【正文】 ...........................................................37 附 錄 ........................................................................................................38 外文資料翻譯 .........................................................................................39 1 前 言 輸送機是在一定的線路上連續(xù)輸送物料的物料搬運機械，又稱連續(xù)輸送機。輸送機可進行水平、傾斜和垂直輸送，也可組成空間輸送線路，輸送線路一般是固定的。輸送機輸送能力大，運距長，還可在輸送過程中同時完成若干工藝操作，所以應(yīng)用十分廣泛?？梢?單臺輸送，也可多臺組成或與其他輸送設(shè)備組成水平或傾斜的輸送系統(tǒng)，以滿足不同布置形式的作業(yè)線帶式輸送機是輸送能力最大的連續(xù)輸送機械之一。其結(jié)構(gòu)簡單、運行平穩(wěn)、運轉(zhuǎn)可靠、能耗低、對環(huán)境污染小、便于集中控制和實現(xiàn)自動化、管理維護方便。它是運輸成件貨物與散裝物料的理想工具，因此被廣泛用于國民經(jīng)濟各部門。尤其在礦山用量最多、規(guī)格最大。 本課題主要研究帶式輸送機的設(shè)計計算方法。第一章介紹輸送機的概念、種類以及發(fā)展歷史；第二章介紹帶式輸送機的特點和應(yīng)用范圍、散狀物料帶式輸送機的計算與設(shè)計基礎(chǔ)，以及輸送機各主要部件的設(shè)計計 算方法。重點研究了輸送帶特性和選擇計算方法、驅(qū)動裝置的力學(xué)模型、托輥和滾筒的選擇計算方法；第三章介紹了輸送機的電控系統(tǒng)裝置；第四章介紹了皮帶輸送機的安裝以及維護措施； 本設(shè)計在編寫的過程中，得到了指導(dǎo)老師王老師的細心指導(dǎo)以及周圍同學(xué)們的協(xié)助，我在這里向他們表示感謝。 由于自身水平有限，疏漏之處難免，懇請大家批評指正。 2 第 1 章 緒 論 帶式輸送機的技術(shù)發(fā)展 中國古代的高轉(zhuǎn)筒車和提水的翻車，是現(xiàn)代斗式提升機和刮板輸送機的雛形； 17 世紀中，開始應(yīng)用架空索道輸送散狀物料； 19 世紀中葉，各種現(xiàn)代結(jié)構(gòu) 的輸送機相繼出現(xiàn)。 1868 年，在英國出現(xiàn)了帶式輸送機； 1887年，在美國出現(xiàn)了螺旋輸送機； 1905 年，在瑞士出現(xiàn)了鋼帶式輸送機； 1906年，在英國和德國出現(xiàn)了慣性輸送機。此后，輸送機受到機械制造、電機、化工和冶金工業(yè)技術(shù)進步的影響，不斷完善，逐步由完成車間內(nèi)部的輸送，發(fā)展到完成在企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間甚至城市之間的物料搬運，成為物料搬運系統(tǒng)機械化和自動化不可缺少的組成部分。 經(jīng)過一百年的發(fā)展，帶式輸送機不再是常規(guī)的開式槽型或直線布置的帶式輸送機，而是針對生產(chǎn)需求設(shè)計出各種各樣的特種帶式輸送機。例如，彎曲型、線摩 擦型、大傾角型、可伸縮型、吊掛型、管式、吊掛管式、波紋擋邊式、氣墊式、壓帶式、鋼絲繩牽引式和鋼帶式等帶式輸送機。它們各有自己的獨特優(yōu)點，適用于某些特殊場合。比如，管式和吊掛式輸送機因其密封性好，適用于有環(huán)保要求或物料不應(yīng)受外界環(huán)境影響的場合。波紋擋邊帶式輸送機可以做大傾角甚至垂直提升，因而在卸船和 豎井提升中得到應(yīng)用。壓帶式大傾角帶式輸送機于 50 年代在下挖式斗輪挖掘機上廣泛應(yīng)用。傾角可達 35186。，從而縮短斗輪臂架長度。 帶式輸送機的運輸能力和輸送距離是所有其他輸送設(shè)備無法比擬的，世界各國都在不斷地努力發(fā)展和完 善帶式輸送機技術(shù)。努力的方向著重于 : 提高帶速，它是提高輸送能力和節(jié)省投資的有效途徑。 提高各部件的可靠性，也包括輸送帶的可靠性，往往一個部件的失靈會影響整機乃至整個系統(tǒng)的停頓。 努力減少維護工作量或取消日常維護工作，因帶式輸送機分布在幾百米甚至幾千米的運輸線路上，很難實現(xiàn)有效的維護保養(yǎng)工作。 對大中型帶式輸送機采用動態(tài)設(shè)計方法，通常采用的靜態(tài)設(shè)計方法沒 3 有考慮輸送帶的粘彈性問題，因而輸送機的起動與制動過程中會在輸送帶中產(chǎn)生沖擊波，沖擊波引起的輸送帶動張力要比正常運行的最大張力大 10多倍，它直接關(guān)系著輸送帶的 強度、接頭強度、滾筒、傳動裝置和聯(lián)接件的設(shè)計強度，然而研究可控的起動裝置和制動裝置來減小動張力便成為動態(tài)設(shè)計的根本所在。 帶式輸送機的結(jié)構(gòu)原理 帶式輸送機是依靠驅(qū)動滾筒與輸送帶之間的摩擦，將牽引是以撓性體與圓柱體之間的摩擦理論為基礎(chǔ)的。這個理論用著名的歐拉公式表達。 圖 11 如圖所示的帶式輸送機，輸送帶在驅(qū)動滾筒的圍包角為 ? ，驅(qū)動滾筒以圖標方向運動。設(shè)輸送帶在與驅(qū)動滾筒相遇點 4 處的張力為 yS ，分離點的張力為 1S ，據(jù)歐拉公式，當驅(qū)動滾筒與輸送帶之間不打滑時，兩力有如下關(guān)系： ??eSSy 1? (11) 式中 ? — 滾筒與輸送帶間的摩 擦系數(shù)； e— 自然對數(shù)的底。 這個公式表示：當輸送帶在分離點 1 的張力為 1S 時，由于滾筒與輸送帶間相遇點需要的張力大于 ??eS1 。驅(qū)動滾筒將因摩擦力不夠而在輸送帶上空轉(zhuǎn)。為明確表示上述極限關(guān)系，將上式改成 ??eSSy 1max ? (12) 4 輸送帶兩端的張力差就是驅(qū)動滾筒圓周上的牽引力，根 據(jù)歐拉公式，驅(qū)動滾筒能夠傳遞給輸送帶的最大摩擦牽引力 maxW 為： )1(1m a xm a x ???? ??eSSSW iy (13) 在實際應(yīng)用中，為使帶式輸送機安全可靠的運行，應(yīng)給摩擦牽引力留有一定的余量實際許用的摩擦牽引力 xW 為， )1(1m a x ??? ??eSnWW x (14) 據(jù)此求得輸送帶在驅(qū)動滾筒相遇點的許用張力： )11(1 neSS yx ??? ?? (15) n— 摩擦力備用系數(shù)，一般取 n=～ 為提高摩擦驅(qū)動所能傳遞的牽引力，可以從以下三個方面著手： 增大輸送帶在驅(qū)動滾筒分離點上的張力 1S 。但采用這個方法會使輸送帶所受的最大張力也增大。若大幅增加 1S ，需要選用高一級強度的輸送帶，這是不利的。 增大圍包角α。但滾筒驅(qū)動，輸送帶在驅(qū)動滾筒上的圍包角為 200176?！?30176。；采用雙滾筒驅(qū)動，圍包角可達 450176?！?480176。； 帶式輸送的機種類與特點 帶式輸送機的種類很多，具有牽引件的輸送機一般包括牽引件、承載構(gòu)件、驅(qū)動裝置、張緊裝置、改向裝置和支承件等。牽引件用以傳遞牽引力，可采用輸送帶、牽引鏈或鋼絲繩；承載構(gòu)件用以承放物料，有料斗、托架或吊具等；驅(qū)動裝置給輸送機以動力，一般由電動機、減速器和制動器 (停止器 )等組成；張緊裝置一般有螺桿式和重錘式兩種，可 使牽引件保持一定的張力和垂度，以保證輸送機正常運轉(zhuǎn)；支承件用以承托牽引件或承載構(gòu)件，可采用托輥、滾輪等。 具有牽引件的輸送機的結(jié)構(gòu)特點是：被運送物料裝在與牽引件連結(jié)在一起的承載構(gòu)件內(nèi)，或直接裝在牽引件 (如輸送帶 )上，牽引件繞過各滾筒或鏈輪首尾相連，形成包括運送物料的有載分支和不運送物料的無載分支 5 的閉合環(huán)路，利用牽引件的連續(xù)運動輸送物料。 通用帶式輸送機（ DT） 通用帶式輸送機是一種固定式帶式輸送機。其特點是托輥安裝在固定的機架上，由型鋼做成的機架固定在底板或地基上，整個機身成剛性結(jié)構(gòu)。因此 ，它廣泛用于要求設(shè)備服務(wù)年限長，地基平整穩(wěn)定的場合。該種輸送機應(yīng)用十分普遍，現(xiàn)已形成系列產(chǎn)品如 TD6 TD7 DTⅡ等。 鋼繩芯帶式輸送機 芯帶式輸送機在結(jié)構(gòu)形式上相同于通用帶式輸送機，只是輸送帶由織物芯帶改為鋼絲繩芯帶。因此，它是一種強力型帶式輸送機，具有輸送距離長、運輸能力大、運行速度高、輸送帶成槽性好和壽命長等優(yōu)點。但其最大缺點是因鋼繩芯輸送帶的芯體無橫絲，故橫向強度低，易造成縱向撕裂。 移動帶式輸送機（ DY） 移動帶式輸送機是一種按整機設(shè)計并且整機可在不同地點使用的帶式輸 送機。按移動的方式不同又可分為移動式與攜帶式帶式輸送機。前者是靠輪子、履帶或滑撬移動的帶式輸送機；后者是可用人力或機械從一個位置抬到另一個位置的帶式輸送機。主要用作短距離輸送或轉(zhuǎn)載。如煤場、碼頭、倉庫等場所。 鋼帶輸送機（ DG） 鋼帶輸送機的輸送帶是一薄的撓性鋼帶。其耐熱性比常規(guī)輸送帶好得多，因此它已在食品工業(yè)中得到應(yīng)用。但鋼帶的成槽性差，滾筒傳遞扭矩很有限，因而不適用于長距離輸送。 網(wǎng)帶輸送機（ DW） 帶輸送機的輸送帶是一撓性網(wǎng)帶，在技術(shù)性能上與鋼帶輸送機相似，主要用于輕工業(yè)和有 特殊要求的場合。 6 鋼繩牽引帶式輸送機 鋼繩牽引帶式輸送機從 1951 年起在英語國家得到應(yīng)用。它的優(yōu)點在于牽引體與承載體是分開的，可以跨越長距離和大高差。但缺點是輸送帶成槽性差，影響輸送截面積，鋼絲繩裸露在外，不易防腐蝕，維護費用高。根據(jù)研究表明，當輸送量超過 500t/h，運距超過 2～ 5km 時，鋼繩牽引帶式輸送機的基建投資和運費將少于鋼繩芯帶式輸送機，即運距越長越有利。 線摩擦帶式輸送機 帶式輸送機（在此稱之為主機）某位置的輸送帶下面加裝一臺或幾臺短的帶式輸送機（稱之為輔機），主帶借助重 力或彈性力壓在輔機的帶子（輔帶）上，輔帶可以通過摩擦力驅(qū)動主帶，這樣主帶張力便可以大大降低而實現(xiàn)低強度帶完成長距離或大運量輸送。 波狀擋邊帶式輸送機 輸送帶邊上有擋邊以增大物料的截面，傾斜角度大時，一般在橫向設(shè)置擋板。 大傾角帶式輸送機 普通帶式輸送機的輸送傾角超過臨界角度時，物料將沿輸送帶下滑。大傾角帶式輸送機可以減小輸送距離、降低巷道開拓量，減少設(shè)備投資。在露天礦它可以直接安裝在非工作邊坡，節(jié)省大量土方工程和投資。 圓管式帶式輸送機 圓管式帶式輸送機是用托輥把輸 送帶逼成管形，物料形成封閉運輸，減少了環(huán)境污染，并能任意轉(zhuǎn)變和提高輸送傾角。它適用于有環(huán)保要求或物料不受外界環(huán)境影響的場合，如水泥、粉煤、谷物等物料的輸送。 7 第 2章 帶式輸送機計算與設(shè)計基礎(chǔ) 概述 帶式輸送機的設(shè)計通常包含初步設(shè)計和施工設(shè)計兩個方面的內(nèi)容。前者主要是通過理論上的分析計算選出滿足生產(chǎn)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(shè)計；后者主要是根據(jù)初步設(shè)計完成輸送機的安裝布置圖。 設(shè)計原始資料 原始條件： 設(shè)計運輸能力： Q=15t/h,運輸距離： 15m,輸送石灰石顆粒，水平輸送 技術(shù)要求： （ 1）電控裝置有本安型操作臺、隔爆兼本安型控制箱和各種傳感器三部分組成 。 （ 2）本安型操作臺具有輸送帶運行速度、電機電流等主要參數(shù)的運行狀態(tài)顯示和輸送機故障指示； （ 3）電控裝置控制核心采用可編程序控制器（ PLC），具有手動、自動及檢修三種工作方式 : （ 4）電控裝置具有沿線通話和起車預(yù)警功能； （ 5）電控箱和操作臺及配套傳感器應(yīng)具備防爆合格證以及“ MA”標志； （ 6）系統(tǒng)應(yīng)具有的保護功能： a)跑偏保護 跑偏開關(guān)機頭、中間、機尾各 一對； b)沿停保護 沿停保護傳感器每隔 100 米設(shè)置一只； c)防縱撕保護 在機尾落煤附近設(shè)一套； d)煙霧保護 在機頭集中驅(qū)動處設(shè)置煙霧傳感器； e)煤位保護 在機頭設(shè)低煤位報警和高煤位停車保護； 8 f)超溫保護， 煙霧保護和自動灑水裝置； g)速度保護 分別在輸送帶空段設(shè)置高速傳感器以檢測帶速進行速度保護； h)打滑和超速保護 通用固定式皮帶輸送機多采用單點驅(qū)動方式，即驅(qū)動裝置集中的安裝在輸送機長度的某一個位置處，一般放在機頭處。單點驅(qū)動方式按傳動滾筒的數(shù)目分，可分為單滾筒和雙 滾筒驅(qū)動。對每個滾筒的驅(qū)動又可分為單電動機驅(qū)動和多電動機驅(qū)動。因單點驅(qū)動方式最常用，凡是沒有指明是多點驅(qū)動方式的，即為單驅(qū)動方式，故一般對單點驅(qū)動方式，“單點”兩字省略。 單筒、單電動機驅(qū)動方式最簡單，在考慮驅(qū)動方式時應(yīng)是首選方式。在大運量、長距離的鋼繩芯膠帶輸送機中往往采用多電動機驅(qū)動。帶式輸送機常見典型的布置方式如下表 21 所示。 帶式輸送機機型的選擇 在給定工作條件下，帶式輸送機選型設(shè)計計算合理與否關(guān)系到其能否高效、安全、可靠地完成生產(chǎn)運輸?shù)膯栴}。一般來說，選型設(shè)計不外乎兩種情況：一種是成 套供應(yīng)的設(shè)備（或?qū)σ延性O(shè)備）的計算，如礦用吊掛式、可伸縮帶式輸送機功率、輸送帶強度和主要部件是否滿足要求。另一種是對通用設(shè)備（ TD7 DTⅡ和 DX 系列輸送機）的選型設(shè)計，需要通過計算從一系列部件中選擇合適的具體部件（如滾筒、輸送帶、托輥和驅(qū)動裝置等），最后組裝成滿足具體生產(chǎn)條件下的通用帶式輸送機。 根據(jù)已知的原始資料分析得，本機