【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 皮帶運(yùn)輸機(jī)設(shè)計(jì) 摘 要 目 錄 I 1 緒 論 1 11 帶式輸送機(jī)的技術(shù)發(fā)展 1 12 帶式輸送機(jī)工作原理 4 13 常用帶式輸送機(jī)類型與特點(diǎn) 5 2 帶式輸送機(jī)施工設(shè)計(jì) 9 21 概述 9 22 基本參數(shù)的選擇確定 11 23 驅(qū)動(dòng)裝置及其布置 31 24 清掃裝置 35 25 制動(dòng)裝置 36 26 交流變頻技術(shù) 37 3 帶式輸送機(jī)電控裝置 43 31 可編程控制器 PLC 原理及應(yīng)用 43 32 控制裝置的功能及工作原理 52 4 帶式輸送機(jī)的安 裝與維護(hù) 62 41 帶式輸送機(jī)的安裝規(guī)范 62 42 帶式輸送機(jī)的維修 63 5 結(jié)論 66 參考文獻(xiàn) 67 致 謝 68 1 緒 論 輸送機(jī)是在一定的線路上連續(xù)輸送物料的物料搬運(yùn)機(jī)械又稱連續(xù)輸送機(jī)輸送機(jī)可進(jìn)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(jī)輸送能力大運(yùn)距長(zhǎng)還可在輸送過(guò)程中同時(shí)完成若干工藝操作所以應(yīng)用十分廣泛可以單臺(tái)輸送也可多臺(tái)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(jī)是輸送能力最大的連續(xù)輸送機(jī)械之一其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單運(yùn)行平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)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)方便它是運(yùn)輸成件貨物與散裝物料的理想工具因此被廣泛用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門尤其在礦山用量最多規(guī)格最大 11 帶式輸送機(jī)的技術(shù)發(fā)展 中國(guó)古代的高轉(zhuǎn)筒車和提水的翻車是現(xiàn)代斗式提升機(jī)和刮板輸送機(jī)的雛形 17世紀(jì)中開(kāi)始應(yīng)用架輸送散狀物料 19世紀(jì)中葉各種現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的輸送機(jī)相繼出現(xiàn) 1868 年在英出現(xiàn)了帶式輸送機(jī) 1887 年在美國(guó)出現(xiàn)了螺旋輸送機(jī) 1905 年在瑞士出現(xiàn)了鋼帶式輸送機(jī) 1906 年在英國(guó)和德國(guó)出現(xiàn)了慣性輸送機(jī)此后輸送機(jī)受到機(jī)械制造電機(jī)化工和冶金工業(yè)技術(shù)進(jìn)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(yùn)成為物料搬運(yùn)系統(tǒng)機(jī)械化和自動(dòng)化不可缺少的組成部分 1880 年德國(guó) LMG 公司設(shè)計(jì)了一臺(tái)鏈斗挖掘機(jī)其尾部帶一條蒸氣機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶式輸送機(jī) 1896 年美國(guó)紐約頒布了魯賓斯為帶式輸送機(jī)的發(fā)明人 20 世紀(jì) 30 年代隨著德國(guó)褐煤露天礦連續(xù)開(kāi)采工藝的發(fā)展帶式輸送機(jī)也隨之得到迅速地發(fā)展二次大戰(zhàn)前德國(guó)褐煤露天礦已出現(xiàn) 16m 帶寬的帶式輸送機(jī) 50 年代開(kāi)發(fā)出的鋼繩芯輸送帶為帶式輸送機(jī)長(zhǎng)距離化和大型化創(chuàng)造了條件前西德為了擺脫石油危機(jī)帶來(lái)的影響開(kāi)發(fā)了年產(chǎn) 4000～ 5000 萬(wàn) t 的褐煤露 天礦并在 50～ 60 年代為日 10 萬(wàn)方的斗輪挖掘機(jī)開(kāi)發(fā)了配套的 30m 帶寬的帶式輸送機(jī)帶速為 68ms 后經(jīng)科研開(kāi)發(fā)將帶速提高到 75ms使 但運(yùn)量仍保持 375萬(wàn) th單條帶式輸送機(jī)的裝機(jī)容量為6 2021kW 是當(dāng)今運(yùn)量最大的帶式輸送機(jī) 70 年代開(kāi)始西方各國(guó)推廣斜井帶式輸送機(jī)德國(guó)魯爾區(qū) HanselProsperⅡ煤礦使用了當(dāng)今規(guī)格最大的斜井帶式輸送機(jī)其帶寬為 14m 帶速為 55ms 帶強(qiáng)為st7500Nmm整機(jī)傳動(dòng)功率為 2 3100kW同步電機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)子直接固定在滾筒軸上從而省去了減速器同步機(jī)用交直交變頻裝置調(diào)速起制動(dòng)過(guò)程 非常平穩(wěn)起動(dòng)時(shí)間可達(dá) 140s制動(dòng)時(shí)間達(dá) 40s輸送帶保證壽命達(dá) 20年該機(jī)上下分支輸送帶都運(yùn)送物料向上運(yùn)煤 1800th 下分支向下運(yùn)矸石 1000th 提高高度達(dá) 700 余米 經(jīng)過(guò)一百年的發(fā)展帶式輸送機(jī)已成為一個(gè)龐大的家族不再是常規(guī)的開(kāi)式槽型或直線布置的帶式輸送機(jī)而是針對(duì)生產(chǎn)需求設(shè)計(jì)出各種各樣的特種帶式輸送機(jī)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(jī)它們各有自己的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)適用于某些特殊場(chǎng)合例如管式和吊掛式輸送機(jī)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(chǎng)合波紋擋邊帶式輸送機(jī)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(jī)于 50 年代在下挖式斗輪挖掘機(jī)上廣泛應(yīng)用傾角可達(dá) 35o 從而縮短斗輪臂架長(zhǎng)度 目前國(guó)內(nèi)外帶式輸送機(jī)正朝著長(zhǎng)距離高速度和大運(yùn)量方向發(fā)展單機(jī)運(yùn)距已達(dá) 304km 多機(jī)串聯(lián)運(yùn)距最長(zhǎng)達(dá) 208km 由 17 條帶式輸送機(jī)組成最寬的帶式輸送機(jī)帶寬為 4m 最大運(yùn)輸能力已達(dá)到 375 萬(wàn) th 最高帶速達(dá)到 15ms 單條帶式輸送機(jī)的裝機(jī)功率達(dá)到 6 2021kW 我國(guó)生產(chǎn)的帶式輸送機(jī)最大帶寬已達(dá)到 2m 帶速已達(dá)到2 ms 設(shè)計(jì)運(yùn)輸能力已達(dá)到 52 萬(wàn) th 最大運(yùn)距為 37km 帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸能力和輸送距離是所有其他輸送設(shè)備無(wú)法比擬的因此世界各國(guó)都在不斷地努力發(fā)展和完善帶式輸送機(jī)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(gè)部件的失靈會(huì)影響整機(jī)乃至整個(gè)系統(tǒng)的停頓 努力減少維護(hù)工作量或取消日常維護(hù)工作因帶式輸送機(jī)分布在幾百米甚至幾千米的運(yùn)輸線路上很難實(shí)現(xiàn)有效的維護(hù)保養(yǎng)工作 節(jié)能研究帶式輸送機(jī)本身是輸送機(jī)中耗能最省的但在大型礦山冶金電力和專用港口等企業(yè)中帶式輸送機(jī)用量很大成為企業(yè)中的一個(gè)耗能大部門 因而進(jìn)一步的節(jié)能研究具有重要意義例如功率計(jì)算中的阻力確定加大張力和托輥直徑以及改進(jìn)輸送帶結(jié)構(gòu)與配方降低在運(yùn)行阻力中占最大比重的壓陷阻力 西方一些國(guó)家為適應(yīng)金屬露天礦型化的需要正努力解決輸送機(jī)輸送金屬礦石及其圍巖的問(wèn)題以求用帶式輸送機(jī)替代昂貴的汽車運(yùn)輸 對(duì)大中型帶式輸送機(jī)采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法通常采用的靜態(tài)設(shè)計(jì)方法沒(méi)有考慮輸送帶的粘彈性問(wèn)題因而輸送機(jī)的起動(dòng)與制動(dòng)過(guò)程中會(huì)在輸送帶中產(chǎn)生沖擊波沖擊波引起的輸送帶動(dòng)張力要比正常運(yùn)行的最大張力大 10 多倍它直接關(guān)系著輸送帶的強(qiáng)度接頭強(qiáng)度滾筒傳動(dòng)裝置和聯(lián)接件的設(shè)計(jì)強(qiáng)度然而研究可 控的起動(dòng)裝置和制動(dòng)裝置來(lái)減小動(dòng)張力便成為動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的根本所在 12 帶式輸送機(jī)工作原理 帶式輸送機(jī)是依靠驅(qū)動(dòng)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(gè)理論用著名的歐拉公式表達(dá) 圖 11 如圖所示的帶式輸送機(jī)輸送帶在驅(qū)動(dòng)滾筒的圍包角為驅(qū)動(dòng)滾筒以圖標(biāo)方向運(yùn)動(dòng)設(shè)輸送帶在與驅(qū)動(dòng)滾筒相遇點(diǎn) 4 處的張力為分離點(diǎn)的張力為據(jù)歐拉公式當(dāng)驅(qū)動(dòng)滾筒與輸送帶之間不打滑時(shí)兩力有如下關(guān)系 11 式中 滾筒與輸送帶間的摩擦 系數(shù) e 自然對(duì)數(shù)的底 這個(gè)公式表示當(dāng)輸送帶在分離點(diǎn) 1 的張力為時(shí)由于滾筒與輸送帶間相遇點(diǎn)需要的張力大于驅(qū)動(dòng)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 12 輸送帶兩端的張力差就是驅(qū)動(dòng)滾筒圓周上的牽引力根據(jù)歐拉公式驅(qū)動(dòng)滾筒能夠傳遞給輸送帶的最大摩擦牽引力為 13 在實(shí)際應(yīng)用中為使帶式輸送機(jī)安全可靠的運(yùn)行應(yīng)給摩擦牽引力留有一定的余量實(shí)際許用的摩擦牽引力為 14 據(jù)此求得輸送帶在驅(qū)動(dòng)滾筒相遇點(diǎn)的許用張力 15 n 摩擦力備用系數(shù)一般取 n 11～ 120 為提高摩擦驅(qū)動(dòng)所能傳遞的牽引力可以從如下三個(gè)方面著手 增大輸送帶在驅(qū)動(dòng)滾筒分離點(diǎn)上的張力但采用這個(gè)方法會(huì)使輸 送帶 所收的最大張力也增大若大幅增加需要選用高一級(jí)強(qiáng)度的輸送帶這是不利的因此這種辦法只能在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中因某種原因出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)滾筒打滑時(shí)采用 增大圍包角α但滾筒驅(qū)動(dòng)輸送帶在驅(qū)動(dòng)滾筒上的圍包角為 200176?！?230176。采用雙滾筒驅(qū)動(dòng)圍包角可達(dá) 450176?！?480176。 增大摩擦系數(shù)將驅(qū)動(dòng)滾筒表面包一層摩擦系數(shù)高的材料 13 常用帶式輸送機(jī)類型與特點(diǎn)帶式輸送機(jī)的種類很多具有牽引件的輸送機(jī)一般包括牽引件承載構(gòu)件驅(qū)動(dòng)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(dòng)裝置給輸送機(jī)以動(dòng)力一般由電動(dòng)機(jī)減速器和制動(dòng)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?fàn)恳３忠欢ǖ膹埩痛苟纫员ＷC輸送機(jī)正常運(yùn)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(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是被運(yùn)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(guò)各滾筒或鏈輪首尾相連形成包括運(yùn)送物料的有載分支和不運(yùn)送物料的無(wú)載分支的閉合環(huán)路利用牽引件的連續(xù)運(yùn)動(dòng)輸送物料 式輸送機(jī) DT 通用帶式輸送機(jī)是一種固定式帶式輸送機(jī)其特點(diǎn)式托輥安裝在固定的機(jī)架上由型鋼做成的機(jī)架固定在底板或地基上整個(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)洗煤廠井下主要運(yùn)輸大巷港口發(fā)電廠等生長(zhǎng)地點(diǎn)該種輸送機(jī)應(yīng)用十分普遍現(xiàn)已形成系列產(chǎn)品如 TD62TD75DTⅡ等 帶式輸送機(jī)芯帶式輸送機(jī)在結(jié)構(gòu) 形式上相同于通用帶式輸送機(jī)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)但其最大缺點(diǎn)是因鋼繩芯輸送帶的芯體無(wú)橫絲故橫向強(qiáng)度低易造成縱向撕裂在大型礦井的主要平巷斜井和地面生產(chǎn)系統(tǒng)往往會(huì)遇到大運(yùn)量長(zhǎng)距離情況如果采用普通型帶式輸送機(jī)運(yùn)輸由于受到輸送帶強(qiáng)度的限制而只能采用多臺(tái)串聯(lián)運(yùn)行方式這就造成了設(shè)備數(shù)量多物料轉(zhuǎn)載次數(shù)多因而帶來(lái)設(shè)備投資高運(yùn)轉(zhuǎn)效率低事故率升高粉比重上升以及維護(hù)人員增多等后果采用鋼繩芯帶式輸送機(jī)可以有效地解決這類問(wèn)題該種帶式 輸送機(jī)已經(jīng)定型成 DX系列 式輸送機(jī) DY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)式與攜帶式帶式輸送機(jī)前者是靠輪子履帶或滑撬移動(dòng)的帶式輸送機(jī)后者是可用人力或機(jī)械從一個(gè)位置抬到另一個(gè)位置的帶式輸送機(jī)主要用作短距離輸送或轉(zhuǎn)載如煤場(chǎng)碼頭倉(cāng)庫(kù)等場(chǎng)所 送機(jī) DG 鋼帶輸送機(jī)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(zhǎng)距離輸送 機(jī) DW 帶輸送機(jī)的輸送帶是一撓性網(wǎng)帶在技術(shù)性能上與鋼 帶輸送機(jī)相似主要用于輕工業(yè)和有特殊要求的場(chǎng)合 帶式輸送機(jī)鋼繩牽引帶式輸送機(jī)從 1951 年起在英語(yǔ)國(guó)家得到應(yīng)用它的優(yōu)點(diǎn)在于牽引體與承載體是分開(kāi)的可以跨越長(zhǎng)距離和大高差但缺點(diǎn)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(hù)費(fèi)用高因此國(guó)外一些國(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高根據(jù)研究表明當(dāng)輸送量超過(guò) 500th 運(yùn)距超過(guò) 2～ 5km 時(shí)鋼繩牽引帶式輸送機(jī)的基建投資和運(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 式輸送機(jī)帶式輸送機(jī)在此稱之為主機(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)稱之為輔機(jī)主帶借助重力或彈性力壓在輔機(jī)的帶子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)度帶完成長(zhǎng)距離或大運(yùn)量輸送 式輸送機(jī)普通帶式輸送機(jī)的輸送傾角超過(guò)臨界角度時(shí)物料將沿輸送帶下滑各種物料所允許的最大上運(yùn)傾角見(jiàn)表 11 大傾角帶式輸送機(jī)可以減小輸送距離降低巷道開(kāi)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 表 11 帶式輸送機(jī)的最大傾角 物料名稱 最大傾角 物料名稱 最大傾角 塊煤 18o 濕精礦 20o 原煤 20o 干精礦 18o 谷 物 18o 篩分后石灰石 12o 0～ 25mm 焦炭 18o 干砂 15o 0～ 30mm 焦炭 20o 濕砂 23o 0～ 350mm 焦炭 16o 鹽 20o 0～ 120mm 礦石 18o 水泥 20o 0 ～60mm 礦石 20o 塊狀干粘土 15o18o 40～ 80mm 油母頁(yè)巖 18o 粉狀干粘土 22o 干松泥土 20o 式輸送機(jī) 圓管式帶式輸送機(jī)是用托輥把輸送帶逼成管形物料形成封閉運(yùn)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(chǎng)合如水泥粉煤谷物等 物料的輸送 2 帶式輸送機(jī)施工設(shè)計(jì) 21 概述 帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)通常包含初步設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)兩個(gè)方面的內(nèi)容前者主要是通過(guò)理論上的分析計(jì)算選出滿足生產(chǎn)要求的輸送機(jī)各部件確定合理的運(yùn)行參數(shù)或者對(duì)確定的部件參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算并完成輸送線路的宏觀設(shè)計(jì)后者主要是根據(jù)初步設(shè)計(jì)完成輸送機(jī)的安裝布置圖 設(shè)計(jì)原始料 原始條件 設(shè)計(jì)運(yùn)輸能力 Q 00th 帶速 V 25ms 輸送傾角176。 原煤松散密度1tm3 原煤最大塊度 450mm 動(dòng)煤堆積角 30176。運(yùn)輸距離 30m 供電電壓660V1140V 技術(shù)要求 電控裝置有 本安型操作臺(tái)隔爆兼本安型控制箱和各種傳感器三部分組成 本安型操作臺(tái)具有輸送帶運(yùn)行速度電機(jī)電流等主要參數(shù)的運(yùn)行狀態(tài)顯示和輸送機(jī)故障指示 電控裝置控制核心采用可編程序控制器 PLC 具有手動(dòng)自動(dòng)及檢修三種工作方式 電控裝置具有沿線通話和起車預(yù)警功能 電控箱和操作臺(tái)及配套傳感器應(yīng)具備防爆合格證以及 MA 標(biāo)志 系統(tǒng)應(yīng)具有的保護(hù)功能 跑偏保護(hù) 跑偏開(kāi)關(guān)機(jī)頭中間機(jī)尾各一對(duì) 停保護(hù) 停保護(hù)傳感器每隔 100 米設(shè)置一只 防縱撕保護(hù)