考虑这一 因素对地面皮带机的影响。本尾车的功能是堆料、物料的直通、地面皮带机与堆料方向 相同时的直通或取料、地面皮带机的运行方向与堆料时相反方向的取料。本尾车应用在 堆取料机上时取料的回转角度因前部尾车的影响与堆料状态相同。一般最大不超过 110o。由于地面皮带的张力较大，设计时要充分考虑变换驱动装置克服地面皮带的张 力。 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计（论文）第 8 页 图 1.9 钢绳卷扬驱动双尾车 1.2.71.2.7 液压驱动双尾车液压驱动双尾车 图 1.10 液压驱动双尾车 液压驱动双尾车的功能与原理基本同钢绳卷扬驱动双尾车，所不同的是后部尾车在 变换时由液压油缸驱动后部弯折杠杆使后部尾车上下变换位置。 1.2.81.2.8 固定叉式漏斗双尾车固定叉式漏斗双尾车 固定叉式漏斗双尾车的前部尾车同钢绳卷扬驱动双尾车的前部尾车，后部尾车也相 当一个固定尾车，在两个尾车的中间设有一个叉式漏斗，以改变物料的流向，此种尾车 的机构比较简单，除前部尾车设有独立的皮带机和中部的翻板外无任何机构，尾车和主 机的连接也是由不可摘下的连杆连接。在改变叉式漏斗内的翻板的位置可以使物料流向 前部尾车，也可以使物料流向地面皮带机，或者使部分物料流向地面皮带机，部分流向 前部尾车。就是说在叉式漏斗处也可以实现分流。 图 1.11 固定叉式漏斗双尾车 1.2.91.2.9 尾车机构的选择尾车机构的选择 前面讲述了八种类型的尾车，在实际选用时应当根据料场的工艺流程、资金的投入 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计（论文）第 9 页 等多方面决定。实际上某些用户如果需要物料在堆料状态下实现物料的直通，即物料不 堆入料场，直接返回地面皮带机，也可以采用普通的固定式单尾车。具体方法有两种： 一是在地面皮带机来料时可以以取料的方向开动主机悬臂皮带机，使落到悬臂皮带机上 的物料返回到地面皮带机；二是可以在尾车前部落料口下部主机回转平台处的接料斗设 计成可以摆动的漏斗使物料直接落到主机的中心漏斗处，物料返回到地面皮带机。只不 过上述的方法与前面所述的几种尾车相比较不十分理想。尾车功能的选择应以满足实际 需要为原则，和兼顾制造成本的原则来选择。 当需要设备具有物料直通功能时可选择第五、第六、第七、第八种类型的尾车 ；当 取料时地面皮带机的运行方向和取料时地面皮带机运行的方向相反时可选择第二、第三、 第四、第六、第七种类型的尾车；当需要主机取料时回转角度达到约165o 可选择第二、 第三、第四、第五种类型的尾车。 尾车的形式选用还应当充分考虑机构和结构的刚度和强度，因为尾车相对长度方向 尺寸比较大，最容易发生设备在安装和投入使用后出现变形、下挠等结构故障。另外， 还应当考虑在尾车上设置的各种其它机械设备的载荷对尾车钢结构强度和刚度的影响。 1.3 带式输送机的特点 带式输送机俗称“皮带机” ，是以胶带、钢带、钢纤维带、塑料带和化纤带作为传送 物料和牵引工件的输送机械，是连续式输送机械中应用最广泛的一种。带式输送机是由 承载的输送带兼作牵引机构的连续运输设备，可输送矿石、煤炭等散装物料和包装好的 成件物品。由于它具有运输能力大、运输阻力小、耗电量低、运行平稳、在运输途中对 物料的损伤小等优点，被广泛应用于国民经济的各个部门。在矿井巷道内采用带式输送 机运送煤炭、矿石等物料，对建设现代化矿井有重要作用。 1.4 带式输送机的工作原理和分类 1.4.11.4.1 带式输送机的工作原理带式输送机的工作原理 带式输送机是由许多零部件和具有某些特殊功能的装置组成。输送带、托辊、机架 等是沿输送机全长布置的，驱动装置、拉紧装置、储带装置和清扫装置等也是带式输送 机的重要组成部分，它们的结构和工作原理对带式输送机整体特性影响很大。 带式输送机是以胶带作为牵引机构和承载机构的连续运输机械，所以也称胶带输送 机。随着带式输送机在国民经济各部门中日益广泛的应用，其结构简单、运行平稳可靠、 能耗低，对环境污染小、便于集中控制和实现自动化、管理维护方便、在连续装载条件 下可实现连续运输等许多优点，越来越被人们深刻理解和认识，因而针对生产需求设计 出了通用带式输送机和各种各样的特种带式输送机。虽然它们结构各异，使用场合也不 同，但是它们的工作原理基本是相同的，即大多属于以输送带兼作牵引机构和承载机构 的连续运输机械，只有极个别的带式输送机（如钢丝绳牵引带式输送机）的输送机只作 为承载机构。带式输送机的主要组成部分和工作原理如图 1.12 所示。 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计（论文）第 10 页 A A 6 1 2 3 4 5 7 8 A-A 带式输送机的工作原理图 1-驱动装置；2-清扫装置；3-上、下托辊；4-输送带； 5-拉紧装置；6-机尾换向滚筒；7-装载装置；8-机架 输送带 4 绕过驱动装置 1 的主动滚筒和机尾换向滚筒 6 形成一个环形带。 上下两股输送带分别支承在上、下托辊 3 上。拉紧装置 5 给输送带以正常运转所需的张 紧力。工作时，驱动装置 1 的主动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行。 货载装在输送带上与输送带一起运动。带式输送机一般是利用上段输送带运送货载的， 并且在端部卸载，也可利用专门的卸载装置在中间卸载。 带式输送机的机身断面如图 1.12 中的截面图 AA 所示。上部的输送带利用一组槽 形上托辊支承，以增加输送带的承载断面积。下部输送带一般利用平形下托辊支承。 带式输送机可用于水平或倾斜运输，但倾角受物料特性限制。在通常情况下，倾斜 向上运输时的倾角不超过 18，向下运输不超过 15。带式输送机不宜运送有棱角的货 物，因为有棱角的物料易损坏输送带，降低带式输送机的使用寿命。带式输送机的运输 能力大，运行阻力小，运输过程中物料一般不会破碎，因而特别适合输送散料货物。 带式输送机虽然种类繁多，但其基本组成部分差别不大，只是具体结构有所不同。 基本组成部分（参考图 1.12）的功能简介如下。 (1)驱动装置 驱动装置的作用是将电动机的动力传送给输送带，并带动它运行。驱动装置由电动 机、联轴器、减速器和驱动滚筒等部件组成。 带式输送机使用的电动机有鼠笼式、绕线式异步电动机。在有防爆要求的场合，应 采用防爆电动机。使用液力耦合器时，不需用具有高启动力矩的电动机，只要与耦合器 配合得当，就能得到接近电动机最大力矩的启动力矩。 带式输送机上使用的联轴器，按传动和结构上的需要，分别采用液力耦合器、柱销 联轴器、棒销联轴器、齿轮联轴器、十字滑块联轴器或各种弹性联轴器等。 带式输送机使用的减速器有圆柱齿轮减速器和圆锥圆柱齿轮减速器。圆柱齿轮减 速器的传动效率高，但要求电动机轴与带式输送机线路垂直，驱动装置占地面积大，井 下使用时需加宽硐室，若把电动机布置在输送带下面，会给维护和更换造成困难。因此， 用于煤矿采区巷道的带式输送机应尽量采用圆锥圆柱齿轮减速器，使电动机轴与输送 机平行布置，以减小驱动装置的宽度。 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计（论文）第 11 页 驱动滚筒是依靠它与输送带之间的摩擦力带动输送带动运行的部件。据挠性牵引构 件的摩擦传动理论，输送带与滚筒之间的最大摩擦力随摩擦系数和围抱角的增大而增大， 所以提高牵引力必须从这两方面入手。 增大驱动滚筒与输送带之间的摩擦系数的方法是将滚筒表面包覆一层具有高摩擦系 数的材料，通常用橡胶。包胶的方法常用硫化法（铸胶）和冷粘法，也可采用螺栓在滚 筒表面固定一层输送带的方法。包覆的橡胶外表面可做人字形槽纹、棱形槽纹或光面， 其中人字形槽纹和棱形槽纹可以增大驱动滚筒与输送带之间的摩擦系数，提高驱动效率。 比较而言，人字形槽纹效果要好些，棱形槽纹次之。 当滚筒或其表面的包覆材料与输送带之间潮湿或着水时，摩擦系数将急剧降低。而 且包覆的橡胶越硬，摩擦系数越小。 电动滚筒是将电动机和减速齿轮装在滚筒内的一种驱动装置。油冷式电动滚筒在滚 筒空腔内装满润滑油，滚筒旋转时油液冲刷电动机外壳进行冷却，并润滑齿轮传动系统。 电动滚筒的结构紧凑，带式输送机采用这种驱动装置能使整机体小轻便，但目前功率尚 小。 （2）清扫装置 清扫装置是为卸载后的输送带清扫表面粘着物之用。最简单的清扫装置是刮板式清 扫器，由重锤或弹簧使刮板紧压在输送带上。此外，还有旋转刷、指状弹性刮刀、水力 冲刷、振动清扫等。采用哪种清扫装置，应视运送物料的粘性而定。 （3）上、下托辊 托辊是带式输送机的重要部件之一。它的作用是支承输送带，使输送带的垂度不超 过限定值以减小运行阻力，保证带式输送机平稳运行。托辊沿输送机全长分布，数量很 多，它的工作性能直接影响带式输送机的整机性能。托辊的全部质量约占整机的 1/3，价 值约占整机的 2025。为增大输送带的承载断面，将承载的输送带用短托辊组成槽 形断面，这种托辊组称为槽形托辊组。槽形托辊组所使用的托辊数量有 3 个、4 个、5 个 等，因而也使槽形端面的形状各异。对于空程段的输送带用一个长托辊支承，一般称为 平形托辊组。有些输送带较宽的带式输送机，其空程段的输送带用 2 个托辊组成 V 形断 面的托辊组支承，称为 V 形托辊组。采用 V 形托辊组对防止输送带跑偏有一定作用。 （4）输送带 输送带的作用是承载物料和运送物料。输送带贯穿带式输送机的全长（为机身长度 的 2 倍多） ，用量大、价格高，约占整个带式输送机价值 50。为使输送带不但有足够的 强度，而且能够耐磨损和腐蚀，输送带由芯体和覆盖层构成，芯体承受拉力，覆盖层起 保护芯体的作用。芯体的材料有丝织物和钢丝绳 2 类。丝织物芯体有多层帆布粘合及整 体编织 2 种。丝织物芯体的材质有棉、维纶和尼龙。整体编织芯体的输送带与多导粘合 的相比，强度相同时整编芯体的厚度小、柔度好、耐冲击性好，使用中不会发生层间剥 裂。整编芯体的输送带伸长率较高，使用时需要有较大的拉紧行程，钢丝绳芯体是由许 多柔软的细钢丝绳相隔一定间距排列，用与钢丝绳有良好粘合性的胶料粘合而成。钢丝 绳芯输送带的强度高，抗冲击性和抗弯曲疲劳性能好；伸长率小，需要的拉紧行程小。 同其他类型的输送带比较，钢丝绳芯输送带的厚度小，所需滚筒直径也小。 （5）拉紧装置 拉紧装置的作用是使输送带具有足够的张力，以保证驱动装置传递出应有的摩擦牵 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计（论文）第 12 页 引力和使输送带的垂度保持在限定范围内。带式输送机常用的拉紧装置有螺旋式、重力 式和钢丝绳绞车式等几种，它们都是采用改变机尾换向滚筒与驱动装置的驱动滚筒之间 中心距的方法来实现拉紧输送带的。一般而言，螺旋式拉紧装置只能用于拉紧行程小、 要求结构紧凑的场合。重力式拉紧装置适用于固定安装的带式输送机，结构形式有多种， 其特点是输送带伸长变形不影响拉紧力，但体积大、比较笨重。钢丝绳绞车式拉紧装置 是用绞车代替重锤，靠牵引钢丝绳改变机尾滚筒与驱动滚筒之间的距离来张紧输送带。 用这种方法实现输送带的张紧，在输送带伸长变形时需要开动绞车来调整输送带张力， 否则张力下降。它的特点是调整拉紧力方便，可实现自动调整。在满载启动时，则开动 绞车以增加输送带张力；在正常运转时，适当反转绞车使张力减小。驱动滚筒出现打滑 现象，又可开动绞车增大拉紧力，使驱动滚筒摩擦牵引力增大，消除驱动滚筒打滑现象。 （6）制动装置 制动装置有逆止器和制动器。逆止器的作用是防止向上运输的带式输送机停车后输 送带下滑。制动器的作用是保证向下运输的带式输送机可靠停车；在水平运输时，若要 求准确停车，也应装设制动器。 （7）装载装置 装载装置也称给料装置，主要由漏斗和挡板等部件组成。常用的有强制式、自溜式 和组合式 3 类。 （8）机架 机架包括机头架、机尾架和中间架等。它们的作用是安装带式输送机的机头、机尾、 托辊组以及其他辅助装置等。常用机架也有几种不同的结构。煤矿井下使用的带式输送 机，为了拆装方便，机头架、机尾架做成结构紧凑便于移置的构件，中间架采用便于拆 装的结构。根据结构特点，有钢绳机架和型钢机架两种。按照安装方式不同，中间架又 有落地式和绳架吊挂式之分，落地式机架又有固定式和可拆移式两种。用于地面和煤矿 井下主要运输巷道的通用带式输送机的中间架多采用型钢焊接而成的固定式机架，而采 区顺槽一般用可拆移式机架或吊挂式机架。可拆移式机架一般用型钢焊接成 H 型中间托 架。将 H 型中间托架与两边的钢管采用插入式销钉固定联接，整个机架不用一个螺栓， 避免了因螺栓生锈而造成的拆装不便。型钢机架也可采用吊挂式安装，但应用较少。 1.4.21.4.2 带式输送机的分类带式输送机的分类 带式输送机的应用已经有 100 多年的历史了。据有关资料介绍，最早的带式输送机 出现在德国。1880 年德国 LMG 公司在链斗式挖掘机的尾部使用了一条蒸汽机驱动的带式 输送机。到了 20 世纪 30 年代，德国褐煤露天矿连续开采工艺趋于成熟，带式输送机也 得到了迅速发展，第二次世界大战前就已经使用了 1.6m 带宽的带式输送机。20 世纪 50 年代开发研制成的钢丝绳芯输送带，为实现带式输送机单机远距离输送提供了物质条件。 为了提高生产率，在不断增加单机长度的同时，带式输送机的运行速度也不断提高，目 前最高带速已达 15m/s。20 世纪 70 年代德国鲁尔区 Haniel-Prosper号煤矿使用了当时 规格最大的带式输送机，其带宽为 1.4m，带速为 5.5m/s，整机传动功率为 23100kW 电 动机转子直接固定在滚筒轴上，从而省去了减速器。采用交直交交变频装置调速，启、 制动过程非常平稳，启动时间可达 140s，制动时间达 40s。输送带保证寿命达 20 年。该 机上、下分支输送带都运送物料。向上运煤、向下运矸石，提升高度为 700m。尽管带式 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计（论文）第 13 页 输送机已具有相当长的历史，其应用十分广泛，但就其技术和结构形式而言，仍然处在 发展之中，许多新的机型和新的部件还在不断地开发研制。 目前，带式输送机已发展成为一个庞大的家族，不再只是常规的开式槽型和直线布 置的带式输送机，而是根据使用条件和生产环境设计出了多种多样的机型。为了便于管 理、选用和设计，可以按照结构特点、使用场合、运送物料特征和卸载方法等分为如下 类型。 通用带式输送机是一种固定式带式输送机。其特点是托辊安装在固定的机架上，由 型钢制成的机架固定在地板或地基上，整个机身成刚性结构。因此，它广泛用于要求设 备服务年限长、地基平整稳定的场合，例如煤矿地面生产系统、选煤厂、井下主要运输 大巷、港口、发电厂等生产地点。 可伸缩带式输送机的输送长度可以根据工作的需要随时缩短或加长。这种带式输送 机主要是为满足煤矿井下综采工作面顺槽输送要求而设计的。可伸缩带式输送机中增设 了一个储带装置，其作用是把带式输送机伸长前或缩短后的多余输送带暂时储存起来， 以满足采煤工作面持续前进或后退的需要。这种带式输送机的机架与机架之间、托辊与 机架之间的连接方式都采用插入式，用销钉固定，整个机架没有一个螺栓，拆装十分方 便。 移动带式输送机是一种按整机设计并且整机可在不同地点使用的带式输送机。按移 动的方式不同又可分为移动式和携带式两种。 钢绳芯带式输送机在结构形式上与通用带式输送机相同，只是输送带由织物芯带改 为钢丝绳芯带。因此，它是一种强力型带式输送机，具有输送距离长、运输能力大、运 行速度高、输送带成槽性好和寿命长等优点。 钢绳牵引带式输送机是苏格兰工程师查尔汤姆森所创制。该机 1949 年完成设计， 1951 年制造完成第一台样机，1954 年 8 月在苏格兰诺克平诺煤矿开始运行。它的优点在 于牵引体与承载体是分开的，可以跨越长距离和大高差。其缺点是输送带成槽性差，影 响物料截面积，钢丝绳裸露在外，不易防腐蚀，维护费用较高。因此，国外有些国家不 提倡使用。我国自 1967 年起在煤矿开始使用，但总体用量不大。使用表明，当输送量超 过 500t/h、运距超过 25km 时，钢绳牵引带式输送机的机件投资和运费将少于钢绳芯带 式输送机，即运距越长越有利。 线摩擦带式输送机是在主机某位置的输送带下面加装一台或几台短的带式输送机 （称之为辅机） ，主带借助重力或弹性力压在辅机的输送带（辅带）上，辅带可以通过摩 擦力驱动主带，这样主带张力便可以大大降低而实现低强度输送带完成长距
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