JX426-钢绳芯强力带式输送机的设计及变频启动分析
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JX426
钢绳芯
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JX426-钢绳芯强力带式输送机的设计及变频启动分析,JX426,钢绳芯,强力,输送,设计,变频,启动,分析
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目录摘 要IIIAbstractIV绪 论1第一章钢绳芯强力带式输送机2第一节 概述2第二节 国内外带式输送机技术的现状及差距2第三节 带式输送机的分类7第四节 带式输送机的工作原理7第五节 钢绳芯输送带8第六节 输送机的关键技术10第二章 钢绳芯强力带式输送机设计的主要计算与校核12第一节 设计原始数据及输送机布置形式12第二节 设计计划及方案13第三节 钢绳芯强力带式输送机设计计算与校核13第三章 主要零部件的设计27第一节 驱动装置27第二节 输送带28第三节 传动滚筒及滚筒架29第四节 托辊31第四章 其它部件的选用35第一节 中间机架35第二节 重载张紧车35第三节 清扫装置35第四节 保护装置36第五节 电气控制37第六节 主要成果及创新点39第五章 带式输送机的应用40第一节 输送机的安装40第二节 输送机的控制46第三节 输送机的维护48第四节 输送机常见故障及预防处理方法51结束语56参考文献57外文资料58中文翻译60致谢62III钢绳芯强力带式输送机的设计及变频启动分析摘 要带式输送机是由能承载的输送带兼作牵引机构的连续运输设备，它可以输送矿石及其它散装物料和包装好的成件物品。目前，钢绳芯带式输送机被广泛应用于原煤的输送，不仅使运距加长，运距加大，而且运行可靠，维护方便，减少了操作人员，提高了机械化和自动化。本次毕业设计是关于输送原煤的钢绳芯强力带式输送机的设计，对输送机的结构原理，传动原理及发展现状和趋势进行了较为全面、深入的了解和研究。根据带式输送机的输送机理及运输因数结合当前煤矿用带式输送机运距长，运输能力大，运行速度大等需求，使用钢绳芯强力胶带，根据安老师所给的数据，经过分析、查找与计算，设计出该钢绳芯强力带式输送机，并在调查的原有带式输送机的缺点基础上，进行了一些改进。此外，通过对大量的已投入生产的同类产品的工作情况和性能等进行了较为详细的了解性研究，使该设计更加具有生产制造性，为钢绳芯强力带式输送机技术的推广应用做了一点点贡献。关键词：钢绳芯强力带式输送机 变频启动 皮带 托辊 Design and variable wire core strength belt conveyor start analysisAbstract Is hosted by belt conveyor conveyor belt doubles as a continuous transport of the towing device, it can transport the ore and other bulk materials and packaged into items. At present, the steel core belt conveyor is widely used in the transportation of coal, not only distance longer distance increases, and reliable operation, convenient maintenance, reducing operator, increased mechanization and automation. The graduation design is about conveying raw strength of steel cord belt conveyor design and construction principle of the conveyor, transmission principle and development situation and trends for a more comprehensive and in-depth study. According to with type conveying machine of conveying mechanism and the transport factor combined current coal mine with with type conveying running from long, transport capacity big, run speed big, needs, using rope core strong tape, according to Ann teacher by to of data, after analysis, and find and calculation, design out the rope core strong with type conveying machine, and in survey of original with type conveying machine of shortcomings based Shang, for has some improved. In addition, through a large number of similar products have been put into production and performance for a more detailed understanding of research, making the design more manufacturing, for steel cord of strength belt conveyor technology used to make a small contribution. Keyword: Steel cord strength belt conveyor, variable frequency start, belts, rollers绪 论 现今，带式输送机在现代散装物料的连续输送中，是主要的运输设备，使用范围比较广泛，具有运输能力大，运输阻力小，运输成本低及维护简便等优势，在井下巷道，矿井地面，露天采矿及造矿场等被广泛应用。国内外的生产实践证明，带式输送机无论是在运输能力方面，还是在经济指标表方面都是一种先进的运输设备。带式输送机是一种有扰性牵引构件的连续运输机械，输送带绕经传动滚筒，改向滚筒和拉紧滚筒接成环形，拉紧装置给输送带以正常运行所需要的张力。工作时驱动装置驱动传动滚筒，通过传动滚筒与输送带之间的摩擦力带动输送带连续运行，装到输送带上的物料随他一起运行到端部卸出，利用专门的卸载装置也可在中间部位卸载。输送带用转动的托辊支持，运行阻力较小可保证带式输送机的平稳运行，带式输送机可用于水平和倾斜线路运输，倾斜的角度依物料性质的不同和输送带表面形状不同而异。输送原煤时，使用35槽角的一般槽形托辊，设计时沿倾斜向上运输的最大倾角不能超过20。近20年来，世界范围内的带式输送机有了重大的发展，伴随着能力和速度不断提高的现代化计算机的应用，许多工程技术人员已经研制出了新的产品，同时理解了有关运输的的物理过程，随着全球经济的增长，带式输送机技术已经成为当代科学技术发展的前沿之一。当今的全球经济，需要设计和生产“环保”型输送机，不能污染周围的环境，可以在运输量大，运输距离长的基础上，尽量考虑节约能量。第一章 钢绳芯强力带式输送机第一节 概述一、带式输送机的发展概况中国古代的高转筒车和提水的翻车，是现代斗式提升机和刮板输送机的雏形；17世纪中，开始应用架空索道输送散状物料。19世纪中叶，各种现代结构的输送机相继出现。 1868年，在英国出现了带式输送机；1887年，在美国出现了螺旋输送机；1905年，在瑞士出现了钢带式输送机；1906年，在英国和德国出现了惯性输送机。此后，输送机受到机械制造、电机、化工和冶金工业技术进步的影响，不断完善，逐步由完成车间内部的输送，发展到完成在企业内部、企业之间甚至城市之间的物料搬运，成为物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。直到1980年，固定式输送机已经存在并正在设计大运量长运距的带式输送机，且都具有独特的特点。第二节 国内外带式输送机技术的现状及差距一、国外带式输送机技术的现状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输送设备,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、一体化技术装备的关键设备。下表为国外带式输送机的一些技术参数：表1-1 国外300500万t/a高产高效矿井带式输送机的主要技术指标主参数顺槽可伸缩带式输送机大巷与斜井固定式强力皮带输送机运距/m200030003000表1-1续带速/m.s-13.5445，最高达8输送量/t.h-12500300030004000驱动总功率/kW1200200015003000，最大达10100国外带式输送机技术的发展主要表现在三个方面： 1.带式输送机功能多元化、应用范围扩大化，如大倾角带式输送机、管状带式输送机、 空问转弯带式输送机等各种机型； 2.带式输送机本身的技术向长运距、大运最、高带速等人型带式输送机方向发展； 3.带式输送机木身关键零部件向高性能、高可靠性方向发展。在煤矿井下，由于受环 境条件的限制，其带式输送机的技术指标要比地面用移动式胶带输送机的指标为低。二、国内皮带输送机机技术的现状国内煤矿用带式输送机的技术现状及存在的问题从20世纪80年代起，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。输送机系列产品系列不断增多，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，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年代后，随着煤矿现代化的发展和需要，我国对大倾角皮带输送机、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智能化控制等技术，成功研制了软启动和制动装置以及PLC控制为核心的防爆电控装置。目前，我国煤矿井下用带式输送机的主要技术特征指标如表1-2所示。表1-2 国内皮带输送机的主要技术指标主参数顺槽可伸缩带式输送机大巷与斜井固定式强力皮带输送机运距/m200030004500带速/m.s-12.54.535，最高达8输送量/t.h-11500300020003000驱动总功率/kW900160015003000，最大达10100三、国内外带式输送机技术的差距 （-）皮带输送机的关键技术上的差距 1皮带输送机动态分析与监测技术 长距离、大功率皮带输送机的技术关键是动态设计与监测，它是制约大型皮带输送机发展的核心技术。目前我国用刚性理论来分析研究带式输送机并制订计算方法和设计规范，设计中对输送带使用了很高的安全系统（一般取n=10左右），与实际情况相差很远。实际上输送带是粘弹性体，长距离带式输送机其输送带对驱动装置的起、制动力的动态响应是一个非常复杂的过程，而不能简单地用刚体力学来解释和计算。已开发了皮带输送机动态设计方法和应用软件，在大型输送机上对输送机的动张力进行动态分析与动态监测，降低输送带的安全系统，大大延长使用寿命，确保了输送机运行的可靠性，从而使大型皮带输送机的设计达到了最高水平（输送带安全系数n=56），并使输送机的设备成本尤其是输送带成本大为降低。 2.可靠的可控软起动技术与功率均衡技术 长距离大运量带式输送机由于功率大、距离长且多机驱动，必须采用软起动方式来降低输送机制动张力，特别是多电机驱动时。为了减少对电网的冲击，软起动时应有分时慢速起动；还要控制输送机起动加速度0.30.1 m/s2，解决承载带与驱动带的带速同步问题及输送带涌浪现象，减少对元部件的冲击。由于制造误差及电机特性误差，各驱动点的功率会出现不均衡，一旦某个电机功率过大将会引起烧电机事故，因此，各电机之间的功率平衡应加以控制，并提高平衡精度。国内已大量应用调速型液力偶合器来实现输送机的软起动与功率平衡，解决了长距离带式输送机的起动与功率平衡及同步性问题。但其调节精度及可靠性与国外相比还有一定差距。此外，长距离大功率带式输送机除了要求一个运煤带速外，还需要一个验带的带速，调速型液力偶合器虽然实现软启动与功率平衡，但还需研制适合长距离的无级液力调速装置。当单机功率500 kW时，可控CST软起动显示出优越性。由于可控软起动是将行星齿轮减速器的内齿圈与湿式磨擦离合器组合而成（即粘性传动）。通过比例阀及控制系统来实现软起动与功率平衡，其调节精度可达98% 以上。但价格昂贵，急需国产化。（二）技术性能上差距我国带式输送机的主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需要，尤其是顺槽可伸缩带式输送机的关键元部件及其功能如自移机尾、高效储带与张紧装置等与国外有着很大差距。 1.装机功率 我国工作面顺槽可伸缩带式输送机最大装机功率为4250 kW，国外产品可达4970 kW，国产带式输送机的装机功率约为国外产品的30%40%，固定带式输送机的装机功率相差更大。 2.运输能力 我0国带式输送机最大运量为3000 t/h，国外已达5500 t/h。 3.最大输送带宽度 我国带式输送机为1400 mm，国外最大为1830 mm。 4.带速 由于受托辊转速的限制，我国带式输送机带速为4m/s，国外为5m/s以上。 5.工作面顺槽运输长度 我国为3000 m，国外为7300m。 6.自移机尾 随着高产高效工作面的不断出现，要求顺槽可伸缩带式输送机机尾随着工作面的快速推进而快速自移。国内自移机尾主要依赖进口，主要有2种：（a）随转载机一起移动的由英国LONGWALL公司生产的自移机尾装置。（b）德国DBT公司生产的自移机尾装置。前者只有一个推进油缸，后者则有2个推进油缸。LONGWALL公司生产的自移机尾用于在国内带宽1.2 m的输送机上，缺点是自移机尾输送带的跑偏量太小，纠偏能力弱，刚性差。德国生产的自移机尾在国内使用效果优于前者，水平、垂直2个方向均有调偏油缸，纠偏能力强。因此，前者还需完善，后者则需研制，但对自移机尾的要求是共同的，既要满足输送机正常工作时防滑的要求，又要满足在输送机不停机的情况下实现快速自移。 7.高效储带与张紧装置 我国采用封闭式储带结构和绞车张紧为主，张紧小车易脱轨，输送带易跑偏，输送带伸缩时，托辊小车不自移，需人工推移，检修麻烦。国外采用结构先进的开放式储带装置和高精度的大扭矩、大行程自动张紧设备，托辊小车能自动随输送带伸缩到位。输送带不易跑偏，不会出现脱轨现象。8. 输送机品种 机型品种少，功能单一，使用范围受限，不能充分发挥其效能，如拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用；另外，我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，应开发特殊型专用机种带式输送机。（三）可靠性、寿命上的差距 1.输送带抗拉强度 我国生产的织物整芯阻燃输送带最高为2500 N/mm，国外为3150 N/mm。钢丝绳芯阻燃输送带最高为4000 N/mm，国外为7000 N/mm。 2.输送带接头强度 我国输送带接头强度为母带的50%65%，国外达母带的70%75%。 3.托辊寿命 我国现有的托辊技术与国外比较，寿命短、速度低、阻力大，而美国等使用的新型注油托辊，其运行阻力小，轴承采用稀油润滑，大大地提高了托辊的使用寿命，并可作为高速托辊应用于带式输送机上，使用面广，经济效益显著。我国输送机托辊寿命为2万h，国外托辊寿命59万h，国产托辊寿命仅为国外产品的30%40%。 4.输送机减速器寿命 我国输送机减速器寿命2万小时，国外减速器寿命7万小时。 5.带式输送机上下运行时可靠性差。（四）控制系统上差距 1.驱动方式 我国为调速型液力偶合器和硬齿面减速器，国外传动方式多样，如BOSS系统、CST可控传动系统等，控制精度较高。 2.监控装置 国外输送机已采用高档可编程序控制器PLC，开发了先进的程序软件与综合电源继电器控制技术以及数据采信、处理、存储、传输、故障诊断与查询等完整自动监控系统。我国输送机仅采用了中档可编程序控制器来控制输送机的启动、正常运行、停机等工作过程。虽然能与可控启（制）动装置配合使用，达到可控启（制）动、带速同步、功率平衡等功能，但没有自动临近装置，没有故障诊断与查询等。 3.输送机保护装置 国外带式输送机除安装防止输送带跑偏、打滑、撕裂、过满堵塞、自动洒水降尘等保护装置外，近年又开发了很多新型监测装置：传动滚筒、变向滚筒及托辊组的温度监测系统；烟雾报警及自动消防灭火装置；纤维织物输送带纵撕裂及接头监测系统；防爆电子输送带秤自动计量系统。这些新型保护系统我国基本处于空白。而我国现有的打滑、堆煤、溜煤眼满仓保护，防跑偏、超温洒水，烟雾报警装置的可靠性、灵敏性、寿命都较低。四、煤矿带式输送机技术的发展趋势 带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备相比，具有输送距离长、运量大、连续输送等优点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中化控制，尤其对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭开采机电一体化技术与装备的关键设备。现如今，国产带式输送机进入了一个高速发展阶段，现在市场需求空间很大。在某些领域带式输送机已逐渐开始取代机车和汽车运输。未来带式输送机的主要发展方向为：1.降低能量消耗以节约能源。为贯彻实施“十二五”要求和实现绿色环保的生存环境，节能减排已经成为如今机械行业的共同追求目标。在输送技术领域内科研工作领域，已将1吨物料输送1公里所消耗的能量作为输送机选型的重要指标之一。 2.向大型化方向发展，包括大输送能力和大单机长度等几个方面。现在世界上最长的水力输送装置其长度已经超过400公里，带式输送机最长的单机长度已经接近15公里了，并且已经出现了联系两个城市的带式输送道。世界各主要发达国家也正在研发具有长距离、大运量连续输送能力的输送机，结构向性能更高、功能更好的方向发展。能在极端温度环境下以及有腐蚀性、放射性等环境中工作，并能运送易燃易爆、高温、有黏性等物料的输送机。3.自动化、多样化方向发展。带式输送机虽然优点突出，在矿山设备中被频繁使用，但也存在不足，未来能在高温、低温条件下、有腐蚀性、放射性、易燃性物质的环境中工作的输送机，也是行业追求的目标之一。同时，若是能使输送机的构造满足物料搬运系统自动化控制对单机提出的要求，也是输送机工作效率的一大提高。第三节 带式输送机的分类表1-3带式输送机分类及代号（JB238978）名称代号类、组、型代号通用带式输送机T（通）DT轻型带式输送机Q（轻）DQ移动带式输送机Y（移）DY钢丝绳芯带式输送机X（芯）DX大倾角带式输送机J（角）DJ钢丝绳牵引带式输送机S（绳）DS压带式输送机A（压）DA气垫带式输送机D（垫）ND磁性带式输送机C（磁）DC钢带输送机G（钢）DG网带输送机W（网）DW第四节 带式输送机的工作原理带式输送机是有上下托辊支撑的作为承载构件和牵引构件的输送带，绕过头，尾滚筒形成闭合环路的输送机械，它借助于驱动滚筒与输送带之间的摩擦来传动动力，实现物料输送。 提高输送机传动装置的牵引力可以从以下三个方面考虑： 1.增大拉紧力：增加初张力可使输送带在传动滚筒分离点的张力增加，此法提高牵引力虽然是可行的。但因增大必须相应地增大输送带断面，这样导致传动装置的结构尺寸加大，是不经济的。故设计时不宜采用。但在运转中由于运输带伸长，张力减小，造成牵引力下降，可以利用拉紧装置适当地增大初张力，从而增大，以提高牵引力。 2.增加围包角：对需要牵引力较大的场合，可采用双滚筒传动，以增大围包角。 3.增大摩擦系数：其具体措施可在传动滚筒上覆盖摩擦系数较大的衬垫，以增大摩擦系数。通过对上述传动原理的阐述可以看出，增大围包角是增大牵引力的最有效方法。故在传动中拟采用这种方法。第五节 钢绳芯输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。输送带由带芯（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。钢丝绳芯输送带的带芯为纵排钢丝绳与胶黏合而成。其纵向拉伸强度高，抗弯曲性能好；伸长率小，需要拉紧行程小。钢丝绳芯胶带可分为无布层和有布层两种类型。我国目前生产的均为无布层的钢丝绳芯胶带，这种胶带所用的钢丝绳是由高强度的钢丝顺绕制成的，中间有软钢芯，钢芯强度已达到60000N/cm，上下覆盖胶由优良的橡胶制成，具有耐磨，耐冲击性能。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。在钢绳芯输送带中,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.提高钢绳与橡胶之间黏着力的主要措施是在钢绳表面电镀黄铜及采用硬质橡胶等。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.制造过程中采用预变形措施以消除钢绳中的残余应力，可使钢绳芯具有较好的柔性而不松散。钢丝绳芯胶带与普通胶带相比较以下优点：1.单机运输距离长。胶带输送机的长度主要取决于胶带的拉伸强度。普通胶带受其拉伸强度的限制，不能满足长距离的要求，而我国钢丝绳芯胶带的拉伸强度已经达到60KN/cm，可作长距离运输，在角度较陡的条件下亦可使用 。2.运输能力大。钢丝绳芯胶带内的钢丝绳柔软且为纵向排列，故它放在托辊上的成槽性好，因此它的生产效率较高，运输能力大。只要适当的提高带速增大带宽，生产率将会急剧上升。3.经济效益好。钢丝绳芯带式输送机比汽车火车的爬坡能力大，故能缩短运距，减小基建工程量和投资，缩短施工时间。4.结构简单。钢丝绳芯带式输送机的结构比普通胶带输送机更为简单紧凑。在目前使用的各种胶带中，钢丝绳芯胶带的伸长率最小，一般仅为0.2%（帆布胶带为1.3%1.5%，尼龙胶带为2%3%），故其拉紧行程短，拉紧装置紧凑，占地少，对井下运输更为有利。钢丝绳胶带挠性好，其要求的滚筒直径比帆布胶带 小，使输送机的尺寸更为紧凑。5.使用寿命长。钢丝芯胶带为单层结构，故柔软，弹性好，抗冲击，弯曲疲劳小，工作时更能适应在托辊上的运行。同时因为单机长度长，在同样使用年限中胶带受冲击，受弯曲次数少，因此使用寿命较长，一般可达10年。6.运行速度大。钢绳芯输送机的速度一般比普通胶带输送机和钢丝绳牵引胶带输送机的大。目前最高可达到10m/s，一般速度为56m/s。钢绳芯输送带也存在一些缺点:1.胶带横向强度低，钢丝绳胶带因芯体无横丝，故横向强度低。当金属物或尖硬物料卡在流槽口时会引起胶带的纵向撕裂，其抗纵向破裂的能力比帆布芯胶带弱。2.胶带的街头比较困难和复杂。一般采用硫化接头时需要能源和较多的设备硫化接头工艺比较复杂，接头施工要求有一定的空间，这样就给现场处理接头带来一定的困难，比较费时费力。3.易断丝。由于钢丝绳芯胶带的伸长率小，当滚筒与胶带间卡进物料时，就易引起钢绳芯的局部变形，致使断丝，这对黏性大而坚硬的矿石来说，尤其应特别重视胶带的清扫工作。第六节 输送机的关键技术一、影响因数分析：输送倾角、物料的块度、硬度、含水量、带速、侧压力、输送带的成槽性、输送距离、托辊间距、卸载点结构、装载点物料冲击等。二、槽形托辊组：要根据物料的不同块度、硬度、含水量、带速、输送带的成槽性、输送距离、运量来调整物料与胶带之间的摩擦系数，托辊的倾角是需要根据不同的物料作相应的调整，而不是一成不变的。三、装载点：在装载处采取有效措施，保证装载处的物料处于稳定状态，确保不发生滚料现象。四、卸载点：在机头卸载处，胶带由深槽变平，胶带对物料的侧压力消失，物料会滚料，在此处采取有效措施，确保在卸载点不滚料、不撒料。五、滚筒所有传动滚筒和轴径大于200mm的改向滚筒采用铸焊结构，其余滚筒采用全焊结构，筒体焊接后，对其焊缝进行超声波和X光探伤检查，并进行热处理，以消除内应力。轴承为整体结构，筒体和轴均按无限寿命设计。主要滚筒与轴的联结采用涨套联结，避免了在轴上铣键槽，降低了应力集中、制造、安装、拆卸都极为便利。六、托辊：托辊的使用寿命主要取决于密封和承载的性能，由专用的托辊流水线生产的，各项指标符合设计要求。 密封：采用密封件及迷宫组合密封； 轴承：采用大游隙托辊专用轴承，该轴承采用了增大游隙、加大钢球直径和沟槽曲率，及采用具有柔性的尼龙保持架等措施，使其寿命比同规格的普通轴承提高10倍以上，旋转阻力降低1倍以上。七、驱动架驱动架是输送机的主要受力部件之一，其结构是滚筒中心对称的两个三角架组成。加工时，先将三角形框架单件焊接成形，并组装成驱动架，再在大型落地镗床上进行铣削加工，其上的螺栓孔也同时钻出，这样加工出来的驱动架，其精度和形位公差才能满足图纸要求。八、传动系统的控制对于大型带式输送机，因其运距大，坡度大，功率大，个承载部件的受力较大，考虑到重载起动时起动困难，瞬时冲击力大等因素，都必须采用软起动技术，以达到下面几个目的：起动时间随带式输送机主参数可以任意调节，使输送机按照较理想的起动速度图平稳起动，并能实现满载起动；确保输送机起动加速度值小于等于0.10.3m/s2范围内，使输送机起动张力控制在允许范围内；在多机驱动时，还应具有功率平稳的功能，保证多机驱动的功率不平衡度不超过5；电动机能空载起动，以降低对外界电源与电压的冲击，并尽量避免对外界电源产生污染；具有过载保护功能；在输送机短视停车时，还应具有可以不停电动机的功能；操作维护简便，工人易于掌握。 第二章 钢绳芯强力带式输送机设计的主要计算与校核第一节 设计原始数据及输送机布置形式针对目前煤炭企业规模化、大型化发展的方针趋势，煤机市场对于长距离、大运量、大坡度的带式输送机的需求量越来越大，这种带式输送机的特点要求是装机功率大，带强度高，使用钢绳芯强力胶带，对于滚筒、托辊和机架的强度要求都大幅提高，对整机的运行监控要求更加完善，安全动转的性能要求更高、更严格，需要配套变频起动装置、CST装置或调速耦合器等装置来保证起动和运行的平稳、可靠性。该设计针对市场需求的变化，设计出了适应市场的钢绳芯强力带式输送机，并希望能够在煤矿开采中得以推广应用。 设计的原始数据：输送物料为原煤，块度为0300mm，堆积密度=1000kg/m3，物料在输送带上的堆积角=45，输送机年输送量大于250万吨，输送能力：700 t/h，巷道宽45m，巷道最大倾斜角：=16，总运距：1100 m ，总提升高度250 m，带速V=25 m/S ，带宽B=1200 mm，年工作日300天。 根据胶带机工艺线路布置要求及经济实用性要求，采用头部驱动，降低设备总投资；由于胶带机拉紧行程及拉紧力大，采用了重载张紧装置，布置在胶带机尾部低张力处，自动调整胶带机各种运行工况所需要的胶带张力；为实现长距离胶带机紧急停机，实现软启动与功率平衡，解决同步性问题，避免意外撕裂过长胶带、叠带事故及其它安全事故，设有变频启动装置及各种保护装置。初步确定输送机布置形式，如图所示：图2-1 输送机布置方式第二节 设计计划及方案一、根据给定的原始数据和要求，首先进行功率及受力计算：1.对胶带的带强进行计算校核，选出符合要求的胶带规格及型号。2.对传动滚筒、卸载滚筒、各个改向滚筒的受力及扭矩进行计算校核；3.对电动机、减速器、各环节的联轴器、进行适当的选型配套；4.计算钢绳芯强力胶带输送机正常运行所需的张紧力，以保证胶带与传动滚筒之间不打滑，并保证承载和回空段的胶带在运行中保持在一定的下垂度范围内；5.计算输送机正常运行所需的制动力及停机和断电条件下所需的逆止力，并对制动及逆止的设备进行选型配套；6.对承载分支和回空分支的托辊进行选型并校核，对托辊的正确设计提供理论依据；二、根据给定设计条件确定整机的设计、布置方案。整机系统组成如下：该设计将整部输送机分成输送带、驱动装置、卸载滚筒架、传动滚筒架、中间部分、机尾重载张紧车、滚筒、托辊、电气控制等单元进行设计、选型配套。第三节 钢绳芯强力带式输送机设计计算与校核一、设计计算说明 通过调查发现现行煤矿运输距离一般小于1000m，本设计大于1000m，为1100m，用于原煤的运输，主提升皮带机，输送能力为：Q=700t/h，物料块度：0300mm，堆积密度:=1000kg/m3，物料在输送带上的堆积角：=45，机长1100m，总提升高度250 m，倾斜角度：=016。初步设计给定：带速V=25 m/S ，带宽B=1200 mm，初步设计参数： 根据矿山运输与提升取：上托辊间距=1100mm，下托辊间距=3000mm，托辊槽角=35,托辊直径：133mm,导料槽长度6000mm,预选输送带GX4000,上覆盖层厚8mm,下覆盖层厚8mm，由矿井运输与提升设备表6-8得胶带参考质qB=47.10x1.2=56.52kg/m 。二、核算输送能力带式输送机的最大运输能力计算公式为 ： 式中：输送量（； 带速（； 物料堆积密度（）； 在运行的输送带上物料的最大堆积面积（）， 查矿山运输与提升表6-18得A=01630 输送机的倾斜系数，查矿山运输与提升表6-19， K=089。计算得=3601630100025089=1305.63 t/h700t/h，满足要求。根据原煤块度核算输送机带宽：2300200800mmFlmin 故满足不打滑要求将S1的值代入各式中得出各个点的张力值S1=S2=27298NS3=S4=1.04S1=28390NS5=1.08S1=29482NS6=S5+25409N=29482N+25409N=54891NS7=S8=1.02S6=55989NS9=1.04S8=58229NS10=1.144S1+270876N=302105NS11=S12=1.04S10=314189N5.垂度校核垂度校核必须分别校核重段和空段垂度，两者都要找出最小张力点由各点的张力计算可知，重段最小张力点在位置9，空段最小张力在位置2重段FMIN9058N ，S9=58229NFmin，通过空段F1MIN10396N ，S9=27298NF1min，通过6.确定传动滚筒合张力第一滚筒合张力： F1=S12+S13=2S12+P1=2x314189+136675=765053N第二滚筒合张力： F2S14+S1=S12+P1+S1=314189+136675+27298=478162N6.确定各改向滚筒合张表2-1 各点张力滚筒合张力/N头部180改向滚筒合力=S10+S11616294表2-1续 尾部（拉紧）180改向滚筒合力=S8+S9114218传动层面改向滚筒合力力=S2+S355688传动层面改向滚筒合力=S4+S557827局增面改向滚筒合力=S6+S7110880五、输送带强度据DT型皮带机设计手册，胶带强度应满足：mm = m0kCw/ 0=3.0x1.05x1.8/0.85=6.67 式中：胶带安全系数； -胶带许用安全系数； 钢绳芯胶带基本安全系数，m=2.83.2,取3.0； 动载荷系数，取1.05； 胶带附加弯曲伸长折算系数，取1.8； 输送带接头效率，取0.85；选用的是GX4000型阻燃输送带，其拉断强度是4000N/mm,带宽1200mm，输送带强度计算，是以最大静张力用下式进行校核。m=10.65m=6.67, 满足要求。 式中：阻燃带的整体纵向拉断强度，N/mm； 阻燃带宽，mm；输送带运行所受到的最大静张力，N输送带最大张力 Smax=S13=S12+P1=314189+136675=450864N绳芯要求的纵向拉伸强度按下式计算：GX=3381.48N/mm式中：静安全系数，一般=79，该设计取9。输送带GX4000满足要求。六、确定驱动装置电动机：YB400M2-4 N=280kw 转速1475r/min 减速器：DCY200 速比49.73 输出轴转速29.86 r/min制动器：电力液压块式制动器YWZ5-500/201，制动力矩为2-3.6KN，该设计采用3台高速联轴器：弹性柱销齿式联轴器 ZL14逆止器： 选NYD型接触式异形块逆止器NYD270 额定逆止力矩125低速联轴器：弹性柱销齿式联轴器 ZL14拉紧装置计算：拉紧力 F=S8+S9=450864N确定传动滚筒：传动滚筒直径的大小，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。为使弯曲应力不过大，钢绳芯输送带的滚筒直径，一般按滚筒直径与钢丝绳直径之比大于等于150选取，据矿井运输与提升设备表6-14查的GX4000输送带的钢丝绳直径为10.3mm。 15010.3=1545mm取驱动滚筒直径为1600mm输送带驱动滚筒直径D=1600mm=1.6m最大驱动扭矩Mmax=P1xD/2=136.7x1.6/2=109.36KN.m七、逆止力、拉紧力和制动力计算（一）逆止力FL =Fst-0.8fgL(qRO+qRU+1qB)+(H/sin.qG) =190755-0.8x0.03x9.8x1100x(22.73+6.67+2x56.52)+(250/sin160x77.78) =190755-53240 =137515N 作用在传动滚筒轴上的逆止力矩 ML1FLD/2=137515X1.6/2=110012Nm=110KNm 高速轴需要的逆止力矩 ML ML1/i nl=110/49.73/0.848=2.61KNm 电动机功率较大，选用（NYD型）凸块式逆止器，逆止器置于低速轴，选NYD180-250，额定逆止力矩90所选制动器YWZ 5-500/201的制动力矩为2-3.6KN.，3台制动器的制动力矩为6-10.8KN. 均大于3.3 KN.，故满足要求。（二）拉紧力拉紧装置的拉紧力，按拉紧装置的位置，根据算得得张力值计算。拉紧力等于输送带在拉紧滚筒两端的张力之和。带式输送机所需的拉紧力，在起动，稳定运行和制动过程中是不同的。由于该设计采用重载车式拉紧装置，输送带的拉紧力应按各种工况都不打滑的条件计算。该设计采用机尾拉紧，拉紧装置应具有的拉紧力为H=S8+S9=114218N换算成重载重量为：114218 Xsin160/9.81=3260kg3.3t此拉紧力是按稳定运行条件计算的，起动和制动工况下还要按加减速度的惯性力，增加拉紧力，以免输送带在驱动滚筒上打滑。（三）凸弧段曲率半径凸弧段最小曲率半径R1，取R1=100 。八、可控起动速度曲线的设计控制驱动问题是制约大型带式输送机发展的关键问题之一。采用合理的可控起制动或软起、制动装置可以减小动力作用，按现行标准，带式输送机的起制动加速度应为0.10.3m/s2。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。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小值较小，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。实际工程应用的比较理想的可控启动速度曲线有以下两种：（一）澳大利亚专家Harrison提出的起动速度曲线：图2-3 Harrison起动曲线1.速度 2.加速度 3.加速度变化率 式中：设计带速 起动时间起动开始时，加速度为0，速度平稳增加；到T/2时，加速度达到最大值，速度达到v/2；然后，加速度逐渐对称地降低，速度继续增加；达到设计带速时，加速度降到0，完成启动过程。除起点和终点外，加速度曲线的一阶导数是连续的。（二）美国专家Nordell提出的起动速度曲线：图2-4 Nordell起动曲线1.速度 2.加速度 3.加速度变化率起动开始时，加速度为0，速度平稳增加；导T/2时，加速度线性增加到最大值，其值比图1中的加速度值大27%，速度达到v/2；然后，速度逐渐对称地降低，速度继续增加；达到设计带速时，加速度降到0完成启动过程。加速度的一阶导数在0、T/2、T时刻是不连续的，但减速度导数的峰值只是图2-3的81%。上述2种起动控制方式，都能获得理想的起动效果。由于输送机在启动之前，输送带处于松弛状态，为避免输送带的冲击，将输送带拉紧后起动，可进一步改善起动峰值张力作用。因此，需要在起动开始阶段加入一个时间延迟段，如图2-5所示，延迟段的速度一般取为设计带速的10%。图2-5 带有延迟段的起动速度曲线延迟段起动时间T是非常重要的设计参数，可根据设计经验，通过控制最大起动加速度或平均加速度，初步确定起动时间，再根据动态分析结果进行优化。一般情况下，特长距离带式输送机的起动加速度不大于0.05m/s2,中长距离带式输送机的起动加速度不大于0.1 m/s2,按此计算得该带式输送机的加速时间最小为2.5/0.05=50s。（三）为避免输送机在起动过程中发生共振等动力学现象，起动时间应满足下列条件：即起动时间大于下分支输送带纵向应力波由机头传到机尾所需时间的5倍。式中：输送带纵向应力波传递速度，m/s;VW =EB/(qqu+qB) =15x106x1.2/(6.67+56.52) =535.72m/sE输送带弹性模量，kg/m;取5L/VW=5X1100/533.72=10.3150S 满足起动要求。第三章 主要零部件的设计该输送机是单向向上运行输送机械。主要由驱动装置、传动滚筒组、改向滚筒组、（上、下）托辊组、拉紧装置、输送胶带、提升导料槽、固定导料槽、清扫器、各种保护装置及机头架、机尾架、高架支腿和中间架等主要部件组成。第一节 驱动装置 驱动装置是整个皮带输送机的动力来源，它由电动机、减速器 、联轴器、传动滚筒组成。驱动滚筒由一台或两台电机通过各自的联轴器、减速器、传递转矩给传动滚筒。驱动系统是胶带输送机最重要的部件之一。近年来人们对带式输送机进行了大量的研究工作，其中驱动方式是关键，而驱动方式选定的目的主要是为了降低输送带的张力，改善传动性能，从而降低投资成本。带式输送机设计的关键环节之一是选择合理的驱动系统，保证输送机的起制动过程平稳、可控，消除或减小动态应力。对于该带式输送机，单机长度达1200m之多，应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曲线起动和制动，以减小输送带及承载部件的动态载荷。一、驱动装置的确定该带式输送机驱动装置设计由高压电动机、高速联轴器、变频器启动装置、减速器、低速轴联轴器、传动滚筒组、逆止器等组成驱动单元，固定在驱动架上，驱动架固定在地基上。其连接方式为电动机与CST、CST与传动滚筒联接，联轴器采用弹性柱销齿式联轴器。该型齿式联轴器具有一定补偿两轴相对偏移的性能。（一）电动机电动机采用高压隔爆型三相异步电动机，防护等级为IP55，绝缘等级为F级。电机型号为YB400M2-4额定功率280KW，额定转速1475r/min,供电电压60000V，电源频率为50Hz,能够在满负荷、电压变化在5%额定电压、频率变化在1%额定频率条件下无障运行。（二）联轴器联轴器是机械传动中常用的部件。它用来把两轴联接在一起，机器运转时两轴不能分离；只有在机器停车并将联接拆开后，两轴才能分离。长距离大型带式输送机的电动机和减速器之间都采用液力耦合器，尤其是多滚筒驱动的长距离带式输送机更应该采用液力耦合器，它能解决功率平衡问题，另外，液力耦合器还能降低运输机启动时的载荷。减速器与传动滚筒间采用弹性柱销齿式联轴器，有以下优点装有弹性元件，允许被联接两轴有一定的轴向位移以及少量的径向位移和角位移，而且具有缓冲减振的能力。传递转矩的能力很大，结构更为简单，安装、制造方便，耐久性好，适用于轴向窜动较大、正反转变化较多和起动频繁的场合。按结构上的需要，电动机与DCY200减速器采用液力耦合器、DCY200减速器和传动滚筒联接处的联轴器采用弹性柱销齿式联轴器LZ14。三、减速器 带式输送机用的减速器，有援助齿轮减速器和圆锥-援助齿轮减速器。圆柱齿轮减速器的传动效率高，但要求电机轴与输送机垂直，因而驱动装置占地宽大，若把电机布置在输送带下面，会给维护和更换带来困难，所以，该设计采用圆锥-援助齿轮减速器，使电机轴与输送机平行。减速器的选用计算：计算速比 传动滚筒轴转速n2=60v/D=60x2.5/3.14x1.6=29.86r/min 电机转速n1=1480r/min速比n=n1/n2=1480/29.86=49.73 选用（DCY）三级硬齿面圆锥圆柱齿轮减速机DCY450-50-IV ，速比:16-50，功率:360KW 第二节 输送带该设计采用GX40001200钢绳芯输送带。为了方便制造和搬运，输送带的长度一般制成100米的带段，因此使用时必须根据需要进行连接。钢绳芯带一般采用硫化接头。硫化接头是一种不可拆卸的接头形式。它具有接头强度高，且接口平整的优点，接头静强度可达输送带本身强度的85%-90%，但存在接头工艺复杂的缺点。据优选原则，该设计输送带的联接：采用硫化联接，接头方式用二级错位搭接。第三节 传动滚筒及滚筒架一、传动滚筒输送机的传动滚筒的表面形式有钢制光面滚筒、包胶滚筒和陶瓷滚筒等，钢制光面滚筒制造简单，缺点是表面摩擦系数小，一般用在的短距离输送机中。包胶滚筒和陶瓷滚筒的主要优点是表面摩擦系数大，适用于长距离大型带式输送机，其中，包胶滚筒按其表面形状不同可分为光面包胶滚筒、人字形沟槽铸包胶滚筒和菱形（网纹）包胶滚筒。人字形沟槽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，但其防滑性和排水性好，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。采用硫化橡胶胶面，并使用阻燃材料。 传动滚筒直径D/d150,所有传动滚筒筒体均采用铸焊结构，筒皮与整体铸造的轮辐焊接，轮毂与轮轴之间采用涨套联接；改向滚筒根据负载情况，筒体采用铸焊结构（合张力200kN）和全焊结构，焊后整体退火，消除内应力，轮毂与轮轴分别采用涨套方式联接，滚筒与减速器之间采用弹性柱销齿式联轴器对接；滚筒轴向和纵向焊缝经无损伤检验，轮毂的铸造质量经磁粉或超声波检验，滚筒组装后作静平衡试验达到G40级；所有传动滚筒表面均采用人字形花纹铸胶层，改向滚筒表面采用平面铸胶层。传动滚筒表面胶层厚度不得小于15mm，传动滚筒表面胶层硬度不低于邵氏A型6070。改向滚筒表面胶层厚度不得小于12mm，改向滚筒表面胶层硬度不得低于邵氏A型5060。取传动滚筒直径为1600mm。最大承受合力为137kN，传动滚筒承受最大扭矩2109kNm。滚筒轴均为锻件。传动滚筒采用双出轴滚筒。传动滚筒长度的确定. 由经验公式：已知带宽B1200，传动滚筒直径为1600，滚筒长度比胶带宽略大，一般取（100200） 取12002001400，所选驱动滚筒B1=1400满足要求。二、传动滚筒的直径验算输送带在滚筒上的比压不能大于许用值，对于钢绳芯输送带： NGH=2Fls/DBds=2x450864x1.7/160x140x1.03=66.44N/cm2N=100N/cm2 满足要求NGH为钢绳芯输送带的比压，N/cm2D为滚筒直径，cmB为滚筒宽度，cmls是钢丝绳间距，cm，查表6-8为1.7cmds为钢丝绳直径，cm，查表6-8为1.03cmN许用比压，取N=100N/cm2三、改向滚筒带式输送机采用改向滚筒或改向托辊组来改变输送带的运动方向。改向滚筒可用于输送带、或的方向改变。一般布置在尾部的改向滚筒或垂直重锤式的张紧滚筒使输送带改向，垂直重锤张紧装置上方滚筒改向，而改向以下一般用于增加输送带与传动滚筒间的围包角。改向滚筒直径选用时可与传动滚筒直径匹配，改向时其直径可比传动滚筒直径小一档，改向或时可随改向角减小而适当取小1-2挡。本次设计头部和尾部分别采用1个直径1400mm的改向滚筒,改向180；2个直径1250mm改向滚筒，该向1800；一个直径1000的改向滚筒，改向45。四、滚筒架（一）卸载滚筒架卸载滚筒架用于安装头部探头的改向滚筒（卸料）的机架。主要采用H型钢组焊而成。为了运输方便，机架由两片组成，现场安装时用螺栓联接，输送机调试运行正常后再焊接。（二）传动滚筒架机头传动架用于安装传动滚筒，安装在输送机头部与驱动装置对接，采用螺栓联接组合式设计，主体框架为H型钢，双滚筒传动，各旋转部位都设计有防护罩。第四节 托辊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。辊子由轴、轴承、密封、端盖和管体等构成。对托辊的基本要求是：使用可靠，回转阻力小，成本低，辊子表面光滑，径向跳动小，功率消耗低。一、托辊类型与特点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，；亦可将中间托辊和侧托辊错开布置，两个侧托辊向前倾。后一种形式托辊组的优点是可防跑偏；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。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。目前国内由三个辊子组成的槽形托辊槽角为或，增大槽角可加大载货的横断面积并防止输送带跑偏，但使胶带弯折，对输送带的寿命不利。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、的过渡托辊使胶带逐步成槽，端部滚筒中心线与过渡托辊之间的距离一般不大于8001000mm。该设计承载托辊主要采用槽形托辊。平形托辊由一个平直的辊子构成，该设计下托辊主要采用平行托辊。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，该设计采用橡胶圈式。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，借助两个侧托辊朝胶带运行方向前倾一定角度(一般约)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、V形、反V形等多种调心托辊，该设计中，每10组槽形托辊中设一组上调心托辊，每6组下托辊中设一组下调心托辊，防止胶带运行时跑偏。前倾托辊的防跑偏机理：由于托辊有前倾角，则胶带运行速度和托辊周围速度之间相差一个角度，因而托辊相对胶带就有一个相对速度，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。前倾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。二、托辊的选择与校核（一）托辊的选择根据托辊棍子静、动载荷及寿命计算，托辊采用冷拔轴、冲压轴承座结构；机身采用133的35。的槽形托辊，机头卸载部安装两套分别为10。和20。的过渡托辊。设计寿命不低于50000h（缓冲托辊等除外），托辊轴承采用高性能的大滚珠、大游隙双密封单列向心球轴承及高精度的密封圈，密封结构为非接触式迷宫密封结构，辊体采用高精度托辊专用高频焊管，轴承座采用专用钢带冲压轴承座，托辊轴采用冷拔圆钢。托辊密封形式采用双道密封。托辊表面进行静电喷涂，漆膜厚度为100um。其圆度和壁差均严格符合ISO国际标准，辊体与轴承座采用CO2气体保护焊，这有效地保证了托辊的性能，降低了托辊旋转阻力。为减小托辊前倾阻力，降低总的运行阻力，承载托辊仅配置20%的前倾托辊，每10组槽形托辊中设一组上调心托辊；回程托辊每隔7组平行下托辊设3组V形前倾托辊，每10组平行下托辊中设l组调心托辊，防止胶带运行时跑偏。配置防偏托辊时需要考虑的影响因素1.外部因素外在因素主要考虑设备的安装、制造质量及设备基础的地质条件等，对制造、安装误差较大、地质条件不太稳定的带式输送机，设计时应尽量增大调心托辊的配置比例，反之应尽量减小。2.内在因素内在因素主要是在整机的基本参数的设计上，如带速、运距、受料点的数量、受料方式等。通常带速越高、运距越长应尽量减少调心托辊的配置比例，受料点越多、受料搭接角度越大，应尽量增多调心托辊的配置。该设计主要采用35槽形托辊用于带式输送机的上分支，托辊直径D为133mm。在输送机的受料处，为了减少物料对输送带的冲击，减少运行阻力，拟采用缓冲托辊；结构型式为橡胶圈式，托辊直径选为133mm。下托辊主要采用平行单托辊，托辊直径为133mm。世界部分国家托辊直径：表3-1国别及型号托辊直径/mm中国76 89 108 133 159 194 219日本JIS88037689.1 93 114.3 118 139.8 143 165.2联邦德国DINI5807163.5 88.9 108 133 159 193.7 219.1俄罗斯TOCT226467763 89 （102） 108 （127） 133 （152） 159 194ISOR15377563.5 76 89.9 101.6 108 127 133 150 152.4 168.3 193.7 219.1（二）托辊校核 1.静载计算（1）承载分支的校核P0 =eao(Im/v +q)g =0.8x1.1x(362.675/2.5+56.52)x9.81 =1740.3N 式中：承载分支托辊静载荷，（N）;承载分支托辊间距，（m）；e辊子载荷系数，查运输机械设计选用手册表235，三节辊子取e=0.8； Im=AVK=0.1630x2.5x0.89x1000=362.675kg/s （39）（2）回程分支的校核PU=eauqg=1x3x56.52x9.81=1663.4N式中 :辊子载荷系数， 查运输机械设计选用手册表235，一节辊子取=1； 回程分支托辊间距，（m）；2.动载计算（1）承载分支托辊的动载荷： =1740.3x1.1x1.09x1.1=2295.3N式中：运行系数，据DT型带式输送机设计手册表4-14取1.1；冲击系数，据DT型带式输送机设计手册表4-15取1.09；工况系数，据DT型带式输送机设计手册表4-16取1.1。（2）回程分支托辊的动载荷： Pu1=puxfsxfa= 1663.4 x1.1x1.1=2012.7N 查DT型带式输送机设计手册表4-17得，上托辊直径为133mm，长度为465mm，轴径为25mm，轴承型号为6305，承载能力为3650KN，大于所计算的及，满足要求。下托辊直径为133 mm，长度为1400mm，轴径为40mm，轴承型号为 6308，承载能力为5280N，大于所计算的和，满足要求。下v型托辊直径133，长度700mm，轴径为25mm，轴承型号为 6305，承载能力为2784N,大于所计算的和。第四章 其它部件的选用第一节 中间机架中间部分采用DTII型通用带式输送机的基本结构。中间架分标准和非标准型及凹凸弧段几种，标准型中间架长为6m，非标准型孔距在现场根据需要钻孔。凸弧段中间架的曲率半径为100mm。中间架支腿：有I型（无斜撑）、II型（有斜撑）两种。支腿与中间架采用螺栓联接，便于运输。安装后也可焊接。第二节 重载张紧车本机采用先进的变频器可控软起动技术，控制起、制动过程的加速度为a小于等于0.05米没二次方秒，故本胶带机采用结构简单，使用安全可靠，维修方便的重载车式张紧形式，布置在机尾。重载车式张紧装置可随着力的变化而自动补偿输送带的伸长量，完全可以实现起动拉紧力为正常运行时拉紧力的1.11.5倍，一旦调定后即按预定工作，保证胶带在理想状况下运行；根据本胶带机的地形特点及空间要求，满足胶带的拉紧行程，从而简化了结构。支架上设重轨作为滑轨，拉紧车及托带装置在滑轨上移动，通过拉紧滚筒，从而实现了胶带的张紧。拉紧行程为14m，拉紧力为12t。第三节 清扫装置由于输送的原煤，可能含有一定的水分及粘土，物料的粘附性较强，故必须设置性能较好的清扫装置。长距离胶带机机头清扫器一般配置安装的聚胺脂清扫器因刮板磨损较大，且对胶带损伤较大，更无法刮清胶带上粘附的泥沙浆。导致粘附在胶带上的泥沙浆随着皮带运行与下托辊组进行摩擦，使隧洞内充满灰尘。经比较，该设计采用硬质合金清扫器，本胶带机是长距离，大功率输送机，为保证设备正常运转，延长胶带的使用寿命，必须对胶带加强维护，因此对本胶带机设计了二级高分子刀片清扫器、空段清扫器、翻转清扫装置等，当清扫装置运行时，可能导致粘附在胶带上的泥沙浆随着皮带运行与下托辊组进行摩擦，使隧洞内充满灰尘。因此运行单位安装并配合水冲洗。以便隧洞内灰尘大大降低。又因水冲洗后使机头造成泥沙浆的污染，污水排放又成一难题，可增设沉沙池，以减少对环境造成污染，并考虑胶带在除水时，引至沉沙池排出。在头部及中部卸料筒处，安装了H型和P型高分子刀片清扫器，高分子刀片清扫器巧妙的将柔性和耐磨性组合在一起，由多个宽150200mm的高分子刀体排列而成。它利用调整器的弹性使高分子刮片始终以一定的压力紧贴输送带进行清扫，这种清扫器的清扫效果好、寿命长、结构紧凑、安装调整方便，是一种新式的清扫器。空段清扫器用来清扫撒落在输送带空段上的物料，防止落料卷入滚筒，空段清扫器的橡胶刮板与输送带接触长度应不小于带宽的85%。第四节 保护装置为了使该机系统全程监控和集中控制性能及其安全生产运行，预防机械部分的损坏，保护操作人员的安全，便于集中控制和提高自动化水平，设置了电气控制及综合安全保护装置。电气控制及综合安全保护装置能对该长距离胶带机整个运行过程中进行控制、并能对出现的故障进行自动检测、报警。除具有一般的顺序起动、顺序停车，断路、短路、过载、过流、欠电压、缺相、接地和拉紧、制动信号等保护以外，还配备以下安全保护装置：1.防跑偏；在头部落料点、尾部接料点各设一对智能性跑偏开关，跑偏开关安装在胶带机沿线两侧并成对安装，使开关的触辊与胶带接触部位位于触辊高度的1/3处。并每隔100m左右装一组（沿线共12组），当胶带机发生跑偏时发出跑偏报警信号，实现胶带跑偏自动报警和停机功能，以防止胶带机因过量跑偏而发生事故。该开关具有两级动作功能，一级动作用于轻度跑偏量达5%带宽时发出信号报警，二级动作用于重度跑偏量达10%带宽时延时动作，报警并停机。2.紧急事故开关（双向拉绳开关）；紧急停机用拉绳开关，安装在胶带机沿线机架的两侧并成对安装，每隔50m左右安装一组（沿线共24组），当胶带机出现故障时，操作人员可在胶带机的任何部位拉动拉绳开关，动作后，自锁并发出报警信号，使本胶带机及其上游的设备停机。此外，当发出开车信号后，如现场不允许开车时，也可以拉动开关，禁止胶带机起动，以避免发生设备和人身事故。3、溜槽堵塞装置；用于检测胶带机头部和尾部的漏斗和溜槽内是否发生堵塞。当漏斗和溜槽内发生堵塞时，立即发出报警和停机信号，立即停机，以防事故发生。溜槽堵塞装置安装在溜槽相对的两个侧壁不受物料冲击的适当位置上，一般安装在距溜槽底部以上1/3溜槽高度为宜。4.纵向撕裂开关；尾部接料点前一组托辊处设A型、B型胶带纵向防撕裂装置各1套，安装于胶带机尾部受料点承载胶带下面，能随时监测出胶带纵向撕裂故障，并及时发出停机信号，防止故障扩大，减少损失。这些装置都通过电气控制系统联接到控制室进行集中控制。5.其他安全设施；接近头部处设一组打滑检测装置，中部转载处设一组张力传感器，变频器输出轴处设一组速度传感器，拉紧装置处设二组行程限位开关。第五节 电气控制一、概括电控系统由PLC控制器和一系列传感器组成，能实现皮带机的软起动、软停止和紧急停车；能在重载下可靠起动和使任意三台或四台电机在功率平衡状态下正常运行。本系统可以实现对打滑、堆料、超温、烟雾、纵撕、跑偏、紧急停车等的保护控制。系统采用PLC、触摸屏组成控制网络，实现胶带机运输系统集中监控，实时监控设备状态和运行参数，并显示数据曲线。该设计决定使用660V电压来驱动三相交流鼠笼电动机，操作台采用触摸屏、PLC为控制核心控制各种保护和接受各种检测数据及其人工输入数据，从而实现皮带机的安全运作和集中控制，系统的进线供电电压如果高于660V，本系统采用高低方案，即在进线侧由高压开关柜和高压隔离降压变压器，把高压电压降到660V，再输入到驱动装置，通过CST可控起动传输装置从而达到皮带机的软起、软停和调速目的。如果井口能取到660电压，该电压可通过低压开关柜直接进入电机配电柜，而不需要高压隔离降压变压器。二、长距离带式输送机电气控制系统具备的功能1.可编程序控制器PLC控制，具有集控、就地、遥控、检修、手动、闭锁六种工作方式。2.具有三台电机功率平衡功能。3.在任何工况下均能达到带式输送机安全、可靠、平稳的软起动及软停车。起动采用可控起动装置实现软起动，制动采用PLC加盘式制动器实现软停车。4.具有三台电机分时起动功能。5.具有带式输送机沿线急停保护、防跑偏保护、纵向撕裂保护、打滑保护、闸监视保护、可控起动装置综合故障保护、溜槽堵塞检测保护、温度保护、金属杂物检测及清除等保护。6.具有足够的控制输入输出口。7.具有可靠方便的通讯手段，其接口必须是符合国家标准的标准接口。8.对运输线的前后电控设备实现闭锁控制。9.所有电气控制装置及元器件均采用进口先进电控设备，满足IEO标准。10.对隧洞内的照明与通风装置实现遥控。三、皮带运输设备技术参数和性能序号项目规格备注1皮带机名称主斜井皮带机2输送机长度（m）11003电机功率（kw）32804输送量（t/h）7005输送机宽度（mm）12006运行速度（m/s）2.57拉紧装置机尾重载车式拉紧装置8逆止装置NYD270逆止器9来料点机尾供料前部可提升10制动器YWZ5-500/20111最大倾角16度上运12供电电压6000V13电机电压6000V14传动方式变频器可控启动传输系统四、主要设备的技术参数和功能电气控制系统主要由以下部分构成：1.变频控制器：控制变频器的基本操作及保护2.总进线开关柜：用于控制柜的配电3.3台电机控制柜：3台电机的驱动4.触摸屏操作台：系统的集中控制5.交流三相鼠笼式异步电机：型号：YB400M2-4 额定功率：280kw额定电压：6000V 额定转速：1475r/min功率因数：0.87 防护等级：IP54 绝缘等级：F第六节 主要成果及创新点一、该项设计有以下几方面的创新和突破：机架采用了大规格H型号钢，较高地保证了尺寸精度。滚筒采用整体铸造轮辐和筒皮焊接结构，轮辐与轴采用涨套联接，既保证了强度，又使拆装维护更加方便。采用了1200mm宽皮带机所用的上、下前倾托辊。传动装置采用了变频可控启动传输系统、高效节能型电动机、拆装方便的弹性柱销齿式联轴器。总装机功率达945kw。二、社会效益、经济效益及推广应用前景该胶带输送机的设计，丰富了带式输送机的类型，能够提高煤炭生产效率，创造一定的社会经济效益，丰富了强力皮带机设计制造，为满足煤炭生产奠定了技术基础。第五章 带式输送机的应用第一节 输送机的安装一、输送机的安装顺序与安装装配（一）安装顺序1.首先确定输送机的安装中心线和机头的安装位置。2.参照总图按下列顺序将输送机的各部件运至安装点的巷道旁，即机尾、支腿槽形托辊、平托辊、纵梁、机头传动装置。然后，根据已确定的基准点按输送机总图要求。顺序安装机头传动装置。等直至机尾，安装后机头、机尾滚筒中心线应在同一条直线上，整个机身要求平整，各连接件的螺丝应拧紧。3.铺设上下胶带并连接好胶带接头。4.传动装置在安装时，首先应校正传动滚筒轴上的半联轴器。使其外端相应于传动滚筒轴的中心线端面圆跳动值不大于0.08mm。传动装置减速器输出轴的半联轴器的外端面相对于减速器输出轴中心线的断面圆跳动值也不得大于0.08mm。5.卸料点卸料处的滚筒与车架要对中，两者中心线偏移误差不应大于3mm。滚筒轴与驱动轴在水平方向的平行度按GB1184形位公差10级执行。同一轴上的轴承距差为mm。6.机架（1）安装轴承座的两个对应平面应在同一平面内。（2）机架均应调直。直线度不大于全长的1/1000。对角线之差不大于两对角线长度平均值的3/1000。（二）安装装配1.输送机机架中心线直线度应符合以下规定：当输送机长度L100m时允差为10mm；当输送机长度L100300m时允差为30mm。本机允差为90mm。并应保证任意25mm长度内的偏差不大于5mm。2.滚筒轴线与水平面得不平行度不大于1/1000。3.滚筒轴线对输送机机架中心线的垂直度偏差不大于2/1000，滚筒或托辊与输送机机架要对中，其偏差不得超过3mm。4.托辊棍子（调心辊子和过渡辊子除外）上表面应位于同一平面内（水平面或倾斜面）。要求其相邻三组托辊辊子上表面的高低差不得超过2mm。5.拉紧车轨道工作面应在同一平面，每段轨道的轨顶标高差不得超过2mm，轨道直线长度在1m长度内不得大于5慢慢。在全长内不应超过15mm。轨缝处工作面高低差不得超过0.5mm轨道接头间隙不得大于3mm。轨距偏差为2mm。6.张紧装置等行走轮均应与轨道面接触。7.输送带连接后均应平直，在10m长度上的直线度不超过5mm。8.涂漆（1）输送机各部件无特殊要求的，应涂底漆一层（不包括保养底漆），面漆两层。不允许有漏漆现象。每层油漆颜色应有所不同。每层油漆干膜厚度2535um，油漆干膜总厚度不小于75um，或由用户决定。光面滚筒工作可只涂一层防锈漆或面漆。外露配合面应涂以防锈油脂，外露加工非配合面（不包括机架）均应涂以面漆或底漆，干膜厚度至少为35um。（2）油漆外观底漆、中间层漆的涂层布允许有针孔、气泡、裂纹、起皱、脱落、流挂、漏漆等缺陷。面漆要求均匀、光亮、完整。（3）油漆机械物理性能应符合GB1720、GB1728、GB1732、GB1764、GB1767和GB1766的规定。按保护性膜综合评定等级的中级水平要求。二、输送机的安装工艺中重点环节的确定与控制（一）输送机的工作条件应符合下列要求1.输送机使用的工作环境温度为-2040度。2.输送机不使用于淋水状态作业。3.漏斗和导板、密封罩等使用过程中，应保证输送机在负载运转时不产生卡阻、堵塞和撒料等现象。4.驱动装置部位应设防护装置。5.输送机作业时，滚动轴承温度不得超过40度。最高温度不超过75度。6.输送机作业时，产生的粉尘不得超过10mg/m3。（二）调试1.整机安装好后，需要进行调整试运转，方可投入运行。在调试前检查各部件安装情况，清除影响运转的障碍，检查电控保护装置的动作。各润滑部位要注油。2.先点动电动机，观察传动滚筒运转方向是否正确及是否运转正常。3.张紧装置保证调整方便，移动灵活，输送机起动和运行过程中输送带松紧适当，不得打滑。4.清扫器性能应稳定，清扫效果良好。5.各机械保护装置反应灵敏可靠。6.沿机检查输送机，不得有妨碍设备运转的任何障碍。7.输送机应平稳可靠，正常负荷运转时不应有不转动的托辊存在。带式输送机在调试及运行中相继出现的问题和解决办法如下：1.非正常停机状态下，长距离带式输送机停机后还要运行40秒，为了使带式输送机停机过程平稳且无冲击，设计要求，在突然停电或紧急停机状态下，发出停机指令后，带式输送机还要运行40秒皮带才能停止运行。这就要求在系统设计时，在机头下面要有一定的容积来成装带式输送机运行40秒运输的原煤，否则，经常会发生机头被堵死，造成皮带撕裂等事故。为此，在机头下方装一带UPS电源的电动回转卸料斗，并与系统连锁，当突然停电或紧急停机指令发出后，回转卸料斗转动一个角度，把带式输送机运行40秒运输的原煤卸到受料坑内，避免发生堵料现象。2.如果跑偏开关等保护元件的响应质量较差，防护等级较低，由假信号所致带式输送机多次自动停机，使用中不得不甩掉跑偏保护装置，在皮带的侧边加装档辊，以防皮带跑偏。3.该带式输送机重段布置有槽型前倾托辊组（35。）200组，上摩擦调心托辊组100组；空段布置有V型前倾托辊120组，下摩擦调心托辊组40组。如果带式输送机运行一段时间后，因胶带非工作面（下胶面）磨损下来的胶屑落在回程下胶带面上，经机尾滚筒和沿线上支架托辊、机头驱动滚筒等碾压，胶屑粘接在机头驱动滚筒（主驱、辅驱）、改向滚筒及沿线托辊和胶带上，致使滚筒直径增大，且大规则粘附，导致胶带所承受的拉力不一致，从而产生跑偏，严重影响胶带的使用寿命和胶带式输送机的安全运行。可以通过更换清扫器、在机头设置除污装置和将滚筒外包人字形胶以消除影响。（三）调整1.胶带跑偏调整（1）胶带跑偏是输送机运转过程中的一种不应有的现象，必须通过试运转加以调整，使胶带在托辊中部运转。调整胶带跑偏应在空载运转时进行。首先从机头卸载滚筒处开始，沿着胶带运行方向先调回空段，后调承载段。（2）若机器于运转过程中，胶带在一处或数处跑偏，则应根据交代运转方向和跑偏方向确定跑偏原因，分别调整托辊和各个改向滚筒，调托辊时将胶带所偏向那边的一个和数个托辊的拨叉往后拨。方向向前推移。这种调整往往不能立即产生效果，应观察一段时间后再作判断。如调整后胶带又偏向另一边，则应在调过的托辊中重新进行局部调整，不宜调整另一侧的托辊。（3）胶带在改向滚筒处跑偏时，一般是往那边偏，即往那边调整，调整法是通过滚筒轴座处的调节螺栓来调整滚筒位置。（4）胶带的一部分或几部分在输送机所有各点上均跑偏。这种情况往往是由于胶带弯成弓形或接头不正所造成，弯曲轻微者可通过输送机的满载拉紧胶带有时可以矫正过来，弯曲严重者弓形部分应予更换。若胶带接头不正，则割掉重钉必须保证对准胶带中心线。2.输送带张力的调整带式输送机正常工作时，其初张力必须满足不打滑条件。初张力随着输送量和输送长度变化而变化，张力过大会导致输送带提前损失，张力过小会使输送带产生打滑。为此，必须对输送带初张力予以调整。调整程度以输送带在传动滚筒上不打滑为宜。该输送机布置在有坡度的巷道内并经过弧段内，因此在安装过程中高程和中心的控制最为关键。把握了支架的中心及高程偏差也就控制了主体设备安装中的重点环节，本设计采用预埋件一次浇筑，不留二次浇筑，适合在复杂地形上安装输送机。3.基础中心线的确定带式输送机中心线的确定是整个输送机安装及安装各环节质量控制的关键环节。是贯穿全程、各部位工件测量安装的基准，中心线的波动控制，也就决定了整个带式输送机安装质量的控制。基础测量定线、定位的质量控制、对整个输送机的安装质量、运行效果起决定性作用。本带式输送机为长距离布置，并且分为倾斜的隧洞段及一个水平段。因此确定带式输送机中心线时，应按照图纸给定的带式输送机头、尾坐标点来确定。（1）在指定的机头、机尾A、D点附近架设全站仪，根据先进的测量网络、确A、D点，并进行复测。本带式输送机A、D点的坐标控制偏差均控制在3mm以内，高程偏差控制在4mm以内。（2）分别由A、D点为起点，向洞内相对应点测量放点，每隔50米或尽量运处（经纬仪有效范围内）向前延伸放点。当以A、D为起点的延长线相交于B或C点时，用经纬仪后视B或C点。当偏差小于80mm时即可确定沿线每隔50米的测量点为基准控制点，否则重新调整沿线每隔50米为一点的基准点。至交叉点偏差小于80mm为止。（3）由机头部位第一标准支腿起，每隔30m设一个控制点，直至机尾导料槽前一个支腿。（4）每30m为一段，测量3m为一个基准线，确定支腿基础中心和高程，作好记录，为下一号支腿基础高程确定作好准备。4.基础支腿方位及高程的确定基础中心线确定后，即可进行基础方位的确定，每隔15m确定一个基础孔的中心方位、再用样模确定3m一个的基础孔，同时确定高程。根据输送机隧洞分坡度不同，带式输送机水平的倾斜角也各不相同。5.基础支墩高程的确定由设计图纸可知带式输送机水平倾角为a=11。1#支腿至2#支腿的高差均等于2#至3#支腿高差及n#至（n+1）#支腿高差。根据公式： 由上述方程可知前后支腿高差，即可确定高程。6.机头、机尾设备基础中心的确定根据A、D点坐标，相应即可确定机头、机尾设备基础中心。7.设备安装、基准的确定土建基础完成后，即进行设备安装工作。只有工程支墩基础控制较好，才能使设备安装中的校正、调平等工作均进展顺利。节约了二次调平、校正等工序的时间，设备安装质量相应也应得到较好的控制。8.设备安装的工序控制支架、中间架。托辊架的工序控制土建基础支墩浇筑完成，等混凝土强度达到要求后，即可进行标准支架及中间架的安装工作。第一步：首先确定标准支架的安装基准，根据带式输送机中心线，由公式计算可知15m一段的支架高程差，用水准仪测量检测，然后拉上钢丝线，调整支架中心点与中心线的偏差，偏差控制在1mm以内，拧紧支架螺栓。然后再确定15m以内各支架中心及高程，偏差均应符合规范要求。支架中心、高程调整合格后，进入下道工序。中间架安装先调整直线度及斜度，每15m一段进行调整，直线度偏差调整至5mm以内，然后以中间架上的托辊安装孔为基准。调整两对应边中间架的对角线差，偏差控制在1mm以内即可。第二步：安装托辊架，以中间架上的托辊座孔为中心调整托辊前后，分别以上一组托辊座轴孔为基准，拉对角线，对角线差调整至1mm即可。每道安装工序合格后，填写测量检测记录，确定准确无误后，然后进入下一道工序。9.机头、机尾设备安装工序的控制（1）分别以机头、机尾给定的A、B点坐标为基准，放中心线于机头、机尾复测各预埋件的中心距离偏差。复查无误后，分别将相关设备吊装就位。（2）头架，尾架安装以机加工面为基准进行校正、调平。分别用水准仪，水平仪检查，合格后，拧紧螺栓。将滚筒吊装就位，调整滚筒轴承座的中心线及水平角度，用水平仪检查滚筒垂直度、水平度，调整至规范要求允许范围内，拧紧螺栓，用力矩扳手拧紧至图纸要求的扭力范围。（3）将减速器座吊装就位，以加工的水平面为基准调整座架，合格后，拧紧螺栓，然后将变频器吊装就位，调整变频器低速轴中心、高程与滚筒轴线重合。用千分表安装调整联轴器径向及端面跳动，塞尺检查间隙，达规范及规定的技术要求。（4）将电机吊装就位，采用与上同样调整方法，连接与变频器的高速轴、偏差均应满足规定的技术要求。此外，该胶带机机尾装有车式拉紧装置，安装在尾部改向滚筒处，通过PLC控制，并配备手动释放装置。在机头部设有落料挡板，以防止物料坠落或卡入胶带与滚筒中损坏胶带。在机尾部设有两个受料点，落料点处装有导料槽。尾部靠前导料槽为提升导料槽，该导料槽有升降装置，工作时降下，不工作时升起。尾部靠后为固定导料槽。当后面导料槽受料时，前面导料槽升起。胶带的运行是靠传动滚筒与胶带之间的摩擦力带动的。胶带绕过传动滚筒和多个改向滚筒形成一个无级的环形带，胶带的上下分支分别由各种上、下托辊组支撑，并由拉紧装置给胶带以需要的拉紧力，传动滚筒的动力来自驱动装置（电动机与可控起动传输变频器装置）。物料经过导料槽不断地加于胶带上并随之一起运行从而完成运输任务（输送机工作原理）。胶带机中部装有除水装置，安装在沟明段部分。当成槽胶带里有积水时，可先起动该除水装置，使该区域段的槽形胶带面变成平面，然后起动长胶带机，由除水装置将胶面上的积水排除。三、隧洞内的照明与通风问题隧洞照明线路采用三相四线制供电系统。在胶带机沿线一侧约20m布置一组照明灯具，机头、机尾及明段处两侧设置固定检修照明灯具，洞内共设置11台小型轴流风机。电缆采用阻燃电缆。为了防止电源电压为交流220V，交流380V，存在较大安全隐患且照明亮度不足。在渗漏水处设置防水棚照明灯具，沿线设检修电源，使胶带机能够沿线被巡查和检修。（按规范要求特殊场合照明器应使用安全电压：隧道、人防工程，有高温、导电灰尘和灯具离地面高度低于2.4m等场所的照明，电源电压应不大于36V。在潮湿易触及带电体场所的照明电源电压不得大于24V。）在沿线另一侧增设一回路36V或24V电压照明器具并增设检修电源。第二节 输送机的控制一、输送机的起动控制正常情况下输送机停机前应将其上的物料卸空，以便下次可空载启动。但是非正常停机时其上会有物料，再次起动即可能为满载起动，因此起动过程参数的确定以满载起动为准。本机的驱动单元，包括YB450S1-4（315kw）电动机，CST1120可控传动装置，电液控制组件，冷却系统等。带式输送机起动时，电机应空负荷顺序起动，当所有电机达到额定速度后，可控驱动装置将起动带式输送机。采用可控驱动装置起动带式输送机，能大幅度降低电机起动时电流对电网的冲击及对电机寿命的影响。在任何负载下（满负荷，空负荷）可跟踪任何起动曲线，以保证把带式输送机所受的冲击减少到最小。起动的曲线中包括带式输送机拉紧段及带式输送机起动段。带式输送机的起动应分为2个阶段，即胶带的预张紧及胶带的正常起动，起动过程将按预先设定的曲线进行。现场可调抛物线加速起动曲线，可控起动时间350s，起动最大加速度0.05m/s2。带式输送机起动系数1.05。起动过程为：1.在CST离合器脱开状态，空载间隔起动三台电动机，时间间隔约10秒钟左右。2.起动头部离合器，开始加速带式输送机，根据动态分析的结论，采用了S型曲线起动，加速段时间约为50秒，使带速达到额定值的10%，延迟段时间约10秒，在10%额定带速下运行，然后开始加速，时间约为300秒，使之达到额定带速，起动过程大约360秒钟。二、输送机的运行及制动（一）带式输送机的运行每台可控驱动装置可设定额定功率及最大功率限制值，并现场可调。具有功率及负载过载保护能力，响应时间可达50100毫秒。以保护胶带、电机、滚筒、托辊、齿轮、轴承及结构件，免受振动及超载的损坏。可控驱动装置安装振动、温度、压力、速度传感器，并可和控制系统网络相连接。现场可调空负荷条件下的验带速度，慢速为额定速度的15%25%。慢速可由任意一台可控驱动装置提供，无运行时间限制。可控驱动装置控制器应能提供故障诊断及自动寻找功能，并对系统实现分级管理和安全保密。（二）输送机的制动停机控制停机有正常停机和紧急事故（或系统突然失电）停机两种情况，由于停机过程的动态效应甚至大于起动过程，因此应特别引起注意。1.正常停机正常停机前，首先停止尾部受料点给料，并发信号给自动张紧使其锁死。然后采用CST逐渐减速，减速过程大约持续200秒，待带速降至额定带速5%以下，尾部制动器上闸并最终实现停机。2.紧急事故停机安全保护装置中的拉绳、撕裂、烟雾等一次传感元件动作并发出信号时，视为紧急停机，此外系统突然失电也作为紧急停机工况处理。此时驱动电机断电，CST离合器脱开，两秒钟后尾部制动器上闸制动停机，紧急停机时间约15秒。3.带式输送机的可控停车能力 可控驱动装置能延长停车时间，以避免突然停车对带式输送机的动力学破坏。现场可调减速度停车曲线，可控停车时间80秒，胶带停车最大减速度0.1m/s2。应设定带式输送机停车时能接受的最大减速度为紧急停车曲线。带式输送机可以每小时满负荷停车及起动5次，等待间隔（12min间隔）。在输送机短时停车时，电机可以不必停转，只是可控驱动装置脱开啮合。可控驱动装置在高压腔管道上安装闭锁阀，在突然停电时，能保持高压腔压力，使离合片保持结合，以保证主电机的动力传递。提供可控停车，从而避免突然停电对满负荷运行带式输送机的动力学破坏。应设定带式输送机停车时能接受的最大减速度为紧急停车曲线。带式输送机可以每小时满负荷停车及起动5次，等待间隔（12min间隔）。在输送机短时停车时，电机可以不必停转，只是可控驱动装置脱开啮合。三、输送机的防偏设计长距离带式输送机发生胶带跑偏时，难于调整，本机长1200m，且地形可能复杂，跑偏趋势较大，对此该设计采取了如下防偏措施：1.在承载分支每10组槽形托辊设置一组摩擦上调心托辊，设总数量20%槽形前倾托辊，即每五组设一组槽形前倾托辊，其余为槽形托辊。2.回空段分支每10组托辊设置1组摩擦下调心托辊及3组V型前倾托辊。3.严格控制胶带的内在、外观质量，提高胶带接头质量，并尽量减少胶带接头数量。4.严格控制胶带机架体，滚筒、托辊的制作质量。5.严格控制各部件安装精度，特别是中间架、滚筒组、托辊组等第三节 输送机的维护为了保证带式输送机的正常运行，对其进行定期的维护和保养是至关重要的。为做到预防为主，必须坚持每天沿带式输送机进行巡视，发现问题及时处理。减速器按减速器使用维护说明书处理。第一节 检验要求一、日检要点1.清扫器是否正常地接触输送带，及时更换已磨损的橡胶刮板。2.输送带的张紧力是否正常，张紧车工作是否正常。3.输送带的接头是否磨损，输送带是否跑偏，带边是否拉毛等。4.减速器、驱动装置及各油路连接处是否有渗漏现象。5.电控和安全装置是否正常。6.托辊与输送带的接触以及运行是否正常。二、月检要点执行日检检验项目，另外检查。1.减速器的油位，减速器是否要加油。2.检查各部件的紧固件是否松动，发现松动立刻拧紧。对旋转过程中经常处于振动状态下的紧固件，如驱动装置、传动架、张紧车以及滚筒安装定位螺栓应特别注意。3.各滚筒轴承按工作情况定期注油。三、输送机主要部件润滑周期表5-1序号润滑点注油方式润滑油注油量建议润滑周期1CST减速器上盖注入中级压工业齿轮油N220或N3300升参见减速器使用维护说明书2滚筒轴承油枪注入钙钠基润滑脂三个月3张紧车轮轴承油枪注入钙钠基润滑脂十二个月4电动机轴承注油一号工业锂基脂运转十二个月后重新注油5张紧滚筒轴承经注油嘴注入钙钠基润滑脂六个月6CST冷却油注入油箱Mobilfluid-424的汽车油492L/min循环冷却二、皮带输送机安全检修技术措施（一）检修步骤1.检查各自的灯具及自救器具是否完好，下井后根据现场实际条件，确定切实可行的检修维护计划。2.将所需检修工具运送到位就绪。3.观察皮带顶板及两邦安全情况。4.向值班人员汇报检修准备情况，确认后经现场施工负责人同意后方可进行检修调试。5.试运转，观察皮带运行情况。6.检查皮带电机及开关时，必须先断开皮带电源，并挂好“有人工作，禁止送电“工作牌。7.调整皮带跑偏时，必须先确定语音信号及急停信号清晰灵敏。8.检修调试完毕后，在得到现场负责人的认定同意后方可离开。（二）安全技术措施1.严格执行机电设备检修制度，检修人员必须持证上岗，按章作业。2.检修设备周围20米范围内瓦斯浓度达到1.0时，应立即停止工作在安全负责人的统一指挥下安全撤离现场。 3.严禁在检修期间发生假检、漏检等不良行为的出现。检查电机弹性销时，必须一人操作一人掩护；严防因误操作，而发生事故。4.在清理完皮带的浮煤、矸石后应安全运出，达到文明生产的目的。5.现场检修人员必须听从现场施工负责人的统一指挥。6.在检修皮带开关时必须执行谁停电、谁送电的规定。严格执行停送电制度，停电要严格执行三保险制度，即“挂牌”“上锁”“站岗”。7.严禁带电作业，停送电要专人操作，要按“停、验、放电“的顺序操作。8.调整皮带时皮带司机必须高度集中，听到信号后应立即停车。9.调整皮带时不能将手靠近托辊。10.调整皮带架子时应注意手、脚不能靠近托辊。11.输送带与滚筒打滑时，严禁在输送带与滚筒间楔木板和缠绕杂物。12.带式输送机运行时，严禁人员攀越输送带。13.清扫滚筒和托辊时，带式输送机必须停机上锁，并有专人监护。清扫工作完毕后解锁送电，并通知有关人员。14.维修输送机时必须停机上锁，并有专人监护15.在地下或暗道内用电焊、气焊或喷灯焊检修带式输送机时，必须制定安全措施。16.其它未尽事项严格按照安全操作规程执行。第四节 输送机常见故障及预防处理方法一、输送带的跑偏原因及预防处理方法（一）输送带跑偏的原因1.滚筒和托辊安装不正，水平误差较大。2.输送带接头接口与中心线不垂直。3.给料偏于一侧。4.下带下积煤过多，将输送带挤向一侧。5.机道底鼓造成机架歪斜。6.拉紧装置调整不当。（二）输送带跑偏预防与处理方法1.调正滚筒与托辊。2.重新接头，要求达到平直。3.调整溜煤嘴，使溜煤嘴的中心线与输送带中心线重合。4.清理下带下的积煤。5.平整机道底板，调正机架。6.调整拉紧装置。二、输送带打滑原因及预防处理方法（一）输送带打滑原因1.输送带输送机道淋水较大或水煤严重。2.超载运行。3.输送带张力不足。4.满载停车后再开车时，输送带被煤压住。5.驱动滚筒和输送带间的摩擦因数设计值与实际值不符合。（二）输送带打滑的预防与处理方法1.采取防淋水措施，增设上带非工作面清扫器。2.控制给煤量，禁止超载运行。3.核对原设计计算数据，调整重锤质量。4.停车前，关闭给煤机闸门，拉空输送带。输送带被煤压住时，应先清除一部分输送带上的货载再开车。5.增大备用摩擦因数或减小输送带与滚筒相遇点的张力。三、输送带逆转飞车原因及预防处理方法（一）逆转飞车的原因1.超负荷运转。2.制动器的制动力矩不足。3.误动作，使货载流向相反。（二）逆转飞车的预防及处理方法1.控制给煤量，禁止超负荷运转。2.调整制动力矩，使其满足制动要求。3.司机精神集中，认真按操作规程开车。4.增加逆止器。5.发生逆转飞车事故后，可按以下步骤检查处理：（1）检查电动机、减速器、联轴器及制动系统等部件是否损坏；若损坏，应及时修理或更换。（2）清除机尾堆煤。（3）调整闸轮（闸盘）与闸瓦的间隙。（4）慢速空载运转，注意倾听各部分有无异响。（5）载少量负荷运转，注意倾听各部分有无异响。（6）轻试车，确认无问题后，投入运行使用。四、输送带纵向撕裂的原因及预防处理方法（一） 输送带纵向撕裂的原因1.输送带接头处有严重的变形及坏损。2.大块物料或铁器卡住输送带。3.输送带跑偏。4.有杂物、煤或矸石块卷入滚筒与输送带间。5.绳卡上的斜楔没打紧。（二）输送带纵向撕裂的预防及处理办法1.及时更换输送带接头金属卡及维修严重变形或破损的输送带接头或重新连接输送带。2.控制大块物料及铁器给到带式输送机上；发现带式输送机有卡阻物，应及时清除。3.增加调心托辊和防跑偏保护装置。4.及时清除输送带与滚筒间的夹杂物。5.将绳卡上的斜楔打紧。6.输送带发生纵向撕裂后，可按以下步骤处理：（1）采取临时措施，用铁丝将裂口缝合，维持带式输送机运转。（2）利用检修班检修时间进行冷补或硫化热补。五、输送带断带原因及预防处理方法（一）断带原因1.输送带张力不够。2.输送带超期使用，严重老化。3.水煤冲砸输送带；大块物料及铁器等卡住或冲砸输送带。4.输送带接头质量低劣。5.输送带接头严重变形或损坏；输送带接头处的金属卡损坏。6.输送带装紧装置作用在输送带上的张紧力过大。（二）断带的预防及处理方法1.更换符合要求的输送带。2.输送带达到使用寿命期限应及时更换。3.严格控制水煤、大块物料及铁器给到输送带上。4.去掉质量低劣的输送带接头，重新连接输送带。5.去掉严重变形或损坏的输送带接头，重新连接输送带，更换金属卡。6.增加调偏托辊及防骗保护装置；发现输送带跑偏被机架卡住，应立即停机处理。7.将张紧装置的装紧力调整合适。8.发现断带事故以后，可采取以下步骤处理：（1）清除断带处输送带上的浮煤。（2）用卡板卡住断带的一头。（3）用钢丝绳锁住断带的另一头。（4）松开输送带装紧装置（5）用绞车牵引输送带。（6）裁齐输送带断头。（7）用金属卡、冷粘或硫化方法连接输送带。经试运转，确认无问题后，再正式投入使用。六 、预防带式输送机伤人事故的发生1.在带式输送机巷道中行人跨越带式输送机处，应设过桥。2.在主要运输巷道内安设的带式输送机还必须在机头和机尾装设防止人员与驱动滚筒和导向滚筒相接触的防护栏。3.检修带式输送机时，严禁站在机头、机尾传动滚筒及输送带等运转部位上；严禁直接手拉、脚蹬、脚踩输送带点动开车。4.未设计运送人员的带式输送机，禁止运送人员。运送人员时必须按煤矿安全规程有关规定执行。5.在带式输送机运转中，禁止在非人行道一侧及空间较小的下带下清煤。6.带式输送机在巡视过程中，禁止用手触摸转动部位，发现隐患，如带式输送机卡住物料等，应把带式输送机停下来，将物料取出后再开车。七、 皮带运输机的撒料处理（一） 转载点处撒料调整转载点处撒料主要是在落料斗，导料槽等处。如皮带运输机严重过载，皮带运输机的导料槽挡料橡胶裙板损坏，导料槽处钢板设计时距皮带较远橡胶裙板比较长使物料冲出导料槽。处理方法为：更换皮带运输机的导料槽挡料橡胶衬板，导料槽处钢板加工长一点，也可以在控制运送能力上得到解决。（二）凹段皮带悬空时的撒料处理凹段皮带区间当凹段曲率半径较小时会使皮带产生悬空，此时皮带成槽情况发生变化，因为皮带已经离开了槽形托辊组，一般槽角变小，使部分物料撒出来。处理方法为：在凹段皮带区间增加压带轮使此区间皮带始终接触上托辊。(三)跑偏时的撒料处理皮带跑偏时的撒料是因为皮带在运行时两个边缘高度发生了变化，一边高，而另一边低，物料从低的一边撒出，处理的方法见皮带跑偏的处理。八、凸段曲率半径对皮带运输机的影响的处理处理皮带中部凸起会使皮带打折，叠起后在进人改向滚筒或驱动滚筒区间后会使皮带的损坏程度加剧。起拱与打折的主要原因是在皮带横断面上中部和外侧的单位长度上的拉力值相差过大，使皮带滑到中部形成起拱或打折。单位长度上的拉力值差的大小和凸段曲率半径、托辊槽角有关。槽角越大，凸段曲率半径越小，起拱与打折越严重。当皮带运输机的槽角达到大于等于4O度时，即使在皮带运输机直段的头部或尾部托辊槽角过渡区间也能发生起拱和打折，处理方法为：减小槽角或加长过渡区间长度，使皮带槽角缓慢过渡。也可以采取增大凸段曲率半径和减小托辊槽角。结束语毕业设计作为毕业前的最后一门课程，有极其重要的作用。首先，它是我们在学完了主要专业基础课和部分专业选修课后的一次对我们所学知识的一个总的测试。其次，以往的课程设计都在这次毕业设计中用到，因此，它也是一次综合性的解决实际问题的练习。再次，这次设计实际上也是对我们走向工作岗位前的一次实例培训。通过指导老师的精心指导和同学们的热心帮助，我才能顺利地完成了设计任务，在此，我向给予我指导的老师表示深深的谢意。回想设计过程，可以说是酸甜苦辣各种滋味都尝过了。当遇到以前学过的知识，懂了的则如庖丁解牛游刃有余，特别感觉舒心痛快；当碰到没有学过的知识，且查找资料多次仍是不会，那时急如热锅上的蚂蚁，就是无能为力，这时便一味的叫苦；当老师给予指导，听懂了，大彻大悟了，但一想自己怎么就想不到这里，心里是酸酸的；当看到别人快马加鞭，而自己犹如蜗牛爬行一般，且有人帮我找到了许多错误，心里那叫一个急呀。再过一段时间，四年的大学生活就要彻底结束了，我们就要离开美丽的校园和博学的老师了，也要和热心的同学们分开了，回首四年的校园生活，从刚刚进入大学校门，怀着一种早就设想好的美梦，到现在准备离校，过完了紧张而又充实的四年大学生活，心里充满了一种难以名状的感觉。在这次设计中，我能如此顺利地完成，其间有我自己的努力，但更离不开安老师的指导和同学们的热心帮助，这次毕业设计作为四年大学生活的一份送别试卷，希望老师给于认真的考核，对其中的不足之处提出来，特有机会更正优化！参考文献1钟春晖.矿井运输与提升设备.化工业出版设，2013.4； 2北起所.DT型带式输送机设计选用手册.冶金工业出版社，1994；3张振文.带式输送机工程设计与应用.冶金工业出版社，2015；4北京起重运输机械瞎合计研究院.起重运输机械产品选用手册.机械工业出版社，2009.8；5宋伟刚.带式输送机实用技术.冶金工业出版社，2012年；6陈国定.机械设计.高等教育出版设，2013.5； 7李育锡.机械设计课程设计.高等教育出版社，2008.6；8关慧贞.机械制造装备设计.机械工业出版社，2014.12；9毛平淮.互换性与测量技术基础.机械工业出版社，2010.10；10邓文英.金属工艺学.高等教育出版社，2008.4；外文资料Converter working principleMain circuit is fo
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