帶式輸送機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)北京科技大學(xué)遠(yuǎn)程與成人教育學(xué)院畢業(yè)作業(yè)

1、北京科技大學(xué)遠(yuǎn)程與成人教育學(xué)院畢業(yè)作業(yè)摘 要該課題是結(jié)合實(shí)際工程問題而制訂出的一個(gè)題目，其目的是設(shè)計(jì)一套能夠在給定場(chǎng)合下安全可靠運(yùn)行的帶式輸送機(jī)系統(tǒng)。本文是對(duì)通用設(shè)備（dt系列通用固定帶式輸送機(jī)）的選型計(jì)算，需要通過計(jì)算選擇各組成部件。最后組合成使用于具體條件下的帶式輸送機(jī)。本文設(shè)計(jì)的帶式輸送機(jī)為下坡運(yùn)輸，因此要分滿載運(yùn)行狀態(tài)和空載運(yùn)行狀態(tài)兩種不同工況進(jìn)行分析。然后比較不同工況下所需的牽引力和電機(jī)功率，并按照最困難的工況選取出帶式輸送機(jī)的各部件來組成符合實(shí)際工程要求的輸送機(jī)系統(tǒng)。本文通過對(duì)輸送機(jī)各部件的選型計(jì)算和某些重要部件的設(shè)計(jì)以使整個(gè)系統(tǒng)能夠在給定場(chǎng)合下安全可靠的完成預(yù)期的任務(wù)。關(guān)鍵詞 帶

2、式輸送機(jī)；盤式制動(dòng)器；plc abstractthis topic is a subject with practical engineering problems and work out, the purpose is to design a set of safe and reliable operation of belt conveyor system in a given situation.this paper is of universal equipment (dt series universal fixed conveyor) selection calculation,

3、 through the calculation of each component selection. finally combined into the belt conveyor used in specific conditions.in this paper, the design of belt conveyor to transport the downhill, to full load running state and no-load running state of two different conditions were analyzed. then compare

4、 the different conditions required tractive force and motor power, and in accordance with the most difficult conditions selected parts of belt conveyor belt conveyor system to meet the practical engineering requirements.the design of the selection calculation of conveyor components and some importan

5、t parts to make the whole system can be in a given situation is safe and reliable to complete the task.目 錄1.緒論41.1 帶式輸送機(jī)的發(fā)展及現(xiàn)狀41.2 帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)61.3帶式輸送機(jī)常見問題及解決方 72. 下運(yùn)帶式輸送機(jī)的靜力學(xué)設(shè)計(jì) 82.1 輸送帶選擇計(jì)算82.2 托輥的選擇計(jì)算92.3 基本參數(shù)計(jì)算112.4 計(jì)算牽引力及電機(jī)功率162.5 滾筒的選擇172.6 減速器的選型192.7 制動(dòng)力矩的計(jì)算及制動(dòng)器的選擇212.8 聯(lián)軸器的選擇212.9 拉緊力及拉緊行程的計(jì)算

6、及拉緊裝置的選擇 222.10 軟起動(dòng)的選擇 233. 帶式輸送機(jī)的動(dòng)力學(xué)特性研究 243.1起動(dòng)性能的分析 244. 帶式輸送機(jī)電控裝置 264.1電氣控制操作系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)要求 265. 結(jié)論 27參考文獻(xiàn)28致謝 29一.緒論帶式輸送機(jī)是最重要的現(xiàn)代散狀物料輸送設(shè)備，它廣泛的應(yīng)用電力、糧食、冶金、化工、煤炭、礦山、港口、建材等領(lǐng)域。1.1 帶式輸送機(jī)的發(fā)展及現(xiàn)狀現(xiàn)代所指的膠帶輸送機(jī)主要指采用托輥支承，也就是普通意義上的膠帶輸送機(jī)。普通膠帶輸送機(jī)的輸送帶為橡膠帶，輸送帶繞過兩端的傳動(dòng)滾筒，并在整個(gè)長(zhǎng)度上支承在許多托輥上。其中，輸送帶上面的分支為有載分支；而橡膠帶下面的分支為無載分支。帶式

7、輸送機(jī)的組成如圖1.1所示，主要有輸送帶、驅(qū)動(dòng)裝置（電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、軟啟動(dòng)裝置、制動(dòng)裝置、聯(lián)軸器）、傳動(dòng)滾筒、改向滾筒、托輥組、拉緊裝置、卸料器、機(jī)架、漏斗、導(dǎo)料槽、安全保護(hù)裝置以及電氣控制系統(tǒng)等組成。圖1.1 帶式輸送機(jī)組成示意圖帶式輸送機(jī)的發(fā)展歷史,實(shí)際上就是膠帶輸送機(jī)支承件的發(fā)展史,大致可分為三個(gè)時(shí)期:滑槽支承、托輥支承、非接觸支承。帶式輸送機(jī)按承載斷面可以分為平形、槽形、雙槽形（壓帶式）、波紋擋邊斗式波紋擋邊袋式、吊掛式圓管形、固定式和移動(dòng)式圓管形等8大類；按驅(qū)動(dòng)方式分，帶式輸送機(jī)又可分為三大類：有輥式（輸送帶全由托輥支撐運(yùn)轉(zhuǎn)）、無輥式（輸送帶靠氣墊、磁墊、水墊支撐運(yùn)轉(zhuǎn)）、直線驅(qū)動(dòng)方式

8、（將電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)變?yōu)橹本€電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式）。帶式輸送機(jī)的優(yōu)越性十分明顯，它是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。加之國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)現(xiàn)，又大大縮短了帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)、開發(fā)、制造、銷售的周期，使它更加具有競(jìng)爭(zhēng)力。帶式輸送機(jī)的經(jīng)濟(jì)效益比較如下列表所示：表1.1 中國(guó)鐵路、公路和帶式輸送機(jī)運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性比較表項(xiàng) 目平均坡度（°）基建費(fèi)經(jīng)營(yíng)費(fèi)能耗指標(biāo)（萬元/m）倍數(shù)/（元·/t·m-1）倍數(shù)（kw·h·/t·m-1）倍數(shù)鐵路運(yùn)輸24590.0052660.0137公路運(yùn)輸4.60.61.430.01145120.00543帶式輸送機(jī)運(yùn)輸15.900.4

9、0.7510.0009310.001871。注：根據(jù)鞍山礦山設(shè)計(jì)院1986年的調(diào)查結(jié)果表1.5 中國(guó)山西鋁廠龍門山石灰石礦帶式輸送機(jī)與電機(jī)車、卡車運(yùn)輸方案比較表運(yùn)輸方式運(yùn)距/km1988年預(yù)算/（元·t-1）1988年成本/（元·t-1）年運(yùn)費(fèi)/萬元帶式輸送機(jī)（鋼芯膠帶）1.20.2750.8140電機(jī)車方案1.10.3050.9195卡車方案1.22.43.0600注：連續(xù)輸運(yùn)技術(shù)，1987年第三期。目前,國(guó)外最大帶速已達(dá)12m/s，國(guó)內(nèi)的最大帶速達(dá)5.18m/s,最大輸送量8400t/h。當(dāng)然,增加輸送帶的寬度也可以提高輸送量(國(guó)外采用的最大帶寬是3300mm),但增加

10、帶寬使整機(jī)所有相關(guān)尺寸增大,增加了設(shè)備的總投資。特別是輸送帶的成本要占整機(jī)成本的3050%,而且距離越長(zhǎng),運(yùn)量越大,占的比例就越大。同時(shí),大帶寬需要相應(yīng)的硫化設(shè)備用于輸送帶和輸送帶接頭的硫化。因此我國(guó)目前所采用的最大帶寬為22002400mm。今后的發(fā)展趨勢(shì)是提高帶速以提高輸送量。當(dāng)然,提高帶速受到托輥轉(zhuǎn)速(主要是軸承轉(zhuǎn)速)的限制,國(guó)外生產(chǎn)的軸承轉(zhuǎn)速可達(dá)1000rmin。而國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定不大于600r/min。如何生產(chǎn)出與托輥配套的高質(zhì)量軸承也是軸承行業(yè)需要深入探討的課題。在提高輸送機(jī)所用膠帶性能的同時(shí),長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必須能夠滿足各種綜合動(dòng)力的技術(shù)要求,以適應(yīng)輸送各種物料的需要

11、。（1）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)要求:a. 輸送機(jī)控制性能b. 輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)性能c. 最小電應(yīng)力d. 最小機(jī)械應(yīng)力 (2） 長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)合理的驅(qū)動(dòng)裝置:a. 驅(qū)動(dòng)方式的確定b. 電機(jī)功率合理分配1.2 帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)1)設(shè)備大型化、提高運(yùn)輸能力 為了適應(yīng)高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要，帶式輸送機(jī)的輸送能力要加大。長(zhǎng)距離、高帶速、大運(yùn)量、大功率是今后發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是高產(chǎn)高效礦井運(yùn)輸技術(shù)的發(fā)展方向。2) 提高元部件性能和可靠性 除了進(jìn)一步完善和提高現(xiàn)有元部件的性能和可靠性，還要不斷地開發(fā)研究新的技術(shù)和元部件，使帶式輸送機(jī)的性能得到進(jìn)一步的提高。3 )擴(kuò)大功能，一機(jī)多用化 拓展運(yùn)人、運(yùn)料或雙向運(yùn)輸?shù)裙δ?/p>

12、，做到一機(jī)多用，使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。開發(fā)特殊型帶式輸送機(jī).1.3 帶式輸送機(jī)常見問題及解決方法1)帶式輸送機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r及常見問題和決方法由于長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、較大傾角的下運(yùn)帶式輸送機(jī)帶速高，移動(dòng)部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分的慣性很大，生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)打滑、滾料、飛車等事故.目前國(guó)內(nèi)外煤礦常用的制動(dòng)方式有液力制動(dòng)裝置、液壓制動(dòng)裝置和盤式制動(dòng)裝置等3種。帶液力制動(dòng)系統(tǒng)的下運(yùn)機(jī)是國(guó)家“六五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，主要是通過在輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置中安裝液力制動(dòng)系統(tǒng)，分2步實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，即先由該系統(tǒng)將輸送機(jī)運(yùn)行速度減慢(加速度保持在0.10.3 m/s2的范圍內(nèi))，降至額定速度的13，然后由機(jī)械抱閘最終制動(dòng)，當(dāng)井下發(fā)生突然停電事

13、故時(shí)，仍可實(shí)現(xiàn)二級(jí)制動(dòng)。目前能夠達(dá)到的主參數(shù)為：傾角=-25,運(yùn)量q=1 500 t/h，帶速v=3.15 m/s，運(yùn)距l(xiāng)=2000m。 2 )輸送帶的打滑及解決辦法  輸送帶在運(yùn)行中，打滑的原因是多方面的，常見的原因及解決辦法有：  a. 初張力太小。輸送帶離開滾筒處的張力不夠造成輸送帶打滑。  b. 傳動(dòng)滾筒與輸送帶之間的摩擦力不夠造成打滑。 c. 尾部滾筒軸承損修和更換已經(jīng)損壞或轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活的部件，使阻力增大造成打滑。 d. 啟動(dòng)速度太快也能形成打滑。此時(shí)可慢速啟動(dòng)。 d.  輸送帶的負(fù)荷過大，超過電機(jī)能力也會(huì)打滑。 3)

14、0;輸送帶的跑偏及其處理  輸送帶跑偏時(shí)常檢查的部位和處理方法有：  a. 檢查托輥橫向中心線與帶式輸送機(jī)縱向中心線的不重合度。如果不重合度值超過3mm，則應(yīng)利用托輥組兩側(cè)的長(zhǎng)形安裝孔對(duì)其進(jìn)行調(diào)整.b. 檢查頭、尾機(jī)架安裝軸承座的兩個(gè)平面的偏差值。若兩平面的偏差大于1mm，則應(yīng)對(duì)兩平面調(diào)整在同一平面內(nèi)。c. 檢查物料在輸送帶上的位置。 物料在輸送帶橫斷面上不居中，將導(dǎo)致輸送帶跑偏。如果物料偏到右側(cè)，則皮帶向左側(cè)跑偏，反之亦然。二 下運(yùn)帶式輸送機(jī)的靜力學(xué)設(shè)計(jì)2.1輸送帶選擇計(jì)算1.帶速的確定輸送帶運(yùn)行速度是輸送機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算的重要參數(shù)，在輸送量一定時(shí)，適當(dāng)提高帶速，可減

15、少帶寬。目前帶式輸送機(jī)推薦的帶速為1.254m/s，參考表1，取v=2.5m/s。表2.1帶寬與帶速關(guān)系表輸送物料的特性帶 寬b（毫米）500，650800，10001200，1400帶 速v（米/秒）無磨損性，或磨損性小的物料；如：原煤，洗精煤1.252.51.253.151.254.0磨損性小的中小塊狀物料；如礦石，爐渣等1.252.01.252.51.253.15有磨損性的大塊物料；如：大塊礦石1.251.61.252.01.252.52.帶寬的確定 1）按輸送能力確定帶寬 式（2.1）查設(shè)計(jì)選用手冊(cè)可知，k=458，c=0.99，則代入公式（2.1）b1=0.939m2）按輸送物料的塊

16、度確定帶寬b2由于， 則取b=1000m3.輸送帶種類的選擇我國(guó)目前生產(chǎn)的輸送帶有以下幾種：尼龍分層輸送帶、塑料輸送帶、整體帶芯阻燃帶、鋼絲繩芯帶等。查dt設(shè)計(jì)選用手冊(cè)表17（見附錄二）選用鋼絲繩芯輸送帶st630,參數(shù)如下：表 2.5縱向拉伸強(qiáng)度 n/mm鋼絲繩最大直徑 mm鋼絲繩間 距 mm帶 厚mm上覆蓋膠厚 度mm下覆蓋膠厚 度mm鋼絲繩根 數(shù)輸送帶 質(zhì) 量 kg/m26303.01013559518圖2.1 下運(yùn)帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2.2 托輥的選擇計(jì)算托輥組是用于支承輸送帶及輸送帶上承載的物料，保證帶穩(wěn)定運(yùn)行的裝置，托輥組的形式的選擇可根據(jù)托輥在不同部位的情況選擇。本機(jī)上所有的托輥種

17、類如下：a)槽形托輥b)平行托輥c)緩沖托輥d)調(diào)心托輥e)過渡托輥1.托輥直徑和長(zhǎng)度的確定托輥長(zhǎng)度的選擇可以直接通過輸送帶的寬度、托輥組中的托輥數(shù)和托輥間的連接和布置方式確定。托輥的直徑和托輥軸的直徑以及軸承可根據(jù)托輥所受的載荷情況選擇。托輥直徑的大小直接影響托輥的使用壽命，直徑越大壽命越大，對(duì)帶的承托效果也越好。托輥的直徑根據(jù)表2.6并結(jié)合實(shí)際使用情況確定。托輥?zhàn)枇ο禂?shù)托輥軸承目前均采用滾動(dòng)軸承，迷宮式密封，由于旋轉(zhuǎn)部件不與密封直接接觸，所以運(yùn)行阻力小。查dt設(shè)計(jì)選用手冊(cè)可選上托輥直徑為133，下托輥直徑為133。2.托輥間距的確定上托輥選用三輥式30°槽形托輥，托輥直徑為133

18、；下托輥選用單輥式平形托輥，托輥直徑為133；由表可查得托輥間距：；托輥軸承采用滾動(dòng)軸承迷宮式密封；表2.5 輥?zhàn)訁?shù) 帶寬輥徑650800100012001400160089108133159表2.6 承載段托輥間距 貨載容重g(噸/米3)輸 運(yùn) 帶 寬 度 b (毫米)500,600800,10001200,140016002000上 托 輥 間 距 (毫米)£1.61200/15001200/15001200/15001100/1200>1.61200/15001100/12001100/12001000表 2.7 托輥?zhàn)枇ο禂?shù)工作條件重段托輥w'空段托輥w&qu

19、ot;清潔,干燥0.020.018少量塵埃0.030.025塵埃大,濕度大0.040.0353. 過渡段托輥組的布置ltltltltltltltl't圖2.2 過渡段托輥組布置圖在輸送機(jī)的頭尾部，輸送帶由平形變成槽形或者由槽形變成平形的段叫過渡段。在過渡段，輸送帶的傾角由零逐漸過渡到最大槽角。如果過渡段托輥組的布置不合理，將直接影響輸送帶的強(qiáng)度和壽命；尤其在高張力區(qū)，影響更為嚴(yán)重，所以必須重視高張力區(qū)托輥組的過渡布置，達(dá)到設(shè)計(jì)的合理化。過渡段的布置如圖2.2所示。2.3 基本參數(shù)計(jì)算1.輸送帶線質(zhì)量對(duì)于輸送帶線質(zhì)量可以通過查表和計(jì)算兩種方法求得。在這里由于是通用型設(shè)備的設(shè)計(jì)，所以可以通

20、過dt設(shè)計(jì)選用手冊(cè)表查得2. 物料線質(zhì)量輸送帶上物料的線質(zhì)量3. 托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分線質(zhì)量4.線路阻力計(jì)算線路阻力（輸送帶運(yùn)行阻力）包括直線阻力和彎曲段阻力。彎曲段阻力一般考慮阻力系數(shù)k(k=1.031.07)。述基本阻力外，還受附加阻力，包括物料在裝載點(diǎn)加速時(shí)與輸送帶之間的摩擦阻力簡(jiǎn)稱物料加速阻力；裝料點(diǎn)的導(dǎo)料槽摩擦阻力；清掃裝置的摩擦阻力；中間卸料裝置的阻力等。下面分別予以計(jì)算1） 直線阻力計(jì)算：承載段和空載段直線阻力的計(jì)算公式分別如下： 式（2.7） 式（2.8）將各段上的參數(shù)分別代入公式（2.7），（2.8）2）局部阻力（1）裝載點(diǎn)物料加速阻力wa（2）裝載點(diǎn)導(dǎo)料槽側(cè)板阻力wb其中 帶寬，m

21、 物料集散密度，t/m3 導(dǎo)料槽側(cè)板長(zhǎng)度，m （3）清掃器阻力：wc彈簧清掃器阻力： 空段清掃器阻力： 5.輸送帶張力的計(jì)算1） 用逐點(diǎn)法計(jì)算輸送帶關(guān)鍵點(diǎn)張力，輸送帶張力應(yīng)滿足兩個(gè)條件：(1) 摩擦傳動(dòng)條件： 式（2.9）（2） 垂度條件： 為滿足輸送帶的垂度條件，對(duì)于任何一個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)，承載分支輸送帶的最小張szmin需滿足szmin5g(q+qd)cosb 式（2.10）回程分支輸送帶的最小張力skmin需滿足skmin5glt"qdcosb 式（2.11）可以看出，輸送帶張力的計(jì)算方法有兩種：一種是根據(jù)摩擦傳動(dòng)條件并利用“逐點(diǎn)張力法”求出個(gè)特殊點(diǎn)的張力值，然后驗(yàn)算輸送帶的垂度條件

22、；另一種是根據(jù)垂度條件求出輸送帶上某一確定點(diǎn)的張力，然后按“逐點(diǎn)張力法”計(jì)算出各點(diǎn)的張力，再驗(yàn)算摩擦傳動(dòng)條件。2）張力計(jì)算根據(jù)摘要中有關(guān)敘述和該輸送帶的具體情況可知，計(jì)算張力需分兩種不同工況來分析，即滿載和空載。a， 首先計(jì)算滿載運(yùn)行工況即物料再輸送帶上均勻分布的情況，取k=1.05，由以上可求得： 則有輸出牽引力 額定牽引力 由可得： 由公式可得各點(diǎn)張力：因而應(yīng)按垂度條件計(jì)算：滿足條件 則逐點(diǎn)法計(jì)算張力得：由于 所以滿足摩擦條件。驗(yàn)算帶強(qiáng)：考慮輸送帶的壽命、起動(dòng)時(shí)的動(dòng)應(yīng)力、輸送帶的接頭效果、輸送帶的磨損，以及輸送帶的備用能力，選用輸送帶時(shí)必須有一定的備用能力（即安全系數(shù)），對(duì)于強(qiáng)力大功率帶式

23、輸送機(jī)靜安全系數(shù)一般取m³7，動(dòng)安全系數(shù)md³5。由于n>7,所以滿足強(qiáng)度要求b,計(jì)算空載時(shí)各點(diǎn)張力：由摩擦條件的公式可以算出則由于則有解得： 只有按垂度條件計(jì)算： 所以令則由逐點(diǎn)法計(jì)算得：驗(yàn)算帶強(qiáng)滿足強(qiáng)度要求。2.4 計(jì)算牽引力及電機(jī)功率1.牽引力的計(jì)算傳動(dòng)滾筒表面牽引力的普遍表達(dá)式為，n 式（2.13）考慮到傳動(dòng)滾筒軸承摩擦阻力及輸送帶在傳動(dòng)滾筒上的彎曲阻力，傳動(dòng)滾筒主軸牽引力w的普遍表達(dá)式為，n 式（2.14）2.電機(jī)功率的計(jì)算1） 當(dāng)w>0時(shí)，表示傳動(dòng)滾筒輸出牽引力，所需電動(dòng)機(jī)的功率為 式（2.15）2） 當(dāng)w<0時(shí)，表示傳動(dòng)滾筒輸出制動(dòng)力。此時(shí)，

24、電動(dòng)機(jī)工作在第二象限，作發(fā)電回饋制動(dòng)，所需電動(dòng)機(jī)的功率為 式（2.16） 式（2.17） 式（2.18）選擇電機(jī)功率與數(shù)量應(yīng)符合如下要求：(1) 額定總功率pe³p；(2) 考慮到臺(tái)數(shù)和單電動(dòng)機(jī)功率符合各驅(qū)動(dòng)滾筒牽引力配比；(3) 盡可能用同一型號(hào)電動(dòng)機(jī)，以減少備用臺(tái)數(shù)3） 分別計(jì)算滿載和空載牽引力和所需電機(jī)功率a，滿載運(yùn)行工況時(shí)的牽引力及電機(jī)功率（見式（2.14），(2.15)） 取k=1.15，=0.85b，空載運(yùn)行工況時(shí)牽引力為電機(jī)功率為有以上可知電機(jī)功率則查dt設(shè)計(jì)選用手冊(cè)可選電機(jī)為一臺(tái)75kw的yb280s-4型電機(jī)，其主要參數(shù)見下表：表2.8 電機(jī)主要參數(shù)表型號(hào)額定功率k

25、w轉(zhuǎn) 速r/m效 率 %轉(zhuǎn)動(dòng)慣量kg·m2質(zhì) 量kgyb280s-475148092.7%1.125602.5滾筒的選擇傳動(dòng)滾筒有：1）外驅(qū)動(dòng)式，即驅(qū)動(dòng)裝置放在傳動(dòng)滾筒的外面，減速器直接同傳動(dòng)滾筒輸入軸相聯(lián)。2）內(nèi)驅(qū)動(dòng)方式，即將驅(qū)動(dòng)裝置全部放在傳動(dòng)滾筒內(nèi)，此種方式又稱為電動(dòng)滾筒。按軸承內(nèi)孔大小分，傳動(dòng)滾筒可分為：（1）輕型，孔徑在50100；（2）中型，孔徑在120180；（3）重型，孔徑在200220。這種分類對(duì)于改向滾筒也是適用。外面鑄上一層橡膠的滾筒稱為鑄膠滾筒；用機(jī)械方法包上一層橡膠的滾筒稱為包膠滾筒；什么不包的滾筒稱為光面滾筒。改向滾筒常為光面滾筒。按外形分，傳動(dòng)滾筒可分為

26、：1）鼓形滾筒。2）葉片式滾筒。3）溝槽膠面滾筒。1.傳動(dòng)滾筒的選擇選擇傳動(dòng)滾筒直徑時(shí)，可按四個(gè)方面考慮：1） 限制輸送帶繞過傳動(dòng)滾筒時(shí)產(chǎn)生過大的附加彎曲應(yīng)力計(jì)算滾筒直徑式中d傳動(dòng)滾筒直徑，mm；d鋼絲繩直徑，mm。2） 為限制輸送帶表面比壓，以免造成覆蓋膠脫落的滾筒直徑式中 s輸送帶張力，n（此處以最大張力smax代入）；b輸送帶寬度，mm；a鋼絲繩間距，mm 查表得a=10mm；p輸送帶表面許用比壓，取p1mpa=1n/mm2。3） 限制覆蓋膠或花紋變形量小于6的傳動(dòng)滾筒直徑為式中k圍包角影響系數(shù)，當(dāng)圍包角小于90°時(shí)，k0.8，否則k1；b鋼繩芯輸送帶上覆蓋膠厚度，mm查表得b

27、5mm。4） 當(dāng)輸送帶彎曲頻次高時(shí)，滾筒直徑要相應(yīng)大一點(diǎn)，以補(bǔ)償高頻次彎曲疲勞破壞程度。綜上所述，傳動(dòng)滾筒直徑 則選傳動(dòng)滾筒直徑為630mm。根據(jù)滾筒所受合力查dt設(shè)計(jì)選用手冊(cè)可選傳動(dòng)滾筒型號(hào)及主要參數(shù)為表2.9 傳動(dòng)滾筒主要參數(shù)表型號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 kg.m2質(zhì)量 kgdt100a/206y38.38232. 改向滾筒的選擇1）尾部改向滾筒直徑尾部改向滾筒的直徑取d2=630mm根據(jù)滾筒所受合力查dt設(shè)計(jì)選用手冊(cè)可選傳動(dòng)滾筒型號(hào)及主要參數(shù)為表2.10尾部改向滾筒參數(shù)表型號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 kg.m2質(zhì)量 kgdt100b106（g）26.55672）其他改向滾筒直徑為d3=315mm根據(jù)滾筒所受合力查dt

28、設(shè)計(jì)選用手冊(cè)可選傳動(dòng)滾筒型號(hào)及主要參數(shù)為表2.11 其他改向滾筒參數(shù)表型號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 kg.m2質(zhì)量 kgdt100b2035322.6減速器的選型根據(jù)帶速、傳動(dòng)滾筒直徑和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速推知減速器的傳動(dòng)比為:查dt設(shè)計(jì)選用手冊(cè)可選用dcy型公稱減速比為20的減速器，其主要技術(shù)參數(shù)如下：表2.12 減速器主要參數(shù)公稱減速比公稱轉(zhuǎn)速公稱輸入功率kw名義中心距amm轉(zhuǎn)動(dòng)慣量kg.m2輸入n1輸出n2201500751952800.06126根據(jù)下面的公式驗(yàn)算減速器功率 式（2.19）查表可知f=1.5；sa=1.2代入數(shù)值計(jì)算得：由于pm<pe所以符合要求。熱平衡功率校核pgpe·fw&#

29、183;fa式中 pg熱功率，kw；fw環(huán)境溫度系數(shù)，如表2.10所示；fa功率利用系數(shù)。查表可知fw=0.89；，代入公式（2.19）可求由于pg< pe·fw·fa，所以熱功率符合要求。表2.13 工況系數(shù)f每天工作時(shí)間/h載荷種類24h連續(xù)不停平穩(wěn)中等重型沖擊30.81.01.51.11.23101.01.251.751.11.210241.251.502.01.11.2表2.14 安全系數(shù)sa使用條件安全系數(shù)sa間斷使用機(jī)械，配套減速器失效，能引起嚴(yán)重后果，例如帶式輸送機(jī)用減速器等11.2每天8h工作和不經(jīng)常滿載工作的減速器，例如起重用減速器1.31.5一般設(shè)

30、備，減速器失效，僅引起單機(jī)停產(chǎn)，且易更換備件重要設(shè)備、減速器失效引起機(jī)組、生產(chǎn)線或全廠停產(chǎn)，例如強(qiáng)磁選礦設(shè)備配套減速器等1.61.8高安全要求，減速器失效會(huì)引起嚴(yán)重后果設(shè)備或人身事故，或因減速器失效，會(huì)給社會(huì)生產(chǎn)造成損失，如動(dòng)力廠用減速器1.92.1表2.15環(huán)境溫度系數(shù)fw冷卻方式環(huán)境溫度/每小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)率/%10080604020減速器不附加外冷卻裝置101.121.181.301.511.93201.01.061.161.351.78300.890.931.021.331.52400.750.870.901.011.34500.630.670.730.851.122.7 制動(dòng)力矩的計(jì)算及制動(dòng)

31、器的選擇根據(jù)帶式輸送機(jī)技術(shù)要求制動(dòng)裝置產(chǎn)生的制動(dòng)力矩不得小于該輸送機(jī)所需制動(dòng)力矩的1.5倍以上。制動(dòng)力矩的計(jì)算公式為： 式（2.20）把參數(shù)代入公式（2.20）計(jì)算求得一臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置制動(dòng)力為6463n·m.查dt設(shè)計(jì)選用手冊(cè)（見附表三）可選kzp-1000,其主要技術(shù)參數(shù)為：表2.16盤式制動(dòng)器主要參數(shù)型號(hào)最大制動(dòng)力矩 kn.m質(zhì)量 kg電機(jī)功率 wkzp-1000/yz-4019.653615502.8 聯(lián)軸器的選擇驅(qū)動(dòng)裝置中的聯(lián)軸器分為告、高速軸聯(lián)軸器和低速軸聯(lián)軸器，它們分別安裝在電動(dòng)機(jī)與減速器之間和減速器與傳動(dòng)滾筒之間。常見的高速軸聯(lián)軸器有尼龍柱銷聯(lián)軸器、液力偶合器等；常見的低速

32、軸聯(lián)軸器有十字滑塊聯(lián)軸器、和棒銷聯(lián)軸器等。高速軸上的扭矩為：由dt設(shè)計(jì)選用手冊(cè)可查得，高速軸聯(lián)軸器選用ml8型梅花形彈性聯(lián)軸器，低速聯(lián)軸器選用zl7型彈性柱銷齒式聯(lián)軸器。其主要參數(shù)為：表2.17聯(lián)軸器主要參數(shù)型號(hào)公稱扭矩n·m許用轉(zhuǎn)速r/m軸孔直徑mm轉(zhuǎn)動(dòng)慣量kg·m2質(zhì) 量kgml811202900759.2225.7zl71000029001100.38756.4772.9 拉緊力及拉緊行程的計(jì)算及拉緊裝置的選擇1. 拉緊力的計(jì)算a，滿載運(yùn)行工況時(shí)b,空載運(yùn)行工況時(shí)則拉緊力2. 拉緊行程的計(jì)算首先計(jì)算出輸送帶的長(zhǎng)度ld把數(shù)據(jù)代入公式可求得ld=1737m根據(jù)實(shí)際情況，輸

33、送帶的長(zhǎng)度應(yīng)該具有足夠的備用，所以建議購(gòu)買1800m。計(jì)算拉緊行程 式（2.21）考慮拉緊裝置接頭長(zhǎng)度，拉緊車長(zhǎng)度，及動(dòng)態(tài)應(yīng)變變形長(zhǎng)度。代入公式（2.21）求得dl=21m3. 拉緊裝置的選擇輸送帶是橡膠和纖維織品兩者復(fù)合而成的，在應(yīng)用中運(yùn)行一段時(shí)間后輸送帶會(huì)發(fā)生蠕變而變長(zhǎng)，在啟動(dòng)、制動(dòng)過程中也會(huì)發(fā)生蠕變現(xiàn)象，只有拉緊裝置進(jìn)一步收緊才不會(huì)發(fā)生打滑現(xiàn)象。因此，拉緊裝置是保證帶式輸送機(jī)正常運(yùn)行不可缺少的部件，它的功能有：1使輸送帶在傳動(dòng)滾筒上形成正壓力，靠摩擦力將傳動(dòng)滾筒的圓周力傳遞出來。2限制輸送帶在托輥間的垂度，防止輸送帶在托輥間距內(nèi)過分松弛而喪失槽形，引起物料和輸送帶跑偏，增加運(yùn)行阻力。3.

34、補(bǔ)償輸送帶的彈性伸長(zhǎng)和線粘性伸長(zhǎng)。時(shí)間長(zhǎng)了輸送帶會(huì)自動(dòng)伸長(zhǎng)，而且再過度工況下發(fā)生永久伸長(zhǎng)。同時(shí)，在啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)輸送帶自動(dòng)收緊，可免除機(jī)振動(dòng)。4為重連接頭提供必要的行程。5在長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)中，拉緊裝置對(duì)其拉力產(chǎn)生重大影響。2.10 軟起動(dòng)的選擇目前采用的軟起動(dòng)方式有：（1） 機(jī)械軟啟動(dòng) 液力偶合器、液體粘性軟啟動(dòng)等。（2） 機(jī)電軟啟動(dòng) 可變速直流起動(dòng)、繞線轉(zhuǎn)子電機(jī)驅(qū)動(dòng)，cst等。（3） 電控軟起動(dòng) 可控硅軟起動(dòng)、變頻器、psi系列固態(tài)降壓軟啟動(dòng)等。常見的軟起動(dòng)系統(tǒng)有：調(diào)速型液力偶合軟起動(dòng)：它是通過工作液傳遞能量的，泵輪通過輸入軸與電機(jī)相連，蝸輪通過輸出軸與減速器相連。工作時(shí)，在偶合器工作腔中充

35、滿工作液，當(dāng)輸入軸帶動(dòng)泵輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)入工作腔的工作液在葉片的帶動(dòng)下，由于離心力的作用沿泵輪的內(nèi)側(cè)流向外緣，形成高壓高速環(huán)流沖擊蝸輪，使蝸輪隨泵輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)。工作液在蝸輪中由外緣流向內(nèi)側(cè)的過程中減壓減速，轉(zhuǎn)換乘機(jī)械能，通過輸出軸輸出，帶動(dòng)減速器工作。周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)從電機(jī)到減速器的能量傳遞。三帶式輸送機(jī)的動(dòng)力學(xué)特性研究3.1起動(dòng)性能的分析帶式輸送機(jī)起動(dòng)越快,起動(dòng)加速度就越大,對(duì)機(jī)械和電氣的沖擊也越明顯,所以很有必要進(jìn)行起動(dòng)加速度、起動(dòng)時(shí)間的計(jì)算，以保證設(shè)計(jì)的帶式輸送機(jī)能安全可靠起動(dòng)。1.等效運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的計(jì)算等效運(yùn)動(dòng)質(zhì)量是指帶式輸送機(jī)所有運(yùn)動(dòng)部件按動(dòng)能相等的原則等效到驅(qū)動(dòng)滾筒周邊的質(zhì)量。其中包括承載分支

36、的托輥旋轉(zhuǎn)質(zhì)量、輸送帶質(zhì)量、物料質(zhì)量、回程分支的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量、托輥旋轉(zhuǎn)質(zhì)量、滾筒旋轉(zhuǎn)質(zhì)量以及液粘可控軟起動(dòng)裝置、減速機(jī)等等所有旋轉(zhuǎn)部件的等效質(zhì)量。表3.1滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)慣量表型號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 kg.m2數(shù)量總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 kg.m2dt100206y38.3138.3dt100b106(g)26.5126.5dt100b2035630所有滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：jg=38.3+26.5+30=94.8kg.m2以上轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等效到滾筒周邊上的等效質(zhì)量可按下式計(jì)算 式（2.24）式中 j旋轉(zhuǎn)部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，j=+jg+jl， kg·；d驅(qū)動(dòng)滾筒直徑，m。代入公式（2.24）可求得2. 輸送帶起動(dòng)時(shí)安全系數(shù)校核原來

37、輸送機(jī)是以靜態(tài)的方法計(jì)算出輸送帶的安全系數(shù)。但在起動(dòng)帶式輸送機(jī)時(shí)，輸送帶的安全系數(shù)不可能用靜態(tài)時(shí)的安全系數(shù)，那么起動(dòng)時(shí)其安全系數(shù)到底有多大，這是一個(gè)必須校核的問題。一般在起動(dòng)時(shí)按0.3m/s2的最大加速度來進(jìn)行帶式輸送機(jī)的動(dòng)力學(xué)計(jì)算，則起動(dòng)時(shí)的慣性阻力為：此時(shí)要求驅(qū)動(dòng)裝置能提供的驅(qū)動(dòng)力為：驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)的摩擦條件，則有： 求得動(dòng)安全系數(shù)的驗(yàn)算：由于m7，所以滿足條件。1） 起動(dòng)時(shí)電機(jī)功率驗(yàn)算：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)功率：驗(yàn)算在這種情況下的電機(jī)轉(zhuǎn)矩查電機(jī)參數(shù)可知電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于此轉(zhuǎn)矩，因此能夠滿足條件。四帶式輸送機(jī)電控裝置4.1電氣控制操作系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)要求根據(jù)下運(yùn)帶式輸送機(jī)的工作特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)使用經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本帶

38、式輸送機(jī)的具體要求，可以采用kzw660型帶式輸送機(jī)微機(jī)控制裝置。它主要由th5-24s型礦用本質(zhì)安全型帶式輸送機(jī)操作臺(tái)、防爆電控箱以及各種保護(hù)傳感器等組成?？刂葡到y(tǒng)與液體粘性可控軟起動(dòng)裝置配合可實(shí)現(xiàn)主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)空載起動(dòng)和負(fù)載可控起動(dòng)、手動(dòng)功率平衡、運(yùn)行狀態(tài)和故障led顯示以及電機(jī)電流、輸送帶速度、軟啟動(dòng)控制油壓等數(shù)字顯示，同時(shí)還能對(duì)運(yùn)行狀態(tài)下主要部件的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與數(shù)字顯示等。該系統(tǒng)既能實(shí)現(xiàn)集控、自動(dòng)、手動(dòng)、調(diào)試等控制。整個(gè)系統(tǒng)工作性能可靠、操作維護(hù)方便、用戶掌握容易。1.電控裝置的功能1) 控制系統(tǒng)采用660v電壓控制方式，電控設(shè)備為礦用一般型或礦用防爆型。2) 采用可編程控制器（plc）為控制核心，plc主要實(shí)現(xiàn)以下功能：(1) 可以與給煤機(jī)等其它設(shè)備實(shí)現(xiàn)閉鎖；(2) 控制1臺(tái)液力耦合器可控軟起動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)電機(jī)可控軟啟動(dòng)；(3) 實(shí)現(xiàn)電機(jī)電流的預(yù)設(shè)置，當(dāng)電流超過設(shè)定值時(shí)