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带式输送机断带保护装置设计【12张CAD图纸+毕业论文】【矿山输送机械】

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输送 机断带 保护装置 设计 cad 图纸 毕业论文 矿山 机械
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摘  要

带式输送机是一种输送松散物料的主要设备，因其具有输送能力大、结构简单、投资费用相对较低，以及维护方便等特点而被广泛应用于港口、码头、冶金、热电厂、焦化厂及煤矿等运输物料。然而在长期使用过程中由于胶带自身原因和外在因素的影响，常发生胶带的断带事故，使得胶带、减速器损坏，严重时可毁坏机架．造成胶带和物料的大量堆积而停产，甚至人员伤亡。分析了断带的原因，讨论了国内外皮带的研究现状及现有各种皮带断带抓捕工具的研究现状。针对带式输送机断带的实际情况，设计了偏心轮夹紧机构，主要为能实现输送带断裂后夹紧或防止输送机倒转。其整个系统主要由偏心轮夹紧机构、液压泵站和单片机控制系统组成。整个系统工作过程：通过速度传感器动态检测带速的变化，由A/D转换器输入单片机，通过单片机进行断带判断处理与夹紧命令的输出，动态切断驱动滚筒电源，并使液压泵站的电磁换向阀动作，从而启动液压缸夹紧机构，实现断带的夹紧。有效减少了断带带来的损失，缩短了维修的时间，提高了生产效率。


关键词：带式输送机；偏心轮；单片机；速度传感器；液压泵站

STRACT
     Belt conveyor is a kind of main equipments which transport lax materials, it is widely used in port ,wharf ,metallurgy, hot power station, burnt turn factory and coal mine enterprise etc. To transport materials, because it is has the characteristics of great transport power, simple structure, opposite lower investment expenses and convenient breakdown maintenance etc. However in the process of using over a long period due to the influence of reason and external factor of the tape and gear reducer damage, the serious hour even can destroy the frame fixed link, resulting in great quantities pile up of the tape and material but stop production, even personnel's death and injury. The analysis settles the reason for take and research present condition and various existing leather belt which discussed domestic and international leather belt break to grasp present condition of catch the total .Aiming at the belt conveyor breaking to take of actual ,eccentric cam holding device is designed, mainly for carrying out belt conveyor after splitting clip tightly or preventing from transporting machine inversion .The whole system mainly consists of eccentric cam holding device ,hydraulic power unit and computer on-slice control system. Work process: Spread the variety that the feeling machine dynamic state examination takes soon trough a velocity transducer in put computer on-slice from A/D converter, carry on breaking to take judgment processing and clip tightly order any of exportation through a computer on-slice, the dynamic state cuts off to drive barrel power supply and make reversal valve of hydraulic power unit act. and thus start oil cylinder to clip tightly organization and carry out to break to take of clip tightly .The  valid decrease settles to take of lass, shorten the time of maintenance and raise the production efficiency.

Keywords： The belt conveyor；Eccentric cam；Computer on-slice；Velocity transducer；Hydraulic power unit



目    录

1  绪 论 1
1.1  引言 1
1.2  国内外皮带的研究现状 2
1.3  皮带断带抓捕工具的研究现状 5
1.4  本设计研究的主要内容 9
2  夹紧机构的设计 10
2.1  断带的原因 10
2.2  断带抓捕器的性能要求 10
2.3  夹紧机构的组成部分及工作原理 11
2.4  夹紧机构所需理论夹紧力的计算 11
2.5  偏心轮夹紧旋转角度与活塞杆行程的确定 13
2.5.1  偏心轮夹紧旋转角度的确定 13
2.5.2  活塞杆行程的确定 14
2.6  偏心轮的结构设计 14
3  液压泵站的计算与设计 15
3.1  液压系统方案的设计 15
3.2  液压缸参数的计算 17
3.2.1  液压缸工作压力及主要结构尺寸的计算 17
3.2.2  液压缸壁厚和外径的计算 19
3.2.3  液压缸缸盖厚度的确定 21
3.2.4  液压缸缸体长度的确定 22
3.3  液压缸结构的设计 22
3.3.1  缸体与缸盖的连接形式 23
3.3.2  活塞杆与活塞的连接形式 24
3.3.3  活塞杆导向部分的结构 24
3.3.4  活塞及活塞杆处密封圈的选用 24
3.3.5  液压缸的安装连接结构 25
3.3.6  液压缸主要零件的材料和技术要求 25
3.4  液压泵参数的计算与选型 28
3.5  电动机的参数计算与选型 29
3.6  液压控制阀的选择 30
3.7  液压辅件的选择 31
3.7.1  蓄能器的计算与选型 31
3.7.2  过滤器的选型 33
3.7.3  油箱的选型与设计 34
3.7.4  管件的选择 37
3.7.5  密封装置的选择 37
3.8  液压泵站的结构设计 38
3.9  液压泵站的安装调试、使用维护与故障诊断 39
3.9.1  液压泵站的安装调试 39
3.9.2  液压泵站的使用维护 42
3.9.3  液压泵站的故障诊断 44
4  信号的采集与处理 46
4.1  断带信号检测 46
4.1.1  目前常用的断带检测方法 46
4.1.2  传感器的选择 46
4.2  断带夹紧机构的控制系统硬件设计 48
4.2.1  控制系统硬件选用 48
4.2.2  断带检测与控制原理 52
4.3  单片机控制系统的软件设计 53
5  带式输送机现状与发展趋势 56
5.1  几种带式输送机发展现状 56
5.2  国内外煤矿带式输送机的应用现状与发展 58
5.2.1  国内外煤矿带式输送机的现状和研究目标 58
5.2.2  国外煤矿用带式输送机技术的现状 59
5.2.3  国内煤矿用带式输送机技术的现状及存在问题 59
5.3  煤矿用带式输送机技术的发展趋势 61
6  结 论 63
参考文献 64
附 录 A 带式输送机的安装使用及维护 65
附 录 B 带式输送机安全规范 69
翻译部分 70
英文原文 70
中文翻译 75
致 谢 79




内容简介：
中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓 名： 刘 华 亮 学 号：14030409 学 院： 应用技术学院 专 业： 机械工程及自动化 设计题目： 皮带输送机断带保护器设计 专 题： 指导教师： 胡 元 职 称： 副教授 2007 年 6月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院应用技术学院专业年级 机自03-9班 学生姓名 刘华亮 任务下达日期： 2007 年 1 月 1 日毕业设计日期： 2007 年 3 月 25 日至 2007 年 6 月 20 日毕业设计题目： 皮带输送机断带保护器设计毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：分析现有各种皮带断带抓捕工具的研究现状，设计一种皮带输送机断带保护器。 皮带输送机安装倾角为20，皮带输送机输送带断裂后能快速有效的实现断带夹紧或防止输送机倒转。院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业设计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 中国矿业大学毕业设计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设计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设计答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 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 要带式输送机是一种输送松散物料的主要设备，因其具有输送能力大、结构简单、投资费用相对较低，以及维护方便等特点而被广泛应用于港口、码头、冶金、热电厂、焦化厂及煤矿等运输物料。然而在长期使用过程中由于胶带自身原因和外在因素的影响，常发生胶带的断带事故，使得胶带、减速器损坏，严重时可毁坏机架造成胶带和物料的大量堆积而停产，甚至人员伤亡。分析了断带的原因，讨论了国内外皮带的研究现状及现有各种皮带断带抓捕工具的研究现状。针对带式输送机断带的实际情况，设计了偏心轮夹紧机构，主要为能实现输送带断裂后夹紧或防止输送机倒转。其整个系统主要由偏心轮夹紧机构、液压泵站和单片机控制系统组成。整个系统工作过程：通过速度传感器动态检测带速的变化，由A/D转换器输入单片机，通过单片机进行断带判断处理与夹紧命令的输出，动态切断驱动滚筒电源，并使液压泵站的电磁换向阀动作，从而启动液压缸夹紧机构，实现断带的夹紧。有效减少了断带带来的损失，缩短了维修的时间，提高了生产效率。关键词：带式输送机；偏心轮；单片机；速度传感器；液压泵站ABSTRACT Belt conveyor is a kind of main equipments which transport lax materials, it is widely used in port ,wharf ,metallurgy, hot power station, burnt turn factory and coal mine enterprise etc. To transport materials, because it is has the characteristics of great transport power, simple structure, opposite lower investment expenses and convenient breakdown maintenance etc. However in the process of using over a long period due to the influence of reason and external factor of the tape and gear reducer damage, the serious hour even can destroy the frame fixed link, resulting in great quantities pile up of the tape and material but stop production, even personnels death and injury. The analysis settles the reason for take and research present condition and various existing leather belt which discussed domestic and international leather belt break to grasp present condition of catch the total .Aiming at the belt conveyor breaking to take of actual ,eccentric cam holding device is designed, mainly for carrying out belt conveyor after splitting clip tightly or preventing from transporting machine inversion .The whole system mainly consists of eccentric cam holding device ,hydraulic power unit and computer on-slice control system. Work process: Spread the variety that the feeling machine dynamic state examination takes soon trough a velocity transducer in put computer on-slice from A/D converter, carry on breaking to take judgment processing and clip tightly order any of exportation through acomputer on-slice, the dynamic state cuts off to drive barrel power supply and make reversal valve of hydraulic power unit act. and thus start oil cylinder to clip tightly organization and carry out to break to take of clip tightly .The valid decrease settles to take of lass, shorten the time of maintenance and raise the production efficiency.Keywords： The belt conveyor；Eccentric cam；Computer on-slice；Velocity transducer；Hydraulic power unit目 录1 绪 论11.1 引言11.2 国内外皮带的研究现状21.3 皮带断带抓捕工具的研究现状51.4 本设计研究的主要内容92 夹紧机构的设计102.1 断带的原因102.2 断带抓捕器的性能要求102.3 夹紧机构的组成部分及工作原理112.4 夹紧机构所需理论夹紧力的计算112.5 偏心轮夹紧旋转角度与活塞杆行程的确定132.5.1 偏心轮夹紧旋转角度的确定132.5.2 活塞杆行程的确定142.6 偏心轮的结构设计143 液压泵站的计算与设计153.1 液压系统方案的设计153.2 液压缸参数的计算173.2.1 液压缸工作压力及主要结构尺寸的计算173.2.2 液压缸壁厚和外径的计算193.2.3 液压缸缸盖厚度的确定213.2.4 液压缸缸体长度的确定223.3 液压缸结构的设计223.3.1 缸体与缸盖的连接形式233.3.2 活塞杆与活塞的连接形式243.3.3 活塞杆导向部分的结构243.3.4 活塞及活塞杆处密封圈的选用243.3.5 液压缸的安装连接结构253.3.6 液压缸主要零件的材料和技术要求253.4 液压泵参数的计算与选型283.5 电动机的参数计算与选型293.6 液压控制阀的选择303.7 液压辅件的选择313.7.1 蓄能器的计算与选型313.7.2 过滤器的选型333.7.3 油箱的选型与设计343.7.4 管件的选择373.7.5 密封装置的选择373.8 液压泵站的结构设计383.9 液压泵站的安装调试、使用维护与故障诊断393.9.1 液压泵站的安装调试393.9.2 液压泵站的使用维护423.9.3 液压泵站的故障诊断444 信号的采集与处理464.1 断带信号检测464.1.1 目前常用的断带检测方法464.1.2 传感器的选择464.2 断带夹紧机构的控制系统硬件设计484.2.1 控制系统硬件选用484.2.2 断带检测与控制原理524.3 单片机控制系统的软件设计535 带式输送机现状与发展趋势565.1 几种带式输送机发展现状565.2 国内外煤矿带式输送机的应用现状与发展585.2.1 国内外煤矿带式输送机的现状和研究目标585.2.2 国外煤矿用带式输送机技术的现状595.2.3 国内煤矿用带式输送机技术的现状及存在问题595.3 煤矿用带式输送机技术的发展趋势616 结 论63参考文献64附 录 A 带式输送机的安装使用及维护65附 录 B 带式输送机安全规范69翻译部分70英文原文70中文翻译75致 谢79中国矿业大学2007届本科生毕业设计 第 82 页1 绪论1.1引言皮带运输机又称带式输送机，是一种连续运输机械，也是一种通用机械。工作过程中噪音较小，结构简单。皮带运输机可用于水平或倾斜运输。皮带运输机由皮带、机架、驱动滚筒、改向滚筒、承载托辊、回程托辊、张紧装置、清扫器等零部件组成。随着带式输送机技术的不断完善与发展，带式输送机己经成为散体物料的主要运输工具之一，因其能实现物料的连续装卸运输而且运输距离长、输送能力大、电耗低、投资费用相对较低以及维护方便等特点，而广泛应用于港口、码头、冶金、热电厂、露天矿和煤矿井下的物料运送。然而作为煤矿运输系统中的关键设备，在使用过程中由于胶带各点的受力不均，滚筒转动不灵活等原因，胶带易发生跑偏及打滑、断带等事故。一旦发生断带故障时，由于重力和惯性的作用，断裂的胶带将与胶带上的物料一同迅速下滑将胶带和物料一同堆积在输送机的下方机头处，给带式输送机的修复工作带来很多的困难，带来较大的经济损失。带式输送机的横向断带事故时有发生。下面列举一些资料中已公开的断带事故和统计数据。(1)1994年5月20日和7月31日。山东省七五煤矿330采区钢丝绳芯胶带输送机在正常生产运转中，连续2次发生断带事故，虽未造成人员伤亡，但每次均造成直接经济损失约9.8万元。间接损失达250余万元。第一起事故，编号为88128的硫化接头运行到胶带机头以下150 m左右一较大的变坡点处时脱落断裂。断后的胶带在载荷和胶带重力分力作用下，逐渐加速，飞速下滑，直至堆积到不能再下滑为止。下滑距离达500余米。胶带托辊支架冲击损坏150余架。托辊损坏60余只。打毁架空乘人装置吊座20余架。第二起事故，编号为9452的硫化接头运行到胶带机头以下约200 m处发生脱落断裂。胶带下滑距离达550余米，情形与第一次事故基本相同。(2)淮北矿业集团公司朱仙庄煤矿，随着机械化程度的逐步提高，原煤产量也逐年增加，目前已超过170万t/d，而85%以上的原煤需要强力输送机来运输。1996年以来朱仙庄煤矿陆续安装并投入使用了5部ST型钢丝绳芯输送机，输送机胶带总长达到13200 m。随着输送机胶带服务年限的增加,出现了不同程度的老化现象，致使输送机胶带覆盖层与带芯之间粘合强度下降。2002年底连续发生5起输送机胶带接头拉断事故，直接影响了全矿的安全生产。(3)大同煤矿集团公司现有主提升斜井胶带输送机12部，暗斜井主运输胶带输送机11部；斜井坡度为1416度，胶带宽度11.4 m、机长4001100 m。从19891995年,有7部主斜井胶带输送机发生断带事故，共影响生产近400 h，影响产量达30万吨。断带事故不仅影响了生产和经济效益，还严重破坏了井下装备，甚至威胁到职工的生命安全。(4)平顶山矿务局至1996年有l7台钢丝绳芯胶带输送机在运行，其中有SQD-440型上运大倾角胶带输送机、STJ/4X2805型钢丝绳芯胶带输送机(运量达1000t/h)等等。共有10个矿使用钢丝绳芯胶带输送机，其中有8个矿发生过断带事故。发生断带事故的胶带输送机占总数的58.82%。据不完全统计，截止1995年8月，全局共发生钢丝绳芯胶带断带事故16起，累计影响生产时间1706.2 h，影响产量20余万吨。其中15起断带发生在接头处，占断带总数的93.75%。以淮北矿务局某煤矿为例:该矿日产量在5000 t以上，一个采区的日产量也有2000 t，停产1d,就会造成100余万元的经济损失，若断带后皮带推倒皮带架子，损坏设备，将产生更大的经济损失，更严重可能引发人员的伤亡事故，将会给煤矿安全生产带来更大的负面影响。目前国内已有多厂家研制了胶带输送机综合保护器，它们可有效地实现带式输送机在运行过程中的部分故障保护，但还无法完成带式输送机断带、飞车保护，加之输送机的断带、飞车事故在煤矿、电厂、水泥厂工作中时有发生，因此这一问题急需解决。1.2国内外皮带的研究现状上世纪五十年代以来，从运输谷物的帆布、木支座运输机到现在钢丝绳牵引运输机、波状挡边带式输送机、斗式等各种输送机，带式输送机技术得到了飞速发展。带式输送机不但在各大零部件的结构，性能以及整机管理方面有了很大的改善和提高外，在起制动动态特性的研究方面也有了重大突破，如德国、澳大利亚、美国、波兰、南非、日本等，相续对此进行了大量的理论和实验研究，在动态研究分析领域采用粘弹性流变力学理论对系统作了更接近于实际的假设分析，澳大利亚还对胶带横向振动问题进行了深入的研究。20世纪60年代，前苏联在简化的力学模型上提出了第一个带式输送机非稳定状态运行期间动态分析的计算公式，1973年形成了动态分析方法，并开始实际应用。1984年3月Harrison 的博士论文“动态测量与钢丝绳芯带的分析”，论述了输送带弯曲理论和带式输送机起、制动时瞬时弹性力的分析方法。1984年，美国的 Nordell 和 Gozda 发表了第一篇关于质量-弹簧模型的论文，题目是“起、制动时的瞬时张力和有限元法仿真弹力特性”。在国内，由于缺乏大型带式输送机的设计和使用经验，动态分析研究起步较晚。从80年代初，我国逐步进行了带式输送机动态特性研究，进行了带式输送机受料处的动载荷的研究；进行了输送带和带式输送机的动力学模型的研究；进行了带式输送机胶带的粘弹性及整机运动的动态过程的研究；进行了带式输送机在起、制动非稳定工况下的动态响应的研究以及恒张力自动张紧系统等研究。尽管对输送机起制动问题目前以做了大量的理论和实验研究，积累了一定的经验，但由于各国研究的发展状况不同，应用的客观条件不同，技术本身研究的深度和广度以及数学分析处理方法的种种不足，仍未提出一种切实可行的，能满足工程设计要求的方法。如下：（1）由于实际胶带的组织是复合材料组成的三向异性体，要准确地描述其粘弹性动力特性是很困难的，即使理论上可以采用较好近似程度的复杂组合模型，但模型参数的试验测定和动态分析也会变的相当复杂，有时甚至难以实现，目前的研究均按 Vogit 模型处理，且以ISO/DP9856标准测试。另外，同一型号胶带动态参数的离散性很大，加之托辊支座和物料的联合作用，给动态分析带来了更大的难度，我国胶带厂生产的胶带多数没有给出动态参数或没有进行这方面的测试，也给胶带粘弹性模型的建立与其相应参数的测定带来了一定的困难。（2）输送机回转系统均简化为沿胶带长度方向的一维粘弹性杆或简化为二维、三维粘弹性体来分析研究，关于驱动装置的力矩传递特性的抽象简化，相当于分析动态回转系统的外加激励，但是对起动装置的动特性研究较少，另外驱动装置特性曲线的计算机模拟和驱动滚筒打滑状态的判断方面研究也很少，这是对整个系统的动态分析都会带来不利的影响。（3）离散模型的电模拟法，连续模型的波动法，仅对胶带动态特性作了近似的反映，计算工作量大，分析过程复杂。（4）动态过程的控制分析未能同系统动态分析结合起来，这样就将研究成果的应用范围限制的很小，无法实现任意带式输送机系统动态过程控制。（5）横向弯曲振动的研究到目前还没有一套工程适用的无共振设计方法或程序。（6）目前仅能对任意点的带速、驱动系统、张紧系统的响应进行测试，不能对任意点张力进行动态测试。为改善输送带的耐磨、抗冲击、防断裂、阻燃和抗静电等性能，其相关研究主要采取了一系列材料作为芯体（骨架层）的覆盖层或涂层。部分文献报道如下：（1）管状高耐磨输送带：安徽天地人(集团)股份有限公司提供的该产品以尼龙帆布、钢丝绳等构成的芯体为骨架，以高弹性、高耐磨、高强度橡胶为工作面组成新型运输物件，主要用于输送粉状、颗粒状等易污染环境的物料。产品具有耐屈挠，抗冲击，附着力高等优点。经测试和使用，其硬度为（邵氏A）655度，磨耗量不大于0.2cm3/1.61，弹性不小于30%，扯断强度不小于20MPa，扯断伸长率不小于450%，布-布粘着力不小于10N/mm，胶-布粘着力不小于6N/mm。（2）CONVEYOR BELT EXCELLENT IN PARTIAL WEAR RESISTANCE AND ITSCOMPOSITION（PN：JP2002308410 PD：2002.10.23 PA：WATANABE HIROAKI）：日本专利JP2002306410涉及一种增强橡胶输送带局部区域耐磨性的方法。该专利在输送带两端设置覆盖层，覆盖层采用橡胶混合烃作为主要成分与碳黑合成而呈现胶状特性，以遏制输送带表面的磨耗。（3）分层阻燃输送带（申请号：02270298.9；申请日：2002年10月28日；公告日：2003年11月12日；专利权人：兖矿集团有限公司）:中国实用新型专利ZL02270298.9涉及一种带式输送机分层阻燃输送带，特别适合于煤矿井下用的直经分层阻燃输送带。它由带芯织物分层及其浸渍糊料形成的阻燃弹性体、阻燃上覆盖层和阻燃下覆盖层构成。其覆盖层为硫化橡胶或者橡塑混胶层或者PVC层或者聚氨脂层，带芯织物分层为多个，层间有阻燃的缓冲胶层。输送带具有抗拉强度高、相对拉伸模量高、伸长率低、耐动态疲劳、耐冲击、抗撕裂、使用寿命长等优点。（4）PVC全塑阻燃输送带的研究：对PVC全塑阻燃输送带的骨架结构与材料、PVC糊和覆盖胶进行了实验研究，确定了适宜的组成和配方。制备的PVC全塑阻燃输送带阻燃、抗静电和强度大，符合MT147-92标准要求。其技术指标为：表面电阻小于3.0108，表面摩擦生热不大于325oC，酒精喷灯燃烧自熄时间不大于3s，巷道丙烷燃烧试样全宽度未烧坏部分长度不小于250 mm。（5）耐燃输送带聚氨酯涂层：江苏省煤矿研究所研制的涂层由热塑性聚氨酯弹性体为主要材料，与导电炭黑和磷酸酯类阻燃剂及溴系阻燃剂共同混炼成胶料，再与经过阻燃处理的整体编织带芯复合而成。它主要作为煤矿井下带式输送机的输送带用。与橡胶及聚氯乙烯输送带相比，它具有机械强度高、曲挠性好、耐磨（为天然橡胶的210倍）、耐撕裂（也为天然橡胶的210倍）等优点，并且抗静电、阻燃。总之，虽然带式输送机的理论和实验研究上积累了一定的经验，但仍然处在不断摸索、不断完善的过程中。1.3皮带断带抓捕工具的研究现状为了防止胶带逆转、飞车和断带，国内外一些科技人员进行了一系列的有意尝试与研究，提出了一些解决办法:（1）带下安装阻尼板带式输送机正常运行时胶带被拉紧，胶带基本上是一条直线，下垂量很小，而断带后，由于托辊间距的存在，即使是高强度钢丝绳芯胶带也有很大的下垂量，基于这一特点，采用在胶带下面一定距离处安装阻尼板，断带时，由于胶带的自重作用及初始速度使得胶带迅速松弛，并与阻尼板接触，当阻尼板与胶带之间的摩擦力足够大时，可有效地阻止胶带下滑，这就是阻尼板的工作原理，如图1.1，阻尼板的防滑能力与阻尼板与胶带之间的摩擦系数有关，与阻尼板的几何长度、阻尼板与胶带间的距离以及胶带的倾角等因素有关。图 1.1 阻尼板法防断带示意图（2）单向托辊摩擦制动此种制动，主要利用托辊反向逆止原理，如图1.2，当具有一定倾角的带式输送机正常工作时，托辊随之转动，胶带与托辊间为滚动摩擦，摩擦阻力很小，而当胶带断裂下滑时，由于托辊是单向的，所以托辊反向无法转动，胶带与托辊间为滑动摩擦，摩擦阻力增大，通过滑动摩擦力来实现制动。图 1.2 单向托辊防断带法（3）自适应摩擦棘轮式断带保护器摩擦棘轮式带式输送机断带保护逆止器是利用棘轮机构的反向制动原理实现断带保护，实际工作时逆止器成对地布置在输送带两侧，其一侧的结构如图1.3，由结构完全对称的上下两个组成部分，主要零件有支架、弹簧、加紧杆、摩擦式扇型棘爪、偏心凸轮、支撑轴和夹紧轮。带式输送机正常工作时，输送带沿斜面向上运动，在摩擦力的作用下输送带驱动夹紧轮正向转动，夹紧轮相对于输送带作纯滚动。由于支承轴与夹紧杆之间装有滚动轴承，工作阻力很小。当出现异常现象输送带断裂时，输送带及物料在重力作用下将沿斜面向下滑动，在摩擦力的作用下输送带要驱动夹紧轮反向转动。由于摩擦式扇形棘爪的升角小于金属之间的摩擦角，棘爪使夹紧轮反向自锁，不能转动，夹紧杆与夹紧轮成为刚性连接。输送带沿斜面向下滑动的摩擦力使上夹紧杆与夹紧轮一起顺时针摆动，使下夹紧杆与夹紧轮一起逆时针摆动，下滑力越大夹紧力也越大。由于夹紧制动动作是随着输送带下滑动作自动实现的，夹紧力的大小随着输送带下滑动作自动实现的，夹紧轮的大小随着胶带下滑力的大小而自动适应，无需其他控制就可实现自动断带保护，从而防止了输送带和物料下滑堆积与巷道，避免事故的进一步扩大。图 1.3 自适应摩擦棘轮式断带保护器 1支架；2弹簧；3加紧杆；4摩擦式扇型棘爪；5偏心凸轮；6支撑轴；7夹紧轮（4）GBZ型滚动下落胶带抓捕器 抓捕装置主要结构如图1.4，当胶带正常运行时，抓捕辊高高举起，它们不与胶带接触，不影响物料的运输。只有特制的托辊位于胶带下面随胶带前进而转动。当胶带倒转或断带后胶带下滑时，特制托辊则跟着反转，反转时带动托辊轴一起倒转，倒转的轴则带动一个螺旋副运动，当达到我们控制的倒转长度时，则可推动抓捕辊的固定卡爪，使抓捕辊沿内装齿条的直槽快速旋转下落，继而滑入斜槽，并在倒转胶带的带动下继续沿斜面运动，因而把胶带紧紧的卡住在抓捕辊和基砧之间， 由于抓捕辊旋转下落，可以把胶带上的煤屑清除掉，使抓捕的更可靠。 (a) 正常状态抓捕器 (b) 抓捕状态抓捕器图 1.4 GBZ型滚动下落胶带抓捕器（5） 双向抓捕器抓捕器由左右两个抓捕臂、两个单向抓捕辊和与其对应的带下单向托辊组成。工作状态如图1.5所示。左侧单向抓捕辊允许转向与胶带运行方向相反，右侧抓捕辊允许转动方向与胶带运行方向相同，胶带正常工作时，左侧的抓捕臂与单向抓捕辊由电磁铁悬置，右侧抓捕臂与单向抓捕辊始终悬浮在胶带上，如图(a)所示。设带的运行方向为向右，当胶带发生断带时， 断带信号迅速由传感器传给控制系统，控制系体接到信号后，发出控制指令，迅速切断驱动电路和悬置磁铁电源，电磁铁掉电后，左侧抓捕臂和单向抓捕辊在重力作用下落下， 由于左侧抓捕辊的允许转向与带速方向相反，抓捕器与胶带产生较大的摩擦阻力，悬臂在摩擦阻力拖动下逆时针摆动， 逐步抓紧并卡死胶带，如图(b)所示。同理，当胶带发生逆转时， 右侧的悬臂立即在摩擦力的作用下，抓紧胶带。 (a) 正常状态抓捕器 (b) 抓捕状态抓捕器图 1.5 双向抓捕器比较，上述各种断带保护装置主要分为两大类：一类是使用单向托辊和阻尼板的摩擦制动的方法；另一类是采用抓捕原理的方法。第一类方法是将皮带的上托辊按一定比例换成单向托辊，在下层皮带下方安放阻尼板。当皮带因断裂下滑或逆转时，因上托辊不可逆转，利用托辊对上层皮带的滑动摩擦阻力，使上皮带不能长距离下滑；下层皮带因松弛与阻尼板接触，因摩擦而制动。为了防止下层皮带的下滑要在皮带下面安放大量的阻尼板。这种方法需要将大多数或全部托辊更换为单向托辊，而单向托辊是非标准产品，价格较高，使用寿命短，一次性改造工程量大，且长期投资也较大。第二类采用抓捕原理的方法又可分为两种。其一，主要是在胶带上、下侧设置抓捕装置，并配上传感装置、清煤装置和抓捕装置等组成抓捕器，当胶带断带时，胶带上、下侧的抓捕装置动作，把下滑皮带紧紧抓住。一般选用电机、液压执行元件驱动，在井下各种电器设备还要考虑防爆等问题，因此该设备造价昂贵，投资较大，工程量大，维护烦琐，很少在煤矿生产中应用，而且常常发生误动作，比如，在井下恶劣的环境下，传感器常常失效，若在正常的情况下传感器给出断带信号，则产生误动作，影响生产；一旦事故发生，没有检测到，抓捕将失败。其二，是利用皮带断带后下滑或逆转来触发相应的抓捕机构制动下滑的皮带。利用这种原理的设计方案仅国内就公布了十余项专利，但是实施起来均有很大的困难。1.4本设计研究的主要内容本设计对带式输送机的断带进行了分析，结合现有带式输送机断带保护装置，设计了偏心轮夹紧机构，整个系统由偏心轮机构、液压泵站、单片机检测控制系统组成。应用速度传感器与单片机对带式输送机断带进行动态检测控制，从而通过设计的液压系统控制偏心轮夹紧机构，尽可能有效及时地进行断带保护。2 夹紧机构的设计2.1断带的原因从目前大量的带式输送机断带事故分析可知，带式输送机断带原因大概有以下几种。(1) 齿轮减速器损坏，液力耦合器喷液或电动机逆转。(2) 输送带接头质量问题。输送带接头分为机械接头和硫化接头，机械接头的质量远不如硫化接头，所以现在已很少采用。就硫化接头而言，如果未按要求控制硫化温度和硫化压力，温度和压力在硫化板上分布不均，温度和压力的保持时间设定不合理，采用不合理的材料等对硫化工艺均有影响。 (3) 运输中因其它东西卷入而引起运输载荷突然增加。比如大块矸石或其它质量特别大的物体突然混在正在运输的煤中。(4) 启动和停车时应力变化大。带式输送机的启动和停车也会造成输送带断裂，一般最好在空载下启动输送机。(5) 输送带自身质量不过关，输送带服务年限过长，输送带长时间超负荷运输，日常维护不到位。(6) 物料分配不均，输送带跑偏。带式输送机有空载段和超载段，使输送带受力不均。为了防止由这些原因引起的断带事故，除了进行人为的检修和维护外，在输送机沿线上布置断带保护装置尤为重要。因为它可以避免突发事故，随时处于待命状态。在输送带正常工作时，它不影响物料运输，当断带事故发生时，布置的断带保护装置便马上动作，迅速抓住断裂下滑的输送带，减少事故损失。2.2断带抓捕器的性能要求了解现场对断带捕捉器的性能要求是正确设计断带捕捉器的关键。断带捕捉器应有如下性能：(1) 在断带或逆转时均起作用；(2) 非断带或无逆转时不能误动作；(3) 捕捉力应有足够的作用带宽，最好整个带宽捕捉。以使输送带在承压许可范围内。提高单台捕捉器的捕捉力；(4) 在捕捉力施加时，应清除大部分物料；(5) 捕捉力缓施。以便输送带的制动减速度不致过大。避免过大惯性力。造成二次断带；(6) 结构力求简单。2.3夹紧机构的组成部分及工作原理 夹紧机构采用偏心轮实现夹紧，整个机构主要由动作执行元件、单片机检测系统、液压系统组成。主要执行动作元件是偏心轮和液压缸。安装时整个偏心轮夹紧机构安装在带式输送机两边对称的机架上，安装保证偏心轮的两端面与胶带上表面垂直；胶带两边缘部分由偏心轮下方通过；偏心轮的中心线与托辊中心线重合。工作原理：当带式输送机出现断带故障时，通过安装在上运皮带下面的速度传感器检测出断带信号，由A/D转换器送入单片机，经单片机判断处理后发出动作指令，驱动滚筒电动机断电，同时液压系统中的电磁换向阀换向导通，驱动液压缸活塞杆伸出带动偏心轮转动，直至夹紧皮带。整个保护系统原理图如下图2.1：图 2.1 系统原理图1速度传感器；2单片机控制系统；3液压系统；4偏心轮夹紧机构；5驱动滚筒电机2.4夹紧机构所需理论夹紧力的计算 设计所选带式输送机的特征参数： 带宽：1000 mm ；安装时最大倾角：20；最大运输能力：630 t/h；输送长度：90 m；运输物料：原煤；带速：1.9 m/s。输送带特征参数：型号：钢丝绳芯胶带 GX-1000 mm；钢丝绳直径：4.5 mm；带厚：16 mm；胶带每米质量：24.63 kg/m。根据带带式输送机最大运输能力计算公式，可计算出输送带上物料的最大横断面积。 (t/h) （2.1）式中 A输送带上物料的最大横断面积 m； 输送带的运行速度 ； 物料的松散密度 kg/m，原煤 =700 kg/m； k输送机的倾斜系数，k=0.91；由公式（1）求得输送带上物料的最大横断面积： 0.145 m带式输送机运送长度为90米，整个输送机每隔30米安装一套夹紧机构，物料与胶带每30米的总重量：37 kN （2.2）由总重量和输送机的倾角，由下图2.1胶带的受力分析，可计算出物料与胶带每30米总重量在沿斜面、垂直斜面方向上的分力。图 2.2 胶带的受力分析沿斜面分力：sin20=37sin20=12.65 （2.3）垂直斜面分力: cos20=37cos20=34.8 kN （2.4）由以上计算可知；偏心轮有效的实现夹紧胶带，必须产生的夹紧力为12.65 kN，夹紧力是依靠偏心轮与胶带间的摩擦产生的，查手册取胶带与偏心轮之间的摩擦系数 =0.3，则所需偏心轮产生的正压力为： =42.12 kN （2.5）为了能安全有效地制动胶带，取安全系数 =2 将正压力扩大2倍，此时偏心轮产生的正压力与夹紧力为：正压力：=242.12=84.24 kN （2.6）夹紧力：=0.384.24=25.27 kN （2.7）带式输送机断带时所需的夹紧力为12.65 kN，设计偏心轮夹紧所产生的夹紧力为25.27 kN，满足断带夹紧要求。2.5偏心轮夹紧旋转角度与活塞杆行程的确定2.5.1偏心轮夹紧旋转角度的确定 夹紧机构安装时，取偏心轮与胶带之间的距离为10 mm；胶带受压压缩变形为6 mm；偏心轮的直径=200 mm；偏心距=60 mm；结构尺寸如图2.3可知偏心轮的位移： （2.8）由公式（8）可计算出偏心轮夹紧胶带所旋转的角度： （2.9）可求得：=42.8，设计取偏心轮夹紧胶带所旋转的角度=45。图 2.3 偏心轮夹紧位移图2.5.2活塞杆行程的确定根据实际设计，由偏心轮夹紧位移图，可知： AC=280 mm ；AB=200 mm 则活塞杆的行程： mm （2.10）2.6偏心轮的结构设计 材料：偏心轮采用45钢，偏心轮外圆面滚粗花；尺寸：偏心轮的直径=200 mm、偏心距=60 mm、偏心轮外圆柱面的宽度=40 mm。与轴的连接结构：采用键连接。偏心轮夹紧机构安装简图如下图2.4： (a) 夹紧机构安装横截面视图 (b) 夹紧机构A-A截面视图图2.4 偏心轮夹紧机构安装简图1夹紧液压缸；2偏心轮；3胶带；4托辊3液压泵站的计算与设计3.1液压系统方案的设计液压系统设计作为液压主机设计的重要组成部分，设计必须满足工作需要的全部技术要求，且静动态性能好、效率高、结构简单、工作安全可靠、寿命长、经济性好、使用维护方便。1.确定回路方式选用开式回路，即执行元件的排油回油箱，油液经过沉淀、冷却后再进入液压泵的进口。2.选用液压油液设计液压系统选用矿油型液压油作为工作介质3.确定液压泵类型及调速方式选用变量液压泵调速，选用蓄能器，补偿液压系统泄露，保持系统的压力恒定。4.选用执行元件根据系统动作要求，选用单活塞杆液压缸，设计选型的带式输送机安装3套夹紧机构，故设计需要6个双作用液压缸。5.换向回路的选择该系统设计选用：三位四通电动换向阀的换向回路，一个换向阀同时控制同一位置的两个液压缸。此时各执行元件的顺序、互锁、联动等要求由电气控制系统实现。6.执行元件同步动作设计系统中3套夹紧机构，6个液压缸，为保证同一位置的2个液压缸能同时动作，设计选用：分流阀，基本上能达到2个液压缸同步运行。7.液压系统的原理图本设计液压泵站系统原理如图3.1所示。当输送机正常工作时，电磁换向阀无电关闭，电动机带动油泵工作，此时溢流阀调定压力为31.5 MPa。 图 3.1 液压系统的原理图1电磁溢流阀；2液控单向阀；3电磁换向阀；4蓄能器；5压力继电器；6压力表；7电动机；8液压泵；9过滤器；10油箱压力继电器接点与液压站电动机的控制开关的接线原理如图3.2所示。图 3.2 控制开关的接线原理压力继电器高压接点为12，高压调定压力为31 MPa，当压力小于31 MPa时，12接通，当压力大于31 MPa时，12关断；低压接点为45，低压调定压力为6.3 MPa，当压力小于6.3 MPa时，45接通，大于6.3 MPa时，45关断。当液压系统压力达到31MPa时，12关断(此时45已断)，液压站电动机停电，此时靠系统蓄能器和单向阀保压，当系统压力降至6.3 MPa时，45接通(此时12已接通，为自保作了准备)，电动机重新起动，液压系统又升高至31MPa停止。当出现断带时，单片机控制系统使电磁换向阀动作，使夹紧机构动作。此时蓄能器保证系统的初压力为6.3 MPa，系统压力降低使电动机强迫起动，向蓄能器及油缸供液。由于蓄能器容量较大，故充液至31 MPa的时间就是夹紧机构夹紧力缓施的时间。3.2液压缸参数的计算3.2.1液压缸工作压力及主要结构尺寸的计算1.初选液压缸的工作压力液压缸工作压力主要根据液压设备的类型来确定的，对于不同用途的液压缸，由于工作条件不同，通常采用的压力范围也不同。参考同类设计，初定液压缸的工作压力为=6 MPa。2.确定液压缸的主要结构尺寸本设计系统选用单作用、液压缸固定的单杆式液压缸。设计取无杆腔有效面积等于有杆腔有效面积的两倍，即=2。取液压缸回油腔背压为=0.4MPa。当压力油进入无杆腔时，对活塞产生的推力： （3.1） = （3.2）式中 工作过程中最大的外负载，即活塞杆伸出时最大的推力； 液压缸密封处的摩擦力它的精确值不易求得，常用液压缸的机械效率来进行估算； 液压缸的机械效率，一般=0.90.97，设计取 =0.95； 将各数值代入公式（3.1）、（3.2），可计算液压缸无杆腔的有效面积： = =21.4 cm (3.3) 则液压缸的直径： =5.22 cm=52.2 mm (3.4)由=2，可求活塞杆的直径： =0.707=0.707mm （3.5）设计考虑实际工作条件，设计取液压缸缸体内径=90 mm、活塞杆直径=45 mm。3活塞杆弯曲稳定性的验算活塞杆完全伸出时需考虑活塞杆弯曲稳定性，设定受力完全作用在活塞杆轴线上，主要验算： (3.6) N (3.7)圆截面： m (3.8)式中 MPa 活塞杆弯曲失稳临界的压缩力，N； 安全系数，设计取=4； 实际弹性模数； 材料组织缺陷系数，钢材一般取； 活塞杆截面不均匀系数，一般取； 材料的弹性模数，MPa,钢材 =； 液压缸安装及导向系数，根据实际安装取 =2； 活塞杆横截面惯性矩，m； 液压缸的支承长度，根据设计 =320 mm将各数据上述公式，可求得： N N =80 kN=11.8 kN (3.9) 活塞杆弯曲稳定性满足设计要求。4.液压缸的工作压力的确定根据设计选取缸径和活塞杆的直径，计算无杆腔有效面积=63.6 cm 有杆腔有效面积=47.7 cm。由公式3.1，计算出活塞杆伸出时所需液压油的压力： =4.37 MPa (3.10)根据计算结果，设计取液压缸的工作压力 =4.4 MPa。3.2.2液压缸壁厚和外径的计算1.液压缸壁厚和外径的计算液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。液压缸的壁厚一般是指缸筒结构中最薄处的厚度。从材料力学可知，承受压力的圆筒，其内应力分布规律因壁厚不同而各异。一般设计可分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。液压缸的内径与其壁厚的比值的圆筒称为薄壁圆筒。工程机械的液压缸一般用无缝钢管材料，大多数属于薄壁圆筒结构，其壁厚按薄壁圆筒公式计算： (3.11)式中 液压缸的壁厚，m； 液压缸的内径，m； 试验压力，MPa ,一般取最大工作压力的（1.251.5）倍，设计取 MPa； 缸筒的材料的许用应力, MPa, 缸筒的材料选用无缝钢=100110 MPa,设计取 =110 MPa。将各数据代入上式(3.11)，计算出液压缸的壁厚为： 0.012 m设计取 =15 mm。则液压缸缸体的外径： mm (3.12) 2.液压缸壁厚的验算液压缸壁厚的验算应包括以下四个方面：（1）额定工作压力应低于一定的极限值，以保证工作安全： MPa (3.13)式中 额定工作压力，MPa； 缸筒材料的屈服强度，MPa，设计选用缸筒材料为：45钢，则=335 MPa。 液压缸缸体的外径； 液压缸缸体的内径；将各已知数据代入上式(3.13)，得： =31.1 MPa =4.4 MPa计算知：额定工作压力远小于一定的极限值。（2）额定压力也应与完全塑性变形压力有一定的比例范围，以避免塑性变形的发生： （0.350.42） (3.14) MPa (3.15) （0.350.42）=（0.350.42）=（18.121.7）MPa =4.4 MPa (3.16)式中 缸筒发生完全塑性变形的压力，MPa；（3）验算缸筒径向变形应处在允许的范围内： = (3.17)式中 缸筒耐压试验压力，MPa，设计取 =6.16 MPa；缸筒材料的弹性模数，MPa，设计取 MPa；缸筒材料的泊松比，钢材：=0.3；将已知各数据代入上式(3.17)，求得： =0.0121 mm 查手册，变形量没有超出密封圈的允许范围。（4）验算缸筒的爆裂压力是否远大于耐压试验压力： =2.36 (3.18)=93.9 MPa=6.16 MPa式中 缸筒的爆裂压力；缸筒材料的抗拉强度，MPa，设计取 =610 MPa；通过以上四方面的计算知：液压缸壁厚满足要求。3.2.3液压缸缸盖厚度的确定液压缸多为平底缸盖，其有效厚度按强度要求进行近似计算：无孔时： (3.19)有孔时： (3.20)式中 缸盖的有效厚度，m； 缸盖止口内径，m； 缸盖孔的直径，m； 试验压力，MPa ,设计取 =6.16 MPa；则液压缸无孔后缸盖的厚度： =11.4 mm (3.21)液压缸前缸盖的厚度： =16.5 mm (3.22)将计算的数据圆整设计取值：后缸盖的厚度=15 mm；前缸盖的厚度=20 mm。3.2.4液压缸缸体长度的确定液压缸缸体内部长度应大于活塞的行程、缸盖滑动支承面的长度与活塞的宽度之和。缸体外形长度还要考虑端盖的厚度。活塞的行程等于活塞杆的行程为：80 mm；缸盖滑动支承面的长度：设计取 =22 mm；活塞的宽度：参考设计，=32 mm。则液压缸缸体内部长度： mm (3.23)考虑实际，取液压缸缸体内部长度=172 mm，则缸体外形长度=192 mm，具体结构尺寸见设计图纸。3.3液压缸结构的设计 液压缸与液压马达一样，也是将液压能转变为机械能的一种能量转换装置，同为执行元件。与液压马达不同，液压缸是将液压能转变为直线运动或摆动的机械能。液压缸的分类：（1）按结构形式分：活塞缸、柱塞缸、摆动缸。 （2）按作用方式分：单作用液压缸，即一个方向的运动依靠液压作用力实现，另一个方向依靠弹簧力、重力等实现；双作用液压缸，即两个方向的运动都依靠液压作用力来实现；复合式缸，即活塞缸与活塞缸的组合、活塞缸与柱塞缸的组合、活塞缸与机械结构的组合等。液压缸结构简图如下：图 3.3 液压缸结构简图1活塞杆；2法兰盖；3缸盖；4、7密封圈；5活塞；6缸体；8连接螺栓3.3.1缸体与缸盖的连接形式缸体端部与缸盖的连接形式与工作压力、缸体材料以及工作条件有关。设计选用缸体与缸盖的连接形式：法兰连接，结构形式简图如图3.4：图 3.4 法兰连接结构形式简图 法兰连接结构的优点：结构简单、成本低、易于加工、便于装拆、强度较大、能承受高压。3.3.2活塞杆与活塞的连接形式活塞杆与活塞的连接形式分：整体式结构和组合式结构；组合式结构 又分为螺纹连接、半环连接和锥销连接。设计选用：螺纹连接形式。其特点：结构简单、在振动的工作条件下容易松动，必须用锁紧装置、应用较多。结构简图如图3.5：图 3.5 螺纹连接结构简图3.3.3活塞杆导向部分的结构活塞杆导向部分的结构采用：端盖整体式直接导向。其特点：端盖与活塞杆直接接触导向，结构简单，但磨损后只能更换整个端盖。其结构简图如图3.6：图 3.6 端盖整体式直接导向结构简图3.3.4活塞及活塞杆处密封圈的选用活塞及活塞杆处的密封圈的选用，应根据密封的部位、使用压力、温度、运动速度的范围不同而选择不同类型的密封圈。选用密封圈密封的优点：（1）结构简单，制造方便，成本低；（2）能自动补偿磨损；（3）密封性能可随压力加大而提高，密封可靠；（4）被密封的部位，表面不直接接触，所以加 工精度可以放低（5）既可用于固定件，也可用于运动件。设计选用：O 型密封圈，其截面结构简图如图3.7：图 3.7 O 型密封圈截面简图3.3.5液压缸的安装连接结构液压缸的安装连接结构包括液压缸的安装结构、液压缸进出油口的连接等。1.液压缸的安装形式根据设计的工作要求和安装位置，选用：尾部后耳环的安装形式。即缸体固定，活塞杆运动。其安装结构简图如下图3.8：图 3.8 尾部后耳环的安装形式简图2.液压缸进、出油口形式及大小的确定液压缸进、出油口设计布置在缸体上，液压缸设计无专用的排气装置，进、出油口设在液压缸的最处，以便空气能首先从液压缸排出。进、出油口的形式选用：螺孔连接，安装尺寸：M181.5。3.3.6液压缸主要零件的材料和技术要求液压缸主要零件如缸体、活塞、活塞杆、缸盖的材料和技术要求如下：1.缸体材料：QT600-02；主要表面粗糙度：液压缸内圆柱表面粗糙度为Ra=0.20.4；技术要求：（1）内径用H9的配合；（2）内径圆度、圆柱度不大于直径公差之半；（3）缸体与端盖采用螺纹连接时，螺纹采用H6级精度；（4）为防止腐蚀和提高寿命，内径表面可以镀0.030.04 mm厚的硬铬，再进行抛光，缸体外涂耐腐蚀油漆。简图如图3.9：图 3.9 缸体简图2.活塞材料：HT200；主要表面粗糙度：活塞外圆柱表面粗糙度为Ra=0.81.6；技术要求：（1）外径D的圆度、圆柱度不大于外径公差之半；（2）活塞外径用橡胶密封圈密封时可取f7f9配合，内径与活塞杆的配合可取H8。其简图如图3.10：图 3.10 活塞简图3.活塞杆材料：45；主要表面粗糙度：杆外圆柱表面粗糙度为Ra=0.40.8；技术要求：（1）材料热处理：调质2025HRC；（2）外径表面直线度在500mm长度不大于0.03mm；（3）与活塞的连接可采用H8/h8配合。其简图如图3.11：图 3.11 活塞杆简图4.缸盖材料：HT200；主要表面粗糙度：配合表面粗糙度为Ra=0.81.6；技术要求：（1）配合表面的圆度、圆柱度不大于直径公差之半；（2）端面A、B对孔轴线的垂直度在直径1000 mm上不大于0.04 mm；（3）对D的同轴度不大于0.03 mm；其简图如下图3.12： 图 3.12 缸盖的结构简图 3.4液压泵参数的计算与选型液压泵是液压系统的动力元件，将原动机输入的机械能转换为压力能输出，为执行元件提供压力油。液压泵的性能好坏直接影响到液压系统的工作性能和可靠性。选择液压泵主要根据系统最高工作压力与最大流量。1.液压泵最高工作压力的计算 设计系统中单液压缸的工作压力为=4.4 MPa，取进油路总压力损失=0.5 MPa，压力继电器可靠动作压力差取0.5 MPa，则液压泵最高工作压力： =6+0.5=27.4 MPa (3.24)因此，液压泵的额定压力可取：Pr1.127.4=30.1 MPa2. 液压泵最大流量的计算设计取液压缸活塞杆的运行速度为0.1 m/s。活塞杆伸出时所需流量：=0.163.610=6.3610 m/s=19.05 L/min (3.25)活塞杆缩回时所需流量：=0.147.710=4.7710m/s=14.3 L/min (3.26)比较，活塞杆伸出时所需流量最大，因此，液压泵的额定流量： 638.1=114 L/min根据上面计算所需的液压泵的最高压力和最大流量，查手册产品样本，选用：160SCY14-1B型斜盘式轴向柱塞泵，其额定转速为1000 r/min，额定压力为32 MPa。斜盘式轴向柱塞泵结构图如图3.13 ，其结构特点：（1）三对磨擦副：柱塞与缸体孔，缸体与配流盘，滑履与斜盘。容积效率较高，额定压力可达31.5 MPa。（2）泵体上有泄漏油口。（3）传动轴是悬臂梁，缸体外有大轴承支承。（4）为减小瞬时理论流量的脉动性，取柱塞数为奇数：5、7、9。（5）为防止密闭容积在吸、压油转换时因压力突变引起的压力冲击，在配流盘的配流窗口前端开有减振槽或减振孔。图 3.13 轴向柱塞泵结构图3.5电动机的参数计算与选型液压系统采用变量泵供油，所需泵的流量为114 L/min。下面分别计算活塞杆伸出与缩回时所需电动机的功率。1、活塞杆伸出时泵的出口压力为27.4 MPa，所需流量为1.910 m/s，取总效率为0.9。电动机的功率： =57.8 kW (3.27)2、活塞杆缩回时泵的出口压力为7.3 MPa，所需流量为1.4310m/s，取总效率为0.9。电动机的功率： =43.5 kW (3.28)比较，活塞杆伸出时所需电动机的功率最大。据此查样本选用：Y315S-6型异步电动机，额定功率为75 kW，额定转速为980 r/min3.6液压控制阀的选择 液压控制阀在液压系统中被用来控制液流的压力、流量和方向，保证执行元件按照要求进行工作。属控制元件。液压阀基本工作原理：利用阀芯在阀体内作相对运动来控制阀口的通断及阀口的大小，实现压力、流量和方向的控制。流经阀口的流量q与阀口前后压力差p和阀口面积 A 有关，始终满足压力流量方程；作用在阀芯上的力是否平衡则根据结构形式需要具体分析。根据用途不同分类：（1）压力控制阀：用来控制和调节液压系统液流压力的阀类，如溢流阀、减压阀、顺序阀等。（2）流量控制阀：用来控制和调节液压系统液流流量的阀类，如节流阀、调速阀、分流集流阀、比例流量阀等。（3）方向控制阀：用来控制和改变液压系统液流方向的阀类，如单向阀、液控单向阀、换向阀等。液压阀的性能参数：（1）公称通径：代表阀的通流能力的大小，对应于阀的额定流量。与阀的进出油口连接的油管应与阀的通径相一致。阀工作时的实际流量应小于或等于它的额定流量，最大不得大于额定流量的1.1倍。（2）额定压力：阀长期工作所允许的最高压力。对压力控制阀，实际最高压力有时还与阀的调压范围有关；对换向阀，实际最高压力还可能受它的功率极限的限制。选择液压阀的基本要求：（1）动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动要小。（2）阀口全开时，液流压力损失要小；阀口关闭时，密封性能要好。（3）所控制的参数（压力或流量）要稳定，受外干扰时变化量要小。（4）结构紧凑，安装、调试、维护方便，通用性要好。根据液压阀在系统中的最高工作压力与通过该阀的最大流量，可选出液压阀的型号及规格。本设计系统所有液压阀的额定压力为31.5 MPa，额定流量定为114 L/min。查手册，选取各阀的型号如下：（1） 单向阀：SVPA2-30型液控单向阀；最大工作压力：31.5 MPa；最大流量：114 L/min。（2） 换向阀：DSG-03-3C2-A50型电磁换向阀；最高工作压力：31.5 MPa；最大流量：120 L/min。（3） 溢流阀：YDF3-20B电磁溢流阀；通径：20 mm；额定流量：120 L/min。（4） 分流阀： FL-B15H型分流阀；通径：15 mm；额定流量：63 L/min。（5） 压力继电器：SG-02-K-20型压力继电器；是一种将液压系统的压力信号转换为电信号输出的元件。其作用是实现执行元件的顺序控制或安全保护。根据选择的各阀设计系统所需要的阀组如图3.14所示图3.14 各控制阀的安装简图1电磁溢流阀；2液控单向阀；3电磁换向阀；4压力继电器；5分流阀3.7液压辅件的选择液压辅件是系统的一个重要组成部分，它包括蓄能器、过滤器、油箱、热交换器、管件、密封装置、压力表装置等。液压辅件的合理设计和选用在很大程度上影响液压系统的效率、噪声、温升、工作可靠性等技术性能。3.7.1蓄能器的计算与选型蓄能器是液压系统中储存和释放油液压力能的装置。其功用可分为：1、作辅助动力源或紧急动力源在工作循环不同阶段需要的流量变化很大时，常采用蓄能器和一个流量较小的泵组成油源。另外当驱动泵的原动机发生故障时，蓄能器可作紧急动力源。2、保压和补充泄漏需要较长时间保压而泵卸载时，可利用蓄能器释放储存的压力油，补充系统泄漏，保持系统压力。3、吸收冲击和消除压力脉动 在压力冲击处和泵的出口安装蓄能器可吸收压力冲击峰值和压力脉动，提高系统工作的平稳性本系统设计选用蓄能器补充泄漏功能、稳定系统的工作压力。其有效容积的计算： (3.29)式中 蓄能器的充气压力，MPa，系统设计取值 =27.4 MPa； 蓄能器的最低工作压力，MPa，系统设计取值 =27.4 MPa； 蓄能器的最高工作压力，MPa，=37.8 MPa 液压油的动力粘度 ，Pas,设计选用46号液压油，其动力粘度=0.0405 Pas； 一定时间内机组不动作的时间间隔，s，设计取=10 s； 系统各个元件的泄漏系数，m,设计取值=4.0 m；将以上数值代入公式(3.29)，可计算出蓄能器的有效容积： =48.75 L查设计手册，选用：NXQ1-L25/10-L-H型气囊式蓄能器两个，总容积为50 L。气囊式蓄能器尺寸小、重量轻、反应灵敏、充气方便、最高工作压力高。蓄能器的安装:（1）气囊式蓄能器应垂直安装，油口向下，以保证气囊的正常收缩。（2）蓄能器与管路之间应安装截止阀，以便充气检修；蓄能器与泵之间应安装单向阀，防止泵停车或卸载时，蓄能器的压力油倒流向泵。（3）安装在管路上的蓄能器必须用支架固定。（4）吸收冲击和脉动的蓄能器应尽可能安装在振源附近。3.7.2过滤器的选型过滤器的功用：滤去油中杂质，维护油液清洁，防止油液污染，保证系统正常工作。过滤器的选用要求：（1）过滤精度应满足系统要求：过滤精度以滤去杂质颗粒的大小来衡量。不同液压系统对过滤器的过滤精度要求见推荐表。0.1mm为粗滤器； 0.01mm为普通滤器；0.005mm为精滤器；0.001mm为特精滤器。（2）要有足够的通油能力：通流能力指在一定压力降下允许通过过滤器的最大流量，应结合过滤器在系统中的安装位置选取。（3）要有一定的机械强度，不因液压力而破坏。 （4）要考虑一些特殊要求，如抗腐蚀、磁性、发讯、不停机更换滤芯等。（5）要清洗更换方便。根据设计所需要的流量选用：TF-160100L-S型箱外自封式吸油过滤器。这类过滤器可直接安装在油箱侧边底部或上部，设有自密封阀、旁通阀、压差发信器。当压差超过0.032 MPa时，旁通阀会自动打开。更换或清洗滤芯时，自封阀关闭，切断油箱油路。（6）要清洗更换方便。过滤器的安装：（1）安装在泵的吸油口：用于保护泵，可选择粗滤器，但要求有较大的通流能力，防止产生气穴现象。（2）安装在泵的出口：须选择精滤器，以保护泵以外的元件。要求能承受油路上的工作压力和压力冲击。（3）安装在系统的回油路上：滤去系统生成的污物，可采用滤芯强度低的过滤器。为防止过滤器阻塞，一般要并联安全阀或安装发讯装置。（4）安装在系统的支路上：当泵的流量较大时，为避免选用过大的过滤器，在支路上安装小规格的过滤器。（5）安装在独立的过滤系统中：通过不断循环，专门滤去油箱中的污物。（6）安装过滤器应注意：过滤器只能单向使用。过滤器的安装位置如下图：图 3.15 过滤器的安装位置3.7.3油箱的选型与设计油箱的功用有以下几点：（1）储存系统所需的足够油液；（2）散发油液中的热量；逸出溶解在油液中的空气；（3）沉淀油液中的污物；（4）对中小型液压系统，泵装置及一些液压元件还安装在油箱顶板上。（一） 油箱容积的确定 油箱在不同的工作条件下，影响散热的条件很多，通常按压力范围来考虑。油箱的有效容积可近似确定为：在低压系统中（ MPa）可取： 在中压系统中（ MPa）可取： 在中高压或高压大功率系统中（6.3 MPa）可取： 式中 油箱的有效容积； 液压泵的额定流量。该设计系统的压力为31.5 MPa，属于中高压或高压大功率系统，因此设计油箱的有效容积为： =6=684 L (3.30)应当注意：设备停止运转后，设备中的那部分油液会因自重作用而流回油箱。为了防止液压油从油箱溢出，油箱中的液压油位不能太高，一般不应超过油箱高度的80。（二）油箱结构的设计设计采用钢板焊接的分离式液压油箱，结构简图如图3.16：图 3.16 分离式油箱1吸油管；2网式过滤器；3空气过滤器； 4回油管；5顶盖6油面指示器；7、9隔板；8放油塞（图中序号为顺时针）（1）油箱的外形尺寸液压油箱的有效容积确定后，设计液压油箱的外形尺寸，为了提高冷却效率在安装位置不受限制时 ，可将液压油箱的容量予以增大。结合实际设计液压油箱外形各尺寸：长：1100 mm 、宽：700 mm 、高：800 mm。（2）油箱中应设吸油过滤器，为方便清洗过滤器，油箱结构要考虑拆卸方便。（3）油箱底部应做成适当斜度，并设置放油塞。油箱箱盖上应安装空气滤清器，其通气流量不小与泵流量的1.5倍。大油箱还应在侧面设计清洗窗口。（4）油箱侧壁要安装油位指示计，以指示最高、最低油位。新油箱要做防锈、防凝水处理。（5）吸油管与回油管要用隔板分开，增加油液循环的距离，使油液有足够的时间分离气泡，沉淀杂质。隔板高度一般取油面高度的3/4。吸油管距油箱底面距离H2D，距箱壁不小于3D。回油管应插入油面以下，为防止回油带入空气，回油管距箱底h2d，且排油口切成45，以增大通流面积。泄油管则应在油面以上。（6）液压油箱的起吊：对液压装置而言，从工厂装配开始，到最终用户要经反复装卸，设计在箱体上装置吊耳环。（7）为了防止液压油被污染，液压油箱应做成完全密封的。（三）热交换器液压系统能量损失转换为热量以后，会使油液温度升高。若长时间油温过高，油液粘度下降，泄漏增加，密封老化，油液氧化，严重影响系统正常工作。为保证正常工作温度在2065，需要在系统中安装冷却器。相反，油温过低，油液粘度过大，设备启动困难，压力损失加大并引起过大的振动。此种情况下系统应安装加热器，将油液温度升高到适合的温度。热交换器是冷却器和加热器的总称，下面分别介绍：（1）冷却器：要求有足够的散热面积、散热效率高、压力损失小、结构紧凑、坚固、体积小和重量轻，最好有自动控温装置以保证油温控制的准确性。冷却器一般安装在回油管路或抵押管路上。下图为多管式冷却器：图 3.17 多管式冷却器 1外壳；2挡板；3钢管；4隔板（2）加热器：油液加热的方法有用热水或蒸气加热和用电加热两种方式。由于电加热器使用方便，易于自动控制温度，故应用较广泛。电加热器的安装图如下：图 3.18 电加热器安装图1油箱； 2电加热器 设计选用：SRY2型油用管状电加热器。（四）压力表的选择液压系统各工作点的压力一般都用压力表来观测，以调整到要求的工作压力。在液压系统中最常用的是弹簧管式压力表。设计选用：Y-150型径向无边压力表。3.7.4管件的选择管件是用来连接液压元件、输送液压油液的连接件。它应保证有足够的强度，没有泄漏，密封性能好，压力损失小，拆装方便。它包括油管和管接头。（一）油管常用油管有钢管、紫铜管、塑料管、尼龙管、橡胶软管。应根据液压装置工作条件和压力大小来选择油管。设计选取：内径为15 mm、外径为22 mm的钢管。（二）管接头管接头是油管与液压元件、油管与油管之间可拆卸的的连接件。管接头与其他液压元件用国家标准米制锥螺纹和普通细牙螺纹连接。常用的管接头有扩口式、焊接式、卡套式、橡胶软管接头、快速接头。结合设计系统的特点选用：锥密封焊接式管接头，这类管接头的特点：结构简单、密封性好、对管子尺寸精度要求不高，由于它的O形密封圈装在24锥体上，是密封有调节的可能，密封更可靠，是国内外采用较多的管接头。焊接式管接头结构如下：图 3.19 焊接式管接头结构图3.7.5密封装置密封装置用来防止系统油液的内外泄漏，以及外界灰尘和异物的侵入，保证系统建立必要压力。对密封装置的要求：（1）在一定的工作压力和温度范围内具有良好的密封性能；（2）密封装置与运动件之间摩擦系数要小，并且摩擦力稳定；（3）耐磨性好、寿命长，不易老化，抗腐蚀能力强；（4）制造容易，维护、使用方便，价格低廉。常用的密封：间隙密封； O 型密封圈；唇型密封；组合密封装置。设计选用：O 型密封圈。O 型密封圈是由耐油橡胶压制而成的，其截面为圆形。如图3.8所示。其特点：结构简单、密封性好，成本低，安装方便，高低压均可使用。图 3.20 O 型密封圈3.8液压泵站的结构设计 1液压泵装置的安装形式液压泵装置包括不同类型的液压泵、驱动电机及阀组等。其安装方式分为立式和卧式两种。（1）立式安装 将液压泵和与之相连的油管放在液压油箱内，这种结构型式紧凑、美观，同时电动机与液压泵的同轴度能保证，吸油条件好，漏油可以直接回液压油箱，并节省占地面积。但安装维修不方便，散热条件不好。 （2）卧式安装 液压泵及管道都安装在液压油箱外面，安装维修方便，散热条件好，但有时电动机与液压泵的同轴度不易保证。设计选用：整体型卧式安装，即电动机、液压泵、阀组等都安装在油箱上。这种安装方式特点：结构紧凑、占地小、安装维修方便、散热条件好等优点。2.电动机与液压泵的联接方式设计选用：法兰式 即液压泵安装在法兰上，法兰再与带法兰盘的电动机联接，电动机与液压泵依靠法兰盘上的止口来保证同轴度。这种结构装拆很方便。为了避免安装时产生同轴度误差带来的不良影响，电动机与液压泵之间采用弹性联轴器联接。液压泵站整体布置安装如下图3.21：图 3.21 液压泵站整体结构俯视图1注油螺栓；2电动机-泵组；3蓄能器；4过滤器；5清洗端盖；6液压阀组；7压力表；8液面指示计；9吊耳3.9液压泵站的安装调试、使用维护与故障诊断正确安装调试及合理使用维护液压站，是保证其长期发挥和保持其良好工作性能的重要条件之一：为此，在液压泵站安装调试中，必须熟悉主机的工况特点及其液压系统的工作原理与液压泵站各组成部分的结构、功能和作用，并严格按照设计要求来进行：在液压泵站使用维护中应对其加强日常维护和管理，并遵循制造厂的使用维护要求。3.9.1液压泵站的安装调试1.液压元件的安装及注意事项液压元件性能和管件的质量直接关系到系统工作的可靠性和稳定性，故在安装前检查液压元件性能和管件的质量。液压元件的检查主要有以下几个方面要注意：（1）领出的液压元件型号、规格必须与清单一致。 （2）查明液压元件保管期限，若保管期较长要注意元件内部密封件不老化。（3）检查液压元件所附带的密封件外观质量是否符合要求。（4）元件上的调节螺钉、手轮、锁紧螺母等应完好无损。（5）板式连接元件、阀安装底板的连接平面应平整，其沟槽不应有飞边、毛刺、棱角，不许有磕碰凹痕。（6）螺纹连接件的联接口处不准有毛刺和磕碰凹痕。（7）检查油道内是否清洁，特别是铸造孔的毛坯面。（8）电磁阀的电磁应工作正常。（9）各液压元件上相配的附件必须齐全。（10）油箱内部不准有锈蚀，附件应齐全，安装前应清洗干净。系统中安装的液压元件如在运输中或库存时不慎以致内部受污染，或库存时间过长密封件自然老化，会导致泵、阀等元件的早期磨损和滤油器的堵塞，不但增加了维修、管理工作，同时也缩短了元件的寿命。由于阀口等关键部位的磨损，造成了系统或元件特性的改变，引起精度和性能的下降，工作可靠性变坏。污染严重时，则会使滑阀卡死或泵损坏而不得不停止工作。势必造成系统故障。因此，在元件安装前根据情况进行拆洗。液压元件拆洗者必须熟悉元件的结构和工作原理并具备维修元件的经验。不符合使用要求的零件和密封件必须更换，清洗和装配零件时，不准用棉纱等类的松散纤维。紧固螺钉拧紧力矩要均匀并符合元件厂的规定，切勿用锤子敲打或硬扳。对拆洗过的元件应尽可能进行试验。（1）液压泵测试其额定压力、流量时的容积效率（2）液压缸应测试其内、外泄漏、缓冲效果和最低起动压力。（3）方向控制阀应测试其换向状况、压力损失、内外泄漏。（4）压力阀应测试其调压状况、开启和闭合压力、外泄漏。（5）流量阀应测试其调节状况、外泄漏。（6）冷却器要通水或油检查。每个被测试的元件均应达到规定的技术指标。已测试过的元件要用金属或塑料堵头封住油口。整个元件包塑料布。另外，油箱内壁、油路板和集成块的油道必须严格清洗，并妥善保管。液压系统设计采用的热轧无缝钢管和采用O型圈密封的螺纹接头和连结法兰装备前准备应注意的事项如下：（1）管子的材料、通径、壁厚和接头的型号规格及加工质量都要符合设计规定。（2）如果管子内、外壁面已腐蚀或显著变色、有伤口裂痕、表面凹入、表面有离层或结疤等情况之一者，不能使用。（3）所用接头若发现螺纹和O型圈沟槽棱角有伤痕、毛刺或断丝扣等不能使用。（4）当接头的接头体与螺帽配合松动或卡涩时不能使用。（5）管路要进行清洗，可采用汽油清洗、超声波清洗或循环清洗等方法。在液压系统装配前，进行细致的准备工作，对以后的装配和调试工作都会带来巨大的便利。液压元件的安装，根据各元件设计图纸和设计说明书认真仔细的装配。2.液压系统的调试不管是新的液压系统或是经过维修后的液压系统，都要进行技术指标和工作性能的调试，或按实际使用的各项技术参数进行调试。通过调试可以了解和掌握该液压系统的工作性能与技术状况，并对在调试过程中出现的缺陷和故障进行及时排除和改善，使液压系统工作达到稳定可靠。设备液压系统的配管安装和调试一般由主机制造厂在厂内进行。大型固定设备通常是预装各部件，并进行局部调试后发货而总体调试在用户现场进行，现场调试步骤如下：1)开箱验收，清点到贷内容是否与装箱单相符，部件、附件、随机工具和文件是否齐全，目测检查有无运输中的损坏或污染。 2)把机组和各部件安装就位，并进行必要的找正和固定。 3)连接机器中的液压执行器，冲洗较长的管子和软管。 4)检查电源电压，然后连接动力线路和控制线路。根据需要连接冷却水源，检查泵的旋转方向的正确性。 5)用规定的油液灌注油箱。加油不要超过最高液面标志；加油过程中要特别注意清洁。 6)点动驱动电机，检查其旋转方向。 7)在可能的最高点给液压系统放气。旋松放气塞或管接头：操作换向阀井使执行器伸出缩回若干次。逐步加大负载提高压力阀的设定值。当油箱中不再有泡沫执行器不再爬行系统不再有异常噪声时，表明已放气良好旋紧放气阀等。 8)在管路内充满油液而所有执行器都外伸的情况下补油至油箱最低涯面标志。 9)根据需要给泵壳体注油。打开吸油管截止阀， 10)先把压力控制阀；流量控制阀和变量泵的压力调节器调整到低设定值。方向控制阀置于中位： 11)蓄能器应充气到充气压力，按绝对压力计算时，用于吸收液压冲击和脉动的蓄能器的充气压力应为蓄能器回路额定压力的0.50.8倍：3.9.2液压泵站的使用与维护液压系统由于其具有结构紧凑、工作平稳、操作简便和省力等优点，在各类机械中得到广泛运用。如何正确使用和维护好液压系统及其各部件，是保证各类机器正常运转的关键所在。液压系统主要由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件及传动介质五大部分组成。具有以下特点：通过能量的相互转换在运行过程中具有平稳无间隙传动功能，以实现大范围的无级变速，简化传动；可自动循环工作、自动过载保护；在同等功率输出情况下，液压传动装置具有体积小、质量轻、运动惯性小、动态性能好等特点；由于油作为传动介质，液压元件具有自我润滑作用，寿命延长，且液压元件都是标准化、系列化产品，便于互换和推广应用。但是因能量的二次转换使得总效率偏低及传动介质的可压缩性，不可避免地存在泄漏和传动的不一致性，加之液压元件精度比较高等特点，使得液压系统在使用过程中必须细心呵护；另外出现故障也比较难查找，因此对操作人员和维修人员在使用和维修方面也提出了更高的要求。1.正确选用液压油，确保液压油和液压系统的清洁液压油的功能是传送动力，同时带走热量，冲走杂质污物，防止金属表面生锈等。因此液压油需具备适当的粘度，良好的抗氧化性、润滑性、解乳化性、抗磨损性和消泡性。（1）液压系统的泄漏将影响系统工作的安全性，造成油液浪费、污染周围环境、增加机器停工、降低生产率、增加生产成本并会对产品造成污染，因此必须加以控制。造成泄漏的主要原因有：冲击和振动造成管接头松动；动密封件及配合相互磨损；油温过高及橡胶密封和液压油的变质。在使用过程中，我们必须采取控制措施，主要有减少冲击和振动；正确安装管接头；合理使用，减少密封件的磨损；对于静密封设计合理，配合公差精度高；合理设计安装板；配备良好的散热装置，控制油温，防止密封件变质。（2）油品性能可以根据需要具体选用，但必须严格控制油品无污物、洁净。在加油时必须过滤，防止灰尘、纤维杂物的侵入，勤检查油位，新机器要勤清洗液压油箱、回油滤清器中的磁棒和伺服回路滤清器的磁杯，清除液压冷却器积灰，更换滤芯。定期检查油品质量，主要有以下三个方面： 1)液压油的氧化程度：液压油在使用中，由于温度的变化，空气中氧及阳光的作用，将会逐渐被氧化，使其粘度等性能改变。氧化的程度，通常从液压油的颜色、气味上判断。如果液压油的颜色呈黑褐色，并有恶臭味说明已被氧化。褐色越深、恶臭味越浓，则说明被氧化的程度越厉害，此时应更换新油。2)液压油中含水分的程度：液压油中如果混入水分，将会降低其润滑性能，腐蚀金属。判断液压油中混入水分的程度，通常是根据其颜色和气味的变化情况，如液压油的颜色呈乳白色，气味没变，则说明混入水分过多；另外是取少量液压油滴在灼热的铁板上，如果发出“叭叭”的声音，则说明含有水分。此时应更换新油。3)液压油中含有杂质的情况：在机械工作一段时间后，取数滴液压油放在手上，用手指捻一下，察看是否有金属颗粒，或在太阳光下观察是否有微小的闪光点。如果有较多的金属颗粒或闪光点，则说明液压油含有较多机械杂质。这时，应更换液压油，或将液压油放出，进行不少于42 h以上时间的沉淀，然后再将其过滤后使用。（3）油品中的气泡对系统的危害极其严重，因为液压油的生产储运以及系统在大气压力下工作，因此油液中含有空气是不可避免的。其次通过油箱和泵吸入油时，若油箱液面太低，泵吸入管口半露于油面或淹深很浅，均可将空气吸入；若泵的进油管路漏气，则大量的空气被吸入；如果系统回油管口高于油箱液面时，高速喷射的系统回油卷带着空气进入油中，又再度经泵带入系统。其危害主要有：系统工作不良，表现在自动控制失灵、工作机构产生间歇运动等；油温升高，导致加速油被氧化、润滑性能下降、密封件老化等；导致气蚀发生。因此排除气泡不容忽视，除了设计中需考虑外，在使用中也必须时常注意进油管是否有渗漏。2.动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件的使用维护动力元件即液压泵，主要是提供一定流量的压力油液，即将机械能转换为液压能，是一个能量转换装置。执行元件即液压马达、液压油缸等，主要是将液压能重新转换为机械能，克服负载，带动机器完成所需要的动作。控制元件即各类阀，用以改变液流方向和调节压力，液压系统的各种功能都是借助于这些阀来实现的。辅助元件即液压系统的油箱、油管、滤清器等，在系统中是不可缺少的。使用中所有元件除了对油品有严格要求外，正确安装、使用和维护，都直接影响着元件的寿命和运作的可靠性和有效性。使用前必须检查各部件相互连接是否有松动，不可拧松壳盖安装螺钉，以防止油液和气体的渗漏，保持元件的清洁，避免杂物灰尘的侵入。动力元件和执行元件在使用一段时间后，整个容积效率就会下降，需检查密封件是否老化，摩擦副的间隙是否合适，必要时要更换新的。检修最好选用原厂家同型号同材质的配件，以保证其精度等级和载荷容量；拆检时应选择灰尘少、环境优的厂房进行，并堵住各连接件的进油口和出油口；安装时应按相反方向进行，更换新的衬垫，拧紧连接螺丝。控制元件在使用中，保证安装正确和清洁的同时，因长时间的使用污物随着油液不可能完全排净，破坏阀芯和阀体配合，使得密封不严、动作失灵、整个系统循环受阻、冷却不良、油温过高、影响整个系统。此时应拆卸开更换总成或清洗元件。由于工程机械的工作环境都比较恶劣，如辅助件的软连接管易老化或管内壁积垢等，应有备用件，以便出现故障及时更换。总之，液压系统在发生一些故障时，事前往往都会出现异常现象，而认真严格地执行日常保养，对于及时发现和排除小故障，预防大事故的发生，具有重要的意义。因此应重视和加强日常检查和保养，主要有液压系统在工作前，应仔细检查紧固件和管接头有无松动，以及管道有无变形或损伤等；液压泵在初次运转前，应向泵内注满油，以防空运转而损坏；液压泵在开始运转时，可采取连续运转的方法(尤其在寒冷地区)，观察运转是否灵活，在确认运转正常、无异常响声时再进行工作；工作装置液压系统分配阀的工作压力，如果超过或低于规定值，应进行调整；在液压系统进入稳定的工作状况后，除随时注意油温、压力、声音等情况外，还应注意观察液压缸、换向阀、溢流阀等元件的工作情况，以及整个系统的漏油和振动情况等。3.9.3液压泵站的故障诊断1.液压系统故障诊断步骤：1)熟悉钻机性能和资料。了解主要液压件的性能、工作原理和运行要求及主要技术参数。2)现场观察。到现场了解故障现象，查找故障部位，并观察系统压力变化和工作情况，听听噪声，查看漏油等现象。3)归纳分析。对了解到的情况进行综合分析，找出产生故障的可能原因。4)组织实施。在摸清情况的基础上，制订出切实可行的排除措施，并组织实施。5)总结经验。维修经验是开展故障诊断技术的一个重要部分。2.液压系统故障诊断方法：1) 看看速度，即看动力头运动速度有无变化和异常现象；看压力，即看液压系统中各压力值大小，压力值有无波动等现象；看油液，即观察油液是否清洁、变质；油量、油的粘度是否符合要求；油的表面是否有泡沫等；看泄漏，即看液压系统中管路各接头处、油缸端盖处、油泵轴伸出处是否有渗漏、滴漏和出现油垢等现象。2) 听听噪声，即听液压泵泵和液压系统工作时的噪声是否过大；安全溢流阀等是否有尖叫声；听冲击声，即听推出油缸活塞是否有撞击缸底的声音；换向阀换向时是否有撞击端盖的声音。3) 摸摸温升，用手摸油泵外壳、油箱外壁和路换向阀外表面，若触摸两分钟感到烫手，就应检查产生的原因；摸振动，用手摸动力头和油管，可以感觉到有无振动，若有高频振动，就应检查产生的原因。总之，对所有的客观情况都要了如指掌。但是，由于各人的感觉不同，判断能力的差异和实际经验的不同，其结果会有差别。所以主观判断只是一个简单的定性情况，还做不到定量分析。为了弄清楚液压系统发生故障的原因，有时就要停机拆卸某个液压元件，把它放到试验台上做定量的性能测试。3.常见故障检查 1)油泵输不出压力油检查油泵旋转方向是否正确、吸油滤油器是否堵塞、油液的粘度是否过高或温度过低、油箱内液面是否过低、油泵内泄漏是否大或内部齿轮损坏。2) 推进力、拨拉力小或进退速度过慢、过快或推进油缸无动作。检查分流阀中分流孔是否堵塞、过大；检查油管上的快换接头是否堵塞或损坏；检查推进油缸的内泄漏是否过大。3)进退速度无法调整检查油液是否过脏、节流阀阀芯与手轮装配位置是否合适、节流阀阀芯配合间隙是否过小或变形。4)系统管路振动大主要是管路中有空气或水。检查管路连接处是否紧固、油箱内油量是否过少(低于粗过滤器)、吸油管是否破裂；检查油箱是否进水、冷却器内漏水。4 信号的采集与处理4.1断带信号检测4.1.1目前常用的断带检测方法由于带式输送机断带的发生是随机的，发生的位置也是随机的，给断带信号检测带来困难，目前广泛采用的断带信号采集方法如下:（1）张力检测法带式输送机主要依靠皮带和带轮间的摩擦来实现工作，因此带式输送机工作时，要有一定的预紧力，需要拉紧装置，可在拉紧钢丝上附加拉力传感器，当带式输送机发生断带时，拉紧钢丝的拉力下降拉力传感器输出断带信号。（2）悬垂度检测法在带式输送机沿线每隔2040m的托辊架上装一个保护装置开关，胶带正常运行时，由于预紧力的存在，胶带悬垂度很小，当胶带发生断裂时，胶带悬垂度增大，当悬垂度超过允许值时，保护开关动作，发出断带信号。（3）带速检测法利用速度传感器动态检测带式输送机的带速，利用光电编码盘检测带速，当带式输送机皮带断裂时，带速缓慢降低，由于断带使测速辊失去动力，靠惯性转动，这样带速出现一个差值，通过比较器来发出断带信号。（4）磁场变化检测在带式输送机输送带中预埋线圈，在皮带上下分别放置磁场发生器和磁场接受器，当皮带正常运行时，运行于磁场中的线圈产生附加磁场，磁场接受装置检铡到的磁场基本恒定，当皮带发生断裂时，皮带撕裂，同时撕裂皮带内的线圈，这样附加磁场发生变化，磁场接受器接受到的磁场信号发生变化，从而得到断带信号。以上几种断带检测方法，各有优缺点，相对而言，带速检测方法，更加简单、快捷，因此我们选用带速检测方法来检测断带信号。4.1.2传感器的选择带速检测传感器选用CD1型磁电式速度传感器，磁电式传感器是利用电磁感应原理，将运动速度转换成线圈中的感应电势输出。它的工作不需要外加电源，而是直接从被测物体吸取机械能量并转换成电信号输出，这是一种典型的发电型传感器。另外，它的性能稳定，还可以针对使用对象做成不同的结构型式，如直接式或惯性式，这种传感器在各系统中都获得了较普遍的应用。这种型号传感器性能指标：量程50 m/s、非线性误差5%、灵敏度6 mV/m/s、频响范围10500 Hz、位移量程1 mm、外形尺寸450160 mm。磁电式速度传感器工作原理如下图4.1：图 4.1 动圈式速度传感器工作原理图在永久磁铁产生的恒定磁场内，放置一个可动线圈，当线圈在磁场中作直线运动时，它产生的感应电动势为： （4.1）式中 磁场的感应强度，T； 单线圈的有效长度，m； 线圈匝数； 线圈与磁场的相对运动速度，m/s；线圈运动方向与磁场方向的夹角。 当 =90时，上式（4.1）可写成 （4.2）此式表明，当、均为常数时，感应电动势的大小与线圈运动的线速度成正比，因此可以通过感应电动势的大小测出线速度。检测带速工作原理：磁电式速度传感器安装在上行胶带的下面，通过一滚轮与胶带接触，胶带的运行速度通过滚轮间接传给速度传感器，从而改变线圈与磁场的相对运动速度，通过线圈与磁场的相对运动速度的变化，得出胶带速度的变化。磁电式速度传感器使用方便，结构简单，可靠性高，抗千扰能力强，频率响应快，适宜有尘埃，油污和水等恶劣条件下工作。因此在速度、转速、偏心量、振动等测量中得到应用。4.2断带夹紧机构的控制系统硬件设计4.2.1控制系统硬件选用断带自动检测与夹紧的机构组成，断带夹紧主控件选用8051单片机，并扩展了一片8K的程序存储器ROM2764，在数据采集过程中，每次采集的信号均和预设值比较，达不到夹紧开启值的采集信号，将被略去，单片机重新采集，中间环节只存储随机交换的待比较信号，当能满足开启值时才被存储下来，断带控制器选用一片随机存储芯片RAM6264。硬件选用：8051单片机、程序存储器ROM2764、随机存储器RAM6264、A/D转换器、可编程并行I/O扩展芯片8255、锁存器74HC373、反向器74LS04、D触发器。(一) A/D转换器A/D转换器是前向通道中的核心部件，逐次逼近型A/D转换器时目前种类最多、应用最广的A/D转换器，在过程控制中能对多路模拟信号进行分时采集和A/D转换。它由N位寄存器、D/A转换器、比较器和控制逻辑部分组成，其转换原理即“逐位比较”，逐次逼近型A/D转换器原理图如下图4.2。 图 4.2 逐次逼近型A/D转换器原理图设计选用ADC0809，ADC0809是一种8路模拟输入8位数字输出逐次逼近型A/D转换器件。其结构框图如图4.3：图4.3中，多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换器进行转换。地址锁存与译码电路完成对A、B、C三个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择。图中各引脚的含义：（1）IN7IN0：模拟量输入通道。（2）A、B、C：地址线。A为低位地址，C为高位地址，用于对模拟通道进行选择。（3）ALE：地址锁存允许信号。在对应ALE上跳沿，A、B、C地址状态送入地址锁存器中。（4）D7 D0：数据输出线。其为三态缓冲输出形式，可以和单片机的数据线直接相连。（5）OE：输出允许信号。其用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE=0，输出数据线呈高电阻；OE=1，输出转换得到的数据。（6）CLK：时钟信号。ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号由外界提供，因此有时钟信号引脚。通常使用频率为500kHz的时钟信号（7）EOC：转换结束状态信号。EOC=0，正在进行转换；EOC=1，转换结束。该状态信号既可作为查询的状态标志，又可作为中断请求信号使用。（8）SC: 为启动转换信号，正脉冲有效。图 4.3 ADC0809结构框图ADC0809的主要特性与技术指标:(1) 分辨率：8位(2) 转换时间：取决于芯片时钟频率，转换一次时间为64个时钟周期，当CLK=500 kHz时，转换时间T=128，最大允许值为800 kHz。(3) 单一电源供电：+5V 。(4) 模拟输入电压范围：单极性0+5V；双极性5V、10V。(5) 具有可控三态输出锁存器。(6) 启动转换控制为脉冲式，上升沿使内部所有寄存器清零，下降沿使A/D转换开始。(二) 8255可编程并行I/O扩展接口8255具有3个可编程并行I/O端口，A口、B口、C口。这3个8位I/O端口的功能完全由编程决定，但每个都有自己的特点。A口：具有一个8位数据输出锁存/缓存器和一个8位数据输入锁存器，是最灵活的输入输出寄存器，它可编程为8位输入输出或双向寄存器。B口：具有一个8位数据输出锁存/缓存器和一个8位数据输入缓冲器，可编程为8位输入或输出寄存器，但不能双向输入/输出。C口：具有一个8位数据输出锁存/缓存器和一个8位数据输入缓冲器。这个口可分为两个4位口使用。C口除作输入输出口使用外，还可以作为A口、B口选通方式操作时的状态控制信号。 图 4.4 8255内部结构图 引脚介绍：（1）：读信号，输入，低电平有效。（2）：写信号，输入，低电平有效。（3）RESET：复位信号，输入，高电平有效。（4）：芯片选择线，输入，低电平有效。（5）A0和A1：两个输入信号。（6）D0D7、PA0PA7、PB0PB7、PC0PC7为数据总线8255的工作方式：方式0：基本输入/输出方式，不需要任何选通信号。方式1：选通输入/输出方式。方式2：双向数据传送方式。（三）锁存器74HC373锁存器在地址扩展中的作用就是锁存地址。74HC373是最常使用的一种地址锁存器，其工作方式如下表：表4.1 74HC373工作方式工 作 方 式输 入 信 号内部寄存器输出QGD使能并读寄存器LHLLLLHHHH锁存并读寄存器LLL/HLLLLL/HHH锁存寄存器并禁止输出HLL/HL高阻HLL/HH高阻表中为使能控制端。当为低电平时，8路全导通；当为1时，为高阻态。G为锁存控制信号。74HC373有3种工作状态：(1) 当为低电平、G为高电平时，输出端状态和输入端状态相同，即输出跟随输入。(2) 当为低电平、G由高电平降为低电平（下降沿）时，输入端数据锁入内部寄存器中，内部寄存器的数据与输出端相同，当G保持为低电平时，即使输入端数据变化，也不会影响输出端状态，从而实现了锁存功能。(3) 当为高电平时，锁存器缓冲三态门封闭，即三态门输出为高阻态。74373的输入端1D8D与输出端1Q8Q隔离，则不能输出。当74373用作单片机低8位地址/数据线地址锁存器，将置为低电平，锁存允许信号G受控于单片机地址有效锁存信号ALE。这样当外部地址锁存有效信号ALE使G变为高电平时，74373内部寄存器便处于直通状态，当G下降为低电平时，立即将锁存器的输入1D8D即总线上的低8位地址锁入内部寄存器中。（四）D触发器触发器是计算机记忆装置的基本单元，它具有把以前的输入“记忆”下来的功能，一个触发器能储存一位二进制代码。触发器又称数据触发器，它的逻辑符号如图4.4所示。R、S分别为置0端、置1端，触发器的状态是由时钟脉冲CLK上升沿到来时D端的状态决定。当D=1时，触发器为1状态；反之为0状态。其真值表如表4.2所示： 表 4.2 D触发器真值表时钟脉冲输入输出DQ上升沿00上升沿11 图 4.5 D触发器4.2.2断带检测与控制原理：每个A/D转换器接8路速度变化信号，靠近拉紧装置的A/D转换器，接入6路速度信号，2路拉力信号，A/D转换器通过并行口扩展芯片8255连接到CPU总线上，转换结束标志采用查询法检测。ADC0809的输出接在8255的A口，将A口编程方式设为0输入方式，C口的高4位编程为输入，低4位为输出，ADC0809的START和ALE与PC3相连，由CPU控制PC3发送启动信号和通道锁存信号，PC2-PC0输出3位通道地址信号，EOC输出信号和PC7相连，CPU通过查询PC7的状态控制数据的输入过程，在启动脉冲结束后，先要查到EOC为低平，表示转换已开始，然后继续查询，当发现EOC变高，便说明转换已结束。由于EOC与输出使能端相连，转换结束时也变高，使ADC0809的输出缓冲器打开，数据出现在A口上，读入数据，8255直接与8051总线接口相连，8255的片选信号及口地址选线A0、A1分别由8051的P2.7和P0.0、P0.1经地址锁存后提供，8255控制口地址为7FFFH,A口、B口、C口的地址为7FFCH、7FFDH、7FFEH。8255的、分别与8051的、相连，8255的RESET与8051的RESET相连，都接到8051的复位电路上。8051单片机的P1口作为控制信号输出口：P1.0-控制驱动滚筒的电机停止。P1.1-液压执行系统的电磁阀开启。输出信号经过反向器74LS04控制继电器工作，间接控制驱动滚筒电机和夹紧机构，完成夹紧命令的输出，实现皮带的夹紧。 图 4.6 断带检测与控制系统图4.3单片机控制系统的软件设计单片机通电开始工作后，首先对8255输出控制口地址，然后选择采集通道并连续的采集带速数据，当A/D转换器完成一次转换后，立即送入单片机，单片机将送入的带速信号与设定的速度信号进行比较判断，是否满足机构的动作要求与命令的输出。考虑到工程实际中，带式输送机启动与停止时速度的变化，我们通过软件设定加以区别。当速度变化符合动作要求范围（大于正向最大值或小于反向最小值）,8051向P1口发出断电夹紧命令，皮带输送机断电，夹紧机构动作，系统自动实现停机夹紧功能。系统的主要程序: ORG 0000HMAIN： MOV R1，#30HMOV DPTR，#7FFFH MOV A，DPTRCHAN： MOV DPTR，#7FFEH MOV A，#00H MOVX DPTR，A MOV A，#02H MOVX DPTR，A MOV A，#04H MOVX DPTR，A MOV A，#07H ACALL SHUJU LJMP CHANSHUJU： MOV DPTR，#7FFAH MOVX DPTR，A NOPTEST： JNB PC7，TEST MOVX A，DPTR MOVX R1，ABIJIAO： CJNE R1，#80H，LOOP2LOOP1： SETB P1.0 SETB P1.1LOOP2： JC LOOP1LOOP3： CJNE R1,#106H，LOOP4 LJMP LOOP1LOOP4： JNC LOOP1 RET系统程序框图如下： 图 4.7 系统程序框图 单片机断带信号采集与控制系统程序框图如图4.7,胶带输送机断带保护系统，可以实现胶带飞车断带的抓捕与夹紧，不但具有断带保护作用，而且还具有一定的跑偏和纵向防撕裂作用，有一定的推广价值。单片机以其集成度高、稳定性好和功能强大等优点。近几年来广泛应用于工业设备控制中，使控制设备简化了电路、缩小了体积、增强了功能、提高了性能。目前煤矿使用单片机的场合主要集中在矿井提升设备中， 一类应用于监测保护设备。一类应用于硅整流设备，另外还有调度模拟系统和瓦斯监测系统等。使用的芯片主要有MCS48、MCS5l系列以及较早的Zilog系列等。如泰安无线电总厂生产的综合后备保护装置。采用MCS48系列的8794芯片；淮南无线电六厂生产的KDW 型无环流交交变频装置，采用的是MCS5l系列的875l芯片；南京紫金山天文台生产的电脑多路温度仪， 采用的是MCS5l的803l芯片。这类产品利用单片机强大的计算和逻辑处理能力实现其各自不同的控制功能。单片机的发展在工业控制领域将有很大的前景。5 带式输送机现状与发展趋势5.1几种带式输送机发展现状带式输送机是一种输送松散物料的主要设备，因其具有输送能力大、结构简单、投资费用相对较低及维护方便等特点而被广泛应用于港口、码头、冶金、热电厂、焦化厂、露天矿和煤矿井下的物料输送。随着煤炭工业科学技术的不断进步与发展，我国的带式输送机设计研究技术及带式输送机专业制造技术都已接近了国际水平，但与世界先进工业国家比较仍存在一定差距，有待于进一步努力。带式输送机技术近几年有重大的发展。从事带式输送机研究的大学、研究所、设计院都在致力于开发新型输送机设计系统。在信息技术时代，已经能够看到某些关键性的技术使生产输送机系统产生了飞跃。这些进步包括运行阻力计算方法、标准、动力学分析、高张力输送带设计、接头分析、输送机试验台的发展、缓冲、清扫和监控技术。带式输送机已经在长距离输送机、转弯输送机、高强度倾斜输送带、高速输送机、管状输送机、双向输送机、垂直提升输送机和气垫带式输送机等方面取得了新的发展。由于目前带式输送机种类繁多，下面着重介绍几种对我国发挥着重要作用的带式输送机的现状与发展趋势。1.强力带式输送机强力带式输送机是一种输送能力大、输送距离长的输迭设备，它主要用于水平或倾角小于18的输送场台，长距离带式输送机受到输送带的强度和元部件的限制，单机长度不易过长，国内外一般采用多机驱动。为了降低输送带强度，减少驱动装置尺寸，选择可通用的元部件，国内通常采用中间直线摩擦驱动和中间卸载式驱动方式作为大功率输送机的驱动方式。同时，我国掌握并解决了大运量、长距离带式输送机的关键技术，即实现了多电机驱动的分时慢速起动，使平均起动加速度控制在0.3 m/s 以下，解决了承载带与驱动带的带速同步问题及输送带涌浪现象，并减小了输送带的动张力，实现了多电机驱动的功率合理分配，可使各电机均衡率小于5 ，避免了烧电机或断主轴现象从而为超长距离带式输送机的设计应用铺平了道路。目前，我国带式输送机已能达到的运量2000 t/h以上运距超过5 km功率超过1600 kW 。2.可伸缩带式输送机可伸缩带式输送机主要应用于煤矿采煤工作面的顺槽进行输送原煤。输送机机尾可随采煤工作面的推进而伸长或缩短来改变其输送距离。输送带一般采用机械接头联接，机架轻巧结构紧凑。现已设计出为“日产万t工作面配套的主机设备，如大同燕子山万t工作面的SSJ1200/2250可伸缩带式输送机。该型输送机也可配置中间摩擦多点驱动，从而降低输送带强度，提高运输能力和长度。3.下运带式输送机我国煤矿井下下运带式输送机的制动普遍采用阻尼式摩擦制动、电气制动、机械摩擦制动、液力制动、液压制动等5种形式，其中电气制动、液力制动、液压制动均为初级制动，吸收大部分制动能量，使带式输送机速度下降到很低，最后靠机械抱闸制动器刹停，但电气制动、液压制动在采区停电时，不能满足制动设备自动迅速投人制动、避免火花和滚料现象发生的要求。目前，国内下运带式输送机制动主要采用液力制动和机械抱闸组成两级制动而阻尼板摩擦制动由于采用阻尼克服物料自重的下滑分力，从而减小发电功率或改变运行工况，是一种有效的较经济的措施尤其适用下运可伸缩带式输送机。4.大倾角上下运带式输送机该机主要应用国内独有的深槽双排V形四托辊装置，配上普通光面输送带和可编程控制器，从而实现大倾角上下运25带式输送机的输送。目前， 甘肃新窑煤矿大倾角上运带式输送机输送倾角达28。随着输送倾角的增大，为防止起制动时发生滑料、滚料的现象，必须考虑物料的稳定性，因此，大倾角上运带式输送机上设置了慢速起动装置和多机驱动时的功率平衡装置。大倾角下运输送机制动时设置匀减速制动装置，防止制动时滚料的发生。大倾角上下运带式输送机技术指标先进，采用通用的元部件，可节省大量的巷道开拓费用，产生了巨大的经济效益和社会效益。目前国内推广的该型输送机达20多台，带宽为8001200mm，功率为1601000 kW，运量超过500 t/h，形成了系列。5.花纹带式输送机该型输送机的承载向上有凸棱(即花纹)，使物料与凸棱问的直接接触，可阻止物料下滑。该机型输送机输送原煤的最大输送倾角 32。但由于花纹带清扫困难，其传动功率受花纹与改向滚筒之间的比压许用值的限制，机长不宜过长，设备造价大于普通带式输送机。目前，国内仅在少数煤矿有使用，最大输送倾角可达31。6.管状带式输送机该型输送机主要是通过特殊的托辊装置将输送带与物料一起卷成管状，从而大大增加物料与输送带的摩擦力来提高输送倾角，实现大倾角输送。根据不同的物料，管状带式输送机的倾角在27 47范围内变化。该型输送机的独特之处是密闭输送物料，减轻对环境的污染，能以较小的曲率半径在水平弯曲平面内运行，但不适用于煤矿井下要求多点装载的场合，主要用于地面水泥厂。7.波纹挡边带式输送机该机型是一种特殊形状的输送带，在基带两侧加波纹挡边和沿基带纵向按一定间距加横隔板组成物料容器，从而实现大倾角输送。特点是输送倾角大，最大输送倾角可达90，设备占地面积小，运行可靠，除输送带外大部分零部件与普通带式输送机一样可通用。由于该机结构复杂，造价高，带强受到限制，目前国内仅能短距离输送，一般不超过60 m为宜。国外如德国斯维达拉集团公司的波纹挡边带式输送机单机长达100多m，兜式提升高度达204 m，运量高达4000 t/h。8.压带式带式输送机该机型主要是通过压带将物料压在承载带之间，压带背面在弹簧辊子装置的作用下，使压带与承载带夹着物料一起运行。压带背面的弹簧辊子装置的弹簧压紧力是可调的，从而保证压带与承载带始终把物料夹紧，实现了大倾角输送。该型输送机的最大输送倾角可达90，运输速度可达6 m/s，输送能力不随倾角变化，输送带易清扫，但结构复杂，设备费用昂贵，目前国内压带式输送机的最大倾角已达75，国外压带式输送机已普遍得到使用，如南斯拉夫Majdonpek矿其输送能力达4000t/h，提升93.5 m，带宽2 m。9.其它特种带式输送机在食品和轻工等工业生产中，由于卫生和工作环境的要求，通常使用一种以薄钢带作为输送带的带式输送机，其耐热性比胶带好的多，但钢带的成槽性差，滚筒传递扭矩也很有限，因而不适用于长距离输送。还有一种以扰性网作为输送带的网带输送机，在技术性能上，与钢带输送机相似，主要用于轻工业和有特殊要求的场合。另外，在输送铁磁性物料的时候，常常使用被称为磁力摩擦式带式输送机，它实质上是具有磁铁的带式输送机，一般使用丝织物芯体输送带作为承载构件，在输送带的下面设置永久磁铁。磁铁把物料吸向输送带，由此提高了物料的稳定性，并为倾角输送物料创造了条件。5.2国内外煤矿带式输送机的应用现状及发展5.2.1国内外煤矿用带式输送机的现状和研究目标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。5.2.2国外煤矿用带式输送机技术的现状国外带式输送机技术的发展主要表现在两方面：(1)带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化如高倾角带式输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型；(2)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、高带速等大型输送机已成为其发展的主要方向。目前，世界上单机运距最长达30.4 km带式输送机已在澳大利亚的铝钒土矿投入使用；运输量达到37500L/h带速为7.4 m/s的一条大型带式输送机已应用于德国露天煤矿。在煤矿井下，由于受环境条件的限制通常使用的带式输送机的主要技术指标如表1所示，其关键技术与装备有以下特点：(1)设备大型化，其主要技术参数与装备均向着大型化发展，以满足年产300500万t以上高产高效集约化生产的需要。(2)应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术，采用各种软起动与自动张紧技术，对输送机进行动态监测与监控，大大降低了输送带的动张力，输送机始终处于最佳运行状态，设备性能好，运输效率高。(3)采用多机驱动与中间驱动及其功率平衡、输送机变向运行等技术，使输送机单机运行长度在理论上已不受限制，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。(4)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。如英国FSW 生产的FSW1200/(23)400(600)工作面顺槽带式输送机就采用了液牯差速或变频调速装置，运输能力达3000 h上，它的机尾与新型转载机(如美国久益公司生产的S500E)配套，可随工作面推移而自动快速自移人工作业少，生产效率高。表 5.1 常用带式输送机技术指标主参数国外300500万t/a高产高效矿井顺槽可伸缩带式输送机大巷与斜井固定式带式输送机运距/m200030003000带速/m3.5445、最高达8输送量/2500300030004000驱动功率/kW1200200015003000最大达100005.2.3国内煤矿用带式输送机的现状及存在问题80年代末期以来，我国煤矿用带式输送机也有了很大的发展，对带式输送机的关键技术研究和新产品开发都取得了可喜的成果。输送机产品系列不断增多，从定型的SDJ、SSJ、STJ、DT等系列发展到多功能、适应特种用途的各种带式输送机系列，如国家 “七五”、“九五”攻关项目大倾角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填补了多项国内空白，开发了大倾角、长距离输送原煤的新型带式输送机系列产品，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，应用动态分析技术和中间驱动与智能化控制等技术，研制成功了多种软起动和制动装置及以PLC为核心的可编程电控装置。随着我国高产高效矿井的发展，煤矿井下带式输送机目前已达到表2所示的主要特征指标。表 5.2 煤矿井下带式输送机主要指标主参数顺槽可伸缩带式输送机大巷与斜井固定式带式输送机运距/m1000200010004000带速/m23.52.54输送量/800180010002000驱动功率/kW2507507501500与国外相比，其机型一般都偏小，特别是带速通常均不超过4 m/s，对高带速输送机及其动态设计与计算机监控等关键技术问题缺乏实践经验，由于带速普遍较低许多设计单位仍延用以往的静态设计法，用加大输送带安全系数的方法来提高设计的可靠性，其结果不仅增大了设备成本，而且降低了设备运行的可靠性。此外，我国输送机制造企业追求小而全模式未能象国外一样形成大规模的元部件专业生产厂或加工中心，致使元部件设计与制造水平得不到有效提高。如德国DBT公司专业研制的自移机尾设备性能好，自动化程度高，安全可靠，在市场上占有率很高，我国已引进了几十台，与高产高效工作面配套使用。在19802000年之间，我国煤炭行业有了较大的新发展，改变了散状物料的输送方式，从间断输送方式发展到矿山的连续开采和煤矿的连续开采工艺，实现了用输送机输送。其原因有以下几点：（1）发展的原因在最近的几十年里，世界经历了空前的发展，此时，需要新的矿山提供能量和原材料。由于许多贫瘠的矿山已经关闭，所以较大的矿山需要开采大量的煤、矿石或者岩石产品。国内以宝钢为首的大型钢铁企业的建立与改造；西部煤炭资源的开发和通过港口的外运。（2）经济的原因更高的产量和许多新的采矿业务在第三世界国家，系统成本降低，致使营业利润更快更大。通过技术经济比较，已经证明在一定距离上，带式输送机输送优于汽车和列车运输。采用带式输送机可实现长距离、大运量的连续输送。（3）环境的因素输送机在环境敏感地区或靠近城市的发展地区的开发，已经引起了对水平和垂直转弯普通的、管状的以及钢丝绳的带式输送机，进行重大的技术模拟和技术创新。（4）企业的因素许多较小的矿山被大公司购买，从而使得采矿和分布合理化。公司时常依赖于运输零件的“单方供应”，从新的发展中孤立业务营运，包括一种实施新的带式输送机运输技术的能力。国内的矿山企业和钢铁企业也面临着重组和扩大的局面。随着我国煤炭产量的提高以及双高工作面的出现，特别是采掘设备生产能力的大幅度提高，带式输送机朝着长距离、大运量、大功率、高倾角、高速度方向发展。但我国现有的带式输送机技术难以完全满足煤矿生产的需要，因此，近阶段带式输送机的主攻领域和研究方向为煤矿用带式输送机。5.3煤矿带式输送机技术的发展趋势1.设备大型化、提高运输能力为了适应高产高效集约化生产的需要，带式输送机的输送能力要加大。长距离、高带速、大运量、大功率是今后发展的必然趋势，也是高产高效矿井运输技术的发展方向。在今后的10a内输送量要提高到30004000 t/h，还速提高至46m/s，输送长度对于可伸缩带式输送机要达到3000m。对于钢绳芯强力带式输送机需加长至5000m以上，单机驱动功率要求达到10001500 kW，输送带抗拉强度达到6000 N/mm（钢绳芯）和2500 N/mm（钢绳芯）。尤其是煤矿井下顺槽可伸缩输送技术的发展，随着高产高效工作面的出现及煤炭科技的不断发展，原有的可伸缩带式输送机，无论是主参数，还是运行性能都难以适应高产高效工作面的要求，煤矿现场急需主参数更大、技术更先进、性能更可靠的长距离、大运量、大功率顺槽可伸缩带式输送机，以提高我国带式输送机技术的设计水平，填补国内空白，接近并赶上国际先进工业国的技术水平。其包含7个方面的关键技术：（1）带式输送机动态分析与监控技术；（2）软起动与功率平衡技术；（3）中间驱动技术；（4）自动张紧技术；（5）新型高寿命高速托辊技术；（6）快速自移机尾技术；（7）高效储带技术。2.提高元部件性能和可靠性设备开机率的高与低主要取决于元部件的性能和可靠性。除了进一步完善和提高现有元部件的性能和可靠性，还要不断地开发研究新的技术和元部件，如高性能可控软起动技术、动态分析与监控技术、高效贮带装置、快速自移机尾、高速托辊等，使带式输送机的性能得到进一步的提高。 3.扩大功能，一机多用化拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用，使其发挥最大的经济效益。开发特殊型带式输送机，如弯曲带式输送机、大倾角或垂直提升输送机等。4.开发专用机种 中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。而这些场合常规的带式输送机是无法胜任的。为了满足煤矿的某些特殊要求，应开发特殊型带式输送机，如弯曲带式输送机、大倾角或垂直提升输送机等。随着现代化大型煤矿矿井的发展，煤矿井下用带式输送机在向大功率、大运量、长距离方向发展的同时，如何改善胶带在启动及运行过程中的状态，即实现软启动与自动张紧，逐渐向智能化、自动化、人性化方向发展，提高产品使用性能，是目前煤矿井下用带式输送机的发展方向。煤矿井下用带式输送机对现代化的大型矿井特别是高产高效矿井起着举足轻重的作用，选择安全、可靠、合理的软启动与自动张紧装置，将极大地改善煤矿井下用带式输送机上重要元器件如胶带、滚筒等的受力情况，提高其使用性能及使用寿命，同时使得整机的自动化、智能化水平大大提高。6 结论1)在我国煤矿井下运输中，带式输送机的各种事故时有发生。为企业、国家带来了巨大的经济损失，甚至造成人员伤亡。因此，重视带式输送机事故隐患，强化事故预防措施具有十分重要的意义。2)作为井下生产一线的工程技术人员和管理人员，了解各种井下事故的原因，严密监控各种生产环节，责任重大。3)合理地选用带式输送机综合保护装置，可以大大减少带式输送机故障发生的概率，并减少故障的修复时间，提高生产效率，为煤矿安全生产提供可靠的技术保证。4)虽然现代化测试技术与设备在不断更新，但是机械设备、工作环境的复杂性和大量不可预测的偶发事故，仍要求安全检测技术不断的进步与完善。带式输送机的应用已经有100多年的历史了，经过这些年的发展，目前，带式输送机已经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具有综合保护装置的机型。本文进行了带式输送机断带过程分析与对现有断带保护装置研究，设计了偏心轮夹紧机构，通过单片机动态进行了断带信号的监测，可以有效地减少了断带、飞车事故的发生带来的损失，缩短维修的时间。通过皮带断带过程的分析，可见皮带断带后，由初始速度变化到零、至反向速度的时间很短，因此要求传感器的灵敏度必需很高设计断带保护器时应根据具体的使用工况，合理的设计相关参数。并依据具体情况合理选择断带保护器的数量。井下应用断带保护器时要充分考虑防爆，要对所有电器元件进行防爆处理。参考文献：1 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Bulk Solids Handling, 1984, 4(1): 99-104附录A：带式输送机的安装使用及维护带式输送机是一种摩擦传动的连续式运输设备，生产率高，与转载机配套工作时，转载机搭在它的机尾上。带式输送机的机尾，主要作用是承受由转载机转来的煤炭并连续地将它输送出去。它可运输矿石、煤、粉末状的物料和包装好的成件物品。工作过程中噪声较小、结构简单。国内外的生产实践证明，带式输送机无论在运输量方面，还是经济指标方面，都是一种先进的运输设备。1主要部件的安装1.1 驱动装置在机头架上安装驱动装置在机头架上安装时，先将主滚筒轴端钢罩取下，擦洗干净配合面，拆下减速器输出轴锥孔保护塞，将另一端轴承盖打开，将输出轴内锥孔擦洗干净，然后将驱动装置吊起，使减速器输出轴锥孔与传动滚筒锥轴对中，使锥面上的键槽对准，将驱动装置徐徐推到滚筒轴上，同时将拉紧螺栓从外侧轴孔穿人，拧到主传动滚筒轴端的中心螺孔中。初次安装时，一般将减速器空心轴端面装到滚筒锥轴大端刻线处重合，切忌超过滚筒锥轴刻线，以免拆卸困难。驱动装置的拆卸程序与安装操作程序相反。1.2 张紧绞车与游动小车之间钢丝绳的缠绕张紧绞车上的钢丝绳其一端固定在绞车滚筒上，另一端绕过导向轮经游动小车的滑轮组和张紧绞车架上的固定滑轮组以后与负荷传感器相连。其缠绕方法如下：(1)当后退式采煤时，将贮带仓内游动小车置于前端，同时将小车卡住，防止钢丝绳把小车拉住；(2)用一根长度和直径合适的橇棍将钢丝绳安在绞车的2个侧架上，然后松绳；(3)将剩下的钢丝绳牢靠地缠在绞车滚筒上，防止乱层和咬绳，应特别注意上层与下层过渡的地方；(4)当钢丝绳开始缠绕到滚筒上时，注意检查固定绳卡是否紧固，一般放绳时，滚筒上最后需保留3圈钢丝绳。2 整机的安装2.1 安装前的准备(1)设备下井前，安装人员必须熟悉设备和有关图纸资料，根据矿井的搬动条件，确定设备部件的最大尺寸和质量。(2)在安装设备的巷道中，首先确定输送机安装中心线和机头的安装位置，将这些基准点在顶、底板相应的位置上标志出来。(3)清理巷道底板，根据设备总体装配图所标注的固定安装部分长度，将巷道底板平整出来，对安装非固定部分(主要指落地架式机身)的巷道也要求作一般性平整。(4)为便于运输，一般将大部件解体，在拆卸设备的较大部件时，应在设备上做好标记，以便对号安装。为避免搬运过程中可能产生零部件磕碰损伤或进入尘土，对于外露的齿轮、轴承以及加工配合面，必须采取措施予以保护。2.2 井下铺设(1)为避免巷道堵塞，应按照先里后外的原则，即按机尾、移动机尾装置、机身、机头传动装置顺序搬动到该件各自安装点的巷道旁。(2)根据已确定的基准点，首先安装固定部件如机头部、贮带仓、机尾等部件。安装后，机头、尾及各滚筒中心线应在同一条直线上，滚筒轴线的水平度允差在1/50以下。(3)一般将H型机架的横撑安在托辊之下，故可将H架每3 m一架先卧放在底板上，再将下股带铺放在H架开挡中间，然后分别将各架竖立、抬起输送带，安装下托辊。最后用刚性纵梁将各架连接，并将整个机身调整平直，在从纵梁鞍座中悬挂可变槽形托辊组。(4)输送带的铺设办法很多，各矿可根据自己的条件和经验确定。为避免下股输送带铺设过程中引起不必要的麻烦，一般铺带按先下后上的原则。下股带铺设应与H架结构结合起来考虑。一般上股输送带在整机上托辊安装后铺设。铺上股带可借助主传动滚筒和另设置1台牵引绞车进行。(5)用于后退式采煤法时，将贮带仓中游动小车置于靠近机头端。开动张紧绞车，给输送带以足够的张力，以保证输送机起动和运行过程中输送带不会在传动滚筒上打滑。(6)检查各部分安装情况，消除影响运转的障碍物，做好通讯联络，检查电控保护装置动作，准备点动开车。3 使用与操作3.1 张紧绞车的使用与操作在用张紧绞车张紧输送带时，先旋转手把使离合器与滚筒轴啮合，滚筒与传动轴连接，以形成电机-联轴器-蜗杆-蜗轮-中间轴-小齿轮-大齿轮-传动轴-离合器(啮合状态)-滚筒传动系统。当松带需要放绳时，先不要松开离合器，应使电动机反转，放松钢丝绳，然后停止电机，旋转手把，打开离合器，并继续转离合器制动盘使之与制动环接触。在产生适当动力后，即可放松钢丝绳。这样可防止由于松绳过多而引起游动小车运行不稳定或钢丝绳在滑轮上掉槽现象发生。3.2 卷带装置的使用与操作当后退式采煤需要从贮带仓中取出输送带时，先将小车移动架放下，将卷筒放在顶针小车上，再把顶针小车推人卷带装置架内，将小车移动架翻起并用销子挂住，操纵顶针手轮使小车和减速器出轮的顶针进入卷筒轴孔内，同时卷筒慢慢抬起离开小车架。这时卷筒一侧的牙嵌离合器也与减速器出轴顶针上的牙嵌离合器接合，将输送带接头运转到卷带装置架中的2个手动输送带夹板之间，用手摇动螺杆，通过两夹板把输送带接头2端夹住，把前面的接头与卷筒上预制的一段输送带接头用穿条重新穿好。放松前面的输送带夹板，使张紧绞车处于松带放绳状态。启放卷筒随游动小车徐徐前移，将贮带仓内的输送带慢慢地卷到卷筒上。3.3 机身的伸长与缩短3.3.1 机身伸长(1)贮带仓中的输送带，其操作方法如下： 清除机尾前进方向底板上的浮煤，打开张紧绞车离合器使之处于松带状态，利用移机尾装置或其他牵引设备将机尾部延伸一段距离，使转载机与机尾重迭处于最长长度。 根据延伸长度，接上相应数量的中间架。利用张紧绞车将输送带张紧。 调整机尾部使之平直，以免输送带跑偏。(2)贮带仓中无输送带，转载机已移到机尾部后端极限位置，游动小车已移至靠近机头一端，贮带仓中已放完输送带，其操作方法如下： 利用卷带装置或其他办法先将输送带贮人贮带仓中。 按程序进行操作3.3.2 机身缩短机身缩短之前也有2种情况：贮带仓可继续贮带和贮带仓已装满输送带。(1)转载机已移至机尾前端极限位置，贮带仓中游动小车位于靠近机头一端，贮带仓可继续贮带，其操作方法如下：根据所需缩短的长度，从近机尾端开始，拆除相应的机身中间架。 清除机尾滑橇下面前移距离内底板上的浮煤。在用移机尾装置移动机尾的同时，开动张紧绞车向后拉游动小车，使松掉的输送带进入贮带仓中。 调整机尾部使之平直。 利用张紧绞车将输送带张紧。(2)转载机已移到机尾前端极限位置，贮带仓中游动小车已移到靠近绞车一端，贮带仓已不足以一次贮带，其操作方法如下： 利用卷带装置或人工操作从贮带仓中取出输送带，使贮带仓放空。再按4.3.1程序操作。后退式采煤时，如果带式输送机机身缩至不可再缩时，则可将带式输送机全部拆除，并将桥式转载机放平铺设。同时增加转载机的铺设长度以代替输送机解决这一段的运输，随着后退，再逐步减小转载机长度。4 主要部件的维护(1)清扫器的检查维护清扫器或清扫刮板不能对输送带或滚筒表面压得过紧，以免增大运行阻力和加剧磨损，但也不能存在间隙或间隙过大而使清扫器失去作用。对清扫器巡视的要点是检查接触情况和零件完整性，对损坏的零件应及时更换，对积聚在清扫器上的煤粉，在停车时应及时清除。(2)输送带张紧情况的检查维护滚筒打滑通常是输送带张力不足的表现，可以通过调整张紧力，来消除打滑现象；而张紧力过大则会引起下股带的振动，对张力的调整必须适当，以负荷传感器压力表数值控制或视输送带在传动滚筒上不产生打滑为宜。 (3)减速器、电机及所有滚筒轴承温度的检查维护对减速器和液力偶合器有渗漏油情况的设备，应定期检查充油量，并及时予以补充。对漏油严重的，应及时更换或修理密封件。(4)输送带跑偏、卡磨情况检查维护长时间的跑偏是造成输送带带边拉毛、开裂甚至纵向撕裂的主要原因，造成输送带跑偏的原因很多，发现跑偏应及时调整，避免卡磨现象长时间发生。(5)输送带接头和磨损情况检查维护断带通常发生在接头或磨损严重处，为避免满载运行时产生断带，带来的不必要的麻烦，对受损严重的输送带，特别是接头处必须及时割除重做，重做时应保证割口与输送带中心线垂直。(6)装载情况的检查维护偏载将会引起输送带跑偏，如果在机尾转载段发生偏载必须及时调整。(7)电控和安全装置的检查每周必须至少检查一次所有控制装置的运行情况。带式输送机是煤矿主要运输设备，它的安装与调式效果将直接影响其运输能力和使用性能。为了发挥输送机的最佳性能，确保输送机的安全运行，必须按要求定期维护和检修输送机的各零部件，保证设备的完好及正常运转，避免事故的发生，确保带式输送机发挥其应有的作用。附录B：带式输送机安全规范1. 输送机在正常工作条件下应该具有足够的稳定性和强度。2. 电气装置的安装和设计必须符合GB4064和GJ232的规定。3. 未经设计或者制造单位的同意，用户不应该进行影响输送机原设计，制造，安装安全要求的变动。4. 输送机必须按物料特性与输送量要求选用，不得超载使用，必须防止堵塞和溢料，保持输送顺畅。a. 输送带应有适合特性的载荷和输送物料特性的足够宽度。b. 输送机倾角必须设计成能防止物料在正常工作条件下打滑或者滚落。c. 输送机应该设置保证均匀给料的控制装置。d. 料斗或者溜槽壁的坡度，卸料口的位置和尺寸必须能确保物料靠本身重力自动的流出。e. 受料点应设在水平段，并设置导料板，受料点必须设在倾斜段时，需设置辅助装料设施。f. 垂直重锤拉紧装置区段应装设落料挡板。g. 受料点宜采用降低冲击力的措施。5. 输送粘性物料时，滚筒表面，回程段带面应该设置相应的清扫装置。倾斜段输送带尾部滚筒前宜设置挡料刮板消除一切可能引起输送带跑偏的隐患。6. 倾斜的输送机应该装设防止超速或逆转的安全装置，此装置在动力被切断或者出现故障时起保护作用。7. 输送机上的移动部件无论是手动或者是自动式的都应该装设停车后的限位装置。8. 严禁人员从无专门通道的输送机上跨越或者从下面经过。9. 输送机跨越工作台或者通道上方时，应装设防止物料掉落的防护装置。10. 高强度螺栓连接必须按设计要求处理，并用专用工具拧紧。11. 输送机易挤夹部位经常有人接近时应该加强防护措施。输送机头部，尾部改向滚筒和拉紧装置的转折部位以及相邻两托辊转折处超过3时,都认为是危险的易挤夹部位。翻译部分英文原文： The introduction of Conveyor BeltA conveyor belt may be defined as “a number of load carrying members bonded together with polymeric compounds (making up the car case); and protected from mechanical damage by elastomeric .The load carrying members usually consist of either a number of ply of woven fabric, a single solid woven fabric car case, or a single layer of parallel, equidistant steel cables.” At the onset, it must be stated that conveyor belting of any construction ,may be classified as Fire Resistant or Non-fire Resistant .In certain underground situation ,the former may be required by legislation or by accepted codes of Practice .For example ,in the U.K , coal mining industry ,only approved fire resisting belting may be used underground , most other developed countries have similar requirements . In addition there are many situations where the use of five resistant belting is recommended, for example, in complex mineral benefication plant. It is most important that in the early stages of design of any conveyor systems , the type of belt be determined ,ad differing characteristics of the two types may influence the design of other associated equipment and problems may be introduced if a change is required at some late date .The use to which any particular belt is to be subjected should be recorded in the purchase specification ;since the various properties of a belt may need modification to accommodate the sometimes conflicting demands of coefficient of friction ,ageing characteristics , moisture absorption ,etc. Also as a generally, a belt of rubber construction has a greater ability to absorb impact than one of fire resistant construction. There are three main constructional forms of belting: (a) ply construction, (b) solid woven construction (c) steel cord construction In the above constructions, (a) and (b), only the car-case provides the strength to carry the load and withstand the various operational stresses that are developed in the belt . Since the car-case is the most expensive element in the belt , it is important that the specification incorporates adequate means of protecting this most important element . In (c), the load carrying steel cords requires like protection. Additionally, there is the specialized design of belt used with the Cable Belt System which will be separately described when that arrangement is considered.（1）Ply Belt ConstructionWhen discussing ply belting ,the terms warp and weft often occur ,for the purpose of this sub-section it may be taken that :warp refers to the long itudinal strength of the belt .The lateral flexibility of the belt is always of importance in order that it may conform to the idler curve ,this being particularly so when deep trough idlers are to be used . The traditional belt car case consisted of woven natural fabric ,this now consist of one or more plies of synthetic fibers such as nylon or terylene ,the whole being vulcanized or fused together with the appropriate cover material . Such synthetic fibers are stronger than natural fibers. are thinner , more flexible allowing deeper through in the idlers , allow the use of smaller diameter pulleys and have a shorter elongation under high working tensions .The cover may be rubber in the case of non-fire resisting belts and PVC. Neoprene, etc, in the case of fire resisting types. The minimum cover on both sides of any belt should be not less than 0.8 mm, but for the transport of almost all minerals must be increased having regard to the material handled .For example, with moderately abrasive materials such as coal .rubble , ashes , etc. the minimum carrying side cover should be 2.4 mm with 0.8 mm on the pulley side cover should be 3.2 mm with 1.6 mm on the pulley side.Although national standards may vary, a belt type may be classified having regard to its strength, an example being given in the next sub-section.（2）Solid woven beltMuch of that said about ply belting applies to the solid woven form , but in the later ,the fibers from which the belt car-case is constructed are inter-woven ,then impregnated to give a solid form ,and to which appropriate covers are applied .The fibers may be of high tenacity nylon warp cotton pile and blended weft ,with certain qualities of belting employing a polyester warp . In the standard fire resisting form the cover may be PVC ,but this has certain limitations ,particularly in respect of conveying up inclines .To overcome this problem the cover may be polymer ,which offers the advantages of natural rubber . Such nit rile rubber covers are applied to both the carrying and the driving faces of the belt with consequently improved frictional characteristics which minimize load slier and afford increased driving traction . A further advantage is that such covers do not polish in services as does PVC. ply separation and gives excellent resistance to age wear ,further , its rot proof and resistant to mineral oils .A modern loom to manufacture solid woven belting employs a rapier weft in certain system rather than a shuttle to eliminate the down time required to change weft bobbins, and also to give good selvedge finish. The wearing process which entails impregnation with liquid PVC compound, giving an additional, appropriate wear resistant surface coating, finally being press cured under tension. In addition to satisfying U.K requirements such belts conform to the following fire resistant specifications and are readily available in tensile strengths from 315 to 2625 kN/m of belt with:Australia MDA series 250 International ISOR340Canada 4th draft NO.M422 m France NF-M81-65USA USBM Schedule 2G South Africa SABS971Germany DIN2203/4 A particular product range includes belts ranging in tensile warp (longitudinal) strength ranging from 315 to 1000kN/m, with associated warp (lateral) strength from 158 to 350kN/m, the weft to warp ratio varies progressively from 50 down to 35%. Higher strength belts then increase to a tensile strength to 2625kN/m, the weft strength remaining constant at 350kN/m .Consequently, the weft /warp ratio drops rapidly down to 11.4%, this being necessary to allow ready tracking in the trough idlers （3）Steel cord Belt construction The ever increasing demand for stronger belt rein for cements ,which at higher level cannot be satisfied by the use of even the highest man-made fibers ,resulting in the use of the steel cord belt in which the warp strength is provided by steel cables such belt is manufactured in a two part process ,(a) the maxi of poly chloroprene to produce a enter matrix and covers in a rolling process with the cords under tension ,followed by a curing process . It has been found that a combination of hand (80degrees) fire resistant , antistatic (FRAS) elastomers and cords displaced vertically at a distance greater than 1 mm leads to the failure of the elastomer by compression and tension ,like problems may occur if therere defects in the design concept .Such problems may be overcome by the use of elastomers with a hardness in the 60 to 68 degree range , this being a stringent requirement when additives to ensure fire by close attention to drive and return drum diameters and by the use of tongue limitation devices in the conveyor drive.In the USA, the details of the belt employed at the Selby mining complex are: Conveyor length: 14.93 km Belt thickness: 28.3 mmBelt width: 1300 mm Belt strength: 6950 kN/mNumber of cords: 57 Vertical lift: 990Cord diameter: 13.1 mm Motor power: 1010kWThe conveyor belt is the most important part in the belt conveyor. In addition to the conveyor belt, there are id
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