1、摘 要I摘 要随着带式输送机向长距离、高速度、大功率方向发展，非稳定运行功况下的动力特性对带式输送机的影响日益突出。拉紧装置作为带式输送机中不可缺少的重要部件之一，直接影响带式输送机的安全可靠性能和振动特性。本文从系统整体出发，对拉紧装置动特性在理论上作了详细论述，通过优化拉紧装置拉紧力的方法来优化系统的动特性，从而使运输机在非稳定运行工况下安全、平稳、可靠的运行。同时在对带式输送机系统进行动态分析和优化的过程中，选用 AutoCAD 进行制图，对系统进行平面绘图，使其结果更加直观。关键词：带式输送机，拉紧装置，AutoCAD 制图。AbstractIIAbstractWith the dev
2、elopment of belt conveyor towards long distance, high speed, long caning capacity and large driving power, the effect of the dynamic property on belt conveyor is becoming more and more important. Especially under the condition of starting or stopping. And also, as one of the most indispensable parts
3、 in belt conveyor, Take-up has an direct effect on safety, reliability and oscillation property of conveyor system on a whole.This paper expands on the dynamic property of take 一 up intheory from the perspect of the whole system.In the meantime,itmainly studies dynamic analysis of take 一 up by finit
4、e elementmethord.By the optimization of the pull force in take 一up,the whole system property is improved. And the system can work safly andreliably in various conditions.According to the dynamic analysis and optimization program which applys softwire outoCAD ，this paper also stimulates the whole pro
5、cess and the calculation results including force, displace are all shown with two 一 dimension and three-dimension graphics. Keywords: Belt Conveyor Take 一 Up Dynamic Analysis Optimization Design Computer StimulationKeyWords：belt conveyor, take-up, autocad目 录III目 录摘 要 .IAbstractII1 皮带输送机概述 .11.1 输送机性
6、能特点 .11.2 皮带输送机的组成 .11.3 各种带式输送机的特点 11.4.带式输送机的发展状况 .21.5.带式输送机的结构和布置形式 .32 拉紧装置 .52.1 拉紧装置的发展概况 .52.2 拉紧装置的类型 .62.3 拉紧车在带式输送机中的作用 .82.4 拉紧装置的安装位置 .92.4.1 拉紧装置的基本布置原则 .92.4.2 拉紧装置安装位置的选定 .92.5 大型带式输送机对拉紧装置的技术要求 102.5.1 拉紧装置应起到的主要作用 .102.5.2 保证拉紧滚筒的位移不超过许用值 .102.5.3 应对拉紧方式做动特性分析，确保最佳的拉紧方案和参数 .102.5.4
7、 自动跟随性能 .102.5.5 克服系统滞后性能 .112.5.6 克服工作状况的多变性 .112.6 目前常用拉紧装置的分析 .122.6.1 重锤式拉紧装置 .132.6.2 自动绞车拉紧装置 .142.6.3 自动液压拉紧装置 .153 输送装置 .18目 录IV3.1 输送带 .183.1.1 输送带的分类： .183.1.2 输送带的连接 .203.2 输送带翻转装置 .214 计算 .254.1 输送的计算 254.2 计算步骤 264.2.1 带宽的确定: .264.2.2 输送带宽度的核算 .294.3 输送带张力计算 .294.4 输送带不打滑条件校核 .294.5 拉紧力
8、计算 .304.6 绳芯输送带强度校核计算 .31结 论 32参考文献 33致 谢 34附录 A351 皮带输送机概述11 皮带输送机概述1.1 输送机性能特点皮带输送机又称胶带输送机，具有输送量大、结构简单、维修方便、部件标准化等优点，它广泛地应用在矿山、冶金、煤炭等部门，用来输送松散物料或成件物品，根据输送工艺要求，可以单台输送，也可多台组成或与其他输送设备组成水平或倾斜的输送系统，以满足不同布置型式的作业线需要。1.2 皮带输送机的组成皮带输送机由驱动张紧装置、皮带线体和电器控制装置组成。驱动张紧装置包括电机（马达）、齿轮减速机、电机链轮、驱动链条、主动滚筒链轮、主动滚筒、从动滚筒、改向
9、滚筒、张紧架、动力箱、链罩组成；皮带线体包括工作皮带、承托滚（或承托板）、护边、支架、地脚（或脚轮）、护栏（可选）；简单的电器控制功能有启动、停止、急停、变频调速等。1.3 各种带式输送机的特点（1）QD80 轻型固定式带输送机 QD80 轻型固定式带输送机与 TD型相比，其带较薄、载荷也较轻，运距一般不超过 100m，电机容量不超过 22kw。（2）DX 型钢绳芯带式输送机 它属于高强度带式输送机，其输送带的带芯中有平行的细钢绳，一台运输机运距可达几公里到几十公里。（3）U 形带式输送机 它又称为槽形带式输送机，其明显特点是将普通带式输送机的槽形托辊角由 提高到 使输送带成 U 形。这样一来
10、输送带与物034509料间产生挤压，导致物料对胶带的摩擦力增大，从而输送机的运输倾角可达 25。（4）管形带式输送机 U 形带式输送带进一步的成槽，最后形成一个圆管状，即为管形带式输送机，因为输送带被卷成一个圆管，故可以实现闭密输送物料，可明显减轻粉状物料对环境的污染，并且可以实现弯曲运行。（5）气垫式带输送机 其输送带不是运行在托辊上的，而是在空气膜(气垫)上运行，省去了托辊，用不动的带有气孔的气室盘形槽和气室取代了运行的托辊，运动部件的减少，总的等效质量减少，阻力减小，效率提高，并且运行平稳，可提高带速。但一般其运送物料的块度不超过 300mm。增大物流断面的方法除了用托辊1 皮带输送机概
11、述2把输送带强压成槽形外，也可以改变输送带本身，把输送带的运载面做成垂直边的，并且带有横隔板。一般把垂直侧挡边作成波状，故称为波状带式输送机，这种机型适用于大倾角，倾角在 30以上，最大可达 90。（6）压带式带输送机 它是用一条辅助带对物料施加压力。这种输送机的主要优点是：输送物料的最大倾角可达 90，运行速度可达 6m/s，输送能力不随倾角的变化而变化，可实现松散物料和有毒物料的密闭输送。其主要缺点是结构复杂、输送带的磨损增大和能耗较大。（7）钢绳牵引带式输送机 它是无际绳运输与带式运输相结合的产物，既具有钢绳的高强度、牵引灵活的特点，又具有带式运输的连续、柔性的优点。1.4.带式输送机的
12、发展状况目前带式输送机已广泛应用于国民经经济各个部门,近年来在露天矿和地下矿的联合运输系统中带式输送机又成为重要的组成部分.主要有:钢绳芯带式输送机、钢绳牵引胶带输送机和排弃场的连续输送设施等.这些输送机的特点是输送能力大(可达 30000t/h),适用范围广(可运送矿石,煤炭,岩石和各种粉状物料,特定条件下也可以运人),安全可靠,自动化程度高,设备维护检修容易,爬坡能力大(可达 16),经营费用低,由于缩短运输距离可节省基建投资. 目前,带式输送机的发展趋势是:大运输能力、大带宽、大倾角、增加单机长度和水平转弯,合理使用胶带张力,降低物料输送能耗,清理胶带的最佳方法等.我国已于 1978 年
13、完成了钢绳芯带式输送机的定型设计.钢绳芯带式输送机的适用范围: 适用于环境温度一般为-40 40;在寒冷地区驱动站应有采暖设施; 可做水平运输 ,倾斜向上(16)和向下( )运输,也可以转弯运输;运输距离012长,单机输送可达 15km; 可露天铺设,运输线可设防护罩或设通廊; 输送带伸长率为普通带的 1/5 左右;其使用寿命比普通胶带长 ;其成槽性好;运输距离。1.5.带式输送机的结构和布置形式 带式输送机又称胶带运输机，其主要部件是输送带，亦称为胶带，输送带兼作牵引机构和承载机构。带式输送机组成及工作原理如图 1 所示，它主要包括一下几1 皮带输送机概述3个部分：输送带(通常称为胶带)、托
14、辊及中间架、滚筒拉紧装置、制动装置、清扫装置和卸料装置等。图 11-张紧装置 2-装料装置 3-犁形卸料器 4-槽形托辊 5-输送带 6-机架 7-动滚筒 8-卸料器 9-清扫装置 10-平行托辊 11-空段清扫器 12-清扫器输送带 1 绕经传动滚筒 2 和机尾换向滚筒 3 形成一个无极的环形带。输送带的上、下两部分都支承在托辊上。拉紧装置 5 给输送带以正常运转所需要的拉紧力。工作时，传动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行。物料从装载点装到输送带上，形成连续运动的物流，在卸载点卸载。一般物料是装载到上带(承载段)的上面，在机头滚筒(在此，即是传动滚筒)卸载，利用专门的卸载装置也可
15、在中间卸载。普通型带式输送机的机身的上带是用槽形托辊支撑，以增加物流断面积，下带为返回段(不承载的空带)一般下托辊为平托辊。带式输送机可用于水平、倾斜和垂直运输。对于普通型带式输送机倾斜向上运输，其倾斜角不超过 18，向下运输不超过 15。提高传动装置的牵引力可以从以下三个方面考虑：（1）增大拉紧力。增加初张力可使输送带在传动滚筒分离点的张力 S1增加，此法提高牵引力虽然是可行的。但因增大 S1必须相应地增大输送带断面，这样导致传动装置的结构尺寸加大，是不经济的。故设计时不宜采用。但在运转中由于运输1 皮带输送机概述4带伸长，张力减小，造成牵引力下降，可以利用拉紧装置适当地增大初张力，从而增大
16、 ，以提高牵引力。1S（2）增加围包角 对需要牵引力较大的场合，可采用双滚筒传动，以增大围包0角。（3）增大摩擦系数 其具体措施可在传动滚筒上覆盖摩擦系数较大的衬垫，0以增大摩擦系数。通过对上述传动原理的阐述可以看出，增大围包角 是增大牵引力的有效方法。故在传动中拟采用这种方法。2 拉紧装置52 拉紧装置2.1 拉紧装置的发展概况带式输送机输送散体物料是当今世界上广泛采用的手段之一，采用这种方式不仅可以实现长距离、大批量输送，而且与其他输送设备相比，具有更好的经济效益和更低的运输成本。拉紧装置是带式输送机不可缺少的重要组成部分，它的性能好坏直接影响带式输送机的性能，因此国内外学者对其进行了大量
17、的研究，开发了许多新产品。经调研，作者将其归纳为三个阶段：第一阶段，纯机械张紧阶段。这一阶段的主要产品有两种:固定式绞车拉紧与重锤式拉紧。从本质上说，绞车拉紧的功能仅仅是张紧，当胶带由于种种原因伸长而张紧力下降时，只能通过人的观察发现后重新张紧; 重锤式张紧装置通过滑轮组和重锤块达到张紧的目的，当胶带伸长时，能自动吸收其伸长。第二阶段，张紧力可调阶段。这个阶段的典型产品是自动绞车(机械绞车或液压绞车)张紧装置。其技术发展表现为只能实现在稳定(匀速)阶段的自动张紧，保持胶带在该阶段的张力恒定，而在起动与制动等不稳定运行工况下则与固定式绞车相同。其结构特征表现为带有闸，绞车张紧时松闸，停止时紧闸，
18、绞车运转的时间很短，而大部分时间处于停车待命状态；第三阶段，动态自动张紧阶段(实现动态跟踪)。主要产品有液压绞车自动张紧与液压缸自动张紧。其技术特征为动态响应快，能在起动阶段和正常运行阶段两种状态下作用，保持张紧力的稳定。液压绞车长时间处于工作状态，其结构特征是不带闸。综上所述，能实现起动阶段和运行阶段胶带张力恒定有三种方式：(1)重锤； (2)液压绞车拉紧； (3)液压缸自动拉紧。重锤式拉紧由于受滑轮摩擦阻力和重锤惯性力的限制，对长距离、高速度带式输送机响应跟不上，胶带张力明显不恒定。为了保证重锤拉紧装置的正常工作，煤矿井下要打一个大的炯室，而在码头和金属矿山则要修建一座重锤塔以保证重锤的运
19、行距离。当采用整型芯胶带时，酮室与重锤塔需要做得相当大，非常不经济，另外安装也不方便，特别是维修时，装卸相当费事。液压绞车拉紧为了保证其响应速度，液压泵站不能停机，液压马达始终处于待命状态，这种工作方式需要的功耗较大。液压缸式拉紧由于液压泵与蓄能器同时工作，需要2 拉紧装置6大量供油时，主要靠蓄能器，因此响应快、功耗低，相对来说造价低廉，布置空间也比较小，在煤矿井下有明显的优势。2.2 拉紧装置的类型根据拉紧方式可将拉紧滚筒分为固定式，移动式两大类，固定式用固定改向滚筒，这种拉紧有螺旋张紧方式和钢丝绳滚筒拉紧方式。移动式有固定绞车拉紧方式、重力拉紧方式和自动拉紧方式。其中常见拉紧装置的类型和特
20、点参见表 1(1)螺旋拉紧装置在螺旋拉紧装置中，拉紧滚筒的轴承安装在活动架上，活动架可在导轨上滑动，当旋转螺杆时使活动架上的螺母跟活动架一起前进和后退，达到张紧和放松的目的。其特点是结构简单，但拉紧行程太小，只适用于短距离的输送机，一般机长小于 80米时才选用，缺点是当胶带自行伸长后，不能自动拉紧。(2)重力拉紧装置重力拉紧装置是结构最简单，应用最广泛的一种拉紧装置，它是利用重锤来自动拉紧，由于重锤靠自重拉紧，所以它能保证拉紧力在各种工况下保持恒定不变，能自动补偿胶带的伸长。其结构形式有单重锤式、双重锤式和重载车式(如图 2 所示)。重载车式拉紧装置是将重物放在胶带机的重物拉紧车上，利用胶带机
21、地脚板的坡度使重物拉紧车产生下滑力对胶带机产生拉紧力;而重锤拉紧装置是通过钢丝绳悬挂起来的重锤使胶带机的拉紧车产生拉紧力。可见，重力拉紧装置的力学特点是拉紧力不变，拉紧位移可变，它适用于固定式长距离运输机上，优点是安全可靠性高，缺点是拉紧力不能调节，空间要求大，在空间受限制的地方，无法使用。普遍存在的问题是由于改向滚筒多，物料容易掉入输送带与拉紧滚筒之间而损坏胶带，特别是在输送潮湿或粘性较大的物料时。图 2(3)固定绞车拉紧装置2 拉紧装置7固定绞车拉紧装置是利用小型绞车来拉紧，绞车一般用蜗轮蜗杆减速器带动卷筒来缠绕钢绳，从而拉紧胶带，这种拉紧装置的优点是体积小，拉力大，所以被广泛应用于井下带
22、式输送机中。缺点是它只能根据所需要的拉紧力调定后产生固定的拉紧力，拉紧力不能自动调节，当绞车和控制系统出现问题时，对胶带机不能产生恒定的拉紧力或拉紧力失效，安全可靠性相对降低。(4)自动拉紧装置上面介绍的几种拉紧装置不能根据运输机的工况来改变拉紧力。自动拉紧装置不但能根据主动滚筒的牵引力来自动调整拉紧力，而且还能补偿胶带的伸长。自动拉紧装置由电机、制动器、减速器、钢丝绳滚筒等组成，采用大拉力张紧装置张紧输送带，同时配备张力传感器，测定输送带的张力，当输送带张力发生变化，超过输送机正常运行的范围时，自动张紧装置迅速动作，调整输送带张力保证输送机的正常运行。自动张紧装置与自移机尾配合使用，可实现在
23、输送机不停机的条件下，实现输送机机尾的移动和输送带的伸缩，大大提高了输送机的输送效率。自动绞车拉紧装置是由压力传感器根据胶带输送机运行工况的需要自动控制拉紧力的大小，由于压力传感器质量不高和机械系统惯性及信号滞后等因素的影响，自动绞车拉紧装置有误动作现象，影响自动绞车拉紧装置的使用效果，液压拉紧装置是由液压站产生的液压力通过油缸对胶带机施加拉紧力，可根据胶带机运行工况的需要调节拉紧力的大小，由于液压站和油缸始终处于工作状态，当液压系统及控制系统出现故障时，对胶带机不能产生拉紧力或拉紧力失效，安全可靠性相对降低。2 拉紧装置8表 1型式 结构特点 拉近性质 适用范围螺旋拉紧装置拉紧滚筒的轴承安装
24、在活动架上，当旋转螺杆时使活动架上的螺母跟活动架一起前进和后退，达到张紧和放松的目的需人工调节两边丝杆，不能自动保持预拉力，不能实现自动控制结构简单，但拉紧行程太小，只适用于短距离、功率小的输送机，当胶带自行伸长后，不能自动拉紧自动绞车式拉紧电动绞车，通过滑轮组用钢绳牵引滚筒车架；采用电磁传感器测力计给出电信号，可以再输送机运转时自动控制绞车在开车前停机后运转中可以使滚筒车架有位移，拉紧力可以变化，也可以保持恒定适用于惯性力大，拉紧力大，并需要控制拉紧力的输送机，下运输的输送机，下运输送机及大型水平输送机固定绞车式拉紧电动绞车，通过滑轮组用钢绳牵引滚筒车架，采用普通的拉力计控制，不能自动控制绞
25、车在开车前停机后可以开动驾车，是滚筒车架有位移，改变拉紧力，而在运转中，绞车不开，车架不位移，但拉紧力随输送带张力变化而自行变化，不能保持恒定较适用于水平输送机或小倾角上运输送机重载车式拉紧靠车上重块及自重将滚筒车架朝斜下方拉紧滚筒车架有位移，但张紧力不变只适用于大于 12倾角的上云输送机重锤拉紧靠重锤及车架自身重量将滚筒车架朝下拉紧依靠中立可自动调节预拉力，保证输送机具有足够的张力，滚筒车架在下分支做垂直位移，拉紧力不变适用于张力不太大的上运输送机2.3 拉紧车在带式输送机中的作用(1)保证输送带松边有足够的张紧力，防止在起动或运行中胶带在驱动滚筒上打滑。(2)保证输送带在最小张力点处有足够
26、张力，限制输送带加载时在托辊间的垂度，防止输送带在托辊间距内过分松弛而丧失槽形，引起物料和输送带跑偏，减小输送带在托辊间的运行阻力。(3)补偿输送带的弹性伸长和线粘性伸长。时间长了输送带会自动伸长，而且在过渡工况下发生永久性伸长，同时在起动，制动时输送带自动收紧，可免除机组振动。(4)为接头提供必要的行程。2 拉紧装置9(5)在长距离带式输送机中，减小起、制动时输送带中出现的动负荷。2.4 拉紧装置的安装位置2.4.1 拉紧装置的基本布置原则a.拉紧装置的安装位置可以任意选择，但最好选择在靠近驱动装置处，使此处的张紧力始终保持不变，如安装位置离驱动装置较远，则需要增设重锤，以抵消加速度和减速度
27、的影响，确保驱动部位保持最小的张力。b.尽量布置在张力最小处或靠近传动滚筒的松边处。c.确定拉紧力的大小时，要考虑到正常运行和起动、制动等各种工况(拉紧力的选定范围参见表 2 ) 。d.拉紧行程考虑了输送带由于内张力的变化所引起的弹性变形、输送带使用后永久变形、以及输送带接头的预留量等因素。表 2拉紧小车型号 拉紧力适用范 围（kN） 最大拉紧力 （kN） 最大拉紧行程 （m）滑轮倍率 绞车牵引力 （kN）D11D12 60 1202406.515 6 20D21D22 120 240 480613.5 6 40D31D32 240 480 960611 6 80D41D42 480 9601
28、920615 6 1602.4.2 拉紧装置安装位置的选定由于松边张力 T2 值直接影响胶带的选定，所以在满足 T1/ T2 e”。时，其值应尽可能小一些为好，这与拉紧装置安装的位置有一定的关系般来说，确定拉紧装置的安装位置时应考虑以下几点:a.长度在 300m 以上的水平或坡度在 5%以下的倾斜输送机，拉紧装置应设在紧靠驱动滚筒的空载侧。b.距离较短的输送机和坡度在 5%以上的倾斜运输的输送机，拉紧装置多半布置在尾部。2 拉紧装置10c.由于钢丝绳芯胶带的伸长量非常小，拉紧装置也可设在尾部。2.5 大型带式输送机对拉紧装置的技术要求2.5.1 拉紧装置应起到的主要作用(1)保证胶带在滚筒上不
29、产生打滑现象，这一点尤为重要，因为目前煤矿井下大巷或斜井主皮带在重载起动时经常出现打滑，起动不起来的现象。胶带输送机的驱动张力，通过驱动滚筒与胶带之间的摩擦力来传递，为了达到这个目的，在松边应具有超过一定值的张力。设紧边张力为 T1，松边张力为 T2，必须满足 T1/ T2e ，如果 T1/ T2e ，胶带就打滑。(2)保证胶带不出现过大的挠度。(3)保证输送带不打折、不弯曲。2.5.2 保证拉紧滚筒的位移不超过许用值随着输送机长度的增大，可自动调节的输送带张紧装置得到了广泛的应用，特别是尼龙整芯带的广泛应用给输送机张紧装置又提出了新的问题。由于尼龙整芯阻燃输送带的弹性伸长量较大，可达输送带总
30、长度的 3%左右，这要求张紧装置有较大的行程。2.5.3 应对拉紧方式做动特性分析，确保最佳的拉紧方案和参数拉紧装置是保证带式输送机正常工作的重要部分，在非稳定工况下拉紧装置的动位移和动张力的变化是两个主要动参数。2.5.4 自动跟随性能对于长距离的带式输送机来说，由于其负载大，所以输送带的粘弹性特性就更明显，这对于运行工况的稳定性尤其是起、制动特性影响相当大。运输距离的延长也使输送带在运行过程中伸长量增加，常规使用的螺旋张紧、重锤张紧和绞车张紧等输送带张紧装置，由于受张紧距离的限制难以适应 1000m 以上的输送带张紧要求。长距离输送机的张紧装置不仅要满足输送带伸长量的要求，而且要满足张紧力
31、可调，即起动阶段满足带式输送机动态防滑要求而使张紧力较大，以增大摩擦牵引力;等速2 拉紧装置11阶段张紧力降低以维持输送机正常运行要求。带在较低的张力条件下运行可提高输送带的使用寿命，降低能耗，而且可以避免长距离输送带起动时的波涌现象。因此为能够在长距离、大运量带式输送机起动时迅速产生足够的张紧力，减小输送带的波涌现象，保证输送机的可靠起动，运输时应能使带式输送机实现输送带张紧力的自动实时控制。因此应选用性能优越、动作灵敏的输送带张力调整装置。2.5.5 克服系统滞后性能由于系统本身的惯性质量而产生很大的惯性力，同时系统在运行过程中也受到摩擦力的作用，从而阻碍了系统的动作，也就是说，在输送带张
32、力发生变化时，下一个变化周期已经来临，可拉紧装置还没有调整好上一个周期内的张力变化，从而造成调整速度跟不上，表现为一定程度上时间滞后。这就要求拉紧装置要有较快的响应速度和较高的灵敏度。造成拉紧装置运动滞后，工作不稳定的另一个主要原因是动应力波动大，目前我国带式输送机很少采用软起动，多数的主电机起动过程太快，输送带应力峰值冲击拉紧装置的受力传感器，如峰值过大，又持续一定时间，便导致拉紧装置在一次起动还未结束，又重新动作。2.5.6 克服工作状况的多变性胶带机的工作状况始终在不断变化，如满载起动、空载起动、满载运行、空载运行、满载减速、空载减速、调预张紧力等。( 1)起动工况条件 :输送机在起动时
33、，输送带的松边会突然松弛伸长，此时要求拉紧装置响应速度快，能及时补充输送带伸长量，减少输送带松边对紧边的冲击，但使输送机起动平稳、可靠、而且较好的保护了输送带，减少断带事故的发生。在起动阶段，要求拉紧装置提供足够大的张紧力，如果张紧力小，输送带就会打滑，以至于无法起动，如果张紧力太大，则使胶带的强度等级增加，否则会发生断带事故。同时输送机在起动时，要求其拉紧力比稳定运行时拉紧力大 1. 4 1. 5 倍，因此输送机在起动时拉紧力最好能自动增加。(2)制动工况条件制动工况包括自由停机和有制动力的制动两种情况，自由停机即在没有制动力作用的情况下，靠系统的惯性达到停机目的的工况。制动时，特别是自由停
34、机时，往往有较大的冲击，所以要求拉紧装置能够迅速反应，使冲击尽可能减小。对于长2 拉紧装置12距离、大弹性模量的带式输送机来说，停车比加速更具危险性，控制更困难。分析表明，胶带内部储存的应力能在停车时所产生的特殊动应力比驱动系统在加速时所产生的动应力要大得多，这就要求对长距离带式输送机必须用动态分析方法来彻底的研究，诸如起动断电、紧急停车等工况所带来的危害。(3)故障工况条件a.随着输送机运转速度的不断提高，输送机的软起动装置虽可有效的解决起动过程中的冲击问题，但起动、制动时的加速度过小，要求装置的热容量很大，以吸收加载过程中的能量耗散。制动时的减速度过小，也降低了带式输送机的安全性，即对紧急
35、事故的响应速度变小。当发生断带或输送带被异物卡住等意外情况时，要求拉紧装置能立即停止带式输送机的运行，当输送带出现打滑现象时，拉紧装置能自动增加拉紧力。b.停电效应。停电时，拉紧绞车自动抱闸，使输送机系统闭锁，这会引起胶带张力再分配，拉紧装置上的胶带张力会比绞车产生的张力大得多，因此重新起动输送机前，应设法降低这种张力，否则，输送机驱动装置起动，就会使胶带受到强烈的冲击力作用。(4)稳定工况时变载荷a.空载运行带式输送机在运行过程中载荷是不断发生变化的，从而使输送带的动张力也不断的变化，这对长距离、大运量的大型输送机表现的更加明显，要求拉紧装置能够根据动张力的变化自动调整拉紧力。b.满载运行带
36、式输送机在满载运行时，负载对输送带产生较大的冲击，并使得紧边挠度增大，要求拉紧装置能够平衡冲击力，减小挠度。通常带式输送机均需满载起动，因为要在停车前将输送带上的物料全部卸空很难办到的，即为满载起动再者输送机运转中，一旦出现故障需紧急停车时这是再起动这是设计中必须考虑的问题。2.6 目前常用拉紧装置的分析2 拉紧装置132.6.1 重锤式拉紧装置1)重锤式拉紧装置的组成带式输送机重锤拉紧装置是由拉紧小车、重锤、滑轮组、钢丝导索等简单部件组成。重锤拉紧装置结构示意见图 3 。图 31.胶带 2.张紧滚筒 3.轴承座 4.滑轮 5.重锤 6.张紧小车重锤拉紧装置是结构最简单，应用最为广泛的一种拉紧
37、装置，它是靠重锤本身的自重来实现输送带的自动拉紧，所以它能保证拉紧力在各种工况下保持恒定不变。其作用是使胶带具有足够的张力，使滚筒与皮带间产生必要的摩擦力;能自动补偿胶带的伸长;限制皮带在各支承托辊间的垂度，使输送机能正常运转。重锤拉紧装置适用于固定式长距离运输机上，适用于上运、平运、下运，对使用环境没有特殊的要求。2)重锤式拉紧装置的布置方式重锤式拉紧装置一般用在固定安装的带式输送机尾部，若尾部空间小，也可以用在机身中部，它靠重锤力量将输送带拉紧，调节张紧力依靠增加或减少重锤重量来实现。其理论上能保持张紧力恒定，但实际上重锤式拉紧并不是一种恒力拉紧装置，重锤拉紧系统的震动特性所产生的附加动载
38、荷对胶带张力影响很大。对于大多数重锤式拉紧装置而言，由于拉紧装置本身就有摩擦阻力存在，有死区产生，但死区范围不是太大，可以完全起到应有的张紧作用，且工作的可靠性较强。3)重锤式皮带拉紧装置的缺点2 拉紧装置14重锤拉紧装置虽能保证皮带在各种工况下具有恒定的张紧，但是同样存在着很多问题。(1)使用重锤式拉紧装置，为了使带式输送机启动时皮带不打滑，所以重锤的拉紧力是根据输送机启动时所需的张力而定的，输送带的张紧力始终保持不变，而带式输送机稳定运行后所需张力比启动时小，所以输送带在稳定运行中处于过张紧状态，对输送带的使用寿命产生直接影响;(2)该种装置体积大，且笨重，特别是张紧力较大时。使用时应考虑
39、空间的问题。另外，维修带式输送机需放松输送带时比较费工费时;(3)启动时，机尾拉紧滚筒由于瞬间启动，重锤会上下剧烈波动，对皮带的冲击也非常大，影响皮带的寿命。拉紧滚筒同时也将作一定范围的跳动，而就是这一瞬间的跳动，造成传送带跑偏，尤其是输送带上水分多，运送湿料时，输送带跑偏更加严重;(4)对于皮带不同的张力要求，需要相应的为皮带调配适当的重量，因此需要不同的配重箱，比较麻烦。2.6.2 自动绞车拉紧装置带式输送机自动绞车拉紧装置，利用拉力传感器检测输送带的拉力，与给定拉力进行比较，发出电信号来控制绞车电动机的转向，以适应胶带张力的变化要求。1)自动绞车拉紧装置的结构组成自动绞车拉紧装置的结构组
40、成见图 4 。图 41. 拉紧小车 2.定滑轮 3.钢丝绳.4 减速器 5.电动机 6.绞车滚筒 7.拉紧滚筒 8.输送带2 拉紧装置15整个装置由拉力传感器、前置变换器、控制机、电源箱、磁力启动器、绞车、滑轮组、张力小车、拉力表、速度传感器、手动控制按钮、转换开关、行程开关等组成。2)自动绞车皮带拉紧装置的工作原理自动绞车上安装拉力传感器实时检测胶带的张力值，拉力传感器将检测到的胶带张力值与设定值进行比较，输出电压信号，应力变送器将该信号变换成脉冲频率信号后，传到控制机。控制机采集到此信号，并结合胶带输送机的状态进行逻辑分析判断，发出相应的控制命令，经电源继电器及磁力启动器传到张紧电机，控制
41、电机正转、反转及停止。通过减速器和滑轮组驱动张紧绞车在拉紧轨道上前进、停止及后退，从而拉紧或放松胶带，完成胶带张力的相应调节，控制胶带张力满足系统要求。3)自动绞车皮带拉紧装置存在的问题在实际应用过程中，自动绞车拉紧装置也出现了许多的问题。主要问题如下:(1)绞车行走速度无法调节，张力能连续快速变化，难以达到设定的张力值，控制精度差。(2)张力响应速度慢，对动负荷的适应能力和控制能力差。(3)张紧装置直接启动和停车，对负载冲击大，仅靠机械闸进行制动控制，因制动器和电动机损坏导致张紧绞车失控的事故时有发生，安全性差。(4)张力动态调节过程持续时间长，震荡幅度大，稳定性差。(5)客观上工作环境条件
42、差及目前国内制造水平的因素，又使得测力传感器易损坏或失灵。现场调查资料显示，自动绞车拉紧装置很难适应长距离、高速度、线路复杂的连续输送系统的工况要求。2.6.3 自动液压拉紧装置1)自动液压拉紧装置的组成及工作原理带式输送机自动液压拉紧装置主要由液压泵站、张紧油缸、油缸支座、蓄能站、电控箱、定滑轮等部分组成。拉紧油缸通过油缸支座固定在地基上，再通过钢丝绳将拉紧小车与拉紧油缸活塞杆上的动滑轮相连。自动液压拉紧装置是根据胶带输送机在起动阶段和正常运行阶段对胶带张力的不同要求来确定合理的胶带张力，用机、液、电一体化技术实现其控制的。2 拉紧装置16带式输送机起动过程中，为了增加驱动滚筒的摩擦牵引力，
43、输送带的张紧力要大于输送机正常运行时的张紧力，一般情况下，起动张紧力是正常允许值张紧力的1.4-1.8 倍。根据驱动装置的性能和拉紧装置的安装位置来确定。由于起动状态和正常运行状态张力的差异，油缸产生的拉力用两个调定压力不等的溢流阀控制。当外界扰动、胶带动张力产生波动致使胶带突然伸长时，为了能够及时吸收胶带松边的伸长，减少胶带动张力的波动，在回路中设置了蓄能器。拉紧站的液压系统如图 5 所示。该拉紧站在输送机起动时通过电机带动定量泵向拉紧油缸前腔充油，使油缸活塞杆产生拉紧力，拉紧力大小通过溢流阀 3 控制其上限。在正常运行时，用两个压力继电器控制液压系统的压力在一定范围内，将张紧力控制在一个区
44、域内，当系统压力超过压力设定值范围时，由压力继电器 YJ 1 和 YJ2 判定压力的上下限决定起动还是关闭油泵电机。在油泵电机处于停止状态时，靠蓄能器保证胶带正常运行的稳定拉紧力。图 51.粗过滤器 2.油泵 3.电动机 4.精过滤器 5.手动换向阀 6.液控单向阀 7.压力表 8.油缸 9.动滑轮 10.拉紧小车 11.蓄能器 12.开关阀 13.溢流阀 14.溢流阀 YJ1 YJ2 YJ3 压力继电器2)自动液压拉紧装置的特点2 拉紧装置17自动液压拉紧装置应用很广。它的最主要特点就是采用了三个继电器来控制输送机的起动和泵的开启及停止。现有的自控液压拉紧装置是考虑输送带在起动和正常平稳运行
45、时对拉紧力需要不同而设计的。该装置具有以下特点:(1)起动拉紧力和正常运行拉紧力可根据带式传送机张力的需要调节;(2)带式传送机起动时皮带放松，该拉紧站能立刻收缩油缸，以补偿皮带松边突然松弛伸长，使紧边的冲击减小;(3)具有断带自动停止和打滑时自动增加拉紧力等保护性能;(4)结构紧凑，安装空间小;(5)可与集控装置连线，实现对该拉紧站的远距离控制。3)自控液压张紧装置的不足由于采用了压力继电器控制方式，工作压力在两个继电器设定的范围内波动，系统不能实现无级调压，不能准确及时地保持所需要的输送带张力。由于输送带张力的波动，拉紧油缸虽能做到响应，但响应速度慢、油缸活塞杆动作不稳定，引起拉紧小车在拉
46、紧轨道上来回移动，造成输送机运行不平稳。2 大型带式输送机对拉紧装置的要求183 输送装置3.1 输送带输送带在带式输送机中既是承载构件又是牵引构件（钢丝绳牵引带式输送机除外），它不仅要有承载能力，还要有足够的抗拉强度。输送带有带芯（骨架）和覆盖层组成，其中覆盖层又分为上覆盖胶，边条胶，下覆盖胶。输送机的带芯主要是有各种织物（棉织物，各种化纤织物以及混纺织物等）或钢丝绳构成。它们是输送带的骨干层，几乎承载输送带工作时的全部负载。因此，带芯材料必须有一定的强度和刚度。覆盖胶用来保护中间带芯不受机械损伤以及周围有害介质的影响。上覆盖胶层一般较厚，这是输送带的承载面，直接与物料接触并承受物料的冲击和
47、磨损。下覆胶层是输送带与支撑托辊接触的一面，主要承受压力，为了减少输送带沿托辊运行时的压陷阻力，下覆盖胶的厚度一般较薄。侧边覆盖胶的作用是当输送带发生跑偏使侧面与机架相碰时，保护带芯不受机械损伤。3.1.1 输送带的分类：按输送带带芯结构及材料不同，输送带被分成织物层芯和钢丝绳芯两大类。织物层芯又分为分层织物芯和整体织物层层芯两类，且织物层芯的材质有棉，尼龙和维纶等。整体编织织物层芯输送带与分层织物层芯输送带相比，在带强度相同的情况下，整体输送带的厚度小，柔性好，耐冲击性好，使用中不会发生层间剥裂，但伸长率较高，在使用过程中，需要较大的拉紧行程。3 输送装置19钢丝绳芯输送带是有许多柔软的细钢
48、丝绳相隔一定的间距排列，用与钢丝绳有良好粘合性的胶料粘合而成。钢丝绳芯输送带的纵向拉伸强度高，抗弯曲性能好；伸长率小，需要拉紧行程小。同其它输送带相比，在带强度相同的前提下，钢丝绳芯输送带的厚度小。在钢芯绳中,钢丝绳的质量是决定输送带使用寿命长短的关键因素之一，必须具有以下特点：(1)应具有较高的破断强度。钢芯强度高则输送带亦可增大，从另一个角度来说，绳芯强度越高，所用绳之直径即可缩小，输送带可以做的薄些，已达到减小输送机尺寸的目的。(2)绳芯与橡胶应具有较高的黏着力。这对于用硫化接头具有重大意义.提高钢绳与橡胶之间黏着力的主要措施是在钢绳表面电镀黄铜及采用硬质橡胶等。(3)应具有较高的耐疲劳
49、强度，否则钢绳疲劳后，它与橡胶的黏着力即下降乃至完全分离。(4)应具有较好的柔性.制造过程中采用预变形措施以消除钢绳中的残余应力，可使钢绳芯具有较好的柔性而不松散。输送带上下覆盖胶目前多采用天然橡胶,国外有采用耐磨和抗风化的橡胶的胶带，如轮胎花纹橡胶的改良胶作为覆盖胶,以提高其使用寿命。输送带的中间用合成橡胶与天然胶的混合物。钢绳芯带与普通带相比较以下优点：(1)强度高。由于强度高，可使 1 台输送机的长度增大很多。目前国内钢绳芯输送带输送机 1 台长度达几公里、几十公里。伸长量小.钢绳芯带的伸长量约为帆布带伸长量的十分之一，因此拉紧装置纵向弹性高。这样张力传播速度快，起动和制动时不会出现浪涌现象。3 输送装置20(2)成槽性好。由于钢绳芯是沿着输送带纵向排列的，而且只有一层，与托辊贴合紧密,可以形成较大的槽角。近年来钢绳芯输送带输送机的槽角多数为 35，这样不仅可以增大运量，而且可以防止输送带跑偏。(3)抗冲击性及抗弯曲疲劳性好，使用寿命长。由于钢绳芯是以很细的钢丝捻成钢绳带芯，它弯曲疲劳和耐冲击性非常好。(4)破损后容易修补，钢绳芯输送带一旦出现破损，破伤几乎不再扩大，修补也很容易。相反，帆布带损伤后，会由于水浸等原因而引起剥离
