【正文】 一種具有較好發(fā)展前景的帶式輸送機(jī)。大傾角上運(yùn)帶式輸送機(jī)系列既能實(shí)現(xiàn)軟啟動和均載，又能改善制動性能。2006年神華集團(tuán)神東公司又裝備了二臺運(yùn)量4000 t/h，運(yùn)距6000m，帶速4m/s，帶寬1600mm，輸送傾角小于等于3度功率3560+3560kW的國產(chǎn)大型可伸縮輸送機(jī)，其技術(shù)性能已達(dá)到國際先進(jìn)水平。表13 國內(nèi)帶式輸送機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)主要參數(shù)順槽可伸縮帶式輸送機(jī)大巷與斜井固定式強(qiáng)力帶式輸送機(jī)運(yùn)距（m）2000～30004500帶速（m/s）～35輸送量（t/h）1500～30002000～3000驅(qū)動總功率（km）900～16001500～3000 帶式輸送機(jī)常用機(jī)型(1) 固定式輸送機(jī)固定帶式輸送機(jī)是目前煤礦使用量最多的一種機(jī)型，主要用于水平或傾角小于18度的場合。目前，世界上單機(jī)運(yùn)距最長達(dá)3014km帶式輸送機(jī)已在澳大利亞的鋁釩土礦投入使用；運(yùn)輸量達(dá)到37500t/h，帶速為714m/s的一條大型帶式輸送機(jī)已應(yīng)用于德國露天煤礦。5467020000(3) 可靠性高帶式輸送機(jī)不受天氣等外部環(huán)境的影響，一天24小時內(nèi)根據(jù)需要可隨時運(yùn)行，保證用戶需要。圖11 帶式輸送機(jī)目前帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢主要集中在長距離、高速度、大運(yùn)量、大功率等方向，其特點(diǎn)將得到充分的發(fā)揮，更具有現(xiàn)代物流發(fā)展意義，與傳統(tǒng)的直線輸送機(jī)搭接、汽車等其它運(yùn)輸工具相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：(1) 環(huán)保效益顯著物料在密閉的罩子內(nèi)運(yùn)行，徹底解決了沿途運(yùn)輸過程中的粉塵污染；其平穩(wěn)的運(yùn)轉(zhuǎn)，極大地降低了噪音污染；在頭部轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)，物料轉(zhuǎn)運(yùn)所產(chǎn)生的粉塵采用除塵設(shè)備清除，因此長距離帶式輸送機(jī)是輸送散狀物料最佳的環(huán)保設(shè)備。當(dāng)今，無論從輸送量、運(yùn)距、經(jīng)濟(jì)效益等各方面來衡量，在很多場合，采用輸送機(jī)都有著比汽車、火車更為優(yōu)越的性能。帶式輸送機(jī)不僅具有長距離(單機(jī)長度可達(dá)5000米，而且可以實(shí)現(xiàn)多機(jī)進(jìn)行串聯(lián)搭接，運(yùn)距可達(dá)206km )、大運(yùn)量、連續(xù)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，而且運(yùn)行可靠，易于實(shí)現(xiàn)自動化和集中控制，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。(2) 經(jīng)濟(jì)效益好由于長距離帶式輸送機(jī)其水平轉(zhuǎn)彎的特點(diǎn)，相對于普通輸送機(jī)減少或者取消了中間環(huán)節(jié)，相對于汽車運(yùn)輸可連續(xù)輸送。(4) 安全性高帶式輸送機(jī)運(yùn)輸是在一個密閉的罩子里，而操作運(yùn)行人員在中央控制室，不會接觸運(yùn)行中的輸送帶，同時輸送機(jī)本身有自動保護(hù)裝置，對人員安全性較高，而不像汽車運(yùn)輸那樣，受人為因素影響較大，安全性較低。在煤礦井下，由于受環(huán)境條件的限制，通常使用的帶式輸送機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)如表1所示，其關(guān)鍵技術(shù)與裝備有以下特點(diǎn)：(1) 設(shè)備大型化，其主要技術(shù)參數(shù)與裝備均向著大型化發(fā)展，以滿足年產(chǎn)300～500萬t以上高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要；(2) 應(yīng)用動態(tài)分析技術(shù)和機(jī)電一體化、計算機(jī)監(jiān)控等高新技術(shù)，采用各種軟起動與自動張緊技術(shù)，對輸送機(jī)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測與監(jiān)控，大大降低了輸送帶的動張力，輸送機(jī)始終處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)備性能好，運(yùn)輸效率高；(3) 采用多機(jī)驅(qū)動與中間驅(qū)動及其功率平衡、輸送機(jī)變向運(yùn)行等技術(shù)，使輸送機(jī)單機(jī)運(yùn)行長度在理論上已不受限制，并確保了輸送系統(tǒng)設(shè)備的通用性、互換性及其單元驅(qū)動的可靠性；(4) 新型、高可靠性關(guān)鍵元部件技術(shù)，如包含CST 等在內(nèi)的各種先進(jìn)的大功率驅(qū)動裝置與調(diào)速裝置、高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效貯帶裝置、快速自移機(jī)尾等。目前最大主參數(shù)分別為：運(yùn)量1000~4500t /h，運(yùn)距1000~8000m，~，帶寬2200mm，驅(qū)動總功率750~5550kW。(3) 大傾角上、下運(yùn)帶式輸送機(jī)大傾角上、下運(yùn)帶式輸送機(jī)是上海分院承擔(dān)的國家“七五”攻關(guān)項(xiàng)目，先后獲國家計委、國家科委和財政部頒發(fā)的科技攻關(guān)重大成果榮譽(yù)獎，煤炭部科技進(jìn)步一等獎和部推廣二等獎。輸送機(jī)帶寬增加到1600mm；功率增加到3000kW；運(yùn)距達(dá)到1500m 以上；；運(yùn)量提高到2500t/h；原煤允許含水量放寬到20%。但由于帶速高，移動部分和轉(zhuǎn)動部分的慣性很大，其下滑力也很大，生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)打滑、滾料、飛車等事故，因此下運(yùn)輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)是制動。改善了輸送帶受力情況，同時可解決下運(yùn)可伸縮帶式輸送機(jī)輸送帶不易伸縮的難題。垂直提升帶式輸送機(jī)在我國煤礦尚屬空白。該機(jī)型的優(yōu)點(diǎn)：1) 封閉輸送物料：物料不會灑落和飛揚(yáng)，具有較好的防風(fēng)防雨性能。6) 斷面積較小, ~2倍。下帶起承載作用，上帶又稱為覆蓋帶，主要用來夾緊物料，產(chǎn)生夾持作用，阻止物料的下滑和滾動，實(shí)現(xiàn)物料與輸送帶同步運(yùn)行。前蘇聯(lián)和日本等國也研制了這種帶式輸送機(jī)。 帶式輸送機(jī)的組成及工作原理 帶式輸送機(jī)工作原理帶式輸送機(jī)鋪設(shè)傾角為16176。工作時，驅(qū)動滾筒通過它與輸送帶之間的摩擦力驅(qū)動輸送帶運(yùn)行。輸送帶上下覆蓋膠目前多采用天然橡膠,國外有采用耐磨和抗風(fēng)化的橡膠的膠帶，如輪胎花紋橡膠的改良膠作為覆蓋膠,以提高其使用壽命。它對帶芯有損傷，接頭強(qiáng)度效率低，只有25%—60%，使用壽命短，并且接頭通過滾筒表面時，對滾筒表面有損害，常用于短距或移動式帶式輸送機(jī)上。根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這種人字形淺花紋膠帶配合雙排四節(jié)深槽托輥組使用，向下運(yùn)輸?shù)淖畲髢A角可達(dá)26176。對托輥的的結(jié)構(gòu)和使用的基本要求是：使用可靠，回轉(zhuǎn)阻力小，制造成本低，托輥表面光滑，徑向跳動小，使用壽命不低于15000小時。的過渡托輥使膠帶逐步成槽。無論哪種形式的拉緊裝置，其應(yīng)具有兩個作用：一是保證輸送帶具有足夠的張力，使?jié)L筒與輸送帶之間產(chǎn)生足夠的摩擦力；二是限制輸送帶在相鄰兩托輥間的下垂度。其缺點(diǎn)是制動時輸送帶要先逆轉(zhuǎn)一段距離，造成機(jī)尾受載處堵塞溢料。這種制動器多用于大功率、長距離強(qiáng)力式帶式輸送機(jī)及鋼繩牽引帶式輸送機(jī)可，安裝在高速軸上。卸料溜槽的結(jié)構(gòu)往往決定著清掃器的具體位置。 輸送帶類型選擇輸送帶類型在確定上應(yīng)考慮如下因素：(1) 為延長輸送帶使用壽命，減小物料磨損，盡量選用橡膠貼面，其次為橡塑貼面和塑料貼面的輸送帶；(2) 在煤礦生產(chǎn)中，同等條件下優(yōu)先選擇整體阻燃帶和鋼絲繩芯帶；(3) 在大傾角輸送中，為了改善成槽性，高強(qiáng)輸送帶采用鋼絲繩芯帶較為理想；(4) 覆蓋膠的厚度主要取決于被運(yùn)物料的種類和特性，給料沖擊的大小、帶速與機(jī)長，輸送原煤之類的礦石，為防止撕裂，可以加防撕網(wǎng)。因此，還需按物料的塊度進(jìn)行校核。PVG1600S型輸送帶的技術(shù)規(guī)格如下：扯斷強(qiáng)度：＝1600N/(mm托輥直徑的大小直接影響托輥的使用壽命，直徑越大壽命越大，對帶的承托效果也越好。輸送帶在高張力區(qū)由0→5176。經(jīng)計算可得：lt=。30176。則圓周驅(qū)動力可用下式計算： 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。(2) 物料線質(zhì)量q 式中： Q——每小時運(yùn)輸量（t/h）； v——運(yùn)輸運(yùn)行速度（m/s）。根據(jù)輸送機(jī)的長度可從表29中查出的數(shù)值，即C=。計算：擬設(shè)計的總圖中有兩個清掃器和一個空段清掃器（）由此可計算出附加特種阻力： 表210 清掃器刮板與輸送帶接觸面積帶寬Bmm導(dǎo)料欄板內(nèi)寬/m刮板與輸送帶接觸面積A/m頭部清掃器空段清掃器500650800100012001400 傾斜阻力傾斜阻力的計算式為： 式中：——輸送機(jī)提升或下運(yùn)物料的高度，m。若電機(jī)的轉(zhuǎn)速高，則極對數(shù)少，尺寸和重量小，價格也低。傳動滾筒最大圓周驅(qū)動力是輸送機(jī)滿載運(yùn)行時滾筒上的圓周驅(qū)動力代入上式可得： 傳動滾筒直徑驗(yàn)算大量實(shí)驗(yàn)表明，傳動滾筒的摩擦系數(shù)與膠帶和滾筒之間的單位壓力有較大關(guān)系，在單位壓力較大的區(qū)域摩擦系數(shù)隨壓力的增大而減小，所以傳動滾筒的直徑應(yīng)按平均壓力進(jìn)行驗(yàn)算。改向滾筒可用于輸送帶180176。改向滾筒直徑有250、31400、500、6800、1000mm等規(guī)格．選用時可與傳動滾筒直徑匹配，改向180176。減速器用來降低轉(zhuǎn)速，增大扭矩，使皮帶按設(shè)定的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)；而制動器則主要用來輸送機(jī)的精確停機(jī)。對于多級傳動系統(tǒng)的傳動比應(yīng)按以下原則分配：，不應(yīng)超過所允許的最大值，以符合其傳動形式的工作特點(diǎn)，使減速器獲得最小外形。m第Ⅰ軸轉(zhuǎn)矩 T1=9550 P1/n1=9550362/1448=計算公式為： 式中： ——齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限，； ——壽命系數(shù)，按應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N選??； ——接觸疲勞強(qiáng)度計算的最小安全系數(shù)。小輪大端分度圓直徑小輪平均分度圓直徑 圓周速度 齒寬 圓整后 當(dāng)量齒數(shù) (3)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核公式為： 式中： ——齒形系數(shù)，小齒輪，大齒輪； ——應(yīng)力修正系數(shù)，小齒輪，大齒輪。取，代入式(32)計算： (2)齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計計算由下式估取圓周速度 估取圓周速度，選取精度等級為Ⅱ公差組7級。(4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計由于使用錐齒輪，存在軸向力，軸承選用一對圓錐滾子軸承，軸承型號為31318。尺寸系數(shù)、根據(jù)d可得。錐齒輪軸向一側(cè)用軸肩固定，另一側(cè)用螺栓擋圈固定。表面善系數(shù)，根據(jù)可得。小錐齒輪處鍵選用A型鍵，由于該處軸徑為90mm，查手冊選用25x125 GB/T10962003，該鍵的尺寸如下所示： 許用擠壓應(yīng)力為，按擠壓強(qiáng)度校核： 故滿足掠奪強(qiáng)度要求。軸承所受當(dāng)量動載荷：式中：——載荷系數(shù)，取。上箱蓋和下箱體用螺栓聯(lián)接成一體。通氣器有通氣螺塞和網(wǎng)式通氣器兩類，清潔的環(huán)境用通氣螺塞，灰塵較多的環(huán)境用網(wǎng)式通氣器。(6) 啟蓋螺釘由于分箱面粗糙度小、裝配時又涂密封膠，分開上下箱體十分困難。圖71 機(jī)架：用于傾角的頭部傳動及頭部卸料滾筒。(2).本系列機(jī)架適用于輸送帶強(qiáng)度范圍；CC56棉帆布3~8層，NN100~300尼龍帶及EP100~300聚酯帶3~6層；鋼繩芯帶ST2000以下。因?yàn)槠н\(yùn)輸機(jī)的滾筒很多，損壞的也經(jīng)常，當(dāng)輥?zhàn)有枰S修時，就可以快速取下，以便于維修和更換，對運(yùn)輸很小，提高了工作效率。對離合器要求接合平穩(wěn)，分離迅速而徹底，調(diào)節(jié)和修理方便，尺寸小，耐磨性好和有足夠的散熱能力，操縱方便有力。在離合時，主從動軸不能同步回轉(zhuǎn)，磨損較大，外形尺寸大。剛性聯(lián)軸器有套筒式、夾殼式和凸緣式等。常用的十字滑塊聯(lián)軸器、滑塊聯(lián)軸器、十字軸式萬向聯(lián)軸器、齒式聯(lián)軸器和滾子鏈聯(lián)軸器。物料進(jìn)入托輥殼體內(nèi)，從而增大軸承座上的徑向載荷和軸向載荷，使軸承快速磨損，托輥殼體粘上物料會撕裂和拉毛輸送帶的面膠，加速輸送帶磨損毀壞。只有當(dāng)煤比較干,帶寬在1 000 mm 以下時,效果才相對較好。這樣清掃效果要比用與輸送帶一樣寬的橡膠板做工作件的好得多。由此可見，清掃器在帶式輸送機(jī)上有著不可忽視的作用。彈性元件所能儲存的能量愈多，則聯(lián)軸器的緩沖能力愈強(qiáng)；彈性元件的彈性滯后性能與彈性變形時零件間的摩擦功愈大，則聯(lián)軸器的減振能力愈好。凸緣聯(lián)軸器的材料可用灰鑄鐵或碳鋼，重載時或圓周速度大于30m/s時應(yīng)用鑄鋼或碳鋼。軸Ⅰ處離合器選用東莞市博信機(jī)電設(shè)備有限公司生產(chǎn)的HLW50型液壓操作多盤離合器。結(jié)構(gòu)簡單、承載能力大、能使主從動軸的轉(zhuǎn)速同步，但接合時有剛性沖擊，適于在停機(jī)或低速時接合。中間架作為輸送機(jī)架的一部分，輸送機(jī)架的選型即決定了中間架的型式。(4) 中間架用于安裝托輥，其結(jié)構(gòu)如圖72。b．02機(jī)架：用于傾角的尾部改向滾筒或中間卸料的傳動滾筒。(7) 起吊裝置在箱體上設(shè)置起吊裝置，以便于減速器起吊搬運(yùn)。(3) 放油螺塞箱座底部應(yīng)設(shè)置放油螺塞，以便換油時排放污油和清洗劑。為保證箱體具有足夠的剛度，在軸承孔附近加支撐筋。 其它軸承的選用按上一步驟完成其它軸上軸承的選用，并根據(jù)所選用的軸承的型號和受力情況計算校核軸承壽命。 軸Ⅲ鍵的校核軸Ⅲ上圓錐齒輪處的鍵選用A型鍵，由于該鍵所處的軸的直徑為205mm，故查機(jī)械手冊選用20x66 GB/T10962003，可得鍵的尺寸如下所示： 由于扭矩較大，軸Ⅱ上均采用雙鍵連接，按180176。j) 計算安全系數(shù)查表得取可用安全系數(shù)為。(6) 按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度當(dāng)量彎矩（取折合系數(shù)） 軸的計算應(yīng)力因此軸滿足強(qiáng)度要求。軸肩處綜合影響系數(shù)、 鍵槽處綜合影響系數(shù)、 同一截面處如有兩個以上的應(yīng)力集中源，取其中較大的綜合影響系數(shù)來計算安全系數(shù)，故按配合處的綜合影響系數(shù)來計算。軸Ⅰ的結(jié)構(gòu)及尺寸如下圖41所示：圖41軸Ⅰ結(jié)構(gòu)尺寸(5) 繪制軸的彎矩圖與扭矩圖a) 軸承支反力的計算水平面上 垂直面上 b) 齒寬中點(diǎn)處彎矩計算水平面上 垂直面上 合成彎矩 扭矩 繪制軸的彎矩和扭矩圖，如圖42所示。小輪轉(zhuǎn)矩 T2=10133550N(4)齒輪其它主要參數(shù)計算大齒輪大端分度圓直徑錐距分度圓錐角： 小齒輪大端頂圓直徑 大齒輪大端頂圓直徑 第二級直齒輪設(shè)計計算(1)選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力根據(jù)機(jī)械手冊，查表可得：小齒輪選用40Cr，表面淬火，接觸疲勞強(qiáng)度極限，彎曲疲勞強(qiáng)度極限。取，代入式(32)計算： (2)齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計計算由下式估取圓周速度 估取圓周速度，選取精度等級為Ⅱ公差組5級。m第Ⅲ軸轉(zhuǎn)矩 T3=9550 P3/n3=9550，即要達(dá)到等強(qiáng)度。圖32 傳動方案Ⅰ軸Ⅱ軸Ⅲ軸Ⅳ軸滾筒減速器電動機(jī) 電機(jī)選型帶式輸送機(jī)常用的電動機(jī)，有鼠籠式、繞線式異步電動機(jī)?；?5176?；颍?5176。代入數(shù)據(jù)計算：因此傳動滾筒直徑滿足要求。已算得所需電動機(jī)功率PM=，從《實(shí)用中小電機(jī)手冊》中選