帶式輸送機斷帶保護器（機械部分）

圖書分類號：密級：畢業(yè)設計(論文)帶式輸送機斷帶保護器（機械部分）Beltconveyorisbrokenbeltprotector(mechanicalpart)學生姓名學院名稱學號班級專業(yè)名稱指導教師畢業(yè)設計(論文)PAGEIII學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經注明引用或參考的內容外，本論文不含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標注。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。論文作者簽名：日期：年月日學位論文版權協(xié)議書本人完全了解關于收集、保存、使用學位論文的規(guī)定，即：本校學生在學習期間所完成的學位論文的知識產權歸所擁有。有權保留并向國家有關部門或機構送交學位論文的紙本復印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱?？梢怨紝W位論文的全部或部分內容，可以將本學位論文的全部或部分內容提交至各類數據庫進行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。論文作者簽名：導師簽名：日期：年月日日期：年月日摘要帶式輸送機憑借運輸量大、結構簡單、連續(xù)輸送、投資費用低和維護方便等優(yōu)點，在煤炭生產中被普遍使用，現(xiàn)如今已成為煤礦生產的“動脈”和“咽喉”，在港口、電廠、冶金、礦山及煤礦等場所物料的水平或傾斜運輸中被廣泛應用。在這里我們分析斷帶的原因，討論了國內外皮帶的研究現(xiàn)狀及現(xiàn)有各種皮帶斷帶抓捕工具的研究現(xiàn)狀。針對帶式輸送機斷帶的實際情況，設計了楔塊夾緊機構，主要為了實現(xiàn)輸送帶斷裂后夾緊和防止輸送機倒轉。其整個系統(tǒng)主要由楔塊夾緊機構、液壓泵站和腳踏閥組成。整個系統(tǒng)工作過程：通過逆止軸承帶動主從鏈輪轉動，觸動L形塊打開處于關閉狀態(tài)的腳踏閥，并使液壓泵站的電磁換向閥動作，從而啟動液壓缸夾緊機構，實現(xiàn)斷帶的夾緊。有效的減少了輸送帶發(fā)生斷裂造成的損失，縮短了維修的時間，提高了生產效率。關鍵詞輸送機；楔塊；腳踏閥；液壓泵站AbstractBeltconveyorwithlargetransportcapacity,simplestructure,continuousconveying,relativelylowinvestmentcosts,andconvenientmaintenanceetc,andhasbeenwidelyusedincoalproduction,becometheproductionofcoalmine"artery"andthe"throat",iswidelyusedinport,wharf,metallurgy,thermalpowerplant,cokingplantandmineetcmaterialhorizontalorinclinedtransportation.Hereweanalyzethecauseofthebreak,andtheresearchstatusofbeltathomeandabroadarediscussedandtheexistingresearchstatusofvariouskindsofbeltbrokenbeltcapturetools.Accordingtotheactualsituationofbrokenbeltconveyorbelt,wedgeclampingmechanismwasdesigned,inordertoachievethemainconveyorbeltclampandpreventconveyorreverseafterfracture.Thewholesystemismainlycomposedofwedgeclampingmechanism,hydraulicpowerunitandthefootvalve.Thewholesystemworkingprocess:bynon-returnbearingturnsmaster-slavesprocket,touchesofl-shapedpieceofopenclosedfootvalve,electromagneticdirectionalvalveandthehydraulicpumpstation,thusstartinghydrauliccylinderclampingmechanism,realizethebrokenbeltclamp.Effectivelyreducethefracturedamageconveyorbelt,shortenthemaintenancetime,improvetheproductionefficiency.KeywordsconveyorwedgeFootvalveHydraulicpumpstation畢業(yè)設計(論文)PAGE8目錄1緒論 11.1引言 11.1.1幾種帶式輸送機發(fā)展現(xiàn)狀 11.1.2國內外煤礦帶式輸送機的應用現(xiàn)狀及發(fā)展 31.1.2.1國內外煤礦用帶式輸送機的現(xiàn)狀和研究目標 31.1.2.2國外煤礦用帶式輸送機技術的現(xiàn)狀 31.1.2.3國內煤礦用帶式輸送機的現(xiàn)狀及存在問題 31.2煤礦帶式輸送機技術的發(fā)展趨勢 51.3皮帶斷帶抓捕工具的研究現(xiàn)狀 61.4本設計研究的主要內容 92帶式輸送機斷帶保護器的理論計算 72.1斷帶的原因 72.2總體方案的設計 72.3結構設計 132.4楔塊的設計 142.5上楔塊夾緊裝置設計 162.5.1裝置的設計 162.5.2聯(lián)接銷軸強度校核 172.5.2.1剪切強度校核 172.5.2.2彎曲強度校核 172.6柵架組件設計及校核 182.7軸承導向槽的設計 192.7.1導向槽的分類 192.7.2導向槽的主要優(yōu)點 192.7.3導向槽的校核 192.7.4卡軸機構的設計 202.7.4.1設計原理 222.7.4.2滑塊的設計 222.7.4.3彈簧的設計與校核 232.7.4.4聯(lián)接銷軸1的強度校核 242.8連接曲柄的設計及強度校核 272.9曲柄聯(lián)接銷軸的設計及強度校核 282.10龍門架的設計及強度校核 282.10.1軸向力校核 302.10.2徑向力校核 322.11鏈傳動的設計 332.11.1鏈輪的計算 332.11.2鏈傳動的布置、張緊、潤滑與防護 332.11.2.1鏈傳動的布置 342.11.2.2鏈傳動的張緊 322.11.2.3鏈傳動的潤滑 342.11.2.4鏈傳動的防護 343托輥的設計 323.1概述 323.1.1托輥的結構 323.1.2托輥組 323.1.3托輥的選擇 363.2逆止托輥的工作原理及構成 364液壓泵站 394.1組成及工作原理 395斷帶保護器的安裝和使用 40結論 36致謝 37參考文獻 43附錄 39附錄1 39附錄2 39附錄3 39附錄4 39附錄5 391緒論引言皮帶運輸機有另一個名字，叫做帶式輸送機，它是可以對一些物料進行連續(xù)運輸的比較通用的機械。工作的時候發(fā)出的噪音小，它的樣子看起來比較簡單。在平行或向上、向下運輸的場合都可以使用皮帶輸送機。帶式運輸機是由許多組件構成，包括帶、龍門架、滾筒、承載托輥、托帶輪、張緊裝置、清掃裝置等。如今的帶式輸送機是一天一個樣，運輸分散的物料我們主要使用帶式輸送機，它能對物料進行來回的運輸和裝卸并且輸送的路程遠、輸送的能力大、用電也小、所花的錢也少還有就是維修保護方便等一些優(yōu)點，用于運輸港口、電廠、冶金、礦山和礦井下的物料。在煤礦運輸系統(tǒng)當中起到了必不可少的作用，由于在正常運行中膠帶上各點的受力不相同，滾筒的滾動不靈活等的一些緣故，導致輸送帶容易發(fā)生跑偏及打滑還有斷帶等事故。當皮帶斷了，因為重力和慣性，膠帶和物料一塊加速下滑并且將它們一起堆積在輸送機頭部下方，讓輸送機的恢復工作帶來不少的麻煩，因此也給公司帶來難以估計的經濟損失。帶式輸送機發(fā)生水平斷帶事故在一年的時間內有了很多起。當前我國有多廠家研制了皮帶輸送機全面保護器，這些抓捕器能夠有效地在膠帶輸送正常工作過程當中的部分進行故障保護，但對帶式輸送機斷帶、飛車還沒有辦法做到完全保護，加上輸送機斷帶、飛車事故在煤礦、電廠、水泥廠工作中時不時就會發(fā)生一起，因此這一問題有必要馬上解決。1.1.1幾種帶式輸送機發(fā)展現(xiàn)狀我國的帶式輸送機在科學技術的不斷前進與成長，設計研究技術和專業(yè)制造技術都有了讓人值得肯定的前進，和世界先進工業(yè)國家相比仍有差距。隨著物料運輸量的加大，在近幾年里輸送機技術有了重大的發(fā)展，出現(xiàn)了大量的新型結構的帶式輸送機。在這些新型帶式輸送機中具有代表性的有：氣墊帶式輸送機、線摩擦多驅動帶式輸送機、平面轉彎運帶式輸送機、管狀帶式輸送機、波紋擋邊輸送機、壓帶式輸送機等。由于帶式輸送機品種眾多，我們介紹幾種在當代還起著重要作用的帶式輸送機。1.氣墊帶式輸送機作為撓性體的輸送帶在輸送機中的工作形態(tài)是承載體，它必然要產生很大的撓度。而為消除輸送帶的撓度必須用肢體將其支承起來，普通的支承是間隙支承。為了減小支體和輸送帶之間的摩擦，人們采用了托輥支承，從而構成了普通的帶式輸送機。為了消除輸送帶的撓度，氣墊帶式輸送機采用的支體是槽體也就是所說的連續(xù)支承。為減小槽體與輸送帶之間產生的摩擦，通過向槽體和輸送帶之間供給壓力空氣，使槽體和輸送帶之間形成氣模也就是氣墊，變接觸支承為通過氣墊的非接觸支承。除了氣墊外還有液墊和磁墊。2.線摩擦多驅動帶式輸送機該機型是在保持以往輸送機的基礎上，在輸送帶下面增加設計和帶式輸送機結構一模一樣的驅動用帶式輸送機，驅動帶式輸送機的輸送帶與原來的輸送帶接觸，傳遞動力是依靠輸送帶。多驅動線摩擦帶式輸送機的優(yōu)點是，降低帶的張力，降低帶的費用，延長帶的使用壽命，占用空間小。理論上可以在一條輸送機上設置多個線摩擦驅動系統(tǒng)，從應上看一般這中間摩擦驅動是個。一般線摩擦多驅動主要應用于傾角相對較大的輸送機或上分支載荷較大的情況。3.平面轉彎運帶式輸送機該輸送機我們在當輸送機線路的開頭和尾端不能直線連接的時候。利用彎曲的運行線路來避開障礙物或者是不好的路線，達到少放或者不放置中間轉載站，實現(xiàn)減少設備的數目，是系統(tǒng)更加集中化。取消中間轉載站可以解決很多的問題，比如，不需要使用緩沖板、清掃器、導料槽等磨損的部件；沒有物料側漏或者發(fā)生堵塞；避免粉塵亂飛和噪聲的產生，還保護了環(huán)境；減少了一些沒有必要的能量消耗。我國歲而在1959年就研究了平面轉彎帶式輸送機但由于對該輸送機的認識遠遠不足，而且在國內沒有可以提供參考的成品機，導致該機型在國內應用發(fā)展緩慢。4.管狀帶式輸送機該型輸送機主要是利用特別的托輥裝置把帶與重物一起卷成管的樣子，增大輸送帶對物料的圍包，這樣就可以把物料封閉起來進行輸送。根據不同的物料，輸送機的角度變化在27度和47度之間。該型輸送機與眾不同的地方是封閉輸送物料，減輕對環(huán)境的破壞，在過渡段輸送帶反變形使物料不易粘附在輸送帶上，便于清洗。能依靠較小的曲率半徑在水平彎曲平面內運行，但不適合在煤礦井下要求多點裝載的場合，在地面水泥廠的應用中比較突出。5.波紋擋邊帶式輸送機該輸送機的輸送帶和別的帶不一樣是由一個特殊結構，在基帶兩側布置波紋擋邊和沿基帶縱向按一定距離加橫隔板組成物料容器，這樣就可以完成大傾角輸送。特點是輸送傳動角大，最大傳動角可達90°，設備小所有占用的地方也小，運行可靠，便于維修和使用。除輸送帶外別的部分的零部件和普通帶式輸送機一樣可以使用。為了方便個其他輸送設備進行連接，還可以在機頭和機尾設置任意長度的水平輸送段。6.壓帶式帶式輸送機此機型由料上、下兩條閉環(huán)輸送帶組成。下輸送帶起運送和吊起重物的作用，上輸送帶也被稱為覆蓋帶，通過夾持物料，防止物料掉落和滾動。從而實現(xiàn)物料和輸送帶同時運行完成物料的輸送。該型輸送機的最大輸送傾角90°，6米每秒的運輸速度，傾角發(fā)生變化也不會影響輸送能力，輸送帶打掃方便，但是結構復雜，設備費用昂貴，此式輸送機在目前國內的最高傳動角為75°，在國外該機型已普遍得到使用，如南斯拉夫礦其輸送量達4千噸每小時，提升高度達到93.5米，輸送帶的寬度達到2米。1.1.2國內外煤礦帶式輸送機的應用現(xiàn)狀及發(fā)展1.1.2.1國內外煤礦用帶式輸送機的現(xiàn)狀和研究目標在煤礦的使用中帶式輸送機是最合適的高效率來回運輸的設備，和別的運輸設備像機車類進行比較。不但擁有路程遠、承載大、來回運輸、運行可靠等優(yōu)點。便于實現(xiàn)自動化、集中化控制。對于高產量高效率的礦井來講，帶式輸送機已經成為了必不可少的關鍵設備。1.1.2.2國外煤礦用帶式輸送機技術的現(xiàn)狀我們可以看出國外帶式輸送機技術的發(fā)展情況通過兩個主要的方面：(1)功能的多元化、應用范圍擴大化。(2)技術與裝備方面得到了空前的發(fā)展，目前大型輸送機發(fā)展的方向為路程遠、承載大、高帶速等。在煤礦井下工作，因為受到環(huán)境條件的影響，通常使用的帶式輸送機的主要技術指標如表1所示，其關鍵技術與裝備有以下特點：(1)設備的大型化。(2)應用動態(tài)分析技術和機電一體化、計算機監(jiān)控等高新技術。(3)運用多個驅動器和中間驅動器和功率平衡，改變輸送技術的操作。(4)新一代、對關鍵零元部件技術的高度可靠性。1.1.2.3國內煤礦用帶式輸送機的現(xiàn)狀及存在問題輸送機產品種類越來越多，從老式的系列發(fā)展到如今的多功能、能夠在特種用途上使用的各種帶式輸送機系列。現(xiàn)如今在煤礦井下工作的帶式輸送機已經達到了下表2的指標。國外的機型都比國內的大，國內的輸送機皮帶的運行速度通常都不會超過4米每秒，沒有對高帶速輸送機的核心問題進行足夠的實踐，因為皮帶運行速度普遍偏低．很多進行設計的廠家仍使用過去的靜態(tài)設計法，為了讓設備更加的可靠，很多廠家都用增大安全系數來提升，設備所花的費用不僅變多了，而且還降低了設備運行的可靠性。在1980到2000年里，我國煤炭行業(yè)有了較大的前進發(fā)展，改變了散狀物料的輸送方法，從以往的間斷輸送發(fā)展到現(xiàn)在的連續(xù)開采工藝，運用輸送機輸送。其原因有以下幾點：（1）發(fā)展的原因在最近的幾十年里，世界經歷了前所未有的高速發(fā)展，由于很多礦產被開采光了

，所以需要新的大型的礦山開采大量的煤、礦石或者巖石產品來提供能量和原材料。國內組建并改進了以寶鋼為首制造鋼鐵的大型企業(yè)；西邊煤炭資源的開采和通過港口對外運輸。（2）經濟的原因在第三世界國家，有更多的產量和許多新的礦產，所以在系統(tǒng)上的花銷就能很低，利潤變得更快更大。通過比較技術經濟，已經證實，帶式輸送機輸比車來運輸更適合。采用帶式輸送機可實現(xiàn)遠路程大運量的連續(xù)輸送。（3）環(huán)境的因素開采的地方在一些環(huán)境敏感的地區(qū)或城市，引起了水平及垂直，轉折與普通鋼管鋼繩，皮帶輸送機，主要技術和工藝創(chuàng)新模擬。（4）企業(yè)的因素一些大型的公司收購了許多看起來比較小的礦山，從而合理化進行開采和分布。

企業(yè)往往依靠運輸零件的"單方供應”，這樣就能孤立地進行業(yè)務營運，包括研發(fā)一種新型帶式輸送機運輸技術的能力。

國內的礦山企業(yè)和鋼鐵企業(yè)也面臨著重組和擴張的局面。現(xiàn)階段帶式輸送機的主要研究領域方向還是煤礦用帶式輸送機。1.2煤礦帶式輸送機技術的發(fā)展趨勢1.設備大型化、提高運輸能力為了滿足高產量高效率集中簡單化的生產，在輸送的能力上變得更大。長距離、高帶速、大運量、大功率是往后礦井運輸技的發(fā)展方向。在往后的10年內輸送能力要提升到3千～4千噸每小時，帶的運行速度提升至4～6米每秒，輸送長度對于可伸縮帶式輸送機要達到3千米?，F(xiàn)在的煤礦現(xiàn)場需要更大的主參數、更加前衛(wèi)的技術、更加讓人信得過的性能的長距離、大運量、大功率順槽可伸縮帶式輸送機，以提高我國帶式輸送機技術的設計水準，補充國內的技術空缺，追趕上國外先進國家的技術水平。其包含7個方面的關鍵技術：（1）帶式輸送機動態(tài)剖析與監(jiān)控技術；（2）軟起動與功率平衡技術；（3）中間驅動技術；（4）自動張緊技術；（5）新型高壽命高速托輥技術；（6）快速自移機尾技術；（7）高效儲帶技術。

2.提高元部件性能和可靠性高和低的運行速率主要取決于零件的使用性能及可靠性的設備。除了進一步完善和提高的性能和現(xiàn)有的組件的可靠性，將繼續(xù)新技術和部件的研究和發(fā)展。3.擴大功能，一機多用化為了發(fā)揮最大的經濟效益，功能進行拓展包括運載人、運輸重物或雙向運輸等，做到一臺機器多個用途。4.開發(fā)專用機種中國煤礦的地質條件各有不同，所以在運輸系統(tǒng)的安置中就常常會要有特殊的地方，如彎曲、大傾角(≥25°)直至垂直提升等。普通的帶式輸送機是沒有辦法在這些場合正常工作的。所以特殊的地方我們就要特殊處理，那么就要開發(fā)特殊型帶式輸送機，好比彎曲帶式輸送機、大傾角或垂直提升輸送機等。1.3皮帶斷帶抓捕工具的研究現(xiàn)狀國內外很多科技人員進行了一整套的測試與研究，對防止膠帶發(fā)生逆轉、飛車和斷帶等情況的發(fā)生提出了一些解決的辦法:（1）帶下安裝阻尼板帶式輸送機處于正常運行時，膠帶處于拉緊狀態(tài)，呈一條直線，幾乎不下垂，而膠帶斷裂后，由于兩托輥存在一定的距離，導致膠帶下垂，根據這一特點，在膠帶下面安裝阻尼板，發(fā)生膠帶斷裂時，膠帶由于自重作用使得膠帶松弛的很快，然后和阻尼板接觸，當兩者之間產生的摩擦力達到一定時，能很好地阻止膠帶下滑，阻尼板就是這樣工作的。如下圖1.1，防滑能力與兩者之間的摩擦系數有關，與幾何長度、兩者間的距離以及傾角等因素有關。圖1.1阻尼板法防斷帶示意圖（2）單向托輥摩擦制動此種制動就是利用托輥反向來進行逆止，如下圖1.2，當向上或向下運行的帶式輸送機正常工作時，托輥跟著回轉，皮帶與托輥為滾動摩擦，摩擦阻力小，當膠帶斷裂發(fā)生下滑時，因為托輥是單向的，所以反向的時候托輥不轉動，皮帶與托輥為滑動摩擦，摩擦阻力變大，利用滑動摩擦力來實現(xiàn)制動。圖1.2單向托輥防斷帶法（3）GBZ型滾動下落膠帶抓捕器裝置結構如下圖1.3，當膠帶正常運行時，抓捕輥舉得很高，不與膠帶發(fā)生接觸，且物料正常運輸。只有特制的托輥設置在膠帶下方隨其前進而轉動。當皮帶向后退或發(fā)生斷裂后向下滑動時，特制托輥跟著轉動，托輥軸跟著一起倒轉，再帶動一個螺旋副運動，達到所要的倒轉長度時，固定卡爪就會被推動，抓捕輥沿直槽快速旋轉下落，從而滑入斜槽，在膠帶的作用下繼續(xù)運動，把膠帶牢牢的卡在抓捕輥和基砧之間，在抓捕輥下落時還清掃了膠帶上的煤屑，這樣的抓捕就更加的可靠。(a)正常狀態(tài)(b)抓捕狀態(tài)圖1.3GBZ型滾動下落膠帶抓捕器1.4本設計研究的主要內容2帶式輸送機斷帶保護器的理論計算2.1斷帶的原因從目前的輸送大斷裂事故分析輸送帶，輸送帶斷裂的原因如下。①輸送機接頭質量問題；②輸送帶自身質量不過關；。③物料外散，流入底層輸送帶；④停車和啟動時應力變化過大；⑤物料分配不均，膠帶跑偏；⑥其他原因。2.2總體方案的設計4液壓泵站4.1組成及工作原理本設計中采用的液壓泵站的型號是YZ系列，它可以根據你所要的提供可控制方向，壓力及流量的液壓油，在這里我們將液壓泵站與油缸用油管連接后，液壓缸就可以實現(xiàn)我們想要的動作和工作循環(huán)。我們知道的液壓泵站中的裝置就有電機—泵裝置、集成塊或閥組合、油箱及電氣盒等。各部件功能是：電機—泵裝置是泵站的動力源,由電機和油泵組成，，將機械能轉換為液壓油的壓力能。集成塊是由閥及通道體組合而成，可以調節(jié)油的方向、壓力和流量。閥組合中板式閥裝在立板上，板的后面用管連接，與集成塊功能相同。電氣盒可分兩種形式。一種設置外接引線的端子板，另一種配置了全套控制電器。泵站是通過電機帶動油泵進行快速扭轉，這樣就可以從內部的油箱中吸取油并給液壓缸供油，將機械能轉變成液壓油的壓力能?？梢岳眉蓧K或閥組合來調節(jié)方向、壓力及流量，油液通過管路輸送給液壓缸，這樣就可以控制液壓缸的方向、力量及速度，推動各種液壓機械作功。5斷帶保護器的安裝和使用上運全斷面抓捕裝置可以在皮帶斷帶利用液壓缸將上楔塊夾緊機構和柵架的上下夾緊來把輸送帶進行制動，該保護裝置在每個輸送機間距相等的情況下安裝上3-4個，機架腳的螺釘我選擇使用沉頭螺釘并且長度在1.5-2米或者更長。防止皮帶跑偏時與支架摩擦造成事故，皮帶兩側的斷帶抓捕器支架腳偏離輸送機機架200到300毫米。沒有涉及電，所以安裝起來很方便。 逆止托輥軸上的逆止槽與所安裝垂直面夾角有一定的要求，水平安裝時夾角是。由于本次設計的斷面抓捕器具有一定的傾角，所以逆止托輥軸上的逆止槽在安裝的時候與逆止托輥要有一個垂直的夾角。不然的話，逆止塊會因為重力的原理沒有辦法落入逆止槽里面，不能起到逆止。假如逆止托輥的軸徑小于30mm的時候，我們可以焊接一個擋塊來代替逆止槽。因為有逆止方向的要求，所以在安裝托輥后要進行標記，保證安裝的方向和輸送帶運行的方向是一樣的，做到對逆止器的保護，讓逆止托輥在斷帶時進行逆止。在安裝上楔塊夾緊機構的時候，我們使用的是銷軸加軸承安裝在導向槽上，兩邊的銷軸在安裝的時候要進行對齊，確保上楔塊夾緊裝置是水平的，只有在水平的情況下，才能對斷帶進行更好的夾緊。柵架的安裝也是如此。輸送機在礦井下工作，要定期的進行檢測，這樣可以防止在發(fā)生斷送的情況下裝置出去罷工。結論本文對帶式輸送機進行了理論和設計，作為一種