【正文】 電控裝置，驅(qū)動系統(tǒng)采用調(diào)速型液力偶合器和行星齒輪減速器。它是制約大型帶式輸送機發(fā)展的核心技術(shù)。實際上輸送帶是粘彈性體，長距離帶式輸送機其輸送帶對驅(qū)動裝置的起、制動力的動態(tài)響應(yīng)是一個非常復(fù)雜的過程，而不能簡單地用剛體力學(xué)來解釋和計算。 (2) 可靠的可控軟起動技術(shù)與功率均衡技術(shù) 長距離大運量帶式輸送機由于功率大、距離長且多機驅(qū)動，必須采用軟起動方式來降低輸送機的動張力，特別是多電機驅(qū)動時。解決承載帶與驅(qū)動帶的帶速同步問題及輸送帶涌浪現(xiàn)象，減少對元部件的沖擊。國內(nèi)已大量應(yīng)用調(diào)速型液力偶合器來實現(xiàn)輸送機的軟起動與功率平衡，解決了長距離帶式輸送機的起動與功率平衡及同步性問題。此外，長距離大功率帶式輸送機除了要求一個運煤帶速外，還需要一個驗帶的帶速，調(diào)速型液力偶合器雖然實現(xiàn)軟啟動與功率平衡，但還需研制適合長距離的無級液力調(diào)速裝置。由于可控軟起動是將行星齒輪減速器的內(nèi)齒圈與濕式摩擦離合器組合而成(即粘性傳動)。但價格昂貴，急需國產(chǎn)化。長距離、高帶速、大運量、大功率是今后發(fā)展的必然趨勢，也是高產(chǎn)高效礦井運輸技術(shù)的發(fā)展方向。其包含 7 個方面的關(guān)鍵技術(shù)：帶式輸送機動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)；軟起動與功率平衡技術(shù)；中間驅(qū)動技術(shù)；自動張緊技術(shù)；新型高壽命高速托輥技術(shù)；快速自移機尾技術(shù)；高效儲帶技術(shù)。除了進一步完善和提高現(xiàn)有元部件的性能和可靠性，還要不斷地開發(fā)研究新的技術(shù)和元部件，如高性能可控軟起動技術(shù)、動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)、高效貯帶裝置、快速自移機尾、高速托輥等，使帶式輸送機的性能得到進一步提高。開發(fā)特殊型帶式輸送機，如彎曲帶式輸送機、大傾角或垂直提升輸送機等。(1) 裝機功率 我國工作面順槽可伸縮帶式輸送機最大裝機功率為4250kW，國外產(chǎn)品可達4970kW，國產(chǎn)帶式輸送機的裝機功率約為國外產(chǎn)品的30%40%，固定帶式輸送機的裝機功率相差更大。 (3) 最大輸送帶寬度 我國帶式輸送機為1400mm，國外最大為1830mm。 (5) 工作面順槽運輸長度 我國為3000m，國外為7300m。國內(nèi)自移機尾主要依賴進口，主要有兩種:①隨轉(zhuǎn)載機一起移動的由英國LONGWALL公司生產(chǎn)的自移機尾裝置。前者只有一個推進油缸，后者則有兩個推進油缸。德國生產(chǎn)的自移機尾在國內(nèi)使用效果優(yōu)于前者，水平、垂直兩個方向均有調(diào)偏油缸，糾偏能力強。但對自移機尾的要求是共同的，既要滿足輸送機正常工作時防滑的要求，又要滿足在輸送機不停機的情況下實現(xiàn)快速自移。國外采用結(jié)構(gòu)先進的開放式儲帶裝置和高精度的大扭矩、大行程自動張緊設(shè)備，托輥小車能自動隨輸送帶伸縮到位。 PLC簡介PLC是可編程控制器（Programmable logical controller）縮寫，與20世紀(jì)70年代誕生于美國，是計算機與繼電器接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。PLC編程語言采用直觀的類似繼電器接觸器控制電路圖的梯形語言，它的目的是用以控制各種類型機械或生產(chǎn)過程。與普通計算機所不同的主要是：(1) 沒有鍵盤，代之為一個個輸出電路，并用其獲取控制命令或現(xiàn)場信號。由于此電路具有驅(qū)動功能，故可以驅(qū)動一般的工業(yè)控制元器件，如電磁閥、接觸器等。(3) 沒有有硬盤，只有內(nèi)存。按結(jié)構(gòu)特點分可分為箱體式的PLC和模塊式PLC。微型機、小型機多為箱體式。超大、大型機多采用模塊式。(2) 輸出控制功能：可控制輸出開關(guān)信號、模擬信號及脈沖（脈沖鏈或脈寬可調(diào)制的脈沖）信號。(5) 定時功能：可進行延時或定時控制，時間可精確到毫秒。 (6) 計數(shù)功能：可進行計數(shù)，高速計數(shù)頻率可高達幾百赫茲。(8) 程序與數(shù)據(jù)存儲功能：可存儲系統(tǒng)設(shè)定、程序及數(shù)據(jù)，并可保證這些數(shù)據(jù)在掉電時不丟失?？梢?，豐富的功能使PLC得到廣泛應(yīng)用，也為工業(yè)系統(tǒng)的自動化、遠程化、信息化及智能化創(chuàng)造了條件。一般指標(biāo)規(guī)定一些PLC的使用條件。特定指標(biāo)規(guī)定一些具體型號PLC的具體性能。則要指出它的工作方式。從整體看可分為以下幾方面：(1) 工作速度 PLC的指令不同，執(zhí)行的時間也不同，但大體都有相同的指令，所以用執(zhí)行一條基本指令的時間來體現(xiàn)這個速度。(2) 控制規(guī)模 控制規(guī)模體現(xiàn)了控制能力，是對PLC其它性能指標(biāo)起著制約作用的指標(biāo)；是高低檔PLC主要區(qū)別，也是PLC劃分為微、小、中、大和特大型機的唯一依據(jù)。(3) 組成模塊 組成PLC的模塊是PLC的硬件基礎(chǔ)，反映了PLC的控制能力。(4) 內(nèi)存容量 PLC內(nèi)存有系統(tǒng)用內(nèi)存與用戶內(nèi)存，系統(tǒng)內(nèi)存要存儲監(jiān)控程序，提供內(nèi)部器件及參數(shù)的設(shè)定；用戶內(nèi)存用于存儲用戶程序?？梢?，常用內(nèi)部器件種類機器數(shù)量與可能提供的用戶程序容量代表PLC內(nèi)存的大小。PLC的指令越多，功能也越來越強大。與其他控制器相比，PLC在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，主要因為PLC具有以下主要特性：(l) 具有高可靠性。(2) 編程方便，易于使用。從硬件方面說，使用可編程控制器，無論是接線、配置都及其方便。(4) 與其它裝置配置連接方便。對于開關(guān)量，輸入可以是無源觸點開關(guān)或集電極晶體管輸出；輸出有繼電器、可控硅、晶體管等不同的形式。對于數(shù)據(jù)通信，只需要RS232或RS422接口即可。PLC主要由CPU、A/D模塊、D/A模塊和I/O輸入輸出模塊組成。A/D模塊用來把電流、帶速、電機轉(zhuǎn)速的模擬量信號轉(zhuǎn)換成CPU接收的數(shù)字量，D/A模塊把數(shù)字量信號轉(zhuǎn)換為模擬量信號經(jīng)放大后對電液比例閥進行控制。結(jié)構(gòu)先進，適應(yīng)性強，阻力小、壽命長、維修方便、保護裝置齊全是帶式輸送機顯著的特點。加之國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)化的實現(xiàn)，又大大縮短了帶式輸送機的設(shè)計、開發(fā)、制造、銷售的周期，使它更加具有競爭力。此次研究的主要問題在于系統(tǒng)的驅(qū)動件布置、軟起動和制動問題。由于運轉(zhuǎn)上的需要，在結(jié)構(gòu)上有特點，控制上有特殊要求。2帶式輸送機的初步設(shè)計 選擇機型帶式輸送機的選型設(shè)計有兩種，一種是成套設(shè)備（又稱專用設(shè)備）的選用，這只需要驗算設(shè)備用于具體條件的可能性，另一種是通用設(shè)備的選用，需要通過計算選擇各組成部件，最后組合成適用于具體條件下的帶式輸送機。, 軟啟動（制動）方式：盤閘，最大塊度：300mm供電電壓：660/1140v，帶速：, 來料點位置：上部，使用環(huán)境：礦井下。 輸送帶運行速度的選擇 帶速是輸送機的重要參數(shù)，通常根據(jù)下列原則進行選擇：（1）長距離、大運量的輸送機可選擇較高帶速（2）傾角大、運距短的輸送機帶速應(yīng)小（3）下運相對于上運帶式輸送機帶速低（4）粒度大、磨琢性大、易粉碎和起塵的物料宜選用較低帶速（5）／s，采用犁式卸料器卸料時，帶速不宜超過2 m／s（6）輸送成件物料時， m／s。 物料特性帶寬B（毫米）500，560800，10001200，1400帶速v（米／秒）磨琢性小，品質(zhì)不會因粉化而降低；如：原煤、泥土、砂、原鹽等中等磨琢性，中小粒度（150mm以下）的物料；如礦石、石渣、鋼渣等磨琢性大，粒度大（350mm以下）大塊物料；如如礦石、石渣、鋼渣等磨琢性大，易碎的物料；如燒結(jié)礦、焦炭等磨琢性小，品質(zhì)會因粉化而降低；如谷物、化肥、無煙煤等常用帶速系列值如下：，4， m／s 帶寬的確定（1）滿足設(shè)計運輸能力的帶寬B1 B1= (式21) ==式中 Q——設(shè)計運輸能力，t/h。 ——物料的散狀密度，t/。 物料斷面系數(shù) 動堆積角10176。25176。35176。5176。15176。c1（2)滿足物料塊度條件的寬度對于未篩分過的物料≥2amax +200=2300+200=800mm，根據(jù)上列計算選取帶寬B=1000mm。在類型確定上需考慮以下幾點：煤礦井下必須使用阻燃輸送帶，并且盡量選用橡膠貼面，其次為橡塑貼面和塑料貼面的阻燃輸送帶；在同等條件下，優(yōu)先選擇分層帶，其次整體帶芯帶和鋼繩芯帶；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；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。帶芯主要由各種織物（棉織物、各種化纖織物以及混紡材料等）或鋼絲繩構(gòu)成。覆蓋膠用以保護中間的帶芯不受機械損傷以及周圍介質(zhì)的有害影響。下覆蓋膠是輸送帶與支撐托輥接觸的一面，主要承受壓力，為了減少輸送帶眼托輥運行時的壓陷阻力，下覆蓋膠是輸送帶與支撐托輥接觸的一面，主要承受壓力，為了減少輸送帶沿托輥運行時的壓陷阻力，下覆蓋膠的厚度一般較薄。根據(jù)原始資料和上述選擇要求，本設(shè)計選擇鋼絲繩芯輸送帶，型號是2000，其帶芯強度為2000N/ mm，輸送帶質(zhì)量為34kg/m，帶厚為20mm，鋼絲繩根數(shù)79。 縱向拉伸強度(N/mm)鋼絲繩最大直徑(mm)鋼絲繩間距(mm)帶厚(mm)上覆蓋膠厚度(mm)下覆蓋膠厚度(mm)鋼絲繩根數(shù)輸送帶質(zhì)量(kg/m)20001220887934 輸送線路初步設(shè)計線路初步設(shè)計的任務(wù)是根據(jù)使用點的具體情況、用戶要求或輸送機類型情況，進行輸送機的整體布置。最后根據(jù)這些內(nèi)容畫 輸送機布置示意圖 托輥的選擇計算托輥是用來支承輸送帶和輸送帶上的物料，減少輸送帶的運行阻力，保證輸送帶的垂度不超過技術(shù)規(guī)定，使輸送帶沿預(yù)定的方向平穩(wěn)地運行。因此，它的可靠性和壽命決定著輸送機的功效。通常托輥的預(yù)期使用壽命大約在25萬小時，但在惡劣的工作條件下，如煤礦井下工作，它的實際使用壽命低于預(yù)期的使用壽命。（2）平行托輥：用于回程分支支撐輸送帶。（4）調(diào)心托輥：設(shè)置用于調(diào)整輸送帶跑偏，一般每10組可設(shè)置一組調(diào)心托輥。托輥間距的選擇托輥間距的選擇應(yīng)考慮物料性質(zhì)、輸送帶的重度及運行阻力等條件的影響。 承載托輥間距參考表松散物料堆積密度t/m178。（1）靜載荷，承載分支托輥： P0=0 (式22) = =1156N0—承載分支托輥間距，m；—輥子載荷系數(shù)；v—帶速，m/s；qB—每米輸送帶質(zhì)量，kg/m；Im—輸送能力，kg/s。本設(shè)計的帶式輸送機的帶寬=1000mm，堆積密度=1 t/m178。槽型托輥，圖號DTⅡ04C0132。因此，可求出托輥旋轉(zhuǎn)部分線質(zhì)量：承載托輥旋轉(zhuǎn)部分線質(zhì)量為： =（式25）回程托輥旋轉(zhuǎn)部分線質(zhì)量為：kg/m （式26）另外，在輸送機的前后各加一個10176。過渡托輥，圖號為DTⅡ100C512。（2）物料線質(zhì)量已知設(shè)計運輸能力=800t/h，輸送帶運行速度=，物料線質(zhì)量kg/m（3）托輥旋轉(zhuǎn)部分線質(zhì)量承載托輥安裝在有載分支上，以支承輸送帶與物料。例如，運送散狀物料，為了提高生產(chǎn)率和防止物料的撒落，通常采用槽形托輥，槽形托輥一般由3個或3個以上托輥組成。托輥之間成鉸接或固支。槽型托輥。通常采用平行托輥大型輸送機有時采用V形回程托輥。緩沖托輥大多安裝在輸送機的裝載點上，以減輕物料對輸送帶的沖擊。通常緩沖托輥有彈簧鋼板式和橡膠圈式兩種。經(jīng)計算可知，帶式輸送機的尾部滾筒距第一組槽形托輥的距離： =352π1/360= (式24) （槽型托輥成槽角=35176。；=1m）。彎曲阻力一般考慮阻力系數(shù)K（K=）。 一般情況下，承載分支運行阻力 (式27) = =回程分支運行阻力 (式28) = =—重力加速度， m/s178。（槽形）ω（平行）滾動軸承含油軸承滾動軸承含油軸承清潔、干燥少量塵埃，正常濕度大量塵埃，濕度大 輸送帶張力的計算 用逐點法計算輸送帶關(guān)鍵點張力： ：輸送帶設(shè)計示意圖輸送帶張力應(yīng)滿足兩個條件：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。 表7 傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)[1]運行條件光滑裸露的鋼滾筒帶人字形溝槽的橡膠覆蓋面帶人字形溝槽的聚胺基酸脂覆蓋面帶人字形溝槽的陶瓷覆蓋面干態(tài)運行清潔濕態(tài)（有水）運行污濁濕態(tài)（泥土）運行按逐點張力法計算： 按垂度條件：，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，或者滿足最小張力條件對于承載分支輸