第2章 帶式輸送機(jī)

1、第二章第二章 帶式輸送機(jī)帶式輸送機(jī)第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 帶式輸送機(jī)是由承載的輸送帶兼作牽引機(jī)構(gòu)的連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，可輸送礦石、煤炭等散裝物料和包裝好的成件物品。由于它具有運(yùn)輸能力大、運(yùn)輸阻力小、耗電量低、運(yùn)行平穩(wěn)、在運(yùn)輸途中對物料的損傷小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門。在礦井巷道內(nèi)采用帶式輸送機(jī)運(yùn)送煤炭、礦石等物料，對建設(shè)現(xiàn)代化礦井有重要作用。萬夫不當(dāng)之勇1. 寶鋼三號高爐上料帶式輸送機(jī)帶寬2200mm, 機(jī)長347m, 傾角11.5度 ,上料能力5500t/h， 裝機(jī)功率4355kw，上述技術(shù)叁數(shù)均為同類產(chǎn)品全國之最。 2.山西晉城礦務(wù)局帶寬1400mm，帶速4m/s，單機(jī)長度7.6

2、km 的長距離帶式輸送機(jī)，是目前國內(nèi)單機(jī)最長的帶式輸送機(jī)。 3.元寶山露天煤礦運(yùn)量7800t/h 帶速5.85m/s 裝機(jī)總功率6560kw的帶式輸送機(jī)，運(yùn)量、帶速等技術(shù)叁數(shù)均為全國之最。 4.為山西陽泉礦務(wù)局三礦主井提供的機(jī)長3631m，帶寬1400mm,裝機(jī)功率31000kw的帶式輸送機(jī)，是目前國內(nèi)單機(jī)驅(qū)動(dòng)功率最大的帶式輸送機(jī)。 5.上海寶鋼三號高爐、天津南疆港、山東日港數(shù)十條B=2200mm帶式輸送機(jī)，均為國內(nèi)帶寬最寬的帶式輸送機(jī)。 目前世界上單機(jī)最長的帶式輸送機(jī),長30.4KM,用在澳大利亞鋁釩土礦,總長最長的是由17條帶式輸送機(jī)組成,全長220.6KM在荷蘭鹿特丹礦山上,運(yùn)量最大的是

3、在德國一露天礦使用的帶式輸送機(jī),Q=37500噸/小時(shí),V=7.4m/s. Vmax=9m/sp帶式輸送機(jī)按其結(jié)構(gòu)不同可分為多種型號。p帶式輸送機(jī)可用于水平和傾斜運(yùn)輸，傾斜的角度依物料性質(zhì)的不同和輸送帶表面形狀不同而異。第二節(jié) 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)原理 帶式輸送機(jī)有多種類型，以適應(yīng)在不同條件下使用的需要，但其基本組成部分相同，只是具體結(jié)構(gòu)有所區(qū)別。其中用得最多的是通用型帶式輸送機(jī)，國內(nèi)目前采用的是DT型固定式帶式輸送機(jī)系列，該系列帶式輸送機(jī)由許多標(biāo)準(zhǔn)部件組成，各部件的規(guī)格也都成系列，按不同的使用條件和工況進(jìn)行選型設(shè)計(jì)，組合成整臺帶式輸送機(jī)。DT75 QD80一、帶式輸送機(jī)的基本組成一、帶式輸送機(jī)的

4、基本組成 帶式輸送機(jī)的基本組成部分是：輸送帶、托輥、驅(qū)動(dòng)裝置(包括傳動(dòng)滾筒)、機(jī)架、拉緊裝置和清掃裝置。 輸送帶繞經(jīng)傳動(dòng)滾筒和改向滾筒、拉緊滾筒接成環(huán)形，拉緊裝置給輸送帶以正常運(yùn)行所需的張力。工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)滾筒，通過傳動(dòng)滾筒與輸送帶之間的摩擦力帶動(dòng)輸送帶連續(xù)運(yùn)行，裝到輸送帶上的物料隨它一起運(yùn)行到端部卸出，利用專門的卸載裝置也可在中間部位卸載。 圖31所示是帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖。圖3-l 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖 1拉緊裝置；2裝載裝置；3 改向滾筒；4上托輥； 5輸送帶；6下托輥；7機(jī)架；8清掃裝置；9驅(qū)動(dòng)裝置二、輸送帶二、輸送帶 輸送帶在帶式輸送機(jī)中既是牽引機(jī)構(gòu)又是承載機(jī)構(gòu)。它不僅應(yīng)有

5、足夠的強(qiáng)度，還要有相應(yīng)的承載能力。為此，輸送帶是由承受拉力并具有一定寬度的柔性帶芯、上下覆蓋層及邊線保護(hù)層構(gòu)成。我國目前生產(chǎn)的輸送帶有以下幾種：橡膠輸送帶塑料輸送帶 鋼絲繩芯膠帶( (一一) )橡膠輸送帶橡膠輸送帶 橡膠輸送帶簡稱膠帶，它是由若干層帆布組成帶芯，層與層之問用橡膠粘在一起，并在外面覆以橡膠保護(hù)層，上面覆的橡膠稱為上保護(hù)層，也是承載面，上保護(hù)層的橡膠厚度為6mm；下面覆的橡膠稱為下保護(hù)層，下保護(hù)層的檬膠厚度為1.5mm。帶芯的帆布可以是棉、維尼龍、尼龍等纖維紡織品，或者是由混紡織品組成的。尼龍帆布強(qiáng)度較大，由其制成的膠帶屬于高強(qiáng)度帶。普通橡膠帶的結(jié)構(gòu)見圖3-2。圖3-2 普通橡膠帶

6、結(jié)構(gòu)圖1 上保護(hù)層；2帆布層；3下保護(hù)層( (二二) )塑料輸送帶塑料輸送帶 塑料輸送帶使用維尼龍和棉混紡織物編織成整體平帶芯，外面覆以聚氯乙烯塑料，整芯塑料輸送帶生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)率高、成本低、質(zhì)量好。 優(yōu)點(diǎn)：耐油、耐酸、耐腐蝕等，因此大多用于溫度變化不大的場所，如化工及煤礦井下等工業(yè)部門。( (三三) )鋼絲繩芯膠帶鋼絲繩芯膠帶 鋼絲繩芯膠帶是一種高強(qiáng)度的輸送帶。其主要特點(diǎn)是使用鋼絲繩代替帆布層。鋼絲繩芯膠帶可分為無布層和有布層兩種類型。我國目前生產(chǎn)的均為無布層的鋼絲繩芯膠帶這種膠帶所用的鋼絲繩是由高強(qiáng)度的鋼絲順繞制成的，中間有軟鋼芯，鋼芯強(qiáng)度已達(dá)到60000N/cm。 普通橡膠帶和塑料帶

7、為易燃品；在煤礦井下使用很不安全。我國規(guī)定禁止在煤礦井下使用非阻燃輸送帶，并已制定出礦用阻燃輸送帶標(biāo)準(zhǔn)，于1987年6月起實(shí)施。 輸送帶限于運(yùn)輸?shù)臈l件，出廠時(shí)一般制成100m的帶段，使用時(shí)，需要將若干條帶段連接在一起。 輸送帶的連接方式有機(jī)械法、硫化法和冷粘法三種。 機(jī)械法連接接頭有鉸接合頁、鉚釘夾板和鉤狀卡三種，如圖34所示。用機(jī)械法連接時(shí)輸送帶接頭處的強(qiáng)度被削弱的情況很嚴(yán)重，一般只能相當(dāng)于原來強(qiáng)度的3540%，且用壽命短。但在便拆裝式的帶式輸送機(jī)上還只能采用這種連接方式。圖3-4機(jī)械方法連接接頭(a)鉸接合頁接頭；(b)鉚釘夾板接頭；(c)鉤狀卡接頭 硫化法是利用橡膠與芯體的粘結(jié)力，把兩個(gè)

8、端頭的帶芯粘連在一起。 其原理是將連接的膠料置于連接部位，在一定的壓力、溫度和時(shí)間作用下，使缺少彈性和強(qiáng)度的生膠變成有高彈性、高粘結(jié)強(qiáng)度的熟膠，從而使得兩條輸送帶的芯體連在一起。為使接頭有足夠的度，接頭處應(yīng)將帶芯分層錯(cuò)開搭連一定的長度，如圖3-5所示。 圖35 多層帆布帶硫化膠合接頭 兩端頭鋼絲繩搭接方式可多種，圖3-6所示是常用的二級錯(cuò)位搭接法。用硫化法連接膠帶時(shí)，需用專門的膠帶硫化器其中煤礦井下要求使用隔爆型電熱蒸氣膠帶硫化器。 硫化法的優(yōu)點(diǎn)：接頭強(qiáng)度高，且接口平整。硫化法連接的接頭靜強(qiáng)度可達(dá)輸送帶本身度的8590。但該數(shù)據(jù)是用寬度不大的試件做硫化接頭試驗(yàn)得出，與在輸送帶上輸送帶全寬進(jìn)行硫

9、化連接是有差別的，在設(shè)計(jì)和選型時(shí)應(yīng)充分考慮該因素，留有充足的量，保證輸送帶具有足夠的強(qiáng)度及可靠性。圖36 鋼絲繩的二級錯(cuò)位搭接 ST630ST800ST1000ST1250ST1600ST2000ST2500ST3150ST3500ST4000ST4500ST5000ST5400ST6000縱向拉伸長度N/mm630800100012501600200025003150350040004500500054006300鋼絲繩最大公稱直徑mm3.03.54.04.55.06.07.58.18.68.9/9.19.710.911.312.3鋼絲繩間距mm10101212121215151515/17

10、16171718上覆蓋層厚度mm5566688888/888.5910下覆蓋層厚度mm5566688888/888.5910膠帶參考質(zhì)量kg/1819.521.522.226.133.135.341.14545/4551596265寬度規(guī)格鋼絲繩根數(shù)800757563636363505050 100095957979797964646464/655955555412001131139494949476767777/6871666663140013313311111111111189899090/79847878741600151151126126126126101101104104/91969

11、090851800 171143143143143114114117117/103109102102962000 159159159159128128130130/1141211131131072200 176141141144144/1251341251251182400 193155155157157/1371461371371292600 209168168170170/1481591491491402800 184184/160171161161151三、托輥三、托輥 托輥是承托輸送帶使它的垂度不超過限定值以減少運(yùn)行阻力，保證帶式輸送機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行的部件。托輥沿帶式輸送機(jī)全長分布，數(shù)量很多

12、，其總重約占整機(jī)的3040，價(jià)值約占整機(jī)的20，所以，托輥質(zhì)量的好壞直接影響輸送機(jī)的運(yùn)行，而且托輥的維修費(fèi)用已成為帶式輸送機(jī)運(yùn)營費(fèi)用的重要組成部分，這就要求托輥運(yùn)行阻力小，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，使用壽命長等。因此，對托輥的結(jié)構(gòu)形式、材質(zhì)、潤滑及輥徑等的改進(jìn)和提高都是國內(nèi)外重點(diǎn)研究的內(nèi)容。托輥按用途不同分為承載托輥、調(diào)心托輥和緩沖托輥三種。( (一一) )承載托輥承載托輥 承載裝運(yùn)物料和支承返回的輸送帶用，有槽形托輥和平行托輥兩種。 承載裝運(yùn)物料的槽形托輥多由三個(gè)等長托輥組成，兩個(gè)側(cè)輥的斜角a稱為槽角，一般為35，需要時(shí)，可設(shè)計(jì)成更大的槽角，如五托輥組。平行托輥是一個(gè)長托棍，主要用做下托輥，支承下部空載段輸

13、送帶，在裝載量不大的輸送機(jī)上部承載段有時(shí)也使用平行托輥，如選煤廠的手選輸送帶。V形和反V形托輥主要用于支承下部空載段輸送帶，在下部空載段采用V形和反V形托輥能扼制輸送帶跑偏。圖37所示是各種承載托輥的結(jié)構(gòu)形式。圖37 各種承載托輥的結(jié)構(gòu)形式 (二二)調(diào)心托輥調(diào)心托輥 是將槽形或平形托輥安裝在可轉(zhuǎn)動(dòng)的支架上構(gòu)成，如圖38所示。當(dāng)輸送帶在運(yùn)行中偏向一側(cè)時(shí)(稱為跑偏)，調(diào)心托輥能使輸送帶返回中間位置。r調(diào)偏過程如下： 輸送帶偏向一側(cè)碰到安裝在支架上的立輥時(shí)，托輥架被推到斜置位置，如圖3-9所示。此時(shí)，作用在斜置托輥上的力F ，分解成切向力Ft和軸向力Fa。切向力Ft用于克服托輥的運(yùn)行阻力，使托輥旋轉(zhuǎn)

14、；軸向力Fa作用在托輥上，欲使托輥沿軸向移動(dòng)，由于托輥在軸向不能移動(dòng)，因而軸向力Fa作為反推力作用于輸送帶，當(dāng)Fa達(dá)到足夠大時(shí)，就使輸送帶向中間移動(dòng)返回，這時(shí)由立輥的推動(dòng)使轉(zhuǎn)動(dòng)支架逐漸回到原位。 這個(gè)反推作用，像在船上作用于岸邊的撐力使船離岸一樣，力的大小與托輥斜置角度有關(guān)。一般在承載段每隔1015組固定托輥設(shè)置一組調(diào)心托輥。圖39 斜置托輥的糾偏作用斜置托輥對輸送帶的這種橫向反推作用也能用于不轉(zhuǎn)動(dòng)的托輥架。如發(fā)現(xiàn)輸送帶由于某種原因在某一位置上跑偏比較嚴(yán)重時(shí)，可將該處的若干組托輥斜置一適當(dāng)?shù)慕嵌龋湍芗m正過來。 防止輸送帶跑偏的另一簡單方法是：將槽形托輥中兩側(cè)輥的外側(cè)向前傾斜23( (三三)

15、)緩沖托輥緩沖托輥 安裝在輸送機(jī)受料安裝在輸送機(jī)受料處的特殊承載托輥用于處的特殊承載托輥用于降低輸送帶所受的沖擊降低輸送帶所受的沖擊力，力，從而保護(hù)輸送帶。從而保護(hù)輸送帶。它在結(jié)構(gòu)上有多種形式，它在結(jié)構(gòu)上有多種形式，例如例如橡膠圈式、彈簧板橡膠圈式、彈簧板支承式、彈簧支承式或支承式、彈簧支承式或復(fù)合式復(fù)合式，圖，圖3-103-10所示為所示為其中兩種形式。其中兩種形式。 圖310 緩沖托輥(a)橡膠圈式；(b)彈簧支承式(三三)緩沖托輥緩沖托輥 還有梳形托輥和螺旋托輥。在回程段采用這種托棍，能清除輸送帶上的粘料。r托輥間距的布置應(yīng)保證輸送帶有合理的垂度，一般輸送帶在托輥間產(chǎn)生的垂度應(yīng)小于托輥間

16、距的2.5。上托輥間距可查表，下托輥間距一般為23m或取上托輥間距的2倍。r在裝載處的托輥間距需要小一些，一般為300600mm，而且必須選用緩沖托輥。 大型帶式輸送機(jī)的托輥間距可以不同，輸送帶張力大的部位間距大，輸送帶張力小的部位間距小。增大托輥間距能減少輸送帶的運(yùn)行阻力。但對高速運(yùn)行的輸送機(jī)，設(shè)計(jì)時(shí)要注意防止因輸送帶發(fā)生共振而產(chǎn)生輸送帶的垂直拍打。 托輥直徑在世界各國都已標(biāo)準(zhǔn)化，ISO有兩種標(biāo)準(zhǔn)。托輥密封結(jié)構(gòu)的好壞直接影響托輥?zhàn)枇ο禂?shù)和托輥壽命。日本、德國和我國的DT-75托輥都采用迷宮式密封裝置。圖3-11所示為我國DT-75托輥結(jié)構(gòu)圖。迷宮式密封的缺點(diǎn)是托輥在低溫下工作時(shí)，其旋轉(zhuǎn)阻力較

17、常溫下成倍增加。因此在低溫條件下工作的托輥，設(shè)計(jì)和使用時(shí)要充分注意溫度的影響。煤礦井下用的托輥密封裝置不僅應(yīng)能有效地防止煤塵，還應(yīng)能有效地防止水進(jìn)入軸承。四、驅(qū)動(dòng)裝置四、驅(qū)動(dòng)裝置r作用：將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給輸送帶，并帶動(dòng)它運(yùn)行。功率不大的帶式輸送機(jī)一般采用電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)的方式；而對于長距離、大功率、高帶速的帶式輸送機(jī)。r采用的驅(qū)動(dòng)裝置滿足下列要求： 電動(dòng)機(jī)無載啟動(dòng)； 輸送帶的加、減速度特性任意可調(diào)； 能滿足頻繁啟動(dòng)的需要； 有過載保護(hù)； 多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，各電機(jī)的負(fù)荷均衡。帶式輸送機(jī)采用可控方式使輸送帶啟動(dòng)，這樣可減少輸送帶及各部件所受的動(dòng)負(fù)荷及啟動(dòng)電流。(一)驅(qū)動(dòng)裝置的組成 ： 電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器

18、、減速器和傳動(dòng)滾筒組及控制裝置。1電動(dòng)機(jī) 常用的電動(dòng)機(jī)有鼠籠式、繞線異步式電動(dòng)機(jī)。在有防爆要求的場合，應(yīng)選用礦用隔爆型。用于采區(qū)巷道的帶式輸送機(jī)，如功率相同，可選用與工作面相同的電機(jī)，以便于維護(hù)和更換。2聯(lián)軸器 按傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)上的需要，分別采用液力耦合器、柱銷聯(lián)軸器、棒銷聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器、十字滑塊聯(lián)軸器和環(huán)形鎖緊器。r 環(huán)形鎖緊器：在帶式輸送機(jī)中主要用于主動(dòng)滾筒與軸的聯(lián)接(代替鍵聯(lián)接)和減速器輸出軸與主動(dòng)滾筒軸的聯(lián)接(代替十字滑塊聯(lián)軸器)，如圖3-12所示。環(huán)形鎖緊器具有壓配合的全部優(yōu)點(diǎn)，又避免了壓配合計(jì)算繁瑣、公差數(shù)值要求嚴(yán)格、裝配困難等缺點(diǎn)。r 環(huán)形鎖緊器的結(jié)構(gòu)原理：如圖3-13所示。旋轉(zhuǎn)

19、螺釘6、前壓環(huán)2與后壓環(huán)4互相貼近，迫使帶開口的外環(huán)3脹大，內(nèi)環(huán)5縮小，從而使軸與輪轂剛性聯(lián)接。 r 液力耦合器：長距離大型帶式輸送機(jī)都采用，尤其是多滾筒驅(qū)動(dòng)的長距離帶武輸送機(jī)更應(yīng)采用液力耦合器。作用：解決功率平衡問題；降低運(yùn)輸機(jī)啟動(dòng)時(shí)的動(dòng)載荷。 圖3-12 環(huán)形鎖緊器的安裝位置圖1滾筒；2Hsl60 P環(huán)形鎖緊器；3滾筒軸；4軸承座；5 HS 120 P環(huán)形鎖緊器；6減速器低速空心軸 圖3-13 環(huán)形鎖緊器結(jié)構(gòu)簡圖1輔助螺蠊釘；2前壓環(huán)；3外環(huán)；4后壓環(huán)；5內(nèi)環(huán)；6緊定螺釘3減速器 帶式輸送機(jī)用的減速器，有圓柱齒輪減速器和圓錐圓柱齒輪減速器。適用條件：圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)效率高，但要求電機(jī)軸

20、與輸送機(jī)垂直，因而驅(qū)動(dòng)裝置占地寬度大，井下使用時(shí)需加寬硐室，若把電機(jī)布置在輸送帶下面，會(huì)給維護(hù)和更換帶來困難。所以，用于采區(qū)巷道的帶式輸送機(jī)應(yīng)盡量來用圓錐一圓柱齒輪減速器，使電機(jī)軸與輸送機(jī)平行。4傳動(dòng)滾筒 依靠它與輸送帶之間的摩擦力帶動(dòng)輸送帶運(yùn)行的部件。分類：鋼制光面滾筒、包膠滾筒和陶瓷滾筒。 鋼制光面滾筒制造簡單，缺點(diǎn)是表面摩擦系數(shù)小，一般用在短距離輸送機(jī)中。包膠滾筒和陶瓷滾筒的主要優(yōu)點(diǎn)是表面摩擦系數(shù)大，適用于長距離大型帶式輸送機(jī)中。其中，包膠滾筒接表面形狀不同可分為：光面包膠滾筒、菱形(網(wǎng)紋)包膠滾筒、人字形溝槽包膠滾筒。人字形溝槽包膠膠面摩擦系數(shù)大，防滑性和排水性好，但有方向性。菱形包膠

21、膠面用于雙向運(yùn)行的輸送機(jī)。用于重要場合的滾筒，最好選用硫化橡膠膠面。用于井下時(shí)，膠面應(yīng)采用阻燃材料。減速滾筒是一種特殊的傳動(dòng)滾筒。電動(dòng)滾筒將減速齒輪全安裝在滾筒內(nèi)，外接聯(lián)軸器和電動(dòng)機(jī)即可帶動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)滾筒一種特殊的傳動(dòng)滾筒。電動(dòng)滾筒將電機(jī)和減速齒輪全安裝在滾筒內(nèi)，其中內(nèi)齒輪裝在滾筒端蓋上，電動(dòng)機(jī)經(jīng)兩級減速齒輪帶動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)。 圖3-14所示是其中一種結(jié)構(gòu)。電動(dòng)滾筒結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小，功率范圍為2.255kW，環(huán)境溫度不超過40。適用于短距離及較小功率的單機(jī)驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)。有風(fēng)冷和油冷兩種。圖314 油冷式電動(dòng)滾筒1接線盒；2支座；3油塞；4端蓋；5法蘭盤； 6電機(jī)端蓋；7內(nèi)盤；8電機(jī)外殼；

22、 9電機(jī)定子；10電機(jī)轉(zhuǎn)子；11電機(jī)軸 ；12、13、14齒輪；15內(nèi)齒輪減速滾筒電動(dòng)滾筒有風(fēng)冷和油冷兩種。5 可控啟動(dòng)裝置 對帶式輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)可控啟動(dòng)有多種方式，大致可分為兩大類： 一類是用電動(dòng)機(jī)調(diào)速啟動(dòng)，另一類是用鼠籠式電動(dòng)機(jī)配用機(jī)械調(diào)速裝置對負(fù)載實(shí)現(xiàn)可控啟動(dòng)和減速停車。r電動(dòng)機(jī)調(diào)速啟動(dòng)可用繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、直流電機(jī)調(diào)速、變頻調(diào)速即可控硅調(diào)壓調(diào)速等多種方式。r機(jī)械調(diào)速裝置有調(diào)速型液力耦合器、CST可控啟動(dòng)傳輸及液體粘滯可控離合器三種。采用低速大扭矩液壓馬達(dá)的軟啟動(dòng)采用低速大扭矩液壓馬達(dá)的軟啟動(dòng) 從技術(shù)上分析，采用低速大扭矩液壓馬達(dá)的軟啟動(dòng)是可行的。目前，國內(nèi)外也有應(yīng)用低速大扭矩

23、液壓馬達(dá)作為大功率軟啟動(dòng)裝置的實(shí)例。但因系統(tǒng)復(fù)雜，現(xiàn)場維護(hù)困難，效率低、使用壽命短，噪音大等問題而較少使用。開關(guān)磁阻電機(jī)軟啟動(dòng)開關(guān)磁阻電機(jī)軟啟動(dòng) 美國福特電動(dòng)機(jī)公司在30年前率先研制成功開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。目前，英、美、德等國在這方面具有一定的技術(shù)優(yōu)勢。我國也有許多單位從事該項(xiàng)研究工作，并開發(fā)出了一系列產(chǎn)品，但該產(chǎn)品在煤礦井下多塵的惡劣環(huán)境下可靠性差，IGBT單元散熱困難。目前該裝置只應(yīng)用于中小功率設(shè)備上，未見國內(nèi)外在大功率設(shè)備上成功應(yīng)用的報(bào)導(dǎo)。CST (controlled start transmission)可控啟動(dòng)傳輸是美國為帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)使用的一可控啟動(dòng)裝置的總稱。它的主體是一個(gè)可

24、控?zé)o級變速的減速器，如圖3-15。p工作原理：在一級行星傳動(dòng)中，用控制內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)速的辦法調(diào)節(jié)行星架輸出的轉(zhuǎn)速，使負(fù)載得到所需要的啟動(dòng)速度特性和減速特性，并能以任意非額定的低速運(yùn)行。內(nèi)齒圈的轉(zhuǎn)動(dòng)用多片型液體粘滯離合器控制。圖315 CST可控啟動(dòng)傳輸中的可控?zé)o級變速減速器 (a)(b)pCST的可控?zé)o級變速減速器的傳動(dòng)系統(tǒng)：見圖 輸入軸(左側(cè))與鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)連接，輸出軸與負(fù)載(帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)滾筒)相接。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，多片型離合器的液壓缸上不加壓，動(dòng)、靜片之間有較大的間隙。輸入軸經(jīng)一級齒輪減速后，帶動(dòng)行星輪系的太陽輪旋轉(zhuǎn)，由于動(dòng)、靜片之間的間隙大，動(dòng)片的轉(zhuǎn)動(dòng)不受阻，內(nèi)齒圈可自由旋轉(zhuǎn)，使得行星輪

25、只能自轉(zhuǎn)，行星架和輸出軸不能動(dòng)，這樣一來，電動(dòng)機(jī)是無載啟動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)無載啟動(dòng)達(dá)到其額定轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行后，負(fù)載的啟動(dòng)是由環(huán)形液壓缸向離臺器的動(dòng)、靜片上加壓，改變動(dòng)、靜片間的間隙來執(zhí)行。當(dāng)輸出軸上由電動(dòng)機(jī)得到的轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載的靜阻力矩時(shí)，負(fù)載就開始啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。 在CST總體中與主體可控?zé)o級變速減速器配套的裝置有： 控制離合器環(huán)形油缸的液壓伺服系統(tǒng)、給離合器和潤滑系統(tǒng)供油的液壓系統(tǒng)、油液冷卻系統(tǒng)及電控監(jiān)測系統(tǒng)。電控監(jiān)測系統(tǒng)由可編程控制器和監(jiān)測各種參數(shù)的傳感器組成。 CST可控啟動(dòng)傳輸對帶式輸送機(jī)能有如下功能： 電動(dòng)機(jī)無載啟動(dòng)； 輸送帶的加、減速度特性任意可調(diào)； 輸送帶可低速運(yùn)行； 冷卻系統(tǒng)可滿足頻繁啟動(dòng)的

26、需要； 控制系統(tǒng)的響應(yīng)極快； 載保護(hù)靈敏； 多電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)的功率分配均衡； 有多種監(jiān)測、保護(hù)裝置，能連續(xù)對各種參數(shù)進(jìn)行有效監(jiān)測和控制，可靠性高。(二二)傳動(dòng)滾筒直徑的選擇傳動(dòng)滾筒直徑的選擇 傳動(dòng)滾筒直徑的大小影響輸送帶繞經(jīng)滾筒時(shí)的附加彎曲應(yīng)力及輸送帶在滾筒上的比壓。為使彎曲應(yīng)力不過大，對于帆布層芯體的輸送帶，傳動(dòng)滾筒的直徑D與帆布層數(shù)z之比值可做如下確定： 當(dāng)采用硫化接頭時(shí)，Dz125； 當(dāng)采用機(jī)械接頭時(shí)，Dz100； 移動(dòng)式和井下便拆裝式輸送機(jī)：D/z80；(整編芯體塑料輸送帶使用的滾筒直徑與同等強(qiáng)度的帆布層輸送帶相同。) 鋼絲繩芯輸送帶：D/d150，其中d為鋼絲繩的直徑。r 輸送帶帶寬與傳

27、動(dòng)滾筒直徑的配合關(guān)系參閱運(yùn)輸機(jī)械手冊。此外，滾筒寬度應(yīng)比輸送帶帶寬大100200 mm。 輸送帶在滾筒上的比壓不能大于許用值。對于織物芯體輸送帶用式(3-1)計(jì)算： (3-1) 式中，NZH為織物芯體輸送帶的比壓，N/cm2； N為許用比壓，取N=100 N/cm2 ； F為輸送帶的張力，N； D為滾筒直徑，cm； B為滾筒寬度，cm； NDBFNZH2p對于鋼絲繩芯輸送帶用式(3-2)計(jì)算： (3-2) 式中，NGX為鋼絲繩芯體輸送帶的比壓，N/cm2 ds為鋼絲繩直徑，cm； ls為鋼絲繩間距，cm； N為許用比壓，取N=100 N/cm2 ； F為輸送帶的張力，N； D為滾筒直徑，cm；

28、 B為滾筒寬度，cm； NDBdsFlNsGX2(三)驅(qū)動(dòng)裝置的布置分類： 驅(qū)動(dòng)裝置的布置按電動(dòng)機(jī)數(shù)目分為：單電機(jī)驅(qū)動(dòng)、多電機(jī)驅(qū)動(dòng)。按傳動(dòng)滾筒的數(shù)目分為單滾筒驅(qū)動(dòng)、多滾筒驅(qū)動(dòng)。 圖3-16所示是DX型鋼絲繩芯帶式輸送機(jī)的典型布置方式。圖316 DX型鋼絲繩芯帶式輸送機(jī)的典型布置方式五、機(jī)架五、機(jī)架 機(jī)架是用于支承滾筒及承受輸送帶張力的裝置，它包括機(jī)頭架、機(jī)尾架和中間架等種類型的機(jī)架結(jié)構(gòu)不同。 井下用便拆裝式帶式輸送機(jī)中，機(jī)頭架、機(jī)尾做成結(jié)構(gòu)緊湊便于移置的構(gòu)件。中則是便于拆裝的結(jié)構(gòu)，有鋼絲繩機(jī)架、無螺栓連接的型鋼機(jī)架兩種。鋼絲繩機(jī)架如圖3-17。圖317 繩架吊掛式支架1緊繩裝置；2鋼絲繩；3下

29、托輥；4絞接式上托輥；5分繩架；6 中間吊架六、拉緊裝置六、拉緊裝置r作用：使輸送帶具有足夠的張力，保證輸送帶和傳動(dòng)滾筒之間產(chǎn)生力使輸送帶不打滑，并限制輸送帶在各托輥間的垂度，使輸送帶正常運(yùn)行。 常見的幾種拉緊裝置如圖3-18所示。圖318 常見的幾種拉緊裝置(a)螺旋拉緊裝置； (b)垂直拉緊裝置； (c)重錘式拉緊裝置； (d)鋼絲繩絞車?yán)o裝置；錐銷槽鋼12.64-螺栓M(一)螺旋拉緊裝置 螺旋拉緊裝置如圖318(a)所示，拉緊滾筒的軸承座安裝在活動(dòng)架上，活動(dòng)架可在導(dǎo)軌上滑動(dòng)。螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)活動(dòng)架上的螺母跟活動(dòng)架一起前進(jìn)和后退，實(shí)現(xiàn)張緊和放松的目的。這種拉緊裝置只適用于機(jī)長小于80m的短距離

30、輸送機(jī)。(二)垂直式和重錘車式拉緊裝置 垂直式和重錘車式拉緊裝置都是利用重錘自動(dòng)拉緊，其結(jié)構(gòu)原理如圖318(b)和318(c)所示。這兩種拉緊裝置拉力恒定，適用于固定式長距離輸送機(jī)。(三)鋼絲繩絞車式拉緊裝置 這種拉緊裝置是利用小型絞車?yán)o，其結(jié)構(gòu)原理如圖3-18(d)所示。因其體積小，拉力大，所以廣泛應(yīng)用于井下帶式輸送機(jī)。 中國礦業(yè)大學(xué)研制的YZL系列液壓絞車自動(dòng)拉緊裝置如圖3-19所示，這種自動(dòng)拉緊裝置結(jié)構(gòu)緊湊，絞車不須頻繁動(dòng)作，拉緊力傳感器不怕潮濕和泥水的影響，工作可靠。圖3-19 YZL型液壓絞車自動(dòng)拉緊裝置 七、制動(dòng)裝置七、制動(dòng)裝置 帶式輸送機(jī)用的制動(dòng)裝置有逆止器和制動(dòng)器。逆止器是供

31、向上運(yùn)輸?shù)妮斔蜋C(jī)停車后限制輸送帶倒退用；制動(dòng)器是供向下運(yùn)輸?shù)妮斔蜋C(jī)停車用，水平運(yùn)輸若需要準(zhǔn)確停車或緊急制動(dòng)，也應(yīng)裝設(shè)制動(dòng)器。 逆止器有多種，最簡單的是塞帶逆止器，如圖3-20(a)所示。r 工作原理：輸送帶向上正向運(yùn)行時(shí)，在制動(dòng)帶不起制動(dòng)作用，輸送帶倒行時(shí)，制動(dòng)帶靠摩擦力被塞入輸送帶與滾筒之間，因制動(dòng)帶的一端固定在機(jī)架上，依靠制動(dòng)帶與輸送帶之間的摩擦力制止輸送帶倒行。r 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，容易制造。r 缺點(diǎn)：必須倒轉(zhuǎn)一段距離才能制動(dòng)，而輸送帶倒行將使裝載點(diǎn)堆積灑料。r 適用條件：由于塞帶制動(dòng)器的制動(dòng)力有限，故只適用于傾角和功率不大的輸送機(jī)。圖3-20 帶式輸送機(jī)逆止器(a)塞帶逆止器；(b)滾柱

32、逆止器1輸送帶；2制動(dòng)帶；3固定擋塊；4星輪；5固定圈；6滾子； 7彈簧滾柱逆止器如圖3-20(b)所示。r工作原理：星輪裝在雙端輸出減速器的外端，與輸送帶滾筒同向旋轉(zhuǎn)，向上運(yùn)輸時(shí)，星輪切口內(nèi)的滾柱位于切口的寬側(cè)，不妨礙星輪在固定圈內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；停車后，輸送帶倒轉(zhuǎn)時(shí)，星輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)，滾柱擠入切口的窄側(cè)，滾柱愈擠愈緊，將星輪楔住。滾筒被制動(dòng)后不能旋轉(zhuǎn)。r優(yōu)點(diǎn)：空行程小，動(dòng)作可靠。這種逆止器的最大逆止力矩已不能滿足大型帶式輸送機(jī)的需要。 新式的異形塊逆止器承載能力高，結(jié)構(gòu)緊湊，其止最大逆止力矩能達(dá)700000 N.M。超越離合器(單向逆止器)r制動(dòng)器：閘瓦制動(dòng)器、盤式制動(dòng)器。工作原理：閘瓦制動(dòng)器通常采用電

33、動(dòng)液壓推桿制動(dòng)器，如圖3-2l所示。制動(dòng)器裝在減速器輸入軸的制動(dòng)輪聯(lián)軸上，閘瓦制動(dòng)器通電后，由電一液驅(qū)動(dòng)器推動(dòng)松閘。失電時(shí)彈簧抱閘，制動(dòng)力是由彈簧和杠桿加在閘瓦上的。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，但制動(dòng)副的散熱性能不好，不能單獨(dú)用于下運(yùn)帶式輸送機(jī)。 圖3-2l電動(dòng)液壓推桿制動(dòng)器1制動(dòng)輪；2制動(dòng)臂；3制動(dòng)瓦襯墊； 4制動(dòng)瓦塊；5底座；6調(diào)整螺釘；7電液驅(qū)動(dòng)器；8制動(dòng)彈簧；9制動(dòng)杠桿；10推桿 圖3-22所示是安裝在電動(dòng)機(jī)與減速器之間的一套制動(dòng)裝置，稱為盤式制動(dòng)器。其中圖(a)所示是總體布置，圖(b)所示是盤式制動(dòng)器。 盤式制動(dòng)器由制動(dòng)盤、制動(dòng)缸和液壓系統(tǒng)組成。制動(dòng)缸活塞桿端部裝有閘瓦，制動(dòng)缸成對安裝在制動(dòng)盤兩

34、側(cè)，閘瓦靠制動(dòng)缸內(nèi)的碟形彈簧加壓，用油壓松閘或調(diào)節(jié)閘瓦壓力。p適用條件：煤礦井下如有防爆要求，則盤式制動(dòng)器不能安裝在高速軸上，因?yàn)樗鼤?huì)在制動(dòng)副上產(chǎn)生火花，這時(shí)可以安裝在不足以產(chǎn)生火花的低速軸上。盤式制動(dòng)器如能裝在驅(qū)動(dòng)滾筒上，安全作用最好。 圖3-22 盤式制動(dòng)器1減速器；2制動(dòng)盤軸承座；3制動(dòng)缸；4制動(dòng)盤；5制動(dòng)缸支座；6電動(dòng)機(jī)液壓系統(tǒng)如圖3-23所示，由電磁比例溢流閥按控制信號調(diào)節(jié)進(jìn)入制動(dòng)缸的油壓。圈323 盤式制動(dòng)器液壓系統(tǒng)1油箱；2過濾器；3電動(dòng)機(jī)；4泵；5壓力繼電器；6單向閥；7溢流閥；8蓄壓器；9壓力表；10壓力表開關(guān)；11電磁比例溢流閥；12制動(dòng)盤；13制動(dòng)缸；14控制信號源八、清

35、掃裝置八、清掃裝置 清掃裝置是為卸載后的輸送帶清掃表面粘著物之用。 最簡單的清掃裝置是刮板式清掃器，是用重錘或彈簧使刮板緊壓在輸送帶上。此外，還有旋轉(zhuǎn)刷、指狀彈性刮刀、水力沖刷、振動(dòng)清掃等。采用哪種裝置，視所運(yùn)物料的粘性而定。 輸送帶的清掃效果，對延長輸送帶的使用壽命和雙滾筒驅(qū)動(dòng)的穩(wěn)定運(yùn)行有很大影響，在設(shè)計(jì)和使用中都必須給予充分的注意。九、裝載裝置九、裝載裝置 裝載裝置由漏斗和擋板組成。 對裝載裝置的要求：當(dāng)物料裝在輸送帶的正中位置時(shí)，應(yīng)使物料落下時(shí)能有一個(gè)與輸送方向相同的初速度；當(dāng)運(yùn)送物料中有大塊時(shí)，應(yīng)使碎料先落在輸送帶墊底，大塊物料后落入輸送帶以減輕對輸送帶的損傷。第三節(jié)第三節(jié) 帶式輸送機(jī)

36、的傳動(dòng)原理帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)原理一、膠帶的摩擦傳動(dòng)原理 帶式輸送機(jī)所需要的牽引力是通過傳動(dòng)滾筒與膠帶之間的摩擦力來傳遞的。圖3-24所示為帶式輸送機(jī)傳動(dòng)原理簡圖。 原理：當(dāng)電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器帶動(dòng)傳動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)滾筒靠摩擦力帶動(dòng)膠帶沿圈中所示箭頭方向運(yùn)動(dòng)，使得膠帶與傳動(dòng)滾筒相遇點(diǎn)的張力Fy大于分離點(diǎn)的張力FL 。Fy與FL之差值為傳動(dòng)滾筒所傳遞的牽引力。圖324 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)原理圖 取AB這段長度的膠帶為隔離體，如圖3-24(c)所示。當(dāng)傳動(dòng)滾筒順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，作用在單元體上的力有：A點(diǎn)的張力F；B點(diǎn)的張力F+dF，與F成d角；傳動(dòng)滾筒對膠帶的法向反力dN及摩擦力dN。 為滾筒與膠帶之問的摩擦系數(shù)

37、。當(dāng)忽略膠帶自重、離心力和彎曲力矩時(shí)，該單元體受力平衡方程為： 2cos)(2cos2sin)(2sinddFFdNdFddFFdFdNsin,cos1222dddd由于很小，故因此，上述方程組可簡化為：dNdFddFFddN2(略去二次微量 項(xiàng))，解上述方程組，得：dFdFdddFFddFF2ddF （33） 式(3-3)為一階常微分方程。解之可得出張力隨圍包角變化而變化的函數(shù)F=f(）在極限平衡狀態(tài)下，當(dāng)圍包角由O增加到時(shí)，張力由FL增加到Fymax 。利用這兩個(gè)邊界條件，對微分方程式(3-3)兩邊定積分得 0maxdFdFylFFeFFleFFlymax解上式，得同理，對于圍包弧上任意一

38、點(diǎn)A的張力F可以表示為：（35）（34） 相遇點(diǎn)張力Fy隨負(fù)載的增加而加大，當(dāng)負(fù)載增加過多時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)相遇點(diǎn)張力Fy 與分離點(diǎn)張力Fl之差大于傳動(dòng)滾筒與膠帶間的極限摩擦力，膠帶將在滾筒上打滑而不能工作。若使膠帶不在滾筒上打滑，必須滿足如下條件： Fl Fy Fymax (3-6) 圖3-25所示是按式(3-4)、(3-6)繪制的膠帶張力變化規(guī)律曲線。從圖中可以看出，膠帶張力在BC弧內(nèi)按歐拉公式(3-4)所反映的規(guī)律變化，在c點(diǎn)膠帶的張力達(dá)到Fy ，在CA弧內(nèi)膠帶的張力保持不變。 3-25 傳動(dòng)滾筒上膠帶張力變化曲線 膠帶是彈性體，在張力作用下要產(chǎn)生彈性伸長，而且受力越大變形越大。而膠帶張力由相

39、遇點(diǎn)到分離點(diǎn)是逐漸變小的，也就是說在相遇點(diǎn)被拉長的膠帶，在向分離點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)隨著張力的減小而逐漸收縮。 在這個(gè)過程中，膠帶與滾筒之間便產(chǎn)生相對滑動(dòng)，稱其為彈性滑動(dòng)(或叫彈性蠕動(dòng))，顯然，彈性滑動(dòng)只發(fā)生在傳動(dòng)滾筒上有張力差的一段膠帶內(nèi)。這個(gè)張力差就是滾筒傳遞給膠帶的牽引力。也就是說在傳遞牽引力的圍包弧內(nèi)必然有彈性滑動(dòng)現(xiàn)象。這段由彈性滑動(dòng)產(chǎn)生的弧叫滑動(dòng)弧，滑滑動(dòng)弧所對應(yīng)的中心角叫利用角動(dòng)弧所對應(yīng)的中心角叫利用角，張力沒有變化，張力沒有變化的包角的包角 叫靜止角。叫靜止角?；瑒?dòng)弧隨著相遇點(diǎn)張力的增大而增加。二、傳動(dòng)裝置的牽引力 由式(3-4)可知，帶式輸送機(jī)單滾筒傳動(dòng)裝置可能傳遞的最大牽引力為：

40、(3-7) 從式(3-7)中可以看出，提高傳動(dòng)裝置牽引力有如下方法： 增大 。 增大圍包角a。 增大摩擦系數(shù)。各方法詳細(xì)闡述如下。 ) 1(maxmaxullyueFFFFlF增大 。增加拉緊力可使分離點(diǎn)張力 增大。但在增大 的同時(shí)，必須相應(yīng)地增大膠帶斷面，這樣就使膠帶費(fèi)用及傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)尺寸隨之加大，故不經(jīng)濟(jì)。增大圍包角a。對于井下帶式輸送機(jī)，因工作條件較差，所需牽引力較大，可采用雙滾筒傳動(dòng)增大圍包角。增大摩擦系數(shù)。通常是在傳動(dòng)滾筒上覆蓋摩擦系數(shù)較大的橡膠、牛皮等襯墊材料，以增大摩擦系數(shù)。lFlFlF 式(3-7)表示的是傳動(dòng)滾筒能傳遞的最大摩擦牽引力。在實(shí)際使用中，考慮到摩擦系數(shù)和運(yùn)行阻力

41、的變化，以及啟動(dòng)加速時(shí)的動(dòng)負(fù)荷影響，應(yīng)使摩擦牽引力有一定的富裕量作為備用。因此，設(shè)計(jì)采用的摩擦牽引力 Fu應(yīng)為：neFnFFluu1max（38）n為摩擦力備用系數(shù)(又稱起動(dòng)系數(shù))，可取n1.31.7。 p 摩擦系數(shù)對所能傳遞的牽引力有很大影響。p 影響摩擦系數(shù)的因素很多，主要是輸送帶與滾筒接觸面的材料、表面狀態(tài)以及工作條件。 對于功率大的帶式輸送機(jī)，還要考慮比壓、輸送帶覆蓋膠和滾筒包覆層的硬度、滑動(dòng)速度、接觸面溫度。 三、雙滾筒傳動(dòng)牽引力的分配 目前采用雙滾筒傳動(dòng)的帶式輸送機(jī)有兩種形式： 一是兩滾筒通過一對齒數(shù)相同的傳動(dòng)齒輪聯(lián)接(即剛性聯(lián)接)三、雙滾筒傳動(dòng)牽引力的分配 一是兩個(gè)滾筒分別傳動(dòng)。

42、(一)剛行聯(lián)接的雙滾筒傳動(dòng) 具有剛性聯(lián)接的雙滾筒傳動(dòng)，兩個(gè)滾筒的轉(zhuǎn)數(shù)相同。若兩滾筒的直徑也相等，則從圖3-27中可以看出，膠帶由滾筒的D點(diǎn)到滾筒I的B點(diǎn)的張力是相等的，故B點(diǎn)可以看做是D點(diǎn)的繼續(xù)。當(dāng)滾筒II傳遞的牽引力達(dá)到極限值后，滾筒開始傳遞牽引力。這時(shí)，靜止角僅存在于滾筒上。 圖3-27 具有剛性聯(lián)接的雙滾筒上膠帶張力變化曲線 r 滾筒可能傳遞的最大牽引力為：r 滾筒可能傳遞的最大牽引力為：式中，F(xiàn)為兩滾筒間膠帶的張力。r 傳動(dòng)裝置可能傳遞的總牽引力為：式中：) 1(2maxeFFFFll21) 1(maxmaxeeFFFFl y) 1(maxmaxmaxeFFFFll211) 1(221

43、maxmax eeeFF式(311)說明，對于具有剛性連接的雙滾筒傳動(dòng)裝置，滾筒I可能傳遞的最大牽引力比滾筒大 倍。 2e2maxmaxeFF 221r兩滾筒可能傳遞的最大牽引力之比為： 通常情況下， ，故得： 具有剛性聯(lián)接的雙滾筒傳動(dòng)裝置優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低；缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)好的牽引力分配比值只適用于一定的載荷及一定的值，當(dāng)載荷變化及滾筒表面情況變化時(shí)牽引力的比值也隨之改變。一般井下帶式輸送機(jī)是在過度張緊狀態(tài)過度張緊狀態(tài)下運(yùn)行，同時(shí)臟物使摩擦系數(shù)增大，這就使?jié)L筒II傳遞的牽引力過大，故滾筒II磨損較快。為了使負(fù)荷不集中在滾筒II上，滾筒II的直徑應(yīng)略小于滾筒I的直徑。 (二)雙滾筒分別傳動(dòng) 在這

44、種情況下，兩滾筒分別用單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。設(shè)計(jì)時(shí)在總功率確定后，需要解決如何分配兩個(gè)滾筒所傳遞的功率問題。運(yùn)轉(zhuǎn)中由于兩臺電機(jī)的特性差別、兩滾筒直徑的差別以及輸送帶彈性的影響，兩臺電機(jī)的實(shí)際輸出功率與設(shè)計(jì)時(shí)分配的功率往往不同。傳動(dòng)功率的分配，有按最小張力分配和按比例分配兩種方式。1.按最小張力分配：指傳遞一定的牽引力，輸送帶的張力最小。 從式(3-7)可以看出，總的摩擦牽引力Fumax一定時(shí)，為使FL最小，在摩擦系數(shù)不變的條件下，要充分利用圍包角 。若兩滾筒的圍包角分別為 和 ，如圖3-28所示，則相遇點(diǎn)一側(cè)的滾筒I所能傳遞的最大牽引力為： (3-12)021) 1(1max eFF分離點(diǎn)一側(cè)的滾

45、筒所能傳遞的最大牽引力為：) 1(2maxeFFl(3-13)圖3-28 雙滾筒分別傳動(dòng)時(shí)的膠帶張力變化曲線2eFFl) 1(12max eeFFl（3-15)(3-14)當(dāng)滾筒的圍包角充分利用，都是利用2角時(shí)：將式(3-14)代入式(3-12)得：p 為充分利用圍包角，應(yīng)按式(315)和式(313)求得的牽引力計(jì)算和配備兩個(gè)滾筒所需要的電動(dòng)機(jī)功率。 按圖328所示的圍包方式，一般情況下 ，代入式(3-15)，(3-13)得： ) 1(2maxeFFl) 1(22max eeFFl2/21（3-16)（3-17)由) 1)(1(22maxmaxmax eeFFFFlu（3-18）得：) 1)(

46、1(22maxeeFFul（3-19） 式(3-19)是傳遞一定的摩擦牽引力Fu.max時(shí)，按式(3-16)，(3-17)配備兩滾筒電機(jī)時(shí)，輸送帶分離點(diǎn)應(yīng)有的張力。按最小張力分配 優(yōu)點(diǎn): 傳遞一定的牽引力時(shí)，輸送帶張力最小，有利于輸送帶運(yùn)行。 缺點(diǎn):很難選到合適的電動(dòng)機(jī)，且兩滾筒所用的電動(dòng)機(jī)功率及減速器不同，設(shè)計(jì)和使用都不便。2按比例分配 這是按比例將總功率分到兩個(gè)滾筒上通常采用按l:1和2:1兩種分配方式。(1)按1：1分配 以這種方式分配時(shí)，可設(shè)兩滾筒功率相同，各為總功率的1/2。 優(yōu)點(diǎn)：電機(jī)、減速器及有關(guān)設(shè)備全一樣，運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)方便，因此采用較多。 缺點(diǎn)：不能充分利用相遇點(diǎn)一側(cè)的滾筒所能傳遞

47、的摩擦牽引力，因而需要加大輸送帶的張力。 (2)(2)按按2 2：1 1分配分配 這是將相遇點(diǎn)一側(cè)的滾筒I的功率按兩倍于滾筒分配。優(yōu)點(diǎn)：兩滾筒既可使用相同的電機(jī)、減速器及有關(guān)設(shè)備，又可充分發(fā)揮滾筒I的摩擦牽引力。傳遞同樣牽引力時(shí)，所需輸送帶的張力比按1:1分配小得多。缺點(diǎn)：滾筒I需兩套電機(jī)和減速器，占地面積大。 z 改善雙滾筒傳動(dòng)負(fù)載不均勻的有效方法，除在電動(dòng)機(jī)和減速器之間采用液力耦合器，以增大滾筒的滑差外，還應(yīng)在工作中對輸送機(jī)加強(qiáng)維修，將卸載后的輸送機(jī)清掃干凈，防止煤粉粘結(jié)在滾筒表面，使兩傳動(dòng)滾筒的直徑大小不一。 第四節(jié)第四節(jié) 帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)與計(jì)算帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)

48、算分設(shè)計(jì)計(jì)算和選型計(jì)算型兩種。前者是按給定的工作條件經(jīng)計(jì)算選用DT型/QD80型的標(biāo)準(zhǔn)零部件組成固定式帶式輸送機(jī)的整機(jī)。后者是按給定的使用條件選用有定型規(guī)格的整機(jī)產(chǎn)品。兩種情況下的計(jì)算方法基本是一致的。 z 固定式帶式輸送機(jī)一般無定型整機(jī)產(chǎn)品，但其各個(gè)部件如輸送帶、滾筒組件、驅(qū)動(dòng)裝置、托輥組件、機(jī)架、拉緊裝置、制動(dòng)裝置、清掃裝置、電控及保護(hù)裝置都有標(biāo)準(zhǔn)系列，可供選用。z 設(shè)計(jì)時(shí)，按給定的工作條件經(jīng)過計(jì)算和優(yōu)化，再選用適當(dāng)規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)部件組成輸送機(jī)的整機(jī)。r 帶式輸送機(jī)的帶式輸送機(jī)的計(jì)算內(nèi)容計(jì)算內(nèi)容有：有： 輸送能力輸送能力及相關(guān)參數(shù)、及相關(guān)參數(shù)、運(yùn)行阻力運(yùn)行阻力、牽引力牽引力及及牽引功率牽引功率

49、、輸送帶強(qiáng)度驗(yàn)算輸送帶強(qiáng)度驗(yàn)算、拉緊力拉緊力和和制動(dòng)力矩制動(dòng)力矩。 下面給出詳細(xì)的計(jì)算步驟和計(jì)算方下面給出詳細(xì)的計(jì)算步驟和計(jì)算方法。法。 一、原始數(shù)據(jù)及工作條件一、原始數(shù)據(jù)及工作條件帶式輸送機(jī)的計(jì)算應(yīng)具有下列原始數(shù)據(jù)：帶式輸送機(jī)的計(jì)算應(yīng)具有下列原始數(shù)據(jù)： 帶式輸送機(jī)的使用地點(diǎn)及工作環(huán)境；帶式輸送機(jī)的使用地點(diǎn)及工作環(huán)境； 帶式輸送機(jī)的布置形式及尺寸：運(yùn)輸距帶式輸送機(jī)的布置形式及尺寸：運(yùn)輸距離、傾角及向上運(yùn)輸離、傾角及向上運(yùn)輸 還是向下運(yùn)輸；還是向下運(yùn)輸； 所運(yùn)物料名稱和運(yùn)輸量，所運(yùn)物料名稱和運(yùn)輸量， 所運(yùn)物料的性質(zhì)：塊度、松散密度、堆所運(yùn)物料的性質(zhì)：塊度、松散密度、堆積角、溫度、濕度、磨琢性、腐

50、蝕性；積角、溫度、濕度、磨琢性、腐蝕性； 裝載和卸載情況。裝載和卸載情況。 二、輸送能力及相關(guān)參數(shù) 帶式輸送機(jī)的最大輸送能力是由輸送帶上物料的最大截面積、帶速和設(shè)備傾斜系數(shù)決定的，即： (323) 如考慮物料的質(zhì)量，則上式可寫成： (324)式中，Qv為容積輸送能力m3/h；Q為輸送能力t/h； A為輸送帶上物料的最大橫斷面積m2； v為輸送帶的運(yùn)行速度m/s；r為物料的松散密度； k為輸送機(jī)的傾斜系數(shù)。AvkQv3600kAvQv6 . 3A的計(jì)算的計(jì)算 對于沿水平運(yùn)行的輸送帶可用一輥、二輥和三輥承托，物料在輸送帶上的最大橫斷面積如圖3-29所示。計(jì)算方法如下：6tan)cos)(2331l

51、blA21AAA)sin2)()(cos2(3332lblblA（3-26）（3-27）（3-25）b為有效帶寬 m，B2m，b=0.9B-0.05 ; B2m，b=B-0.25； 為動(dòng)堆積角，一般為安息角的50%75%；為槽角，對于單輥組成的槽形，=0；3為中心托輥長，設(shè)計(jì)時(shí)一般取0.38b 0.4b，對于單輥或二輥組成的槽形，3=0。 由上可知，輸送帶的帶寬B和它的運(yùn)行速度v決定了帶式輸送機(jī)的輸送能力。 (a)具有一個(gè)承載托輥 圖329 物料的最大堆積面積 最佳帶寬與帶速的匹配，應(yīng)經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)確定，特別是對大型帶式輸送機(jī)。一般來說，帶寬大，不僅使輸送帶加重，還會(huì)使整機(jī)加重、占地加寬、造價(jià)升高

52、。因此，適當(dāng)提高帶速可有效解決這一問題。但過分提高帶速，也會(huì)帶來負(fù)面效應(yīng)，如所需電動(dòng)機(jī)功率加大，則運(yùn)營費(fèi)用增加。同時(shí)，維護(hù)工作量和難度也要加大。 對設(shè)計(jì)人員而言，應(yīng)從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面綜合考慮，以噸量運(yùn)輸費(fèi)用最低為目標(biāo)函數(shù)，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)最終確定帶寬和帶速。三、運(yùn)行阻力 帶式輸送機(jī)的運(yùn)行阻力由以下幾種阻力組成： 主要阻力主要阻力F FH H、附加阻力、附加阻力F FN N、特種主要阻力、特種主要阻力F Fs1s1、特種附加阻力、特種附加阻力F Fs2s2、傾斜阻力、傾斜阻力F Fstst。 這五種阻力不是每種帶式輸送機(jī)都有，如特種阻力Fs1，F(xiàn)s2只出現(xiàn)在某些設(shè)備中。(一)主要阻力 主要阻力包括：托輥

53、旋轉(zhuǎn)阻力和輸送帶的前進(jìn)阻力。 托輥旋轉(zhuǎn)阻力是由托輥軸承和密封間的摩擦產(chǎn)生的； 輸送帶的前進(jìn)阻力是由于輸送帶在托輥上反復(fù)被壓凹陷，以及輸送帶和物料經(jīng)過托輥時(shí)反復(fù)彎曲變形產(chǎn)生的。計(jì)算方法如下：式中：f為模擬摩擦系數(shù)，參見表2-18；(3-28)RUROGBHqqqqfLgFcos)2( L為輸送機(jī)長度(頭、尾滾筒中心距)，m；g為重力加速度，g=9.81m/s2；為輸送機(jī)的工作傾角。當(dāng)輸送機(jī)傾角小于18時(shí)，可取cos1；qB為每米長輸送帶的質(zhì)量，kg/m；qG為每米長輸送物料的質(zhì)量，kg/m；qRO為承載分支托輥每米長旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量，kg/m；qRU為回程分支托輥每米長旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量，kg/m。(

54、二)附加阻力 附加阻力包括：物料在裝卸段被加速的慣物料在裝卸段被加速的慣性阻力和摩擦阻力性阻力和摩擦阻力；物料在裝載段的導(dǎo)料擋側(cè)壁上的摩擦阻力；除驅(qū)動(dòng)滾筒以外的滾筒軸承阻力；輸送帶在滾筒上繞行的彎曲阻力。 附加阻力的計(jì)算：NdNcNbNaNFFFFFNdNcNbNaFFFF,的計(jì)算見表3-24 （3-32）( (三三) )特種主要阻力特種主要阻力 特種主要阻力包括：由于槽形托輥的兩側(cè)由于槽形托輥的兩側(cè)輥向前傾斜引起的摩擦阻力輥向前傾斜引起的摩擦阻力；在輸送帶的重段沿線設(shè)有導(dǎo)料擋板時(shí)，物料與擋板之間的摩擦物料與擋板之間的摩擦阻力阻力。 特種主要阻力的計(jì)算： SbSaSFFF1（3-34）(四)特

55、種附加阻力 特種附加阻力包括：輸送帶清掃器的阻力；犁式卸料器的阻力；卸料車的阻力；空段輸送帶的翻轉(zhuǎn)阻力。 特種附加阻力的計(jì)算：SdScSbSaSFFFFF2（3-35）SdScSbSaFFFF,的計(jì)算見表3-26(五)傾斜阻力FST 傾斜阻力是在傾斜安裝的輸送機(jī)上，物料上運(yùn)時(shí)要克服的重力，或物料下運(yùn)時(shí)的負(fù)重力。 傾斜阻力的計(jì)算式：sinLqHgqFGGst（3-36）(六)牽引力 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)滾筒上所需牽引力(圓周力)是所有運(yùn)行阻力之和，即：stssNHUFFFFFF21（3-37）四、膠帶張力、托輥間垂度計(jì)算及膠帶強(qiáng)度校核(一)膠帶張力 由式(3-8)可知，為了滿足啟動(dòng)要求(啟動(dòng)時(shí)膠帶張力

56、較大，另外有時(shí)會(huì)出現(xiàn)超載和意外載荷，膠帶張力也會(huì)增大)及摩擦阻力和運(yùn)行阻力的變化，牽引力應(yīng)有一定的儲(chǔ)備能力，保證滾筒與膠帶不打滑。則相遇點(diǎn)的最大張力為： uyFenF) 11(max.（3-38）分點(diǎn)離的最小張力為： eFFylmax.max.（3-39） 這里的Flmin不一定是運(yùn)輸機(jī)最小張力點(diǎn)，而要根據(jù)運(yùn)輸機(jī)布置情況和傾角大小確定，且要滿足垂度要求。如果滿足不了垂度要求，則由垂度要求確定Flmin ，再反求最大張力Fy.max, 輸送機(jī)其他各點(diǎn)的張力利用逐點(diǎn)計(jì)算法求出。 (二)托輥間垂度的計(jì)算 承載段垂度要求膠帶最小張力點(diǎn)的張力為：ROROBGlflqqgFmaxmin8)(3-40)回程

57、段垂度要求膠帶最小張力點(diǎn)的張力為：RURUBlflgqFmaxmin8(3-41)(三) 膠帶張度校核計(jì)算出膠帶最大張力FMAX后，應(yīng)驗(yàn)算膠帶的強(qiáng)度。帆布膠帶校核帆布層Z的計(jì)算如下：BmFb.max（3-44）整芯塑料帶及鋼絲繩芯膠帶的強(qiáng)度計(jì)算如下：bBmFZ.max（3-43）b式中， 為膠帶強(qiáng)度；B為帶寬；m為安全系數(shù)。式中，m為整芯塑料帶及鋼絲繩芯膠帶的安全系數(shù)。五、帶式輸送機(jī)所需的傳動(dòng)功率 (一)驅(qū)動(dòng)滾筒所需功率 驅(qū)動(dòng)滾筒所需功率可按下式求得： 1000vFNuA（3-45）(二)電動(dòng)機(jī)所需功率電動(dòng)機(jī)所需功率可按下式求得：mumAvFNN1000（3-46）如果是反饋運(yùn)轉(zhuǎn)，則其電動(dòng)機(jī)功

58、率為：式中： 為反饋傳動(dòng)效率，一般取0.951.0mANNm（3-47）式中：N為電動(dòng)機(jī)所需功率； 為傳動(dòng)效率，一般取0.85 0.95m第五節(jié)第五節(jié) 帶式輸送機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 隨著帶式輸送機(jī)使用范圍不斷擴(kuò)大，單機(jī)及輸送線越來越長，如何合理選擇輸送機(jī)，降低運(yùn)輸成本顯得日益重要，現(xiàn)將參考文獻(xiàn)(4)所述帶式輸送機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法介紹如下。一、優(yōu)化方法 帶式輸送機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)各約束條件無法歸結(jié)為顯式的函數(shù)，且約束較多。為此采用網(wǎng)絡(luò)法進(jìn)行優(yōu)化。這種方法是依次序取點(diǎn)，計(jì)算其目標(biāo)函數(shù)值，并與計(jì)算過的最好點(diǎn)進(jìn)行比較，最后留下離散最優(yōu)點(diǎn)。 帶式輸送機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)是單位物料運(yùn)費(fèi)最低。 對于某一確定

59、的運(yùn)量、帶速及驅(qū)動(dòng)滾筒的圍包角，輸送帶的帶寬越小，強(qiáng)度等級越低，對降低成本越有利，托輥組間距在滿足撓度條件和托輥承載能力的條件下越大越有力。二、優(yōu)化方法與普通算法的比較 根據(jù)實(shí)例的優(yōu)化計(jì)算結(jié)果，運(yùn)費(fèi)為0.08元/噸，而普通計(jì)算方法所設(shè)計(jì)的輸送機(jī)費(fèi)用為0.12元/噸。 可以看出經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)，輸送機(jī)的運(yùn)營費(fèi)用大幅度降低，可見優(yōu)化方法應(yīng)用到帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)中是十分有意義的。第第六六節(jié)節(jié) 特種帶式輸送機(jī)特種帶式輸送機(jī)一、鋼絲繩牽引帶式輸送機(jī) 鋼絲繩牽引帶式輸送機(jī)是一種強(qiáng)力帶式輸送機(jī)，在我國煤礦斜井中曾廣泛應(yīng)用。 特點(diǎn)：以鋼絲繩作為牽引機(jī)構(gòu)，膠帶只起承載作用，不承受牽引力。 鋼絲繩牽引帶式輸送機(jī)示意圖如

60、圖3-33所示。 圖3-33 鋼絲繩牽引帶式輸進(jìn)機(jī)1鋼絲繩驅(qū)動(dòng)裝置；2摩擦繩輪；3導(dǎo)向繩輪；4牽引鋼絲繩；5轉(zhuǎn)向繩輪組；6分繩輪7卸載斗；8卸載滾筒；9中間托繩輪；10裝載裝置；11機(jī)械保護(hù)裝置；12輸送帶張緊車；13輸送帶張緊滾筒；14鋼絲蠅張緊蠅輪；15鋼絲繩張緊車； 16拉緊用絞車；17輔送帶和鋼絲繩張緊重錘；18輸送帶工作原理工作原理：膠帶18自由落地搭在兩根并行鋼絲繩上，通過兩端換向滾筒形成環(huán)形系統(tǒng)。而鋼絲繩4經(jīng)過傳動(dòng)輪2及張緊繩輪14或15形成另一個(gè)環(huán)形系統(tǒng)鋼絲繩4由中間拖繩輪組9來支承。傳動(dòng)輪由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。借助于傳動(dòng)輪與鋼絲繩間的摩擦力帶動(dòng)鋼絲繩，而通過鋼絲繩與膠帶間的摩擦力帶動(dòng)