矿山机电专业毕业论文—引采煤机截割部传动设计

1、矿山机电专业毕业论文一王立伟毕业设计（论文）带式输送机设计河北能源职业技术学院矿山机电2班王立伟2014年11月31日毕业设计（论文）答辩委员会毕业设计（论文）成绩评走书班级：矿山机电姓名: 毕业设计（论文）课题:带式输送机设计经毕业设计（论文）答辩评定该同学的毕业（论文）成绩为毕业设计（论文）答辩委员会主任：副主任:年月王立伟日毕业设计（论文）任务书根据矿上机电专业教学计划安排，王立伟同学毕业设计（论文）任务如下：1、毕业设计（论文）课题：带式输送机设计2原始资料：输送带,皮带输送机在农业,工矿企业和交通运输业广泛用于输送各种固体块状和 粉料状物料或成件物品。3 设计要求：输送机能连续化，高

2、效率，大倾角运输，使用简便，维修容易，运费低廉，降低工 程造价,节省人力物力。4设计时间：自9月1日至11月30日指导教师：蒋礼文主任:年月日评阅人评语：成绩：评阅人：年月日指导教师评语:成绩：指导教师：年月日 内谷摘要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（如机车类）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。带式输送机是输送能力最大的连续输送机械之一。其结构简单、运行平 稳、运转可靠、能耗低、对环境污染小、管理维护方便,在连续装载条件下可实现 连续运输。本论文主要涉及了带式输送机的机械设计和电气原理设计部分。带式输送机的机械

3、设计分两步，第步是初步设计，主要是通过理论上的计算选出合适的输送机部件。其中包括输送带的类型和带宽选择、带式输送机线路初步设 计、托辐及其间距的选择、滚筒的选择、电动机、减速器、盘闸制动器、软起动装 置的选择等;第二步是施工设计，主要根据初步设计选定的滚筒、托覘、驱动装置 完成对已选部件的安装与布置的图纸设计工作。最后，在机械设计的基础上，完成了对输送机的保护装置及其电气原理设计。电气 控制主要通过以可编程控制器为核心的电气系统实现的。关键词：带式输送机;驱动装置;可编程控制器目录目录vii1绪论11.1带式输送机的技术发展11.2常用带式输送机类型与特点32带式输送机的初步耐62.1概述62

4、.2带式输送机的初步设计62.2.1设计原始资料62.2.2带式输送机的种类72.2.3输送带运行速度的选择7 2.2.4带宽的确定2.2.5输送带种类的选择92.3输送线路初步设计92.4托辐的选择计算102.4.1托辗的种类102.4.2托辗直径和质量的确走112.43托覘间足巨的选择11244托覘阻力系数11132.5带式输送机线路阻力计算2.5.1基本参数的确定计算132.5.2计算各直线区段阻力142.6输送带张力计算27输送带强度校核192.8计算滚筒牵引力与电动机功率192.9驱动装置及其布置212.9.1滚筒的选择21292减速器的选型与热容量校核2324293联轴器的选型29

5、4驱动装置的位置选择242丄0拉紧九 拉紧行程的计算及拉紧装置的选择24242丄0丄拉紧力的计算2丄0.2拉紧行程的计算252.11制动力矩计算282.12软启动装置的选择282.13带式输送机的各种保护292丄4辅助装置312.14.1清扫装置312.14.2装载装置322.15带式输送机主要计算结论323带式输送机电控设计.333.1电控系统的概述333.2指令说明343.2.1电控公用指令343.2.2自动控制指令353.2.3手动控制指令353.3系统工作原理353.3.1自动工作方式353.3.2手动工作方式383.3.3信号与报警41参考文献i1绪论l1带式输送机的技术发展带式输送

6、机是输送能力最大的连续输送机械之一。其结构简单、运行平稳、运转可 靠、能耗低、对环境污染小、便于集中控制和实现自动化、管理维护方便，在连续 装载条件下可实现连续运输。它是运输成件货物与散装物料的理想工具，因此被广 泛用于国民经济各部门，尤其在矿山用量最多、规格最大。1880年德国lmg公司设计了一台链斗挖掘机，其尾部带一条蒸气机动的带式 输送机。1896年美国纽约颁布了鲁宾斯为带式输送机的发明人。20世纪30年代 随着德国褐煤露天矿连续开采工艺的发展,带式输送机也随之得到迅速地发展,二 次大战前德国褐煤露天矿已出现1.6m带宽的带式输送机。50年代开发出的钢绳 芯输送带为带式输送机长距离化和大

7、型化创造了条件。前西德为了摆脱石油危机带 来的影响，开发了年产4000 5000万t的褐煤露天矿，并在50 60年代为日挖10万石方的斗轮挖掘机开发了配套的3.0m带宽的带式输送机，带速为6.8m/so 后经科研开发将带速提高到7.5m/s，使带宽从3.0m降至2.8m，但运量仍保持 3.75万t/h。单条带式输送机的装机容量为6x2000kw ,是当今运量最大的带式 输送机。70年代开始，西方各国推广斜井带式输送机。德国鲁尔区hanielprosperii煤矿 使用了当今规格最大的斜井带式输送机，其带宽为1.4m z带速为5.5m/s,带强为 st7500n/mm ,整机传动功率为2x310

8、0kw同步电机。电机转子直接固定在滚 筒轴上,从而省去了减速器。同步机用交直交变频装置调速,起、制动过程非常平 稳，起动时间可达140s ,制动时间达40s。输送带保证寿命达20年。该机上、 下分支输送带都运送物料。向上运媒1800t/h ,下分支向下运歼石1000t/h ,提 高高度达700余米。经过一百年的发展，带式输送机已成为一个庞大的家族，不 再是常规的开式槽型或直线布置的带式输送机，而是针对生产需求设计出各种各样 的特种带式输送机。例如，弯曲型、线摩擦型。大倾角型。可伸缩型。吊挂型、管 式、吊挂管式、波纹挡边 式、气垫式、压带式、钢丝绳牵引式和钢带式等带式输送机。它们各有自己的独特

9、优点，适用于某些特殊场合。例如，管式和吊挂式输送机因其密封性好，适用于有 环保要求或物料不应受外界环境影响的场合。波纹挡边带式输送机可以做大倾角甚 至垂直提升，因而在卸船和竖井提升中得到应用。压带式大倾角带式输送机于50 年代在下挖式斗轮挖掘机上广泛应用。倾角可达35。z从而缩短斗轮臂架长度。目前国内外带式输送机正朝着长距离、高速度和大运量方向发展。单机运距已达 30.4km z多机串联运距最长达208km z由17条带式输送机组成，最宽的带式输 送机带宽为4mo最大运输能力已达到3.75万t/h ,最高带速达到15m/so单条 带式输送机的装机功率达到6x2000kwo我国生产的带式输送机最

10、大带宽已达到 2m ,带速已达到2 m/s ,设计运输能力已达到5.2万t/h ,最大运距为3.7km。带式输送机的运输能力和输送距离是所有其他输送设备无法比拟的,因此世界各国 都在不断地努力发展和完善带式输送机技术。硏究带式输送机的途径和目的及意义 如下：(1) 提高带速，它是提高输送能力和节省投资的有效途径。(2) 提高各部件的可靠性，也包括输送带的可靠性，往往一个部件的失灵会影响 整机乃至整个系统的停顿。(3) 努力减少维护工作量或取消日常维护工作,因带式输送机分布在几百米甚至 几千米的运输线路上，很难实现有效的维护保养工作。(4) 节能研究，带式输送机本身是输送机中耗能最省的，但在大型

11、矿山、冶金、 电力和专用港口等企业中带式输送机用量很大，成为企业中的一个耗能大部门，因 而进一步的节能研究具有重要意义。(5) 为适应金属露天矿大型化开采的需要,些国家正努力解决输送机输送金属矿石及其周围的问题,力求用带式输送机替代昂贵的汽车运输。对大中型带式输送机采用动态设计方法，通常采用的静态设计方法没有考虑输送带 的粘弹性问题，因而输送机的起动与制动过程中会在输送带中产生冲击波，冲击波 弓i起的输送带动张力要比正常运行的最大张力大10多倍，它直接关系着输送带的 强度、接头强度、滚筒、传动装置和联接件的设计强度,然而研究可控的起动装置 和制动装置来减小动张力便成为动态设计的根本所在。1.2

12、常用带式输送机类型与特点带式输送机的种类很多，常用的主要有以下几种:(1)通用带式输送机(dt )通用带式输送机是一种固走式带式输送机。其特点式托辐安装在固走的机架上,由 型钢做成的机架固定在底板或地基上,整个机身成刚性结构。因此,它广泛用于要 求设备服务年限长，地基平整稳定的场合。例如，煤矿地面生产系统、洗煤厂、井 下主要运输大巷、港口、发电厂等生长地点。该种输送机应用十分普遍，现已形成 系列产品如td62、td75、dt1i等。(2) 钢绳芯带式输送机钢绳芯带式输送机在结构形式上相同于通用带式输送机，只是输送带由织物芯带改 为钢丝绳芯带。因此，它是一种强力型带式输送机，具有输送距离长、运输

13、能力 大、运行速度高、输送带成槽性好和寿命长等优点。但其最大缺点是因钢绳芯输送带的芯体无横丝,故横向强度低易造成纵向撕裂。在大型矿井的主要平巷、斜井和 地面生产系统往往会遇到大运量、长距离情况,如果采用普通型带式输送机运输, 由于受到输送带强度的限制而只能采用多台串联运行方式，这就造成了设备数量 多，物料转载次数多，因而带来设备投资高，运转效率低，事故率升高，粉媒比重 上升以及维护人员增多等后果。采用钢绳芯带式输送机可以有效地解决这类问题。 该种带式输送机已经走型成dx系列。(3) 吊挂式带式输送机吊挂式带式输送机是一种将其机架用钢丝绳或铁链吊挂在顶板上的带式输送机。机 架可以采用钢丝绳或型钢

14、材,托辐组可以是餃接或固定支承。它通常用于底板或地 基起伏不稳定，服务时间较短的场合。如煤矿井下采区上、下山，顺槽和集中运输 巷。(4) 可伸缩带式输送机可伸缩带式输送机的输送长度可以根据工作的需要随时缩短或加长。这是为满足煤 矿井下综采工作面顺槽输送要求而设计的。(5 )移动带式输送机(dy )移动带式输送机是一种按整机设计并且整机可在不同地点使用的带式输送机。按移 动的方式不同又可分为移动式与携带式带式输送机。前者是靠轮子、履带或滑撬移 动的带式输送机；后者是可用人力或机械从一个位置抬到另一个位置的带式输送 机。主要用作短距离输送或转载。如煤场、码头、仓库等场所。(6) 弯曲带式输送机弯曲

15、带式输送机是一种在输送线路上可变向的带式输送机。该种输送机适用于煤矿 井下弯曲巷道和地面越野输送。(7) 线摩擦带式输送机在带式输送机(在此称之为主机)某位置的输送带下面加装一台或几台短的带式输 送机(称之为辅机),主带借助重力或弹性力压在辅机的带子(辅带)上，辅带可以通过摩擦力驱动主带,这样主带张力便可以大大降低而实现低强度带完成长距离 或大运量输送。(8) 大倾角带式输送机普通带式输送机的输送倾角超过临界角度时,物料将沿输送带下滑。各种物料所允 许的最大上运倾角见表l.lo大倾角带式输送机可以减小输送距离、降低巷道开拓 量，减少设备投资。在露天矿它可以直接安装在非工作边坡,节省大量土方工程

16、和 投资。表1.1带式输送机的最大倾角(9) 钢绳牵引带式输送机钢绳牵引带式输送机从1951年起在英语国家得到应用。它的优点在于牵引体与承 载体是分开的，可以跨越长距离和大高差。但缺点是输送带成槽性差，影响输送截 面积,钢丝绳裸露在外,不易防腐蚀，维护费用高。因此,国外一些国家不提倡使 用。我国自967年起在煤矿开始使用”但总体用量不高。根据硏究表明z当输送 量超过5oot/h ,运距超过2 5km时，钢绳牵引带式输送机的基建投资和运费将 少于钢绳芯带式输送机,即运距越长越有利。(10 )圆管式带式输送机圆管式带式输送机是用托辐把输送带逼成管形,物料形成封闭运输，减少了环境污 染,并能任意转变

17、和提高输送倾角。它适用于有环保要求或物料不受外界环境影响 的场合，如水泥、粉媒、谷物等物料的输送。(11)钢带输送机(dg)钢带输送机的输送带是一薄的挠性钢带。其耐热性比常规输送带好得多,因此它已 在食品工业中得到应用。但钢带的成槽性差，滚筒传递扭距很有限，因而不适用于 长距离输送。(12 )网带输送机(dw )网带输送机的输送带是一挠性网带,在技术性能上与钢带输送机相似,主要用于轻 工业和有特殊要求的场合2带式输送机的初步设计2.1概述带式输送机的设计通常包含初步设计和施工设计两个方面的内容。前者主要是通过 理论上的分析计算选出满足生产要求的输送机各部件，确走合理的运行参数,或者 对确定的部

18、件参数进行验算,并完成输送线路的宏观设计,后者主要是根据初步设 计完成输送机的安装布置图。2.2带式输送机的初步设计2.2.1设计原始资料表2.1带式输送机原始资料2.2.2带式输送机的种类输送带在带式输送机中,既是承载构件又是牵引构件,它不仅需要足够的强度,而 且还应具有耐磨、耐疲劳以及特殊要求,如井下用的输送带还必须具有阻燃的特 性。输送带选择的合理与否直接影响带式输送机的投资、运行成本,更重要的是影 响输送机可靠、安全的运行。2.2.3输送带运行速度的选择带速是输送机的重要参数,通常根据以下原则进行选择:(1)长距离、大运量的 输送机可选择高带速；(2)倾角大、运距短的输送机带速宜小；(

19、3)下运相对 上运带式输送机带速低；(4 )粒度大、磨琢性大、易粉碎和易起尘的物料宜选用较低带速；(5 )卸料车卸料时带速不宜超过2.5m/s ,犁式卸料器卸料时，不宜超过2m/s ;(6 )输送成件物品时，带速不得超过1.25m/so表2.2与物料有关的常用带速常用带速系列值如下:0.8丄.0.26丄620,2.5315,404.5,5.0,566.0。此处由于 是下运输送，输送原料是原煤，考虑到带宽的原因，初选带速v二2.0m/s。2.2.4带宽的确定(1)满足设计运输能力的带宽b1q式(2丄)式中q设计运输能力,t/h;b2满足设计运输能力的输送带宽度,m;k物料断面系数；v输送带运行速

20、度,m/s;物料的散状密度,t/m3;c顷角系数。表2.3倾角系数900由公式(2.1)得(2) 满足物料块度条件的宽度b2。对于未筛分过的物料式(2.2 )由公式(2.2 )得根据上列计算选取带宽2.2.5输送带种类的选择在输送带类型确定上应考虑以下因素:(1) 煤矿井下大多使用阻燃输送带。为延长输送带使用寿命减小物料磨损,尽 量选用橡胶贴面，其次为橡塑贴面和塑料贴面的输送带;(2) 在煤矿生产中,同等条件下优先选择整体阻燃带和钢丝绳芯带；(3) 在大倾角输送中，为了改善成槽性，高强输送带采用钢丝绳芯带较为理想；(4) 覆盖胶的厚度主要取决于被运物料的种类和特性,给料冲击的大小、带速与 机长

21、,输送原煤之类的矿石,为防止撕裂,可以加防撕网；(5) 根据机长和带强来具体确定类型,综合以上原则以及矿井下使用的工况环境，选用pvc整体带芯阻燃带。2.3输送线路初步设计由驱动装置的型式、数量和安装位置，拉紧装置的形式和安装位置初步确走、机 头、机尾布置,装卸位置及形式,清扫装置的类型及位置的确定等内容确定输送机 的布置简图： 图2.1输送机布置见图2.4托覘的选择计算2.4.1托辐的种类托辐按其用途的不同主要分为承载托辐(又称上托辐)、回程托覘(又称下托 辐)、缓冲托辐与调心托辐。托辐的结构与具体布置形式主要决走于输送机的类型 与所运物料的性质。承载托覘安装在有载分支上,以支承输送带与物料

22、。在生产实践中要求它能根据所 输送物料性质的不同，使输送带的承载断面的形状有相应的变化。例如，运送散状 物料,为了提高生产率和防止物料的撒落,通常采用槽形托辐,槽形托辐一般由3 个或3个以上托辐组成。目前普通槽形托覘的成槽角均为35° ,托覘之间成餃接或 固支。对于成件物品的运输通常采用平行承载托辐。回程托车昆安装在空载分支上，以支承输送带。通常采用平行托车昆大型输送机有时采 用v形回程托车昆。缓冲托*昆大多安装在输送机的装载点上,以减轻物料对输送带的冲击。在运输沉重 的大块物料的情况下,有时也需沿输送机全线设置缓冲托车昆。通常缓冲托覘有弹簧 钢板式和橡胶圈式两种。输送带运行时，由于

23、张力的不平衡、物料偏堆积、机架变形、托辐轴承损坏以及风 载荷作用等使其产生跑偏,目前应用最为普遍的是前倾托辐,它取代了调心托辐, 靠普通槽形托车昆的两侧车昆向输送带运行方向倾斜2°3。实现防跑偏。2.4.2托辐直径和质量的确定根据输送带的宽度、托辐组中的托辐数和托辐见的链接和布置方式，由设计手册确走槽型托辐的长度l=465mm ,直径d=133mm ,图号g506 ,轴承型号 为:6305/c4。2.4.3托辗间距的选择托*昆间距应该满足两个条件：覘子轴承的承载能力和输送带的下垂度。承载托*昆间 距可以根据参考表查的,下托辐间距一般为上托辐间距的2倍。受料处托辐间距 视物料容量和块度

24、而定，一般去为上托辐间距的l/2-l/3o此处，上托辐间距：lt=1.2m ;下托银间距：lt=2.4mo2.4.4托覘阻力系数托棍轴承目前均采用滚动轴承，迷宫式密封，由于旋转部件不与密封直接接触，所 以运行阻力小。表2.4托车昆组系数表表2.5承载托$昆间距参考表表2.6 f托车昆回转部分质量 2.5带式输送机线路阻力计算2.5.1基本参数的确定计算(1)输送带线质量qd根据dtii手册表4-5o pvc整体带1000s规格及技术参数查得(2 )物料线质量设计运输能力输送带运行速度物料线质量q900式（2.3 ）式中q输送带每米长度上的物料质量,kg/m ; q§小时运输量,t/h

25、 ; v- 运输带运行速度z rn/so由公式(2.3)得900(3) 托覘转动部分的线质量:qf1.2lt式（2.4 ）qtn2.41 式(2.5 )qt qt“分别为承载分支和回程分支托棍组的线质量，kg/m ;式中gg、分别为承载分支和回程分支的托覘组质量，kg ;it'、it“分别为承载分支和回程分支的托棍组间距，mo 由公式(2.4 )得50.5由公式(2.5 )得 2.5.2计算各直线区段阻力对于承载分支:承载分支阻力系数取0.04式(2.6 )对于回程分支:回程分支阻力系数取0.035式(2.7 )式中wz承载分支直线运行阻力” n ;wk回程分支直线运行阻力,n；g重力

26、加速度,m/s2 l一输送长度z mf送倾角；输送带在承载分支运行的阻力系数,见表2.7 ;输送带在回程分支运行的阻力系数,见表2.7。表2.7输送带沿托*昆运行的阻力系数由公式(2.6 )得wz=9.8x497.5x ( 125+42.08+15 ) x0.04xcosl0.6° (125 + 15 )nl0.6° = 90655n由公式(2.7 )得wk=9.8x497.5x( 8.625 + 15 ) x0.035xcosl0.6° + 15xsinl0.6°=17416n 2.6输送带张力计算用逐点法计算输送带关键点张力 图2.2输送带设计示意图

27、输送带张力应满足两个条件:(1)摩擦传动条件，即输送带的张力必须保证输送机在任可正常工况下都无输送 带打滑现象发生。传动滚筒与输送带间的摩擦系数可参考表6选取，对于塑面带 应相应减少。表2.8传动滚筒与输送带间的摩擦系数按摩擦条件确定：经查上表可知，摩擦系数 取n,其中围包角取,摩擦备用系数(2)垂度条件。即输送带的张力必须保证输送带在两托覘间的垂度不超过规定 值，或者满足最小张力条件。对于承载分支输送带最小张力：(式 2.8)对于回程分支输送带最小张力：(式 2.9)由公式(2.8 )得s由公式(2.9 )得kmin由上面计算的数值可以得知不满足垂度条件。可使分支的最小张力点则根据这一条件出

28、各点的张力点分别为:2.7输送带强度校核计算安全系数来校核输送带强度式(2.10 )98747。可知该输送带的选择符合要 由公式(2.10 )得求。2.8计算滚筒牵引力与电动机功率由于满载工作下电动机的运行状态，有可能是电动状态也可能是发电状态，所以在 牵弓i力和功率计算上有区别。尤其应注意各种阻力的正方向和正常发电状态而空载 电动状态下的功率验算。电动机备用功率一般按15%-20%考虑。(1)传动滚筒的主轴牵引力：式(2.11)由公式(2.11)得取附加阻力系数为c=1.2)(2)选择电动机电动机功率由于主轴牵引力为负值所以电机处于发电状态(传动效率为)式(2.12 )由公式(2.12 )得

29、式输送机驱动装置最常用的电动机是三相笼型电动机，其次是三相绕线型异步电动机，只有个别情况下才 采用支流电动机。三相笼型电动机与其他两种电动机相比较具有结构简、制造方便和易隔、运行可、 价格低廉等一系列优点,并且在输送机上便于实现自动控制,因此在煤矿井下得到 广泛的应用。其最大的缺点是不能经济地实现范围较广的平滑调速,起动力矩不能 控制，起动电流大。当驱动装置采用刚性联轴器时，同时在多滚筒传动系统中，难 以调整整个电动机之间的负载分配，这个缺点可通过使用液粘软启动在一走程度上 得以克服。我国带式输送机常用这种电动机的型号有jo、j03. jq02、js、jb、 bjo2o目前，我国已经生产出最新

30、y系列三相异步电动机，它是一般用途的全封 闭自扇冷三相笼型电动机,功率等级和安装尺寸符合国际电工委员会(英文缩写为iec)标准。它与被替代的j02、j03系列相比较具有高效、节能、起动转矩大、性能好、噪音低、震动小可靠性高等优点。yb系列三相电动机派生的隔爆型三相 异步电动机，它除了有y系列电动机的优点外,还有隔爆结构先进，使用可靠等 优点。它相应替代了 bj02和bj03系列电动机。三相绕线型电动机具有较好的调速特性，在其转子回路中串电阻，可以解决输送机 各传动滚筒间的功率平衡问题,不致使个别电动机长时过载而烧坏或闷车；可以通 过串电阻起动以减小对电网的负荷冲击,同时又可以按所需的加速度调整

31、时间断电 器或电流继电器进行电阻的逐步切换，以实现平稳起动。三相绕线型电动机在结构 和控制上都比较复杂，如果带电阻长时运转使电动机发热、效率降低，使用寿命 短,尤其在隔爆方面很难做到,因此煤矿井下很少采用。一般长距离、大功率带式 输送机应用较多,我国dx系列带式输送机除隔爆式电动机采用三相笼型电动机 外，其余均使用三相绕线型电动机，主要型号有：jr、jrq、yr系列电动机。直流动机最突出的优点就是调速特性好，起动转矩大，但结构复杂，维护量大。与 同容量的异步电机相比较，重量是异步电机的2倍，价格是异步电机的3倍，而 且 需要直流电源,因此只有在特殊情况（例如调速性能高）下才采用,直流电机在要

32、求隔爆的场合使用很少。综上所述,考虑到滚筒驱动,所以电动机选132kw ,查阅有关手册选择y315m-4型三相异步电动机，其主要技术参数：额定功率为132kw;转速为1470r/mino2.9驱动装置及其布置驱动装置的作用是在带式输送机正常运行时提供牵引力或制动力。它主要由传动滚 筒、减速器、联轴器和电动机等组成。2.9.1滚筒的选择滚筒是带式输送机的重要部件。按其结构与作用的不同分为传动（驱动）滚筒、电 动滚筒、夕卜装式电动滚筒和改向滚筒。传动滚筒用来传递牵引力或制动力。传动滚筒有钢制光面滚筒、包胶滚筒和陶瓷滚 筒等。钢制光面滚筒主要缺点是表面摩擦系数小,所以一般常用于短距离输送机 中。包胶

33、滚筒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。包胶滚筒 按其表面形状又可分为：光面包胶滚筒、人字形沟槽包胶滚筒和菱形（网纹）包胶 滚筒。光面包胶滚筒制造工艺相对简单,易满足技术要求,正常工作条件下摩擦系数大, 数显著下降。能减少物料黏结，但在潮湿场合,由于表1!1无沟槽致使无法截断水膜，因而摩擦系为了增大摩擦系数，在光面钢制滚筒表面上，冷粘或硫化一层人字形沟槽的橡胶 板,为使这层橡胶板粘得牢靠,必须先在滚筒表面挂上一层很薄的衬胶（般小于2mm）,然后再把人字形沟槽橡胶冷粘或硫化在衬胶上。这种带人字形的沟槽滚 筒,由于有沟槽存在,能使表面水薄膜中断,不积水,同时输送带与滚筒接触时,

34、输送带 表面能挤压到沟槽里。由于这两种原因,即使在潮湿的条件下,摩擦系数也降低不 大。但是，此种滚筒具有方向性，不能反向运转。菱形（网纹）包胶滚筒，除了具有人字沟槽胶面滚筒的优点外，最突出的一个优点 是它没有方向性，有效防止了输送带的跑偏，对可逆输送机尤为适用。但摩擦系数 比人字沟槽胶面稍有降低。尽管如此，人们还是认为菱形沟槽胶面比人字沟槽胶面 优越。继菱形沟槽胶面滚筒之后又出现了一种带轴向槽的菱形沟槽胶面滚筒。因为 轴向沟槽使摩擦系数升高,从而弥补了菱形沟槽胶面滚筒比人字沟槽胶面滚筒摩擦 系数小的缺点。这种菱形沟槽滚筒目前国内尚未制造生产。普通传动滚筒都是采用焊接结构，即轮毂、辐板和筒皮之间

35、采用焊接结构。该类滚 筒适用于中小型带式输送机。在大功率的带式输送机中,必须采用铸焊结合的结构形式,滚筒两端的轮毂、辐板 和筒皮为整体铸造,然后再与中间筒皮焊在一起。改向滚筒有钢制光面滚筒和光面包胶滚筒。包胶的目的是为了减少物料在其表面的 黏结以防输送带的跑偏与磨损。滚筒的轴承有布置在内侧与外侧两种形式。在带式输送机的设计中,正确合理地选择滚筒直径具有很大的意义。如果直径增大 可改善输送带的使用条件，但在其他条件相同之下,直径增大会使其重量、驱动装 置、减速器的传动比和质量相应提高。因此,滚筒直径尽量不要大于确保输送带正 常使用条件所需的数值。按照带宽b=1200mm ,初选传动滚筒l=140

36、0mm q二800m。改向滚筒直径可按下式确定(2.13 )(2.14 )式中d1尾部改向滚筒直径，mmd2其他改向滚筒直径，mmd传动滚筒直径，mm由公式(2.13 )得由公式(2.14 )得,图号为dtii综合考虑以上几条因素，选择传动滚筒直径d120a407y(z)的传动滚筒；尾部改向滚筒的直径d2=630mm ,图号为 dth120b206(g)的尾部改向滚筒；头部改向滚筒直径为d2=500mm ,图号为 dtni20b205 (g)的头部改向滚筒。各个滚筒表面均为人字形沟槽的橡胶覆盖 面。2.9.2减速器的选型与热容量校核(1)选择减速器根据带速、传动滚筒直径和电动机转速推知减速器的

37、传动比60v 式(2.15 )由公式(2.15 )得。动单元用的减速器从结构形式分为直交轴式和平行轴式，按固走形式分为悬挂式与落地式。根据使用要求输出 轴可以做成空心。根据手册可选用减速器的类型为zsy500-31.5o(2 戒功率计算 选用减速器时，要求输送机系统的额定功率必须小于减速器的额定功率，以此验证 所选减速器是否满足机械功率要求。符合要求。(3)热容量校核选用减速器时还必须满足热容量的要求，使减速器的实际热容量p2t小于其许用 热容量pgl,以此验证所选减速器是否满足热容量要求。经校验,该减速器合 格。2.9.3联轴器的选型驱动装置中的联轴器分为高速联轴器和低速联轴器，它们分别安装

38、在电动机与减速 器之间和减速器与传动滚筒之间。常见的高速联轴器有尼龙柱销联轴器、液力联轴 器和粉末联轴器等；常见的低速联轴器有十字滑块联轴器和棒销联轴器等。液力联 轴器与笼型转子异步电动机联合工作具有改善电动机启动系能、均衡负载、保护电 机的优点。由电动机的型号选取配套联轴器型号为yoxfz500。2.9.4驱动装置的位置选择在选择驱动装置的位置时应考虑以下两点:(1) 尽量将驱动装置的位置选择在使输送带的最大张力值为最小；(2 )适当考虑安装、维修、搬运以及特殊条件的要求。2.10拉紧力、拉紧行程的计算及拉紧装置的选择输送带在运行一段时间以后会发生蠕变而变长,在启动、制动过程中也会发生蠕变

39、现象，只有拉紧装置进一步收紧才不会发生打滑相信。因此，拉紧装置是保证带式 输送机正常工作不可获取的部件。2丄0丄拉紧力的计算根据输送机布置形式确定拉紧力的大小式(2.16 )p由公式(2.16 )得 2.10.2拉紧行程的计算式中l输送机长度/ m ；b带宽，m ;kt申长系数;ljt立紧装置的街头长度；lc拉紧车长度；ld动态应变变形长度。式(2.17 )由公式(2.17 )得2.10.3拉紧装置的选择拉紧装置又称张紧装置,它是带式输送机必不可少的部件,具有以下四个主要作 用：(1) 使输送带有足够的张力,以保证输送带与滚筒间产生必要的摩擦力并防止打 滑；(2) 保证输送带各点的张力不低于一

40、定值,以防止输送带在托辐之间过分松弛而 引起撒料和增加运动阻力；(3) 补偿输送带的塑性伸长和过渡工况下弹性伸长的变化；(4) 为输送带重新接头提供必要的行程。在带式输送机的总体布置时,选择合适的拉紧装置，确定合理的安装位置,是保证 输送机正常运转、起动和制动时输送带在传动滚筒上不打滑的重要条件,通常确定 拉紧装置的位置时须考虑以下三点：拉紧装置应尽量安装在靠近传动滚筒的空载分支上,以利于起动和制动时不产生打滑现象,对运距较短的输送带可布:在机尾部,并将机尾部的改向滚筒作为拉紧滚筒；拉紧装置应尽可能布:在输送带张力最小处，这样可减小拉紧力;应尽可能使输送带在拉紧滚筒的绕入和绕出分支方向与滚筒位

41、移线平行，且施加的 拉紧力要通过滚筒中心。按拉紧装置的原理不同，常用的拉紧装置有以下几种:（1）重锤拉紧装置。重锤拉紧装置应用十分普通。它是利用重锤的重量产生拉紧力，并保证输送带在各种工况下有恒定的拉紧力，可以自动补偿由于温度改变和磨损而引起输送带的伸长变化。重锤拉紧装置在结构上简单，工作上可靠，维护量 小，是一种较理想的拉紧装置。它的缺点是占用空间较大，工作拉紧力不能自动调 整。根据输送机的长度和使用场合的不同,重锤拉紧装置的具体结构形式也有所不 同，如重锤垂直拉紧装置和重锤车式拉紧装置，它们适用于固定长距离带式输送机上。(2)固定式拉紧装置。固定式拉紧装置的拉紧滚筒在输送机运转过程中位置是

42、固定的，其拉紧行程的调整有手动和电动两种方式。其优点是结构简单紧凑，对污染 不敏感,工作可靠,缺点是输送机运转过程中由于输送带的弹性变形和塑性伸长引 起张力降低,可能导致输送带在传动滚筒上打滑。常用的结构类型有螺旋拉紧装置 （拉紧行程短，拉紧力小，故适用于机长小于80m的短距离带式输送机上）和钢 绳绞车拉紧装置（利用钢丝绳缠绕在绞筒上，将输送带拉紧）等。（3）自动拉紧装置。自动拉紧装置是一种在输送机工作中能按一定的要求自动调 节拉紧力的拉紧装置。在现代长距离带式输送机中使用较多。它使输送带具有合理 的张力图，自动补偿输送带的弹性变形和塑性变形。它的缺点是结构复杂，外形尺 寸大,对污染较敏感及需

43、要辅助装置。自动拉紧装置的类型很多，按作用原理分，有连续作用和周期作用两种；按控制参 数分，有一个、两个或三个等（常作为控制参量的有张力、带速和传动滚筒的利用 弧);按拉紧装置的驱动方式分，有电力驱动与液力驱动两种;按被调节的绕出点 张力的变化规律分,有稳定式、随动式和综合式三种。yzl通用型液压自动拉紧装置是针对我国带式输送机、索道等连续输送设备而开发的一种机电t$化通用设备。它具有以下特点:(1)根据使用场合的条件，拉紧力可以根据需要进行设定，使设备处于最佳的工 作状态。(2 )拉紧力设定后z yzl型液压自动拉紧装置可以保持系统处于恒力拉紧状态。(3 ) yzl型液压自动拉紧装置具有相应

44、速度快z动态性能好的特点z以及时补偿输送带或钢丝绳的弹塑性变形(4)油泵电机可以实现空载起动，达到额定拉力时，电机断电，有蓄能器完成油 力补偿，从而达到yzl型液压自动拉紧装置的节能运行。(5 ) yzl型液压自动拉紧装置结构紧凑,安装布置方便。(6 ) yzl型液压自动拉紧装置可与集控装置连接，实现对该机的远程控制。在带 式输送机的工艺布置中,选择合理的拉紧装置，确定合理的安装位置,是保证输送 机正常运转、启动和制动时输送带在传动滚筒上不打滑的重要条件,通常确定拉紧 装置的位置时需要考虑以下三点：拉紧装置应尽量安装在靠近传动滚筒的空载分支上,以利于起动和制动时不产生打 滑现象,对运距很短的输

45、送机可布置在机尾部,并将尾部滚筒作为拉紧滚筒；拉紧装置应尽可能布置在输送带张力最小处,这样可以减少拉紧力,缩小拉紧行 程；应使输送带在拉紧滚筒的绕入和绕出分支方向与滚筒位移线平行,而且施加的拉紧 力要通过滚筒中心。通过上述可知，选择液压自动拉紧装置。并且根据拉紧力和拉紧行程选择液压拉紧 装置的型号yzl-100/3.211制动力矩计算根据井下用带式输送机技术要求,制动装置产生的制动力矩不得小于该输送机所需 制动力矩的1.5倍。本设计带式输送机的电动机输岀的是制动力矩，运行状态处于发电状态。对于发电 运行状态的带式输送机所需制动装置的总制动力矩为：v 式(2.18 )式中mz制动装置作用在传动滚

46、筒轴上的总制动力矩z nm;d专动滚筒直径，m;vf送带速度;m/s ;p0系统所需电机总功率(未考虑备用功率系数前),kwo由公式(2.18 )得2根据mz和控制要求选择盘式可控制动装置,型号kzp-400/80。2.12软启动装置的选择实现带式输送机的最佳性能和最长寿命,必须要求驱动系统具有较好的力矩速度 控制功能或可控起动功能。软启动技术是改善带式输送机启动条件的主要手段。软 启动技术是在一定的启动时间内，控制启动加速度，确保带式输送机按锁要求的加 速度曲线平稳启动达到额定的欲行速度，同时使电机的启动电流和输送带的启动张 力控制在允许的范围内。目前采用的软启动方式有:机械软启动：液力耦合

47、器、液体粘性软启动;机电软启动：可变速直流启动、绕线转子电机动,cst;电气软启动：可控硅软启动、变频器、psi系列固态降压软启动。由电动机自身特性克制，电动机直接启动时会产生很大的启动电流，从而对电网的 冲击很大；而在电动机和减速器之间加液体粘性可控软启动装置则会大大改善电动 机的启动性能，从而延长电动机的使用寿命。综合以上因素并考虑到装置的启动装置的功率选择液力耦合器。其型号为 yoxhz500。控制装置是带式输送机的安全保证装置。必须符合输送条件的要 求。2.13带式输送机的各种保护与水平或上运带式输送机相比,下运带式输送机在运行过程中由于倾斜分力的存在 更容易出现故障,因此,应安装相应

48、的保护装置,避免事故发生,造成人员伤亡或 经济损失。带式输送机的保护装置可以用来保护机械系统正常的工作,防止各种事 故发生。保护装置通过各种传感器、信号处理器和周围环境进行交换，供控制系统 进行分析、判断和决策。保护装置是电控系统的重要部件，对带式输送机安全可靠 地工作起着至关重要的作用。由于它的重要意义，本论文专门分章对其进行论述。 带式输送机常用的保护装置有：打滑、撕带、跑偏、超速、烟雾、堆煤、自动防 尘、灭火八大大保护装置。(1)打滑保护当由于某种原因使得传动滚筒的速度间便产生相对滑动,发生打滑。打滑有两种情况。打滑会使滚筒表面温度急剧升高，引起输送带着火，严重时还会引起煤尘和瓦斯爆 炸

49、。打滑保护系统可采用两个传感器分别测量带速和传动滚筒速度，然后进行比较，vg与输送带速度vd出现不同步时，两者之(高速打滑)(低速打滑)和 当输送机正常运转时，两者无差值因而无输出，经延时进行保护。保护系统也可采 用一个传感器检测带速，当带速超过其正常值10%或低于其正常值30%时进行打 滑保护。如果采用后者，则所用的元件少、线路简单，给使用和维修带来方便。(2 )撕带借户由于大块异物如带尖角的石头、煤块等和长条铁、木棒落到输送带上卡住会造成输 送带纵向撕裂。钢绳芯带横向强度很低，因此最易被撕裂，输送带开始撕裂的部位 主要是在给料处，因此要在此采用撕裂传感器。将撕裂传感器两根引出线接入主 机，

50、正常时，传感器处于断开状态，输出高电平。若皮带撕裂，有物料(煤)落入 传感器上,导点橡胶使键盘两根引线短路,输出低电平,撕裂指示灯亮,主机执行 继电器释放，实现撕裂保护，同时发出语言报警信号。(3)跑偏保护在输送机运转过程中,输送带受各种偏心力的作用，使其轴线离开输送机中心线而 偏向一边，这种现象称为输送带跑偏。跑偏会引起撒料、带边磨损，甚至使输送机 不能正常工作。普通带式输送机上托辐多采用悬挂较接式，在下运带式输送机上不宜采用。同样的 带式输送机,用于普通带式输送机时不跑偏而用于下运带式输送机时却极易跑偏, 这是由于采用悬挂较接式托覘造成的。这种托覘组与水平面垂直挂装,在输送带的 运行平面上

51、,两侧车昆向输送带运行方向的后面倾斜,若输送带运行中稍有跑偏,向 后倾斜的侧车昆使跑偏趋势愈发严重。从实际运行情况来看,在下运带式输送机上采 用悬挂餃接式托辐组,输送带跑偏不易控制,带式输送机洒煤现象严重,输送带撕 裂、咬边时有发生，输送带使用寿命与水平和上运方式相比大为缩短，维护工作量 大。最好是采用前倾托辐来实现防跑偏。(4)超速保护和烟雾下运带式输送机,通常电动机处于发电制动状态,当负载力矩超过电动机的最大发 电制动力矩时，电动机的转速上升，制动力矩下降，以致发生严重的飞车事 故。所以，保护系统必须有电机转速检测回路。超速i保护指电动机负载超过额定负载 定量时电机转速增加，此时应该停止向

52、输送机加载或减载。超速ii保护指输送机 上的载荷使得电动机的转速接近于发电制动临界转速时,电机转速增加过大。此时 应该立即发出停车信号。当带式输送机因机械摩擦而引起烟雾或其它因素引起烟雾或火灾时，烟雾保护装置 可及时报警和停止输送机,以免扩大事故,最好加烟雾报警器。2.14辅助装置2.14.1清扫装置在带式输送机运行过程中,不可避免地有部分细块和粉料粘到输送带的表面,不能 完全泄净。当表面粘有物料的输送带通过回程托覘或导向滚筒时，由于物料的积聚 而使它们的直径增大,加剧托车昆和输送带的磨损,引起输送带跑偏,同时不断掉落 的物料又污染了场地环境。清扫粘结在输送带表面的物料,对于提高输送带的使用

53、寿命和保证输送机的正常运转具有重要的意义。对清扫装置的基本要求是：清扫干净,清扫阻力小,不损伤输送带的覆盖层,结构 简单而可靠。输送带的清扫效果,对于延长输送带的使用寿命和双滚筒驱动的稳定 运行有很大的影响。常见的清扫装置有刮板清扫器、清扫刷，此外，还有水力冲刷、震动清扫器等，采 用哪种装置,应视所运输物料的粘性而定。清扫装置一般安装在卸载滚筒的下方使输送带在进入空载分支前粘附在输送上的物 料清扫掉，有时为了清扫输送带非承载面上的粘附物，防止物料堆积在尾部滚筒或 拉紧滚筒处,还需在其为空载分支安装刮板式清扫装置。2.14.2装载装置装载装置有漏斗和挡板组成。对装载装置的要求是使物料在输送的正中

54、位置，使物 料落下时能有一个与输送方向相同的初速度,运送物料中有大块时,应使碎料先落 入输送带垫底,大块后落入以减轻对输送带的损伤。2.15带式输送机主要计算结论表2.9计算结论3带式输送机电控耐3.1电控系统的概述矿用电控系统装置有多种型号，如kzw1140型带式输送机微机控制装置、lbp 型触摸屏带式输送机微机控制装置、bxk58型防爆电控装置、kxj5 - 1140型 等。其中kxj51140型为矿用隔爆兼本质安全型带式输送机控制装置，它主要 由th5-24s型矿用本质安全型带式输送机操作台、防爆电控箱以及各种保护传感 器等组成。控制系统与液体粘性可控软起动装置配合可实现主拖动电动机空载

55、起动 和负载可控起动、手动功率平衡、运行状态和故障led显示以及电机电流、输送 带速度、软启动控制油压等数字显示,同时还能对运行状态下主要部件的温度进行 实时监测与数字显示等。该系统既能实现集控、自动、手动、调试等控制。并且对 系统的主要运行参量和设备工况采取了可视化实时监控，力求系统控制柔性化、显 示数字化、操作简单化、结构模块化。整个系统工作性能可靠、操作维护方便、用 户掌握容易。特别适用于煤矿井下有沼气爆炸性混合物、有煤尘的场所,用于带式 输送机的监控。kxj5 - 1140型带式输送机控制装置适用环境条件：海拔高度不超过2000m z不 低于-1000m ;环境温度-；使用环境空气相对湿度不大于95% （时）；与水平面安装倾斜度不超过