大傾角掘進(jìn)巷道帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)

目錄

1緒論.......................................................2

1.1帶式輸送機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展.................................3

1.2帶式輸送機(jī)的工作原理、適用條件及優(yōu)缺點(diǎn).................5

1.3帶式輸送機(jī)的分類(lèi).......................................7

1.4帶式輸送機(jī)的布置形式..................................10

1.5帶式輸送機(jī)的主要部件..................................11

1.6大傾角帶式輸送機(jī).......................................15

2帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)與計(jì)算....................................17

2.1有關(guān)參數(shù)的確定.........................................20

2.2帶速的確定............................................20

2.3帶寬的確定............................................20

2.4核算輸送能力..........................................21

2.5根據(jù)原煤粒度核算輸送機(jī)帶寬............................22

2.6圓周驅(qū)動(dòng)力的確定......................................22

2.7輸送帶的確定..........................................26

2.8輸送帶的張力計(jì)算......................................27

2.8.1輸送帶不打滑條件校核...............................28

2.8.2輸送帶下垂度校核...................................28

2.8.3車(chē)?yán)プ虞d荷的校核.....................................29

2.8.4鋼絲繩的選擇.......................................31

2.9輸送帶的強(qiáng)度校核.....................................31

2.10拉緊行程的計(jì)算.......................................32

2.11拉緊裝置、機(jī)架及改向滾筒的設(shè)計(jì).......................32

3減速器的計(jì)算.............................................36

3.1電機(jī)的確定............................................36

3.2傳動(dòng)比分配............................................37

3.3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù).........................38

3.4齒輪的設(shè)計(jì)及校核計(jì)算.................................39

3.4.1第一對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)....................................39

3.4.2第二對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)..................................46

3.4.3第三對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)..................................51

3.5傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)..........................................57

3.5.1I軸的期..........................................57

3.5.2II軸的設(shè)計(jì).........................................63

3.5.3III軸的設(shè)計(jì).......................................70

3.5.4IV軸的設(shè)計(jì).......................................76

3.5.4鍵的強(qiáng)度校核.......................................81

3.5.5軸承的校核........................................84

3.6減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)..................................88

3.7軸系部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)....................................92

3.8減速器的附件..........................................93

3.8.1檢查孔與檢查孔蓋的設(shè)計(jì)............................93

3.8.2油標(biāo)指示器........................................94

3.8.3定位銷(xiāo)............................................95

3.8.4啟蓋螺釘..........................................96

參考文獻(xiàn)....................................................97

翻譯部分....................................................99

英文原文....................................................99

中文譯文...................................................105

結(jié)論.....................................................109

致謝.....................................................110

L緒論

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)備是以輸送帶

載運(yùn)物料的連續(xù)輸送機(jī)。可輸送煤炭、礦石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(duì)物料的損傷小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)。

許多煤礦從采掘工作面，采區(qū)上下山、運(yùn)輸大巷直到地面運(yùn)輸系統(tǒng)都采

用了帶式輸送機(jī)，采取一定的安全措施后，還可做人員運(yùn)載。帶式輸送

機(jī)常以多臺(tái)串聯(lián)銜接，構(gòu)成一完整的連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)。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(duì)建設(shè)現(xiàn)代化礦井有重要作用。

1.1帶式輸送機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展

帶式輸送機(jī)是煤礦最理想的高效連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，與其他運(yùn)輸設(shè)備相

比，具有輸送距離長(zhǎng)、運(yùn)量大、連續(xù)運(yùn)輸?shù)葍?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(kāi)采機(jī)電一體化技術(shù)與裝備的關(guān)鍵設(shè)備，隨著我國(guó)高產(chǎn)高效礦井的出

現(xiàn)，原有的帶式輸送機(jī)無(wú)論是主參數(shù)還是運(yùn)行性能都已不能滿(mǎn)足要求，

必須向長(zhǎng)距離、高帶速、大運(yùn)量、大功率的大型化方向發(fā)展，并要改善

和提高運(yùn)行性能，確保安全可靠。

我國(guó)生產(chǎn)制造的帶式輸送機(jī)的品種，有多種類(lèi)型，以適應(yīng)不同條件下

使用，但其組成基本相同，只是具體結(jié)構(gòu)有所區(qū)別，使用平面輸送帶用

選轉(zhuǎn)托輻承托的機(jī)型是普通型帶式輸送機(jī)。1965年，我國(guó)煤礦井下開(kāi)始

推廣使用吊掛式帶式輸送機(jī)。20世紀(jì)60年代后期，在平碉使用了鋼絲

繩牽引帶式輸送機(jī)。70年代中期為配合綜合機(jī)械化采煤的發(fā)展，先后開(kāi)

發(fā)了可伸縮帶式輸送機(jī)和鋼絲繩芯帶式輸送機(jī)等品種。在“八五”期間,

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(kāi)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、高速托根

等，使帶式輸送機(jī)的性能得到進(jìn)一步提高。

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?，?/p>

到一機(jī)多用，使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。開(kāi)發(fā)特殊型帶式輸送機(jī)，如彎

曲帶式輸送機(jī)、大傾角或垂直提升輸送機(jī)等。

大傾角帶式輸送機(jī)突破了，運(yùn)25°的極限，為煤礦開(kāi)拓，開(kāi)采及在

斜井輸送設(shè)備的選型開(kāi)辟了一條新途徑，也為當(dāng)前斜井輸送系統(tǒng)改擴(kuò)建

提供了經(jīng)濟(jì)高效的設(shè)備，對(duì)提高產(chǎn)量，降低成本具有重要意義。

水平帶式輸送機(jī)在我國(guó)礦山生產(chǎn)中有著廣闊的前景。我國(guó)傾斜煤層

較多，16?25°傾斜煤層大量存在。帶式輸送機(jī)能成功地用于井下，既

能減少巷道開(kāi)拓量和設(shè)備投資又可加快工程進(jìn)度具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2帶式輸送機(jī)的工作原理、適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)

帶式輸送機(jī)是由許多零部件和具有某些特殊功能的裝置組成。輸送

帶、托輻、機(jī)架等是沿輸送機(jī)全長(zhǎng)布置的，驅(qū)動(dòng)裝置、拉緊裝置、儲(chǔ)帶

裝置和清掃裝置等也是帶式輸送機(jī)的重要組成部分，它們的結(jié)構(gòu)和工作

原理對(duì)帶式輸送機(jī)整體特性影響很大。

帶式輸送機(jī)是以膠帶作為牽引機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu)的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械，所

以也稱(chēng)膠帶輸送機(jī)。隨著帶式輸送機(jī)在國(guó)美經(jīng)濟(jì)各部門(mén)中日益廣泛的應(yīng)

用，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行平穩(wěn)可靠、能耗低，對(duì)環(huán)境污染小、便于集中控

制和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、管理維護(hù)方便、在連續(xù)裝載條件下可實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸?shù)?/p>

許多優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越被人們深刻理解和認(rèn)識(shí)，因而針對(duì)生產(chǎn)需求設(shè)計(jì)出了

通用帶式輸送機(jī)和各種各樣的特種帶式輸送機(jī)。雖然它們結(jié)構(gòu)各異，使

用場(chǎng)合也不同，但是它們的工作原理基本是相同的，即大多屬于以輸送

帶兼作牽引機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu)的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械，只有極個(gè)別的帶式輸送機(jī)

（如鋼絲繩牽引帶式輸送機(jī)）的輸送機(jī)只作為承載機(jī)構(gòu)。帶式輸送機(jī)的

主要組成部分和工作原理如圖1.1所示。

圖1.1帶式輸送機(jī)的工作原理圖

1-驅(qū)動(dòng)裝置；2-清掃裝置；3-上、下托根；4-輸送帶;

5-拉緊裝置；6-機(jī)尾換向滾筒；7-裝載裝置；8-機(jī)架

輸送帶4繞過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置1的主動(dòng)滾筒和機(jī)尾換向滾筒6形成一個(gè)環(huán)

形帶。

上下兩股輸送帶分別支承在上、下托輻3上。拉緊裝置5給輸送帶以正

常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的張緊力。工作時(shí)\驅(qū)動(dòng)裝置1的主動(dòng)滾筒通過(guò)它和輸送帶

之間的摩擦力帶動(dòng)輸送帶運(yùn)行。貨載裝在輸送帶上與輸送帶一起運(yùn)動(dòng)。

帶式輸送機(jī)一般是利用上段輸送帶運(yùn)送貨載的，并且在端部卸載，也可

利用專(zhuān)門(mén)的卸載裝置在中間卸載。

帶式輸送機(jī)的機(jī)身斷面如圖1.1中的截面圖A-A所示。上部的輸

送帶利用一組槽形上托輻支承，以增加輸送帶的承載斷面積。下部輸送

帶一般利用平形下托輻支承。

帶式輸送機(jī)可用于水平或傾斜運(yùn)輸，但傾角受物料特性限制。在通

常情況下，傾斜向上運(yùn)輸時(shí)的傾角不超過(guò)18°,向下運(yùn)輸不超過(guò)15°,

運(yùn)送附著性和粘結(jié)性大的物料時(shí)，傾角還可大一些。

帶式輸送機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：是運(yùn)輸能力大，而工作阻力小，耗電量低，約

為刮板輸送機(jī)耗電量的1/3?1/5因在運(yùn)輸過(guò)程中，貨載與膠帶一起移

動(dòng)，故磨損小，貨載的破碎性小。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，既節(jié)省設(shè)備，又節(jié)省

人力，故廣泛應(yīng)用于我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多工業(yè)部門(mén)。國(guó)內(nèi)外的生產(chǎn)實(shí)踐

證明，帶式輸送機(jī)無(wú)論在運(yùn)輸能力方面，還是在經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面，都是一

種較先進(jìn)的運(yùn)輸設(shè)備。

帶式輸送機(jī)的缺點(diǎn)：是膠帶成本高且易損壞，故與其它運(yùn)輸設(shè)備相

比，初期投資高，又不適于運(yùn)送又棱角的貨載。隨著煤炭科學(xué)技術(shù)的發(fā)

展，雖然在國(guó)內(nèi)的帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)彎運(yùn)行的講究有所進(jìn)展，但總的看來(lái)，

帶式輸送機(jī)對(duì)彎曲巷道的適應(yīng)性還比較差。

1.3帶式輸送機(jī)的分類(lèi)

目前，帶式輸送機(jī)己發(fā)展成為一個(gè)龐大的家族，不再只是常規(guī)的開(kāi)

式槽型和直線布置的帶式輸送機(jī)，而是根據(jù)使用條件和生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計(jì)出

了多種多樣的機(jī)型。為了便于管理、選用和設(shè)計(jì)，可以按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、

使用場(chǎng)合、運(yùn)送物料特征和卸載方法等分為如下類(lèi)型。

(1)通用帶式輸送機(jī)是一種固定式帶式輸送機(jī)。其特點(diǎn)是托輻安

裝在固定的機(jī)架上，由型鋼制成的機(jī)架固定在地板或地基上，整個(gè)機(jī)身

成剛性結(jié)構(gòu)。因此，它廣泛用于要求設(shè)備服務(wù)年限長(zhǎng)、地基平整穩(wěn)定的

場(chǎng)合，例如煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)、選煤廠、井下主要運(yùn)輸大巷、港口、發(fā)

電廠等生產(chǎn)地點(diǎn)。

(2)可伸縮帶式輸送機(jī)的輸送長(zhǎng)度可以根據(jù)工作的需要隨時(shí)縮短

或加長(zhǎng)。這種帶式輸送機(jī)主要是為滿(mǎn)足煤礦井下綜采工作面順槽輸送要

求而設(shè)計(jì)的。可伸縮帶式輸送機(jī)中增設(shè)了一個(gè)儲(chǔ)帶裝置，其作用是把帶

式輸送機(jī)伸長(zhǎng)前或縮短后的多余輸送帶暫時(shí)儲(chǔ)存起來(lái)，以滿(mǎn)足采煤工作

面持續(xù)前進(jìn)或后退的需要。這種帶式輸送機(jī)的機(jī)架與機(jī)架之間、托輯與

機(jī)架之間的連接方式都采用插入式，用銷(xiāo)釘固定，整個(gè)機(jī)架沒(méi)有一個(gè)螺

栓，拆裝十分方便。

(3)移動(dòng)帶式輸送機(jī)是一種按整機(jī)設(shè)計(jì)并且整機(jī)可在不同地點(diǎn)使

用的帶式輸送機(jī)。按移動(dòng)的方式不同又可分為移動(dòng)式和攜帶式兩種。

(4)鋼繩芯帶式輸送機(jī)在結(jié)構(gòu)形式上與通用帶式輸送機(jī)相同，只

是輸送帶由織物芯帶改為鋼絲繩芯帶。因此，它是一種強(qiáng)力型帶式輸送

機(jī)，具有輸送距離長(zhǎng)、運(yùn)輸能力大、運(yùn)行速度高、輸送帶成槽性好和壽

命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

(5)鋼繩牽引帶式輸送機(jī)是蘇格蘭工程師查爾?湯姆森所創(chuàng)制。該

機(jī)1949年完成設(shè)計(jì)，1951年制造完成第一臺(tái)樣機(jī)，1954年8月在蘇格

蘭諾克平諾煤礦開(kāi)始運(yùn)行。它的優(yōu)點(diǎn)在于牽引體與承載體是分開(kāi)的，可

以跨越長(zhǎng)距離和大高差。其缺點(diǎn)是輸送帶成槽性差，影響物料截面積，

鋼絲繩裸露在外，不易防腐蝕，維護(hù)費(fèi)用較高。因此，國(guó)外有些國(guó)家不

提倡使用。我國(guó)自1967年起在煤礦開(kāi)始使用，但總體用量不大。使用表

明，當(dāng)輸送量超過(guò)500t/h、運(yùn)距超過(guò)2?5km時(shí)，鋼繩牽引帶式輸送機(jī)

的機(jī)件投資和運(yùn)費(fèi)將少于鋼繩芯帶式輸送機(jī)，即運(yùn)距越長(zhǎng)越有利。

(6)線摩擦帶式輸送機(jī)是在主機(jī)某位置的輸送帶下面加裝一臺(tái)或幾

臺(tái)短的帶式輸送機(jī)(稱(chēng)之為輔機(jī))，主帶借助重力或彈性力壓在輔機(jī)的輸

送帶(輔帶)上，輔帶可以通過(guò)摩擦力驅(qū)動(dòng)主帶，這樣主帶張力便可以

大大降低而實(shí)現(xiàn)低強(qiáng)度輸送帶完成長(zhǎng)距離或大運(yùn)量輸送。使用線摩擦帶

式輸送機(jī)不僅可以從總體上減少輸送線路中的轉(zhuǎn)載點(diǎn)數(shù)，而且可以方便

地對(duì)舊帶式輸送機(jī)進(jìn)行加長(zhǎng)改造，顯著節(jié)省投資。

(7)平面彎曲帶式輸送機(jī)是一種在輸送線路上可變向的帶式輸送機(jī)。

它可以代替沿折線布置的、由多臺(tái)單獨(dú)的直線輸送機(jī)串聯(lián)而成的運(yùn)輸系

統(tǒng)，沿復(fù)雜的空間折曲線路實(shí)現(xiàn)物料的連續(xù)運(yùn)輸。輸送帶在平面上轉(zhuǎn)彎

運(yùn)行，可以大大簡(jiǎn)化物料運(yùn)輸系統(tǒng)，減少轉(zhuǎn)載站的數(shù)目，降低基建工程

量和投資。法國(guó)在這種帶式輸送機(jī)的研制和使用方面，具有國(guó)際領(lǐng)先水

平。我國(guó)的煤礦也有數(shù)臺(tái)正在運(yùn)行，在設(shè)計(jì)和安裝方面積累了一定的經(jīng)

驗(yàn)。

(8)大傾角帶式輸送機(jī)可以減少輸送距離，降低巷道開(kāi)拓量，減少設(shè)

備投資。當(dāng)傾角增大到90°時(shí)，大傾角帶式輸送機(jī)就轉(zhuǎn)變成了垂直輸送

的帶式輸送機(jī)。它不僅在結(jié)構(gòu)上具有新的特點(diǎn)，而且在設(shè)計(jì)計(jì)算、物料

截面形狀和輸送速度的確定等方面都有新的影響因素。垂直輸送的帶式

輸送機(jī)主要用于其他形式的輸送機(jī)難以勝任的場(chǎng)合。表1-1為幾種物料

所允許的最大上運(yùn)傾角。

(9)氣墊帶式輸送機(jī)的工作原理及其結(jié)構(gòu)不同于前述的幾種帶式輸送

機(jī)，它不使用托輯支承輸送帶，而是以空氣形成的氣墊壓力浮托起輸送

帶。我國(guó)在氣墊帶式輸送機(jī)研制方面起步較晚，但由于氣墊帶式輸送機(jī)

的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果顯著，近年來(lái)也發(fā)展很快。與前述使用托根的帶式輸送

機(jī)相比，氣墊帶式輸送機(jī)有如下優(yōu)點(diǎn):

①、能耗少；

②、維修費(fèi)用低；

③、制造成本低；

④、運(yùn)行穩(wěn)定，工作可靠；

⑤、輸送能力高；

⑥、污染少。

1.4帶式輸送機(jī)的布置形式

帶式輸送機(jī)的布置的一般要求：在曲線段內(nèi)，禁設(shè)給、卸料裝置，

各種給、卸料裝置應(yīng)設(shè)于水平段。拉緊裝置一般布置在輸送帶張力最小

處。輸送機(jī)盡可能布置成直線，應(yīng)避免單純地按地形布置成大凹弧、深

凹弧的形式

在具體布置時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

①在曲線段內(nèi)，不允許設(shè)給料和卸料裝置。

②給料和中途卸料點(diǎn)最好設(shè)在水平段上，但也可設(shè)在傾斜段上，設(shè)

在傾斜段上時(shí)，中途卸料點(diǎn)的傾斜度不宜超過(guò)10°?12。，否則容易掉

料。

③若在水平段內(nèi)均勻給料，并且轉(zhuǎn)折處比較平滑，凸、凹段曲率半

徑適當(dāng)，則表5T中所列最大允許傾角還可增加10%左右。

④當(dāng)輸送機(jī)需要由傾斜段轉(zhuǎn)折為水平段時(shí)，其凸弧段最好用幾個(gè)槽

形托輯進(jìn)行過(guò)渡，以防止物料散落。過(guò)渡的半徑取

%>18B（B為帶寬）

推薦最小值見(jiàn)表1-2,也可采用改向滾筒進(jìn)行過(guò)渡。當(dāng)由傾斜段轉(zhuǎn)

折為水平段并在短距離內(nèi)安裝卸料裝置時(shí)，則應(yīng)采用改向滾筒。

表1-2%、%最小值

帶寬B/mm

名稱(chēng)

5006508001000

9121518

凸弧段最小半徑凡/m

凹弧段最小半徑&/川

55707075

⑤當(dāng)輸送機(jī)需要水平段轉(zhuǎn)折為傾斜段時(shí)，其凹弧的曲率半徑一

般應(yīng)是輸送帶帶無(wú)載荷時(shí)的張力與帶子自重所形成的曲率半徑，這樣才

不至于使帶子在過(guò)渡段浮起。曲率半徑按下式計(jì)算

%之尸/%g=5（%+%）乙。/%

式中F一凹弧段輸送帶最大張力，kN;

%—每米長(zhǎng)度上物料的質(zhì)量，kg;

心一輸送帶每米長(zhǎng)度質(zhì)量,kg;

一一上托一間距,mo

⑥當(dāng)輸送機(jī)長(zhǎng)度超過(guò)90m,或采用移動(dòng)式滾筒卸料裝置時(shí)，均需采

用配重式拉緊裝置。

1.5帶式輸送機(jī)的主要部件

帶式輸送機(jī)雖然種類(lèi)繁多，但其基本組成部分差別不大，只是具體

結(jié)構(gòu)有所不同?；窘M成部分（參考圖L1）的功能簡(jiǎn)介如下。

（1）驅(qū)動(dòng)裝置

驅(qū)動(dòng)裝置的作用是將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳送給輸送帶，并帶動(dòng)它運(yùn)行。

驅(qū)動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、減速器和驅(qū)動(dòng)滾筒等部件組成。

帶式輸送機(jī)使用的電動(dòng)機(jī)有鼠籠式、繞線式異步電動(dòng)機(jī)。在有防爆

要求的場(chǎng)合，應(yīng)采用防爆電動(dòng)機(jī)。使用液力耦合器時(shí)，不需用具有高啟

動(dòng)力矩的電動(dòng)機(jī)，只要與耦合器配合得當(dāng)，就能得到接近電動(dòng)機(jī)最大力

矩的啟動(dòng)力矩。

帶式輸送機(jī)上使用的聯(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(xiāo)聯(lián)軸器、棒銷(xiāo)聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器、十字滑塊聯(lián)軸器或

各種彈性聯(lián)軸器等。

帶式輸送機(jī)使用的減速器有圓柱齒輪減速器和圓錐一圓柱齒輪減

速器。圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)效率高，但要求電動(dòng)機(jī)軸與帶式輸送機(jī)線

路垂直，驅(qū)動(dòng)裝置占地面積大，井下使用時(shí)需加寬洞室，若把電動(dòng)機(jī)布

置在輸送帶下面，會(huì)給維護(hù)和更換造成困難。因此，用于煤礦采區(qū)巷道

的帶式輸送機(jī)應(yīng)盡量采用圓錐一圓柱齒輪減速器，使電動(dòng)機(jī)軸與輸送機(jī)

平行布置，以減小驅(qū)動(dòng)裝置的寬度。

驅(qū)動(dòng)滾筒是依靠它與輸送帶之間的摩擦力帶動(dòng)輸送帶動(dòng)運(yùn)行的部

件。據(jù)撓性牽引構(gòu)件的摩擦傳動(dòng)理論，輸送帶與滾筒之間的最大摩擦力

隨摩擦系數(shù)和圍抱角的增大而增大，所以提高牽引力必須從這兩方面入

手。

增大驅(qū)動(dòng)滾筒與輸送帶之間的摩擦系數(shù)的方法是將滾筒表面包覆

一層具有高摩擦系數(shù)的材料，通常用橡膠。包膠的方法常用硫化法（鑄

膠）和冷粘法，也可采用螺栓在滾筒表面固定一層輸送帶的方法。包覆

的橡膠外表面可做人字形槽紋、棱形槽紋或光面，其中人字形槽紋和棱

形槽紋可以增大驅(qū)動(dòng)滾筒與輸送帶之間的摩擦系數(shù)，提高驅(qū)動(dòng)效率。比

較而言，人字形槽紋效果要好些，棱形槽紋次之。

當(dāng)滾筒或其表面的包覆材料與輸送帶之間潮濕或著水時(shí)，摩擦系數(shù)

將急劇降低。而且包覆的橡膠越硬，摩擦系數(shù)越小。

電動(dòng)滾筒是將電動(dòng)機(jī)和減速齒輪裝在滾筒內(nèi)的一種驅(qū)動(dòng)裝置。油冷

式電動(dòng)滾筒在滾筒空腔內(nèi)裝滿(mǎn)潤(rùn)滑油，滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)油液沖刷電動(dòng)機(jī)外殼

進(jìn)行冷卻，并潤(rùn)滑齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。電動(dòng)滾筒的結(jié)構(gòu)緊湊，帶式輸送機(jī)采

用這種驅(qū)動(dòng)裝置能使整機(jī)體小輕便，但目前功率尚小。

(2)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(jiǎn)單的清

掃裝置是刮板式清掃器，由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。采用哪種清掃裝

置,應(yīng)視運(yùn)送物料的粘性而定。

(3)上、下托輻

托輻是帶式輸送機(jī)的重要部件之一。它的作用是支承輸送帶，使輸

送帶的垂度不超過(guò)限定值以減小運(yùn)行阻力，保證帶式輸送機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。

托輻沿輸送機(jī)全長(zhǎng)分布，數(shù)量很多，它的工作性能直接影響帶式輸送機(jī)

的整機(jī)性能。托帽的全部質(zhì)量約占整機(jī)的1/3,價(jià)值約占整機(jī)的20%?

25%。為增大輸送帶的承載斷面，將承載的輸送帶用短托輻組成槽形斷

面，這種托輕組稱(chēng)為槽形托輻組。槽形托軌組所使用的托輕數(shù)量有3個(gè)、

4個(gè)、5個(gè)等，因而也使槽形端面的形狀各異。對(duì)于空程段的輸送帶用一

個(gè)長(zhǎng)托輻支承，一般稱(chēng)為平形托輻組。有些輸送帶較寬的帶式輸送機(jī)，

其空程段的輸送帶用2個(gè)托輻組成V形斷面的托輻組支承，稱(chēng)為V形托

餛組。采用V形托輻組對(duì)防止輸送帶跑偏有一定作用。

(4)輸送帶

輸送帶的作用是承載物料和運(yùn)送物料。輸送帶貫穿帶式輸送機(jī)的全

長(zhǎng)(為機(jī)身長(zhǎng)度的2倍多)，用量大、價(jià)格高，約占整個(gè)帶式輸送機(jī)價(jià)值

50%。為使輸送帶不但有足夠的強(qiáng)度，而且能夠耐磨損和腐蝕，輸送帶

由芯體和覆蓋層構(gòu)成，芯體承受拉力，覆蓋層起保護(hù)芯體的作用。芯體

的材料有絲織物和鋼絲繩2類(lèi)。絲織物芯體有多層帆布粘合及整體編織

2種。絲織物芯體的材質(zhì)有棉、維綸和尼龍。整體編織芯體的輸送帶與

多導(dǎo)粘合的相比，強(qiáng)度相同時(shí)整編芯體的厚度小、柔度好、耐沖擊性好,

使用中不會(huì)發(fā)生層間剝裂。整編芯體的輸送帶伸長(zhǎng)率較高，使用時(shí)需要

有較大的拉緊行程，鋼絲繩芯體是由許多柔軟的細(xì)鋼絲繩相隔一定間距

排列，用與鋼絲繩有良好粘合性的膠料粘合而成。鋼絲繩芯輸送帶的強(qiáng)

度高，抗沖擊性和抗彎曲疲勞性能好；伸長(zhǎng)率小，需要的拉緊行程小。

同其他類(lèi)型的輸送帶比較，鋼絲繩芯輸送帶的厚度小，所需滾筒直徑也

小。

(5)拉緊裝置

拉緊裝置的作用是使輸送帶具有足夠的張力，以保證驅(qū)動(dòng)裝置傳遞

出應(yīng)有的摩擦牽引力和使輸送帶的垂度保持在限定范圍內(nèi)。帶式輸送機(jī)

常用的拉緊裝置有螺旋式、重力式和鋼絲繩絞車(chē)式等幾種，它們都是采

用改變機(jī)尾換向滾筒與驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)滾筒之間中心距的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)拉

緊輸送帶的。一般而言，螺旋式拉緊裝置只能用于拉緊行程小、要求結(jié)

構(gòu)緊湊的場(chǎng)合。重力式拉緊裝置適用于固定安裝的帶式輸送機(jī)，結(jié)構(gòu)形

式有多種，其特點(diǎn)是輸送帶伸長(zhǎng)變形不影響拉緊力，但體積大、比較笨

重。鋼絲繩絞車(chē)式拉緊裝置是用絞車(chē)代替重錘，靠牽引鋼絲繩改變機(jī)尾

滾筒與驅(qū)動(dòng)滾筒之間的距離來(lái)張緊輸送帶。用這種方法實(shí)現(xiàn)輸送帶的張

緊，在輸送帶伸長(zhǎng)變形時(shí)需要開(kāi)動(dòng)絞車(chē)來(lái)調(diào)整輸送帶張力，否則張力下

降。它的特點(diǎn)是調(diào)整拉緊力方便，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整。在滿(mǎn)載啟動(dòng)時(shí)，則

開(kāi)動(dòng)絞車(chē)以增加輸送帶張力；在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，適當(dāng)反轉(zhuǎn)絞車(chē)使張力減小。

驅(qū)動(dòng)滾筒出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，又可開(kāi)動(dòng)絞車(chē)增大拉緊力，使驅(qū)動(dòng)滾筒摩擦牽

引力增大，消除驅(qū)動(dòng)滾筒打滑現(xiàn)象。

(6)制動(dòng)裝置

制動(dòng)裝置有逆止器和制動(dòng)器。逆止器的作用是防止向上運(yùn)輸?shù)膸?/p>

式輸送機(jī)停車(chē)后輸送帶下滑。制動(dòng)器的作用是保證向下運(yùn)輸?shù)膸捷斔?/p>

機(jī)可靠停車(chē)；在水平運(yùn)輸時(shí)，若要求準(zhǔn)確停車(chē)，也應(yīng)裝設(shè)制動(dòng)器。

(7)裝我裝置

裝載裝置也稱(chēng)給料裝置，主要由漏斗和擋板等部件組成。常用的

有強(qiáng)制式、自溜式和組合式3類(lèi)。

(8)機(jī)架

機(jī)架包括機(jī)頭架、機(jī)尾架和中間架等。它們的作用是安裝帶式輸送

機(jī)的機(jī)頭、機(jī)尾、托輻組以及其他輔助裝置等。常用機(jī)架也有幾種不同

的結(jié)構(gòu)。煤礦井下使用的帶式輸送機(jī)，為了拆裝方便，機(jī)頭架、機(jī)尾架

做成結(jié)構(gòu)緊湊便于移置的構(gòu)件，中間架采用便于拆裝的結(jié)構(gòu)。根據(jù)結(jié)構(gòu)

特點(diǎn)，有鋼繩機(jī)架和型鋼機(jī)架兩種。按照安裝方式不同，中間架又有落

地式和繩架吊掛式之分，落地式機(jī)架又有固定式和可拆移式兩種。用于

地面和煤礦井下主要運(yùn)輸巷道的通用帶式輸送機(jī)的中間架多采用型鋼焊

接而成的固定式機(jī)架，而采區(qū)順槽一般用可拆移式機(jī)架或吊掛式機(jī)架。

可拆移式機(jī)架一般用型鋼焊接成H型中間托架。將H型中間托架與兩邊

的鋼管采用插入式銷(xiāo)釘固定聯(lián)接，整個(gè)機(jī)架不用一個(gè)螺栓，避免了因螺

栓生銹而造成的拆裝不便。型鋼機(jī)架也可采用吊掛式安裝，但應(yīng)用較少。

1.6大傾角帶式輸送機(jī)

由于一般帶式輸送機(jī)的傾角不能過(guò)大，所以在一定程度上限制了其

應(yīng)用范圍。為了克服上述缺點(diǎn)，可以采用大傾角的花紋帶式輸送機(jī)。這

種輸送機(jī)的基本構(gòu)造和通用帶式輸送機(jī)沒(méi)有很大的區(qū)別，其主要不同點(diǎn)

在于帶條的工作面上。

在大傾角輸送機(jī)中，使用帶隔板和特殊凸面的橡膠帶（見(jiàn)圖1-40）o

花紋凸出的高度，低者幾毫米，高者達(dá)20nm1。由于工作面上具有花紋或

隔板，這種輸送機(jī)的傾角可以大一些。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)場(chǎng)的使用經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)輸

塊狀或粒狀的物耨時(shí)，傾角可達(dá)65°時(shí)，物料也不下滑。

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IT1S.2—土?惹3-H%

合理地布置膠帶的花紋，對(duì)提高輸送機(jī)的使用效率和可靠性有重要

意義。花紋的布置除了要保證輸送機(jī)在大傾角的情況下可以輸送一般散

狀物外，還需要使膠帶橫向和縱向撓性好，因?yàn)橹挥羞@樣才能保證膠帶

自由地安放在托輻上，并平穩(wěn)地通過(guò)各種滾筒。除此之外，花紋的布置

還要能使膠帶連續(xù)平穩(wěn)地通過(guò)下托輻，并使物料不易粘在或卡在花紋之

間，在工作過(guò)程中，清掃膠帶也應(yīng)較為方便。根據(jù)這些要求，我國(guó)在大

傾角花紋帶式輸送機(jī)中多采用短條斜錯(cuò)排列的形式。

在我國(guó)大傾角花紋帶式輸送機(jī)的系列設(shè)計(jì)中，定型的帶式輸送機(jī)規(guī)

格有500、格0mm（其花紋高度為15mm）800、1000、1200、1400mm（花紋

高度為20mm）等六種。在大傾角運(yùn)輸中，如膠帶速度太快容易造成物料

不穩(wěn)定，所以速度規(guī)定為0.8?2.0m/s范圍內(nèi)。規(guī)定輸送機(jī)的最大傾角

為35°,托輻的槽角為30°。

花紋帶式輸送機(jī)突出的優(yōu)點(diǎn)是提高了輸送機(jī)的傾角，縮短了機(jī)長(zhǎng)，

節(jié)約場(chǎng)地和投資。目前，我國(guó)已有不少現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)始使用。但是，由于輸送

帶的工作面有花紋，也出現(xiàn)了加輸送帶的清掃、給料處的密封、大功率

輸送機(jī)的傳動(dòng)等問(wèn)題。這些新的問(wèn)題需在使用中逐步加以解決。

2帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)與計(jì)算

現(xiàn)有技術(shù)中煤礦井下普掘肝煤運(yùn)輸設(shè)備主要以刮板輸送機(jī)為主，其

缺陷是容易出現(xiàn)卡鏈條、斷鏈條、機(jī)頭鏈輪斷齒，卡刮板、斷刮板、底

鏈易出槽等故障，另外，由于機(jī)器笨重，安裝撤除環(huán)節(jié)復(fù)雜，設(shè)備故障

率高，造成工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，配件投資多等問(wèn)題。再者是

刮板運(yùn)行過(guò)程中肝石與刮板對(duì)溜槽的擠壓或刮卡，容易產(chǎn)生火花，形成

安全隱患，不利于安全生產(chǎn)。

本實(shí)用新型的目的，是提供一種煤礦井下掘進(jìn)原煤運(yùn)輸簡(jiǎn)易皮帶

機(jī)，它是由機(jī)頭部和中間部與機(jī)尾部三部分構(gòu)成，機(jī)頭部采用設(shè)置驅(qū)動(dòng)

裝置和張緊裝置與回轉(zhuǎn)裝置，機(jī)尾部承載段設(shè)有彈簧托輻緩沖裝置，中

間部分利用支架和縱梁連接，通過(guò)阻燃膠帶的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)肝煤運(yùn)輸?shù)哪?/p>

的。整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用組合式，由螺栓連接，安裝拆卸方便，解決刮

板運(yùn)輸機(jī)的缺陷。

本實(shí)用新型煤礦井下掘進(jìn)葉煤運(yùn)輸簡(jiǎn)易皮帶機(jī)采取以下技術(shù)方案

來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它是由機(jī)頭部和機(jī)尾部與縱梁和支架連接構(gòu)成，機(jī)頭部設(shè)置

電動(dòng)滾筒驅(qū)動(dòng)裝置，由于電動(dòng)滾筒具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)效率高、噪聲低、

使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、工作可靠、密封性好、占據(jù)空間小、安裝維修

方便等優(yōu)點(diǎn)，并且適合在各種惡劣環(huán)境條件下工作，所以采用電動(dòng)滾筒

作為驅(qū)動(dòng)裝置。由邊框組成的張緊倉(cāng)設(shè)置三聯(lián)托輯和回轉(zhuǎn)滾筒與皮帶托

輪及平托短，張緊倉(cāng)內(nèi)設(shè)有張緊裝置，中間部分由型支架和縱梁與三聯(lián)

托相連接而成，機(jī)尾部上設(shè)置回轉(zhuǎn)滾筒和皮帶托輪與阻燃膠帶，承載架

上設(shè)置擋煤板和彈簧緩沖托輻。機(jī)頭部設(shè)置電動(dòng)滾筒作為驅(qū)動(dòng)裝置，機(jī)

頭部張緊倉(cāng)設(shè)有單滾筒張緊游動(dòng)車(chē)，張緊倉(cāng)邊框內(nèi)設(shè)有軌道，由絞車(chē)張

緊裝置纏繞張緊鋼絲繩，帶動(dòng)張緊游動(dòng)車(chē)，張緊游動(dòng)車(chē)中軌道上實(shí)現(xiàn)來(lái)

回運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)滾筒與阻燃膠帶的摩擦帶動(dòng)阻燃膠帶循環(huán)運(yùn)行，機(jī)尾部承

載架設(shè)有彈簧緩沖托輻和擋煤板，減小肝煤對(duì)阻燃膠帶沖擊破壞。肝煤

由扒裝機(jī)或綜掘機(jī)卸載到機(jī)尾部，通過(guò)阻燃膠帶運(yùn)輸，將砰煤運(yùn)至機(jī)頭

部卸載。

本型煤礦井下掘進(jìn)肝煤運(yùn)輸簡(jiǎn)易皮帶機(jī)的效果是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作安

裝拆卸方便，整機(jī)采用組合式，成本低，設(shè)備安全可靠，廣泛用于煤礦

井下掘進(jìn)肝煤運(yùn)輸機(jī)器設(shè)備。

本簡(jiǎn)易型帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖2.1如下:

圖2.1簡(jiǎn)易皮帶機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖

卜電動(dòng)滾筒;2-皮帶托輪;3-平托物4■邊柢5■三聯(lián)托筒;6-回轉(zhuǎn)滾筒；7-張緊裝置;

8-鋼絲絡(luò)9-游動(dòng)車(chē)；10-張緊倉(cāng)：11-阻燃膠帶；12-縱梁；13-支架；

14--煤板；15-機(jī)尾部；16噓載架;17-彈簧緩沖托幅

具體實(shí)施方式：

參照?qǐng)D2.1,本設(shè)計(jì)實(shí)用型煤礦井下掘進(jìn)砰煤運(yùn)輸簡(jiǎn)易皮帶機(jī)，它

是由機(jī)頭部和機(jī)尾部15與縱梁12、支架13連接構(gòu)成，機(jī)頭部設(shè)置驅(qū)動(dòng)

裝置和張緊裝置與回轉(zhuǎn)裝置，由邊框4組成的張緊倉(cāng)內(nèi)設(shè)置三聯(lián)托輻5

和回轉(zhuǎn)滾筒6與皮帶托輪2及平托輯3,張緊倉(cāng)10內(nèi)設(shè)用絞車(chē)張緊裝置

7和張緊鋼絲繩8與張緊游動(dòng)車(chē)9,游動(dòng)車(chē)9上設(shè)置回轉(zhuǎn)滾筒6和皮帶托

輪2、縱梁12和三聯(lián)托輯5與II型支架13組成中間框架，阻燃膠帶11

在三聯(lián)托輯上運(yùn)行，機(jī)尾部15上設(shè)置回轉(zhuǎn)滾筒6和皮帶托輪2,承載架

16上設(shè)置擋煤板14和彈簧緩沖托輯17o機(jī)頭部設(shè)置電動(dòng)滾筒1作為驅(qū)

動(dòng)裝置，機(jī)頭部張緊倉(cāng)10設(shè)置單滾筒張緊游動(dòng)車(chē)9,張緊倉(cāng)邊框4內(nèi)設(shè)

有軌道，張緊游動(dòng)車(chē)9在軌道上實(shí)現(xiàn)來(lái)回運(yùn)動(dòng)，由絞車(chē)張緊裝置7纏繞

張緊鋼絲繩8,帶動(dòng)張緊游動(dòng)車(chē)9運(yùn)動(dòng)，阻燃膠帶11張緊，電動(dòng)滾筒1

與阻燃膠帶11產(chǎn)生摩擦力帶動(dòng)阻燃膠帶11循環(huán)運(yùn)行,機(jī)尾部15承載架

16設(shè)有彈簧緩沖托輻17和擋煤板14,減小肝煤對(duì)阻燃膠帶11沖擊破壞。

砰煤由扒裝機(jī)或綜掘機(jī)卸載到機(jī)尾部15,通過(guò)阻燃膠帶11運(yùn)輸，將肝

煤運(yùn)至機(jī)頭部卸載。

2.1有關(guān)參數(shù)的確定

設(shè)計(jì)參數(shù)：輸送量：Q=150〃/z

輸送機(jī)長(zhǎng)度：L=600m

輸送物料：原煤

松散密度:y=l.lxlO3kg/m3

傾角：p=25°

初定設(shè)計(jì)參數(shù)：，托輻間距：aO-1200mm；下托輻間距au-3000mm；

托輻槽角入二30。。托輻槽徑108mm；托輯前傾1。30,。

2.2帶速的確定

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。

帶速根據(jù)帶寬和被運(yùn)物料性質(zhì)確定，我國(guó)帶速已標(biāo)準(zhǔn)化，具體選取可參

考《礦井運(yùn)輸提升》表3-19,初步確定帶速v=1.8〃z/s。

2.3帶寬的確定

帶寬的確定士要取決于以下兩方面的要求：

(1)物料塊度要求

(2)輸送能力要求

按給定條件Q=15O，/〃，y=1.1xlO3kg/m3,v=\.8m/s,經(jīng)查表

3-3可得4=0.75,將其代入下式，則可求出物料斷面積A為

A=-----上-----=0.0280nr

3.6yvk

表3-3輸送機(jī)的傾斜系數(shù)上

傾角/

24681012141618

(°)

k1.000.990.980.970.950.930.910.890.85

根據(jù)運(yùn)送的物料名稱(chēng)和帶速及物料密度等因素，查《帶式輸送機(jī)設(shè)

計(jì)手冊(cè)》可得物料的堆積角0=25。；同時(shí)取托輻槽角入=30。。按托輻

槽角X=30。,堆積角0=2?！?，并結(jié)合物料的斷面積A=0.0280m2查《帶

式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得帶寬B=500,77/77o

為了增大運(yùn)送余量，并結(jié)合帶寬、帶速與運(yùn)送能力的匹配關(guān)系，同

時(shí)查表3-4,取帶寬3=650〃〃%

表3-4各種帶寬使用的最大塊度

帶寬/mm500650800100012001400

最大塊度/mm150150200300350350

帶寬/mm16001800200022002400

最大塊度/nun350350350350350

2.4核算輸送能力

由參考資料⑴式（3.3-6）Q=3.6SvAp

由4=300查表參考資料得0=25°,再查表3-2得

S=0.0458m%

Q=3.6x0.0458xl.8x0.75x850

,滿(mǎn)足要求。

=189.20r///>150r//?

2.5根據(jù)原煤粒度核算輸送機(jī)帶寬

由參考資料［口式(3.3-15)

B32a+200

B=2a+200=(2x1504-200)mm=500<650mm

輸送機(jī)帶寬能滿(mǎn)足輸送150mm粒度原煤要求。

2.6圓周驅(qū)動(dòng)力的確定

傳動(dòng)滾筒上所需圓周驅(qū)動(dòng)力先為所有運(yùn)行阻力之和，即

FF

u=H+FN+FST+FS2+FSt

或Fu=JLgMRO+qRU+Q%JFFN+FSI+居2+八r

輸送機(jī)傾角P=25。，cos。=0.991。

帶式輸送機(jī)機(jī)長(zhǎng)L=600m>80m,附加阻力明顯小于主要阻力，可引入

系數(shù)C來(lái)考慮阻力，它取決于輸送機(jī)的長(zhǎng)度，按下式計(jì)算：

Fu=CjLgLo+C1RU+Q/+9G》osB1久出+Fs\+%

(N)

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80米時(shí),可按式(343)

計(jì)算，或從表3-5查取；

Q=L+—()

L

/一模擬摩擦系數(shù)，根據(jù)工作條件制造、安裝水平選取，參見(jiàn)表

3-6；

L—輸送機(jī)的長(zhǎng)度，m；

g—重力加速度，取g=9.81m/s?；

外。一承載分支托輻每米長(zhǎng)旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，kg/m,用式(345)計(jì)

算：

_G、

Qno=—

"。(3.4-5)

式中G1——承載分支每組托輻旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，Kg從表3-7查詢(xún);

ao----承載分支托餛間距，m；

"u一回程分支托輯每米長(zhǎng)旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，kg/m,用式(3.4-6)計(jì)算：

G?

以o=一

4(3.4-6)

式中G2——回程分支每組托輻旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，Kg從表3-7查詢(xún);

au----回程分支托輻間距，m；

心一每米長(zhǎng)輸送帶的質(zhì)量，kg/m,按表3-8估計(jì)選?。?/p>

外一每米長(zhǎng)輸送物料的質(zhì)量，kg/m；

與一主要阻力，N；

品一附加阻力，N；

舄一特種主要阻力，即托根前傾摩擦阻力及導(dǎo)料槽摩擦阻力，N；

/2一特種附加阻力，即清掃器、卸料器及翻轉(zhuǎn)回程分支輸送帶的阻力,

N；

七一傾斜阻力，N；

H—輸送機(jī)卸料段和裝料段間的高差，m；

查表3-6得：模擬摩擦系數(shù)：/=0.022

經(jīng)計(jì)算得:C=1.13

上托輯間距%=1200mm,下托輻間距%=3000查表可得:

qRO=llJkg/m

qRU=4.0kg/in

計(jì)算公，初選輸送帶NN—100,Z=4。查表1-6,NN—100輸送帶的每

層質(zhì)量1.02kg/m,上膠厚3=4.0mm,下膠厚§2=L5mm,每毫米

膠料質(zhì)量為1.19kg/m;

qR=17.6kg/m

Q150

%=23.15kg/m

3.6v3.6x1.8

計(jì)算主要阻力

FH=Q.022Lg(2qb+c/G)cosp+345x3+127x3

=0.022x600x9.81x(2xl7.6+23.15)x().991+11.7+4

=7503.56N

計(jì)算特種主要阻力Fs\=K+Fgi

匕=。

馬=C卬。〃(%+%)gcosBsin￡+呼瀉

=996.42+16.99

=1013.41

參考資料[1](3.4-9.10.12)

式中k—物料和導(dǎo)料擋板間的摩擦系數(shù)，臼=。-5?0.7,這里取

p,2=0.6；

々一導(dǎo)料擋板內(nèi)部寬度，4=0.4m；

/一裝有導(dǎo)料擋板的設(shè)備長(zhǎng)度，取/=2m；

計(jì)算特種附加阻力=%(AP&)+優(yōu)參考

=5x(().()lxl()4x0.6)+0.8xI5()()

=1500N

資料⑴(3413)

式子中血=5,包括2個(gè)清掃器和2個(gè)空段清掃器(1個(gè)空段清掃器相當(dāng)

于1.5個(gè)清掃器)。

傾斜阻力：

&=%xgxH

=23.15x9.81x253.57

=57586.13

所以:參考資料⑴(3.4-2)

「

FCFH+FS2+FSl

=1.13x7503.56+1()13.41+15(X)+57586.13

=68580.22N

傳動(dòng)功率計(jì)算

由參考資料[1](3.6-1)傳動(dòng)滾筒軸功率PA為:

Fv

R—=123A4KW

1000

則電動(dòng)機(jī)功率PM為:

匕=-^=J39.59KW

式中r\一總機(jī)械效率，H=rliXrl2=0.96x0.98x0.94；

選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y315M2-4,N=160KW

2.7輸送帶的確定

帶式輸送機(jī)靠摩擦傳動(dòng)，當(dāng)膠帶過(guò)松，傳動(dòng)滾筒分離點(diǎn)處張力過(guò)小,

摩擦系數(shù)較低或過(guò)載時(shí)，都可能造成膠帶在滾筒上打滑的現(xiàn)象。由于摩

擦發(fā)熱，在滾筒表面產(chǎn)生高溫，會(huì)使膠帶的橡膠覆蓋層損壞，并引起膠

帶著火。在打滑時(shí)，由于膠帶是絕緣體會(huì)在膠帶表面產(chǎn)生很高的靜電電

勢(shì)，從而產(chǎn)生電火花。膠帶著火或產(chǎn)生電火花會(huì)造成煤礦井下瓦斯爆炸

事故，產(chǎn)生的有毒氣體也會(huì)釀成熏人事故。所以煤礦井下帶式輸送機(jī)要

使用阻燃帶。

阻燃帶，顧名思義，是不可燃燒的或燃燒后能自行熄滅的一種膠帶。

在制作過(guò)程中加入了一定的原料如聚氯乙烯，以提高膠帶的防火及抗靜

電特性。它是一種特殊用途的膠帶。阻燃帶已系列化，查參考資料[1]

表選取800s型的阻燃輸送帶。S表示具有阻燃和抗靜電性能，800表示

輸送帶整體縱向拉斷強(qiáng)度為800N/mm。

輸送帶端頭連接方法有機(jī)械連接和硫化（塑化）連接兩種。選煤廠常

用的是機(jī)械連接方法，有鉤卡連接、合頁(yè)連接和板卡連接等。機(jī)械連接

法操作較簡(jiǎn)便，但接頭處強(qiáng)度只相當(dāng)于輸送帶本身強(qiáng)度的35—40%,使

用期限短。硫化膠接有熱硫化和冷硫化兩種膠接法。后者連接時(shí)間長(zhǎng)，

采用得比較少。硫化膠接法，先將輸送帶兩接頭部位每層的夾層對(duì)縱軸

成60°至70。傾斜地切成階梯形狀，使兩端頭很好地相互配合，在每

層夾層上涂以橡膠漿使其粘著，然后用專(zhuān)'1的硫化設(shè)備，在整個(gè)輸送帶

寬度范圍內(nèi)施加均勻面足夠的壓力進(jìn)行熱的或冷的硫化粘合連接。硫化

膠接法接頭強(qiáng)度高，牢固耐用，但操作復(fù)雜。

又因?yàn)閮A角較大，即：由于一般帶式輸送機(jī)的傾角不能過(guò)大，所以

在一定程度上限制了其應(yīng)用范圍。為了克服上述缺點(diǎn)，可以采用大傾角

的花紋帶式輸送機(jī)。

2.8輸送帶的張力計(jì)算

圖2.2輸送機(jī)布置示意圖

為安全起見(jiàn)，取輸送帶在換向滾筒處局部阻力系數(shù)以=0.06,有：

耳=1.06不，線=片+%，F(xiàn)5=\.06F4,尼=尼+心，

*1

￡=用+&，F(xiàn)l=F2l+——。

K”兇

式中：

a一圍抱角，取a=210°；

R—摩擦系數(shù)，pi=0.4；

長(zhǎng)“一牽引力備用系數(shù)，Kmq=l.3；

Fk=Lfg+磯1600x0.022x9.81x47.6+4.0%2797.03N

尸油="B+%Xcosp+sinp^+%桃

=(17.6+23.15)x(0.022xcos25+sin25)x600x9.81+11.7x600x0.022x9.81

=107483.23N

解得：=1211583.8NF2=425117.12NF3=427914.15N

F4=430711.18NF5=456553.85NF6=564037.08N

Fh=F3+F4=858625.33N

2.8.1輸送帶不打滑條件校核

由參考資料［1］式(3.5-1)輸送帶不打滑條件：

1

「2(sl)min—rVmax——］

e

式中C/max=KAFU=(1.5X68580.22)=102870.33TV

根據(jù)給定條件，取口二0.35,單滾筒傳動(dòng)。二200

查表參考資料表3-136叩=?崢=3.4

則Komin>102870.33x—!—=42862.63N

—inHI34?

2.8.2輸送帶下垂度校核

由參考資料由參-2）得，承載分支最小張力Fmin為:

廠承min7”。0十%總

8（〃/%加

1.2x（17.6+23.15）x9.81

-8x0.01

=5496.67N

由參考資料式（3.5-3）得，回程分支最小張力Fmin為:

3x17.6x9.81

~8x0.01-

=6474.6N

所以輸送帶強(qiáng)度足夠。

2.8.3輻子載荷的校核

（1）靜載計(jì)算

承載分支托餛：

4二e劭（Z+夕^）g=0-8x1.2x（41.67/1.8+17.6）x9.81=383.77N

v

式中：

與一承載分支托輻靜載荷，N；

e一輕子載荷系數(shù)，查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》表2.35,得e=0.8；

一承載分支托輻間距，m,%=1.2m；

乙一輸送能力，kg/s；

=150/3.6=41.67kg/s

為一每米長(zhǎng)輸送帶的質(zhì)量，kg/mm；%=17.6kg/mm；

查表2-74,上輪小108,L=600mm,軸承4G204,承載能力為2170N,

能滿(mǎn)足要求。

回程分支托輻：

=e〃uqBg=0.63x3x17.6x9.81=326.32N

式中:

此一回程分支托輻靜載荷，N；

一回程分支托輻間距，m；即=3m；

e一輻子載荷系數(shù)，查《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》表2-35,得e=0.63；

查表2-74,下軸小108,L=750mm,軸承4G204,承載能力為1070N,

能滿(mǎn)足要求。

（2）動(dòng)載計(jì)算

承載分支與二巴￡.￡=383.77xl.Ox1.06x1.1=447.48N<2170N

回程分支Pj=Pvf5fa=326.32x1.0x1.1=358.95N<1070N

式中：

尸o'一承載分支托輯動(dòng)載荷，N；

&，'一回程分支托輻動(dòng)載荷，N；

八一運(yùn)行系數(shù)，查表2-36得：X=1.0；

力一沖擊系數(shù)，查表2-37得：力=1.06；

，一工況系數(shù)，查表2-38得：fa=U；

均滿(mǎn)足要求。

2.8.4鋼絲繩的選擇

我國(guó)是按《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定來(lái)設(shè)計(jì)的。其原則是：鋼絲繩應(yīng)

按最大靜載荷并考慮一定的安全系數(shù)來(lái)進(jìn)行計(jì)算。安全系數(shù)是指鋼絲繩

拉斷力的總和與鋼絲繩的計(jì)算靜拉力之比,但是應(yīng)當(dāng)注意，安全系數(shù)并

不代表鋼絲繩真正具有的強(qiáng)度儲(chǔ)備，只不過(guò)表示經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明在此條件

下鋼絲繩可以安全運(yùn)行。拉緊用的鋼絲繩的安全系數(shù)值為外=5。

根據(jù)使用條件，初選繩6x7股（1+6）繩纖維芯。

鋼絲繩d=4.7mm,鋼絲d=0.5mm,鋼絲總斷面積S°=8.24mm2,

參考重量為7.87kg/100m,公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度為=1550N/mm-,鋼絲破斷

拉力總和ES之1270No

OOSM1550X8.24___

F23130

式中：

，鞏一拉緊用的鋼絲繩安全系數(shù)，〃%=5；

所選鋼絲繩強(qiáng)度足夠，滿(mǎn)足要求。

2.9輸送帶的強(qiáng)度校核

根據(jù)所選阻燃帶，考慮采用硫化接頭，取K〃=12（尼龍），由《礦

井運(yùn)輸提升》表1?3和式（3-18）可得：

rXXLNrr

FBZ\F\6504100

e="=----------------=2166666.67N>Finax

式中忸卜每米帶寬每層帆布的拉斷強(qiáng)度，|f」二100N/m.層

2.10拉緊行程的計(jì)算

拉緊行程

=(0.015+0.001)x600

=9.6m

式中：

￡一輸送帶彈性伸長(zhǎng)率和永久伸長(zhǎng)率，由輸送帶生產(chǎn)廠家給出,

通常帆布帶為0.01?0.015；

￡?一拉緊后托輕間允許的垂度，一般取0.001；

L—輸送機(jī)長(zhǎng)度：

2.11拉緊裝置、機(jī)架及改向滾筒的設(shè)計(jì)

拉緊裝置是保證帶式輸送機(jī)正常工作的重要部件，在確保輸送機(jī)最

小初拉力滿(mǎn)足撓度要求的條件下，輸送帶在驅(qū)動(dòng)滾筒相遇點(diǎn)和分離點(diǎn)的

張力比應(yīng)為定值，為此要求啟動(dòng)時(shí)拉緊力與工作時(shí)額定拉緊力的比值k

為1.4?1.5,允許波動(dòng)范圍為土1()%；正常工作過(guò)程中k為().9?1.1。當(dāng)

輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)、起動(dòng)和制動(dòng)方式及拉緊裝置的安裝位置確定后，拉緊裝

置的特性就取決于其自身的性能。實(shí)際上，拉緊裝置的作用除保證承載

分支最小張力點(diǎn)所必需的張力，使其撓度在規(guī)定的范圍內(nèi)；保證輸送帶

在傳動(dòng)滾筒分離點(diǎn)的張力，在起動(dòng)和制動(dòng)及正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，使輸送帶與傳

動(dòng)滾筒之間有足夠的摩擦力而不致打滑外，還具有彌補(bǔ)輸送帶塑性變形

及起動(dòng)和制動(dòng)過(guò)程中張力變化而引起的輸送帶長(zhǎng)度變化；為輸送帶重新

接頭及修補(bǔ)提供必要行程；輸送機(jī)檢修時(shí)放松輸送帶等作用。

拉緊裝置在整機(jī)中的位置很重要，它距傳動(dòng)滾筒越近，響應(yīng)速度就

越快，性能就越好。拉緊裝置位置確定的原則為：盡可能布置在輸送帶

張力最小處；電動(dòng)機(jī)作電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，拉緊裝置盡可能設(shè)在驅(qū)動(dòng)滾筒的松

邊；電動(dòng)機(jī)作發(fā)電運(yùn)行時(shí)，拉緊裝置盡可能設(shè)在驅(qū)動(dòng)滾筒的入（緊）邊;

盡可能減少輸送帶的彎曲次數(shù)。在本次設(shè)計(jì)時(shí)，把拉緊裝置設(shè)在了機(jī)頭

部，并設(shè)在了驅(qū)動(dòng)滾筒的松邊。

對(duì)拉緊裝置的要求：

響應(yīng)速度快，工作可靠；拉緊滾筒上輸送帶的包角180°,并與滾

筒位移平行，施加的拉緊力應(yīng)通過(guò)滾筒中心，以免張力由于其位置不同

而變化；不能出現(xiàn)死區(qū)，即拉緊滾筒作反方向移動(dòng)時(shí)不至于產(chǎn)生張力突

然變化。尤其機(jī)尾有低谷的高垂度輸送機(jī)，制動(dòng)時(shí)在低谷處會(huì)由于垂度

過(guò)大而引起輸送帶的折疊和嚴(yán)重變形，從而導(dǎo)致落料。

本設(shè)計(jì)拉緊裝置采用固定絞車(chē)?yán)o裝置，固定絞車(chē)?yán)o裝置是利用

小型絞車(chē)來(lái)拉緊，絞車(chē)用蝸輪蝸桿減速器帶動(dòng)卷筒來(lái)纏繞鋼絲繩，從而

拉緊膠帶，這種拉緊裝置的優(yōu)點(diǎn)是體積小、拉力大，被廣泛應(yīng)用于井下

帶式輸送機(jī)中。其缺點(diǎn)是它只能根據(jù)所需要的拉力調(diào)定后產(chǎn)生固定的拉

緊力，拉緊力不能自動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)絞車(chē)和控制系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，對(duì)膠帶機(jī)

不能產(chǎn)生恒定的拉緊力或拉緊力失效，安全可靠性相對(duì)降低。

拉緊絞車(chē)的設(shè)計(jì)選用：

拉緊力b二2313N,拉緊速度v=0.05m/s

卷筒所需的功率為：N=2313x°05=0.116kW

A10001000

電動(dòng)機(jī)所需功率為：、=叢=更應(yīng)=0.136kW

10.85

選取JJ—型的拉緊絞車(chē)，它是一個(gè)由蝸輪蝸桿減速器及一對(duì)開(kāi)式

齒輪傳動(dòng)組成的慢速絞車(chē)。蝸輪、蝸桿的設(shè)計(jì)具有反行程自鎖的特點(diǎn)，

同時(shí)在蝸桿的一端裝有一個(gè)摩擦阻尼裝置，絞車(chē)的卷筒空套在卷筒軸上。

離合器用滑鍵與卷筒相聯(lián)，通過(guò)操作機(jī)構(gòu)（包括手輪、螺桿、螺母）即

可把離合器打在傳動(dòng)位置或制動(dòng)位置，故稱(chēng)為此為雙作用離合器。當(dāng)需

要拉緊膠帶時(shí)，按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)達(dá)動(dòng)手輪，使離合器與卷筒銷(xiāo)嚙合，則

卷筒與卷筒軸連接起來(lái)。此時(shí)開(kāi)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，經(jīng)聯(lián)軸器f蝸桿f蝸輪f蝸

輪軸一小齒輪f大齒輪一卷筒軸f卷筒f漉繞鋼絲繩而拉緊膠帶。當(dāng)放

松膠帶時(shí)，應(yīng)注意先不要打開(kāi)離合器，因?yàn)榇藭r(shí)鋼絲繩張力很大，而卷

筒是空套在軸上，突然打開(kāi)離合器將造成卷筒失控旋轉(zhuǎn)，鋼絲繩也會(huì)松

散。正確的方法是先點(diǎn)動(dòng)一下電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，待鋼絲繩松弛后即停止電動(dòng)

機(jī)，這時(shí)再反時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)手輪，打開(kāi)離合器，使離合器制動(dòng)盤(pán)上的剎

車(chē)帶與卷筒制動(dòng)環(huán)接觸，當(dāng)具有一定的制動(dòng)力時(shí)即可操作卷帶。

機(jī)架的設(shè)計(jì)：

機(jī)架包括機(jī)頭架、機(jī)尾架和中間架等，機(jī)架的主要作用一是承載，

輸送機(jī)各部的載荷及自重，最終全部由機(jī)架承擔(dān)。二是聯(lián)接各部件，如

傳動(dòng)裝置，托根裝置及其它各組件在機(jī)架上預(yù)留位置，使各組成部分能

夠有序有效地發(fā)揮作用。常用機(jī)架也用幾種不同的結(jié)構(gòu)。

機(jī)架按照主體結(jié)構(gòu)型式可以劃分為鋼架結(jié)構(gòu)和繩架結(jié)構(gòu)。按照承載

方式可以分為吊掛式和落地式。它是輸送機(jī)分類(lèi)的一個(gè)重要依據(jù)％目前

使用的輸送機(jī)其機(jī)架主要有兩種類(lèi)型，一是繩架吊掛式；二是鋼架落地

式。近年來(lái)，繩架吊掛式皮帶機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。

本設(shè)計(jì)中的機(jī)架，如圖紙所示。

為了拆裝方便，機(jī)頭架做成結(jié)構(gòu)緊湊的，用槽鋼焊接而成。機(jī)頭部

架包括卸載架、機(jī)頭架。卸載架和機(jī)頭架各做成一個(gè)。卸載架緊固于機(jī)

頭架上。卸載架上安裝有卸載滾筒，來(lái)自輸送帶的物料經(jīng)卸載滾筒卸下,

輸送帶返回驅(qū)動(dòng)滾筒。

中間架處于輸送機(jī)的機(jī)身部位，位于機(jī)頭部與機(jī)尾部裝載部之間。

落地式中間機(jī)架，主要由立柱和橫梁組成，立柱為槽鋼，縱梁分別用螺

栓固定在立柱上方，做成便于拆裝的結(jié)構(gòu)，

這種機(jī)身結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：

(1)結(jié)構(gòu)重量輕，耗費(fèi)材料少：

(2)托輯安放簡(jiǎn)單；

(3)組裝拆卸方便，不用扳手或?qū)ｉT(mén)工具，就能快速實(shí)現(xiàn)拆裝。

膠帶繞過(guò)機(jī)尾滾筒換向運(yùn)行，并在機(jī)尾部接受物料。機(jī)尾架聯(lián)接的

主要部件有機(jī)尾滾筒、承載彈簧緩沖托輻、回程平行托輻。機(jī)尾架做成

一個(gè)，用槽鋼焊接而成。

改向滾筒的設(shè)計(jì)：

改向滾筒用于改變輸送帶的運(yùn)行方向或增加輸送帶與驅(qū)動(dòng)滾筒間

的圍包角,應(yīng)在不增加帶式輸送機(jī)機(jī)頭部和機(jī)尾部有關(guān)部件結(jié)構(gòu)尺寸下,

盡量取較大直徑，以便減少輸送帶工作過(guò)程中彎曲應(yīng)力和彎曲次數(shù)，提

高輸送帶的使用壽命。

通常按照下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

//=0.8￡M).8x500=400mm

D2=0.6/)=0.6X500=300mm

式中：

一尾部換向滾筒的直徑，mm；

。2—其他奧向滾筒直徑，mm；

DTE動(dòng)滾筒的直徑，mm；

機(jī)頭部的改向滾筒也為卸載滾筒，一般采用心軸結(jié)構(gòu)，工作時(shí)軸不

動(dòng)，而是固定在卸載架軸座之中，因它不是主動(dòng)滾筒，故筒殼與軸承外

圈一起隨時(shí)膠帶運(yùn)行而轉(zhuǎn)動(dòng)。

軸承選用1516調(diào)心球軸承，材料為HT200；軸承座為SN216,材料為

QT400—15；螺栓為M20X35,材料為Q235—A；選用0型密封圈；軸

的材料為QT400—15；筒體材料為Q235—A；支座材料為QT400—15；

軸承端蓋材料為HT200?

3減速器的計(jì)算

3.1電機(jī)的確定

本設(shè)計(jì)中的掘進(jìn)巷道大傾角皮帶機(jī)用于煤礦井下。煤礦井下煤塵

多，電動(dòng)機(jī)一定具有隔爆性能。根據(jù)工作環(huán)境要求，選擇YB系列隔爆

型三相異步電動(dòng)機(jī)。

減速器用四對(duì)軸承，第一軸選用圓錐滾子軸承查得其效率為

v\]=0.98

電機(jī)與減速器之間選用液力耦合器，根據(jù)參考文獻(xiàn)，選用YOXIIZ

560輸入轉(zhuǎn)速為1500r/min,傳遞功率為120-170KW,效率為7=0.96

第一級(jí)齒輪選用弧錐齒輪，其效率為％=。-96

第二級(jí)、第三級(jí)齒輪均選用直齒圓柱齒輪，效率為0=