【文章內(nèi)容簡介】 擊。而且向下輸送的角度越大，起動加速度越大。為了保證起動平穩(wěn)，通過速度反饋改變制動器施加的制動力，根據(jù)不同的制動力，把加速度控制在 內(nèi)，保證起動過程的平穩(wěn)性。 (3)電機直接起動控制，當輸送機空載或輕載，逐漸松開制動器時，輸送機不能自動起動，這時根據(jù)測速裝置檢測輸 送機處于零速狀態(tài)或起車太慢時，需要采用調(diào)速型液力偶合器來可控起動帶式輸送機，此時的可控起動過程完全同上運帶式輸送機的起動過程。 (4)正常運行時，調(diào)速型液力偶合器開度最大，傳動效率達到最大。 (5)當多電機驅(qū)動時，出現(xiàn)某臺電機超載，需要功率平衡時，根據(jù)電機的電流反饋來進行調(diào)速型液力偶合器的輸入與輸出速度調(diào)節(jié) (具體詳見電氣部分 )，來進行多電機間的功率平衡調(diào)節(jié)。一般只要帶式輸送機系統(tǒng)設(shè)計合理，都能保證系統(tǒng)的多機功率平衡。 (6)停車時，按預定的減速度要求進行閉環(huán)改變可控制動系統(tǒng)的制動力矩，使帶式輸送機按預定的減 速度減速，實現(xiàn)可控停車。 (7)當輸送機在帶載停車時，不能直接切斷電機，否則容易出現(xiàn)飛車現(xiàn)象，造成嚴重事故。為此在停機時，先對輸送機施加制動力，當檢測到電機旋轉(zhuǎn)速度降到其同步速度時，再對電機斷電，這樣在施加制動力降速時，可以充分利用電機的制動力，使停車更平穩(wěn)。當輸送機的速度降至電機的同步速度時，調(diào)速型液力偶合器勺管全部插入，保證電機與輸送機系統(tǒng)的同步切除，保證了可控制動系統(tǒng)進一步按要求減速停車。 (8)如果停車時，帶式輸送機是空載 (即主電機處于電動狀態(tài) )，則可以同上運帶式輸送機的停車過程結(jié)合可控制動裝置進行 聯(lián)合停車制動。 (9)定車時，可控制動裝置抱閘，主電機停機，調(diào)速型液力偶合器的液壓和電氣系統(tǒng)停電。 (10)在起動和停車過程中出現(xiàn)故障，如輸送帶跑偏、撕帶、油溫過高等等，調(diào)速型液力偶合器和可控制動裝置的電氣控制系統(tǒng)會自動根據(jù)要求可控停機。 4 長距離大運量下運帶式輸送機設(shè)計 充礦集團東灘煤礦東翼一采區(qū)主運輸大巷固定帶式輸送機，運距 3005 米，運量 1800 噸 /小時，提升高度 － 米，環(huán)境溫度為 0～ 35 ℃ ,是屬于典型的煤礦井下長運距、大運量下運帶式輸送機。由于帶式輸送機巷道起伏不平，變坡 點較多，致使此帶式輸送機運行工況相當復雜。此外，該機運行安全可靠性要求高，控制系統(tǒng)復雜，是目前國內(nèi)乃至國外煤礦井下運行工況較為復雜的帶式輸送機。本章以該下運帶式輸送機為例，說明其設(shè)計過程。 帶式輸送機原始參數(shù) 帶式輸送機是目前井下煤炭的主要輸送設(shè)備，其設(shè)計的自動化先進程度、結(jié)構(gòu)布置方式、使用安全性、可靠性、連續(xù)性和高效運行將直接影響礦井生產(chǎn)成本。采用帶式輸送機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)計的帶式輸送機的 參數(shù)如表 示。 表 輸送機原始參數(shù) 運量 Q 1800t/h 運距 L 540 207 62 518 470 360 400 435 垂高 0 0 82 0 18 56 總垂高 175m 總運距 L 3005m 平均傾角 β 4176。 最大塊度 300mm 煤容重 γ 煤安息角 50176。 帶式輸送機的設(shè)計計算 輸送帶運行速度的選擇 輸送帶運行速度是輸送機設(shè)計計算的重要參數(shù)，在輸送量一定時，適當提高帶速，可減少帶寬。對水平安裝的輸送機， 可選擇較高的帶速，輸送傾角越大帶速應(yīng)偏低，向上輸送時帶速可適當高些，向下輸送時帶速應(yīng)低些。目前 DTII 系列帶式輸送機推薦的帶速為 ～ 4m/s。對于下運帶式輸送機，考慮管理難度大，一般確定帶速為 2～ 。根據(jù)工作面順槽膠帶機的規(guī)格 (帶寬 、帶速 )，工作面的實際生產(chǎn)能力，煤流的不均勻型等因素，同時考慮工作面煤倉無緩沖作用的狀況 (約 3米深 )，確定東灘煤礦一采區(qū)運輸大巷固定下運帶式輸送機帶速 。 輸送帶寬度計算 1)按輸送能力確定帶寬 帶式輸送機的輸送能力 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)（查標準MT/T4671996 中表三） B— 輸送帶寬度， m V— 輸送機速度， m/s γ— 運送貨載的集散容重， t/m3 C— 輸送機傾角對輸送量的影響系數(shù)。 當輸送量已知時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 為本帶式輸送機輸送原煤，且 amax=300mm故有： B2≥2amax+200=2200+200=800mm 實際確定寬度時 B=max{1000B1， B2}，故可選用 1200mm寬度的輸送帶。 初選輸送帶 我國目前生產(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物料的種類和特性，給料沖擊的大小、帶速與機長，輸送石炭石之類的礦石，可以加厚 2mm 表面橡膠層，以延長使用壽命。 綜合該機各類特性參數(shù)和技術(shù)特性，考慮到輸送量較大，運輸距離較長，且為固定用輸送機，為此初選輸送帶采用鋼絲繩芯輸送帶，它既有良好的強度，又具有較好的防撕裂性能，是目前井下帶式輸送機首選帶型?？梢猿踹x輸送帶如下： 輸送帶型號： ST2500 輸送帶 帶寬： 1200mm 帶質(zhì)量： qd= 輸送機布置形式及基本參數(shù)的確定 輸送帶布置形式 對于角度不大的長距離、大運量帶式輸送機系統(tǒng)，一般可采取雙滾筒 1:1或 2:1 的功率配比，這樣既可以實現(xiàn)電機的分時起動 (煤礦井下變電所容量有限制 )，同時可以降低輸送帶的強度。為了降低輸送帶的強度，本驅(qū)動系統(tǒng)采用了 頭部雙滾筒驅(qū)動，并把拉緊裝置放在緊跟驅(qū)動滾筒后部，有利于起動時自動拉緊，同時減少了電力線路鋪設(shè)長度，保證了控制響應(yīng)及時。驅(qū)動部布置的位置對輸送帶強度的影響較大，但對于本輸送系統(tǒng)，進行分析后 得出，驅(qū)動部布置在上部效果較理想。同時遵循盡量減少施工工作量、簡化設(shè)備的原則，降低制作成本，其具體布置示意圖如 輸送機總裝圖 所示?？紤]到煤的輸送質(zhì)量較大，本機各類托輥組間距為： 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 當已知設(shè)計輸送能力和帶速時，物料的線質(zhì)量由下式求得： q= = 1800? =159kg/m 式中 Q— 每小時運輸量， t/h； v— 運輸帶運輸速度， 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 線路阻力的計算 線路阻力 (輸送帶運行阻力 )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，包括物料在裝載點加速時與輸送帶之間的摩擦阻力簡稱物料加速阻力，裝料點的導料槽摩擦阻力，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，在整機運行過程中相對基本阻力的比例很小，在計算分析過程中可以忽略不計，不會影響分析結(jié)果，計算整機功率時，考慮電機加權(quán) 系數(shù)。 各直線段阻力的計算 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 同理可計算出其它各工況下各變坡段的阻力，計算結(jié)果如表 。 表 各變坡段阻力計算（ 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 算 用逐點法計算輸送帶關(guān)鍵點張力，輸送帶張力應(yīng)滿足兩個條件： (1)摩擦傳動條件 :即輸送帶的張力必須保證輸送機在任何正常工況下都無輸送帶打滑現(xiàn)象發(fā)生。 Symax=S1[1+（ eμα－ 1） /n] 式中 Symax— 輸送帶與傳動滾筒相遇點張力， N； S1— 輸送帶與傳動滾筒分離點處張力， N； μ— 傳動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張力， N； Skmin— 空載段輸送帶最小點張力， N； 本帶式輸送機各關(guān)鍵點示意如圖一所示，其垂直度條件為： Szmin=5（ 159+） cos（ 0176。） =11840N Skmin=53cos（－ 0176。） =6227N 張力計算時各種運行工況的討論 本輸送系統(tǒng)線路多變，其出現(xiàn)的工況復雜，而且各種工況 的差異較大，必須對每一種工況都進行詳細計算分析。 （ 1）滿載運行狀態(tài) 輸送帶各段都滿載的運行狀態(tài)通常為正常運行狀態(tài)。大多數(shù)情況下，此狀態(tài)為輸送機系統(tǒng)最困難工況，所以必須對正常運行工況進行設(shè)計計算，以確定各主要點輸送帶張力、電機功率、張緊力等結(jié)論，此時電機處于發(fā)電運行狀態(tài)。但對 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)電運行狀態(tài) 對于既有下運，又有上運情況的輸送線路，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和停車過程將不斷出現(xiàn)。如果設(shè)計中沒有考慮到這種工況，就必然會出現(xiàn)驅(qū)動 裝置過載，或者在這種條件下停車制動不住，出現(xiàn)飛車造成嚴重的事故。本輸送系統(tǒng)，最大發(fā)電運行狀態(tài)的工況是在只有下運段滿載，水平及上運段都處于空載狀態(tài)的情況下出現(xiàn) （ 3）最大 電動 行狀態(tài) 對于本輸送系統(tǒng)最大電動運行狀態(tài)不在正常運行工況下，而是在線路下運段空載，而水平及上運段滿載的情況下出現(xiàn)。如果忽略此工況，有可能出現(xiàn)電機堵轉(zhuǎn)，悶車而燒壞，而且這種工況也隨起動和停車過程的出現(xiàn)而不斷出現(xiàn)。 （ 4）空載運行狀態(tài) 所謂空載運行狀態(tài)，就是輸送機上各點都沒有載荷情況下輸送機的運行狀態(tài)。對于本輸送線路，其空載運行狀態(tài)比最大電動狀 態(tài)情況下的安全，為此我們不詳細設(shè)計計算。 最大發(fā)電狀態(tài)下張力計算 當所有下運段滿載時，該輸送機處于最大發(fā)電狀態(tài)。在最大發(fā)電狀態(tài)下各段阻力計算如表 所示。 表 最大發(fā)電狀態(tài)下各變坡段阻力計算（ N） 變坡段 12 23 34 45 56 67 78 89 承載阻力 86081 33584 13778 8229 134371 1085 41884 945