螺旋輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)【文獻(xiàn)綜述】

1、畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化螺旋輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)1、國內(nèi)螺旋輸送機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀我國生產(chǎn)制造的螺旋輸送機(jī)的品種、類型較多。在“八五”期間，通過國家一條龍“日產(chǎn)萬噸綜采設(shè)備”項(xiàng)目的實(shí)施，螺旋輸送機(jī)的技術(shù)水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長距離螺旋輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)呂開發(fā)都取得了很大的進(jìn)步。如大傾角長距離螺旋輸送機(jī)成套設(shè)備、 高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮螺旋輸送機(jī)等均填補(bǔ)了國內(nèi)空白，并對螺旋輸送機(jī)的減低關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，研制成功了多種軟起動(dòng)和制動(dòng)裝置以及以plc為核心的可編程電控裝置， 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用調(diào)速型液力偶合器和行星齒輪減速器。目前，我國煤礦井下用螺

2、旋輸送機(jī)的主要技術(shù)特征指標(biāo)如表 1 所示。2.1 大型螺旋輸送機(jī)的關(guān)鍵核心技術(shù)上的差距螺旋輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)測技術(shù)長距離、大功率螺旋輸送機(jī)的技術(shù)關(guān)鍵是動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與監(jiān)測，它是制約大型螺旋輸送機(jī)發(fā)展的核心技術(shù)。目前我國用剛性理論來分析研究螺旋輸送機(jī)并制訂計(jì)算方法和設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)中對輸送帶使用了很高的安全系統(tǒng)（一般取 n=10左右） ，與實(shí)際情況相差很遠(yuǎn)。實(shí)際上輸送帶是粘彈性體，長距離螺旋輸送機(jī)其輸送帶對驅(qū)動(dòng)裝置的起、制動(dòng)力的動(dòng)態(tài)響應(yīng)是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，而不能簡單地用剛體力學(xué)來解釋和計(jì)算。已開發(fā)了螺旋輸送機(jī)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用軟件，在大型輸送機(jī)上對輸送機(jī)的動(dòng)張力進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析與動(dòng)態(tài)監(jiān)測，降低輸送帶的安全

3、系統(tǒng)，大大延長使用壽命，確保了輸送機(jī)運(yùn)行的可靠性，從而使大型螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì)達(dá)到了最高水平（輸送帶安全系數(shù)n=56） ，并使輸送機(jī)的設(shè)備成本尤其是輸送帶成本大為降低?？煽康目煽剀浧饎?dòng)技術(shù)與功率均衡技術(shù)長距離大運(yùn)量螺旋輸送機(jī)由于功率大、距離長且多機(jī)驅(qū)動(dòng)，必須采用軟起動(dòng)方式來降低輸送機(jī)制動(dòng)張力，特別是多電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)。為了減少對電網(wǎng)的沖擊，軟起動(dòng)時(shí)應(yīng)有分時(shí)慢速起動(dòng)；還要控制輸送機(jī)起動(dòng)加速度 0.3 0.1 m/s2 ，解決承載帶與驅(qū)動(dòng)帶的帶速同步問題及輸送帶涌浪現(xiàn)象，減少對元部件的沖擊。由于制造誤差及電機(jī)特性誤差，各驅(qū)動(dòng)點(diǎn)的功率會(huì)出現(xiàn)不均衡，一旦某個(gè)電機(jī)功率過大將會(huì)引起燒電機(jī)事故，因此，各電機(jī)之間的功

4、率平衡應(yīng)加以控制，并提高平衡精度。國內(nèi)已大量應(yīng)用調(diào)速型液力偶合器來實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)的軟起動(dòng)與功率平衡，解決了長距離螺旋輸送機(jī)的起動(dòng)與功率平衡及同步性問題。但其調(diào)節(jié)精度及可靠性與國外相1 比還有一定差距。此外，長距離大功率螺旋輸送機(jī)除了要求一個(gè)運(yùn)煤帶速外，還需要一個(gè)驗(yàn)帶的帶速，調(diào)速型液力偶合器雖然實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)與功率平衡，但還需研制適合長距離的無級液力調(diào)速裝置。當(dāng)單機(jī)功率500 kw時(shí)，可控 cst軟起動(dòng)顯示出優(yōu)越性。由于可控軟起動(dòng)是將行星齒輪減速器的內(nèi)齒圈與濕式磨擦離合器組合而成（即粘性傳動(dòng)）。通過比例閥及控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)與功率平衡，其調(diào)節(jié)精度可達(dá)98% 以上。 但價(jià)格昂貴，急需國產(chǎn)化。2.2 技術(shù)

5、性能上差距我國螺旋輸送機(jī)的主要性能與參數(shù)已不能滿足高產(chǎn)高效礦井的需要，尤其是順槽可伸縮螺旋輸送機(jī)的關(guān)鍵元部件及其功能如自移機(jī)尾、高效儲(chǔ)帶與張緊裝置等與國外有著很大差距。裝機(jī)功率我國工作面順槽可伸縮螺旋輸送機(jī)最大裝機(jī)功率為4250 kw ，國外產(chǎn)品可達(dá)4970 kw ，國產(chǎn)螺旋輸送機(jī)的裝機(jī)功率約為國外產(chǎn)品的30% 40% ，固定螺旋輸送機(jī)的裝機(jī)功率相差更大。運(yùn)輸能力我國螺旋輸送機(jī)最大運(yùn)量為3000 t/h ，國外已達(dá) 5500 t/h 。最大輸送帶寬度我國螺旋輸送機(jī)為1400 mm ，國外最大為 1830 mm 。帶速由于受托輥轉(zhuǎn)速的限制，我國螺旋輸送機(jī)帶速為4m/s，國外為 5m/s 以上。工

6、作面順槽運(yùn)輸長度我國為 3000 m，國外為 7300m 。自移機(jī)尾隨著高產(chǎn)高效工作面的不斷出現(xiàn)，要求順槽可伸縮螺旋輸送機(jī)機(jī)尾隨著工作面的快速推進(jìn)而快速自移。國內(nèi)自移機(jī)尾主要依賴進(jìn)口，主要有2 種： （a）隨轉(zhuǎn)載機(jī)一起移動(dòng)的由英國 longwall公司生產(chǎn)的自移機(jī)尾裝置。 （b）德國 dbt公司生產(chǎn)的自移機(jī)尾裝置。前者只有一個(gè)推進(jìn)油缸， 后者則有 2 個(gè)推進(jìn)油缸。longwall公司生產(chǎn)的自稱機(jī)尾用于在國內(nèi)帶寬 1.2 m的輸送機(jī)上，缺點(diǎn)是自移機(jī)尾輸送帶的跑偏量太小，糾偏能力弱，剛性差。德國生產(chǎn)的自移機(jī)尾在國內(nèi)使用效果優(yōu)于前者，水平、垂直 2 個(gè)方向均有調(diào)偏油缸，糾偏能力強(qiáng)。因此，前者還需完善

7、，后者則需研制。但對自移機(jī)尾的要求是共同的，既要滿足輸送機(jī)正常工作時(shí)防滑的要求，又要滿足在輸送機(jī)不停機(jī)的情況下實(shí)現(xiàn)快速自2 移。高效儲(chǔ)帶與張緊裝置我國采用封閉式儲(chǔ)帶結(jié)構(gòu)和絞車紅緊為主，張緊小車易脫軌，輸送帶易跑偏，輸送帶伸縮時(shí)，托輥小車不自移，需人工推移，檢修麻煩。國外采用結(jié)構(gòu)先進(jìn)的開放式儲(chǔ)帶裝置和高精度的大扭矩、大行程自動(dòng)張緊設(shè)備，托輥小車能自動(dòng)隨輸送帶伸縮到位。輸送帶有易跑偏，不會(huì)出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象。輸送機(jī)品種機(jī)型品種少，功能單一，使用范圍受限，不能充分發(fā)揮其效能，如拓展運(yùn)人、運(yùn)料或雙向運(yùn)輸?shù)裙δ?，做到一機(jī)多用；另外，我國煤礦的地質(zhì)條件差異很大，在運(yùn)輸系統(tǒng)的布置上經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些特殊要求，如彎曲、

8、大傾角（+25）直至垂直提升等，應(yīng)開發(fā)特殊型專用機(jī)種螺旋輸送機(jī)。2.3 可靠性、壽命上的差距輸送帶抗拉強(qiáng)度我國生產(chǎn)的織物整芯阻燃輸送帶最高為2500 n/mm ，國外為 3150 n/mm 。鋼絲繩芯阻燃輸送帶最高為4000 n/mm ，國外為 7000 n/mm 。輸送帶接頭強(qiáng)度我國輸送帶接頭強(qiáng)度為母帶的50% 65% ，國外達(dá)母帶的70% 75% 。托輥壽命我國現(xiàn)有的托輥技術(shù)與國外比較，壽命短、速度低、阻力大，而美國等使用的新型注油托輥，其運(yùn)行阻力小，軸承采用稀油潤滑，大大地提高了托輥的使用壽命，并可作為高速托輥應(yīng)用于螺旋輸送機(jī)上，使用面廣，經(jīng)濟(jì)效益顯著。我國輸送機(jī)托輥壽命為2萬 h，國外

9、托輥壽命59 萬 h，國產(chǎn)托輥壽命僅為國外產(chǎn)品的30% 40% 。輸送機(jī)減速器壽命我國輸送機(jī)減速器壽命2 萬 h，國外減速器壽命7 萬 h。螺旋輸送機(jī)上下運(yùn)行時(shí)可靠性差2.4 控制系統(tǒng)上差距驅(qū)動(dòng)方式我國為調(diào)速型液力偶合器和硬齒面減速器，國外傳動(dòng)方式多樣，如boss 系統(tǒng)、cst可控傳動(dòng)系統(tǒng)等，控制精度較高。監(jiān)控裝置國外輸送機(jī)已采用高檔可編程序控制器plc ，開發(fā)了先進(jìn)的程序軟伯與綜合電源繼3 電器控制技術(shù)以及數(shù)據(jù)采信、 處理、存儲(chǔ)、傳輸、故障診斷與查詢等完整自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。我國輸送機(jī)僅采用了中檔可編程序控制器來控制輸送機(jī)的啟動(dòng)、正常運(yùn)行、停機(jī)等工作過程。雖然能與可控啟（制）支裝置配合使用，達(dá)到可

10、控啟（制）動(dòng)、帶速同步、功率平衡等功能，但沒有自動(dòng)臨近裝置，沒有故障診斷與查詢等。輸送機(jī)保護(hù)裝置國外螺旋輸送機(jī)除安裝防止輸送帶跑偏、打滑、撕裂、過滿堵塞、自動(dòng)灑水降塵等保護(hù)裝置外，近年又開發(fā)了很多新型監(jiān)測裝置：傳動(dòng)滾筒、變向滾筒及托輥組的溫度監(jiān)測系統(tǒng)；煙霧報(bào)警及自動(dòng)消防滅火裝置；纖維織輸送帶縱撕裂及接頭監(jiān)測系統(tǒng)；防爆電子輸送帶秤自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)。這些新型保護(hù)系統(tǒng)我國基本處于空白。而我國現(xiàn)有的打滑、堆煤、溜煤眼滿倉保護(hù)，防跑偏、超溫灑水，煙霧報(bào)警裝置的可靠性、靈敏性、壽命都較低。3 螺旋輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢3.1 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，螺旋輸送機(jī)的輸送能力要加大。

11、長距離、高帶速、大運(yùn)量、大功率是今后發(fā)展的必然趨勢， 也是高產(chǎn)高效礦井運(yùn)輸技術(shù)的發(fā)展方向。在今后的 10a 內(nèi)輸送量要提高到30004000 t/h ，還速提高至 46m/s，輸送長度對于可伸縮螺旋輸送機(jī)要達(dá)到3000m 。對于鋼繩芯強(qiáng)力螺旋輸送機(jī)需加長至5000m以上，單機(jī)驅(qū)動(dòng)功率要求達(dá)到10001500 kw ，輸送帶抗拉強(qiáng)度達(dá)到6000 n/mm （鋼繩芯） 和 2500 n/mm （鋼繩芯）。尤其是煤礦井下順槽可伸縮輸送技術(shù)的發(fā)展，隨著高產(chǎn)高效工作面的出現(xiàn)，原有的可伸縮螺旋輸送機(jī)，無論是主參數(shù)，還是運(yùn)行性能都難以適應(yīng)高產(chǎn)高效工作面的要求，所以現(xiàn)在急需主參數(shù)更大、技術(shù)更先進(jìn)、性能更可靠的

12、長距離、大運(yùn)量、大功率順槽可伸縮螺旋輸送機(jī)， 以提高我國螺旋輸送機(jī)技術(shù)的設(shè)計(jì)水平，填補(bǔ)國內(nèi)空白，接近并趕上國際先進(jìn)工業(yè)國的技術(shù)水平。其包含7 個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)：螺旋輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)；軟起動(dòng)與功率平衡技術(shù)；中間驅(qū)動(dòng)技術(shù)；自動(dòng)張緊技術(shù)；新型高壽命高速托輥技術(shù)；快速自移機(jī)尾技術(shù)；高效儲(chǔ)帶技術(shù)。3.2 提高零部件性能和可靠性設(shè)備開機(jī)率的高與低主要取決于元部件的性能和可靠性。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，如高性能可控軟起動(dòng)技術(shù)、動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)、高效貯帶裝置、快速自移機(jī)尾、高速托輥等，使螺旋輸送機(jī)的性能得到進(jìn)一步的提高。3.3 擴(kuò)大功能，一機(jī)

13、多用化4 拓展運(yùn)人、運(yùn)料或雙向運(yùn)輸?shù)裙δ?，做到一機(jī)多用，使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。開發(fā)特殊型螺旋輸送機(jī)，如彎曲螺旋輸送機(jī)、大傾角或垂直提升輸送機(jī)等。參考文獻(xiàn)1 張尊敬等主編 .dtii （a ）型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊 . 北京: 冶金工業(yè)出版社 ,2003.8 2 運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊編輯委員會(huì). 運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊. 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社,1999.1 3 王旭, 王積森主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) . 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社 ,2003.8 4 李釗剛.國內(nèi)外工業(yè)齒輪減速器技術(shù)的新發(fā)展迎接wto 的挑戰(zhàn)與機(jī)遇 (一). 機(jī)械傳動(dòng).2001,25(4):54-58 5 李釗剛.國內(nèi)外工業(yè)齒輪減

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