机械毕业设计（论文）-大倾角上运带式输送机设计【全套图纸】.doc

第52页中国矿业大学2011届本科生毕业设计1 绪论全套图纸，加153893706胶带输送机又叫皮带输送机，它是以胶带兼作牵引机构和承载机构的一种连续运输设备，由电动机作动力，胶带作为输送带，输送带既是承载货物的构件，又是传递牵引力的牵引构件，依靠输送带与滚筒间的摩擦力进行驱动，是连续运输机中效率最高的一种机型。可输送煤、矸石、砂石等散装物料和包装好的成件物品，但不宜输送有坚硬棱角的不规则物料。其结构简单、运行平稳、运转可靠、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，被广泛应用于国民经济的各个部门。在煤矿中，带式输送机主要用于采区顺槽、采区上下山、主要运输平巷及斜井，也常用于地面生产系统和选煤厂中。1.1带式输送机的现状与发展趋势带式输送机是以胶带作为牵引和承载的部件并通过胶带的连续运动实现物料输送和装卸的一种输送机械。与其他输送工具相比，它具有输送能力大、效率高、输送距离长、能耗少、工作平稳可靠、操作维修方便等优点。因而被广泛应用于冶金、煤炭、交通、能源、食品、建材、化工等国民经济部门，成为提高机械化水平，实现我国四个现代化必不可少的设备。随着国民经济的迅速发展，物料的需运量急剧增加，提高运输设备的技术水平显得十分重要。近年来国内外带式输送机技术取得了重大的进展，其设计水平和制造工艺都得到了很大的提高。1.1.1国外带式输送机的技术现状国外带式输送机技术发展很快，其主要表现在两个方面：一是带式输送机的功能多元化，应用范围扩大化，如大倾角带式输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型；二是带式输送机本身的技术与装备有了巨大的发展，尤其是长距离、大运量、高带速等大型带式输送机已成为发展的主要方向，其核心技术是开发应用了带式输送机动态分析与监控技术，提高了带式输送机运行性能和可靠性。目前，在煤矿井下使用的带式输送机其关键技术与装备有以下几个特点：设备大型化。其主要技术参数与装备均向着大型化发展。 应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术，采用大功率软启动与自动张紧技术，对输送机进行动态监测与监控，大大地降低了输送带的动张力，设备运行性能好，运输效率高。 采用多机驱动及其功率平衡、输送机变向运行等技术，使输送机单机运行长度在理论上不受限制，并确保了输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。 新型、高可靠性关键元部件技术。如包含CST等在内的各种先进的大功率驱动装置与调速装置、高寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高效贮带装置、快速自移机尾等。 1.1.2国内带式输送机的技术现状我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。在“八五”期间。通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品开发都取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内空白，并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软启动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置，驱动系统采用调速型液力耦合器和行星齿轮减速器。1.1.3国内外带式输送机技术的差距、大型带式输送机的关键核心技术上的差距带式输送机动态分析与监测技术 长距离、大功率带式输送机的技术关键是动态设计与监测，它是制约大型带式输送机发展的核心技术。目前我国用刚性理论来分析研究带式输送机并制定计算方法和设计规范，设计中对输送带使用了很高的安全系数（一般取n=10左右）与实际情况相差较远。实际上输送是粘弹性体，长距离带式输送机其输送带对驱动装置的起、制动力的动态响应是一个非常复杂的过程，而不能简单的用刚体力学来解释和计算。已开发的带式输送机动态设计方法和应用软件，在大型输送机上对输送机的动张力进行动态分析与动态监测，降低输送带的安全系数，大大延长了使用寿命，确保了输送机运行的可靠性，从而使大型带式输送机的设计达到了最高的水平（输送带安全系数n=56），并使输送机的设备成本尤其是输送带成本大为降低。可靠的可控软启动技术与功率均衡技术 长距离大运量带式输送机由于功率大、距离长且多机驱动，必须采用软启动方式来降低输送机的动张力，特别是多电动机驱动时。为了减少对电网的冲击，软启动时应有分时慢速启动；还有控制输送机启动加速度0.30.1m/s2,解决承载带与驱动带的带速同步问题及输送带涌浪现象，减少对元部件的冲击。由于制造误差及电机特性误差，各驱动点的功率会出现不均衡，一旦某个电机功率过大将会引起烧电机事故，因此，各电机之间的功率平衡应加以控制，并提高平衡精度。国内已大量应用调速型耦合器来实现输送机软启动与平衡功率，解决了长距离带式输送机的启动与功率平衡及同步性问题。但其调节精度及可靠性与国外相比还有一定差距。此外，长距离大功率带式输送机除了要求一个运煤带速外，还需要一个验带的带速，调速型液力耦合器虽然实现软启动与功率平衡，但还需研适合制长距离的无机液力调速装置。当单机功率500KW时，可控CST软启动显示出优越性。由于可控软启动是将行星齿轮减速器的内齿圈与湿式摩擦离合器组合而成（即粘性传动 ）。通过比例阀及控制系统来实现软启动与功率平衡，其调节精度可达98%以上，但价格昂贵，急需国产化。、技术性能上差距 我国带式输送机的主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需求，尤其是顺槽可伸缩式带式输送机的关键元部件及其功能如自移机尾、高效储带与张紧装置等与国外有着很大的差距。 装机功率 我国工作面顺槽可伸缩式带式输送机最大装机功率为4250KW，国外产品可达4970KW，国产带式输送机的装机的功率约为国外产品的30%40%，固定带式输送机的装机功率相差更大。 运输能力 我国带式输送机最大运量为3000t/h,国外已达5500t/h。 最大输送带宽度 我国带式输送机为1400mm,国外最大为1830mm。 带速 由于受托辊转速的限制，我国带式输送机带速为4m/s,国外带速为5m/s以上。 工作面顺槽运输长度 我国为3000m,国外为7300m。 自移机尾 随着高产高效工作面的不断出现，要求顺槽可伸缩式带式输送机机尾随着工作面的快速推进而快速自移。国内自移机尾主要依赖进口，有两种：(a)随转载机一起移动的由英国LONGWALL公司生产的自移机尾装置。(b)德国DBT公司生产的自移机尾装置。前者只有一个推进油缸，后者则有两个推进油缸。LONGWALL公司生产的自移机尾用于国内带宽1.2m的输送机上，缺点是自移机尾输送带的跑偏量太小，纠偏能力弱，刚性差。德国生产的自移机尾在国内使用效果优于前者，水平，垂直两个方向均有调偏油缸，纠偏能力强。因此，前者还需要完善，后者则需要研制。但对自移机尾的要求是共同的，既要满足输送正常工作时防滑的要求，又要满足在输送机不停机的情况下实现快速自移。 高效储带与张紧装置 我国采用封闭式储带结构和绞车张紧为主，张紧小车易脱轨，输送带易跑偏，输送带伸缩时，托辊小车不自移，需人工推移，检修麻烦。国外采用结构先进的开放式储带装置和高精度的大扭矩、大行程自动张紧设备，托辊小车能自动随输送带伸缩到位。输送带不易跑偏，不会出现脱轨现象。 输送机品种 机型品种少，功能单一，使用范围受限，不能充分发挥其效能，如拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用；另外我国煤矿的地质条件差异很大，在运输系统的布置上经常会出现一些特殊要求，如弯曲、大倾角（+25）直至垂直提升等，应开发特殊型专用机种带式输送机。、可靠性、寿命上的差距 输送带抗拉强度 我国生产的织物整芯阻燃输送带最高为2500N/mm，国外为3150 N/mm。钢丝绳芯阻燃输送带最高为4000 N/mm，国外为7000 N/mm。 输送带接头强度 我国输送带的接头强度为母带的50%65%，国外达母带的70%75%。 托辊寿命 我国现有的托辊技术与国外比较，寿命短、速度低、阻力大，而美国等使用的新型注油托辊，其运行阻力小，轴承采用稀油润滑，大大的提高了托辊的使用寿命，并可作为高速托辊应用于带式输送机上，使用面广，经济效益显著。我国输送机托辊寿命2万h,国外托辊寿命59万h，国产托辊寿命仅为国外产品的30%40%。输送机减速器寿命 我国输送机减速器寿命为2万h，国外减速器寿命为7万h。 带式输送机上下运行时可靠性差。、控制系统上差距 驱动方式 我国为调速型液力耦合器和硬齿面减速器，国外传动方式多样，如BOSS系统、CST可控传动系统，控制精度较高。 监控装置 国外输送机已采用高档可编程序控制器PLC,开发了先进的程序软件与综合电源继电器控制技术以及数据采信、处理、存储、传输、故障诊断与查询等完整自动监控系统。我国输送机仅采用了中档可编程序控制器来控制输送机的启动、正常运行、停机等工作过程。虽然能与可控启（制）动装置配合使用，达到可控启（制）动、带速同步、功率平衡等功能，但没有自动临近装置，没有故障诊断与查询等。 输送机保护装置 国外带式输送机除安装防止输送带跑偏、打滑、撕裂、过满堵塞、自动洒水降尘等保护装置外，近年又开发了很多新型监测装置;传动滚动、变向滚筒及托辊组的温度监测系统;烟雾报警及自动消防灭火装置；纤维织输送带纵向撕裂及接头监测系统；防爆电子输送带秤自动计量系统。这些新型保护系统我国基本属于空白。而我国现有的打滑、堆煤、溜煤眼满仓保护，防跑偏、超温洒水，烟雾报警装置的可靠性、灵敏性、寿命都较低。1.1.4带式输送机的经济效益比较如前历述，带式输送机的市场是广阔的，它的各种技术经济指标如下表格所示：注：根据鞍山矿山设计院1986年的调查结果注：燃化通讯，1987年；注：燃化通讯，1987年；注：连续输运技术，1987年第3期；可见，带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备（如机车类）相比，不仅具有长距离、大运量、连续输送等优点，而且运行可靠，易于实现自动化、集中化控制，特别是对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。1.2带式输送机的工作原理、使用条件及特点1.2.1带式输送机的工作原理 带式输送机由于具有长距离连续运输、运行可靠与易实现自动化等特点，在各行各业得到了广泛的应用。尤其是在矿山，已成为地面和井下原煤的主要运输设备，而且许多煤矿正在向“运煤输送带化”的方向发展。输送带4经驱动装置1的主动滚筒和机尾改向滚筒6形成一个无极的环形带，它既是牵引机构又是承载机构。上下两股输送带由安装在机架上传动的托辊支撑3上。上股输送带运送货载称为工作段或重段，由槽型托辊支撑，以增加承载断面积，提高运输能力，下股输送带不装运货载称为空回段，常用平行托辊支撑。拉紧装置5的作用是为输送带的正常运转提供所需的张紧力。带式输送机的工作原理是：主动滚筒与输送带之间的摩擦力带动输送带及输送带上的货载一同连续运行，当货载运到端部后，由于输送带的换向而卸载，利用专门的卸载装置也可以在中部任意位置卸载。1.2.2带式输送机的适用条件及优缺点 带式输送机用于运输散状物料，可水平、倾斜铺设。通常情况下，沿倾斜向上运输原煤时，倾角不超过18；倾斜向下运输时，倾角不大于15。运送附着性和粘着性较大的物料时。倾角还可大一些。 带式输送机的优点是：运输能力大、工作阻力小、耗电量低，约为挂板输送机耗电量的1/31/5；货载与输送带一起移动，故磨损小，货载破碎性小；结构简单，铺设长度长，减少了转载次数，节省人员和设备。 带式输送机的缺点是：输送附带成本高，初期投资大、且易损坏，不能承受较大的冲击与摩擦；机身高，需专门的转载设备；不适应于运送有棱角的货载；另外对弯曲巷道的适应性较差。1.3带式输送机的类型和结构 随着机械化和综合机械化采煤工作面产量的不断提高，带式输送机已逐渐成为煤矿生产中的一种主要运输设备。带式输送机种类很多，适应范围和特征各不相同。在此将煤矿常用的带式输送机的几种类型介绍如下。 普通型带式输送机 普通型带式输送机是一种通用固定式带式输送机。现用的系列产品为TD型(T-通用,D-带式),这种输送机的特点是机架固定在底板上或基础上，整个机身成刚性结构。它一般被广泛地使用在运输距离不太长，一旦敷设即永久使用的地点，如矿井地面选煤厂及井下主要运输巷道里，但是，随着采煤机械化程度的不断提高，工作面推进速度加快，巷道服务时间缩短，这种普通型带式输送机因拆装麻烦而不能满足采区运输的需要。 绳架吊挂式带式输送机 吊挂式带式输送机主要用于煤矿井下采区顺槽和集中运输巷中作为运输煤炭的设备，在条件适宜的情况下，亦可使用于采区上、下山运输。这种输送机有以下几方面的特点； 、机身结构为绳架式，用两根纵向平行布置的钢丝绳代替一般带式输送机的刚性机架。因次，结构简单，节省钢材，安装拆卸及调整都很方便，并且可以利用矿井运输、提升中换下来的旧钢丝绳。 、上托辊组由三个托辊铰接而成，由于钢丝绳具有弹性，铰接托辊槽形角可随负载大小而变化，因而可以提高运输能力和减少撤煤现象，还可减轻大煤块通过托辊时产生的冲击，延长胶带和托辊的使用寿命。 、机身吊挂在巷道支架上，亦可架设在底板上，机身高度可以调节。采用吊挂机身便于清扫巷道底板，并能适应底板不稳定的巷道。 、输送机可用双电动机驱动，亦可用单电动机驱动，以适应各种运输任务和输送长度对功率的要求。传动布置中装有液力联轴器，以改善输送机启动性能，并保证在双电动机驱动时负荷分配趋于均衡。 、胶带的张紧装置在机头部，利用蜗轮蜗杆传动钢丝绳将张紧滚筒拉紧，操作简便省力，司机可及时调整胶带的张紧力。 可伸缩带式输送机 随着综合机械化采煤的迅速发展，工作面向前推进的速度越来越快，这就要求顺槽的长度及运输距离也相应发生变化，从而使拆移顺槽中运输设备的次数和所花费的时间，在总生产时间中所占的比重增大，影响采煤生产力的进一步提高，为解决此矛盾，在国内七十年代出现了可伸缩带式输送机。可伸缩带式输送机其最大优点是能够比较灵活而又迅速的伸长和缩短。它的传动原理和普通胶带输送一样，都是借助于胶带与滚筒之间的摩擦力来驱动胶带运行。在结构上的主要特点是比普通带式输送机多一个储带仓和一套储带装置，当移动机尾进行伸缩时，储带装置可相应的放出或收缩一定长度的胶带，利用胶带在储带仓内多次折返和收放的原理调节输送机长度。这种胶带输送机主要用于前进或后退式长臂采煤工作面的顺槽运输和巷道掘进时的运输工作。 钢丝绳芯带式输送机 随着我国煤炭工业的迅速发展，矿井运输量日益增大，在大型矿井主要水平及倾斜巷道，采用大运量、长距离的带式输送机极为有利。但因普通型带式输送机胶带强度有限，故在有些矿井，为满足长距离运输的要求，采用10多台普通型带式输送机串联使用，组成一条长距离胶带输送线。由于使用设备台数多，转载次数多，导致设备成本高，致使运输不合理，为此就有了创造运输能力大，运距长，实现长距离无转载运输的新型输送机的要求，钢绳芯带式输送机就是为适应这种需要而设计的一种强力带式输送机。它与普通型带式输送机不同之处，是用钢丝绳芯代替了普通胶带。胶带强度较普通型提高了几十倍，甚至是几百倍。钢丝绳芯带式输送机一出现即在国内外得到了普遍地的推广和使用，并已成为带式输送机的主要发展方向之一。 钢丝绳牵引带式输送机 钢丝绳牵引带式输送机是一种特殊形式的强力胶带输送机。它以钢丝绳作为牵引机构，而胶带只起了承载作用，不受牵引力。这样，使牵引机构和承载机构分开，从而解决了运输距离长、运输量大、胶带强度不够的矛盾。钢丝绳牵引带式输送机，自1967年在我国山西某矿投入使用第一台，至今，这种带式输送机得到了一定发展，目前在全国煤矿使用中也积累了一定的经验，但也暴露出了这种输送机的严重缺点：如设备基建投资大、胶带制造成本高、钢丝绳及托绳轮衬垫寿命低、维护量大、运转维护费用大等。因此这种输送机虽然制定了产品系列，但一直未按系列大批生产，现今制造厂家除特殊订货外已停止制造。在国外，如日本等国家这种输送机已被淘汰。 大倾角带式输送机 一般的带式输送机，向上运输不超过18，向下运输不超过15。而我国煤炭的赋存大多以倾斜煤层出现，而且煤层倾角基本在1625之间。为了能采用一般的带式输送机输送煤炭，都是将1625的大倾角上下山或提升主斜井等人为地打成15左右的小角度。因而导致巷道的开拓量大、运输环节增多，经济效益下降。另外，随着采煤机械化技术的提高，矿井产量大幅度增加，高产高效现代化矿井不断出现，具有间歇式提升特点的箕斗提升已逐渐无法满足其发展的需要，已成为整个矿井生产运输能力的瓶颈。再者，由于大倾角带式输送机除了具有常规格带式输送机的所有特点外，还有节省占地、工程费用少等优点，所以在生产运输中越来越受到重视。 气垫带式输送机 自七十年代以来，国外一些国家逐渐开始研制和试用气垫带式输送机，到八十年代已进入实用阶段。如荷兰、英国、美国、加拿大等国均已生产和使用气垫带式输送机。我国在气垫带式输送机研制方面起步较晚，但由于气垫带式输送机的技术经济效果显著，近年来也发展很快，与前述使用托辊的带式输送机相比，气垫带式输送机的优点为；结构简单，维修费用低。由于气室取代了托辊，输送机的运动部件大为减少，维修量和维修费明显下降。运行平稳，工作可靠。由于气室取代了托辊，胶带浮在气膜上运行十分平稳，原煤在运输中不振动、不分层、不散落，改善了工作环境，减少了清扫工作。能耗少。经过对样机不同运量工况下实测，可节电816%，若采用水平运输可节电2025%。生产率高。带宽相同时，气垫带式输送机的装料断面和带速可增大和提高。若运量相同，带宽可以下降12级。按驱动方式分，带式输送机又可分为三大类： 有辊式。输送带全由托辊支撑运转。 无辊式。输送带靠气垫、磁垫、水垫支撑运转。无辊式没有有辊式的阻力，但它们都要有传动滚筒来驱动。20世纪70年代中期出现了中间摩擦驱动方式，即在带式输送机中部再加若干个短带式输送机，靠输送带之间的摩擦力驱动输送带运转，因而承载带的拉力被几台中间摩擦驱动机分担，但仍要托辊支撑。 直线驱动方式，将电动机驱动变为直线电动机驱动方式，转子线圈放在带内，定子线圈放在带外，当转于运转时输送带也就运动了。带式输送机主要由胶带、托辊、传动装置、张紧装置与制动装置和清扫装置等部分组成。 带式输送机简图1-张紧装置 2-装料装置 3-犁形卸料器 4-槽形托辊 5-输送带 6-机架 7-传动滚筒 8-卸料器 9-清扫装置 10-平行托辊 11-空段清扫器 12-清扫器1.3.1输送带 输送带在一般输送机中，既是承载机构，又是牵引机构，所以要求它不仅要有足够的强度，还应有相当的挠性。输送带贯穿于输送机的全长，其长度为机长的两倍以上，是输送机的主要组成部分，它用量大、成本高，约占输送机的成本50%左右，因此，在运转中对输送带加强维护使之少出故障，是提高输送机寿命，降低运装费用的一个重要措施。 目前，输送带基本上有四种结构，即夹层胶带、整编心胶带和嵌钢丝绳胶带、钢丝绳牵引胶带。夹层胶带是以若干层帆布作芯、层与层之间用橡胶粘结，外表面上再包上橡胶保护层，帆布可以是尼龙、维尼龙等化学纤维织成或其它混纺材料做成。帆布层的作用是承受载重并传递牵引力，而橡胶保护层的作用只是防止外力对帆布层的损伤和防止侵蚀，故胶带的强度是按帆布层的拉断力来计算的。运送煤炭的胶带，一般上层橡胶保护层厚度为3mm,下层胶保护层厚度为1mm。 国产棉帆布夹层橡胶带有两种，一种为普通型，其每层棉帆布的径向拉断力为560N/(cm层)；另一种为强力型，其每层棉帆布的径向拉断力为960N/(cm层)。以棉帆布作芯不仅强度低，且消耗大量优质棉，随着煤炭生产的高速发展，输送机的长度及运输量越来越大，棉帆布芯胶带已不能满足生产上的要求，近年来我国已开始生产化学纤维芯带及聚氯乙烯塑料袋，它的的优点是成本较低，原料易解决，易修复，耐磨性耐蚀性较好，有阻燃性，但塑料输送带也存在易老化、摩擦系数低和不耐高温等缺点，塑料袋在一些煤矿使用过程中，效果尚好，但尚未推广使用。对于化学纤维织成的帆布芯胶带，则具有带芯强度较高，带体薄而柔软，成槽型好，质量小，搬运方便，带芯耐水，耐腐蚀好等优点，如青岛第六橡胶厂创制的我国第一代高强度全尼龙帆布芯胶带、强度达3000Nc/cm层。 另外，为适应矿井运输特点，国外一些先进的采煤国都已开始使用了氯丁橡胶制成的难燃胶带，国内与1980年青岛第六橡胶厂开始对难燃胶带的研究。于1981年该厂试制成功了我国第一代难燃胶带运输带，其难燃性能指标已达到国外同类产品水平，并已成批生产。 在设计选型中，应注意以下几个方面： 选择的输送带，必须适应该项用途的特征。对特殊条件，应选用具有特殊性能的输送带。普通橡胶输送带适用的工作环境温度一般为-1040。工作环境温度低于-5时，不宜采用维纶芯胶带；工作环境温度低于-15时，不宜采用普通棉织芯胶带；在工作环境温度低于-20的条件下采用钢丝绳芯胶带时，应向制造厂家提出耐寒要求。 普通橡胶输送带适用的输送物料温度不超过80，当输送物料温度在80150时，应采用耐热型胶带（1型100，2型125，3型150）；当输送物料温度超过150时，应向制造厂咨询；当输送300500高温物料时，可采用耐高温输送带。输送具有酸性、碱性、腐蚀性、含油类物质和有机溶剂等物料时，应采用耐酸碱、耐腐蚀、耐油的橡胶带或塑料袋。在有火灾危险场所工作的输送带应采用阻燃型带。 在进行系统设计时，应认真研究输送量、输送距离、输送速度及输送带宽度之间的关系，对整个运输系统做出经济合理的设计，对输送带的宽度作合理的选择。 输送带宽度要满足输送量、输送物料粒度和张力的要求。各种带宽适用的输送物料粒度见下表. 带宽与适宜的最大物料粒度带宽B300400500650800100012001400160018002000已筛分（均匀，全为块料）5070100130160200240280320360400未筛分（10%为块料）70100150200270330400460530600670根据输送带的工作条件，合理确定安全系数，经济合理地选择输送带的带芯材料和带芯层数（或钢丝绳芯的直径和根数）。输送带的安全系数应考虑安全、可靠、寿命、制造质量、经济成本、接头效率、起动系数、现场条件、使用经验等因素，使用时应参照各制造厂的使用说明书按经验选取。对于棉帆布芯输送带安全系数见下表；锦纶（尼龙）、涤纶（聚酯）帆布芯输送带，硫化接头取安全系数n=1012；使用条件恶劣及要求特别安全时应大于12；机械接头安全系数应大于15.钢丝绳芯输送带，其静安全系数取为10，动安全系数取为5.7，目前我国按静力计算。 棉帆布芯输送带安全系数n织物芯层数3458912织物芯层数3458912n硫化接头8910n机械接头101112选型时应考虑到覆盖胶与带芯寿命的配合。1.3.2托辊与机架 托辊的作用是支撑胶带，使胶带的悬垂度不超过技术上的要求，以保证胶带平稳地运行。托辊安装在机架上，而胶带铺设在托辊上，为减小胶带运行阻力，在托辊内装有滚动轴承。机架是承受滚筒、托辊、输送带、物料、一些清扫装置、拉紧装置的钢结构，可以承受冲击、拉伸、压缩和弯曲应力。机架分为刚性和柔性两种。刚性机架可以作为固定式和移动式的机架，而柔性机架主梁是用钢丝绳支承托辊、输送带和物料，而驱动装置的机架必须是刚性的。一般在主要运输巷道内用固定式，采区顺槽则多采用拆卸式或吊挂机架。本设计采用刚性机架。采用槽钢和钢管并用的结构。按材料不同可分为： 1）结构架。使用型钢（如槽钢、角钢、工字钢）或异型管钢等。2）钢管架。机架可焊接在钢管上，作为长距离线路，也可以利用普通无缝钢管作机架。钢管内可以输水、油等、一举两得。3）混凝土架。用混凝土做垂直圆管式带式输送机机架，可减少去锈等维护工作，安装方便，固定式的长距离输送机常用此法。机头、机尾架均可预制，上留轴承安装孔。4）玻璃钢机架。具有高强度、耐腐蚀、轻便等特点，特别适宜在海水盐场、矿井下、化学盐类工厂等输送环境。按同重量相比，价格稍高于钢材，但如考虑钢材的防锈费用，两者几乎相等，都有推广前途。 托辊由中心轴、轴承、密封圈、管体等部分组成。托辊按用途可分为槽型托辊，它由三个托辊铰接组成，其槽型角一般为30，以便于运输散装货载和增加运输能力。平形托辊，平形上托辊用于承载分支输送成件物品，平形下托辊用于回程分支支撑输送带。，缓冲托辊，缓冲托辊装于输送机受料段的下方，减少输送带所受的冲击，以保护胶带，延长输送带的寿命。这种托辊的结构与一般托辊相同，只是在管体外部加装橡胶圈。调偏托辊，调偏托辊的作用是调整胶带使其正常运行而不跑偏，煤矿中这种托辊多用于主要运输巷道或地面设置的固定式胶带输送机上，输送机的重段每隔10组托辊可设一组回旋式调偏托辊，空载段每段610组托辊设一个平形调偏托辊。回程托辊，用于下分支支撑输送带，有平形、V形、反V形几种，V形和反V形辊能降低输送带跑偏的可能性，当V形和反V形两种型式配套使用时，形成菱形断面，能更有效地防止输送带跑偏。应注意，反V形托辊只能在输送机头、尾部的一、两组下托辊位置上与V形成对安装，一般隔数个平行托辊放置一个V型托辊，槽型角一般为10。此外。还有梳形托辊和螺旋托辊，能清除输送带上的粘料，保持带面清洁。过渡托辊，安装在滚筒与第一组托辊之间，可使输送带逐步成槽形或由槽形展平，以降低输送带边缘因成槽延伸而产生的附加应力，同时也防止输送带展平时出现撤料现象。1.3.3传动装置 输送机的传动装置由电动机、减速器、联轴器和主动滚筒等组成，煤矿用胶带输送机的传动装置，按电动机数目分为单电动机和多电动机传动两种；按传动滚筒的数目分单滚筒、双滚筒及多滚筒传动三种。随着运输能力和运输距离的增大，电动机功率应相应增大，有的采用多电动机传动。在井下采煤多电动机传动可以降低传动装置的体积，减少峒室的开拓量。 单滚筒传动用于功率不大的输送机上，双滚筒及多滚筒传动多用于井下输送机。多滚筒传动的好处是传动装置尺寸减少，结构紧凑，又可增大围包角，以适应井下的不利条件。滚筒表面由于其制造工艺的不同，包角和铸胶之分。在功率不大，环境温度小的情况下，可采用光面滚筒；环境潮湿，功率又大，容易打滑的条件下，采用摩擦系数大的胶面滚筒以提高输送机的牵引能力。铸胶滚筒胶厚而耐磨，质量较好，有条件时应尽量采用。胶带围包在滚筒上产生的附加张力，随着滚筒直径缩小和胶带厚度（或帆布层数）的增加而变大，所以滚筒直径的确定与帆布层数i有关。普通胶带采用硫化接头时，传动滚筒直径与帆布层数之比D/i=125；采用机械接头时，D/i=100.因为胶带硫化接头是阶梯状的搭接，易在弯曲应力作用下剥离，故应有较大的滚筒直径，对于井下使用的输送机受井下空间限制，传动滚筒直径可采用D=80i。 滚筒长度B1要比胶带宽度B约大100200mm。为了减少胶带跑偏现象，滚筒表面做成中间大两头小的双锥形，其锥度一般为1/100。 本系列电机功率为2.2315kW,减速器优先采用DBY型、DCY型硬齿面圆锥圆柱齿轮减速器，传动比为850，共配置了221组驱动单元及相应的驱动架。 按带宽、带速、电机功率从“驱动装置选择表”中确定组合号，然后在“驱动装置选择表”中确定所需驱动单元。 采用带后辅腔的液力耦合器作为本系列带式输送机的专用耦合器，其起动力矩系数限制在1.31.7之间。选用时，设计者应按所需功率和起动时最大力矩，根据制造厂的耦合器特征曲线选定充油量，并在总图中标注充油量。 本系列采用液压推杆闸瓦式制动器，选用时要根据制动力矩与发热情况选用相应规格的推动器。制动器推杆的工作制为100%持续率。 在一台输送机上采用多台机械逆止器时，如果不能保证均匀分担载荷，则每台逆止器都必须按一台输送机可能出现的最大逆转力矩来选取。同时还应验算传动滚筒轴或减速器轴的强度。 输出轴用于弹性齿式柱销联轴器，由于配套规格较多而未列入驱动单元，整机设计选用时应在总图中标出序号，并列出所选用的联轴器型号规格。 本系列驱动单元为单电机典型配置，如配置条件发生变化或采用多电机驱动时，驱动单元的组合形式可由设计者自行调整。 末级中心距大于或等于355mm的硬齿面减速器热功率验算通不过时，设计者应采取相应措施。1.3.4拉紧装置 拉紧装置有两个作用，一是使胶带保持足够的张力，保证滚筒与胶带之间产生必要的摩擦力使输送带不打滑，二是限制胶带在托辊间的悬垂度，以保证输送机正常工作。拉紧装置应尽量布置在输送带张力最小处或靠近驱动滚筒的松边处，以使拉紧装置的拉紧力与拉紧行程最小、张紧响应速度最快。本系列拉紧装置有螺旋式、垂直重锤式、重锤车式、固定轿车式四种。在确定拉紧力时除考虑正常运行外，还应考虑起（制）动及空载空车工况。 螺旋拉紧装置适用于长度较短（小于100m），对功率较小的输送机，可按机长的1%1.5%选取拉紧行程。螺旋拉紧行程有500、800、1000mm三种。 垂直重锤拉紧装置能利用输送机走廊空间位置进行布置。可随着张力的变化靠重力自动补偿输送带的伸长。重锤箱内装入每块15Kg的铸铁块调节拉紧力。这种型式的拉紧装置应优先采用。 重锤车式拉紧装置适用于距离较长、功率较大的输送机。本系列增设了重锤塔架，可加大拉紧行程。拉紧行程有2、3、4m三挡。 固定式绞车拉紧装置用于大行程大拉紧力（30150kN）、长距离、大运量的带式输送机，最大拉紧行程可达17m。 拉紧行程根据输送带生产厂样本提供的伸长率进行计算。然后考虑接头长度和安装条件所需的附加长度。1.3.5制动装置 制动装置的作用有两个，一是正常停机，即在运输机在空载或满载情况下停车时，能可靠地制动住输送机；二是紧急停机，即当输送机工作不正常或发生紧急事故时（如胶带被撕裂或严重跑偏等故障出现时）对输送机进行紧急制动，迅速而又合乎要求的制动住输送机。 带式输送机平均倾角大于4时，一般应安设制动装置。制动器的种类很多，按输送机的大小及巷道倾角等具体使用条件可以采用不同形式的制动器。常用的有，赛带逆止器、滚柱逆止器、液压电磁闸瓦制动器及液压盘式制动器等。 塞带逆止器 这种逆止器结构简单，造价低，但但制动时必须先倒转一段，易造成机尾装载处撤煤，头部滚筒直径越大，倒转距离则越大，故功率大的输送机不宜采用。因是逆止器，故只适应于向上运输的小型输送机。 滚柱逆止器 输送机在正常运行时，滚柱在切口的最宽处，它不妨碍星轮的转运。当输送机停车时，在负载重力的作用下，胶带带动星轮反转，滚柱处在固定圈与星轮切口的狭窄处，滚柱被楔住，输送机被制动。这种制动器制动平稳可靠，因是逆止器，也仅适用于向上运输胶带输送机制动。 液压电闸瓦制动器 这是一种用于大功率强力胶带输送机及钢丝绳牵引胶带输送机上的制动器，安装在靠电动机侧的高速轴上，作为断电时停车和紧急刹车之用，这种制动器向上或向下运输时均可采用。 液压盘式制动器 多用于强力胶带输送机，安装在传动滚筒的轮缘上，向上向下运输时均可采用。 上述制动装置都不是将制动力直接作用于胶带上使胶带直接制动，都存在着由于胶带和货载的运动惯性，在紧急制动时出现胶带在滚筒上打滑，使输送机受到很大冲击的问题。为此，我国正在研制能对胶带直接施加制动力的制动装置。1.4带式输送机的布置形式带式输送机的布置的一般要求：在曲线段内，禁设给、卸料装置，各种给、卸料装置应设于水平段。拉紧装置一般布置在输送带张力最小处。输送机尽可能布置成直线，应避免单纯地按地形布置成大凹弧、深凹弧的形式。在具体布置时应注意以下几点：在曲线段内，不允许设给料和卸料装置。给料和中途卸料点最好设在水平段上，但也可设在倾斜段上，设在倾斜段上时，中途卸料点的倾斜度不宜超过1012，否则容易掉料。若在水平段内均匀给料，并且转折处比较平滑，凸、凹段曲率半径适当。当输送机需要由倾斜段转折为水平段时，其凸弧段最好用几个槽形托辊进行过渡，以防止物料散落。过渡的半径取(B为带宽)电动机通过联轴器、减速器带动传动滚筒转动或其他驱动机构，借助于滚筒或其他驱动机构与输送带之间的摩擦力，使输送带运动。带式输送机的驱动方式按驱动装置可分为单点驱动方式和多点驱动方式两种。通用固定式输送带输送机多采用单点驱动方式，即驱动装置集中的安装在输送机长度的某一个位置处，一般放在机头处。单点驱动方式按传动滚筒的数目分，可分为单滚筒和双滚筒驱动。对每个滚筒的驱动又可分为单电动机驱动和多电动机驱动。因单点驱动方式最常用，凡是没有指明是多点驱动方式的，即为单驱动方式，故一般对单点驱动方式，“单点”两字省略。2 设计方案2.1散状物料的特性： 散状物料的特性包括粒度和粒度组成、堆积密度、堆积角、倾斜输送机的最大倾角、温度、水分、粘性和磨琢性等，均与带式输送机的设计计算和设备选型关系极大。设计时，所有物料特性均应作为已知条件给出。成件物料的特性包括三维尺寸，单位重量，包装材料（箱或包），运输要求等，亦作为已知条件给出。本此设计输送物料为原煤，物料堆积角=20，原煤比重:=1t/m3 ,原煤最大块度Xmax=0.32.2带速的选择： 带速是输送机的重要参数，应遵从以下原则进行选择：输送量大、输送带较宽时，应选较高的带速。 较长的水平输送机，应选较高的带速；输送机倾角越大，输送距离越短，则带速应越低。 物料易滚动、粒度越大、磨琢性强的，或容易扬尘的以及环境卫生条件要求较高的，一般用于给料或输送粉尘量大的物料时，带速可取0.81m/s,或根据物料特性和工艺要求决定。人工配料称重时，带速不应大于1.25m/s。采用犁式卸料器时，带速不宜超过2.0m/s。采用卸料车时，带速一般不宜超过2.5m/s，当输送细碎后的物料或小块物料时，允许带速为3.15m/s。有计量秤时，带速应按自动计量秤的要求而定。输送成件物品时，带速一般小于1.25m/s。2.3总机布置设计2.3.1概述 影响带式输送机总体布置的因素有：输送机倾角、受料段和机尾长度、卸料段、过渡段、拉紧装置的型式和位置、驱动装置位置等。这些因素的变化都会带来侧向布置的变化。2.3.2输送机倾角 输送机的输送能力随其倾角的提高而减小，因而尽量选用较小倾角，特别对于由多台输送机组成成的输送系统（亦称输送机线）更是这样。 对于带速超过2.5 m/s的输送机，为保证机尾不撤料，输送机的最大倾角应较规定值减小24，速度越高，倾角越小。输送多种物料的输送机的最大倾角，按最大倾角规定值最小的那种确定。槽角=45的输送机，其最大倾角可较一般输送机提高23。同时采取特殊措施除外。下运带式输送机的倾角应较一般输送机减少24。某些情况下，无论上运或下运输送机的倾角可以提高到28或更高。此时需要采取特殊措施，例如，降低带速、提高托辊槽角，改变侧型以增加水平或较缓坡段等。2.3.3受料段和机尾长度 受料段应尽量设计为水平段，必须倾斜受料时，其倾角应尽量小。 物料落到输送机的受料点，应是输送带正常成槽的地方，并使导料槽处在一种托辊槽角上，以确保受料顺利，方便导料槽的密封。 有条件时，受料段的槽角最好为45，并在导料槽前后均配设过渡段，以更好地消除导料槽撤料的可能性。2.3.4卸料段 倾斜输送机的卸料段最好设计成水平段，尽量不采用高式头架和高式驱动装置架，以方便操作和维修，有利于高式头架和高式驱动装置架，以方便操作和维修，有利于输送机头部和转运站设计的标准化。 卸料段为水平的倾斜输送机，其折点到头部滚筒中心线的距离应足够，以保证所有过渡托辊均不在凸弧段上。 带速3.15m/s的输送机的卸料段一般应设为水平段。2.3.5拉紧装置型式 三种拉紧方式中，应优先采用中部重锤拉紧装置，并使其尽量靠近传动滚筒。 螺旋拉紧装置一般只用于无法采用其他拉紧方式的机长小于30m的输送机上，对于轻质物料或运量特小的输送机，此值可延长到50m。 计算拉紧行程较大，在侧型布置上有困难时，可采用双行程中部重锤拉紧装置（需自行设计），或同时采用两种不同形式的拉紧装置予以解决。 车式重锤拉紧装置可置于输送机中部和尾部；条件允许时，应尽量置于中部并靠近传动滚筒处；不得已时，才将车式重锤拉紧装置置于输送机尾部。2.3.6过渡段 大运量、长距离、输送带张力和重要的输送机一般均应设置过渡段。 头部滚筒中心线至第一组正常槽型托辊中心线的最小过渡段长度，见下表带型张力利用率%各种织物芯输送带钢丝绳芯输送带901.6B3.4 B6090 1.3 B2.6 B601.0 B1.8 B2.3.7设计方案带式输送机的输送带缠绕示意图如下：胶带机采用单电机单滚筒驱动，驱动装置中减速器采用垂直轴布置，根据DTII(A)型固定带式输送机设计选用手册Y-ZLY/ZSY（Y-DBY/DCY）驱动装置选择表，选用驱动组合号570，电机型号YB2-315L1-4，功率160 kW，电压660/1140V，减速器型号DCY450-25，偶合器型号YOXz560，逆止器选用低速轴逆止器DSN025（逆止力矩25000KNm），胶带为PVG1000，传动滚筒名义直径800，上托辊采用自行设计的60深槽托辊，辊子直径108（204KA轴承），1.5m一组，下托辊用用下平托辊，辊子直径108（204KA轴承），3m一组，张紧采用机尾重锤车张紧3 带式输送机的设计计算3.1已知原始数据及工作条件：输送物料：原煤，物料堆积角:=20，原煤比重:=1t/m3 ,原煤最大块度Xmax=0.3m输送量：输送量Q=400 t/h输送长度：输送长度为220m输送机倾角：输送机倾角=20工作环境与装载点：输送机用于煤矿井下，工作条件一般，装载点在机尾处。3.2主要参数的确定3.2.1带速 输送量大、输送带较宽时，应选较高的带速。 较长的水平输送机，应选较高的带速；输送机倾角越大，输送距离越短，则带速应越低。 物料易滚动、粒度越大、磨琢性强的，或容易扬尘的以及环境卫生条件要求较高的，一般用于给料或输送粉尘量大的物料时，带速可取0.81m/s,或根据物料特性和工艺要求决定。人工配料称重时，带速不应大于1.25m/s。采用犁式卸料器时，带速不宜超过2.0m/s。采用卸料车时，带速一般不宜超过2.5m/s，当输送细碎后的物料或小块物料时，允许带速为3.15m/s。有计量秤时，带速应按自动计量秤的要求而定。输送成件物品时，带速一般小于1.25m/s。本次设计按MT414中的带速系列，选用带带2.5m/s宜选用较低带速。3.2.2带宽输送能力：初选带宽B=0.8 m按给定条件=0.90t/m3，查表2-1 Q=620m3/h；查表2-2知k=0.81所以皮带机实际输送能力：Q=0.810.9620=452t/h400 t/h所以选用带宽B=0.8 m满足要求 表2-2倾斜输送机面积折减系数k表倾角/（）2468101214161820k100099098097095093091089085081按输送物料块度验算：按式（4）：B2Xmax+0.2=2*0.3+0.2=0.8(m)；因此选用标准带宽B=0.8m3.2.3 输送带整芯输送带：