【YY067】TD75型带式输送机可控变速装置液压系统设计【机械专业类毕业设计论文】【通过答辩】
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- 内容简介：
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河南理工大学万方科技学院 本科毕业设计（论文）中期检查表 指导教师： 杜习波 职称： 讲师 所在院（系）： 机械与动力工程学院 教研室（研究室）： 题 目 带式输送机可控变速装置液压系统设计 学生姓名 刘志响 专业班级 07 机械设计一班 学号 0720150086 一、选题质量：（主要从以下四个方面填写： 1、选题是否符 合专业培养目标，能否体现综合训练要求； 2、题目难易程度； 3、题目工作量； 4、题目与生产、科研、经济、社会、文化及实验室建设等实际的结合程度） 几周来通过思考确定论文的主体结构，及指导思想，按计划完成了学校的进度安排，使自己更深刻的认识到了所选题目的内涵，明确了主题思想，并在网上收集所需的各方面资料加以整理，初步完成了论文的主体，为下一步进行修改奠定了坚实的基础。该题目能体现一个机械工程专业的培养目标，题目难度适中，在设计中处处体现着我们对所学知识要全面掌握，本设计能从工程实际出发，提出切实可行的液压方案以解决工程实践之难题。 2 二、开题报告完成情况： 通过老师的指导和自己的努力已完成开题报告的撰写。 三、阶段性成果 ： 通过计算已绘出工况图，确定了元件的主要技术参数，并通过查找网上资料，已 完成各元件的选型和三维模型的绘制。 通过老师的指导和自己的思考，已初步完成减速器的计算部分。 四、存在主要问题： 对软件的应用不熟悉，资料收集不全，有些技术参数不太明白，导致进度放慢。 3 五、指导教师对学生在毕业实习中，劳动、学习纪律及毕业设计（论文）进展等方面的评语 指导教师： （签名） 年 月 日 河南理工大学万方科技学院毕业实习报告 毕业实习报告 学院：万方科技学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 07 机设一班 学号： 0720150086 姓名：刘志响 指导老师：杜习波 2009 年 3 月 27 日 河南理工大学万方科技学院毕业实习报告 目 录 司所用设备 司生产主要产品 皮带运输机的认识实习 带机的设计实习 用高精度托辊和高性能输送带减小运行阻力 理确定输送带的安全系数 用合理的可控起制动或软起制动装置减小动力作用 带式输送机各部件的认识 送带 送带的分类： 送带的连接 动滚筒 动滚筒的作用及类型 动滚筒的选型及设计 辊 辊的作用与类型 河南理工大学万方科技学院毕业实习报告 辊的选型 动装置 动装置的作用 动装置的种类 紧装置 紧装置的作用 紧装置在使用中应满足的要求 紧装置在过渡工况下的工作特点 紧装置布置时应遵循的原则 紧装置的种类及特点 施 焦作神华重型机械制造有限公司 (原焦作重型机械制造有责任限公司 )是集科技开发、生产经营、技术服务于一体，具有百年历史的国家二级企业，国家二级计量单位，省级 文明单位，中国煤矿机械装备公司及河南省煤矿机械制造公司成员厂。公司现有职工二千多人，其中各类专业技术人员 300 余人，中、高级专业技术职称人员 50 余人。拥有固定资产 5000万元，年产值 7000 万元，各种机加工设备 300台（套），其中 5m 立车、 5型数显落地镗铣床等精良设备 50台（套）。公司技术力量雄厚，下设机械 加工、铆焊、铸造、热处理、检测及安装等分厂，有先进的理化实验、计量检测、产品检测、信息中心等。本公司面向煤矿、建材、化工、冶金、电力、环保等行业，可承揽年产 120万吨煤炭设备、 30 万吨水泥成套设备、 15 万千瓦电煤磨设备及 20 万吨纯碱成套设备、 30 万千瓦燃煤电厂环保设备制造及安装，产品远销全国二十六个省、市、自治区，曾多次为国家重点工程配套。 2000 年 12 月获得中国方圆认证委员会质量认证中心 际质量体系认证。我们的质量方针是：满足顾客的需要是我们永恒的追求。质量目标是：质量体系按 准保持稳定有效运行，产品一次交验合格率 95%。以高质量、低成本、优质服务、达到顾客满意为宗旨。本公司面向煤矿、建材、化工、冶金、电力、环保等行业。多次为国家重点工程配套带式输送机，在用户中享有较高声誉。 公司依靠科技进步，坚持走质量效益型道路，形成了从新产品开发、生产制造、销售和服务全过程的质量保证体系。作为国家二级计量合格单位，我公司拥有一套完整的质量检测系统，严格的管理程序，先进的测试设备，检测手段齐全，从原材料进厂到产品出厂，每一个环节都进行严格检查。企业设有质量测试中心，中心有九个 实验室：化验室、硬度实验室、金相室、探伤室、力学实验室、热工仪表室、机械性能测试室、计量鉴定室、托辊实验室。各种检测仪器和设备 30 余台，主要有：大型金相显微镜，布洛维硬度计，长度测试仪、超声波探伤仪、磨损试验机、高频疲劳试验机、 X 射线探伤仪，各种拖辊性能测试设备等。通过以上测试手段可以对我厂产品的成品，半成品以及材料的物理，化学和机械性能进行测试分析和质量控制。我公司技术力量雄厚，产品设计采用计算机辅助设计和工艺，先后开发出一批具有国内先进水平的新产品，提高了产品的市场竞争力。 河南理工大学万方科技学院毕业实习报告 生产实习是我们 机自专业知识结构中不可缺少的组成部分，并作为一个独立的项目列入专业教学计划中的。其目的在于通过实习使学生获得基本生产的感性知识，理论联系实际，扩大知识面；同时专业实习又是锻炼和培养学生业务能力及素质的重要渠道，培养当代大学生具有吃苦耐劳的精神，也是学生接触社会、了解产业状况、了解国情的一个重要途径，逐步实现由学生到社会的转变，培养我们初步担任技术工作的能力、初步了解企业管理的基本方法和技能；体验企业工作的内容和方法。这些实际知识，对我们以后的工作，都是十分必要的基础。 1）通过实行加深学生对机械专业在国民经 济中所处地位和作用的认识，巩固专业思想，激发学习热情。 2）切身了解带式输送机服务市场现状。 3）熟悉机械修理环境、修理工具、为将来工作打下基础。 4）通过现场维修实习和企业员工的交流指导，理论联系实际，把所学的理论知识加以印证、深化、巩固和充实，培养分析、解决工程实际问题的能力。 5）维修实习是对学生的一次综合能力的培养和训练。在整个实习过程中充分调动学生的主观能动性，深入细致地认真观察、实践，使自己的动手能力得到提高。 司所用设备 在这里，其生产设备主要有双头车管机床 、双头焊管机床、双头托辊压装机床、剪板机、卷板机、 门刨床等。 司生产主要产品 这家公司生产的产品种类很多，包括各种矿用设备，例如液压支架、刮板输送机、水泵等，我们为了毕业设计的需要，重点参观了他们的带式输送机制造厂。 可伸缩带式输送机中，可伸缩带式输送机为大功率可伸缩带式输送机，是一种电力拖动摩擦传动的散料输送机械。主要用于综合机械化采煤工作面顺槽输送原煤。 该机除具有常规的可伸缩带式输送机的基本结构与特性之外，还具有以下特征： 河南理工大学万方科技学院毕业实习报告 （ 1）主要零部件实现了小型化、通用化 、组合化、便于装拆运输。 （ 2）驱动装置才用变频软启动电机 +直交轴减速器型式，减速器为双冷却装置，保证油温基本恒定，减速器与传动滚筒以蛇形联轴器相联，结构简单紧凑且易于安装调整。 （ 3）胶带涨价采用电动绞车 +液压自动张紧装置型式，钢丝绳固定端设有拉力传感器，绞车用于大距离张紧初调整，液压自动张紧装置用以实现皮带机启动及运行过程中的张力动态调整，整个过程均在微机电控系统监控下进行，输送带始终保有最合理的张力，从而 保证皮带机运行安全可靠。 （ 4）收放带装置采用液压原理，使皮带的夹紧、拖动以及运带车的动作均由液 恐装置完成，降低了劳动强度，人文化水平高。 （ 5）选用防爆型微机编程电控成套装置，可实现可控软启动、多机功率平衡、带速同步、自动张紧、动作保护、以及信号、通讯、联络等综合功能的自动控制，并具有清晰直观的状态与参数显示。 其结构为： 带式输送机主要由以下部件组成：头架、驱动装置、传动滚筒、尾架、托辊、中间架、尾部改向装置、卸载装置、清扫装置、安全保护装置等。 输送带是带式输送机的承载构件，带上的物料随输送带一起运行，物料根据需要可以在输送机的端部和中间部位卸下。输送带用旋转的托棍支撑，运行阻力小。带式输送机可 沿水平或倾斜线路布置。使用光面输送带沿倾斜线路布置时，不同物料的最大运输倾角是不同 的，如下表所示 ： 不同物料的最大运角 物料种类 角度 物料种类 角度 煤块 18 筛分后的石灰石 12 煤块 20 干沙 15 筛分后的焦碳 17 未筛分的石块 18 0 35016 水泥 20 0 20022 干松泥土 20 由于带式输送机的结构特点决定了其具有优良性能，主要表现在：运输能力大，且工作阻力小，耗电量低，约为刮板输送机的 1/3 到 1/5；由于 物料同输送机一起移动，同刮板输送机比较，物料破碎率小；带式输送机的单机运距可以很长，与刮板输送机比较，在同样运输能力及运距条件下，其所需设备台数少，转载环节少，节省设备和人员，并且河南理工大学万方科技学院毕业实习报告 维护比较简单。由于输送带成本高且易损坏，故与其它设备比较，初期投资高且不适应输送有尖棱的物料。 输送机年工作时间一般取 4500二班工作和输送剥离物，且输送环节较多，宜取下限；当三班工作和输送环节少的矿石输送，并有储仓时，取上限为宜。 带式输送机的布置方式 电动机通过联轴器 、 减速器带动传动滚筒转动或其他驱动机构，借 助于滚筒或其他驱动机构与输送带之间的摩擦力，使输送带运动。带式输送机的驱动方式按驱动装置可分为单点驱动方式和多点驱动方式两种。 通用固定式输送带输送机多采用单点驱动方式，即驱动装置集中的安装在输送机长度的某一个位置处，一般放在机头处。单点驱动方式按传动滚筒的数目分，可分为单滚筒和双滚筒驱动。对每个滚筒的驱动又可分为单电动机驱动和多电动机驱动。因单点驱动方式最常用，凡是没有指明是多点驱动方式的，即为单驱动方式，故一般对单点驱动方式，“单点 ” 两字省略。 单筒 、 单电动机驱动方式最简单，在考虑驱动方式时应是首选方式 。在大运量 、 长距离的钢绳芯胶带输送机中往往采用多电动机驱动。带式输送机常见典型的布置方式如下表所示： 带式输送机典型布置方式 河南理工大学万方科技学院毕业实习报告 在公司我的主要工作是了解生产带式输送机各个部件的每一道工序，在这次实习中我主要了解了托辊的技术要求和生产过程以及生产车间中各种滚筒的加工过程及工艺，另外对带式输送机其他的部件也有了一定的了解和认识。 托辊是带式输送机的心脏。它的防水、防尘，尤其是对半流支性物体（稀泥）污染的密封性能，两端轴承位置的精度、外圆径向圆跳动、运行阻力，转动惯量，运行的噪音，防腐蚀，耐 磨性综合性能，都能给带式输送机的使用带来直接的影响。长期以来，传统托辊在恶劣环境中的使用寿命只有几百个小时，非常的普遍。托辊的早期失效，造成输送机繁，甚至发生人身亡的事帮也屡见不鲜。密封必能对托辊寿命的影响。 早期，为了尽量减小辊的旋转阻力，托辊的密封均采用了无接触的迷宫式封的结构。虽然设计时尽可能将迷宫层数增加，并在各层迷宫封腔中真充了润滑脂，但防尘和防水性能终达不到理想的效果。我们在不断搜索中发现，由于传统辊设计迷宫式密封的缝隙是暴露在外面的。使用环境中淋水和粉尘的污染严重时，很容易进入到密封结构中，只 有污染特过了第一道密封，就会很快的延伸所有的密封，再多的迷宫式密封层数或在其中真充多少润滑脂，阻挡水和灰的作用是微乎其微的。因此，托辊在恶劣环境中使用几百小时就会失去效用。 1996年，我公司成功设计生产出尼龙合金轴承座，将迷宫式密封结构的缝隙留在了内侧。该结构降低了淋水和粉尘对托辊污染的速设，有效提高了托辊的合用寿命，可是在，半流动性物体污染的环境中使用时，托辊的使用寿命还是十分短暂的。 轴承内置锥度接触密封的方法，具有密封性好，旋转轻快，经济耐用等特点，很好地解决了现有皮带机托辊密封不严，容易进水 ，泥浆和灰尘，使托辊内的轴承磨损加快，托辊过早报废的缺陷，为用户降低了成本，增加了效益。 传动滚筒是传递动力的主要部件，它是依靠与输送带之间的摩擦力带动输送带运行的部件。传动滚筒根据承载能力分为轻型、中型和重型三种。同一种滚筒直径又有几种不同的轴径和中心跨距供选用。 轻型：轴承孔径 80: 100。轴与轮毂为单键联接的单幅板焊接筒体结构。单向出轴。 中型：轴承孔径 120: 180。轴与轮毂为胀套联接 。 重型：轴承孔径 200: 220 。轴与轮毂为胀套联接，筒体为铸焊结构。有单向出河南理工大学万方科技学院毕业实习报告 轴和双向出轴两种。 输送机的传动滚筒结构有钢板焊接结构及铸钢或铸铁结构，驱动滚筒的表面形式有钢制光面滚筒 、 铸（包）胶滚筒等，钢制光面滚筒主要缺点是表面摩擦系数小，一般用在周围环境湿度小的短距离输送机上。铸（包）胶滚筒的主要优点是表面摩擦系数大，适用于环境湿度大 、 运距长的输送机，铸（包）胶滚筒按其表面形状又可分为光面铸（包）胶滚筒 、 人字形沟槽铸（包）胶滚筒和菱形铸（包）胶滚筒 。 人字形沟槽铸（包）胶滚筒是为了增大摩擦系数，在钢制光面滚筒表面上，加一层带人字沟槽的橡胶层面，这种滚筒有方向性，不得反向运转。人字形沟槽铸（包）胶滚筒，沟槽能使水的薄膜中断，不积水，同时输送带与滚筒接触时，输送带表面能挤压到沟槽里，由于这两种原因，即使在潮湿的场合工作，摩擦系数降低也很小。考虑到本设计的实际情况和输送机的工作环境：用于工厂生产，环境潮湿，功率消耗大，易打滑，所以我们选择这种滚筒。铸胶胶面厚且耐磨，质量好；而包胶胶皮易掉，螺钉头容易露出，刮伤皮带，使用寿命较短，比较二者选用铸胶滚筒。 传动 滚筒的结构示意图如图所示： 轴 透盖 筒体加强环轮毂 辐板 胀套图 5 - 2 驱 动 滚 筒 结 构 示 意 皮带运输机的认识实习 皮带运输机又称带式输送机 /皮带机，是一种连续运输 机械 ，也是一种通用机械。皮带机被广泛应用在港口、电厂、钢铁企业、水泥、粮食以及轻工业的生产线。即可以运送河南理工大学万方科技学院毕业实习报告 散状物料，也可以运送成件物品。皮带机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。皮带运输机还应用与装船机、卸船机、堆取料机等连续运输移动机械上。皮带机由皮带、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。在大型港口或大型冶金企业，皮带运输机得到最广泛的应用。其总长度可大十几千米。 普通皮带运输机的提升角度一般不大 20 度 ,原因是当皮带运输机的倾角大于 20 度时对大多数的物料来讲都会发生物料下滑的情况，即物料在皮带上的摩擦力过小发生下滑。对输送煤炭的皮带运输机一般提升角度不大于 15 度，对输送烧结球团的皮带运输机提升角度不大于 12 度。如果物料相对粒度较小，其提升角度可选较大值。特殊的皮带运输机其提升角度可大于 45度，其皮 带的构造是特殊制造的。 皮带运输机的驱动装置由单个或多个驱动滚筒驱动，驱动电机也可以是单个电机或多个电机驱动。一般驱动装置包括电动机、减速机、液力偶合器、制动器或逆止器等组成。偶合器的作用是改善皮带运输机的启动性能。制动器和逆止器是为了防止当皮带运输机停机时皮带向下滑动。 皮带运输机的电气保护和控制装置主要有：拉绳开关、皮带跑偏检测开关、皮带打滑检测、皮带防撕裂检测、料流检测、堵料检测、皮带秤。 皮带运输机所用的皮带有多种选择，如钢芯带，帆布芯带，尼龙带，聚脂带等。对载荷较小的皮带运输机一般选择帆布带。如果 皮带的载荷较大时可采用钢芯带。所谓钢芯带是皮带中的芯部采用较细的钢丝绳承受载荷。 皮带机的输送能力可以为几百千克 /小时到万吨 /小时，皮带的宽度可以从 100600 皮带机的张紧装置有多种形式。如重锤张紧，螺旋张紧，液压张紧等。 皮带机的托辊一般采用槽形托辊组，个别情况采用吊挂式托辊组 。皮 带机的承载托辊组的槽角一般选择为 30。个别情况选择 40 度槽角。较少选择大于或等于 45 度槽角的托辊组。 皮带机是散料连续运输机械，是应用于短距离连续运输的的重要机械设备。 带机的设计实习 实习期间，我还去技术部门学习了一段时间，在那里我了解到近 15 年来，国外对带式输送机相关理论的研究取得了很大进展，带式输送机主要部件的技术性能也明显提高，为带式输送机向长距离、大型化方向发展奠定了基础。随着对长距离带式输送机的可靠性河南理工大学万方科技学院毕业实习报告 和经济性要求的不断提高，其设计观点也在逐步发展。先进的设计观点，是以国际标准 048和德国工业标准 2101 为基础，设法减小运行阻力，合理确定输送带的安全系数，采用可控起、制动装置平稳起、制动，利用输送带粘弹性理论进行动态分析，对输送机进行工况预测和优化。 通过以 上的努力，我对带式输送机的发展状况有了一部分的了解： 目前带式输送机已广泛应用于国民经经济各个部门，近年来在露天矿和地下矿的联合运输系统中带式输送机又成为重要的组成部分。主要有：钢绳芯带式输送机 、 钢绳牵引胶带输送机和排弃场的连续输送设施等。 这些输送机的特点是输送能力大 (可达 30000t/h)，适用范围广 (可运送矿石，煤炭，岩石和各种粉状物料，特定条件下也可以运人 )，安全可靠，自动化程度高，设备维护检修容易，爬坡能力大 (可达 16 )，经营费用低，由于缩短运输距离可节省基建投资。 目前，带式输送机的发展趋势是 ：大运输能力 、 大带宽 、 大倾角 、 增加单机长度和水平转弯，合理使用胶带张力，降低物料输送能耗，清理胶带的最佳方法等。我国已于 1978年完成了钢绳芯带式输送机的定型设计。钢绳芯带式输送机的适用范围： （ 1）适用于环境温度一般为 40 40 C；在寒冷地区驱动站应有采暖设施； （ 2）可做水平运输，倾斜向上 (16 )和向下 ( 010 012 )运输，也可以转弯运输；运输距离长，单机输送可达 15 （ 3）可露天铺设，运输线可设防护罩或设通廊； （ 4）输送带伸长率为普通带的 1/5左右；其使用寿命比普通胶带长；其成槽性好；运输距离大。 用高精度托辊和高性能输送带减小运行阻力 带式输送机的主要阻力是由托辊旋转阻力和输送带前进阻力组成的。国外的试验研究表明，托辊旋转阻力和输送带压陷阻力占主要阻力的 50 85，平均值为 70。因此，提高托辊精度和输送带性能，可以有效减小 运行阻力。近 10 年来，托辊的结构形式推陈出新，特别是采用高性能的专用轴承和高精度的密封圈，有效地降低了托辊的旋转阻力。与此同时，输送带的面胶和芯胶材料也不断更新，使输送带既有一定的成槽性，也有一定的胶面硬度和耐磨性，有效地减小了输送带的压陷阻力，按照现行标准，主要阻力采用模拟摩擦系数，厂值进行估算。 通常工况下， f 取 南理工大学万方科技学院毕业实习报告 按国内设计经验， f 通常取 究表明，按现行标准推荐的模拟摩擦系数 多数情况下偏大，较大程度地影响了输 送机的经济性 新标准中主要阻力的计算，是以上下分支托辊的旋转阻力和输送带的压陷阻力为基础的。对于长距离带式输送机，主要阻力对整机影响很大，应预先测定所用托辊的旋转阻力和输送带的压陷阻力，才能比较准确地计算输送机的主要阻力。在托辊旋转阻力和输送带压陷阻力未知的情况下，新标准给出了模拟摩擦系数， 常工况下， f=劣工况下， f= 需要说明的是，标准中推荐的 用于上托辊间距 托辊间距 小托辊间距， 但阻力总值 通常会增大，一般是不可取的。对于长距离带式输送机，国外通常采取增大托辊间距的方法，降低阻力总值。上分支托辊间距可增大为 分支托辊间距可增大为 5 10m。但是，这种设计要有充分的动态分析作为基础，以确保输送机运行可靠。 理确定输送带的安全系数 输送带的安全系数，对带式输送机的经济性和可靠性影响很大，也是众多学者研究的重点。现行标准以输送带的额定破断强度为基础，综合考虑疲劳强度的大幅降低、由弯曲和伸长导致的强度下降、接头强度损失、起制动工况下动态张力的增加等因素 ，给出输送带的安全系数。例如， 2101 1982标准建议，钢绳芯输送带的动态安全系数为 态安全系数为 实，这种以输送带额定破断强度为基础的安全系数表示法很不直观，且在概念上容易引起误导。实际工程要求输送带的疲劳强度，在满足工况最大张力的基础上，具有适当的安全系数。 20 年前的研究认为，钢绳芯输送带在脉动循环10 000 次以后的疲劳强度，是其额定破断强度的 36，在此基础上，标准给出了上述安全系数值。 近十几年来，国外对输送带疲劳强度的试验研究表明，通过改进钢绳芯输送带 的制造工艺和接头工艺，对于 000以下的钢绳芯输送带，其疲劳强度提高 45 55。这样，可使 准中推荐的动态安全系数减小到 态安全系数减小到 2101 1998(草案 )标准，引入了输送带疲劳强度的概念，在此基础上，提出了与接头有关的输送带安全系数 1。 输送带最大张力通常发生在起制动工况下，采用软起制动装置，可以有效缓解动态张力的作用。动态张力可以通过动态分析比较准确地计算，也可以用稳态最大张力乘以起动河南理工大学万方科技学院毕业实习报告 系数 算。采用软起制动装置时，起动系数 用合理的可控起制动或软起制动装置减小动力作用 按现行标准，带式输送机的起制动加速度应为 s。实际工程表明，这个数值已不适应长距离、线路复杂的带式输送机。通过动态分析可知，长距离、线路复杂的带式输送机，最好采用具有可控起制动功能的驱动装置，控制输送机按理想的起、制动速度曲线起动和制动，以减小输送带及承载部件的动态载荷；对于普通长距离带式输送机，可以采用软起制动驱动装置。 1) 理想的可控起动速度曲线 理想的起动速度曲线 ，应使带式输送机平稳起动，且在整个起动过程中加速度的最大值较小，没有加速度突变，以最大限度地减小起动惯性力和起动冲击作用。 目前，工程上应用较多、具有可控起制动功能的驱动装置主要有交流变频调速驱动装置和 2) 交流变频调速驱动装置 交流电机变频调速，具有调速范围宽、精度高等特点，易于实现起制动速度曲线的自动跟踪，能够提供理想的可控起制动性能。其起动系数可以控制在 动加速度可以控制在 0 用于长距离、线路复杂的带式输送机，可以控制输送机按设定的“ S”形速度曲线起动和制动，以满足整机动态稳定性及可靠性的要求。变频调速驱动装置还可以提供低速验带速度。由于变频调速需解决电气方面的一系列问题，造价较高，使应用受到一定程度的限制。 3) 控起制动装置，是美国 司开发的带式输送机专用可控起制动装置。从结构形式上看， 1 台输出级带有液粘离合器的定轴加行星齿轮传动的减速器，液粘离合器联接在行星传动的内齿圈上，使 运量、线路复杂的带式输送机的理想 驱动装置，具有设定起制动速度曲线自动跟踪控制功能、过载保护功能、多机平衡功能和低速验带功能。起动系数可以控制在 动加速度可以控制在 0 制精度为 2。 于倾斜带式输送机，必须设置较大的低速轴制动器和逆止器。 4) 鼠笼电机加调速型液力偶合器的软起动驱动装置 河南理工大学万方科技学院毕业实习报告 调速型液力偶合器的充油量是可调的。电机空载起动后，偶合器通过稳定地增加充油量，输出恒转矩加速特性，使带式输送机在设定的起动力矩下平稳起动，笼电机加调速型液力偶合器的驱动方式，是比较理想的软起动装置，常用于开环控制，等加速起制动，多机驱动时易于调整功率平衡，适于大中型和线路简单的长距离带式输送机。其缺点是体积大，需附加油液冷却装置，占地面积较大。 5) 绕线电机转子回路串接电阻的软起动驱动装置 绕线式电动机，通过转子回路串接电阻，可以软化电机输出特性。在起动过程中，通过切换电阻，既可以保证设定的起动力矩，又可以限制起动电流。绕线电机转子回路串接电阻的驱动方式，通常采用开环控制，通过“二进制”切换电阻的方法，可在有限的电阻级数下，获得较 多的起动加速级，使带式输送机等加速、较平稳起动。采用绕线电机转子回路串接电阻的驱动方式，可以方便地分别设定带式输送机的空载、满载起动特性和满载制动特性，获得比较理想的起制动效果。这种驱动方式，适用于大型、多机驱动系统的带式输送机。其缺点是绕线电机及电阻难于进行防爆处理，不适于煤矿井下使用。 带式输送机各部件的认识 送带 输送带在带式输送机中既是承载构件又是牵引构件（钢丝绳牵引带式输送机除外），它不仅要有承载能力，还要有足够的抗拉强度。输送带有带芯（骨架）和覆盖层组成，其中覆盖层又分为上 覆盖胶，边条胶，下覆盖胶。 输送机的带芯主要是有各种织物（棉织物，各种化纤织物以及混纺织物等）或钢丝绳构成。它们是输送带的骨干层，几乎承载输送带工作时的全部负载。因此，带芯材料必须有一定的强度和刚度。覆盖胶用来保护中间带芯不受机械损伤以及周围有害介质的影响。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。下覆胶层是输送带与支撑托辊接触的一面，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与机架相碰时，保护带芯 不受机械损伤。 送带的分类： 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。织物层芯又分为分层织物芯和整体织物层层芯两类，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，在带强度相同的情况下，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，但伸长率较高，在使河南理工大学万方科技学院毕业实习报告 用过程中，需要较大的拉紧行程。 钢丝绳芯输送带是有许多柔软的细钢丝绳相隔一定的间距排列，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 曲性能好；伸长率小，需要拉紧行程小。同其它输送带相比，在带强度相同的前提下，钢丝绳芯输送带的厚度小。 在钢芯绳中 ,钢丝绳的质量是决定输送带使用寿命长短的关键因素之一，必须具有以下特点： (1)应具有较高的破断强度。钢芯强度高则输送带亦可增大，从另一个角度来说，绳芯强度越高，所用绳之直径即可缩小，输送带可以做的薄些，已达到减小输送机尺寸的目的。 (2)绳芯与橡胶应具有较高的黏着力。这对于用硫化接头具有重大意义 (3)应具有较高的耐疲劳强 度，否则钢绳疲劳后，它与橡胶的黏着力即下降乃至完全分离。 (4)应具有较好的柔性 使钢绳芯具有较好的柔性而不松散。 输送带上下覆盖胶目前多采用天然橡胶 ,国外有采用耐磨和抗风化的橡胶的胶带，如轮胎花纹橡胶的改良胶作为覆盖胶 ,以提高其使用寿命。输送带的中间用合成橡胶与天然胶的混合物。 钢绳芯带与普通带相比较以下优点： (1)强度高。由于强度高，可使 1 台输送机的长度增大很多。目前国内钢绳芯输送带输送机 1 台长度达几公里 、 几十公里。伸长量小 长量的十分之一，因此拉紧装置纵向弹性高。这样张力传播速度快，起动和制动时不会出现浪涌现象。 (2)成槽性好。由于钢绳芯是沿着输送带纵向排列的，而且只有一层，与托辊贴合紧密 ,可以形成较大的槽角。近年来钢绳芯输送带输送机的槽角多数为 35，这样不仅可以增大运量，而且可以防止输送带跑偏。 (3)抗冲击性及抗弯曲疲劳性好，使用寿命长。由于钢绳芯是以很细的钢丝捻成钢绳带芯，它弯曲疲劳和耐冲击性非常好。 (4)破损后容易修补，钢绳芯输送带一旦出现破损，破伤几乎不再扩大，修补也很容易。相反，帆布带损伤后，会由于水浸等原 因而引起剥离。使帆布带强度降低。 河南理工大学万方科技学院毕业实习报告 (5)接头寿命长。这种输送带由于采用硫化胶接，接头寿命很长，经验表明有的接头使用十余年尚未损坏。 (6)输送机的滚筒小。钢绳芯输送带由于带芯是单层细钢丝绳，弯曲疲劳轻微，允许滚筒直径比用帆布输送带的。 钢绳芯输送带也存在一些缺点 : (1)制造工艺要求高，必须保证各钢绳芯的张力均匀，否则输送带运转中由于张力不均而发生跑偏现象。 (2)由于输送带内无横向钢绳芯及帆布层，抗纵向撕裂的能力要避免纵向撕裂。 (3)易断丝。当滚筒表面与输送带之间卡进物料时，容易引起输送带钢绳芯的断丝。因此 ,要求要有可靠的清扫装置。 送带的连接 为了方便制造和搬运，输送带的长度一般制成 100 200 米，因此使用时必须根据需要进行连接。橡胶输送带的连接方法有机械接法与硫化胶接法两种。硫化胶接法又分为热硫化和冷硫化胶接法两种。塑料输送带则有机械接法和塑化接法两种。 (1)机械接头 机械接头是一种可拆卸的接头。它对带芯有损伤，接头强度效率低，只有 25% 60%，使用寿命短，并且接头通过滚筒表面时，对滚筒表面有损害，常用于短距或移动式带式输送机上。织物层芯输送带常采用的机械接头形式有胶接活页式， 铆钉固定的夹板式和钩状卡子式，但钢丝绳芯输送带一般不采用机械接头方式。 (2)硫化（塑化）接头 硫化（塑化）接头是一种不可拆卸的接头形式。它具有承受拉力大， 使用寿命长，对滚筒表面不产生损害，接头效率高达 60% 95%的优点，但存在接头工艺复杂的缺点。 对于分层织物层芯输送带在硫化前，将其端部按帆布层数切成阶梯状，如下图所示： 分层织物层芯输送带的硫化接头 然后将两个端头相互很好的粘合，用专用的硫化设备加压加热并保持一定的时间即可完河南理工大学万方科技学院毕业实习报告 成。其强度 为原来强度的 (i100%。其中 动滚筒 动滚筒的作用及类型 传动滚筒是传动动力的主要部件。作为单点驱动方式来讲，可分成单滚筒传动及双滚筒传动。单滚筒传动多用于功率不太大的输送机上，功率较大的输送机可采用双滚筒传动，其特点是结构紧凑，还可增加围包角以增加传动滚筒所能传递的牵引力。使用双滚筒传动时可以采用多电机分别传动，可以利用齿轮传动装置使两滚筒同速运转。如双滚筒传动仍不需要牵引力需要，可采用多点驱动方式。 输送机的传动滚筒结构有钢板焊接结构及铸钢或铸 铁结构，新设计产品全部采用滚动轴承。传动滚筒的表面形式有钢制光面滚筒、铸（包）胶滚筒等，钢制光面滚筒主要缺点是表面磨擦系数小，所以一般用在周围环境湿度小的短距离输送机上，铸（包）胶滚筒的主要优点是表面磨擦系数大，适用于环境湿度大、运距长的输送机，铸（包）胶滚筒按其表面形状又可分为光面铸（包）胶滚筒、人字形沟槽铸（包）胶滚筒和菱形铸（包）胶滚筒。 动滚筒的选型及设计 传动滚筒是传递动力的主要部件，它是依靠与输送带之间的摩擦力带动输送带运行的部件。传动滚筒根据承载能力分为轻型、中型和重型三种。 同一种滚筒直径又有几种不同的轴径和中心跨距供选用。 轻型：轴承孔径 80: 100。轴与轮毂为单键联接的单幅板焊接筒体结构。单向出轴。 中型：轴承孔径 120: 180。轴与轮毂为胀套联接。 重型：轴承孔径 200: 220 。轴与轮毂为胀套联接，筒体为铸焊结构。有单向出轴和双向出轴两种。 输送机的传动滚筒结构有钢板焊接结构及铸钢或铸铁结构，驱动滚筒 的表面形式有钢制光面滚筒 、 铸（包）胶滚筒等，钢制光面滚筒主要缺点是表面摩擦系数小，一般用在周围环境湿度小的短距离输送机上。铸（包）胶滚筒的主要优点是表面摩擦系数大，适用于环境湿度大 、 运距长的输送机，铸（包）胶滚筒按其表面形状又可分为光面铸（包）胶滚筒 、 人字形沟槽铸（包）胶滚筒和菱形铸（包）胶滚筒。 人字形沟槽铸（包）胶滚筒是为了增大摩擦系数，在钢制光面滚筒表面上，加一层带人字沟槽的橡胶层面，这种滚筒有方向性，不得反向运转。人字形沟槽铸（包）胶滚筒，河南理工大学万方科技学院毕业实习报告 沟槽能使水的薄膜中断，不积水，同时输送带与滚筒接触时，输送带 表面能挤压到沟槽里，由于这两种原因，即使在潮湿的场合工作，摩擦系数降低也很小。考虑到本设计的实际情况和输送机的工作环境：用于工厂生产，环境潮湿，功率消耗大，易打滑，所以我们选择这种滚筒。铸胶胶面厚且耐磨，质量好；而包胶胶皮易掉，螺钉头容易露出，刮伤皮带，使用寿命较短，比较二者选用铸胶滚筒。 辊 辊的作用与类型 （ 一）作用 托辊是决定带式输送机的使用效果，特别是输送带使用寿命的最重要部件之一。托辊组的结构在很大程度上决定了输送带和托辊所受承载的大小与性质。对托辊的基本要求是：结 构合理，经久耐用，密封装置防尘性能和防水性能好，使用可靠。轴承保证良好的润滑，自重较轻，回转阻力系数小，制造成本低，托辊表面必须光滑等。 支承托辊的作用是支承输送带及带上的物料，减小带条的垂度，保证带条平稳运行，在有载分支形成槽形断面，可以增大运输量和防止物料的两侧撒漏。一台输送机的托辊数量很多，托辊质量的好坏，对输送机的运行阻力 、 输送带的寿命 、 能量消耗及维修 、 运行费用等影响很大。 安装在刚性托辊架上的三个等长托辊组是最常见的，三个托辊一般布置在同一个平面内，两个侧托辊向前倾 03 ；亦可将中间托辊和侧托辊错开布置。后一种形式托辊组的优点是能接触到每一个托辊，便于润滑；缺点是托辊组支架结构复杂 、 重量大，并且输送带运行阻力大约增加 10。因此实际上主要采用三个托辊布置在同一平面内的托辊组。 （二）类型 托辊可分为槽形托辊 、 平行托辊 、 缓冲托辊和调心托辊等； 槽形托辊 槽形托辊用于输送散粒物料的带式输送机上分支，使输送带成槽形，以便增大输送能力和防止物料向两边洒漏。目前国内 系列由三个辊子组成的槽形托辊槽角 为 035或 045 ，增大槽角可加大载货的横断面积相防止输送带跑偏，但使胶带弯折，对输送带的河南理工大学万方科技学院毕业实习报告 寿命不利。为降低胶带边缘的附加应力，在传动滚筒与第一组槽形托辊之间可采取槽角为010 、 020 、 030 的过渡托辊使胶带逐步成槽。 平形托 辊由一个平直的辊子构成，用于输送件货。 其结构简图如下： 平行托辊 缓冲托辊用于带式输送机的受料处，以便减少物料对输送带的冲击，有橡胶圈式和弹簧板式等。其结构简图如下： 缓冲托辊 a)橡胶圈式 b)弹簧板式 调心托辊用来调整输送带的横向位置，使它保持正常运行。调心托辊形式很多，输送散粒物料最简单的是采用槽形前倾托辊。如图 5助两个侧托辊朝胶带运行方向前倾一定角度 (一般约 03 )而对跑偏的输送带起复位作用。这种方法简单，但会使阻力增大约 10。其它还有锥形、 按需选用。 河南理工大学万方科技学院毕业实习报告 侧托辊前倾的调心托辊 托辊直径与带宽 、 物料松散密度和带速有关。随着这些参数的增大，托辊直径相应增大。带式输送机有载分支最常用的是由刚性的、定轴式的三节托辊组成的槽形托辊。一般带式输送机的槽角为 030 ，如果槽角由 020 增大到 030 ，则在同样带宽条件下物料横断面积增大 20，运输量可提高 13，带式输 送机的无载分支常采用平形托辊。带式输送机的装载处由于物料对托辊的冲击，易引起托辊轴承的损坏，常采用缓冲托辊组。 托辊密封结构的好坏直接影响托辊阻力系数的大小和托辊的寿命。托辊的转动阻力不仅与速度 、 轴承及其密封有关，而且与润滑脂的选择也有很大关系。润滑脂除起润滑作用外，还起密封作用。 （三）托辊间距 托辊间距的布置应遵循胶带在托辊间所产生的挠度尽可能小的原则。胶带在托辊间的挠度值一般不超过托辊间距的 在装载处的上托辊间距应小一些，一般的间距为300 600且必须选用缓冲托辊，下托辊间距可取 2500 3000取为上托辊间距的两倍。 在有载分支头部 、 尾部应各设置一组过渡托辊，以减小头 、 尾过渡段胶带边缘的应力，从而减少胶带边缘的损坏。过渡托辊的槽角为 010 与 020 两种，端部滚筒中心线与过渡托辊之间的距离一般不大于 800 1000 带式输送机在运转过程中，经常出现胶带跑偏现象，即胶带运行中心线偏离输送机的的纵向几何中心线。为防止和克服胶带跑偏现象，常用的方法是采用不同形式的调心托辊，在有载分 支每隔 10组槽形托辊放置一组调心托辊，下分支每隔 610 组平型托辊放置一组河南理工大学万方科技学院毕业实习报告 调心托辊。最简单的调心托辊是上分支采用前倾式槽形托辊，下分支采用 倾托辊的两个侧托辊朝胶带运行方向前倾 0035 。由于托辊有前倾角，则胶带运行速度V 和托辊周围速度 间相差一个角度，因而托辊相对胶带就有一个相对速度 V ;使托辊有沿轴向产生相对运动的趋势，但是，托辊受托辊架的限制不能运动，于是两侧托辊相对胶带就产生一个向内的横向摩擦力。当胶带位于正中央时，胶带两侧受力平衡。当胶带偏向一侧时，该侧胶带和托辊所受正压力增加，则胶带所受到的横向摩擦力大于另一侧，因而使胶带又回复到正中位置。这种托辊防跑偏简单可靠，但由于胶带运行时存在附加滑动摩擦力，增加了胶带的磨损，前倾托辊只能用于胶带单向运行。 另外还有一种回转式调心托辊，槽形调心托辊用于有载分支，其防跑偏原理与前倾托辊相同。当胶带跑偏时，胶带的一侧压在立挡辊上，给挡辊以正压力和摩擦 力，从而使托辊架绕垂直轴回转一角度，这时胶带受到一个与跑偏方向相反的摩擦力，使胶带向输送机中心线移动，从而纠正跑偏现象。这种调心托辊在固定型带式输送机上应用的很多。 辊的选型 由于胶带输送机胶带跑偏常常引起设备停机，撒料，机架堵塞，胶带边缘撕裂、磨损等故障，严重影响了设备的使用及寿命，明显地降低了运输经济指标。因此，设计时应引起注意，现着重分析带式输送机胶带跑偏的原因并提出相应的防偏措施。 （ 1）带式输送机胶带跑偏的主要原因 带式输送机在运转过程中受各种偏心力的作用，使胶带中心偏离输送机的 中心线，产生偏心，其主要原因是卸料点偏心给料、安装制造误差、风力干扰、蛇行等。胶带跑偏不仅能引起胶带边缘的磨损、物料洒落等，而且还能造成人力、物力和财力的浪费。 （ 2）改变托辊组结构来防止带式输送机胶带跑偏 胶带跑偏是通过胶带传送给托辊。使托辊组与胶带间的摩擦力产生变化引起的。因此，解决输送机的胶带跑偏问题，最好是改变托辊组结构，常见的防偏托辊组结构有前倾托辊组、调心托辊组和铰链式吊挂托辊组。 1）前倾托辊组 前倾托辊组与普通托辊组的区别在于侧辊在边支柱上沿输送机运行方向前倾一个角度，一般为 安装制造上讲，不会造成成本的增加。前倾托辊组纠偏原理是：当胶带跑偏时，偏离侧的托辊与胶带的摩擦力增大，而胶带运行方向与托辊的线速度方向有一夹角及前倾角，使胶带产生一个向心的纠偏力。由于辊子的前倾增加，胶带的运行阻力也会增加，输送机全程采用前倾托辊，耗能约增加 10 20，所以，长距离的输送机河南理工大学万方科技学院毕业实习报告 不宜全程采用前倾托辊组。合理的前倾托辊组其边支柱应做成可将边托辊置于前倾和对中两种位置上，在调试运行过程中。只有跑偏段的托辊调到前倾位置上输送机的耗能增加很少，不会超过 3。一般情况下。给料稳定的胶带机采用前倾托辊 组，能较好地解决胶带跑偏问题。 2）调心托辊组 调心托辊组重量较大、成本较高。对于给料经常发生变化的胶带机用调心托辊组纠偏效果较好。目前采用的调心托辊组主要有锥形连杆式双向自动调心托辊组、分体式锥形调心托辊组和带侧挡辊的调心托辊组。调心托辊组的纠偏原理是：当胶带跑偏时，引起托辊上的载荷重新分布并且是不均匀的，相对转轴产生扭矩，跑偏量较小时，调心托辊组的扭矩小于摩擦力矩，调心托辊组不会转动，对跑偏没有反应，当跑偏量逐渐增大，扭矩超过摩擦力矩时横梁就围绕立轴成旋转，并随着转动的增加，转矩继续加大，调心托辊组继续转动，辊子的线速度方向与胶带的运行方向形成的夹角增大，使它们的摩擦力产生向心分力。强制胶带返回中心位置，而越过中心位置向另一侧继续移动，扭矩也逐渐减少，经过几次往复直到扭矩小于摩擦力矩。胶带达到稳定运行。试验证明，每 8 1很好地解决胶带跑偏的问题。 3）铰链式吊挂托辊组 铰链式吊挂托辊组的辊子是相互铰接的。侧辊靠拆卸方便的挂具吊在机架或钢绳上，特别适用于输送大块物料和经常搬移、安装精度不高的移置式输送机上。它的纠偏原理是：胶带跑偏时物料偏向一边，铰接的托辊组外形发生变化，跑偏 的一边因承载力的加大，胶带与辊子摩擦力的增大，位于跑偏一边的侧托辊倾角大于另一侧的托辊倾角，使中间辊发生偏转并产生调心力，由于物料的大部分由中间辊承受因此总的调心力显著增大，对胶带纠偏效果很好。铰链式吊挂托辊组的优点：一是更换托辊时不停机。在输送物料过程中可将托辊组与胶带脱离随时更换，对载荷的适应性强。二是托辊组重量轻。由于它没有横梁所以比一般的托辊组重量轻许多。三是噪音低。因其属于挠
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