设计人员培训---带式输送机讲座-郭卫.ppt

带式输送机 第一节概述 一 概述带式输送机是以胶带 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 承载带在托辊上运行 也可用气垫 磁垫代替托辊作为无阻力支撑承载带运行 它在连续式输送机械中是应用最广泛的一种 且以胶带为主 带式输送机 beltconveyer 又称胶带输送机 俗称 皮带输送机 目前输送带除了橡胶带外 还有其他材料的输送带 如pvc PU 特氟龙 尼龙带等 带式输送机由驱动装置拉紧输送带 中部构架和托辊组成输送带作为牵引和承载构件 借以连续输送散碎物料或成件品 二 带式输送机的特点带式输送机和刮板输送机均属于连续运输机械 但是带式输送机与刮板输送机相比具有下列特点 1 运行阻力小 耗电量低 由于带式输送机的输送带在托辊上运行 输送带的运行是滚动阻力 而刮板输送机刮板链的运行是滑动阻力 所以带式输送机的运行阻力比刮板输送机小 约为刮板输送机的1 3 1 5 2 在相同功率的情况下 带式输送机的运输距离比刮板输送机的运输距离长 可实现长距离运输 3 运输过程中 对物料的破碎性小 4 安全可靠 噪音小 机体重量轻 5 机身和传动装置尺寸比较大 输送带价格贵 时输送带强度较低 不耐货载猛烈冲击 易损坏 一般不能弯曲 三 工作原理胶带输送机主要由胶带 托辊与机架 传动装置 拉紧装置 清扫装置 制动装置等组成 带式输送机的工作原理是挠性体摩擦传动原理 输送带绕经驱动滚筒和换向滚筒形成一个无极的环形带 输送带由托辊支承 拉紧装置使驱动滚筒与输送带之间产生一定的摩擦粘着力 工作时由电动机经减速器传动使驱动滚筒转动 通过驱动滚筒与输送带之间的摩擦粘着力来传递牵引力 使输送带在托辊上运行 在机尾装于输送带上的货载随输送带一起运动 到达机头卸载即完成运输任务 输送带既是带式输送机的承载构件 也是牵引构件 四 适用范围1 适用倾角可用于水平及倾斜运输 向上运输 最大倾角 20 原煤 最大倾角 18 块煤 向下运输 最大倾角 16 若运送附着性和粘结性大的物料时 倾角可大一些 2 适用地点采区顺槽 采区上下山及主要运输平巷 平硐和主斜井 地面等 五 带式输送机的类型 1 按照不同输送带分类依据输送带的不同 带式输送机可分为通用带式输送机 钢丝绳牵引带式输送机和钢丝绳带式输送机三类 其主要型式如下 2 按机身结构分类 1 绳架吊挂式以悬吊在支架棚梁上的钢丝绳为机架的带式输送机称绳架吊挂式带式输送机 如图5 4 2所示 钢丝绳在一定距离内张紧锚固 上托辊为铰接式槽形托辊 用绳卡悬挂在钢丝绳上 下托辊架设在H形吊架上 图5 4 2 2 绳架落地式以钢丝绳为机架 钢丝绳卡在座落在巷道底板上的带式输送机 称为绳架落地式带式输送机 如图5 4 3所示 钢丝绳在一定距离内张紧锚固 上托辊为铰接式槽形托辊 用绳卡悬挂在钢丝绳上 下托辊架设在H形中间架上 图5 4 3 3 钢架吊挂式以悬吊在支架棚梁上的槽钢纵梁为机架的带式输送机 上 下托辊均安设在槽钢纵梁上 如图5 4 4所示 图5 4 4 4 钢架落地式以钢管纵梁为机架 纵梁架设在巷道底板H形中间架上的输送机 如图5 4 5所示 上托辊为铰接式槽形托辊 悬挂在钢管纵梁上 下托辊架设在H形中间架上 图5 4 5 3 按运行功能分类 1 近水平式 4 在机头传动部没有制动装置 只能在近水平 4 的巷道中使用的带式输送机 称为近水平带式输送机 2 缓倾斜式 16 在机头传动部设有制动装置或逆止装置 能在缓倾斜 16 的巷道中使用 停机后可对传动滚筒进行制动 防止逆转的带式输送机 称为缓倾斜带式输送机 向上输送的称为上运式 向下输送的称为下运式 4 按传动方式分类 1 单电动机传动单电动机传动带式输送机的传动装置由电动机1 液力耦合器2 减速器3及传动滚筒等部件组成 如图5 4 6所示 单电动机传动的功率为75 90 110 125合160kW 图5 4 6 2 双电动机传动双电动机传动的带式输送机的传动装置采用2台电动机 分别驱动2个传动滚筒 其传动装置的布置方式有两种 平行布置 即电动机与减速器平行装配 如图5 4 7所示 这种布置方式的电动机在机身的侧面 便于维护 使用较多 图5 4 7 垂直布置 即电动机与减速器垂直装配 如图5 4 8所示 这种布置方式的电动机在机身的下面 不便维护 因此使用较少 图5 4 8 图5 4 8 双电动机传动的功率为2 40 2 55 2 75 2 110 2 132 2 160 2 200和2 250kW 3 三电动机传动当功率较大时 可采用3台相同功率的电动机来驱动 如图5 4 9所示 它在主传动滚筒两端各安装一套传动装置 副传动滚筒只安装一套传动装置 这种布置方式的优点是可以根据负荷情况调节使用 即当负荷不大 不需要3台电动机时 可将第三套传动装置的离合器打开 只用两套传动装置工作 图5 4 9 5 按用途分类 1 单向可伸缩带式输送机承载输送带输送煤炭 回空输送带回空 2 双向可伸缩带式输送机承载输送带输送煤炭 回空输送带运送掘进工作面的支护材料 采用双速电动机 生产运煤时使用高速 运送材料时使用低速 设有半自动装料装置和自动卸料装置 6 按驱动点数分类 1 单点驱动的带式输送机1台带式输送机无论驱动装置数量多少 其驱动位置只有一处 称单点驱动带式输送机 使用较为广泛 2 中间助力多点驱动带式输送机1台带式输送机几处设有驱动装置 称多点驱动带式输送机 这种带式输送机可以降低输送带的牵引力 因此可使用普通编织输送带 达到减少设备 增长输送距离的目的 综采工作面运输巷常用的多点驱动带式输送机有两种型式 直线摩擦式多点驱动带式输送机 它是将原输送机 主机 输送带下增设1台或多台普通带式输送机 辅机 承托主机输送带同步运行 依靠输送带的摩擦以减小主机输送带的牵引力 如图5 4 10所示 中间滚筒卸载式多点驱动带式输送机 它是在1台输送机的原有输送带的中间增设驱动点 以减小输送带的牵引力 如图5 4 11所示 六 型号及意义 带式输送机型号编制方法如下 产品类型代号 第一特征代号 第二特征代号和补充特征代号应符合规定 如输送机型号 DTL100 63 Z2 75 132S B 表示的意义为 D 煤矿用带式输送机 T 通用 L 钢架落地 100 带宽100cm 63 输送量630t h Z2 75 132 中间直线摩擦式助力多点驱动 2台75kW 1台132kW电动机 S 直线向上输送 B 第二次修改设计 第二节带式输送机的基本部件结构及特点 一 输送带在输送机工作过程中 输送带既是承载构件又是牵引构件 钢丝绳牵引带式输送机除外 输送带不仅要有一定的承载能力 而且还要有足够的抗拉强度 一般输送带由芯体和覆盖层构成 1 芯体主要由各种织物 棉织物 化纤织物以及混纺材料等 或钢丝绳构成 它们是输送带的骨架层 几乎承受输送带工作时全部负荷 因此 带芯材料必须具有一定的强度和刚度 输送带的结构1 上覆盖胶 2 边条胶 3 下覆盖胶 4 带芯 2 覆盖胶用以保护中间的带芯不受机械损伤以及周围介质的有害影响 上覆盖胶层一般较厚 这是输送带的承载面 直接与物料接触并承受物料的冲击和磨损 如图2 8 所示 下覆盖胶是输送带与支承托辊接触的一面 主要承受压力 为了减少输送带沿托辊运行时的压陷阻力 下覆盖胶的厚度一般较薄 侧边覆盖胶的作用是当输送带发生跑偏使侧面和机架相碰时 保护其不受机械损伤 1 输送带的结构按输送带带芯结构及材料不同 输送带被分成织物层芯和钢丝绳芯两大类 1 织物层芯输送带分为分层织物层芯和整体编织物层芯两类 分层织物层芯和整体编织物层芯两类 且织物层芯的材质有棉 尼龙和维纶等 整体编织织物层芯输送带与分层织物层芯输送带相比 在带强相同的前提下 整体输送带的厚度小 柔性好 耐冲击性好 使用中不会发生层间剥裂 但其伸长率较高 在使用过程中 需较大的拉紧行程 2 钢丝绳芯输送带是由许多柔软的细钢丝绳相隔一定向距排列 用与钢丝绳有良好粘合性的胶料粘合而成 钢丝绳芯输送带的纵向拉伸强度高 抗弯曲疲劳性能好 伸长率小 需要的拉紧行程小 同其它种类输送带相比 在带强相同的前提下 钢丝绳芯输送带的厚度小 钢丝绳芯输送带1 覆盖胶 2 中间胶 钢丝绳 4 帆布 输送带的横断面图a 分层芯体胶带 b 整编芯体胶带 c 钢丝绳芯体胶带 d 大倾角波状档边胶带 e 钢丝绳牵引胶带 1 帆布层 2 橡胶保护层 3 整编芯 4 钢丝绳芯 5 耳槽 6 方钢条 输送带的产品型号表示为 我国自1987年6月1日起开始实施 矿用阻燃输送带 标准 并经1992年12月修订 自1993年7月1日实施的新的 煤矿用阻燃输送带 行业标准 MTl47 92 该标准规定 自1993年7月1日起选用的煤矿井下用输送带必须满足该标准规定的阻燃标淮 除有关部门特批外 不得应用非阻燃输送带 煤矿用阻燃输送带基本系列见下表所示 表阻燃输送带厚度 芯体厚度值和单位面积重量 注 带厚和芯体的最小厚度 可根据使用要求增厚 但不得减薄 表阻燃输送带宽度系列 mm 煤矿用阻燃轴送带的产品型号表示为 2 胶带的连接为了便于运输和制造 输送带出厂时一般制成100 200m的带段 使用时根据实际情况进行连接 输送带的连接方法有以下三种 有机械连接法 硫化连接法 塑料带用塑化连接法 冷粘连接法 1 机械连接法有多种连接件 常用的有钩卡 钉扣 合页和夹板铆接 其中钉扣连接法较好 连接强度较接近带子本身的强度 需要钉扣连接用专门的钉扣机 机械连接法的优点 操作简便 适用于拆装式带式输送机 缺点 连接强度较低 图织物层芯输送带常用的机械接头方式a 铰接活页接头 b 铆钉固定夹板接头 c 勾状卡子接头 2 硫化连接法是利用橡胶与芯体的粘结力 将两条输送带的芯体粘连在一起 硫化所需的温度为140一150 压力为1 5 2 5MPa 硫化所需的时间依胶料不同而异 按生产厂的要求确定 对于多层帆布层芯体胶带的硫化 应将各层割成阶梯形斜角切口 如图 c 所示 阶梯接头搭接的方向应如图 e 所示 以免清扫刮板或犁式卸料器刮碰接头茬口 将接口掀开 对于单层芯输送带 如阻燃带 只能用切成三角形对接连接 如图 b 所示 钢丝绳芯输送带接头的硫化 应将两个带端的绳芯上的橡胶剥掉 将两端的钢丝线错位搭接 如图 a 所示为二级错位搭接 在钢丝绳的间隙中加中间胶条 然后在搭接的钢丝绳上 铺中间胶片和覆盖胶片 最后盖上上 下垫板 进行硫化 钢丝绳的搭接长度 根据钢丝绳在中间胶中的抽出力计算 2 硫化连接法是利用橡胶与芯体的粘结力 将两条输送带的芯体粘连在一起 硫化所需的温度为140一150 压力为1 5 2 5MPa 硫化所需的时间依胶料不同而异 按生产厂的要求确定 硫化法连接的接头强度 可达输送带本身强度的85 90 成更高 3 冷粘连接法与硫化连接法主要的不同之处是 冷粘连接使用的胶料涂在接口上后不需要加热 只需要施加适当的压力保持一定的时间即可 冷粘连接法只适用于帆布层芯体的输送带 4 塑化连接法 对于帆布层芯体的输送带 接头的切口和接头搭接方向 与硫化连接相同 只是工艺过程不同 对于整编芯体的输送带 是将接头处的编织芯体拆散 然后将拆开的两端互相编结 包覆塑料片后施加适当的温度和压力 塑化接头的强度可达到输送带本身强度的75 80 二 驱动装置带式输送机的主要结构由联轴器 减速器 驱动滚筒组成 下图是SD 150型带式输送机的驱动滚筒图 它是焊接件 滚筒表面有光面和胶面之分 胶面又有铸胶和包胶 驱动滚筒的另一种形式为电动滚筒 它是将电动机和齿轮减速装置全部设计在滚筒之内 结构紧凑 体积轻便 如图2 6 9 就驱动滚筒数目而言 有单滚筒和双滚筒驱动 增大驱动滚筒与输送带间摩擦系数的方法是给滚筒表面包覆一层高摩擦系数的材料 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 包覆的橡胶外表面做成人字形槽纹 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 驱动滚筒直径的大小 影响输送带绕经滚筒时的附加弯曲应力及输送带在滚筒上的比压 所以输送带应与驱动滚筒合理匹配 三 机架带式输送机机架按照安装方式可分为落地式和吊挂式两种型式 下图为落地式机架 下图为绳架吊挂式机架 包括钢丝绳 紧绳装置 中间吊架和分绳架等 图5 4 18绳架吊挂式机架 四 托辊托辊安装在机架上 其作用是支承输送带 减小运输阻力 使输送带垂度不超过规定限度 保证输送带平稳运行 托辊沿输送机全长分布 数量很多 它的工作情况好坏直接影响输送机运行 托辊的制造质量主要表现为旋转阻力和使用寿命 影响托辊施转阻力的主要因素是轴承的型式及其配合间隙 密封和润滑剂 带式输送机托辊的全部质量约占整机的1 3 价值约占整机的20 因此提高托辊的质量对降低能源消耗 节约钢材 增加运行可靠性都有很大意义 按用途分为承载托辊和专用托辊 承载托辊包括上托辊和下托辊 专用托辊包括调心托辊和缓冲托辊 1 承载托辊承载托辊有槽形托辊和平形托辊两种 托辊的结构如图5 4 20所示 由心轴 轴承 密封圈 管体等部分组成 2 调心托辊调心托辊除完成一般支承作用外 还有自动进行输送带调偏的作用 1 调心托辊的纠偏原理正常运行时 调心托辊只起支承作用 当输送带向某侧发生一定量的跑偏时 输送带的一边便压于该侧的立辊上 立辊带动回转架发生转动 如下图所示 回转架上的槽形托辊轴线方向发生变化 这就相当于输送带在一个斜置托辊上运行一样 如下图所示 斜置托辊的纠偏原理如下 输送带被牵引运行时 作用在斜置托辊上的力F分解成切向力Ft和轴向力Fa 切向力Ft用于克服托辊的运行阻力 使托辊旋转 轴向力Fa作用在托辊上 欲使托辊沿周向移动 由于托辊在周向不能移动 因而轴向力Fa作为反推力作用于输送带上 这个力即为纠偏力 3 缓冲托辊在带式输送机装载处 为了缓冲物料对输送带的冲击 需采用缓冲托辊 如图2 6 15所示 五 拉紧装置作用 1 保证输送带具有足够的张力 使滚筒与输送带之间产生足够的摩擦 2 限制输送带在相邻两托辊间的下垂度 拉紧装置分为 分螺杆式 钢绳绞筒式 重锤式等 六 制动装置 制动装置有逆止器和制动器 1 逆止器当向上运输的输送机停机后 使用逆止器来防止输送机逆转 工作原理见2 6 22 23 2 制动器是用于向下运输的输送机停机使用的 七 储带装置储带装置应用于可伸缩带式输送机中 是用来把可伸缩带式输送机伸长或缩短后多余的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 其工作原理如图5 4 31所示 图5 4 31 储带装置在带式输送机机头部的后面 运行的输送带在机头部卸载换向后经过传动滚筒进入储带装置 输送带分别绕过张紧车上的活动滚筒4和前端固定架上的固定滚筒3 折返后向机尾方向运行 需要缩短带式输送机时 输送带张紧车在拉紧绞车5的牵引下 向后移动 机尾前移 输送带就重叠两层贮存到储带装置中 需要伸长带式输送机时 拉紧绞车5松绳 机尾后移 储带装置中的输送带放出 输送带张紧车前移 根据缩短或伸长的距离 相应地增加或拆除中间架 带式输送机伸 缩作业完成后 拉紧绞车仍以适当的拉力把输送带拉紧 使带式输送机正常传动和运行 经过几次缩短 储带 输送带张紧车被拉到储带装置最后的极限位置 储满一卷输送带 这时绞车松绳 拆开输送带接头 用卷带装置从储带装置中取出一卷输送带 并将输送带张紧车移到图5 4 31 a 的初始位置 再把输送带接头连接好 为继续缩短带式输送机作好准备 八 拉紧装置 1 张紧装置的作用 根据带式输送机的工作原理可知 为使带式输送机正常运行 必须使输送带在驱动滚筒分离点的张力不为零 这样才能根据摩擦驱动条件获得输送带在驱动滚筒相遇点的张力及牵引力 带式输送机才能通过摩擦力作用驱动滚筒和输送带运行 因此为使输送带与滚筒分离点的张力不为零 需要给输送带一定的初张力 需要用张紧装置对输送带进行张紧 带式输送机才能正常工作 2 张紧装置的组成 张紧绞车 测力计如FSW1200 2 400型带式输送机的张紧装置由RADLOCK型张紧绞车和PIAB型测力计组成 牵引钢丝绳的一个端头与PIAB型测力计相连 绕过张紧绞车和固定滚筒的滑轮组后 将另一端缠绕和固定在张紧绞车的滚筒上 将PIAB型测力计预置整定在输送带需要的张力范围 当监测到动作张力值时 可控制张紧绞车正转或反转 使绞车滚筒缠绕或放出钢丝绳 使游动滚筒小车移动 同时储存或放出输送带 并自动张紧输送带 保持恒定的张紧力 八 拉紧装置九 清扫装置作用 保证带式输送机的清洁 第三节带式输送机的驱支方式与驱动装置 一 不要求软启动的带式输送机驱动方式1 电动滚筒与Y型电动机 联轴器 减速器驱动系统电动滚筒是由电动机直接驱动带有减速机构的滚筒驱动方式电动滚筒拖动结构紧凑 外形尺寸小 适用于2 2 55KW的小功率 短运距的带式输送机 电动滚筒分内装式电动滚筒和外装式电动滚筒 内装式电动滚筒的电机装在滚筒内部 电机散热性较差 一般用在功率为30kW以下 机长小于150m的带式输送机上 外装式电动滚筒的电机装在滚筒外部 并与滚筒刚性连接 由于电机装在滚筒外部 电机散热性较好 它与Y型电动机 Y型电动机 鼠笼转子型电机 联轴器 减速器 一般都用在功率45kW以下 机长小于150m的带式输送机上 这三种驱动方式的优点是结构紧凑 维修费用低 可靠性高 其缺点是电动机启动时对电网冲击大 在可靠性方面 Y型电动机 联轴器 减速器驱动方式优于电动滚筒 2 Y型电动机 限矩形液力耦合器 减速器驱动系统 Y型电动机 限矩形液力耦合器 减速器驱动系统 是带式输送机使用最为广泛的一种驱动装置 限矩型液力耦合器结构 主要由泵轮 涡轮和外壳三部分组成 在动力机带动耦合器转动时 首先由泵轮将耦合器腔内液体搅动 在离心力的作用下 腔内液体从半径较小的流道进口处被加速 并抛向半径较大的流道口处 从而液体的动量加大 在泵轮出口处液流以较高的速度和压强冲向涡轮叶片 释放液体动能来推动涡轮旋转做功 实现涡轮将液体动能转化为机械能的过程当液体的动能减小后 在其后的液体推动下由涡轮流出而进入泵轮 再开始新的能量转化如此周而复始 输入与输出在没有直接机械连接的情况下由液体动能完成柔性的成功连接 见图1图2 闫向元 限矩型液力耦合器的研究与应用 科技情报开发与经济 2010年第20卷第20期 限矩型液力耦合器 Y型电动机 限矩形液力耦合器 减速器驱动系统这种驱动方式的优点是 有效保护电动机和提高鼠笼式电机启动能力 缩短电动机启动时间 减少启动过程中的平均电流 减少启动的冲击和振动 防止动力过载 在多机驱动系统中 能均衡各电机的负载 结构简单 可靠 无机械磨损 不需要特殊的维护 缺点 不宜用于下运带式输送机和要求具有调速功能的带式输送机 二 要求软启动的带式输送机驱动方式 目前国内外常用的软启动装置主要有 调速型液力耦合器 差动液黏调速装置 CST 和变频调速装置 1 Y型电动机 调速型液力耦合器 减速器 1 调速型液力耦合器结构 主要由液力偶合器 电动执行器 稀油润滑装置与油箱等组成 2 调速型液力耦合器工作原理 是利用传动介质来传动动力 通过调节偶合器工作腔内充液量的多少 来控制偶合器输出轴的转速 达到输送机的软起动 3 Y型电动机 调速型液力耦合器 减速器驱动系统的布 2 Y型电动机 CST驱动系统 Y型电动机 CST驱动系统的布置 学科方向一 煤矿机械设备研究与开发 差动轮系液黏调速装置 CST 主要由行星齿轮减速器与可控液黏离合器组成 工作原理 通过调节离合器中的油压 利用摩擦片间所形成的油膜的动力黏性来传递动力 并控制减速器输出轴的转速 达到输送机的软起动 电动机转速通过行星减速器的输入轴 中间齿轮 传递给太阳轮 太阳轮使3个行星轮旋转 与离合器中的动摩擦片相连接的内齿圈是浮动的 可作自由转动 当离合器中无油压时 行星轮使自由浮动的内齿圈转动 从而使行星架不转动 减速器输出轴就静止不转 当对离合器逐渐施加油压时 两摩擦片间油膜所产生的黏性剪切力矩 使内齿圈转速逐