帶式輸送機(jī)的PLC控制

1、第一章緒論帶式輸送機(jī)是一種摩擦驅(qū)動(dòng)以連續(xù)方式運(yùn)輸物料的機(jī)械。它可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點(diǎn)到最終的卸料點(diǎn)間形成一種物料的輸送流程。它既可以進(jìn)行碎散物料的輸送，也可以進(jìn)行成件物品的輸送。除進(jìn)行純粹的物料輸送外，還可以與各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程中的工藝過程的要求相配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運(yùn)輸線。所以帶式輸送機(jī)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中。在礦山的井下巷道、礦井地面運(yùn)輸系統(tǒng)、露天采礦場(chǎng)及選礦廠中，廣泛應(yīng)用帶式輸送機(jī)。它可以用于水平運(yùn)輸或傾斜運(yùn)輸。1.1國(guó)內(nèi)外帶式輸送機(jī)研究狀況及差距1.1.1國(guó)外運(yùn)帶式輸送機(jī)的研究現(xiàn)狀國(guó)外在帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析研究方面開展得比較早，動(dòng)態(tài)分析理論與研制的軟件

2、已基本能夠滿足當(dāng)前帶式輸送機(jī)發(fā)展之需；而我國(guó)相對(duì)較晚，與國(guó)外相比還存在一定的差距，尤其是動(dòng)態(tài)分析軟件部分。為了盡快彌補(bǔ)這一差距，趕超世界水平，有必要研究和分析當(dāng)今國(guó)外帶式輸送機(jī)的動(dòng)態(tài)分析軟件。國(guó)外動(dòng)態(tài)分析軟件目前,美國(guó)、法國(guó)、澳大利亞、意大利等國(guó)家在動(dòng)態(tài)分析研究方面，已經(jīng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先地位。1.1.2國(guó)內(nèi)運(yùn)帶式輸送機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀我國(guó)生產(chǎn)制造的上運(yùn)帶式輸送機(jī)的品種、類型較多。在“八五”期間，通過國(guó)家一條龍“日產(chǎn)萬噸綜采設(shè)備”項(xiàng)目的實(shí)施，帶式輸送機(jī)的技術(shù)水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)品開發(fā)都取得了很大的進(jìn)步。如大傾角、長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順

3、槽可伸縮帶式輸送機(jī)等均填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，并對(duì)帶式輸送機(jī)的主要元部件進(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)速型液力耦合器和行星齒輪減速器。1.1.3國(guó)內(nèi)外運(yùn)帶式輸送機(jī)的技術(shù)的差距a、大型皮帶輸送機(jī)的關(guān)鍵核心技術(shù)上的差距(1)皮帶輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)測(cè)技術(shù)長(zhǎng)距離、大功率皮帶輸送機(jī)的技術(shù)關(guān)鍵是動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)，它是制約大型皮帶輸送機(jī)發(fā)展的核心技術(shù)。目前我國(guó)用剛性理論來分析研究帶式輸送機(jī)并制訂計(jì)算方法和設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)中對(duì)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)。(2)可靠的可控軟起動(dòng)技術(shù)與功率均衡技術(shù)長(zhǎng)距離大運(yùn)量

4、帶式輸送機(jī)由于功率大、距離長(zhǎng)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)。國(guó)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(zhǎng)距離帶式輸送機(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(guó)外相比還有一定差距。當(dāng)單機(jī)功率500kW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(guó)產(chǎn)化。b、技術(shù)性能上差距我國(guó)上運(yùn)帶式輸送機(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，尤其是順槽可伸縮帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵

5、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(guó)外有著很大差距。(1)裝機(jī)功率我國(guó)工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)最大裝機(jī)功率為4X250kW,國(guó)外產(chǎn)品可達(dá)4X970kW,國(guó)產(chǎn)帶式輸送機(jī)的裝機(jī)功率約為國(guó)外產(chǎn)品的30%40%,固定帶式輸送機(jī)的裝機(jī)功率相差更大。(2)運(yùn)輸能力我國(guó)帶式輸送機(jī)最大運(yùn)量為3000t/h,國(guó)外已達(dá)5500t/h。(3)最大輸送帶寬度我國(guó)帶式輸送機(jī)為1400mm，國(guó)外最大1830mm。(4)帶速由于受托輾轉(zhuǎn)速的限制，我國(guó)帶式輸送機(jī)帶速為4m/s,國(guó)外為5m/s以上。(5)工作面順槽運(yùn)輸長(zhǎng)度我國(guó)為3000m,國(guó)外為7300m。(6)自移機(jī)尾國(guó)內(nèi)自移機(jī)尾主要依賴進(jìn)口。對(duì)自移機(jī)尾的要

6、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)快速自移。(7)高效儲(chǔ)帶與張緊裝置我國(guó)采用封閉式儲(chǔ)帶結(jié)構(gòu)和絞車?yán)o為主。國(guó)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，托輾小車能自動(dòng)隨輸送帶伸縮到位。(8)輸送機(jī)品種國(guó)內(nèi)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。c、可靠性、壽命上的差距(1)輸送帶抗拉強(qiáng)度我國(guó)生產(chǎn)的織物整芯阻燃輸送帶最高為2500N/mm,國(guó)外為3150N/mm。鋼絲繩芯阻燃輸送帶最高為4000N/mm,國(guó)外為7000N/mm。(2)輸送帶接頭強(qiáng)度我國(guó)輸送帶接頭強(qiáng)度為母帶的50%65%,國(guó)外達(dá)母帶的70%75

7、%。(3)托輾壽命我國(guó)現(xiàn)有的托輾技術(shù)與國(guó)外比較，壽命短、速度低、阻力大。我國(guó)輸送機(jī)托輾壽命為2萬h,國(guó)產(chǎn)托輾壽命僅為國(guó)外產(chǎn)品的30%40%(4)輸送機(jī)減速器壽命我國(guó)輸送機(jī)減速器壽命2萬h,國(guó)外輸送機(jī)減速器壽命7萬h。(5)帶式輸送機(jī)上下運(yùn)行時(shí)可靠性差。d、控制系統(tǒng)上差距(1)驅(qū)動(dòng)方式我國(guó)為調(diào)速型液力偶合器和硬齒面減速器，國(guó)外傳動(dòng)方式多樣，如BOSS系統(tǒng)、CST可控傳動(dòng)系統(tǒng)等。(2)監(jiān)控裝置國(guó)外輸送機(jī)已采用高檔可編程序控制器PLCo我國(guó)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。(3)輸送機(jī)保護(hù)裝置近年國(guó)外輸送機(jī)先進(jìn)保護(hù)裝置技術(shù)是國(guó)內(nèi)的空白。1.2改進(jìn)方法(1)

8、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、高速托輾等，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?，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)，如彎曲帶式輸送機(jī)、大傾

9、角或垂直提升輸送機(jī)等。1.3常用帶式輸送機(jī)類型與特點(diǎn)帶式輸送機(jī)分類方法有多種，按運(yùn)輸物料的輸送帶結(jié)構(gòu)可分成兩類，一類是普通型帶式輸送機(jī)， 這類帶式輸送機(jī)在輸送帶運(yùn)輸物料的過程中， 上帶呈槽形， 下帶呈平形，輸送帶有托輾托起，輸送帶外表幾何形狀均為平面；另外一類是特種結(jié)構(gòu)的帶式輸送機(jī)，各有各的輸送特點(diǎn)其簡(jiǎn)介如下各種帶式輸送機(jī)的特點(diǎn)：3.%2.%3QD80輕型固定式帶輸送機(jī)與TDII型相比，具帶較薄、載荷也較輕，運(yùn)距一般不超過100m,電機(jī)容量不超過22kwo4.%2.%3U形帶式輸送機(jī)它又稱為槽形帶式輸送機(jī)，其明顯特點(diǎn)是將普通帶式輸送機(jī)的槽形托輾角提高到使輸送帶成U形。這樣一來輸送帶與物料間產(chǎn)生

10、擠壓，導(dǎo)致物料對(duì)膠帶的摩擦力增大，從而輸送機(jī)的運(yùn)輸傾角可達(dá)25。(3)管形帶式輸送機(jī)是U形帶式輸送帶進(jìn)一步的成槽，最后形成一個(gè)圓管狀，即為管形帶式輸送機(jī)，故可以實(shí)現(xiàn)閉密輸送物料，可明顯減輕粉狀物料對(duì)環(huán)境的污染，并且可以實(shí)現(xiàn)彎曲運(yùn)行。(4)壓帶式帶輸送機(jī)它是用一條輔助帶對(duì)物料施加壓力。這種輸送機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是：輸送物料的最大傾角可達(dá)900,輸送能力不隨傾角的變化而變化，可實(shí)現(xiàn)松散物料和有毒物料的密閉輸送。其缺點(diǎn)是輸送帶的磨損增大和能耗較大。(5)鋼纜牽引帶式輸送機(jī)它是無際純運(yùn)輸與帶式運(yùn)輸相結(jié)合的產(chǎn)物，既具有鋼繩的高強(qiáng)度、牽引靈活的特點(diǎn)，又具有帶式運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)、柔性的優(yōu)點(diǎn)。第二章帶式輸送機(jī)施工設(shè)計(jì)1概

11、述1.2帶式輸送機(jī)的應(yīng)用帶式輸送機(jī)(beltconveyer)由驅(qū)動(dòng)裝置、拉緊裝置、輸送帶、中部構(gòu)架和托輾組成。輸送帶作為牽引和承載構(gòu)件，借以連續(xù)輸送散碎物料或成件品。帶式輸送機(jī)是一種摩擦驅(qū)動(dòng)以連續(xù)方式運(yùn)輸物料的機(jī)械。應(yīng)用它，可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點(diǎn)到最終的卸料點(diǎn)間形成一種物料的輸送流程。它既可以進(jìn)行碎散物料的輸送，也可以進(jìn)行成件物品的輸送。所以帶式輸送機(jī)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中。帶式輸送機(jī)與其他運(yùn)輸設(shè)備(如機(jī)車類)相比，具有輸送距離長(zhǎng)、運(yùn)量大、連續(xù)輸送等優(yōu)點(diǎn)，而且運(yùn)行可靠，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和集中化控制，尤其對(duì)高產(chǎn)高效礦井，帶式輸送機(jī)已成為煤炭開采機(jī)電一體化技術(shù)與裝備的

12、關(guān)鍵設(shè)備。1.2帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)通用帶式輸送機(jī)由輸送帶、托輾、滾筒及驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)、張緊、改向、裝載、卸載、清掃等裝置組成。(1)輸送帶常用的有橡膠帶和塑料帶兩種。橡膠帶適用于工作環(huán)境溫度-1540C之間。物料溫度不超過500Co對(duì)于大傾角輸送可用花紋橡膠帶。塑料帶具有耐油、酸、堿等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)于氣候的適應(yīng)性差，易打滑和老化。(2)托輾分單滾筒、雙滾筒和多滾筒等。有槽形托輾、平形托輾、調(diào)心托輾、緩沖托輾。槽形托輾用以輸送散粒物料；調(diào)心托輾用以調(diào)整帶的橫向位置，避免跑偏；緩沖托輾裝在受料處，以減小物料對(duì)帶的沖擊。(3)滾筒分驅(qū)動(dòng)滾筒和改向滾筒。驅(qū)動(dòng)滾筒是傳遞動(dòng)力的主要部件。分單滾筒、雙滾筒和多滾筒等。

13、(4)張緊裝置其作用是使輸送帶達(dá)到必要的張力，以免在驅(qū)動(dòng)滾筒上打滑。1.2帶式輸送機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)首先是它運(yùn)行可靠。在許多需要連續(xù)運(yùn)行的重要的生產(chǎn)單位，如發(fā)電廠煤的輸送，鋼鐵廠和水泥廠散狀物料的輸送，以及港口內(nèi)船舶裝卸等均采用帶式輸送機(jī)。必要時(shí)，帶式輸送機(jī)可以一班接一班地連續(xù)工作。帶式輸送機(jī)動(dòng)力消耗低。由于物料與輸送帶幾乎無相對(duì)移動(dòng)，不僅使運(yùn)行阻力小，而且對(duì)貨載的磨損和破碎均小，生產(chǎn)率高。有利于降低生產(chǎn)成本。帶式輸送機(jī)的輸送線路適應(yīng)性強(qiáng)又靈活。線路長(zhǎng)度根據(jù)需要而定?？梢园惭b在小型隧道內(nèi)，也可以架設(shè)在地面交通混亂和危險(xiǎn)地區(qū)的上空。根據(jù)工藝流程的要求，帶式輸送機(jī)能非常靈活地從一點(diǎn)或多點(diǎn)受料.也可以向多

14、點(diǎn)或幾個(gè)區(qū)段卸料。1帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算1.3選題背景帶式輸送機(jī)是一種摩擦驅(qū)動(dòng)以連續(xù)方式運(yùn)輸物料的機(jī)械。應(yīng)用它，可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點(diǎn)到最終的卸料點(diǎn)間形成一種物料的輸送流程。它既可以進(jìn)行碎散物料的輸送，也可以進(jìn)行成件物品的輸送。除進(jìn)行純粹的物料輸送外，還可以與各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程中的工藝過程的要求相配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運(yùn)輸線。所以帶式輸送機(jī)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中。本論文主要研究平帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)過程帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算，應(yīng)具有下列原始數(shù)據(jù)及工作條件資料原始參數(shù)和工作條件(1)輸送物料：煤(2)物料特性：(1)塊度：0300mm(2)散裝密度：0.90t/m3(

15、3)在輸送帶上堆積角：p=20(4)物料溫度：50C(3)工作環(huán)境：井下(4)輸送系統(tǒng)及相關(guān)尺寸：(1)運(yùn)距：1000mm(2)傾斜角：20(3)最大運(yùn)量:350t/h初步確定輸送機(jī)布置形式，如圖2.2-1所示：圖2.2-1傳動(dòng)系統(tǒng)圖1.3計(jì)算步驟帶寬的確定：按給定的工作條件，取原煤的堆積角為20。原煤的堆積密度按900kg/m3;輸送機(jī)的工作傾角3=0;帶式輸送機(jī)的最大運(yùn)輸能力計(jì)算公式為：Q=3.6svk（2.21）式中：Q輸送量（t/h）；v帶速（m/s）;物料堆積密度（kg/m3）；S在運(yùn)行的輸送帶上物料的最大堆積面積，m2K輸送機(jī)的傾斜系數(shù)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

16、送量一定時(shí)，適當(dāng)提高帶速，可減少帶寬。對(duì)水平安裝的輸送機(jī)，可選擇較高的帶速，輸送傾角越大帶速應(yīng)偏低，向上輸送時(shí)帶速可適當(dāng)高些，向下輸送時(shí)帶速應(yīng)低些。目前DTII系列帶式輸送機(jī)推薦的帶速為1.254m/s。對(duì)于下運(yùn)帶式輸送機(jī)，考慮管理難度大，一般確定帶速為23.5m/s。本設(shè)計(jì)選用運(yùn)行速度為1.6m/s。表2.2-1傾斜系數(shù)k選用表傾角(0)2468101214161820k1.000.990.980.970.950.930.910.890.850.81輸送機(jī)的工作傾角=0;查DTR帶式輸送機(jī)選用手冊(cè)（表2.2-1）（此后凡未注明均為該書）得卜=1按給頂?shù)墓ぷ鳁l件，取原煤的堆積角為20。；原煤的

17、堆積密度為900kg/m3;考慮山上的工作條件取帶速為1.6m/s;將個(gè)參數(shù)值代入上式，可得到為保證給頂?shù)倪\(yùn)輸能力，帶上必須具有的的截面積表2.2-2槽形托輾物料斷面面積A槽角入帶寬B=500mm帶寬B=650mm帶寬B=800mm帶寬B=1000mm動(dòng)堆積角p20動(dòng)堆積角p30動(dòng)堆積角p20動(dòng)堆積角p30動(dòng)堆積角p20動(dòng)堆積角p30動(dòng)堆積角p20動(dòng)堆積角p30S3.6vk3503.69001.6120.0675m2300.02220.02660.04060.04840.06380.07630.10400.1240350.0230.0270.0430.0500.0670.0790.1110.1

18、2968378800400.0240.0280.0450.0520.0710.0820.1160.13477330200450.0250.0290.0460.0530.0730.0840.1200.1366394600000.0240.0280.0450.0520.0710.0820.1160.1347733020050.0250.0290.0460.0530.0730.0840.1200表2.2-2,可知輸送機(jī)的承載托輾槽角350,物料的堆積角為20時(shí)，帶寬為800mm的輸送帶上允許物料堆積的橫斷面積為0.0678m2,此值大于計(jì)算所需要的堆積橫斷面積，據(jù)此選用寬度

19、為800mm的輸送帶能滿足要求。經(jīng)如上計(jì)算，確定選用帶寬B=800mm,680S型煤礦用阻燃輸送帶。680S型煤礦用阻燃輸送帶的技術(shù)規(guī)格：縱向拉伸強(qiáng)度750N/mm;帶厚8.5mm;輸送帶質(zhì)量9.2Kg/m。輸送帶寬度的核算輸送大塊散狀物料的輸送機(jī)，需要按（2.2-2）式核算，再查表2.2-2B2200(2.2-2)表2.2-2不同帶寬推薦的輸送物料的最大粒度mmWB500650800010001200140粒度篩分后100130018250300350未篩分150200030400500600計(jì)算：B8002300200800故，根據(jù)原始資料和上述選擇要求，輸送帶寬滿足輸送要求圓周驅(qū)動(dòng)力.計(jì)

20、算公式(1)所有長(zhǎng)度傳動(dòng)滾筒上所需圓周驅(qū)動(dòng)力 Fu為輸送機(jī)所有阻力之和，可用式(2.2-3)計(jì)算:FUFHFNFSIFS2F%式中FH主要阻力，N;FN附加阻力，N；FS1特種主要阻力，N;FS2特種附加阻力，N;Fst傾斜阻力，N。五種阻力中，F(xiàn)H、FN是所有輸送機(jī)都有的，其他三類阻力，根據(jù)輸送機(jī)側(cè)式中最大粒度，mm。(2.2-3)型及附件裝設(shè)情況定，由設(shè)計(jì)者選擇。對(duì)機(jī)長(zhǎng)大于80m的帶式輸送機(jī)，附加阻力FN明顯的小于主要阻力，可用簡(jiǎn)便的方式進(jìn)行計(jì)算。為此引入系數(shù)C作簡(jiǎn)化計(jì)算，則公式變?yōu)橄旅娴男问?FUCFHFSIFS2F%(2.2-5)計(jì)算，或從表查取LL。(2.2-5)式中 L0附加長(zhǎng)度，

21、一般在70mm到100mm之間;C系數(shù)，不小于1.02。C查DTH(A)型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)表3-5既本說明書表2.2-3表2.2-3系數(shù)CL80100150200300400500600C1.921.781.581.451.311.251.201.17L70080090010001500200025005000C1.141.121.101.091.061.051.041.03(1)主要阻力計(jì)算輸送機(jī)的主要阻力FH是物料及輸送帶移動(dòng)和承載分支及回程分支托輾旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生阻力的總和。可用式(2.2-6)計(jì)算:FHfLgqROqRU(2qBqG)cos式中f模擬摩擦系數(shù)，根據(jù)工作條件及制造安裝水平?jīng)Q定

22、，一般可按表(2.2-4)式中C與輸送機(jī)長(zhǎng)度有關(guān)的系數(shù)，在機(jī)長(zhǎng)大于80mm時(shí)，可按式(2.2-6)(2.2-8)其中 G2回程分支每組托輾旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量aU回程分支托輾間距，m；G2=15.8kg查取L輸送機(jī)長(zhǎng)度(頭尾滾筒中心距)，m；g重力加速度;初步選定托輾為DTn6204/C4，查表27,上托輾間距 a01.2m,下托輾間距 au=3m,上托輾槽角350,下托輾槽角qRO承載分支托輾組每米長(zhǎng)度旋轉(zhuǎn)部分重量,kg/m,(2.2-7)計(jì)qROGia0(2.2-7)其中GI承載分支每組托輾旋轉(zhuǎn)部分重量,kg;a0承載分支托輾間距，m；托輾已經(jīng)選好，知GI=24.3kg計(jì)算：qRO=GI/a0=2

23、4.3/1.3=20.25kg/mqRU回程分支托輾組每米長(zhǎng)度旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，kg/m,(2.2-8)計(jì)算:qRUGaU計(jì)算：qKU=G2=158=5.267kg/m3U3qG每米長(zhǎng)度輸送物料質(zhì)量qGIm=350=60.734kg/mv3.6v3.61.6qB每米長(zhǎng)度/&送帶質(zhì)量，kg/m,qB=9.2kg/mFHfLgqRoqRu(2qBqG)cos=0.045義300義9.8義20.25+5.267+(2義9.2+60.734)義cos35=11379Nf 運(yùn)行阻力系數(shù)f值應(yīng)根據(jù)表2.2-4選取。取 f=0.045表2.2-4阻力系數(shù)f輸送機(jī)工況f工作條件和設(shè)備質(zhì)量良好，帶速低，物料

24、內(nèi)摩擦較小0.020.023工作條件和設(shè)備質(zhì)量一般，帶速較高，物料內(nèi)摩擦較大0.0250.030工作條件惡劣、多塵低溫、濕度大，設(shè)備質(zhì)量較差，托輾成槽角大于3500.0350.045(2)主要特種阻力計(jì)算主要特種阻力FSI包括托輾前傾的摩擦阻力 F 和被輸送物料與導(dǎo)料槽攔板間的摩擦阻力 Fgl兩部分，按式(2.2-9)計(jì)算：FSIF+Fgl(2.2-9)本輸送機(jī)沒有主要特種阻力 Fs1,即 Fs1=0(3)附加特種阻力計(jì)算附加特種阻力FS2包括輸送帶清掃器摩擦阻力匕和卸料器摩擦阻力Fa等部分， 按下式計(jì)算:FS2n3FrFaAP3FaBk2(2.2-12)式中”清掃器個(gè)數(shù)，包括頭部清掃器和空段

25、清掃器;A一個(gè)清掃器和輸送帶接觸面積，m2,見表44八P清掃器和輸送帶間的壓力，N/m2,一股取為3101010N/m2;3清掃器和輸送帶間的摩擦系數(shù)，一般取為0.50.7;k2刮板系數(shù)，一般取為1500N/m。表2.2-5導(dǎo)料槽欄板內(nèi)寬、刮板與輸送帶接觸面積WB/mm導(dǎo)料欄板內(nèi)寬b1/m刮板與輸送帶接觸面積2A/m頭部清掃器空段清掃器5000.3150.0050.0086500.4000.0070.018000.4950.0080.01210000.6100.010.01512000.7300.0120.018(2.2-10)(2.2-11)14000.8500.0140.021242得A=

26、0.008m，取p=1010N/m，取3=0.6,將數(shù)據(jù)帶入式（2.2-11）4WJF=0.008X1010X0.6=480N擬設(shè)計(jì)的總圖中有兩個(gè)清掃器和一個(gè)空段清掃器（一個(gè)空段清掃器相當(dāng)于1.5個(gè)清掃器）Fa=0由式（2.2-10）WJFS2=3.5X480=1680N（4）傾斜阻力計(jì)算傾斜阻力按下式計(jì)算：FstFstqGgH（2.2-13）式中：因?yàn)槭潜据斔蜋C(jī)水平運(yùn)輸，所有H=0FstqGgH=0FUCFHFSIFS2FStFu=1.12X11379+0+1680+0=14425N2.3傳動(dòng)功率計(jì)算傳動(dòng)軸功率（PA）計(jì)算傳動(dòng)滾筒軸功率（PA）按式（2.3-1）計(jì)算：PA工1000（2.3-

27、1）2.3.2電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率PM,按式（2.3-2）計(jì)算：PA(2.3-2)式中一一傳動(dòng)效率，一般在0.850.95之間選??；一一聯(lián)軸器效率；每個(gè)機(jī)械式聯(lián)軸器效率：1=0.98液力耦合器器：1=0.96;一一減速器傳動(dòng)效率，按每級(jí)齒輪傳動(dòng)效率.為0.98計(jì)算；二級(jí)減速機(jī)：2=0.98X0.98=0.96三級(jí)減速機(jī)：2=0.98X0.98X0.98=0.94電壓降系數(shù)，一般取0.900.95。一一多電機(jī)功率不平衡系數(shù)，一般取”=0.900.95,單驅(qū)動(dòng)時(shí)，”=1根據(jù)計(jì)算出的PM值，查電動(dòng)機(jī)型譜，按就大不就小原則選定電動(dòng)機(jī)功率。由式(2.3-3)pA=144251.6=23080W100

28、0由式(2.3-2)2=55614W0.98(0.980.980.98)0.950.95選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為YB200L-4,N=30KW,數(shù)量2臺(tái)2.4輸送帶張力計(jì)算輸送帶張力在整個(gè)長(zhǎng)度上是變化的，影響因素很多，為保證輸送機(jī)正常運(yùn)行,輸送帶張力必須滿足以下兩個(gè)條件:(1)在任何負(fù)載情況下，作用在輸送帶上的張力應(yīng)使得全部傳動(dòng)滾筒上的圓周力是通過摩擦傳遞到輸送帶上，而輸送帶與滾筒間應(yīng)保證不打滑;23080(2)作用在輸送帶上的張力應(yīng)足夠大，使輸送帶在兩組托輾間的垂度小于定值。(1)輸送帶不打滑條件校核圓周驅(qū)動(dòng)力FU通過摩擦傳遞到輸送帶上(見圖2.4-1)傳動(dòng)滾筒傳遞的最大圓周力FmaxKaF。動(dòng)載荷系

29、數(shù) Ka=1.21.7；對(duì)慣性小、起制動(dòng)平穩(wěn)的輸送機(jī)可取較小值；否則，就應(yīng)取較大值。取 Ka=1.5傳動(dòng)滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)，見表2.4-1表2.4-1傳動(dòng)滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)工作條件SLminCFmax光面滾筒膠面滾筒清潔干燥0.250.030.40環(huán)境潮濕0.100.150.250.35潮濕粘污0.050.20取KA=1.5,由式 Fumax=1.5X14425=21638N對(duì)常用C=1.97e1該設(shè)計(jì)取=0.05;=4700SLminCFmax=1.9721638=42626N(2)輸送帶下垂度校核為了限制輸送帶在兩組托輾間的下垂度，作用在輸送帶上任意一點(diǎn)的最小張力Fmin,需按

30、式（2.4-1）和（2.4-2）進(jìn)行驗(yàn)算a(qBqG)g承 min；8aadm式中h允許最大垂度，一般0.01;aadma0承載上托輾間距（最小張力處）au回程下托輾間距（最小張力處）=0.01由式(2.4-1)和(2.4-2)得:adm1.2(9.260,734)9.8)=10280N80.0139.29.8=3381N80.01（3）各特性點(diǎn)張力計(jì)算為了確定輸送帶作用于各改向滾筒的合張力，拉緊裝置拉緊力和凸凹弧起始點(diǎn)張力等特性點(diǎn)張力，需逐點(diǎn)張力計(jì)算法，進(jìn)行各特性點(diǎn)張力計(jì)算。承(2.4-1)F回 min回程分支aqBg8haadm(2.4-2)F承 minF回 min300000圖2.4-2

31、張力分布點(diǎn)圖1.運(yùn)行阻力的計(jì)算至分離點(diǎn)起，依次將特殊點(diǎn)設(shè)為1、2、3、一直到相遇點(diǎn)10點(diǎn)，如圖2.4-2所示。計(jì)算運(yùn)行阻力時(shí)，首先要確定輸送帶的種類和型號(hào)。在前面我們已經(jīng)選好了輸送帶，680S型煤礦用阻燃輸送帶，縱向拉伸強(qiáng)度750N/mm;帶厚8.5mm;輸送帶質(zhì)量9.2Kg/m.1）承載段運(yùn)行阻力由式(2.4-3):FZqqqtz)LZcos(qq)Lsin)g=(60.679.220.25)3000.04cos009.810598N(2.4-3)2)回空段運(yùn)行阻力由式(2.4-4)FK%qtk)LkCos(qkq0)Lsin)g(2.4-4)F56(9.25.27)2950.035cos0

32、9.8=1464N國(guó)(9.25.27)40.035cos09.8=20NF910(9.25.27)20.035cos09.8=10NFaV(9.25.27)10.035cos09.8=5N3)最小張力點(diǎn)有以上計(jì)算可知，4點(diǎn)為最小張力點(diǎn)2.輸送帶上各點(diǎn)張力的計(jì)算1)由懸垂度條件確定5點(diǎn)的張力承載段最小張力應(yīng)滿足F?。簃in1.2(9.260.734)9.8一10280H80.012)由逐點(diǎn)計(jì)算法計(jì)算各點(diǎn)的張力因?yàn)?S7=10280N,根據(jù)表14-3選CF=1.05,S故有S6=9790NCFS5S6FW8326NS4 空=7929NCFS3S4F”47924NS2=7546NCFS1S2F1V7

33、526NS8S7FZ20878NS9S8CF=21921NSY=S10S9X，1021931N3.用摩擦條件來驗(yàn)算傳動(dòng)滾筒分離點(diǎn)與相遇點(diǎn)張力的關(guān)系摩擦力備用系數(shù)n=1.2。由式（2.4-5）可算得允許SY的最大值為:(2.4-5)=33340NSY故摩擦條件滿足。2.5傳動(dòng)滾筒、改向滾筒計(jì)算改向滾筒合張力計(jì)算根據(jù)計(jì)算出的各特性點(diǎn)張力，計(jì)算各滾筒合張力頭部180改向滾筒的合張力：F改產(chǎn)S8S9=20878+21921=42799N尾部180改向滾筒的合張力：F改2=S6S7=9790+10280=20070N傳動(dòng)滾筒合張力計(jì)算根據(jù)各特性點(diǎn)的張力計(jì)算傳動(dòng)滾筒的合張力：動(dòng)滾筒合張力:F1F2S10S

34、1=21926+7526=29452N傳動(dòng)滾筒最大扭矩計(jì)算單驅(qū)動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)滾筒的最大扭矩 Mmax按式（2.5-1）計(jì)算:滾筒為包膠滾筒，圍包膠為470由表14-5選摩擦系數(shù)=0.35。并取SYmaxSI(1=7526(10.35e4701801.2Fui(Fu2)max=29.452KN29.4520.5Mmax=5.4KN/mmax2拉緊力計(jì)算拉緊裝置拉緊力 F0按式（2.5-3）計(jì)算FOSSi1（2.5-3）式中 Si拉緊滾筒趨入點(diǎn)張力（N）;Si1拉緊滾筒奔離點(diǎn)張力（N）。由式（2.5-3）F0S2S3=7924+7546=15470N=15.47KN查煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)初步選定鋼繩絞筒式

35、拉緊裝置2.5.5繩芯輸送帶強(qiáng)度校核計(jì)算純芯要求的縱向拉伸強(qiáng)度GX按式（2.5-4）計(jì)算；FFmaxn1maxFUD2000(2.5-1)式中D傳動(dòng)滾筒的直徑（mm)。雙驅(qū)動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)滾筒的最大扭矩Mmax按式（2.5-2）計(jì)算:.FU1(FU2)maxDMmaxcc2000(2.5-2)初選傳動(dòng)滾筒直徑為500mm,則傳動(dòng)滾筒的最大扭矩為：GX丁式中 n1靜安全系數(shù)， 一般=710。 運(yùn)行條件好， 傾角好,值； 反之，取大值。輸送帶的最大張力 Fmax21926N1選為7,由式（2.5-4）219267GX=192N/mm800可選輸送帶為680S,即滿足要求.驅(qū)動(dòng)裝置的選用與設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的

36、負(fù)載是一種典型的包轉(zhuǎn)矩負(fù)載，而且不可避免地要帶負(fù)荷起動(dòng)和制動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特性與負(fù)載的起動(dòng)要求在帶式輸送機(jī)上比較突出，一方面為了保證必要的起動(dòng)力矩， 電機(jī)起動(dòng)時(shí)的電流要比額定運(yùn)行時(shí)的電流大67倍,要保證電動(dòng)機(jī)不因電流的沖擊過熱而燒壞，電網(wǎng)不因大電流使電壓過分降低，這就要求電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)要盡量快，使起動(dòng)過程不超過35s。驅(qū)動(dòng)裝置是整個(gè)皮帶輸送機(jī)的動(dòng)力來源，它由電動(dòng)機(jī)、偶合器，減速器、聯(lián)軸器、傳動(dòng)滾筒組成。驅(qū)動(dòng)滾筒由一臺(tái)或兩臺(tái)電機(jī)通過各自的聯(lián)軸器、減速器、和鏈?zhǔn)铰?lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩給傳動(dòng)滾筒。傳動(dòng)滾筒采用焊接結(jié)構(gòu)，主軸承采用調(diào)心軸承，傳動(dòng)滾筒的機(jī)架與電機(jī)、減速器的機(jī)架均安裝在固定大底座上面，電動(dòng)機(jī)可安裝在

37、機(jī)頭任一側(cè)。電機(jī)的選用電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求而選定， 一般情況下電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不低500r/min,（2.5-4）強(qiáng)度低取小本設(shè)計(jì)皮帶機(jī)所采用的電動(dòng)機(jī)的總功率為54kw，所以需選用功率為60kw的電機(jī)，擬采用YB200JDSB4型電機(jī)，該型電機(jī)轉(zhuǎn)矩大，可以滿足要求。查運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)，它的主要性能參數(shù)如下表:表2.6-1YB200JDSB4型電動(dòng)機(jī)主要性能參數(shù)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率kw轉(zhuǎn)速r/min電流A效率功率因數(shù)cosYB200L-430147056.892.50.87起動(dòng)電流/額定電流起動(dòng)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)夕1/額定轉(zhuǎn)矩重量kg7.01.92.0320減速器的選用已知輸送帶寬為

38、800mm,查運(yùn)輸機(jī)械選用設(shè)計(jì)手冊(cè)表277選取傳動(dòng)滾筒的直徑D為500mm,則工作轉(zhuǎn)速為:60v601.6n61.15r/minD0.5已知電機(jī)轉(zhuǎn)速為 nm=1470r/min,則電機(jī)與滾筒之間的總傳動(dòng)比為:nminw147061.1524本次設(shè)計(jì)選用JS30型.礦用減速器，傳動(dòng)比為25,可傳遞30KW功率。第一級(jí)為螺旋齒輪，第二級(jí)、第三級(jí)為斜齒和直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，具展開簡(jiǎn)圖如下:圖3.2-1JS30型減速器展開簡(jiǎn)圖電動(dòng)機(jī)和I軸之間，IV軸和傳動(dòng)滾筒之間用的都是聯(lián)軸器，故傳動(dòng)比都是1。液力偶合器目前，在帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)中，廣泛使用液力偶合器，它安裝在輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)與減速器之間，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)

39、泵輪轉(zhuǎn)動(dòng)，泵輪內(nèi)的工作液體隨之旋轉(zhuǎn)，這時(shí)液體繞泵輪軸線一邊作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，一邊因液體受到離心力而沿徑向葉片之間的通道向外流動(dòng)，到外緣之后即進(jìn)入渦輪中，泵輪的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的動(dòng)能，液體進(jìn)去渦輪后，推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，液體被減速降壓，液體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成渦輪的機(jī)械能而輸出作功.本次設(shè)計(jì)選用的YOD400,輸入轉(zhuǎn)速為1470r/min,效率達(dá)0.96,起動(dòng)系數(shù)為1.31.7。聯(lián)軸器本次驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)中，較多的采用聯(lián)軸器，這里對(duì)其做簡(jiǎn)單介紹：聯(lián)軸器是機(jī)械傳動(dòng)中常用的部件。它用來把兩軸聯(lián)接在一起，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸不能分離；只有在機(jī)器停車并將聯(lián)接拆開后，兩軸才能分離。聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造及安裝誤差、承載后的變形

40、以及溫度變化的影響等，往往不能保證嚴(yán)格的對(duì)中，而是存在著某種程度的相對(duì)位移。這就要求設(shè)計(jì)聯(lián)軸器時(shí)，要從結(jié)構(gòu)上采取各種不同的措施，使之具有適應(yīng)一定范圍的相對(duì)位移的性能。根據(jù)對(duì)各種相對(duì)位移有無補(bǔ)償能力，聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器(無補(bǔ)償能力)和撓性聯(lián)軸器(有補(bǔ)償能力)兩大類。撓性聯(lián)軸器又可按是否具有彈性元件分為無彈性元件的撓性聯(lián)軸器和有彈性元件的撓性聯(lián)軸器兩個(gè)類別。帶式輸送機(jī)部件的選用輸送帶輸送帶在帶式輸送機(jī)中既是承載構(gòu)件又是牽引構(gòu)件，它不僅要有承載能力，還要有足夠的抗拉強(qiáng)度。輸送帶有帶芯和覆蓋層組成。輸送機(jī)的帶芯主要是有各種織物或鋼絲繩構(gòu)成。按輸送帶帶芯結(jié)構(gòu)及材料不同，輸送帶被分成織物層芯和鋼絲純芯兩大類。鋼絲純芯輸送帶是有許多柔軟的細(xì)鋼絲繩相隔一定的間距排列，用與鋼絲純有良好粘合性的膠料粘合而成。鋼絲純芯輸送帶的縱向拉伸強(qiáng)度高，抗彎曲性能好；伸長(zhǎng)率小，需要拉緊行程小。同其它輸送帶相比，鋼絲純芯輸送帶的厚度小。1.鋼純芯帶與普通帶相比較優(yōu)點(diǎn)(1)強(qiáng)度高。由于強(qiáng)度高，可使1臺(tái)輸送機(jī)的長(zhǎng)度增大很多。伸長(zhǎng)量小，鋼純芯帶的伸長(zhǎng)量約為帆布帶伸長(zhǎng)量的十分之一，因此拉緊裝置縱向彈性高。這樣張力傳播速度快，起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)浪涌現(xiàn)象。(2)成槽性好。由鋼純芯是沿輸送帶縱向排列的，且只有一層，與托輾貼合緊密，可以形成較大的槽角。這樣不僅可以增大運(yùn)量，而且可以防止輸送帶跑偏。(3)抗沖