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带式输送机摩擦轮调偏装置设计【11张图纸】【优秀】

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带式输送机摩擦轮调偏装置设计【11张图纸】【优秀】.rar

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外文翻译--围绕驱动轮模型对带的拉紧进行研究中文版.doc---(点击预览)

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关键词：: 带式输送机摩擦轮磨擦调偏装置装置设计图纸

资源描述：

带式输送机摩擦轮调偏装置设计

44页 15000字数+说明书+外文翻译+11张CAD图纸【详情如下】

原理图.dwg

固定托辊架.dwg

外文翻译--围绕驱动轮模型对带的拉紧进行研究中文版.doc

带式输送机摩擦轮调偏装置设计说明书.doc

摘要.doc

摩擦轮位置图.dwg

摩擦轮支撑架.dwg

泵的支撑板.dwg

活塞.dwg

活塞杆.dwg

液压缸装配图.dwg

目录.doc

系统布置图.dwg

缸筒.dwg

调偏托辊架.dwg

QQ截图20140125103706.gif

泵的支撑板.gif

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活塞.gif

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系统布置图.gif

液压缸装配图.gif

原理图.gif

前言1

1 概述2

1.1 带式输送机发展历史的简单回顾2

1.2 国内外的研究现状和发展趋势4

1.2.1 国外煤矿用带式输送机技术现状和发展趋势4

1.2.2 国内煤矿用带式输送机的技术现状及存在的问题4

1.2.3 国内煤矿带式输送机的发展5

2 带式输送机的跑偏原因及分析7

2.1 胶带跑偏的原因分析7

2.2 各类托辊调偏的工作原理10

2.2.1 槽形调心托辊组11

2.2.2 前倾托辊组13

2.2.3 锥形双向调心托辊组14

2.2.4 摩擦调心托辊组16

2.3 空载回程胶带跑偏及托辊的选择19

2.4 胶带防偏托辊的适用性20

3 调偏系统设计及计算21

3.1 摩擦轮调偏装置设计原则21

3.2 摩擦轮调偏装置液压系统的工作原理22

3.3 调偏装置安装的位置选择23

3.4 液压系统参数设计计算部分24

3.4.1 调偏力的计算24

3.4.2 液压缸内液体的压力计算25

3.4.3 液压缸内液体流量的计算25

3.4.4 液压缸的输入功率的计算25

3.4.5 摩擦轮主要参数的计算26

4 液压缸的设计计算28

4.1 液压缸的设计28

4.1.1 确定液压缸的结构类型及安装方式28

4.1.2 确定液压缸的输出力28

4.1.3 确定液压缸的主要结构尺寸28

4.1.4 确定液压缸的长度和流量29

4.2 液压缸的作用力、作用时间及储油量的计算30

4.2.1 压力油进入无杆腔30

4.2.2 压力油进入有杆腔30

4.2.3 液压缸的作用时间31

4.2.4 液压缸的储油量31

4.3 液压缸壁厚的计算31

4.4 活塞杆的计算32

4.4.1 活塞与活塞杆螺纹连接的计算32

4.5 液压缸的材料及技术条件32

4.5.1 缸筒32

4.5.2 活塞33

4.5.3 缸盖33

4.5.4 活塞杆33

4.6弹簧的选用34

5.结论35

致谢36

参考文献37

附录A38

附录B45

摘要

胶带跑偏是运转中常见的故障，针对带式输送机工作中的跑偏问题，分析了带式输送机跑偏产生的原因，并结合生产实践，提出了调偏方法。为从根本上解决胶带跑偏问题，及时调偏，对提高胶带使用寿命具有十分重要的意义。因此研发了新型调偏装置。该调偏装置具有适应能力强、调偏快速准确、不受现场环境制约和安装方便等优点,可调整各种胶带的跑偏。该调偏装置由液压缸、液压阀、油泵、油箱、摩擦轮等组成。当胶带出现跑偏时，胶带首先与摩擦轮接触，摩擦轮旋转带动油泵工作;通过液压阀控制使液压缸活塞杆运动，从而带动调偏托辊架按所需方向偏转。由于调偏托辊转动后与胶带的运动方向成一定角度，这里利用复位弹簧促使皮带回到中心位置。这时，胶带与摩擦轮脱开，调偏托辊架停止转动，从而达到调偏目的。本文以设计原则为出发点，为满足调偏功能的各项要求，从结构及原理上进行了阐述，同时对现场的正确使用提出了建议。

关键词：胶带；带式输送机；跑偏；摩擦轮；托辊

Abstract

Leather belt running to deviation is a familiar problem in the operation, aim at the deviation problem about belt conveyor in the working,analyzed the reason that the belt conveyor running to deviation, and combine to produce fulfillment, put forward rectify diveation method. In order to resolve the belt running to deviation problem by the root, rectify deviation in time, have very important meaning towards raising the belt service life.Therefore develop new rectify deviation mechanism.The rectify deviation mechanism have strong orientation ability and quickly accurate,it advantage of can be free from the spot environment check and supervision and install convenience etc. It can be rectify deviation to the various belt.The rectify deviation mechnism composed by hydraulic cylinder, hydraulic valve，pump, gasoline tank，friction wheel and so on. When the belt appears to run to deviation, first the belt contact with friction wheel, then the oil pump working caused by friction wheel.through hydraulic valve the piston pole exercise of the hydraulic cylinder, accordingly drive the rectify deviation idler deflexion according to require direction. Due to rectify deviation idler with belt movement direction have some angle, over here impose the return spring urge the belt recur center situation.At this time, the leather belt and the friction wheel take off and the rectify deviation idler stop turning, consequently achieve the purpose of rectify deviation. This text takes the design principle as point of departure, in order to satisfy various requests of rectify diveation to the function, went forward to go to elaborate from the structure and the principle, put forward a suggestion to the right usage of the spot in the meantime.

Key words: leather belt; belt conveyor;rectify deviation;friction wheel; idler;

　　　带式输送机的最新发展方向是呈现长距离、大运量、高速度、集中控制等特点。与其他运输设备(如机车类)相比，不仅具有长距离、大运量、连续运输的特点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中控制，经济效益十分明显。带式输送机运行维护费用远远低于公路汽运方式，而且只要生产时间超过5年，带式输送机的输送方式比公路汽运的总投资要小得多;所以能实现带式输送机输送的场合一般都采用连续的带式输送机输送。国外对于长距离地面输送带式输送机的研究和使用较早，主要用于港口、钢厂、水泥厂、矿山等场合。带式输送机也是煤矿最为理想的高效连续运输设备，特别是煤矿高产高效现代化的大型矿井，带式输送机己成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。

1.2.1 国外煤矿用带式输送机技术现状和发展趋势

　　　国外带式输送机技术的发展主要表现在三个方面：1）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机型；2）带式输送机本身的技术向长运距、大运量、高带速等大型带式输送机方向发展；3）带式输送机本身关键零部件向高性能、高可靠性、低耗能方向发展。但在煤矿井下，由于受环境条件的限制，国外目前带式输送机的主要技术指标如表1-1所示:

1.2.2 国内煤矿用带式输送机的技术现状及存在的问题

　　　80年代我国煤矿用带式输送机也有了很大发展，对带式输送机的关键技术研究和新产品的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，但这一阶段的发展大都基于我国70年代前后引进带式输送机的变形和改进，主体结构没有大的变化，进入90年代以来，随着煤矿现代化的发展和需要，我国对大倾角固定带式输送机、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机及长运距、大运量带式输送机及其关键技术、关键零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，研制成功了软启动和制动装置以及PLC控制为核心的电控装置，并且井下大功率防爆变频器也己经进入研发、试制阶段。随着我国煤矿高产高效矿井的发展，煤矿井下带式输送机各项技术指标有了很大提高，主要特征指标见表1-2所示。

表1-1国外常用带式输送机技术指标

Table.1-1 The foreign technique index of belt conveyer

主要技术参数国外万吨/年高产高效矿井

顺槽可伸缩带式输送机固定带式输送机

运距

带速最高可达8

输送量

驱动功率最高可达10100

表1-2我国常用带式输送机技术指标

Table.1-2 Our country technique index of belt conveyer

主要技术参数国外万吨/年高产高效矿井

顺槽可伸缩带式输送机固定带式输送机

运距

带速

输送量

驱动功率

　　　根据表1和表2的比较，我国煤矿高产高效矿井配套国产带式输送机的水平基本达到或接近了国际水平，但关键零部件的制造工艺、技术含量及可靠性还须进一步提高。

1.2.3 国内煤矿带式输送机的发展

　　　1）提高煤矿井下带式输送机关键零部件的性能和安全可靠性

内容简介：: 附录A围绕驱动轮模型对带的拉紧进行研究摘要：通过传统的计算来分析驱动轮摩擦力问题，这种方法提供了一种允许设计者自己决定传动过程中最大值的滑动测试，在传统的滑动计算中，摩擦系数通常采用。在这篇文章中，一个力学模型被展示出来，为了模仿起始阶段驱动轮为胶带分配系统的大多的弹性力。这个模型允许预张紧，这时候应用转矩来表达拉紧力和。被应用的转矩正适合滑动辊。这个模型显示了带上的张紧力分配到辊的表面。这个模型对驱动辊周围的带的张紧表达的更清楚易懂，也包含了当设计一个驱动系统时要考虑弹性收缩。1.绪论就如何定义带张紧的变化这个问题，许多作者已经定义为从张紧力为的紧边变化到张紧力为的松边的过程。在靠近滑动驱动轮定义张紧力与张紧力的数量关系为： (1)上式的来源是对这个问题进行基本的简单的运算得来的，在受到从到之间角度的限制下把小的单元进行整体化,对于一个有效的摩擦系数用来限制摩擦力和限制滑动体的冲击力。等式的右边定义了的比值，这个数值由驱动辊与胶带之间的摩擦力来提供。在这个问题中，是胶带与驱动辊的静摩擦力。在驱动轮上实际的张紧力和应该被认为是完全由输送的距离和输送的材料所决定的，而不是驱动轮与胶带之间通过摩擦力相互作用产生的。对于在胶带与滑轮之间有效的摩擦因数的值引文中通常定在，对于铁滑轮（值更低），带防护套的滑轮（值更高）。然而，对于橡胶与铁之间和橡胶与橡胶之间的摩擦系数的实际测量值范围是0.7到1.2，比现在通过对滑动驱动计算而常用的有效摩擦系数值更高。毫无疑问的通常使用的有效摩擦系数值被认为是用来完全约束辊的长度的。当变大再与比较时，滑动摩擦更有可能发生，因此设计应该懂得下面这个关系 (2)应用它作为测试滑动摩擦的出发点。对于双重驱动辊的其它关系已经被研发出来，为了调和不同的角度约束.这个基本模型根本就没有考虑现在实际系统中的重要参数：1)带从到的收缩。（带的弹性）2)轮与带之间的的真实值（0.7到1.2）3)轮的滑动位置变化同样应用转矩4)通常力的变化是由于收缩问题引起的5)轮周围的摩擦系数是变化的6)轮的出口处带的速度比轮本身的低最近的研究很好的处理了轮摩擦力的传导的问题，由哈里森写的两篇论文和由泽帝斯写的另一篇论文在参考文献2 和3中的问题是表面粗糙度和摩擦力通过测试被确定的。在参考文献4中实际使用的仪器是通常用监控器来监控带与辊的接触。根据对表面粗糙度和橡胶的硬度的测试2，一个新的方程式被推导出来，用来表达约束带周围的变化方式： (3)这里对于包着铁的橡胶来说A=2.0，角是是约束角度2。在这个研究中显示的摩擦系数并不是恒定的，而是随着约束角度在到之间变化而从0.86下降到0.56，当约束角度为时。因此，是体现同等摩擦力随曲线减少而不是随直线增加。通过上面的研究讨论得出一个结论，用这种机构方式来描述驱动辊周围与的转化是复杂的，在带与辊的界面上是很难理解的。这里的摩擦系数明显比通常为滑动摩擦设计而测试出来的数据要高。这篇文章用另一种方法来描述这个问题，它涉及到了实体模型。2.实体模型这篇文章的其中一个主题就是决定驱动轮周围张紧力变化到数值较低的的方式。这个实体模型用了大量的阻尼弹簧由来模仿带对周围驱动轮的约束。这个模型通常可以应用在作驱动轮设计的审查。研究出分配质量和弹力原理，用这种形式作为模拟发动机的输入5。这个模拟发动机允许模型在设置的程序控制下工作，这样写适用于应用转矩作为输入。例如，把预紧力的比率应用到模型中就能够被控制，因此使初始条件稳定。之后最初的预紧力也被稳定下来，当在辊表面有不同弹性张紧力时应用转矩比率来预防辊的滑动。例如，下面设置的参数将用在模型中，在这篇文章中将进一步描述。(1)带的质量为（纤维带）(2)带的质量为（钢束缚带）(3)驱动辊直径为，约束角度为(4)静摩擦力系数为0.9，动摩擦力系数为0.7 （橡胶在钢上）在模拟期间所有的弹性张紧力都被拉伸。所有输入到实体模型中的都需要被核对以便模拟能够稳定的进行。在建立模型中，下面的程序是必须的：(a)每个弹簧在同一个位置附上同质量的单元，以便旋转中不会产生瞬间的超重。(b)每个弹簧有相同的长度L/6，这里L是弹簧在无外力作用下的长度。(c)当应用辊的转矩时要保证每一个滑动表面都与轴承面接触，以便能够快速计算出滑动摩擦力，从而不引起振动。(d)当预紧力和转矩同时应用时，每一个弹簧上都应用阻尼为了减少动态运动。(e)在t = 0时应用辊沿地平线的位移，这里弹簧的预紧力代表带的拉紧力。(f)在所有的初始振动消失以后，转矩将逐渐的由增加到。这个过程能够持续到辊开始旋转为止。在重力的作用下，每一块都通过辊的滑动来协调自己的位置直到所有的外力平衡。这时弹簧力代表带的张紧力。3.较低预紧力的例子纤维带的张紧力通常比具有较高硬度的钢束缚带低很多，因此弹簧的硬度必须与之相协调。构建一个具有六个元件的弹簧系统，如图1所示。弹簧的长度这里取0.28m，驱动辊的直径这里取1.0m。弹簧的精确长度取决于初始张紧力,然而，一但辊和弹簧在转矩的作用下彼此偏离那么这些初始条件不在相关。静摩擦力被规定为0.9，滑动和动态摩擦力被规定为0.7。在t=0时，在两秒的时间里逐渐把5kN的预紧力施加到带上，这时保持这种平衡直到五秒。为了检查模拟装置的控制逻辑性，先第一个输入的值作为真实的条件，第二个输入的数作为假条件，如下：时间段 0.025s需求力 if (t 5,50, (t - 5), 0)每个质量规定为25 kg，每个弹簧的硬度为120，每个弹簧的阻尼系数被规定为恒定的条件。在模拟中设置的阻尼太大，由于会产生高频从而导致动态的硬度和不稳定。在应用转矩不久以后，在部分装置中可以观察到辊的运动。弹簧上的张紧力原理上能作用5到10秒其值基本上是固定的因为所用的转矩值较低，不会引起相对滑动。弹簧2附近的在其它周围辊之前经历了张紧力上升阶段。在弹簧的张紧力上升的同时，旁边的开始下降。通常来说，图中在左边的方格中所显示的弹簧张紧力被规定为从顶端到底部并且采用同样的方式绘画出来。也就是说长度为L的弹簧包含了紧边的张紧力T.等等。在右边的方格中，例如在带的张紧力为时，弹簧上的张紧力最低并且持续的时间最长。这个滑动模型最早用在模拟中时，它允许辊通过滑动来拖动质量块在某一点处达到静平衡。当这个质量块到达辊表面某一点时，在这个点上每个单元的弹簧力通过特别正常的载荷外力拖拉下达到平衡。在这个特殊模型的模拟中描述了带相对于辊是恒定的爬动或滑动，当带运行时，许多运行的橡胶模拟带都显示了有5%是滑动的。对这些数据进行分析得出，所有的质量块在滑动到静平衡时，对于每一个质量块都有一个动摩擦系数，辊需要一分钟达到系统静平衡点。这时候不在产生拉伸，因此这时测定张紧力：由此我们得出。对于滑动摩擦，从通常的方程式中可以得出符合这个张紧力比率的有效摩擦系数，当约束角度为210度时，有这个结果是非常让人感兴趣的，就是对每个质量块所规定的静摩擦系数值都与测量值相接近，滑动摩擦系数，与之相等的或有效的摩擦系数。通过这个模拟装置已经测试出值，下面通过简单的描述。通常来说值的范围为0.25 0.35，系统中有效摩擦系数值大约是滑动摩擦系数值的一半。通过对数据进行讨论，可以得出，能用许多方式划分驱动辊周围弹性单元张紧力的变化。图4显示了弹性力在不同水平下其曲线的发展变化，及达到静平衡点的数值。这个图表用一个近似的“S”曲线表达驱动辊周围带上张紧力的发展变化。在曲线附近可能存在一些误差，因此刚好出现在系统达到静平衡以前，主要是由于在这个位置上存在动摩擦力，即在这个点上系统转变为静平衡。4.较高预紧力的例子先前的例子显示了一个相对较低预紧力的模型，这些模型通常用在地下矿井。它展示了虽然带与驱动辊之间的摩擦力系数测量值大约是，但是在滑动时实际所看到的摩擦系数却是，通过这个模拟装置肯定了应用在例一中的传统的摩擦系数值。另外，当需要构建一个钢束缚带的模拟装置时驱动辊装置就需要更高硬度的弹簧。在先前的运算中A4型弹簧需要用五个质量块。每个质量块的质量为14千克，并且采用相同的辊的参数。在先前的例子中所采用的摩擦系数也是相同的，一般来说和。在靠近滑动辊中，对于一个模型的预紧力为85千牛，在驱动辊上的张紧力和分别为172千牛和14.1千牛。滑动摩擦系数比率，这里给出了有效摩擦系数。当模型中的预紧力增加到165千牛时，有效摩擦系数随之增加，达到，在这之前辊在质量块下边滑动。在辊周围具有四个弹性单元和五个质量块的弹簧的张紧力的变化。应用前面的模拟技术，装置中输入100千牛的预紧力。当预紧力使辊达到先前的滑动时其预紧力值分别为和。这里给出的有效摩擦系数，滑块与辊之间的摩擦系数是0.9。这个试验揭示了一个重要内容，就是转矩可以应用到前面的滑动辊中，充分的使用传动中的参数值。在转矩应用3.2秒以后在模型中弹簧的张紧力变为恒定值。在这成为恒定的驱动滑动装置。如此高的预紧力就是为了使模拟装置保持稳定即使辊是滑动的。这不是具有较低预紧力装置的情况。如果把弹簧的数量增加到六个，由于弹簧硬度的影响导致较高频率的振动，因此使得模拟装置变得不稳定。全过程都是采用传统模拟装置测试的结果。初始预紧力在所有具有预紧力的弹簧上引起了过振动。逐渐施加转矩以后系统逐渐稳定下来，张紧力逐渐下降，一直到辊产生滑动，最下面的曲线显示了辊在滑动过程中所有的旋转时间是2.8秒。上面为了驱动具有相同机械条件的装置构件了许多稳定的模拟装置。每次模拟中输入模型中的预紧力都在增加，因此K值也是增加的。模拟装置中当时有效摩擦系数逐渐增加的方式。每次模拟都要计算有效摩擦系数，很明显值随着K值的增加而增加。显然了在约束角度已知的前提下预紧力的值影响到有效摩擦系数的值。5.设计的应用在输送带的设计中有许多方法计算带的张紧力，通常可以直接查得输送带周围有效的张紧力。这些方法在CEMA 1, ISO 5048 or DIN 22121.这本书中有所介绍。同时这些方法中的每一种方法都有自身的缺点，它们广泛的应用在工业中，为了得出在输送带周围的有效张紧力。比起ISO 和CEMA.，商业模型可能会更准确些。对于传统的直径为1米的驱动辊应用模拟的结果可以写出包含有效摩擦力对张紧带的影响。利用上面现有的摩擦力条件，一般来说和，关于的等式是： (4)这里，这个方程式对于滑动摩擦变为 (5)在反复设计过程中，沿着带上的一些带的张紧力需要被设置，通常这个值选择为或者为了确保尾部的张紧力保持在设计限制之内，通过点载荷在尾部进行拖拉。这可以该变为尾部驱动系统。通常来说，如果应用重力的话，设置或者设置尾部张紧力是相对较简单的。在设计中为了控制载荷点的下垂可以假设的值，对于滑动测试的关系将变为（6）这里由于传递阻力的作用有效摩擦力为（7）这个研究表明由于传递阻力的作用滑动测试的结果取决于有效摩擦力。在这个研究中驱动辊的有效摩擦力值比传统中采用的有效摩擦力值要大，传统设计中有效摩擦力系数范围是0.25到0.35。在传统的设计中应用，但不是影响有效摩擦系数的参数。一个滑动的实验设计可以简单的归结为如下五个步骤：(1)为了传送计算有效张紧力(2)根据下垂的侧面张紧力最低规定一个张紧力(3)根据所能估算的最好的张紧力值来计算值(4)利用公式4计算驱动摩擦系数(5)利用公式5或6决定是否过大这里有许多在带的下面产生驱动滑动的例子，这于设计计算相反。可以利用模拟来分析每个特殊的传动驱动设计，因此其影响因素应该考虑到驱动辊的直径和绝缘层的材料。自从滑动张紧力和之间关系的变化被研究出来以后，现在也考虑到带的黏弹性。这个过程是特别重要的因为在市场出现了能够阻止驱动轮产生滑动的具有更大摩擦系数的新型的绝缘层材料。例如绝缘层材料是陶瓷的，据报道其摩擦系数值能达到0.45到0.5。对于滑动测试可以通过模拟来比较陶瓷带与橡胶带所产生的真实的摩擦系数。绝缘层材料的节结做成机械压痕，在这种情况下绝缘层材料是陶瓷的可以产生明显更大的摩擦系数，对这个问题现在正在研究。6.结论依据带的张紧力模拟分析比较驱动轮与静态橡胶带和与动态橡胶带之间的摩擦系数值，测得的结果显示其摩擦系数值分别靠近0.9和0.7，然而实际有效摩擦系数的变化范围是0.32到0.84。在低张紧力带中涉及到了滑动带的硬度，该硬度是已知的并且是有效的。然而，当的值增加时必须依靠应用一个新的有效的摩擦系数来证明带在这点产生滑动。模拟出的另一个结果是在带周围的驱动辊对带的张紧力的分配。这个结果与带的黏弹性松弛率结合在一起就可以成为改良带的材料的方法。尽管这篇文章叙述了一个特殊模拟装置的例子，并且伴随着假设和结论，每个驱动辊系统都要求单独的检测并且决定滑动点的位置。中文题目：带式输送机摩擦轮调偏装置设计外文题目： DESIGN OF FRICTION WHEEL MECHANISM TO RECTIFY DEVIATION ON BELT CONVEYOR 目录前言11 概述21.1 带式输送机发展历史的简单回顾21.2 国内外的研究现状和发展趋势41.2.1 国外煤矿用带式输送机技术现状和发展趋势41.2.2 国内煤矿用带式输送机的技术现状及存在的问题41.2.3 国内煤矿带式输送机的发展52 带式输送机的跑偏原因及分析72.1 胶带跑偏的原因分析72.2 各类托辊调偏的工作原理102.2.1 槽形调心托辊组112.2.2 前倾托辊组132.2.3 锥形双向调心托辊组142.2.4 摩擦调心托辊组162.3 空载回程胶带跑偏及托辊的选择192.4 胶带防偏托辊的适用性203 调偏系统设计及计算213.1 摩擦轮调偏装置设计原则213.2 摩擦轮调偏装置液压系统的工作原理223.3 调偏装置安装的位置选择233.4 液压系统参数设计计算部分243.4.1 调偏力的计算243.4.2 液压缸内液体的压力计算253.4.3 液压缸内液体流量的计算253.4.4 液压缸的输入功率的计算253.4.5 摩擦轮主要参数的计算264 液压缸的设计计算284.1 液压缸的设计284.1.1 确定液压缸的结构类型及安装方式284.1.2 确定液压缸的输出力284.1.3 确定液压缸的主要结构尺寸284.1.4 确定液压缸的长度和流量294.2 液压缸的作用力、作用时间及储油量的计算304.2.1 压力油进入无杆腔304.2.2 压力油进入有杆腔304.2.3 液压缸的作用时间314.2.4 液压缸的储油量314.3 液压缸壁厚的计算314.4 活塞杆的计算324.4.1 活塞与活塞杆螺纹连接的计算324.5 液压缸的材料及技术条件324.5.1 缸筒324.5.2 活塞334.5.3 缸盖334.5.4 活塞杆334.6弹簧的选用345.结论35致谢36参考文献37附录A38附录B45摘要胶带跑偏是运转中常见的故障，针对带式输送机工作中的跑偏问题，分析了带式输送机跑偏产生的原因，并结合生产实践，提出了调偏方法。为从根本上解决胶带跑偏问题，及时调偏，对提高胶带使用寿命具有十分重要的意义。因此研发了新型调偏装置。该调偏装置具有适应能力强、调偏快速准确、不受现场环境制约和安装方便等优点,可调整各种胶带的跑偏。该调偏装置由液压缸、液压阀、油泵、油箱、摩擦轮等组成。当胶带出现跑偏时，胶带首先与摩擦轮接触，摩擦轮旋转带动油泵工作;通过液压阀控制使液压缸活塞杆运动，从而带动调偏托辊架按所需方向偏转。由于调偏托辊转动后与胶带的运动方向成一定角度，这里利用复位弹簧促使皮带回到中心位置。这时，胶带与摩擦轮脱开，调偏托辊架停止转动，从而达到调偏目的。本文以设计原则为出发点，为满足调偏功能的各项要求，从结构及原理上进行了阐述，同时对现场的正确使用提出了建议。关键词：胶带；带式输送机；跑偏；摩擦轮；托辊；38AbstractLeather belt running to deviation is a familiar problem in the operation, aim at the deviation problem about belt conveyor in the working,analyzed the reason that the belt conveyor running to deviation, and combine to produce fulfillment, put forward rectify diveation method. In order to resolve the belt running to deviation problem by the root, rectify deviation in time, have very important meaning towards raising the belt service life.Therefore develop new rectify deviation mechanism.The rectify deviation mechanism have strong orientation ability and quickly accurate,it advantage of can be free from the spot environment check and supervision and install convenience etc. It can be rectify deviation to the various belt.The rectify deviation mechnism composed by hydraulic cylinder, hydraulic valve，pump, gasoline tank，friction wheel and so on. When the belt appears to run to deviation, first the belt contact with friction wheel, then the oil pump working caused by friction wheel.through hydraulic valve the piston pole exercise of the hydraulic cylinder, accordingly drive the rectify deviation idler deflexion according to require direction. Due to rectify deviation idler with belt movement direction have some angle, over here impose the return spring urge the belt recur center situation.At this time, the leather belt and the friction wheel take off and the rectify deviation idler stop turning, consequently achieve the purpose of rectify deviation. This text takes the design principle as point of departure, in order to satisfy various requests of rectify diveation to the function, went forward to go to elaborate from the structure and the principle, put forward a suggestion to the right usage of the spot in the meantime.Key words: leather belt; belt conveyor;rectify deviation;friction wheel; idler;前言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。其特点是承载物料的输送带也是传递动力的牵引件，这与其他输送机有显著的区别。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。带式输送机按承载断面可分为平形、槽形、双槽形（压带式）、波纹挡边斗式、波纹挡边带式、吊挂式圆管形、固定式和移动式圆管形等八大类。随着带式输送机功率的不断增加,运行速度的不断提高,出现了一个人们非常重视的问题,就是带式输送机的侧向运行(即跑偏)的稳定性及预测。工作中跑偏是输送机经常出现的问题之一,当跑偏量超过临界值,就会对整个系统的平衡造成不良影响,甚至会产生停工,停产等严重后果。目前人们较为关心的问题是在满足生产能力的前提下，以提高生产率、经济效率为目的，进行输送机本身的改造，使之进一步完善。胶带跑偏是运转中常见的故障，胶带跑偏是指输送物料时，胶带在物料的重量、驱动、支承等装置摩擦力矩的作用下，胶带偏离输送机中心，向两侧移动。胶带长期跑偏会造成胶带边缘严重磨损，胶带撕裂、刮损、拉断等突发性事故。分析胶带跑偏的原因，及时调偏，对提高胶带的使用寿命具有十分重要的意义。但是，由于安装及运转中的原因，经常会出现跑偏。机头、中间架、导向滚筒的安装误差、胶带交接头不正、输送机的来料落点偏、胶带本身内部的张力不匀、滚筒的磨损不匀、滚筒与胶带间有杂物、托辊缺失或转动不灵活等，均会造成胶带跑偏。胶带跑偏会给生产造成很多不利影响，如胶带边磨损、物料洒落、胶带断裂等。防带式输送机跑偏的方法和装置很多如过去经常用的防跑偏托辊架、电动执行器控制的调偏机构、防跑偏的自动检测及停车自动控制等，均不能长期有效解决胶带跑偏问题。以前的一些解决方法，不是方法欠佳就是时间滞后，或是维护量过大。因此，设计研究更先进的防带式输送机跑偏装置是解决带式输送机跑偏的重要工作。1 概述带式输送机是当代最为得力的输送设备之一，在整个输送机范畴中，它是应用最为广泛的一种设备，它的产生已有上百年的历史了，现己成为冶金、矿山、水泥、码头、化工、粮食等行业最主要的运输工具。早期带式输送机由于其功率小、运距短、速度低，应用受到一定限制。进入60年代末，带式输送机技术有了较大发展，随着物流技术的发展，带式输送机逐渐成为输送散料最可靠、最经济的设备之一，自80年代以来，更是进入了一个崭新的发展阶段，具体表现为:大运量、长运距、高速度、大功率、多品种等。据调查，目前国际上带式输送机最高带速己超过，最大带宽增至，运量最高可达，单机最大装机容量达，多机串联运距可达。1.1 带式输送机发展历史的简单回顾1带式输送机经过近两个世纪的发展，已从最初的雏形进化成具有高强力、大运量、大功率的现代化的带式输送机。今天，带式输送机已经成为散体物料的主要运输工具之一，尤其是在煤矿、金属矿、大型火电站的散料运输中，带式输送机以被广泛采用。在带式输送机的发展历史中，人们从理论和实验两个方面对带式输送机的特性进行深入的研究，形成了一些设计规范和标准，然而，这些都是建立在静力学基础上的，至今还没有一种经济有效的动态设计方法可供工程设计选用。回顾带式输送机的发展历史，可将其划分为三个阶段。第一个阶段始于1800年，最初输送机的输送带是帆布、天然橡胶或皮革等制作的。输送带是平板型且在木制的支座上滑动。这种输送机的长度很短且仅用于运送谷物。到了1860年，平行转动托辊代替了木质支座支承。1896年，Thoms Robins Jnr获得了槽形托辊支承的带式输送机专利。到了1920年，人们开始生产并应用多层棉帆布增强型橡胶输送带。在美国有一条输煤系统，带式输送机的总长度达，其输送带就是棉帆布多层型的。在第二次世界大战期间，合成材料技术得到了迅速的发展，人们开始用尼龙、聚乙烯、帆布等强度大的材料做橡胶输送带的芯质，同时对带式输送机进行了理论和实验研究，可以说此时带式输送机发展进入了第二个阶段。在这段历史中，获得了一些有影响的研究成果，而且有些成果至今还在应用，主要有一下几个方面的成就：1）由于采用了合成材料，输送带的强度得到了提高，增强了带式输送机的运输能力和单机长度。到了1955年，在欧洲已出现了钢丝绳芯胶带，但由于其接头上的技术困难，当时未能引起人们的足够重视。2）带式输送机的结构形式也有较大发展，出现了单机长度较大的钢绳牵引带式输送机、多点驱动带式输送机、可弯曲的胶带输送机等等。3）理论和实验研究有重大突破，在1954年，原联邦德国的拉切曼（Lachmann）发表了第一篇关于胶带输送机全阻力的论文；在1956年，汉诺威大学的威尔林（Vierling）发表了带式输送机传动理论和带式输送机运行阻力的研究两篇论文；同年杜补乐（Du Breuil）研制出胶带运行阻力测试装置；1957年欧曼（Oehmen）获得带式输送机阻力的实测数据，还有其它一些学者做了大量的研究工作。在这一阶段，形成了带式输送机较完善的设计理论和方法。自60年代末开始，随着电子技术的迅速发展，可用于制造、设计、安装胶带的各种电器、电子检测和保护装置仪器的出现，带式接头技术的不断完善，带式输送机进入了一个新的发展时期。这段时期的明显特点是，带式输送机技术发展迅速，具体表现在：1）品种多。从大到数十公里的长距离越野胶带输送机，到小至几米长的小型室内用带式输送机；带宽从甚至更宽；还出现了大倾角带式输送机、气垫式输送机、多点驱动带式输送机、水平弯曲带式输送机等。2）速度高、功率大。目前国外最高带速已达，单机长度达,单机最大功率已达数千千瓦.3）采用了新的电子技术。在设计阶段用电子计算机作为辅助计算手段，在运行中用电子仪器仪表监控带式输送机的工作状态，从而提高了带式输送机的效率和工作的可靠性。近20年来，世界各国都注意研究和开发高速、大功率钢丝绳芯带式输送机。在70年代中期，K.H.Oehmen研究了钢丝绳芯胶带的接头问题和水平、铅垂弯曲钢丝绳芯胶带的设计问题。在德国，Hohman、Hager、Sannemann、Funke等学者对钢丝绳芯胶带的传动机理、胶带横断面的应力分布、起动状态等问题进行了深入的研究。最近在德国又取得钢丝绳芯胶带接头方式优化的新成果。在荷兰、西班牙、前苏联等国家也对钢丝绳芯胶带运行阻力产生机理、弯曲阻力等问题进行了研究。在澳大利亚，Harrison、A.W.Robert、James等学者对钢丝绳芯胶带无损探伤、接头缺陷、起制动特性、胶带横向弯曲振动等问题作了较深入的研究。正是这些科研工作者的工作，才使国外大功率带式输送机发展很快。在德国，带式输送机的最高带速已超过15；在法国，带式输送机的单机长度已达,高差为;弯曲带式输送机的单机长度为,弯曲处多达五处；单滚筒的驱动功率达。设计带速为8.4，每台年运量为4亿吨。最近法国又成功的制造出运量为25000的大功率输送机。在澳大利亚一个铝钒土有限公司的采矿场上，单机最大长度达，在鹿特丹矿上，多机串联运距长达,共由17条胶带输送机组成。再如德国莱茵褐煤矿有限公司福而图纳露天矿使用了日挖240000斗轮挖掘机，与其配套的带式输送机带宽为,带速为7.4，运量为37500，前苏联的带式输送机最大带宽为。1.2 国内外的研究现状和发展趋势2带式输送机的最新发展方向是呈现长距离、大运量、高速度、集中控制等特点。与其他运输设备(如机车类)相比，不仅具有长距离、大运量、连续运输的特点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中控制，经济效益十分明显。带式输送机运行维护费用远远低于公路汽运方式，而且只要生产时间超过5年，带式输送机的输送方式比公路汽运的总投资要小得多;所以能实现带式输送机输送的场合一般都采用连续的带式输送机输送。国外对于长距离地面输送带式输送机的研究和使用较早，主要用于港口、钢厂、水泥厂、矿山等场合。带式输送机也是煤矿最为理想的高效连续运输设备，特别是煤矿高产高效现代化的大型矿井，带式输送机己成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。1.2.1 国外煤矿用带式输送机技术现状和发展趋势国外带式输送机技术的发展主要表现在三个方面：1）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机型；2）带式输送机本身的技术向长运距、大运量、高带速等大型带式输送机方向发展；3）带式输送机本身关键零部件向高性能、高可靠性、低耗能方向发展。但在煤矿井下，由于受环境条件的限制，国外目前带式输送机的主要技术指标如表1-1所示: 1.2.2 国内煤矿用带式输送机的技术现状及存在的问题80年代我国煤矿用带式输送机也有了很大发展，对带式输送机的关键技术研究和新产品的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，但这一阶段的发展大都基于我国70年代前后引进带式输送机的变形和改进，主体结构没有大的变化，进入90年代以来，随着煤矿现代化的发展和需要，我国对大倾角固定带式输送机、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机及长运距、大运量带式输送机及其关键技术、关键零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，研制成功了软启动和制动装置以及PLC控制为核心的电控装置，并且井下大功率防爆变频器也己经进入研发、试制阶段。随着我国煤矿高产高效矿井的发展，煤矿井下带式输送机各项技术指标有了很大提高，主要特征指标见表1-2所示。表1-1国外常用带式输送机技术指标Table.1-1 The foreign technique index of belt conveyer 主要技术参数国外万吨/年高产高效矿井顺槽可伸缩带式输送机固定带式输送机运距带速最高可达8输送量驱动功率最高可达10100表1-2我国常用带式输送机技术指标Table.1-2 Our country technique index of belt conveyer 主要技术参数国外万吨/年高产高效矿井顺槽可伸缩带式输送机固定带式输送机运距带速输送量驱动功率根据表1和表2的比较，我国煤矿高产高效矿井配套国产带式输送机的水平基本达到或接近了国际水平，但关键零部件的制造工艺、技术含量及可靠性还须进一步提高。1.2.3 国内煤矿带式输送机的发展1）提高煤矿井下带式输送机关键零部件的性能和安全可靠性设备开机率的高低主要取决于输送机关键零部件的性能和可靠性。我们除了进一步完善和提高现有零部件的性能和可靠性，还要不断开发研究新的技术和零部件，如高性能可控软启动技术、动态分析与监控技术、高效储带装置、快速自移机尾、高寿命托辊等，使带式输送机的性能进一步提高大型化、智能化提高运输能力和自动化控制水平。 2）提高运输能力，适应高产高效集约化生产的需要长运距、高带速、大运量、大功率是带式输送机今后发展的必然趋势。在今后的10年内，输送量要达到，带速要提高到，顺槽可伸缩输送机头部集中驱动要达到3000，对于固定强力带式输送机要达到5000，单机驱动功率10001，输送带要达到PVG3150和ST6000以上。 3）控制自动化水平要提高随着可控软制动、软启动装置的研制成功，带式输送机的单机控制水平应进一步提高。矿井数字化系统工程的建设，要求控制系统必须具备RS485等远传接口，以实现带式输送机的集中控制，提高带式输送机的自动化水平。 4）一机多用，扩大功能带式输送机是一种理想的连续运输设备，并且有不能充分发挥其效能的可能，浪费资源。如将带式输送机结构作适当修改，并采取一定的安全措施，就可拓展运人、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。5）研制特殊机型由于现场地质构造差异较大，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()直至垂直提升、长运距带式输送机等，而有些场合常规的带式输送机是无法满足要求;为了满足煤矿井下的某些特殊要求，应开发满足这些特殊要求带式输送机。2 带式输送机的跑偏原因及分析2.1 胶带跑偏的原因分析3 引起带式输送机胶带跑偏的原因很多如有设备制造问题、设备安装问题及工艺布置不恰当等方面，下面逐一分析。1）带式输送机胶带本身质量缺陷。其表现为在胶带截面上张力分布不均，对胶带的中心线有弯矩作用。产生的原因是，胶带出厂有“海带边”；对钢丝绳芯胶带可能是钢丝绳的初张力不等；胶带上下盖胶厚度不均；胶带接头不对中等。这种因素引起的跑偏往往都是恒跑偏量的稳定性，严重时会出现向一侧有较大的跑偏量，引起撒料、刮边和撕裂现象。这种现象的定量解释如下 (2-1) 由于胶带的截面上有转矩的作用，使得该段胶带向张力小的一边跑偏，见图2-1所示图2-1 胶带缺陷引起的跑偏Fig.2-1 The deviation cause by belt disfigurement如果把胶带看成是弹性体，不计其它力的作用，则有（2-2） 2）物料偏斜引起胶带跑偏。在胶带上物料的质心位置为（），如图2-2所示，则在物料重力的作用下，胶带向左偏移值，这样可以根据力的平衡条件解出值，设右侧托辊上物料的重量为，左侧托辊上物料的重量为，物料推移胶带向左跑偏的力为： (2-3)式中，和分别为胶带在两个侧托辊上的重量，和为中间托辊上物料的重量及胶带重量，为托辊与胶带间的轴向滑动摩擦系数。设胶带跑偏为，此恢复力为 (2-4)由于推力等于恢复力，可得出这里k为胶带跑偏的恢复力系数，通常是非线性的。 (2-5)图2-2 物料偏移而引起的跑偏Fig.2-2 The deviation cause by material excursion3）托辊偏斜引起的跑偏。在安装中，如果托辊的轴线不与胶带中心线垂直，在胶带运行时就会产生垂直于胶带运行方向的侧向推力，如托辊前倾，则引起指向中心线的恢复力；如果向后倾斜，则会引起跑偏力，。如果托辊支架有整体倾斜，如图2-3所示，则胶带会向右偏移。设在平衡位置时，作用在三个托辊上的物料和胶带重量分别为、和，托辊的倾斜角为，静态下式解出： (2-6)式中各符号意义同前。图2-3 托辊架倾斜引起的跑偏Fig.2-3 The deviation cause by roller inclination 4）托辊转动不灵活引起跑偏。以槽型三托辊为例，设两个侧托辊转动阻力不同，特别当有一个不转时，如图2-4所示图2-4 托辊转动不灵活引起的跑偏Fig.2-4 The deviation cause by roller turn to be ineffective胶带将受到一个转矩，并产生一个跑偏，转矩为 (2-7) (2-8) (2-9)这里，分别为胶带与托辊间阻力沿托辊轴线分布，这个力矩使胶带产生偏移量，同胶带内部缺陷一样是恒定的。其偏移量沿线分布规律如图2-5所示。图2-5 在转矩作用下的跑偏规律Fig.2-5 The deviation rule under the torque function 5）环境因素影响.如果托辊表面粘有泥土后也会引起跑偏，这种情况在煤矿井下最为严重。6）其它因素。如果机架振动，风力载荷，温度分布，如胶带一个侧边受阳光照射，当光线强烈时，胶带会向光线照射的一侧跑偏。上面所述及的几种跑偏因素仅限于从静态角度分析跑偏量，而实际上引起胶带跑偏的因素还有许多，如果从动态角度分析，其跑偏力及跑偏量的确定是很复杂的。2.2 各类托辊调偏的工作原理4一般来说带式输送机胶带的跑偏范围不大，现有的调偏方法大多采用不同的动力源来控制调偏托辊的旋转角度，从而达到调偏的目的，这里介绍几种现有的托辊调偏的工作原理。2.2.1 槽形调心托辊组槽形调心托辊组的3个托辊均在1个铅垂面内，侧托辊的两边各有1个立挡辊，托辊与立辊都安装在旋转机架上，见图2-6所示1.胶带 2.立挡辊 3.侧辊 4.中辊 5.旋转机架图2-6槽形调心托辊组Fig.2-6 The adjust center roller troop to slot form胶带在调心托辊上跑偏时，引起载荷在托辊上重新分布，并产生转矩，当胶带跑偏量较小时，小于摩擦力矩,调心托辊组仍可保持原位不转动，当跑偏继续增至一定值时，胶带与立挡辊接触，给立挡辊一挤压力，由此又产生力矩，此时总转矩为，当摩擦力矩小于总转矩时，调心托辊组旋转角度价见图2-7。胶带与托辊接触处产生了胶带纵向速度和胶带相对托辊的滑动速度。则，此时胶带相对侧托辊产生了与同向的滑动摩擦力，根据作用力与反作用力可知，托辊对胶带的滑动摩擦力为 (2-10) (2-11)式中作用在调心托辊上的单位荷载；图2-7胶带跑偏时槽形托辊组受力Fig.2-7 The suffer force for the slot form roller while the belt running to deviation (2-12)托辊与胶带的滑动摩擦系数；右侧托辊与胶带接触长度，；左侧托辊与胶带接触长度，；单位长度胶带的重量，；单位长度物料的重量，；托辊间的间距，；带宽，。托辊作用于胶带上与运行方向垂直的滑动摩擦力为 (2-13) (2-14)式中侧托辊的槽角；托辊组转角。槽形托辊的调偏力为 (2-15)在调偏力的作用下，托辊组回转使跑偏托辊返回中心线。2.2.2 前倾托辊组前倾托辊结构为两侧托辊相对中托辊轴线沿胶带运行方向前倾，一般。实验表明，空载段采用平托辊，胶带跑偏量为的情况下，侧向干扰力为。若将承载段槽形托辊的两侧辊前倾，在跑偏量仍控制在的情况下，侧向干扰力为。由此可知，采用前倾托辊对胶带跑偏有很好的调偏作用。前倾托辊的调偏原理为:胶带在前倾托辊上跑偏时，托辊上载荷重新分布，形成胶带与两侧托辊接触长度分别为、，此时胶带在两侧托辊上的接触点、产生纵向速度，沿接触线上的滑动速度为 (见图2-8,2-9)，胶带运行速度为，则，胶带对托辊产生与同向的滑动摩擦力，根据作用力与反作用力，侧托辊对胶带存在滑动摩擦力 (2-16) (2-17)垂直胶带运行方向的水平滑动摩擦力为： (2-18) (2-19)因，所以，且力的方向相反。花物料重新分布的重载作用下，产生调偏力 (2-20)它克服侧向干扰力，使跑偏胶带重新返回正常位置。1. 胶带 2.侧辊 3.中辊 4.机架图2-8 前倾托辊组Fig.2-8 The pitch roller troop图2-9 胶带跑偏时前倾托辊组受力Fig.2-9 The sufffer force for the pitch roller troop while the belt running to deviation 2.2.3 锥形双向调心托辊组此调心托辊的两侧辊为锥形，两锥托辊各自被竖轴支撑着，竖轴的下端由连杆相连，可将一侧托辊所失得的旋转力传给另一侧托辊，保证了两个锥托辊同时工作，它利用每个锥形托辊与胶带产生的摩擦力调整胶带跑偏(见图2-10)1.胶带 2.侧辊 3.机架 4.转轴 5.中辊 6.连杆图2-10锥形双向调心托辊组Fig.2-10 The double adjust center roller troop to taper在正常运行状态下，胶带与物料的重量大部分集中在中托辊与锥托辊的大端。胶带与中托辊和锥辊大端之间是纯滚动同步运行，此时可以认为锥辊大端附近的、点处，托辊表面与胶带的速度相同，即、点处相对滑动量等于零。由于锥辊小端速度小，在小端方向上滑动量逐渐增加。胶带不跑偏时，胶带对两侧辊的滑动摩擦力相等，分别作用于回转轴及两侧，且对转轴产生的转矩方向相反，力矩平衡， (见图2-11)。此时胶带处于平衡状态，两侧锥辊轴线在线上.当胶带上出现物料偏载及其他侧向干扰力时，胶带跑偏，两侧锥辊的摩擦力平衡状态受到破坏，胶带与两侧锥辊的滑动摩擦力都作用于转轴同侧，造成转矩同向 (见图2-12)，两侧锥辊由于连杆相连，将同时动作，转过角，到，位置，此状态下胶带与两侧锥辊接触点产生胶带纵向速度及胶带相对锥托辊的滑动速度 (见图2-13)。则有,胶带对两锥托辊的滑动摩擦力为，根据作用力与反作用力，托辊对胶带的反作用力为则垂直胶带运行方向的水平滑动摩擦力为则调偏力跑偏胶带在调偏力的作用下，返回到正常位置。图2-11 胶带不跑偏时锥形双向调心托辊组受力Fig.2-11 The suffer force for double adjust center roller troop while the belt didnt running to deviation 2.2.4 摩擦调心托辊组摩擦式调心托辊除中辊、侧辊外，在两侧辊的外侧有一曲线盘，它的母线为弧线。当胶带跑偏时，胶带与曲线盘接触，曲线盘受到胶带的挤压力与摩擦力而产生转矩M，由于转矩作用，旋转机架转动角(见图2-13, 2-14)，这与立辊式自动调心托辊转动及调偏原理完全相同，但其对胶带的弯曲磨损小，且不宜损坏胶带边缘。（）（）图2-12胶带跑偏时锥形双向调心托辊组受力Fig.2-12 The suffer force for double adjust center roller troop while the belt running to deviation 1.胶带 2.摩擦轮 3.侧辊 4.中辊 5.旋转机架图2-13摩擦调心托辊组Fig.2-13 The adjust center roller troop to friction图2-14 胶带跑偏时摩擦调心托辊组受力 Fig.2-14The suffer force for friction adjust center roller troop while the belt running to deviation2.3 空载回程胶带跑偏及托辊的选择5 空载回程胶带跑偏问题也非常严重，它虽然不像重载段跑偏会出现严重的跑料停机，但胶带在空载段跑偏是胶带边缘磨损及撕裂的主要原因。许多胶带的损坏都是机架、支腿与回程胶带的摩擦引起的，因此回程胶带的跑偏控制也非常重要。可采用的回程托辊为:1）形前倾下托辊组由2个托辊组成，其槽角为, 两托辊沿胶带运行方向前倾 (见图2-15)。图2-15前倾下托辊组Fig.2-15 The pitch of roller troop与平托辊相比，它能使胶带具有很大的抗侧向干扰能力及稳定性。2）形、平形梳形托辊组在各托辊上装有多个橡胶圈与间隔套，胶圈在托辊上对称布置(见图2-16, 2-17)图2-16梳型托辊组Fig.2-16 The comb type to roller troop 图2-17 平行梳型托辊组Fig.2-17 The parallelism combs type to roller troop3）螺旋托辊组在同一托辊表面焊有与中心对称的左、右旋向的螺旋，且螺旋均匀布置(见图2-18)。图2-18 螺旋托辊组Fig.2-18 The helix of roller troop以上几种回程托辊的调偏原理均是增大胶带的横向移动阻力，使胶带的对中性增加，防止胶带侧向滑动跑偏。2.4 胶带防偏托辊的适用性6 1）可逆带式输送机采用摩擦调心托辊或双向锥形调心托辊进行胶带的防偏，胶带边缘的磨损较小，调偏效果较好。 2）单向运转的较短及中长带式输送机，应采用V形前倾托辊。在重载段可全部采用前倾的形托辊，空载段每隔5-6组平行托辊设一组前倾的形托辊，这样附加阻力及功率不会很大，而且调偏效果较好。3）长距离带式输送机尤其是钢绳芯胶带，由于它只有1层芯体，与托辊贴合紧密，成槽性好，重载段可采用槽角为的前倾托辊，落料段采用槽角为的前倾缓冲托辊且每隔10组配用摩擦调心辊或锥形自动调心辊，调偏效果较好。4）输送水分较大及有粘性的粉状物料时，在回程段多采用梳形及螺旋形托辊与形前倾辊配合使用，既可调偏又可清理胶带粘料。5）带有卸料小车的带式输送机，由于料车重心不宜过高，小车轮轴常与立辊式调心托辊的挡辊发生碰撞，所以采用摩擦调心托辊或锥形调心托辊调偏效果较好。3 调偏系统设计及计算随着带式输送机功率的不断增加,运行速度的不断提高,出现了一个人们非常重视的问题,就是带式输送机的侧向运行(即跑偏)的稳定性及预测。工作中跑偏是输送机经常出现的问题之一,当跑偏量超过临界值,就会对整个系统的平衡造成不良影响,甚至会产生停工,停产等严重后果。因此为从根本上解决皮带跑偏问题，及时调偏，对提高胶带使用寿命具有十分重要的意义。众所周知,带式输送机跑偏的原因很多,如：物料的落点不在胶带断面的中间,物料冲击方向的投影与胶带运行方向不一致,机头、机尾、导向滚筒、中间架等安装不正,胶带接头不垂直于胶带中心线,胶带内部的张力不均匀,托辊运转不灵活,滚筒磨损不一致,滚筒与胶带间存有物料等因素均可造成胶带的跑偏。胶带跑偏的危害轻者物料洒落,带式输送机不能满负荷运行,胶带磨边,重者造成撕带、紧急停车等事故。对胶带的跑偏,现有的各种方法均不能长期可靠、有效,而且对胶带无任何损伤地予以根治,原因就是上述提到的诸多因素,随着带式输送机运行时间的长短、运量的大小、不断的在变化。因此在这里设计了摩擦轮调偏装置，摩擦轮调偏装置不需电源、气源。自成系统,利用液力作用,自动调偏,工作性能极为可靠,安装方便且没有日常维修量,可以在任何场所使用,不怕水,不怕粉尘,不怕碎物料侵袭,对胶带无任何损伤。调偏装置能自动检测胶带跑偏的趋势并随机予以纠正,使胶带始终运行于设定的范围之内,不偏离机架的中心。使用调偏装置能抵消带式输送机因各部不正、运转不灵、物料冲击方向不顺、负荷大小变化、胶带内部断面张力不均等,各种因素造成的胶带跑偏。调偏装置是由摩擦轮、油泵、油缸、液压阀体组件、油箱、构架等部分构成。当胶带偏中运行时,胶带与摩擦轮接触,摩擦轮带动油泵打压,通过油箱内阀体集成回路的控制使油缸活塞杆伸缩,以带动调心托辊架按设定方向偏转,此时,调心托辊的线运动方向与胶带的运动方向形成夹角,其间产生的摩擦力驱使皮带位移重新居中,从而达到随机自动调整胶带跑偏的目的。其整体结构示意图3-1如下所示3.1 摩擦轮调偏装置设计原则1）调偏装置应能适应各种恶劣的工作环境。2）调偏装置在使用中维护量要小。3）调偏装置不需要电源及外加动力。4）调偏装置对胶带无损伤。 5）调偏装置使用寿命长。6）调偏装置调偏灵活迅速。7）调偏装置的性能可靠且成本低。8）调偏装置便于安装。1. 油箱 2.液压缸 3.调偏托辊 4.固定托辊 5.摩擦轮图3-1 调偏装置示意图Fig.3-1 The sketch map of rectify deviation mechanism 3.2 摩擦轮调偏装置液压系统的工作原理根据设计原则,带式输送机调偏装置设计采取液压自循环系统。因为液压系统从密封到传动均非常可靠，且传动不受距离限制，可以在任何场所使用，不怕水、粉尘及物料的侵袭。液压系统由执行油缸1、液压阀体2、单向阀3、溢流阀4、油泵5、油箱6组成。在超过带式输送机宽度的左右两侧分别设置与调心托辊同高度的摩擦轮，摩擦轮安装在油泵的动力输入轴上，在调心托辊架偏离中心的位置上与机架之间铰连有油缸，在机架上固定油箱，左右两侧的油泵与油箱及油缸的两腔通过液压管路连接。当胶带出现跑偏时，这里假设向左跑偏，胶带首先与左侧的测偏摩擦轮接触，测偏摩擦轮旋转带动油泵工作，输出高压液体。单向阀在高压液体的作用下开启，高压液体经过单向阀后进入三位四通阀的左位，高压液体通过三位四通阀的控制进入液压缸左侧，使得活塞杆在高压液体的作用下向外伸出，从而带动调偏托辊架按所需调偏方向偏转，当调偏托辊架旋转到使带平衡时，由于调偏托辊转动后与胶带的运动方向成一定角度，因此需要使调偏托辊复位，这里采用复位弹簧，这时调偏托辊在复位弹簧的作用下往回旋转，使得活塞杆在弹簧力的作用下收缩，低压液体经过三位四通阀回到油箱中，从而促使胶带回到中心位置。这时，胶带与测偏摩擦轮脱开，调偏托辊架停止转动，从而保证整条胶带的合偏力为零，达到调偏的目的。当胶带向右跑偏时原理相反。其摩擦轮调偏装置的液压系统结构如图3-2所示1.液压缸 2.H型三位四通液压阀 3.单向阀 4.溢流阀 5.泵 6.油箱图3-2液压系统的工作原理Fig.3-2 The liquid presses the work principle of the system3.3 调偏装置安装的位置选择为使调偏装置能充分发挥作用，提高调偏效果，对调偏装置的安装位置应合理选择。必须安装调偏装置的位置是:1）带式输送机机头、机尾；2）带式输送机受料点；3）带式输送机凹弧段上皮带两侧；4）带式输送机凸起点；另外为预防跑偏，可根据胶带强度每隔安装一台调偏装置。胶带强度大，可增大安装间距。如图3-2所示图3-3调偏装置在带式输送机上的布置Fig.3-3 The dispose to rectify deviation mechanism in the belt conveyor 对于调偏装置，与头尾滚筒的安装位置也非常重要。因为，头尾滚筒较易使胶带跑偏;因调偏装置的调偏效果和胶带的运行速度有关，一旦跑偏也不易控制。所以，调偏装置距头尾滚筒的距离合适，才能达到最佳调偏效果。根据实际经验提供下列安装位置供参考,见表3-1表3-1调偏装置距头尾滚筒的最佳距离LTable.3-1 The best distance to the rectify deviation mechanism from the head and tail roller皮带速度（）安装距离（）1.6以下5-628-92.511-123.1514-15417-184.520-22523-253.4 液压系统参数设计计算部分73.4.1 调偏力的计算已知带速，带宽，系统产生的转矩取活塞杆到轴承的垂直距离为，则由公式（3-1）得：其中 -活塞杆产生的推力；-总转矩；-活塞杆到轴承的垂直距离。3.4.2 液压缸内液体的压力计算根据设计要求查表31-5取液压缸外径，内径，则由公式（3-2）得其中 -液压缸内液体的压力； -液压缸内径； -液压缸的机械效率，一般。3.4.3 液压缸内液体流量的计算现取活塞杆的伸出速度，则由公式（3-3）得其中 -液压缸内液体的流量； -液压缸的容积效率3.4.4 液压缸的输入功率的计算则由公式（3-4）得其中 -液压缸的输入功率； -液压缸内液体的压力； -液压缸内液体的流量。3.4.5 摩擦轮主要参数的计算根据设计要求，为使得泵的结构简单，工作可靠，体积小，查表30-34选取CB-B2.5型齿轮泵，其驱动功率为，若摩擦轮要带动泵，使泵能正常工作，必须使得摩擦轮的输出功率达到，现取摩擦轮的半径，由公式（3-5）得其中 -摩擦轮的输出功率；-带的速度；-胶带与摩擦轮之间的摩擦力。摩擦轮在摩擦力的作用下所产生的转矩由（3-6）得有公式（3-7）得其中 -摩擦轮的角速度；-摩擦轮的切向速度；由公式（3-8）得符合设计的要求由公式（3-9）得摩擦轮的转数取摩擦轮的材料采用橡胶，其摩擦系数为，则单位面积上摩擦轮对胶带的支持力（3-10）由公式（3-11）得其中 -带式输送机的输送量；-单位面积上摩擦轮对胶带的支持力；4 液压缸的设计计算4.1 液压缸的设计84.1.1 确定液压缸的结构类型及安装方式9根据系统中机构运动和结构要求，选用单作用活塞杆式液压缸，其安装方式采用尾部法兰安装方式。如图所示（4-1）图4-1 液压缸的安装方式Fig.4-1 The method of hydrocylinder presses 4.1.2 确定液压缸的输出力根据工作机构驱动力的要求，液压缸的输出力（4-1）式中 -活塞杆推动调偏托辊所产生的转矩；-活塞杆到调偏托辊中心的垂直距离；4.1.3 确定液压缸的主要结构尺寸根据设计需要，为了使得结构紧凑、加工装配和维修方便，查机械零件设计手册中表31-5有，依据常理选取液压缸的外径为，内径，活塞杆直径，由此得活塞长度，这里选取（4-2）活塞的最大行程（4-3）式中 -调偏托辊中心到活塞杆的垂直距离，根据纠偏架的宽度选取-调偏托辊所允许旋转的角度，通过实验测得较合理的旋转角度，这里取4.1.4 确定液压缸的长度和流量根据上述的计算，查机械零件设计手册得液压缸的长度为根据生产现场实际所需活塞杆的伸出速度定为，则由公式（4-4）得（4-5）式中 -液压缸的流量；-液压缸的容积效率，一般取；-活塞杆的伸出速度；-液压缸内径。活塞往复运动时的速度比（4-6）式中 -活塞有效面积；-活塞杆有效面积；-活塞杆直径。查机械设计手册中表31-1得，所选取的液压缸尺寸完全符合标准参数，从表中可查得供油孔直径为。4.2 液压缸的作用力、作用时间及储油量的计算4.2.1 压力油进入无杆腔10如图4-2所示，压力油

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