带式输送机毕业设计论文
摘要
本设计是对输送带的改造，主要是通过添加线摩擦驱动装置。
本论文中主要介绍：首先，对输送带的组成，工作原理和相关参数进行了简单的介绍；其次是介绍线摩擦驱动原理及相关计算原理；最后部分是改造设计计算和校验。
本设计中对比了输送带改造中常用的几种方案，最后确定采用用线摩擦驱动装置。设计中主要涉及：胶带的选型（织物层），胶带的检验，辅机长度计算和位置的确定，及辅机的组成！
关键字：输送带，电动机，摩擦。
ABSTRACT
The aim of this design is to alter the conveyor belt, mainly through adding the line friction drive equipment.
What is mainly introduced in the present paper is as followed: First, to introduce the composition of conveyor belt, the work principle and the correlated parameter. Second, to introduce the principle of line friction drive and the correlated calculation principle. Finally, to transform the design calculation and verify it.
In this design several kind of plans are contrasted which are used to transform the conveyor belt, finally the line friction drive equipment is determined to use with. The design mainly involves: the choosing of adhesive tape (fabric level), the examination of adhesive tape, the length calculation of auxiliary engine and position determination, and auxiliary engine composition! Key words: Conveyor belt, electric motor, friction.
目录
1带式输送机设计计算的基本原理................................. １1.1概述 .................................................................................. １1.2主要参数的确定 .............................................................. ２
1.2.1带速、带宽与输送能力间的关系................................... ２
1.2.2胶带的许用张力............................................................... ３
1.2.3滚筒参数........................................................................... ５
1.2.3按轴承承载能力计算托辊间距....................................... ６1.3驱动系统 .......................................................................... ７1.4张紧装置 .......................................................................... ８
1.4.1张紧装置的作用............................................................... ８
1.4.2对张紧装置的要求........................................................... ９
1.4.3张紧装置的位置............................................................... ９
1.4.4张紧装置类型................................................................... ９1.5制动装置 ...................................................................... １０
1.5.1设置原则....................................................................... １０
1.5.2位置、数量与作用点................................................... １１2带式输送机的线摩擦驱动......................................... １１
2.1概述............................................................................. １１2.2牵引型线摩擦传动的机理 .......................................... １６2.3直线摩擦驱动设计计算原理...................................... ２１
2.3.1带有辅机的带式输送机系统的布置原则................... ２２
2.3.2基本符号与计算公式................................................... ２４2.4辅机长度、台数与胶带张力 ...................................... ２５3某煤矿-580强力带式输送机改造设 ........................ ３０3.1已知条件 ...................................................................... ３０3.2该煤矿的改造设计...................................................... ３１
3.2.1煤矿提高输送能力后对胶带的校验........................... ３１
3.2.2可行方案分析对比....................................................... ３５3.3采用线摩擦驱动装置的设计计算（选辅机装于
L段）
2 ............................................................................................. ３７致谢词 ........................................................................ ４７参考文献： .............................................................. ４８附录 ................................................................................ ４９英文文献 ............................................................................ ４９英文文献翻译 .................................................................... ５７
1带式输送机设计计算的基本原理
1.1概述
带式输送机的设计有两大类：一是输送机本身的结构设计；一是根据使用现场具体条件进行输送机选择的选用设计。
根据设备的不同，选用设计也有良种：一是成套设备的选样；二是系列设备的选择。成套设备的选择是验算设备各部件是否符合使用条件，并通过计算确定某些运转参数。系列设备的选择是根据具体条件选择各个部件组合一台整体设备，并确定某些运转参数。
选用设计可分为两步：一是初步设计，用以确定主要参数与总体布置方案；二是施工设计，具体选择部件和提供安装图纸。后者虽工作量较大，但比较简单，不予考虑。
不论是结构设计还是选用设计，都需要确定一些带式输送机的基本参数。此类计算属于基本计算，此外也派生出一些其他参数的计算。
设计已知资料应为：
（1）散料的特性与参数：块度与块度分布、自然堆积角、密度、硬度、温度、湿度；
（2）工作环境：地面、井下、严寒、高温、淋水、矿尘、气体、建筑物内外、露天；
（3）所需小时输送量；
（4）线路原始尺寸与布置上的限制：各段长度、倾角、转角、起始点具体位置与周围环境、前后衔接；
（5）装卸点的数量与位置及相应小时的输送量。
1.2主要参数的确定
带式输送机的基本参数是带宽、带速与胶带强度，其他参数都由此生出来。
1.2.1带速、带宽与输送能力间的关系
1.2.1.1速度、带宽及二者间的配当
速度愈高，散料的线密度可愈小，所需要胶带强度愈低，减速器的传动比减小，整个设备费用降低，所以提高带速是有利的。
我国现行速度系列见表1-1。
速度的选择应考虑如下一些因素：
（1）胶带宽度愈小，高速运行时愈不够稳定，甚至容易产生严重的撒料现象。对于煤矿井下，带宽可参照表1-2选择
表1-1带速系列表（m/s）
表1-2胶带与速度配当表
（2）固定式带式输送机，安装质量一般均较高，可取高一些速度。半固定式移动式输送机的速度较低。
（3）水平或近于水平输送时速度可较高；倾角愈大，物料愈易滚动或滑动，应取较低速度。
（4）倾斜安装的带式输送机，相对而言下运带式输送机应有较低速度，因下运时，物料更易在胶带上滚动与滑动。
（5）输送能力的吨公里值愈大，所需要胶带强度愈大。为降低胶带强度可取较高的速度。
1.2.1.2输送机的输送能力
输送能力有两种表示方法，一是每小时输送的吨?公里值（h km t /?），一是每小时输送的物料重量吨数（h t /）。前者才能真正衡量输送设备的能力，但后者便于在计算中和时间中应用，故常用后者，称为小时输送量。 诸凡连续输送设备，小时输送量的普遍表达式为：
qV Q 6.3= )/(h t （1-1）
式中 q ——物料线密度，㎏/m ；
V ——带速，m/s ；
3.6——换算常数，[3.6]为h
kg t s ??。 1.2.2胶带的许用张力
织物层芯胶带的拉断强度0P 按每层每米若干牛顿表示，其值见表1-3。 织物层芯胶带的许用张力：
000m Z B P S e = （N ） （1-2） 式中 0B ——带芯宽度，mm ；
0Z ——带芯层数，层；
0m ——胶带安全系数；
0P ——织物层胶带拉断强度，mm N /；
0S ——胶带的许用张力，N 。
尼龙芯层胶带的安全系数0m ，一般取为0m =12。对于棉织物层芯胶带，其0m 值见表1-4。
表1-3 织物层芯胶带拉断强度表
表1-4 棉织物层芯胶带的安全系数
钢绳芯胶带的拉断强度[GX]按每毫米宽胶带若干牛顿表示。国产钢丝绳芯胶带的拉断强度与带宽配当。
钢丝绳芯胶带的许用张力：
][m B GX S e = （N ） （1-3） 式中[GX]——钢丝绳芯胶带拉断强度，mm N /；
B ——胶带宽度，mm ；
钢丝绳胶带的安全系数，静安全系数取为100=m ，动安全系数取为
5.7，当前我国按静力计算。
1.2.3滚筒参数
滚筒的主要尺寸是直径与宽度；主要静力学参数是容许最大静受力容许最大静扭矩。
1.2.3.1滚筒的宽度
滚筒的宽度决定于带宽，它们间的关系，规定如表1-5所示。
滚筒宽度大于胶带宽度的原因是考虑到胶带在滚筒上可以容许的跑偏。
1.2.3.2滚筒的直径
国际标准与我国标准规定的滚筒直径系列值如表1-6所示。
表1-5 胶带与滚筒宽度配当表
影响滚筒直径的因素如下：
（1）附加弯曲应力；
（2）胶带许用强度利用率；
（3）胶带承受弯曲载荷的频次（与胶带的导绕方式、绕过滚筒的数目、运距和速度有关）；
（4）胶带表面的面比压；
（5）使用地点与条件（地区、井下、露天、移动、固定）；
（6） 覆盖胶或其上的高花纹的变形量。
表1-6 标准滚筒直径系列谱 )(m
1.2.3按轴承承载能力计算托辊间距
在一般设计中，可按托辊组的许用载荷找出应有间距。
设：l P ——托辊组许用载荷，N ；
G ' ——承载托辊组的重量（旋转部分）
，㎏； t l '——承载分支托辊间距，m 。
其余符号同前。
则按力的平衡关系，应有：
g G l q q g P t d t '+'+≥βcos )( )(N
于是 β
c o s )(
d t t q q g G g P l +'-=' )(m 一般说来，承载分支间距为t l 'm 5.1~1=。倘若为大块物料，可取t l '为表1-7中所列数据的0.8倍。
表1-7 托 辊 间 距 表
回空分支的回程托辊间距t l '一般均取 t l ''t l '=2。
1.3驱动系统
根据负荷的大小与胶带强度的强弱，可以采用一个或多个驱动滚筒。但是：
1）尽可能避免那种以胶带的承载面与驱动滚筒相接触来传递牵引力的情况。在这种情况下，由于胶带与滚筒间摩擦系数变化太大，因而传动不稳定，部件也易损坏。但在采用一个驱动单元驱动两个滚筒的组合方式时，这却是唯一可采用的最简便的方式。
2）驱动部位置：除非倾角很小，对于沿倾角输送，不论是爬坡还是下坡输送，均不得将驱动滚筒设于下端，这是因为胶带在下端滚筒的相遇点和分离点的张力均不可能很大。为保证足够的牵引力或制动力，就必须极大的增加胶带的张力。比较理想的方案是将驱动滚筒设于上端。但在现场有比较复杂的情况，对于下山输送（沿倾斜向上输送），驱动装置设于上端没有问题；对于上山输送（沿倾斜向下运输），受料点在上端，但随着采煤进程，受料点逐渐下移，输送机缩短时，其上端要下移，而且驱动部的移动是困难的，因此，在这种情况下可设驱动部回空分支并尽可能接近上部。
对于水平输送，运距甚长与输送量过大时，可以考虑采用如下方案，
这样可在很大程度上减小胶带张力，但供电、控制比较复杂。
3）坡输送时的运转状态：有四种，一种是电动机发电运转，以产生制动力的状态；一种是电动机作电动机运转，以产生牵引力的状态。倘若符合下式，则为发电制动
q
q q q tg t d ωωωωωβ''''+''+''+'+'>-)( 式中：q ——物料线密度，㎏/m ；
d q ——胶带线密度，㎏/m ；
t q '——承载分支托辊旋转部分线密度，㎏/m ；
t q ''——回空分支托辊旋转部分线密度，㎏/m ；
β——线路倾角，爬坡输送,0>β下坡输送0<β；
ω' ——承载分支运行阻力系数，一般04.0~02.0='ω；
ω'' ——回空分支运行阻力系数，一般035.0~015.0=''ω。
在本书中β角均按照物料走向，认定爬坡为正值，下坡为负值。故爬坡输送物料时，承载分支倾角取为正，下坡输送物料时倾角取为负。
1.4张紧装置
1.4.1张紧装置的作用
（1）保证驱动滚筒分离点的张力；
（2）保证承载分支最小张力点的必须张力；
（3）补偿塑性变性与过渡工况胶带伸长度的变化；
（4）胶带重新接头的必要行程。
1.4.2对张紧装置的要求
（1）张紧滚筒上胶带的包角应为
180，以免张力由于其位置的不同而变化；
（2）工作可靠；
（3）尽可能不出现死区，即拉紧滚筒作相反方向移动时，不致产生张力的突然变化。
1.4.3张紧装置的位置
（1）原则上应该是：①在胶带张力尽可能最小处，以降低张紧装置的强度与规格；②电动机作电动机运转时，尽可能在驱动滚筒的分离点；电动机作发电机运转时，进可能设在驱动滚筒的相遇点，以便能够及时起作用；③尽可能降低胶带的弯曲次数。
（2）实际位置很难满足上述全部要求，一般来说：①短距离输送机在尾部；②长度在300m以上的水平或近水平（5%坡度以上）输送机，在驱动滚筒的分离点处。
（3）大型长距离倾斜输送机，重物拉紧，为减轻拉紧重，尽量设于下部。在采用自动调节拉紧方式时，也可设在回空分支上部驱动装置附近。从传动性能考虑，设于回空分支上部驱动装置附近最为有利。
1.4.4张紧装置类型
（1）固定位置拉紧，即通过移动拉紧滚筒位置进行拉紧。其特点是拉紧滚筒位置固定，不经人工操作或控制，拉紧滚筒位置不能移动。故由于负荷变化引起的长度变化和由于蠕变现象产生的伸长等原因，张紧力是变
化的，所以它的可靠性较差，应经常调节拉紧滚筒位置；但其结构简单、紧凑，可用于小型输送机。一般有螺旋拉紧与锅轮卷筒绳索拉紧两种。
（2）重物拉紧。理论上能保持张力恒定，但实际上，对于大多数重物拉紧而言，由于张紧装置本身有摩擦阻力存在，有死区产生，但死区范围不是太大，可以安全起到应有的作用，且工作可靠性最强。
（3）自动调节拉紧。这种拉紧方式不但可起到应起的作用，而且还可以根据起动与稳定运行的工况自动调节张力，使得杂器正常运行时处于较低胶带张力状态，对于胶带是很有利的。但是张紧装置的电气控制线路较复杂，故障出现、的可能性稍大，在可靠性方面不及重物拉紧。多用于大型输送机。
1.5制动装置
1.5.1设置原则
（1）爬坡输送，为防止胶带逆转，应设逆止器。
（2）下坡输送，为能停车，应设制动器。制动器有两种：一种是工作制动器，一种是安全停车制动器。在采用摩擦式制动器时，它装有上述二者的作用。在采用液压、液力、电磁等非刚性接触的工作制动器时，它们只能迅速降低速度，很难实现低速停车，故应再设安全停车制动器。
（3）水平或近水平输送，可不设制动器。但大型高速带式输送机，为使停车时间不延长太多，可设安全停车制动器。
（4）在煤矿中采用摩擦式制动器时，应不致产生高温与火花，以防引起瓦斯煤尘爆炸事故。各种制动器的表面温度均不到超过容许值。
1.5.2位置、数量与作用点
（1）在采用逆止器时，只要强度与逆止力足够，无论单滚筒驱动（可能是两个驱动单元驱动）还是多滚筒驱动时，可只将一个或能满足逆止力要求的最少数量制动器设于驱动装置处，并使逆止力最终作用到驱动滚筒上。
（2）在采用制动器时，制动器的个数应至少等于驱动滚筒的个数，以防止由于不设置制动器的滚筒的电动机转子（它储存能量很大）的惯性力的作用而使得承载胶带的过紧或过于松弛，造成断带或撒煤事故。
（3）在各驱动滚筒处已设制动器的前提下，并不排斥在需要较大制动力时，也可在高张力区导向滚筒处设置制动器，以确定胶带不致滑动。
2带式输送机的线摩擦驱动
2.1概述
作为承载构件并作为牵引构件的胶带，其带芯材料的规格数量一定，许用张力也就一定，因受许用张力的限制，吨公里输送能力也就一定。为了增大给定胶带的输送能力，人们想了许多办法，例如直线电动机驱动，托辊驱动，胶轮驱动，线摩擦驱动等等。然而当前用得最为成功的还是线