膠皮帶輸送機的設計

中國礦業(yè)大學成人教育學院2006屆畢業(yè)設計目 錄1輸送機的總體設計11.1設計原則11.2膠帶輸送機的總體布局原則11.3帶式輸送機線路初步設計11.4各種驅動裝置布置的優(yōu)缺點21.5驅動裝置的布置41.6張緊裝置的布置41.7帶式輸送機保護裝置設計52計算膠帶的運行阻力及所需功72.1承載膠帶的計算和選擇72.2確定各計算參數(shù)和膠帶阻力92.3輸送帶張力計算112.4按滿載運行時總阻力計算所需功率133結構設計143.1驅動裝置的選擇143.2滾筒與托輥的選擇163.3機架的選擇203.4輸送機及其他裝置的選擇214膠帶輸送機自動張緊裝置234.1概述234.2緊行程及各工況張緊力計算284.3自動拉緊裝置控制點及范圍確定294.4自動控制液壓張緊裝置305結束語416參考文獻421 輸送機的總體設計膠帶輸送機的設計通常包含初步設計和施工設計兩個方面的內容。前者主要是通過理論上的分析，計算選出滿足生產要求的輸送機各部件，確定合理的運行參數(shù)，或者對確定的部件參數(shù)進行驗算，并完成輸送線路的宏觀設計；后者主要是依據(jù)初步設計完成輸送機的安裝布置圖。本次設計的參數(shù)是依據(jù)徐莊礦東五平皮帶大巷，該段巷道長600m，運輸傾角=0（水平），原煤動堆角20，原煤松散容重900kg/m3,運輸量為500T/h。1.1設計原則：1、滿足用戶要求，照顧操作方便；2、保證生產安全性，可靠性；3、在滿足設計要求的同時，充分考慮經(jīng)濟性。1.2膠帶輸送機的總體布局原則：1、各驅動裝置的聯(lián)軸器、機頭、滾筒和機尾滾筒設有安全防護罩，不得外露；2、機頭、機尾必須有清掃裝置；3、采用多滾筒傳動的功率配比是根據(jù)等驅動功率單元任意分配；4、拉緊裝置一般布置在膠帶張力最小處，若水平輸送機采用多電機分別起動時，拉緊裝置應設在先起運的傳動滾筒一側；5、膠帶在傳動滾筒上的圍抱角值的確定主要是根據(jù)布置的可能性;并符合驅動功率單元法的圓周力分配要求。6、膠帶輸送機盡可能布置直線型，避免有過大的凸弧、凹弧的布置型式，以利正常運行。7、井下用膠帶必須用阻燃膠帶，并裝設皮帶打滑跑偏斷裂等一些保護裝置。1.3帶式輸送機線路初步設計：線路初步設計的任務是根據(jù)使用地點的具體工作條件，進行輸送機的總體布置，確定驅動裝置的位置，數(shù)量及布置形式，拉緊裝置的位置及拉緊方式等。本設計為水平運輸，幾種典型的水平運輸布置如表1-1：1.4各種驅動裝置布置的優(yōu)缺點：1、頭尾驅動和多驅動是用于長距離帶式輸送機的驅動方式，以減小輸送帶的張力。2、尾部驅動方式的布置與頭部驅動相同，向下運輸?shù)膬A角較大時，宜采用尾部驅動。3、多驅動帶式輸送機，由于在多點驅動，輸送帶受到的最大張力將大大降低，從而可以在長距離帶式輸送機上使用低強度的輸送帶。采用這種裝置，調整好驅動裝置的負荷分配及驅動裝置的起運順序和間隔時間，是一個重要的問題。表1-14、多驅動帶式輸送機的另一種方式是采用驅動滾筒式，這種方式省掉了專用的驅動帶，同樣也降低輸送帶受的最大張力的作用，但增加了主輸送帶繞經(jīng)滾筒的彎曲次數(shù)。5、雙滾筒共同驅動的優(yōu)點是結構緊湊，占空間??；能充分利用兩個滾筒的摩擦牽引力，傳遞一定的牽引力時，輸送帶的張力最小。缺點是：1)兩滾筒磨損不均勻，原因有二：一是由于兩滾筒圓周速度相等，而輸送帶張力不一樣；二是使用中負載不滿或變化時張力一樣；2)輸送帶的承載面與滾筒的表面圍包時，帶上清掃不凈的碎末污物粘在滾筒表面，使?jié)L筒的直徑大于，加劇磨損；3)兩滾筒的連接齒輪是開式傳動，效率低。張力變化如圖1-1：圖116、雙滾筒分別驅動1)按張力最小分配：優(yōu)點是：傳遞一定的牽引力時，輸送帶張力最小，有利于輸送帶運行。缺點是：很難選到合適的電動機，且兩滾筒所用的電機功率不同，減速器不同，設計和使用不便。2)按1:1分配優(yōu)點是：電機、減速器及有關設備完全一樣，運轉維護方便，因此采用較多。缺點是不能充分利用相遇點一側滾筒所能傳遞的摩擦牽引力，因而需要加大輸送帶的張力。3)按2:1分配優(yōu)點是：兩滾筒既可使用相同的電動機、減速器及相關設備，又可充分發(fā)揮滾筒的摩擦牽引力。缺點是滾筒需要兩套電機和減速器，占地面積太大。1.5驅動裝置的布置綜合上述各驅動裝置布置的優(yōu)缺點，結合本次設計要求，本次設計決定采用雙滾筒按1:1分別驅動。驅動裝置布置示意圖如圖1-2圖1-21.6張緊裝置的布置1.6.1拉緊裝置布置要點：1)盡量布置在張力最小處或靠近傳動滾筒的松動處。2)確定張緊力的大小時，要考慮到正常運行和起運、制動等各種工作情況。3)拉緊行程考慮到了膠帶由于內張力的變化所引起的彈性變形，膠帶使用后永久變形以及膠帶接頭的預留量等因素。1.6.2拉緊裝置典型布置形式如表12： 綜合拉緊裝置的典型布置形式，結合本次設計驅動裝置的布置形式，按拉緊裝置布置要點要求，本次設計拉緊裝置布置形式如圖1-3，其中，用逐點法可求出各點張力大小，圖中，S2 點張力較小，且靠近滾筒松邊，所以張緊滾筒布置在S2處。滾筒布置在S2處。圖1-3表121.7帶式輸送機保護裝置設計： 帶式輸送機的保護裝置是用來保護機械系統(tǒng)正常的工作，防止各種事故發(fā)生。保護裝置通過各種傳感器、信號處理器和周圍環(huán)境信號進行交換，供控制系統(tǒng)進行分析、判斷和決策。保護裝置是電控系統(tǒng)的重要部件，對帶式輸送機安全可靠地工作起著重要的作用。帶式輸送機常用的保護裝置有：打滑、撕帶、跑偏、超速、煙霧、堆煤、自動防塵和滅火等裝置。1.7.1打滑保護當由于某種原因使得傳動滾筒的速度Vg與輸送帶速度Va出現(xiàn)不同步時，兩者之間便產生相對滑動。打滑會使?jié)L筒表面溫度急劇升高，引起輸送帶著火。打滑保護系統(tǒng)可采用兩個傳感器分別測量帶速和傳動滾筒速度，然后進行比較，當輸送機正常運轉時， 如果發(fā)生打滑則有差值并有輸出，經(jīng)延時進行保護。保護系統(tǒng)也可以用一個傳感器檢測帶速，當帶速超過其正常值10或低于其正常值30時進行打滑保護。打滑保護系統(tǒng)中，常用的速度傳感器主要有以下幾種：1、SX1型傳感器；2、磁感應發(fā)生器；3、磁電式傳感器；4、舌簧管式傳感器；5、光敏傳感器；6、接近傳感器等。 1.7.2縱向撕保護由于大塊異物如帶尖角的煤塊、矸石等和長條鐵、 會造成輸送帶縱向撕裂。輸送帶開始撕裂的部位主要是在給料處。目前發(fā)現(xiàn)輸送帶撕裂的檢測裝置較多，主要有以下幾種：1棒型檢測器；2漁線式檢測裝置；3測振式檢測裝置；4漏料檢測裝置； 1.7.3跑偏保護：在輸送機運轉過程中，輸送帶受各種偏心力作用，使其軸線離開輸送機中心線而偏向一邊，稱跑偏，跑偏會引起撒料、帶邊磨損、甚至不能正常工作。本次設計采用DXM1型防跑偏保護裝置。它成對按裝在輸送帶兩側，當輸送帶跑偏時，帶邊碰到側立輥，使杠桿繞結點k轉動，p點壓下行程開關3，發(fā)出停機信號。圖14所示為DXM1型防跑偏保護裝置示意圖。圖142 計算膠帶的運行阻力及所需功率2.1承載膠帶的計算和選擇2.1.1輸送帶寬度計算查運輸機械手冊式2-3-1得：B 式中：Q輸送量(t/h) 已知：Q500t/h物料容重(kg/m3) 已知：=0.9kg/m3帶速(m/s) 查表2-3-5選取=2.5m/s斷面系數(shù)查表2-3-1預選=360c傾角系數(shù)查表2-3-2取c=1x速度系數(shù)查表2-3-3取x0.95將以上各數(shù)據(jù)代入計算式得：B=0.81查表2-2-1初選帶寬B=1000mm的膠帶驗算：1、查礦山運輸機械表4-6，可知：1000mm的膠帶允許輸送最大塊度Amax=300mm 的原煤。我國規(guī)定：對于原煤：B2Amax+200 即： B=10002300+200=800mm所以選取B=1000的膠帶滿足最大塊度為300的原煤要求。2、本次設計取B=1000mm，成載托輥槽角=35，動堆角度=20，回程分支用單托輥。查帶式輸送機的傳動理論與設計計算表2-3得：物料最大橫斷面系數(shù)Km=0.15363查圖2-2得：傾角系數(shù)Cm=1由式2-4得：Q=3600KmbCm所以輸送帶可用帶寬B=0.63m所需最小帶寬寬驗算：查礦山運輸機械式4-44a得： B=0.9B-0.05所以：B(b+0.05)/0.90.76m所以：B=1000mm的膠帶滿足最小帶寬要求。2.1.2膠帶的選?。狠斔蛶禽斔蜋C的重要部件，要求它是具有較高的強度和較好的迫撓性，欺價格較昂貴，約占總成本的25%50%，在類型確定上需要考慮：(1)煤礦井下必須使用礦用阻燃輸送帶，并且盡量選用橡膠貼面；其次為橡膠塑貼面和塑料貼面的阻燃輸送帶。(2)在同等條件下，優(yōu)先選擇分層帶，其次為整體帶芯帶和鋼絲繩芯帶。整體編織芯體的輸送帶與多層粘合相比，強度相同時，整體芯體的厚度小，柔性好，耐沖擊性好，使用中不會發(fā)生層間剝裂，但其伸長率較高，需要的拉緊行程較大。(1)優(yōu)先選用尼龍，維尼龍帆布層帶，尼龍帆布層膠帶強度遠遠大于棉帆布層的強度。(2)覆蓋層厚度主要取決于被運物料的種類和特征。覆蓋層的材料有橡膠和塑料兩種。我國有關部門已有規(guī)定，禁止非阻燃輸送帶在井下使用，關于阻燃輸送帶訂有礦用阻燃輸送帶標準，規(guī)定自1987年6月1日起實施。今后煤礦用的輸送帶和帶式輸送機必須按此標準生產和使用。所以本次設計按礦用阻燃輸送帶標準，選取400S型礦用阻燃輸送帶。其參數(shù)查相關手冊得： 單位長度輸送帶質量qd=15kg/m；縱向拉斷強度Sd=400Nmm2.1.3膠帶安全系數(shù)的選擇：本次設計選用硫化接頭，查礦山運輸機械設計對尼龍礦用阻燃輸送帶m=122.1.4計算膠帶最大許用張力：查礦山運輸機械式4-1得：=式中：阻燃帶的整體縱向拉斷強度=400N/mmB 輸送帶的帶寬 B1000mmm 輸送帶的安全系數(shù)m=12將上以上各值代入得： =1000400/1233333(N)2.2確定各計算參數(shù)和膠帶阻力2.2.1單位長度輸送帶質量：qd=15kg/m2.2.2單位長度輸送帶上裝運的物料量q查礦山運輸機械式447得q=Q/3.6v=500/(3.62.5)=55.6kg/m2.2.3托錕單位質量重段單位長度分布的托輥旋轉部分的質量qg(kg/m)空段單位長度分布的托輥旋轉部分的質量qg(kg/m)查礦山運輸機械式448，449得：qgmg/lqg=mg/l式中 mg：重段托輥旋轉部分質量mg：空段托輥旋轉部分質量l：重段托輥組間距l(xiāng)：空段托輥組間距查運輸機械手冊表2319重段采用沖壓座槽形托輥：mg17kg空段采用沖壓座平形托輥：mg15kg一般取l3m ：l1.2m將以上各值代入上式得：qgmgl17/1.2=14.2kg/mqg=mg/l=15/3=5kg/m查運輸機械手冊表2-3-9選槽形托輥阻隔力系數(shù)取0.04選平形托輥阻力系數(shù)取0.035查礦山運輸機械表4-17選取阻力系數(shù)取0.032.2.4計算輸送機各區(qū)段的運行阻力：按所給條件，本機只要重段和空段兩個直線區(qū)段。重段和空段的主要阻力和傾斜阻力按下兩式計算：查礦井運輸及提升設備式2-16 2-15得：重段：zh=(q+qd)cos+qgLg-(q+qd)Lgsin =(55.6+15)cos0+14.26009.80.04-0 =4116N2.2.5局部阻力：(1)進料口物料加物料加速阻力計算1查運輸機械設計手冊式2-3-25得：1=qv/2g=55.62.5/29.8=18kg=176N(2)導料槽阻力2查運輸機械設計手冊式2-3-24得：2=(1.6Br+7)l式中：導料槽長l取3m則：2=（1.610.9+7）3=25kg=245N(1)彈簧清掃器阻力3查運輸機械設計手冊式2-3-22得： 3=(70100)B=1001=100km=980N 2.3 輸送帶張力計算2.3.1逐點法： 如圖21所示，為簡化計算，輸送帶繞經(jīng)滾筒的兩項阻力按輸送帶的張力增加5%計算。依據(jù)逐點法計算得：S2S1S3=1.05S2=1.05 S1S4=1.05S3=1.052S1S5=S4+WKS6=1.05S5=1.053S1+1.05WKS7=S6+WZh+W1+W2=1.053S1+1.05WK+ WZh+W1+W2S8=1.05S7=1.054S1+1.052 WK+1.05WZh+1.05W1+1.05W2S9=S8+W3.(1)圖21本機為雙滾筒驅動，取=420，膠面滾筒，采區(qū)空氣潮濕，取=0.35，摩擦力角備用系數(shù)取n=1.2。查礦山運輸機械式468，按摩擦力備用系數(shù)列方程得：S9=S1 (2) (1)、(2)聯(lián)立解方程得：S1=2879N將S1的值代入上列各式得：S2= S1=2879NS3=1.05S1=3023NS4=1.05S3=3174NS5=S4+Wk=7290NS6=1.05S5=7655NS7=S6+Wzh+W1+W2=28021NS8=1.05St=29422NS9=S8+W3=30402N2.3.2懸垂度驗算：已知：重段最小張力S67655N按懸垂度要求重段允許的最小張力Smin查礦山運輸機械式4-70得：Smin=5（9+9d） =5（55.6+15）=4151N因為：Smin=4151N S6=7655N所以：膠帶懸垂度滿足要求。2.3.3膠帶不打滑驗：按尤拉公式：Sn即：S9滿足不打滑條件要求。2.3.4膠帶強度驗算：Smax=30402N所以，膠帶強度滿足要求。2.4按滿載運行時總阻力計算所需公率。2.4.1傳動滾筒軸功率計算：查礦山機械式548得：N0=PV=式中：N0-傳動滾筒軸功率 P-傳動滾筒的圓周力所以N0= =(30402-2879)2.5+0.04332812.5 =72Kw2.4.2總傳動效率計算：總=減速器液力偶合器聯(lián)軸器式中一般?。簻p速器=0.9 減速器=0.95 聯(lián)軸器=0.99將以上各值代入得： 總=0.90.95 0.9985Kw2.4.3電機所需功率計算： N/= N0總=720.8585Kw考慮15%的備用功率得電機容量N:N=1.15 N/ =1.158597 Kw3 結構設計3.1驅動裝置的選擇3.1.1概述：驅動裝置的作用是將電機的動力傳遞給輸送帶，并帶動它運行。功率不大的帶式輸送機直接起運方式，帶式輸送機，特別是長距離、大功率、高帶速的帶式輸送機，采用的驅動裝置最好達到以下要求：(1)電動機無載起運；(2)輸送帶的加、減速度特性任意可調；(3)能滿足頻繁起運的要求；(4)過載保護；(5)多電機驅動時，各電機的負荷均衡。一般的驅動裝置，由電動機、液力偶合器、聯(lián)軸器、減速器和驅動滾筒及控制裝置組成。3.1.2電動機的選擇及參數(shù)確定：帶式輸送機常用的電動機有鼠籠式、繞線式、異步電動機。在有防隔爆要求的場合，應采用礦用隔爆型。根據(jù)煤礦井下供電要求，本次設計采用礦用隔爆型電動機。因為所需電機容量為97kw,可采用雙滾筒按1:1分別驅動，所以需選擇兩臺功率完全相同的電機55*2。查煤礦電工手冊第一分冊：選隔爆型三相異步電機YN250M4 同步轉速1500r/min相關參數(shù)如表31：型號功率（Kw）電流(A)轉速r/min效率()YB250M-455102.5148092.6功率因數(shù)cos堵轉轉距/額定轉距堵轉電流/額定電流最大轉距/額定轉距0.882.07.02.2表313.1.3液力偶合器的選擇：查起重運輸機框圖冊下冊，選用限矩型液力偶合器。見表32 型號轉速傳遞功率過載系數(shù)KG2效率YO45015005086kw22.50.96最大徑向尺寸D型號最大輸入孔徑重量最小軸向尺寸A5307075106kg384表323.1.4減速器的選擇：帶式輸送機用的減速器，有圓柱齒輪減速器和圓錐-圓柱齒輪減速器。圓柱齒輪減速器傳動效率高，但是它要求電機軸與輸送機布置在輸送帶下面，會給維護和更換造成困難。因此，用于采區(qū)巷道的帶式輸送機，盡量采用圓錐圓柱齒輪減速器，使電機軸與輸送機平行布置，以減小驅動裝置的寬度。所以，本次設計采用圓錐圓柱齒輪減速器，電機軸與輸送機垂直。傳動滾筒轉速： ng=60v/D=(602.5)/(3.140.63)75.8r/min減速比i： i=nd(1-s)/(ng)式中： s-液力偶合器轉差率 S=0.04所以： i=14800.96/75.8=18.74查起重輸送機械圖冊選SS型垂直出軸減速器。3.1.5聯(lián)軸器的選擇：電機額定轉矩T=9549（55/1480）355Nm減速器低速軸轉矩T/=iT=20355=7100Nm聯(lián)軸器轉矩T0=KT查機械零件設計手冊表951取K=1.25查實用機械設計手冊表79選彈性柱銷齒式聯(lián)軸器2L7基本參數(shù)如表33：公稱扭矩許用轉速輸入軸d1輸出軸d210000Nm2900r/min11090表33與減速器相連端選J1型，與滾筒相連端選Y型。3.2滾筒與托輥的選擇3.2.1滾筒的選擇滾筒分為電動滾筒、傳動滾筒、改向滾筒三種。其中，電動滾筒是把電動機、減速器裝入滾筒內的傳動滾筒。傳動滾筒是輸送帶借其與滾筒之間的摩擦力而運行。改向滾筒用于改變輸送帶的運行方向，或增加輸送帶與傳動滾筒的包角。1、傳動滾筒的選擇：傳動滾筒分為光面、包膠、鑄膠滾筒三種，在功率不大，環(huán)境溫度小的情況下可采用光面滾環(huán)境潮濕、功率又大、容易打滑的情況下應采用膠面滾筒。其中鑄膠滾筒質量較好，膠層厚而耐磨。包膠滾筒也可達到同樣的使用性能，雖然壽命較短，但現(xiàn)場可自行更換膠面。綜上所述，結合本次設計具體要求，（在井下輸送原煤，環(huán)境濕度大，功率也大）本次設計采用膠面滾筒傳動。本次設計只采用傳動滾筒和改向滾筒，如圖31、圖32所示;圖3-1圖3-22、改向滾筒分別用于180o、90o及小于45o改向。用于180o改向，一般用于尾部滾筒或垂直拉緊滾筒；用于90o改向的滾筒一般作垂直拉緊裝置上方的改向滾筒；用在小于45o改向滾筒一般作增面滾筒。查TD75型通用固定帶式輸送機設計選用手冊表10，如表3-4知：帶寬B傳動滾筒直徑180o改向滾筒直徑90o改向滾筒直徑45o改向滾筒直徑1000630500500400表3-4傳動滾筒相關參數(shù)如表3-5：BDALL1L2KMNQPH10006301500115018618711751308038046033hhdbds滾動軸承型號許用扭矩（公斤*厘米膠面滾筒）3397902427352070100表3-5改向滾筒相關參數(shù)如表3-6：BDALL1QP1000500141011501522350410HMNdsh滾動軸承型號重量（公斤）1209027331316319表3-63.2.2托輥的選擇1、托輥是承托輸送帶，使它的垂度不超過限定值以減小運行阻力，保證平穩(wěn)運行的部件。托輥工作情況好壞直接影響輸送機運行。托輥的好壞主要表現(xiàn)為旋轉阻力和使用壽命。2、上托輥分槽形和平行兩種。輸送散狀物料一般均采用槽形托輥。根據(jù)設計要求；本次設計為輸送原煤。所以上托輥采用槽形托輥，槽角入取35o；下托輥均采用平行托輥。3、托輥按用途分有承載托輥、調心托輥、緩沖托輥。其中：承載托輥：承載裝運物料和支承返回輸送帶用。調心托輥：將槽形或平行托輥安裝主在可轉動的支架上構成，它能使輸送帶返回中間位置。緩沖托輥是安裝在裝載點的特殊承載托輥，它有橡膠圈式、彈簧板支承式、復合式。本次設計為了防止和克服輸送帶跑偏現(xiàn)象，決定選用自動調心托輥。上分支每隔10組槽行托輥，設置一組槽形調心托輥。下分支每隔68組平行托輥，設置一組下平行調心托輥。4、托輥輥子有：無縫鋼管配沖壓軸承座、鑄鐵軸承座、和全增強塑料三種。根據(jù)需要，本次設計選擇沖壓軸承座形式。采用滾動軸承，密封性要好。5、托輥間距確定。頭部滾筒和尾部滾筒距每一組槽形托輥的距離SS2.67式中：托輥槽角：（35o/180o）0.61帶寬：1m所以：S2.670.6111.63m 取S1.7m受料處托輥間距視物料容重及塊度而定，一般取為上托輥間距的1/21/3；本次設計，查TD75通用固定帶式輸送機設計選用手冊取上托輥間距l(xiāng)=1.2m，取下托輥間距l(xiāng)=3m。尾部滾筒到每一組托輥間距不小于上托輥間距；總體上，托輥的間距按輸送帶在托輥間的下行垂度不超過限度布置。6、托輥直徑的選擇查TD75型通用固定帶式輸送機設計選用手冊表11，如表37。帶寬B（mm）50080010001400托輥直徑（mm）89108表37因為本次設計帶寬B1000mm所以選用直徑為108mm的托輥。B(mm)50065080010012001400H(mm)210230240300330350槽形托輥按輸送帶的理論高度H布置如表3-8：表3-8本次設計H300圖3-33.3機架的選擇3.3.1概述機架包括機頭架、機尾架、拉緊裝置和中間架等。各種類型的機架結構不同。井下用便拆裝帶式輸送機、機頭架、機尾架做成結構緊湊便于移置的構件；中間架是便于拆裝的結構，有鋼繩機架、無螺栓連接的型鋼機架兩種。型鋼機架，可以吊掛安裝，也可用支座在底板上安裝，稱為落地式中間架。3.3.2機頭架的選擇機頭架分為低式頭架、中式頭架、高式頭架、其中：低式頭架適用高度范圍H在5501000范圍內；中式頭架適用高度范圍H在5501000范圍內，中式頭架適用高度范圍H在11001500之間，高式頭架適用高度范圍H在16002000之間。機架的選擇應按總的裝配圖要求，按受料高度和御料高度來確定。本次設計采用中式頭架，查運輸機械手冊P278其參數(shù)如表3-9：BDH(適用高度范圍)D1AC1C2LL1L210006301100150040015001180145012901370-S1S2hl1l2MnL3L41720162015010014014041110表3-93.3.3機尾架的選擇：尾架按拉緊方式不同，分為螺旋拉緊裝置用尾架，車式拉緊裝置尾架，垂直拉緊裝置用尾架等。根據(jù)本次設計拉緊裝置布置情況，本次設計選用垂直拉緊裝置用尾架。查運輸機械手冊P287其參數(shù)如表3-10：BDHH1AA1ab100050075013014101460180205l1l2C1SY(0)重量270390450135465130kg3-103.3.4中間架的選擇：中間架分為標準早間架（L=6000）和非標準中間架（L=30006000mm），查運輸機械手冊P290，其參數(shù)如表3-11：BAA1HH1b10001300136030044650表3-113.4輸送機其它裝置的選擇3.4.1清掃裝置的選擇：在帶式輸送機運行過程中，不可避免地有部分細塊和粉料粘到輸送帶表面，不能完全卸凈。當表面粘有物料的輸送帶通過回程托輥或導向滾筒時，由于物料的積聚而使它們的直徑增大，加劇托輥和輸送帶的磨損，引起輸送帶跑偏，同時不斷掉落的物料又污染了場地。如果粘有物料的輸送帶表面與傳動滾筒表面相接觸，除有上列危害外，還會破壞多滾筒傳動的牽引力分配關系，以至使某些電機過載而燒毀。因此，清掃粘結在輸送帶表面的物料，對于提高輸送帶的使用壽命和保證輸送帶正常運轉具有重要意義。目前，應用比較好的清掃患有 P型橡膠彈簧清掃器，H型橡膠彈簧清掃器和TQ型硬質合金刮片清掃器。其中：1、彈簧清掃器裝在卸料滾筒處，用以清掃卸料后仍粘附在輸送帶工作面上的物料，其參數(shù)查TD75通用固定帶式輸送機設計手冊P43如表3-12：BDCEFGHN重量1000630118901501500128835320kg表3-12空段清掃器裝在尾部滾筒前的下分支，用以清掃輸送帶非工作面的物料。其參數(shù)如表3-13：BAA1B1Ll重量1000136011601330101598020 (kg)表3-13輸送帶的清掃效果，對延長輸送帶的使用壽命和雙滾筒驅動的穩(wěn)定運行有很大影響。設計和使用都必須給予充分注意。3.4.2載裝裝置選擇：裝載裝置由漏斗和擋板組成。對裝置的要求是使用物料裝在輸送帶的下中位置；使物料落下時能有一個與輸送方向相同的初速度；運送物料中有大塊時，應使碎料先落入輸送帶墊底。大塊后落以減輕對輸送帶的損傷。 3.4.3制動裝置選擇：帶式輸送帶用的制動裝置有逆止器和制動器。逆止器是供向上運輸?shù)妮斔蜋C停車后，限制輸送機倒退用；制動器是供向下運輸?shù)妮斔蜋C停車用；水平輸送機一般不需要制動器；但若需準確停車或緊急制動，也應裝設制動器。根據(jù)要求，本次設計不需要精確停車或緊急制動，所以沒設計制動裝置。4 膠帶輸送機自動張緊裝置4.1概述4.1.1張緊裝置的作用：張緊裝置的作用主要是使輸送帶具有足夠的張力，以保證驅動裝置所傳遞的摩擦牽 力和限定、輸送帶的垂度。具體的說其作用是：1）保證輸送帶在驅動滾筒的奔離點具有適當?shù)膹埩?，防止輸送帶打滑?）保證輸送帶與托輥接觸弧上具有必要張力，防止輸送帶在兩組托輥間松馳引起撒料；3）補償輸送帶的永久變形以及在不同工況下起動，穩(wěn)定運行時的彈性伸長。4.1.2張裝置的形式及特點：張緊裝置的張緊形式有螺旋式、垂直重錘式、鋼絲繩絞車式和液壓式等多種形式。它們的優(yōu)、缺點及適用范圍如下： 1、螺旋式拉緊裝置適用于長度較短（一般小于80米），功率較小的輸送機上。這種拉緊形式要求拉緊行程小，結構要緊湊。一般按機長的1%選取拉緊行程。其拉緊行程有500mm、800mm兩種。螺旋式拉緊裝置的適用范圍和許用張緊力如表4-1：B（mm）500650800100012001400適用功率（kw）15.620.525.2354258張緊力（kg）120018002400380050006600表4-12、車式拉緊裝置適用輸送機長度較長，功率較大的情況。由于結構簡單可靠，因此應優(yōu)先選用。鋼絲繩絞車式拉緊裝置是用絞車代替重砣，牽引鋼絲繩改變滾筒的位置以張緊輸送帶。用這種方式張緊，輸送帶伸長變形時，需要開動絞車調整輸送帶張力否則張力將下降。它的優(yōu)點是調整拉緊力方便，可實現(xiàn)自動調整。輸送機起運前，先開動絞車，將輸送帶的拉緊力增加到起運所需要的大小后，驅動電動機才能起運輸送帶。輸送帶達到等速運行時，將拉緊力減小到穩(wěn)定運行所需要的量值。驅動滾筒打滑時，絞車開動增加拉力，以加大驅動滾筒的磨擦牽引力，運行中若輸送帶的張力下降到設定值，絞車開動將輸送帶拉緊到設定值。自動調整式拉緊裝置的關鍵圖4-1 在拉緊力的傳感器上，在井下使用，必須是不怕潮濕和泥水影響，高度可靠。中國礦業(yè)大學研制的YZL系列液壓絞車自動拉緊裝置結構緊湊，絞車不需頻繁動作，拉緊力傳感器不怕潮濕和泥水影響，工作可靠，原理圖如圖41，型號見表42。型號YZL50YZL100YZL-150最大拉緊力50KN100KN150KN拉緊行程20M25M30M拉緊站外形尺寸160011001000170012001000170012001000表4-23、垂直式拉緊裝置適用于采用車式拉緊裝置有困難的場合。它的優(yōu)點是利用了輸送機走廊的空間位置，便于布置。缺點是改向滾筒多，而且物料容易掉入輸送帶與拉緊滾筒之間而損壞輸送帶，特別是輸送潮濕或粘性較大的物料時，由于清掃不凈，這種現(xiàn)象更為嚴重。4、自動液壓張緊裝置：主要是通過液壓缸、油泵、電機和各種液壓閥元件，通過電、液、機有序控制，完全能夠滿足輸送機起運時的拉緊力比穩(wěn)定運行時的拉緊力大的要求，從而消除入射波與反射波對奔離點張力的影響，減小了動張力的影響。此種張緊裝置的特點是：輸送機起運時張力自動增加，輸送機穩(wěn)定運行后，其拉緊力自動降低到原定值。在輸送機運行過程中，輸送帶的張力隨時發(fā)生變化，此時拉緊油缸和蓄能站能及時響應，以確保張力恒定。4.1.3拉緊裝置的主要問題：拉緊裝置的主要問題是振動問題，原因如下：1、電器元件質量差：(1)傳感器精度低；(2)電控表針停位差；(3)電控回程誤差大。2、拉緊裝置結構不合理：(1)動應力波動；(2)控制點數(shù)分析：目前自動控制裝置常用有8點控制和6點控制，控制點分配如表4-3?？刂品绞狡疬\方式運行工況上下極限八點332六點222表4-3上、下極限控制點范圍，一般以額定控制點11%為上限，90%為下限，也可以按起運時額定拉力為正常時1.5倍設定。(3)慣性力的影響。4.1.4目前我國煤礦輸送機張緊裝置的現(xiàn)狀：我國煤礦帶式輸送機使用的張緊裝置有兩個特點：1、輸送帶在驅動滾筒奔離點的張力值隨時間、運行工況任意變化；（例如：螺栓拉緊裝置和絞車拉緊裝置）2、送帶具有恒定張力值（例如：重錘拉緊裝置）。由于輸送帶在起運過程中非穩(wěn)定運動狀態(tài)下，輸送帶除了受靜張力作用外，還受到由速度變化而引起的動張力作用，為了保證輸送 帶在驅動滾筒上不打滑，而且在整個工作過程中受力最合理，要求它在起運與穩(wěn)定運行時具有不同的張力，而穩(wěn)定運行中保持張力恒定。但目前我國煤礦大部分帶式輸送機張緊裝置不能滿足這些年來要求。固定絞車張緊裝置只能定期張緊輸送帶，而輸送帶的張緊程度往往與操作者的經(jīng)驗有關，經(jīng)常出現(xiàn)張力過大或者過小，并且直接影響輸送機的啟動平穩(wěn)性。而自動絞車張緊裝置是通過測力傳感器給出電信號來控制絞車的“轉”與“不轉”，以適應輸送帶張力的變化要求，但由于輸送帶張力隨時變化而較車張緊系統(tǒng)的傳遞函數(shù)具有滯后性，慣性環(huán)節(jié)大，因而其動態(tài)響應差，不能有效消除動張力，加之客觀上煤礦井下環(huán)境條件差及目前國內制造水平的因素，又使得測力傳感器易損壞和失靈。因此，本次設計采用一種新型的液壓自動控制張緊裝置，它能使輸送帶在起動和穩(wěn)定運行階段的張力合理地自動轉換；動態(tài)響應快，所用電器均符合礦井防爆要求：4.1.5礦井帶式輸送機對張緊裝置的要求：1、張緊裝置能在不同工況下自動調整張力，起動時要求輸送帶在奔離點的張力值自動提高到穩(wěn)定運行時和1.41.5倍。等起運過程結束后，轉入穩(wěn)定運行時，張力又自動降回原值，在穩(wěn)定運行過程中，保證張力恒定。2、可以穩(wěn)定起動，保證輸送帶與傳動滾筒相遇點的沖擊載荷為最小。3、要求適應煤礦工作環(huán)境。輸送帶在傳動滾筒奔離點的張力不但隨著運距，動量和傾角變化，而且受工作環(huán)境的影響很大。如果輸送帶與滾筒接觸面間有煤泥和淋水，則對摩擦系數(shù)影響很大，因此，應能方便的調定輸送帶張力，并配有顯示儀表。4、煤礦井下含有甲烷，煤塵等易燃氣體，選用的電器元件應符合煤礦用隔爆標準GB3836要求。綜合分析我國目前煤礦帶式輸送機張緊裝置的現(xiàn)狀及存在問題和礦井對張緊裝置的要求，參考現(xiàn)有的各種自動張緊裝置，本次設計研制了自動控制液壓張緊裝置。4.1.6礦井帶式輸送機張緊裝置布置原則： 在帶式輸送機的工藝布置中，選擇合適的拉緊裝置，確定合理的安裝位置，是保證輸送機正常運轉和制動時輸送帶在傳動滾筒上下打滑的重要重要條件，通常確定拉緊裝置的位置時需要考慮以下幾點因素：1、拉緊裝置應盡量安裝在靠緊傳動滾筒的空載分支，以利于起運和制動時不產生打滑現(xiàn)象，對運距很短的輸送機可布置在機尾部，并將尾部滾筒作為拉緊滾筒。2、盡量布置在張力最小處或靠近傳動滾筒的松動處。3、應使輸送帶在拉緊滾筒的繞入或繞出分支方向與滾筒位移線平行而且施加的拉緊力要通過滾筒中心。4.2拉緊行程及各工況張緊力計算4.2.1拉緊行程的確定：查運輸機械設計式133得：拉緊行程：l=KL+(123)B式中：K-輸送帶伸長系數(shù)L-輸送機長度其中：KL-工作行程（12B）-安裝行程查表4-4L合成纖維輸送帶鋼繩芯輸送帶100000100015表4-4本次設計采用礦用阻燃輸送帶，取伸長系數(shù)K=0.015，取安裝行程1B，將以上各值代入上式得： l=0.015600+11=10m4.2.2各工況下張力計算：1、正常運行時所需拉緊力（滿載時）查表運輸機械手冊式2-3-27得：拉緊力H正常=Si+Si-1=S2+ S3由前面計算得：S2=2879N S3=3023N所以H正常=2879+3023=5902N2、啟動階段所需張緊力：（滿載時）帶式輸送機啟動張緊力的確定一般是按形式靜態(tài)準則選取的。常取取正常速度運轉時的K倍（K=121.6）。如果K值取得較小，則啟動時可能導致輸送帶同驅動滾筒的打滑而引發(fā)事故。如果K值取得較大，則輸送帶張力較大，輸送帶接頭部的斷裂、伸長或失效等問題的發(fā)生概率較大。因此，合理K值的選擇顯得非常重要。一般來講，如果輸送帶的彈性伸長量小，輸送機的長度較小，則K取小值，反之則K取較大值。綜上所述，結合本次所選礦用阻隔燃輸送帶，輸送機長為600m，經(jīng)對比分析，確定本次設計取K=1.5。即：啟動階段張緊力H啟動=1.5H 所以：H啟動=1.55902=8853N空載工況如下：1、運行時所需拉緊力：用逐點法計算各點張力： S7=S6+WK=1.053S1+20.5WK S8=1.05S7+W3=1.054S1+1.052.05WK+980 S9=S8=1.21S1+9840 (1)查礦山運輸機械式468，按摩擦力備用系數(shù)列方程如下： SP=S11+(l-1)/n (2)解(1)、(2)聯(lián)立解方程得： S1=1093N S2=S1=1093N S3=1.05=1148N所以空載運行時所需拉緊力為H正常H正常=S2+S3=1093+1148=2241N2、空載啟動工況下所需拉緊力為H啟動H啟動=1.5H正常=1.52241=3362N4.3自動拉緊裝置控制點及范圍確定自動拉緊裝置需調定的額定運行工況點或張力點只有兩個，即啟動階段和正常運行階段。故只須從這兩點工況出發(fā)，結合一些特殊工況來討論控制點或控制范圍的問題。4.3.1分析各工況拉緊力曲線：（如圖4-2）啟動工況 正常運行工況圖4-2A：空載啟動完，在空載狀態(tài)下即調整張力。B：空載啟動完，在有載狀態(tài)下調整張力。C：滿載啟動完，在滿載狀態(tài)下調整張力。對以上工況分析如下：1、A種情形所需正常運行拉緊力是最小的，故可作為控制范圍的最低限。2、B種情形所需正常運行拉緊力H是介于AC兩種情形之間，且這種情形經(jīng)常遇到。3、C種情形所需正常拉緊力H是最大的，故可作為正常運行拉緊力控制范圍的最高極限。根據(jù)以上分析：采用正常運行拉緊力控制點定為2點；由于根據(jù)膠帶垂度設計要求，一般取正常控制范圍為：上極限取正常運行拉緊力H；下極限取正常拉緊力的90%。即：正常運行控制點范圍：（90%HH）。4.4自動控制液壓張緊裝置4.4.1組成結構：本次設計的自動控制液壓張緊裝置主要由液壓泵站、拉緊油缸、蓄能站、礦用隔爆兼本質安全型電控箱及附件等幾大部分組成。其中，拉緊油缸固定在帶式輸送機的機架內，通過鋼絲繩與游動張緊小車組成張緊系統(tǒng)；液壓泵站通過高壓膠管與蓄能站、拉緊油缸組成液壓系統(tǒng)；電控箱、液壓站、及帶式輸送機主控系統(tǒng)形成電氣控制系統(tǒng)。液壓站、蓄能站及電控箱不需要做地基，水平安放即可僅要求安放地點不落煤水。4.4.2自控液壓張緊裝置的主要技術問題：1、用動滑輪解決長行程的要求：由于在膠合接頭和安裝過程中都要求輸送帶有一定的松馳量，如用油缸直接拉緊小車，則油缸行程太長。為此把油缸用銷軸固定在帶式輸送機的支承架上，通過若干個動滑輪組拉住張緊小車。油缸的壓力可由下式求得：2=P(/4)d2/nP=2n/(d2)式中：P油缸內壓力n動滑輪數(shù)繞過小車滾筒每邊的輸送帶張力d油缸直徑油缸行程可由下式求得： l=L/2n式中：l油缸行程 L張緊小車行程分析各種帶式輸送機對行程、張緊力的要求和油缸的加工成本，最后確定所用動滑輪數(shù)量。本次設計采用2個動滑輪。2、設蓄能器提高系統(tǒng)張力的穩(wěn)定性：在輸送機起動過程中，構成輸送帶動張力的彈性波有入射波、反射波和透射波三種。由于入射波與反射波的作用，輸送帶在傳動滾筒奔離