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第二章 带 式 输 送 机第一节 概述O、 发展史 1880年最早出现在德国，已有100多年的历史。目前带式输送机的最大输送距离单机可达15km（机组可达169km），带速已达15m/s，最大带宽6.4m，最大输送能力37500t/h，最大单机功率=2*2000kw，寿命可达20年。应用非常广泛，新技术仍在不断发展中。一、工作原理、适用条件、优缺点1.工作原理 （参见P45/T2-1） 以输送带兼作牵引机构和承载机构的一种连续动作式运输设备。输送带绕经机头主动滚筒与机尾换向滚筒，形成一个无极的环形带，借助主动滚筒与输送带之间的摩擦力来带动输送带及物料连续运转。物料到达机尾端部后，由于输送带的换向而卸载。它是平行带传动的一种特殊情况：输送带本身既是传动件又是承载件。可运送矿石、煤炭等散装物料和包装好的成品物件。2.适用条件 用于水平或倾斜巷道的运输：向上运输时，倾角18；向下运输时15。运输附着性和粘性大的物料时倾角可大一些。不易运输有棱角的货物。带式输送机输送（上运）各种物料所允许的最大倾角 详见P53/B2-5。3.优缺点优点：运力大、运输阻力小、耗电量低(约为刮板输送机的1/31/5)、投资小运费少、运行平稳、对物料损伤小，应用广泛。所以，煤矿生产中凡是能用带式输送机的地方，尽量选用。 缺点：机身高，不便装载；不宜运送有棱角的物品；无法弯曲铺设。二、普通带式输送机的类型 1.通用型（通用固定式）托辊安装在固定机架上，机架固定在底板或基础上，广泛应用在运输距离不长、永久使用地点。 2.可拆卸式组合式机身，可拆卸、移置安装，由于运输距离不长但经常移动的场合。 3.可伸缩式机身可伸缩，节约辅助（拆装、移置）时间，比普通机型多一套储带卷带装置，带仓可存一卷胶带（约50100m）。 (参见P49/T2-4)三、特种带式输送机 1.绳架吊挂式与通用型基本相同，区别仅在于机身部分为吊挂的钢丝绳机架支承托辊和输送带，其余组成部分与普通带式输送机相同。机身吊挂在巷道支架上（节省巷道下部空间也便于清扫巷道底板），或架设在底板上，其高度可以调节，适用于底板不稳定的巷道。 (参见P48/T2-3) 2.钢丝绳牵引式一种强力带式输送机，其特点是：钢丝绳作为牵引机构；胶带只起承载作用，不受牵引力，使牵引结构和承载结构分开，从而解决了运输距离长、运输量大、输送带强度不够的矛盾。为保证钢丝绳和输送带有一定的张力，在机尾设有钢丝绳及胶带张紧装置。 (参见P51/T2-5) 3.中间多驱动式又称“线（是指沿直线运动）摩擦多点驱动式”，是长距离带式输送机的一种形式，在一台长距离输送机（）称为主机的机身中间间隔一定距离加装一台或几台短的驱动带（小的输送机、又称辅机），每条驱动带有自己的驱动和拉紧装置。主带借助重力和弹力压在辅带上，辅带通过它与主输送带间的摩擦力驱动主输送带运行。(参见P52/T2-6) 4.大倾角式指上运倾角在1828、下运倾角在1625范围的带式输送机。“花纹带式输送机”输送带表面制成花纹状，以增大摩擦力；“波状挡边横隔板带式输送机”在输送带表面增加横隔板，并在输送带两边增加波形挡边。 (参见P54/T2-7c)“压带式带式输送机”在承载带上增设压带环路，以增加物料与输送带之间的摩擦力，运输倾角可达90，带速可达6m/s。 (参见P54/T2-7a)“管状带式输送机” 用托辊把承载部分的胶带逼成管状，以运输松散物料和提高运输倾角，其他部分与普通胶带输送机的结构相同。 (参见P54/T2-7b)5.气垫式是用设有气室的盘槽替代普通带式输送机的支承托辊，具有一定压力的气流从盘槽上的孔中喷出，在盘槽和输送带之间形成气膜，变普通输送机的接触支承为气垫支承，大大减少了摩擦力，提高了运输能力和效率。从而也减少了输送带的磨损。(参见P54/T2-8) 6.可弯曲带式输送机是一种在输送线路上可变向的带式输送机，以代替沿折线布置的、由多台单独直线输送机串联而成的输送系统。目前，该输送机的设计水平和制造技术山东科技大学位居全国之冠，也处世界领先水平。第二节 带式输送机主要部件结构及功能O、 基本组成部分=输送带+托辊+驱动装置（包括传动滚筒）+机架+拉紧装置+制动装置+清扫装置。一、 输送带 成本占整机的50，矿井下要用阻燃型。1.输送带的分类橡胶输送带（分层式织物层芯输送带）简称胶带= 上保护层（36mm）+带芯+ 下保护层（1.53mm）+（挡边）。带芯材料=棉帆布(CC、尼龙(NN)、聚酯(EP)等织品。尼龙帆布芯强度大、抗冲击、弹性好、成槽性好，由其制成的胶带属于高强度带。 (其规格系列及技术参数参见P54/T2-7a)塑料输送带（整芯输送带）用维尼龙和棉混纺织成整体平带芯，外覆聚氯乙烯塑料，工艺简单、生产率高、成本低、质量好（不脱层、伸长小、耐撕裂），具有耐油、耐酸、耐腐蚀等特点，广泛由于化工、食品及矿井下等部门。 (参见P57/B2-7)钢丝绳芯输送带高强度输送带,用钢丝绳代替帆布层芯,钢芯强度6000。（其结构参见P57/T2-11）钢丝绳牵引输送带内部横向设方钢条，其间填充橡胶，以帆布层为带芯并在表面覆盖橡胶层。两边为耳槽，靠钢丝绳牵引运行，带体只承载物料不承受拉力。抗冲击、耐磨损，适用于长距离、大运载量场合。 （其结构参见P58/T2-12）2.输送带的联接机械接头可拆卸，但对带有损伤，接头强度低（只有2560)，使用寿命短，对滚筒有损伤。常用于短距离、小负荷、移动式输送机上。（其结构见P58/T2-13）。硫化(塑化)接头不可拆卸，承载强、寿命长、对滚筒无损伤，接头强度达6095，但工艺复杂。接头静载强度为原来强度的(i-1)/i100,其中i为帆布层数，i越多越好。 （其结构见P59/T2-14）。冷粘联接法(冷硫化法)在接口上冷涂粘合胶，不加热，只施加一定压力并保持一定时间即可。只适用于分层织物芯的输送带。二、 托辊1.承载托辊槽形托辊由多个等长的短托辊组成（一般为三个），其中以刚性三节 槽形托辊和串挂三节槽形托辊尤为常见。槽角一般为3035，必要时可增大槽角。(其结构参见P61/T2-20)回程托辊分为：平形（是一个长托辊）和V形(由两个短托辊组成)两种回程托辊。安装在输送机空载分支上，用做下托辊，支承下部空载段胶带。装载量不大的输送机上部承载段也可使用平托辊。 （其结构参见P60/T2-18）2.调心(偏)托辊将槽形或平形托辊安装在可转动的支架上构成。当输送带跑偏时，调心托辊能使其返回中间位置。 (其结构参见P61/T2-20)3.缓冲托辊安装在装载处的特殊托辊，以减轻物料对输送带的冲击力，从而保护输送带。分：橡胶圈式（其结构参见P61/T2-19）、弹簧板支承式、弹簧支承式、复合式。4.梳状托辊和螺旋托辊 在回程段采用这种托辊，能清除输送带上的粘着物。5.托辊间距 托辊间距要保证输送带有合理的垂度（托辊间距的2.5）：上(承载段)托辊间距见下表:上托辊间距 单位：mm 带宽mm 物 料 特 性300400500650800100012001400松散物料18001500140013001200堆积密度100020001400130012001100Kg/m320001300120011001000下托辊间距一般为23m或=上托辊间距的2倍；装载处的托辊间距=300600mm且必须选用缓冲托辊。6.常用托辊直径系列与轴承型号、输送带宽的搭配见下表： 托辊直径(mm)轴承型号输送带宽(mm)89204650、8001083051000、12001334061400、16001594071600、20007.价值与经济性 托辊重量一般占整机重量的3040，价值占整机价值的20，是易损件，需求量大。所以，托辊质量的好坏直接影响到整机的运行，其维修费用也已成为运营费用的重要组成部分。三、 机架1.作用与类型 机架是支承滚筒及承受输送带张力的装置，包括机头架、机尾架、中间架等，各种类型的机架结构不同。2.结构 矿井下使用的拆装式输送机，其机头架、机尾架做成结构紧凑便于移置的构件。中间架则是便于拆装的结构，有钢丝绳机架、无螺栓联接的型钢机架两种。四、 驱动装置（含滚筒）1.对驱动装置的要求电动机无载启动； 能满足频繁启动的需要；有过载保护； 输送带的加、减速度特性任意可调；多电机启动时，每个电机的负荷均匀。 2.组成=电动机+联轴器+减速器+驱动滚筒+改向滚筒 电动机 常用三相交流鼠笼式异步电动机，其次是三相交流绕线式异步电动机，个别情况下才采用直流电动机，矿用要选隔爆型。用于采区巷道的输送机，如功率相同，要选用与工作面相同的电动机，以便于维修和更换。联轴器 按结构和传动上的需要，分别采用液力耦合器、柱销联轴器、棒销联轴器、齿轮联轴器、十字滑块联轴器和环形锁紧器。环形锁紧器代替键联接，具有压配合的全部优点，又避免了压配合计算的繁琐、制造和装配困难的缺点。长距离输送、大型机、尤其是多滚筒驱动时，都要采用液力耦合器。减速器 常用圆柱齿轮减速器和圆锥-圆柱齿轮减速器。但前者电机与机身垂直，占空间大，不适合矿井下使用。传动滚筒 a)普通传动滚筒钢制光面或表面包胶，为进一步增大摩擦力包胶面大都制成网纹(用于双向运输)或人字沟槽（防滑性和排水性好，但有方向性）。b)电动滚筒将电动机和减速器（齿轮组）安装在其内，结构紧凑、外形尺寸小、功率=2.255KW，适用环境温度40下的短距离、小功率、单机驱动的输送机。c)齿轮滚筒为改善电动滚筒散热差和维修难的缺点，人们又设计了齿轮滚筒，内部只装入减速机，使其传递的功率有较大幅度的增加。d)带宽与滚筒直径的配合 见运输机械史手册，一般选取滚筒宽度=带宽+（100200）mm。e)传动滚筒直径 织物层芯输送带：硫化接头D125(层芯中帆布层数) mm ；机械接头D100(层芯中帆布层数) mm ； 钢丝绳芯输送带：D150(钢丝绳直径)。改向滚筒 a)分类： 也分钢制光面和光面包胶滚筒两种。包胶的目的是减少物料在滚筒表面粘结，以防输送带的跑偏和加剧磨损。b)改向滚筒直径 尾部改向滚筒：D10.8D(传动滚筒直径) mm ； 其他改向滚筒：D10.6D(传动滚筒直径) mm 。 五、 拉紧装置1.作用 使输送带具有足够的张力，保证输送带和传动滚筒之间产生的摩擦力使输送带不打滑；限制输送带在各托辊间的垂度，防止撒料和增加运行阻力；补偿输送带的弹性及塑性变形；为输送带重新接头提供必要的行程。 2.位置尽量靠近传动滚筒的空载分支上，以利启动和制动。也可把机尾的改向滚筒作为拉紧滚筒；尽量布置在输送带的张力最小处，可减少拉紧力；尽量使拉紧滚筒的位移与输送带的绕进、绕出方向平行，且拉紧力要通过滚筒中心。3.类型 重锤式拉紧装置结构简单、工作可靠、维修容易、应用广泛，但用空间大。（参见P66/T2-24）螺旋拉紧装置固定式之一，简单、实用，但拉紧力小、行程短。仅适用于短距离带式输送机上。 （参见P66/T2-25）钢丝绳-小绞车式拉紧装置固定式之二，适用于较长距离的带式输送机上。 自动拉紧装置按一定要求自动调节拉紧力，在现代长距离带式输送机中使用较多。它能使输送带具有合理的张力，自动补偿输送带的弹性变形和塑性变形，种类较多；其缺点是结构复杂、体积大。 (参见P67/T2-26)六、 逆止装置1.作用防止向上运输的输送机停车后逆转。2.类型a塞带逆止器结构简单、制作容易；但仅能用于向上运行、制动力有限、且输送带倒行会使装载点撒料，只使用于倾角和功率不大场合。 （参见P67/T2-27） b)滚柱逆止器又称“超越离合器”。空行程小、动作可靠、系列化定型产品；但最大逆止力矩不能满足大型带式输送机的需要。 （参见P68/T2-28） c)楔块逆止器新型产品，承载能力高、结构紧凑、最大逆止力矩达2500kgm(国外达70000kgm)。 （其结构见P68/T2-29,技术参数见P68/B2-8）七、制动装置 1.作用a)正常（空载或满载情况下）停车时，能可靠地制动住输送机；b)工作异常或发生紧急事故时，迅速而又合乎要求地紧急制动。2.类型a)电磁闸瓦制动器位于高速轴上（制动力小），常闭式（通电时电-磁松闸，失电时弹簧力抱闸）。结构紧凑，但制动副散热性能不好，只能用于水平或倾角较小的的带式输送机上，不能用于下运带式输送机。 b)液压电磁闸瓦制动器是一种用于大功率强力带式输送机及钢丝绳牵引带式输送机的制动器，安装在高速轴上，向上或向下运输皆可使用。（技术特征见P69/B2-9）c)液压推杆制动器是一种瓦块式常闭制动器。其制动架和液压电磁闸瓦制动器基本相同，只是其推动器结构不同。电动机运转时带动其上的叶轮一起旋转使液压缸内的油压上升与活塞连在一起的推杆向上运动从而使制动器松闸；电动机停转时推杆恢复的原始位置使制动器抱闸。 （技术参数见P70/B2-10）b)盘式制动器依靠油压松闸、弹簧加载产生制动力矩的常闭制动装置。制动力矩大、可调、动作灵活、散热性能好、使用维护方便等优点。缺点是需要设置油泵站，因而体积较大。为防止制动过程产生高温，现已研制出了自冷盘式制动装置，其结构特点是制动盘制成空心叶片式，工作时产生循环气流自冷。(见P70页末技术参数及P71/T2-3031)。八、可控启动装置具有较好的力矩速度控制功能或可控启动功能1.直流调速拖动系统直流电机调速=采用直流电动机+可控硅直流电源组成的闭环调速系统，具有很好的力矩速度控制性能，可以实现理想的软启动要求，达到速度可调和功率平衡。但系统复杂、投资及维护费用高，且不防爆，只能由于地面。2.交流调速拖动系统交流变频调速=普通交流电动机+交流变频调速器组成的系统，同样具有优良的速度控制特性。但系统复杂、可靠性差、效率低、投资费用比上述直流调速拖动系统还高。交流绕线式电动机+晶闸管串级调速系统，技术指标直流系统，缺点直流系统。交流绕线式电动机+转子串电阻调速方式，有级调速、切换速度时冲击力矩大、效率低、矿井下使用困难。但相对简单、投资也省。3.调速型液力耦合器机械调速装置之一。可实现软启动、完成功率平衡调节、具有过载保护功能。其缺点是：正常工作时效率低（有3的功率损耗）、控制反应慢、精度差、很难达到多台电动机驱动时的功率平衡。 （参见P73/T2-3233）4.调速离合器机械调速装置之二。又称“滑差离合器”、“油膜离合器”、“湿式线性离合器”。利用液体粘性（油膜的剪切力）来传递力（矩）。除了具有软启动、功率平衡、慢速启动、过载保护等特点外，还有闭锁能力（即主、从动轴同步运行，传动比=1的特点）。 （其结构及工作原理参见P74/T2-34） 5.可控启动系统(CST)20世纪80年代美国道奇公司研制，它可靠地解决了带式输送机启动、停车、功率平衡等一系列技术难题。具有软启动性能好、优良的调速特性、运行可靠、效率高、功率平衡调节性能好、易于控制等优点。八、辅助装置1.清扫装置为卸载后的输送带清扫表面粘着物。最简单的清扫装置是刮板式清扫器，此外还有：旋转刷、指状弹性刮刀、水利冲刷、振动清扫等，视具体所运物料的粘性而定。2.给料(装载)装置由漏斗和挡板组成。物料下落时应能给其一个与输送方向相同的初速度，并使碎料先落、大块料后落，以减轻对输送带的损伤。在给料点不允许有物料堆积和撒料现象。3.监测与保护装置输送机正常运转必不可缺少的信号监测、信号反馈、信号处理及安全保护装置。4.储带装置（仓）可伸缩带式输送机的特有部分，可储带一卷（50或100m），利用收/发带装置将带收回/送出。 （参见P49/T2-4）第五节 平面弯曲带式输送机一、弯曲带式输送机的类型 1.弯曲形式a)垂直弯曲输送方向在仅在垂直平面内的弯曲，即输送机的凹凸设计问题；b)平面弯曲输送方向仅在水平面的变化，属于输送机的平面弯曲设计问题；c)综合弯曲以上两种弯曲的组合。 2.实现平面弯曲的途径a)强制导向转弯采用特殊结构的输送带和机架带床，或在转弯处设置实现直角转弯。b)自然变向转弯使输送机按力学规律自然转弯运行。二、实现平面弯曲运行的原理与措施 1.基本措施a)使转弯处的托辊具有安装支撑角一般按经验取=0.5；b)增大成槽角一般三节槽形辊=2530，采用四节槽形辊可增大至60。 2.附加措施a)构成内曲线抬高角 目的是减少转弯半径，理论与实践证明5为宜，一般取=35；b)在回程托辊之间的输送带上加装压辊，减少回空侧的转弯半径。 3.应急措施 在转弯处的输送带内、外两侧加装立辊，以防输送带跑偏。这是一种备用措施，视现场具体情况而定。 三、转弯半径的确定（只用结论，公式推导略） 1.满足力学平衡条件的转弯半径R1只有满足了力学平衡，输送带才不会跑偏。 （P98/式2-34） 2.满足输送带侧边应力条件的转弯R2只有保证了输送带内、外侧边所受的压缩、拉伸应力不超材料的许用应力，输送带才不会过早的损坏。 （P99/式2-35）3. 满足输送带外侧不离开托辊条件的转弯半径R3只有保证了输送带的外侧不飘离托辊，输送带才能正常运转。 （P99/式2-37）【结论】适宜的输送带转弯半径R= max（R1 ，R2， R3）四、设计中的几个问题（及经验数据） 1.安装支撑角必要条件，通常取=0.5，最大不超过1。内曲线抬高角视具体情况而定，一般取=05，最大不超过7。 2.在转弯前后的过渡段内，承载分支与回空分支托辊间距按Lg=1m、Lg=2m考虑，机架内侧的抬高坡度一般取=58 。 3.在转弯段，承载与回空分支托辊间距越小，调整、调试越容易，输送机运行越平稳。但不能过密，否则阻力增大，导致转弯半径增大。根据经验，一般取：Lg=0.751m、Lg=1.52m。由于井下输送机机架标准长度为3m/组，为适应支撑角和内曲线抬高角，应作相应改造。 4.承载托辊与回程托辊组的轴线在安装架上要保证有一定的摆动量。第七节 带式输送机的安装、运