1、摘 要该课题是结合实际工程问题而制订出的一个题目，其目的是设计一套能够在给定场合下安全可靠运行的上运带式输送机系统。本文是对通用设备（DT系列通用固定带式输送机）的选型计算，需要通过计算选择各组成部件，并着重进行电控系统的分析设计。最后组合成使用于具体条件下的带式输送机。本文设计的带式输送机属于向上运输，需要考虑带式输送机的软启动问题、逆止问题、可靠停车问题以及所需要的配套电控问题。然后综合各种情况下的问题，找出最合理的解决方法并进行整合，最终选取出带式输送机的各部件来组成符合实际工程要求的输送机系统。本文通过对输送机各部件的选型计算和电控系统的设计以使整个系统能够在给定场合下安全可靠的完成预
2、期的任务。关键词 带式输送机；上运；软启动；液体粘性；电控ABSTRACTThis topic is a subject that is established Combined with the engineering problem, the purpose is to design one set of upward belt conveyor that can be used safely and dependably on the given occasion.This article describes the design calculation of choosing the
3、general equipments (the belt conveyor of series of DT) and the electronic-controlled system, so it needs to choose every part of the belt conveyor though design calculation, and put them together to be used on the occasion.Being to transport upward of the belt conveyer in this articl, we need to con
4、sider that the flexible start problem, negative problem, credibility parking problem and the kit electronic-controlled problem. Then synthesize various problem, find out the most reasonablely solution method and carry on integration. Eventually, choose each part of the belt conveyer to constitute th
5、e conveyer system that matches actual engineering requests.In the article, through choosing each part of the belt conveyer and the design for electronic-controlled system, ensure that the belt conveyer could safely and credibility run in given situation.Keywords: Belt conveyer; upward; flexible star
6、t; Hydro-viscous; electronic-control目 录摘 要 .I1 绪 论 11.1 本课题研究的目的和意义 11.2 本课题研究的内容 21.3 国内外研究情况及其发展 .21.4 驱动系统的技术要求 .41.5 长距离带式输送机合理的驱动装置 61.6 带式输送机的发展趋势 .72 上运带式输送机设计 102.1 设计题目原始参数 .102.2 输送带选型计算 .102.3 输送线路初步设计 .132.4 托辊的选择计算 .132.5 带式输送机线路阻力计算 .172.6 输送带张力的计算 .202.7 输送带强度验算 .212.8 牵引力及电机功率计算 222.
7、9 驱动装置及分布 .232.10 拉紧力、拉紧行程的计算及拉紧装置的选择 .252.11 制动力矩的计算及制动器的选择 .282.12 软启动装置的选择 .292.13 辅助装置 .303 带式输送机电控装置 313.1 概述 .313.2 各控制部件功能 .323.3 系统工作原理 .363.4 信号与报警 .403.5 故障解除与其它 .404 结论 41参考文献 42致谢 43附录一 441 绪 论带式输送机是以胶带、钢带、钢纤维带、塑料带作为传送物料和牵引工作的输送机械，是输送能力最大的连续输送机械之一。其结构简单、运行平稳、运转可靠、能耗低、对环境污染小、便于集中控制和实现自动化、
8、管理维护方便，在连续装载条件下可实现连续运输。它是运输成件货物与散状物料的理想工具，因此被广泛用于电力、冶金、煤炭、化工、矿山、港口等各行业。1.1 本课题研究的目的和意义带式输送机是以胶带兼作牵引机构和承载机构的一种运输设备，它在地面和井下运输具有广泛的应用。带式输送机自 1795 年被发明以来，经过两个世纪的发展，已被电力、冶金、煤炭、化工、矿山、港口等各行各业广泛采用。特别是第二次工业革命带来了新材料、新技术的采用，使带式输送机的发展步入了一个新纪元。当今，无论从输送量、运距、经济效益等各方面来衡量，它已经可以同火车、汽车运输相抗衡，成为三足鼎立局面，并成为各国争先发展的行业。 带式输送
9、机因其具有结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长、运转稳定、工作可靠性和密封性好、占据空间小等特点，并能适应在各种恶劣工作环境下工作包括潮湿、泥泞、粉尘多等，所以它已经是国民经济中不可或缺的关键设备。加之国际互联网络化的实现，又大大缩短了带式输送机的设计、开发、制造、销售的周期，使它更加具有竞争力。 目前，带式输送机已经成为露天矿和地下矿的联合运输系统中重要的组成部分。为了更好的研究带式输送机的工作组成原理，发现及改进其不足之处，本课题所研究的是大倾角、上运带式输送机。此次研究的主要问题在于系统的驱动件布置、软起动和制动问题。带式输送机向上运送物料时，其驱动电机的运行工矿有别于一般的带式输送
10、机。由于运转上的需要，在结构上有特点，控制上有特殊要求。上运带式输送机的制动装置及其控制技术尤为关键。若制动装置设计的不合理，很容易发生飞车事故，从而造成断带、撕带等事故，给生产带来极大危害。如何实现软制动与自动张紧，逐渐向智能化、自动化、人性化方向发展，是目前带式输送机的发展方向，也是本课题的研究目的和意义所在。相信随着课题的不断深入，对带式输送机将会有深入的了解，为以后的学习也能打下夯实的基础。1.2 本课题研究的内容首先了解带式输送机的基本知识（包括其主要设备工作方式工作原理等） 。然后根据使用场合和给定的原始参数，对各种工况进行分析计算，设计系统方案（运输机布置形式，驱动方式，输送带的
11、选型，拉紧装置的设计，清扫装置的设计等） ，设计出合适的驱动系统和控制系统。设计出各个系统之后，还要进行动态特性的研究，以确保在输送机启动时，系统的动安全系数大于预先设定的数值，所设计的系统仍能符合要求的正常运行。1.3 国内外研究情况及其发展1.3.1 国外带式输送机技术的现状 国外带式输送机技术的发展很快，其主要表现在 2 个方面:一方面是带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带式输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型;另一方面是带式输送机本身的技术与装备有了巨大的发展，尤其是长距离、大运量、高带速等大型带式输送机已成为发展的主要方向，其核心技术是开发应用了带式输送
12、机动态分析与监控技术，提高了带式输送机的运行性能和可靠性。国外己经使用或己经进行设计的几条典型长距离带式输送机输送线： （1）西班牙的西撒哈拉带式输送机线路是世界最长的长距离输送机线路，该线路长达 100km，用两年半时间建成，并于 1972 年投入使用，用来将位于石质高原地区的布克拉露天矿的磷灰石矿石运往艾尔阿雍海港。总投资额为两亿马克。预计该线路能达行 30 年，年平均运输量为1000 万吨磷灰石矿石(2000t/h)。整条线路由长为 6.911.8km 的 11 台带式输送机组成。带宽为 l000mm，采用 ST3150 型钢丝绳芯胶带，带速为 4.5 m/s18。 （2）恰那矿 20k
13、m 地面带式输送机系统是代表了现代带式输送机发展水平的一条输送线。该输送系统由一条长为 10.3km 的平面转弯带式输送机和一条 10.1km 的直线长距离带式输送机构成。转弯带式输送机的曲率半径为 9km，弧长为 4km。两条输送机除线路参数外，其他参数相同，运输能力为 2200t/h，带宽 1050mm，输送带抗拉强度为 3000N/mm，安全系数为 5，拉紧装置为重锤拉紧。允许行程为 25m，驱动采用 3 台 700KW直流电动机，双滚筒驱动。系统采用了先进的托辊制造和安装技术、水平转弯技术和动态分析技术 20。 （3）津巴布韦钢铁公司（ZISCO）15.6km 水平转弯越野带式输送机于
14、 1996 年投入使用，是世界上单机最长的带式输送机。该输送机将ZISCO 的 New Ripple Creek 矿的经过二次破碎的铁矿石运送到 Zimbabwe的炼钢厂附近。输送量为干矿石 500t/h（湿矿石 600t/h） 。系统全长15.6km，物料提升高度为 90m。近年来，我国在大型带式输送机的设计、制造上也有了长足的进步。从 20 世纪 60 年代末我国己经生产 200 余条钢丝绳芯带式输送机，在煤矿、磷矿、铁矿和港口使用。其中单机长度达7602m 的大型带式输送机已投入使用。目前，包括总长 l0km 的输送线等多条长距离带式输送机系统正在设计或计划中 12。 1.3.2 国内带
15、式输送机技术的现状 我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。在“八五”期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产吕开发都取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内空白，并对带式输送机的减低关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软起动和制动装置以及以 PLC 为核心的可编程电控装置，驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器 8。 1.4 驱动系统的技术要求1.4.1 输送机控制性能长距离带式输送机的驱动系统必须从
16、加(减)速度、过载、负荷分配、输送带张力控制等方面有效地对输送机进行全程控制。加(减)速度控制：在小于最大设计载荷的任何载荷情况下,驱动系统都必须前后均匀地给输送带加(减)速,且加速段要长,以防止物料滑落、胶带在滚筒上打滑和过度张紧运动。过载控制：驱动系统应能防止输入功率和扭矩越过安全设施进入输送机,以免产生故障。同时,还应具备随时排除输送机阻卡现象的功能。负荷分配：多机驱动情况下,载荷应根据设计规范合理地分配给各驱动装置,避免因导致个别或多个驱动装置过载而影响输送机各部件运行质量,造成不必要的运行故障。输送带张力控制：输送带的正确张力是保证输送机安全可靠运行的首要条件之一。但带式输送机起止瞬
17、间形成的带张力会给输送机的运行和控制带来很大的不利影响,严重的破坏性张力波可能会使长距离带式输送机迅速减速乃至停机。因此,驱动装置必须按要求控制住进入输送机的输送功率,使输送带随时保持良好的张力。1.4.2 输送机驱动性能驱动系统是输送机的关键设备,它的各部件都应具备最佳的可靠性,都必须严格按照标准和规范精心设计和制造。在使用期间,要配备良好的监控设备,随时了解掌握输送机运行情况,避免突然事故和阻卡现象给输送机造成的损失,减少维修和停机次数,提高长距离带式输送机的使用效率。1.4.3 最小电应力对长距离带式输送机来说,如果所有电机同时启动,电源系统中的电压负荷急剧增大,导致电压下降,使电机启动
18、时间延长乃至困难,对电机产生应力,因此,当在最小电压时,驱动系统也必须能使主要电机及时启动。同时,电机每次启动时产生的极大电流会使电机温度增高,而电机启动所需时间越长,电流持续时间越长,温度也越高,电机的热化损坏也越快,从而使绝缘体的耐热性能下降,并最终在绝缘体内进行化学物质的变化,使绝缘体完全失去功能,最后毁坏电机。因此,要尽量以最小电应力进入电机,且启动次数尽可能减少,启动时间尽可能缩短,使电机有良好的使用环境。1.4.4 最小机械应力由于驱动系统的载荷分配不均,特别是急速启动情况下,包括不可控制的启动情况,以及不能逆止输送机的情况直接影响输送机的主要驱动装置及其他部件上的应力。针对产生的
19、原因,必须对长运距带式输送机的驱动系统进行恰当的设计,在恰当分配各驱动装置载荷的情况下,设立适长的启动斜面并采用 S 型启动斜面以减少输送带应力。同时实行软启动以对输入功率和扭矩进行最大程度的限制,提高输送机的安全性,而减少对输送带的要求因素,这样就有效地降低输送机的成本。胶带要正常运行必须是封闭环路,将一个以上的胶带端部连接起来才能形成无极胶带同路,而接头强度只能达到该胶带强度的 70%90%。因此,钢芯胶带的最薄弱处就是它的接头,所以如何确定接头的最佳连接方法就成为提高胶带实际强度的关建。对胶带的安全性,现主要基于四项不同的设计规范,即运行张力、起动张力、胶带延伸性和寿命的递减、接头动态效
20、能的损失。对运行张力虽通常按最高张力条件确定,但由于造成接头疲劳的额定运行张力约占最高设计张力的 80%,故很难达到；起动张力是一种不常出现的周期性条件,可根据停机和启动的频率来确定是否应视为持续起作用的疲劳因素；对胶带延伸应力和性能退化应该视为一种持续负到运行数值中,由于利用新技术,胶带接头间的动态强度达到了一个新水平,现在钢绳的耐用性倒成了限制接头高效能的因素,橡胶性能的改进使无沦何种强度的胶带均能获得效果良好的高效能接头。1.5 长距离带式输送机合理的驱动装置1.5.1 驱动方式的确定从输送带强度对功率的影响,考虑降低初期投资及提高输送机运行的可靠性,长运距带式输送机的驱动宜采用中间驱动
21、的方式,其最大优点是可有效降低输送带的张力,使输送机的输送长度理论上不受输送带张力的影响而无限延长，同时,采用中间驱动还可以使巨大的总功率分解成多个较小的单元驱动功率,便于实现输送机主要驱动原部件的标准化、系列化和通用化。中间驱动有两种形式,即卸载式中间驱动和摩擦式中间驱动,由经济性和操作性比较优劣,建议采用卸载式中间驱动方式。驱动装置由电动机、减速器、液力凋速装置、制动器等元部件组成,为使电动机、减速器、调速型液力偶合器等的连接基本处于水平,可以考虑该连接与底座采用浮动支撑的连接形式,达到对中性好、调整容易、拆装方便的效果。1.5.2 电机功率合理分配设计中可采用带有调速型液力偶合器的驱动装
22、置有效地解决多机驱动中的电机负载不平衡问题。1.6 带式输送机的发展趋势随着煤矿现代化的发展和需要，我国对大倾角固定带式输送机，高效高产工作面顺槽可伸缩带式输送机及长运距，大运量带式输送机及其关键技术，关键零部件进行了理论研究和产品开发，应用动态分析技术与智能化控制技术，研制成功了软启动和制动装置以及 PLC 控制 为核心的电控装置，并且井下大功率防爆变频器也已经进入研发，试制阶段。随着高效高产矿井的发展，带式输送机各项技术指标有了很大的发展。主要表现在以下几个方面：（1）提高煤矿井下带式输送机关键零部件的性能和安全可靠性；设备开机率的高低主要取决于运输零部件的性能和可靠性。提高零部件的性能和
23、可靠性可以大大提高设备开机率。（2）提高运输能力，适应高产高效集约化生产的需要；长运距、高速度、大运量、大功率、集中控制是带式输送机今后发展的必然趋势。（3）控制自动化水平要提高；（4）一机多用，扩大功能；带式输送机是一种理想的连续运输设备，但是不能充分发挥起能力，浪费了资源，如果将带式输送机结构做适当修改，并且采取一定安全措施，就可以拓展起工作领域，是起发挥更大的经济效益。通过上述分析,可以预见,未来新机型应该具有以下特征:(1)大运量、高速度。即意味着高生产率,减少单位时间生产成本。(2)长使用寿命。胶带与托辊的磨损是限制输送机寿命的主要原因,减少胶带与托辊之间的摩擦系数,增加胶带的耐磨性
24、,提高托辊的性能,可以较大程度地提高输送机的使用寿命。(3)低生产成本。在普通胶带输送机中,托辊制造的费用占整个胶带运输机的 17% 25%,且运动部件过多,维修费用昂贵，采用无托辊支承或非接触支承是降低胶带输送机成本的最有效方法。(4)低能源消耗。胶带式输送机的能源 80%左右都消耗在摩擦损失上，降低摩擦损耗的最有效方法是采用非接触带输式送机(如水垫式胶带运输机),它所需的电机功率仅为普通胶带输送机的 20%。(5)智能化。未来机型应与电脑密切联系,适合程序控制、智能操作、物料装卸、机器安装与维护都应能实现智能化管理。可以预见,胶带输送机的发展趋势是从接触式胶带输送机向非接触的胶带输送机发展
25、,最终发展趋势是采用最原始的胶带输送机的结构,即采用带子在槽内滑动。胶带非接触支承节省大量的金属,大大减少了胶带运动阻力和能耗,维修也简便。随着新型材料的出现,特别是近几年出现的纳米材料,有理由相信胶带与滑槽之间的摩擦系数和带子的耐磨性可以得到很大的改观。而胶带在滑槽内滑动的结构最简单,运动部件最少，这样它更适合智能化管理,同时生产成本也大大降低。在给定条件下，带式输送机选型设计计算合理与否关系到能否高效、安全、可靠地完成生产任务。一般说来，带式输送机的选型设计有两种方法：一种是成套供应的设备（或已有设备）的计算，对于这一类运输机的设计计算无需进行参数和部件的选择，一般只需核算生产能力、电动机
26、功率和输送带强度等是否满足有关规定的要求；另一种是对通用设备（如TD75、 DT 系列通用固定带式输送机和 DX 系列钢丝绳芯带时输送机等）的选型计算，需要通过计算选择各组成部件（如：输送带、滚筒、托辊、驱动装置） ，最后组合成使用于具体条件下的带式输送机。该设计主要进行的是后一种设计。带式输送机的设计程序大体分两步，第一步是初步设计，主要是通过理论上的计算选出合适的输送机部件，或者完成对已选部件的验算；第二步是施工设计，主要完成对已选部件的安装布置图纸设计工作。由于该种皮带输送机既有上坡运输又有下坡运输，最困难得工况就不一定时在满载时，因此要分不同工况进行分析。第一种工况是满载运行状态，输送
27、带各段都满载的运行状态。大多数情况下，此状态为输送机系统最困难的工况，所以必须对正常运行工况进行设计计算，以确定各主要点输送带张力、电机功率、张紧力的结论；第二种工况最大发电状态，如果设计中没有考虑到这种工况，就必然会出现驱动装置过载，或者在这种条件下停车制动不住，出现飞车造成严重的事故，本输送系统最大发电运行状态的工况是在只有下运段满载，而上运段处于空载状态的情况下出现；第三种工况是最大电动状态，如果忽略此工况，有可能出现电机堵转，闷车而烧坏，而且这种工况也随起动和停车过程的出现而不断出现。对于本输送机系统的最大电动状态是在线路下运段空载，而上运段满载的情况出现。第四种工况是空载运行状态，就
28、是输送机上各点都没有载荷情况下输送机的运行状态，对于本输送线路，空载运行状态比最大电动状态是安全，因此在这就不进行详细设计计算。比较这前三种工况下所需的牵引力和电机功率，按照最困难的工况进行各部件的选取。2 上运带式输送机设计2.1 设计题目原始参数裕隆福祥煤矿上运：（1）输送长度 L，m；（2）输送机安装倾角 ， ；（3）设计运输生产率 Q，t/h；（4）物料的散级密度 ，t/m ；（5）物料在输送带上的堆积角 ，()；（6）物料的块度 a，mm 。2.2 输送带选型计算输送带是输送机的重要部件，要求它具有较高的强度和较好的挠性，其价格比较昂贵，约占输送机总成本的 25%50%。在类型确定上
29、需考虑以下几点：煤矿井下必须使用阻燃输送带，并且尽量选用橡胶贴面，其次为橡塑贴面和塑料贴面的阻燃输送带；表 2.1 设计原始数据长度(m)输送量(t/h)运行方式倾角()供电电压(V)来料点位置 堆积角最大块度(mm)460 1000 上运 16 380/660V 机尾 30 300在同等条件下，优先选择分层带，其次整体带芯带和钢绳芯带；优先选用尼龙、维尼龙帆布层带，因在同样抗拉强度下，上述材料比棉帆布带体轻、带薄、柔软、成槽性好、耐水和耐腐蚀。覆盖胶的厚度主要取决于被运物料的种类和特性，给料冲击的大小，带速与机长。输送带由带芯（骨架）和覆盖层组成。带芯主要由各种织物（棉织物、各种化纤织物以及
30、混纺材料等）或钢丝绳构成。他们是输送带的骨架层，几乎承受输送带工作时全部负荷，因此，带芯材料必须具有一定的强度和刚度。覆盖胶用以保护中间的带芯不受机械损伤以及周围介质的有害影响。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磨损。下覆盖胶是输送带与支撑托辊接触的一面，主要承受压力，为了减少输送带眼托辊运行时的压陷阻力，下覆盖胶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是侧面和机架相碰时，保护其不受机械损伤。2.2.1 输送带运行速度选择 表 2.2 与物料有关的常用带速带
31、宽 B（毫米）500,600 800,1000 1200,1400输送物料的特性带速 v（m/s）磨琢性小，品质不会因粉化而降低；如：原煤、砂、泥土、原盐等0.8-2.5 1.0-3.15 1.5-5.0带速是输送机的重要参数，通常根据下列原则进行选择：1）长距离、大运量的输送机可选择较高带速；2）倾角大、运距短的输送机带速易小；3）下运相对上运带式输送机带速低；4）粒度大、耐磨性大、易粉碎和易起尘的物料宜选用较低带速；5） 采用卸料车卸料时带速不宜超过 2.5m/s；由此结合表 2.1，我选择 v=2.5m/s。2.2.2 带宽的确定表 2.3 物料断面系数 动堆积角 10 20 30 40
32、 50槽型 316 385 422 458 496K平型 67 135 172 209 247表 2.4 倾角系数 输送倾角 03 5 10 15 20c 1 0.99 0.95 0.89 0.811）按输送能力确定带宽 B1B1=1.1( +0.05) （式 2.1）vkc360/Q式中 Q=1000t/h ；K=422（由表 2.2 得到） ；v=2.5m/s；=0.90 t/ ；m3C=0.9（由表 2.3 推出） ；2）按输送物料的块度确定带宽 B2B2 =800mm0max式中 amax物料最大块度的横向尺寸。综合考虑，我的带宽选择为 1000m。2.2.3 输送带种类的选择钢绳芯带
33、式输送机在结构形式上相同于通用带式输送机，只是输送带由织物芯带改为钢丝绳芯带。因此它是一种强力型带式输送机，具有输送距离长、运输能力大、运行速度高、输送带成槽性好和寿命长等优点。大型矿井的主要平巷、写景和地面生产系统往往会用到大运量、长距离情况，如果采用普通型带式输送机运输，由于受到输送带强度的限制而只能采用多台串联运行方式，这就造成了设备数量多，物料转载次数多，因而带来设备投资高，运转效率低，事故率升高，粉煤比重上升以及维护人员增多等后果。采用钢绳芯带式输送机可以有效地解决这类问题。因为我设计的输送机运输距离长 460，所以我采用钢绳芯输送带。查 DT手册表 4-1、4-5 预选：钢丝绳芯输
34、送带，NR 覆盖胶表 2.5 ST 带芯皮带规格及技术参数输送带类型纵向拉伸强度/Nmm钢丝绳最大直径(mm)钢丝绳间距(mm)带厚(mm)ST 1600 5 12 17上胶层厚 6mm，下胶层 6mm，钢丝绳根数 79 根，输送带质量 27kgm2.3 输送线路初步设计线路初步设计的任务是根据使用地点的具体情况、用户要求或输送机类型情况，进行输送机的整体布置。主要内容包括驱动装置的型式、数量和安装位置的确定，拉紧装置的形式和安装位置的确定，机头、机尾布置，装卸位置及形式，清扫装置的类型及位置的确定等。最后根据这些内容画 出输送机的布置简图。参考矿山机械课本表 8-2 带式输送机系统典型布置图
35、因为课题中的带式输送机运输长度短，带速不高，所以本题目选择单滚筒向上运输式布置，布置图 2.1。2.4 托辊的选择计算2.4.1 托辊类型及其作用托辊是用来支承输送带和输送带上的物料，减少输送带的运行阻力，保证输送带的垂度不超过技术规定，使输送带沿预定的方向平稳地运行。带式输送机上的主要部件是托辊，其成本占输送机总成本的 25%30%，总重约占总机重量的 30%40%；它是日常主要管理、维护和更换的对象。因此，它的可靠性和寿命决定着输送机的功效。托辊使用寿命短会增加输送机的维修费用；转动不灵活会增加输送机的功耗；堵转的托辊会磨损昂贵的输送带，甚至可导致矿井瓦斯、煤尘爆炸的严重事故。通常托辊的预
36、期使用寿命大约在 2-5 万小时，但在恶劣的工作条件下，如煤矿井下工作，它的实际使用寿命低于预期的使用寿命。托辊按其用途的不同主要分为承载托辊（又称上托辊） 、回程托辊（又称下托辊） 、缓冲托辊与调心托辊。托辊的结构与具体布置形式主要决定于输送机的类型与所运物料的性质。图 2.1 输送带设计示意图承载托辊安装在有载分支上，以支承输送带与物料。在生产实践中要求它能根据所输送物料性质的不同，使输送带的承载断面的形状有相应的变化。例如，运送散状物料，为了提高生产率和防止物料的撒落，通常采用槽形托辊，槽形托辊一般由 3 个或 3 个以上托辊组成。目前普通槽形托辊的成槽角均为 35，托辊之间成铰接或固支
37、。对于成件物品的运输通常采用平行承载托辊。回程托辊安装在空载分支上，以支承输送带。通常采用平行托辊大型输送机有时采用 V 形回程托辊。缓冲托辊大多安装在输送机的装载点上，以减轻物料对输送带的冲击。在运输沉重的大块物料的情况下，有时也需沿输送机全线设置缓冲托辊。通常缓冲托辊有弹簧钢板式和橡胶圈式两种。输送带运行时，由于张力的不平衡、物料偏堆积、机架变形、托辊轴承损坏以及风载荷作用等使其产生跑偏，目前应用最为普遍的是前倾托辊，它取代了调心托辊，靠普通槽形托辊的两侧辊向输送带运行方向倾斜23实现防跑偏。托辊间距的选择应考虑物料性质、输送带的重度及运行阻力等条件的影响。承载分支托辊间距可参考表 2.3
38、 选取。缓冲托辊间距一般为承载托辊间距的 0.3-0.5 倍，约为 0.3-0.6m。回程托辊间距可按 2-3 m 考虑或取为承载托辊间距的 2 倍。根据课题实际要求，承载托辊我们选择 35槽型托辊组另外加入 35槽型前倾托辊组，这样可以起到防跑偏作用了。回程托辊选择普通平行托辊。同时选用 35 缓冲托辊。选用 10、20、30过度托辊。2.4.2 托辊参数确定查 DT（A）带式输送机设计手册表 6-3，35槽型托辊组主要参数如表 2.6.手册表 6-17 平行托辊参数如本文表 2.7，手册 6-11 得缓冲托辊参数如下表 2.8查 35DT（A）带式输送机设计手册 P64 表 6-5，槽型前
39、倾托辊组前倾角为 126。 2.4.3 托辊间距的确定托辊间距的选择应考虑物料性质、输送带的重度及运行阻力等条件的影响。承载分支托辊间距可参考表 2.8 选取。缓冲托辊间距一般为承载托辊间距的 0.3-0.5 倍，约为 0.3-0.6m。回程托辊间距可按 2-3 m 考虑或取为承载托辊间距的 2 倍。表 2.6 35槽型承载托辊组参数带宽（m ） 辊长(mm)带速(m/s) 辊径(mm) 辊子图号 轴承型号托辊组质量（kg）1000 380 2.5 133 G505 6305/C4 45.5表 2.7 平行下托辊参数带宽（mm）辊长(mm) 带速(m/s) 辊径(mm) 辊子图号 轴承型号托辊
40、组质量（kg）1000 1150 2.5 133 G519 6305/C4 26表 2.8 35缓冲托辊参数带宽（ mm） 辊长(mm) 带速(m/s) 辊径(mm) 辊子图号 轴承型号托辊组质量（kg）1000 380 2.5 133 G505H 6306/C4 61.6查矿井运输提升P51 表选取承载托辊间距 1.2m则下托辊间距 2.4m2.4.4 托辊阻力系数查矿井运输机械P128 表表 2.9 承载托辊间距参考表带宽 (mm)松散物料堆积密度 t/m 400 500 650 800 1000 1200 1400 1600 20002.5 1.2 1.2 1.1 1.1 1.0表 2.
41、10 输送带沿托辊运行的阻力系数（槽形） “（平行）工作条件滚动轴承 含油轴承 滚动轴承 含油轴承清洁、干燥 0.02 0.04 0.018 0.034少量尘埃，正常湿度 0.03 0.05 0.025 0.040大量尘埃，湿度大 0.04 0.06 0.035 0.056取承载托辊阻力系数 =0.040回程托辊阻力系数 “=0.0352.5 带式输送机线路阻力计算2.5.1 基本参数计算（1）输送带线质量 dq输送带线质量 27kgm-1（见 2.2.3 中输送带类型选择）（2）物料线质量 q已知设计运输能力 Q=1000t/h，输送带运行速度 =2.5m/s 时，物料线质量vq= = =1
42、11kg/m；vQ6.35.2*10（3）托辊转动部分线质量表 2.11 F 托辊回转部分质量（kg）带宽（mm）托辊形式 500 650 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000铸铁座 11 12 14 22 25 47 50 72 77槽形承载托辊 冲压 座 8 9 11 17 20 铸铁座 8 10 12 17 2039（V）42（V）61（V）65（V）回程托 辊、V 形托辊冲压座 7 9 11 15 18 头部滚筒或尾部滚筒距第一组槽形托辊的距离 s 按下式计算：Bs67.2式中 滚筒与第一组托辊之间的距离，ms35（托辊的成槽角，rad）B1000 （输送
43、带宽度，mm）经计算可知，我设计的带式输送机的尾部滚筒距第一组槽形托辊的距离： =2.673521/360=1.63ms67.2（槽型托辊成槽角 =35；B=1m）头部滚筒距第一组槽形托辊的距离：=2.673521/360=1.63mBs67.2（槽形托辊成槽角 =35；B=1m）本设计的带式输送机的带宽 B=1000mm，堆积密度 =0.90 t/m，经查表 2.9、表 2.11 可知承载分支托辊间距 =1.2 m，其托辊回转部分质量Lt=17kg （冲压座） ，回程托辊间距 =2.4m(下托辊的间距一般取 2 倍G t的上托辊间距)，其托辊回转部分质量 =15kg（冲压座） ，根据 DT手
44、册G回程托辊选择平行下托辊。因此，可求出托辊旋转部分线质量：承载托辊旋转部分线质量为： =17/1.2=14.17kg/m （式tq2.2）回程托辊旋转部分线质量为： =6.25kg/m （式“t2.3）2.5.2 线路阻力计算（1）直线阻力计算对于承载分支：（式sincos)( ddtZ qqgLW2.4）=197621.5N 其中（=0.04）对于回程分支：（式Ksinco)(“ ddt qqgL2.5）=-28490.6N （“=0.035）式中 承载分支直线运行阻力，N,zW回程分支直线运行阻力，NkW重力加速度， m/sg输送长度，mL输送倾角，输送带在承载分支运行的阻力系数输送带在
45、回程分支运行的阻力系数2.6 输送带张力的计算用逐点法计算输送带关键点张力：图 2.2 输送带设计示意图输送带张力应满足两个条件：摩擦传动条件，即输送带的张力必须保证输送机在任何正常工况下都无输送带打滑现象发生。传动滚筒与输送带间的摩擦系数可参考表 6 选取，对于塑面带应相应减少。按摩擦条件确定：)2.1,0,25.(121 nuneswscza4132561其中 05.142c其中为 为回程托辊阻力aW为承载托辊阻力z解方程得： ；NS3145；02109383 ；3；S1485；5；N06所以 =311455Nsmax2.7 输送带强度验算根据上面“逐点张力法”计算出的最大张力 =3114
46、55Nsmax输送带允许承受的最大张力 Nse10*10由于 ，所以符合要求。smaxe表 2.12 传动滚筒与输送带间的摩擦系数运行条件 光滑裸露的钢滚筒 带人字形沟槽的橡胶覆盖面带人字形沟槽的聚胺基酸脂覆盖面带人字形沟槽的陶瓷覆盖面干态运行 0.35-0.4 0.4-0.45 0.35-0.4 0.4-0.45清洁湿态（有水）运行 0.1 0.35 0.35 0.35-0.4污浊湿态（泥土）运行 0.05-0.1 0.25-0.3 0.2 0.352.8 牵引力及电机功率计算2.8.1 牵引力及电机功率计算由于满载工作下电动机的运行状态，有可能是电动状态也可能是发电状态，所以在牵引力和功率
47、计算上有区别。尤其应注意各种阻力的正方向和正常发电状态而空载电动状态下的功率验算。电动机备用功率一般按 15%-20%考虑。电动状态时：传动滚筒的主轴牵引力： )(04.)(2121ssW=160080N电机功率： （式kwvKP509.*687.*2.6）2.8.2 电机选型所需最大功率 520kw，则我们必须选用最大功率为 280*2=560kw 的驱动组合查 DT手册选用 525 型驱动组合查 DT手册 525 型驱动组合具体参数表如下表 2.13表 2.13 驱动装置组合表驱动组合号 电机规格型号 功率/kw高速联轴器规格型号逆止器规格型号减速器规格型号联轴器护罩525 Y3555-4
48、280YOXF650 NYD300 ZSY560-31.5YF76 2.9 驱动装置及分布2.9.1 滚筒的选择滚筒是带式输送机的重要部件。按其结构与作用的不同分为传动（驱动）滚筒、电动滚筒、外装式电动滚筒和改向滚筒。传动滚筒用来传递牵引力或制动力。传动滚筒有钢制光面滚筒、包胶滚筒和陶瓷滚筒等。钢制光面滚筒主要缺点是表面摩擦系数小，所以一般常用于短距离输送机中。包胶滚筒主要优点是表面摩擦系数大，适用于长距离大型带式输送机。包胶滚筒按其表面形状又可分为：光面包胶滚筒、人字形沟槽包胶滚筒和菱形（网纹）包胶滚筒。光面包胶滚筒制造工艺相对简单，易满足技术要求，正常工作条件下摩擦系数大，能减少物料黏结，
49、但在潮湿场合，由于表面无沟槽致使无法截断水膜，因而摩擦系数显著下降。为了增大摩擦系数，在光面钢制滚筒表面上，冷粘或硫化一层人字形沟槽的橡胶板，为使这层橡胶板粘得牢靠，必须先在滚筒表面挂上一层很薄的衬胶（一般小于 2mm） ，然后再把人字形沟槽橡胶冷粘或硫化在衬胶上。这种带人字形的沟槽滚筒，由于有沟槽存在，能使表面水薄膜中断，不积水，同时输送带与滚筒接触时，输送带表面能挤压到沟槽里。由于这两种原因，即使在潮湿的条件下，摩擦系数也降低不大。但是，此种滚筒具有方向性，不能反向运转。菱形（网纹）包胶滚筒，除了具有人字沟槽胶面滚筒的优点外，最突出的一个优点是它没有方向性，有效防止了输送带的跑偏，对可逆输送机尤为适用。但摩擦系数比人字沟槽胶面稍有降低。尽管如此，人们还是认为菱形沟槽胶面比人字沟槽胶面优越。继
