【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 擊。而且向下輸送的角度越大，起動(dòng)加速度越大。為了保證起動(dòng)平穩(wěn)，通過(guò)速度反饋改變制動(dòng)器施加的制動(dòng)力，根據(jù)不同的制動(dòng)力，把加速度控制在 內(nèi)，保證起動(dòng)過(guò)程的平穩(wěn)性。 (3)電機(jī)直接起動(dòng)控制，當(dāng)輸送機(jī)空載或輕載，逐漸松開(kāi)制動(dòng)器時(shí)，輸送機(jī)不能自動(dòng)起動(dòng)，這時(shí)根據(jù)測(cè)速裝置檢測(cè)輸 送機(jī)處于零速狀態(tài)或起車太慢時(shí)，需要采用調(diào)速型液力偶合器來(lái)可控起動(dòng)帶式輸送機(jī)，此時(shí)的可控起動(dòng)過(guò)程完全同上運(yùn)帶式輸送機(jī)的起動(dòng)過(guò)程。 (4)正常運(yùn)行時(shí)，調(diào)速型液力偶合器開(kāi)度最大，傳動(dòng)效率達(dá)到最大。 (5)當(dāng)多電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，出現(xiàn)某臺(tái)電機(jī)超載，需要功率平衡時(shí)，根據(jù)電機(jī)的電流反饋來(lái)進(jìn)行調(diào)速型液力偶合器的輸入與輸出速度調(diào)節(jié) (具體詳見(jiàn)電氣部分 )，來(lái)進(jìn)行多電機(jī)間的功率平衡調(diào)節(jié)。一般只要帶式輸送機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，都能保證系統(tǒng)的多機(jī)功率平衡。 (6)停車時(shí)，按預(yù)定的減速度要求進(jìn)行閉環(huán)改變可控制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)力矩，使帶式輸送機(jī)按預(yù)定的減 速度減速，實(shí)現(xiàn)可控停車。 (7)當(dāng)輸送機(jī)在帶載停車時(shí)，不能直接切斷電機(jī)，否則容易出現(xiàn)飛車現(xiàn)象，造成嚴(yán)重事故。為此在停機(jī)時(shí)，先對(duì)輸送機(jī)施加制動(dòng)力，當(dāng)檢測(cè)到電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度降到其同步速度時(shí)，再對(duì)電機(jī)斷電，這樣在施加制動(dòng)力降速時(shí)，可以充分利用電機(jī)的制動(dòng)力，使停車更平穩(wěn)。當(dāng)輸送機(jī)的速度降至電機(jī)的同步速度時(shí)，調(diào)速型液力偶合器勺管全部插入，保證電機(jī)與輸送機(jī)系統(tǒng)的同步切除，保證了可控制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)一步按要求減速停車。 (8)如果停車時(shí)，帶式輸送機(jī)是空載 (即主電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài) )，則可以同上運(yùn)帶式輸送機(jī)的停車過(guò)程結(jié)合可控制動(dòng)裝置進(jìn)行 聯(lián)合停車制動(dòng)。 (9)定車時(shí)，可控制動(dòng)裝置抱閘，主電機(jī)停機(jī)，調(diào)速型液力偶合器的液壓和電氣系統(tǒng)停電。 (10)在起動(dòng)和停車過(guò)程中出現(xiàn)故障，如輸送帶跑偏、撕帶、油溫過(guò)高等等，調(diào)速型液力偶合器和可控制動(dòng)裝置的電氣控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)要求可控停機(jī)。 4 長(zhǎng)距離大運(yùn)量下運(yùn)帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì) 充礦集團(tuán)東灘煤礦東翼一采區(qū)主運(yùn)輸大巷固定帶式輸送機(jī)，運(yùn)距 3005 米，運(yùn)量 1800 噸 /小時(shí)，提升高度 － 米，環(huán)境溫度為 0～ 35 ℃ ,是屬于典型的煤礦井下長(zhǎng)運(yùn)距、大運(yùn)量下運(yùn)帶式輸送機(jī)。由于帶式輸送機(jī)巷道起伏不平，變坡 點(diǎn)較多，致使此帶式輸送機(jī)運(yùn)行工況相當(dāng)復(fù)雜。此外，該機(jī)運(yùn)行安全可靠性要求高，控制系統(tǒng)復(fù)雜，是目前國(guó)內(nèi)乃至國(guó)外煤礦井下運(yùn)行工況較為復(fù)雜的帶式輸送機(jī)。本章以該下運(yùn)帶式輸送機(jī)為例，說(shuō)明其設(shè)計(jì)過(guò)程。 帶式輸送機(jī)原始參數(shù) 帶式輸送機(jī)是目前井下煤炭的主要輸送設(shè)備，其設(shè)計(jì)的自動(dòng)化先進(jìn)程度、結(jié)構(gòu)布置方式、使用安全性、可靠性、連續(xù)性和高效運(yùn)行將直接影響礦井生產(chǎn)成本。采用帶式輸送機(jī)輸送物料與其它方式相比有著一系列的優(yōu)越性和高效性，其自動(dòng)化程 度高，代表現(xiàn)代物流技術(shù)的發(fā)展方向。本課題所要求設(shè)計(jì)的帶式輸送機(jī)的 參數(shù)如表 示。 表 輸送機(jī)原始參數(shù) 運(yùn)量 Q 1800t/h 運(yùn)距 L 540 207 62 518 470 360 400 435 垂高 0 0 82 0 18 56 總垂高 175m 總運(yùn)距 L 3005m 平均傾角 β 4176。 最大塊度 300mm 煤容重 γ 煤安息角 50176。 帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 輸送帶運(yùn)行速度的選擇 輸送帶運(yùn)行速度是輸送機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算的重要參數(shù)，在輸送量一定時(shí)，適當(dāng)提高帶速，可減少帶寬。對(duì)水平安裝的輸送機(jī)， 可選擇較高的帶速，輸送傾角越大帶速應(yīng)偏低，向上輸送時(shí)帶速可適當(dāng)高些，向下輸送時(shí)帶速應(yīng)低些。目前 DTII 系列帶式輸送機(jī)推薦的帶速為 ～ 4m/s。對(duì)于下運(yùn)帶式輸送機(jī)，考慮管理難度大，一般確定帶速為 2～ 。根據(jù)工作面順槽膠帶機(jī)的規(guī)格 (帶寬 、帶速 )，工作面的實(shí)際生產(chǎn)能力，煤流的不均勻型等因素，同時(shí)考慮工作面煤倉(cāng)無(wú)緩沖作用的狀況 (約 3米深 )，確定東灘煤礦一采區(qū)運(yùn)輸大巷固定下運(yùn)帶式輸送機(jī)帶速 。 輸送帶寬度計(jì)算 1)按輸送能力確定帶寬 帶式輸送機(jī)的輸送能力 與帶寬和帶速的關(guān)系是： Q=KB2vγc t/h 式中 K— 貨載斷面系數(shù)， K 值與貨載在輸送帶上的堆積角有關(guān)（查標(biāo)準(zhǔn)MT/T4671996 中表三） B— 輸送帶寬度， m V— 輸送機(jī)速度， m/s γ— 運(yùn)送貨載的集散容重， t/m3 C— 輸送機(jī)傾角對(duì)輸送量的影響系數(shù)。 當(dāng)輸送量已知時(shí)可按下式求得滿足生產(chǎn)能力所需的帶 寬 B1： B1=cKQ ??= 5 2 1 8 0 0??= 2）按輸送物料的塊度確定帶寬 B2 因 為本帶式輸送機(jī)輸送原煤，且 amax=300mm故有： B2≥2amax+200=2200+200=800mm 實(shí)際確定寬度時(shí) B=max{1000B1， B2}，故可選用 1200mm寬度的輸送帶。 初選輸送帶 我國(guó)目前生產(chǎn)的輸送帶有以下幾種 :尼龍分層輸送帶、塑料輸送帶、整體帶芯阻燃帶、鋼絲繩芯帶等。 在輸送帶類型確定上應(yīng)考慮如下因素： 1)為延長(zhǎng)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)在同等條件下優(yōu)先選擇分層帶，其次為整體帶芯和鋼絲繩芯帶； 3)優(yōu)先選用尼龍、維尼龍帆布層帶。因在同樣抗拉強(qiáng)度下，上述材料比棉帆布帶體輕、帶薄、柔軟、成槽性好、耐水和耐腐蝕； 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(zhǎng)，輸送石炭石之類的礦石，可以加厚 2mm 表面橡膠層，以延長(zhǎng)使用壽命。 綜合該機(jī)各類特性參數(shù)和技術(shù)特性，考慮到輸送量較大，運(yùn)輸距離較長(zhǎng)，且為固定用輸送機(jī)，為此初選輸送帶采用鋼絲繩芯輸送帶，它既有良好的強(qiáng)度，又具有較好的防撕裂性能，是目前井下帶式輸送機(jī)首選帶型?？梢猿踹x輸送帶如下： 輸送帶型號(hào)： ST2500 輸送帶 帶寬： 1200mm 帶質(zhì)量： qd= 輸送機(jī)布置形式及基本參數(shù)的確定 輸送帶布置形式 對(duì)于角度不大的長(zhǎng)距離、大運(yùn)量帶式輸送機(jī)系統(tǒng)，一般可采取雙滾筒 1:1或 2:1 的功率配比，這樣既可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的分時(shí)起動(dòng) (煤礦井下變電所容量有限制 )，同時(shí)可以降低輸送帶的強(qiáng)度。為了降低輸送帶的強(qiáng)度，本驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用了 頭部雙滾筒驅(qū)動(dòng)，并把拉緊裝置放在緊跟驅(qū)動(dòng)滾筒后部，有利于起動(dòng)時(shí)自動(dòng)拉緊，同時(shí)減少了電力線路鋪設(shè)長(zhǎng)度，保證了控制響應(yīng)及時(shí)。驅(qū)動(dòng)部布置的位置對(duì)輸送帶強(qiáng)度的影響較大，但對(duì)于本輸送系統(tǒng)，進(jìn)行分析后 得出，驅(qū)動(dòng)部布置在上部效果較理想。同時(shí)遵循盡量減少施工工作量、簡(jiǎn)化設(shè)備的原則，降低制作成本，其具體布置示意圖如 輸送機(jī)總裝圖 所示?？紤]到煤的輸送質(zhì)量較大，本機(jī)各類托輥組間距為： 承載托輥間距 lt39。= 回程托輥間距 lt=3m 緩沖托輥間距 lth=0. 6m 承載托輥直徑 dt=φ133mm Gt39。= 回程托輥直徑 dt39。=φ133mm Gt= 輸送機(jī)基本參數(shù)的確定 1）輸送帶質(zhì)量 qd 由上述輸送帶選型結(jié)果可知 qd==2）物料線質(zhì)量 q 當(dāng)已知設(shè)計(jì)輸送能力和帶速時(shí)，物料的線質(zhì)量由下式求得： q= = 1800? =159kg/m 式中 Q— 每小時(shí)運(yùn)輸量， t/h； v— 運(yùn)輸帶運(yùn)輸速度， m/s 3） 托輥旋轉(zhuǎn)部分線質(zhì)量 qt′， qt″ 由前述托輥組的選擇情況可知 qt′= Gt39。/ lt39。=qt″= Gt/ lt= kg/m 線路阻力的計(jì)算 線路阻力 (輸送帶運(yùn)行阻力 )包括直線阻力和彎曲段阻力。除 了上述基本阻力外，還受附加阻力，包括物料在裝載點(diǎn)加速時(shí)與輸送帶之間的摩擦阻力簡(jiǎn)稱物料加速阻力，裝料點(diǎn)的導(dǎo)料槽摩擦阻力，清掃裝置的摩擦阻力，中間卸料裝置的阻力等 。由于附加阻力較小，在整機(jī)運(yùn)行過(guò)程中相對(duì)基本阻力的比例很小，在計(jì)算分析過(guò)程中可以忽略不計(jì)，不會(huì)影響分析結(jié)果，計(jì)算整機(jī)功率時(shí)，考慮電機(jī)加權(quán) 系數(shù)。 各直線段阻力的計(jì)算 回程分支： WK1011=gL[(qd+qt″)ω″cosβ－ qdsinβ] =540[（ +） cos（ ?0 ） ]=5564N WK1112= gL[(qd+qt″)ω″cosβ－ qdsinβ] =207[ （ +） cos （－ ? ）－ sin（－ ? ） ]=13376N 承載分支（有載情況） W′Z98=gL[(q+qt′+qd)ω′cosβ＋ (q+qd)sinβ] =540[(159++)cos （ 0176。） + （ 159+ sin（ 0176。） ]=30490N W′Z87=gL[(q+qt′+qd)ω′cosβ＋ (q+qd)sinβ] =207[（ 159++） cos（ 176。） +（ 159+） sin（ 176。） ] =－ 41884N W′Z76=gL[(q+qt′+qd)ω′cosβ＋ (q+qd)sinβ] 62[（ 159++） cos（ 0176。） ]=3500N 承載分支（空載情況） W′Z12=gL[(qt′+qd)ω′cosβ＋ qdsinβ] =435[（ +） cos（－ 176。） +sin（－ 176。） ] =－ 159695N W′Z23=gL[(qt′+qd)ω′cosβ＋ qdsinβ] =400[（ +） cos（ 176。） + sin（ 176。） ]=－ 4829N 同理可計(jì)算出其它各工況下各變坡段的阻力，計(jì)算結(jié)果如表 。 表 各變坡段阻力計(jì)算（ N） 變 坡段 12 23 34 45 56 67 78 89 滿載 86081 33584 55799 26506 134371 3500 41800 30490 空載 15659 4829 13778 8229 25428 1085 7668 9454 變坡段 1011 1112 1213 1314 1415 1516 1617 1718 回程 5564 13376 639 39649 4843 3778 15926 17703 輸送帶張力的計(jì) 算 用逐點(diǎn)法計(jì)算輸送帶關(guān)鍵點(diǎn)張力，輸送帶張力應(yīng)滿足兩個(gè)條件： (1)摩擦傳動(dòng)條件 :即輸送帶的張力必須保證輸送機(jī)在任何正常工況下都無(wú)輸送帶打滑現(xiàn)象發(fā)生。 Symax=S1[1+（ eμα－ 1） /n] 式中 Symax— 輸送帶與傳動(dòng)滾筒相遇點(diǎn)張力， N； S1— 輸送帶與傳動(dòng)滾筒分離點(diǎn)處張力， N； μ— 傳動(dòng)滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)，采用包膠滾筒， μ=； α— 輸送帶與傳動(dòng)滾筒間的圍包角，取 α=200176。 n— 摩擦力備用系數(shù)， n=； (2)垂度條件 :即輸送帶的張力必須保證輸送帶在兩托輥間的垂度不 超過(guò)規(guī)定值，或滿足最小張力條件。 Szmin=5glt′（ q+qd） cosβ Skmin=5glt″qdcosβ 其中 Szmin— 重載段輸送帶最小點(diǎn)張力， N； Skmin— 空載段輸送帶最小點(diǎn)張力， N； 本帶式輸送機(jī)各關(guān)鍵點(diǎn)示意如圖一所示，其垂直度條件為： Szmin=5（ 159+） cos（ 0176。） =11840N Skmin=53cos（－ 0176。） =6227N 張力計(jì)算時(shí)各種運(yùn)行工況的討論 本輸送系統(tǒng)線路多變，其出現(xiàn)的工況復(fù)雜，而且各種工況 的差異較大，必須對(duì)每一種工況都進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算分析。 （ 1）滿載運(yùn)行狀態(tài) 輸送帶各段都滿載的運(yùn)行狀態(tài)通常為正常運(yùn)行狀態(tài)。大多數(shù)情況下，此狀態(tài)為輸送機(jī)系統(tǒng)最困難工況，所以必須對(duì)正常運(yùn)行工況進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，以確定各主要點(diǎn)輸送帶張力、電機(jī)功率、張緊力等結(jié)論，此時(shí)電機(jī)處于發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)。但對(duì) 于本輸送系統(tǒng)根據(jù)以下分析后，此工況卻不是最困難工況。 （ 2）最大發(fā)電運(yùn)行狀態(tài) 對(duì)于既有下運(yùn)，又有上運(yùn)情況的輸送線路，有可能出現(xiàn)具有最大發(fā)電狀態(tài)的工況，而且這種工況隨起動(dòng)和停車過(guò)程將不斷出現(xiàn)。如果設(shè)計(jì)中沒(méi)有考慮到這種工況，就必然會(huì)出現(xiàn)驅(qū)動(dòng) 裝置過(guò)載，或者在這種條件下停車制動(dòng)不住，出現(xiàn)飛車造成嚴(yán)重的事故。本輸送系統(tǒng)，最大發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)的工況是在只有下運(yùn)段滿載，水平及上運(yùn)段都處于空載狀態(tài)的情況下出現(xiàn) （ 3）最大 電動(dòng) 行狀態(tài) 對(duì)于本輸送系統(tǒng)最大電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)不在正常運(yùn)行工況下，而是在線路下運(yùn)段空載，而水平及上運(yùn)段滿載的情況下出現(xiàn)。如果忽略此工況，有可能出現(xiàn)電機(jī)堵轉(zhuǎn)，悶車而燒壞，而且這種工況也隨起動(dòng)和停車過(guò)程的出現(xiàn)而不斷出現(xiàn)。 （ 4）空載運(yùn)行狀態(tài) 所謂空載運(yùn)行狀態(tài)，就是輸送機(jī)上各點(diǎn)都沒(méi)有載荷情況下輸送機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)于本輸送線路，其空載運(yùn)行狀態(tài)比最大電動(dòng)狀 態(tài)情況下的安全，為此我們不詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算。 最大發(fā)電狀態(tài)下張力計(jì)算 當(dāng)所有下運(yùn)段滿載時(shí)，該輸送機(jī)處于最大發(fā)電狀態(tài)。在最大發(fā)電狀態(tài)下各段阻力計(jì)算如表 所示。 表 最大發(fā)電狀態(tài)下各變坡段阻力計(jì)算（ N） 變坡段 12 23 34 45 56 67 78 89 承載阻力 86081 33584 13778 8229 134371 1085 41884 945