模块2皮带输送机.

第二章带式输送机第一节概论一、带式输送机的工作原理1、组成及工作原理：主动滚筒在电动机驱动下旋转，通过主动滚筒与输送带之间的摩擦力带动输送带及刮板输送带上的货载一同连续运行，运行到端部后由于输送带的换向而卸载。2、提高摩擦牵引力的途径：已知欧拉公式有：摩擦牵引力由上式可知提高摩擦牵引力的途径和方法如下：(1)增加分离点张力SL由拉紧装置来实现。但SL的增加，使得相遇点张力Sy大大提高，这往往为胶带强度所不允许，所以采用这种办法提高牵引力只能在小范围内进行。eSSLy)1(max0eSWL(2)增大胶带与滚筒之间的摩擦系数μ办法是在滚筒表面包覆—层摩擦系数较大的衬垫材料。如滚筒表面包胶铸胶等。这种办法不增加胶带的张力可使牵引力增加很多。(3)增大围包角α当牵引力较大时，多采用双滚筒传动，围包角可达到480°，采用这种方法牵引力增大较大，但是多机驱动可能产生功率不平衡现象。二、带式输送机的适用条件与特点1.适用条件带式输送机用于运输散状物料，可水平、倾斜铺设。通常情况下，沿倾斜向上运输原煤时，倾角不超过18°；倾斜向下运输时倾角不大于15°。运送附着性和黏着性大的物料时，倾角还可以大一些。2.特点(1)优点带式输送机运输能力大，工作阻力小，耗电量低，约为刮板输送机耗电量的1/5到1/3；货载与胶带一起移动，故磨损小，货载破碎性小；结构简单，铺设长度长，减少了转载次数，节省人员和设备。(2)缺点胶带成本高，初期投资大，且易损坏，不能承受较大的冲击与摩擦；机身高，需专门的装载设备；不适于运送有棱角的货载。另外，对弯曲巷道的适应性较差。三、皮带输送机的类型1．通用固定式带式输送机2．绳架吊挂式带式输送机3．可伸缩带式输送机4．多点驱动式带式输送机5．钢丝绳芯带式输送机6．双向运输带式输送机7．气垫带式输送机8．大倾角带式输送机特点是：机架固定在底板或基础上。一般使用在运输距离不太长，永久使用的地点，如选煤厂、井下主要运输巷道，该输送机由于拆装麻烦而不能满足机械化采煤、工作面推进速度快的采区运输的需要。由于机架是用中间吊架吊挂在巷道顶粱上，机身高度可以调节，不受巷道底板地鼓的影响。这种输送机可供工作面平巷、采区上下山运输之用。3.可伸缩带式输送机随着综合机械化采煤技术的迅速发展，采煤、掘进工作面推进速度较快，要求平巷中的运输没备能够灵活迅速地进行缩短或伸长，以减少拆装次数，节省时间，提高采煤生产能力。为了适应生产需要，我国于20世纪70年代设计生产了可伸缩带式输送机，它是采区平巷和巷道掘进的专用运输设备。这种输送机在结构上的主要特点是比通用固定式带式输送机多一个储带装置。储带装置位于机头部后面，主要由储带仓、固定滚筒、游动滚筒小车、拉紧绞车、托辊小车、卷带装置等组成，如图为适应高产高效工作面快速推进的需要，目前可伸缩带式输送机采用了自移式机尾装置，与胶带自动拉紧装置相互配合，可实现在输送机不停机的情况下移动机尾。从而减少输送机机尾移动的辅助工作时间和停机时间，简化了输送机机尾与工作面转载机的搭接，提高了输送机机尾的移动速度。其移动方式有两种，一是机尾滚筒装在转载机的行走小车上，随转载机在机尾机架的轨道上同步移动—段距离后，再利用推移油缸并以行走小车为支点，向前拉移机尾机架，结构原理如图所示。另一种是机尾滚筒装在机尾机架的后端，如图所示。它们都具有自移、调高和调偏等功能。4.多点驱动带式输送机为了满足大运量长运距，改善皮带受力情况，所以设计出多点驱动带式输送机，按照结构形式分为两种：（1）线摩擦式（2）中间转载式。5.钢丝绳芯皮带输送机由于其皮带强度高，所以现在大型矿井主要运输巷道、主斜井均采用其进行运输。6.双向运输皮带输送机在普通可伸缩平带输送机上增设了，下输送带装、卸料装置。7.气垫带式输送机依靠气室内压出的压力空气在盘槽与皮带之间形成气垫，从而变直接接触摩擦为气体摩擦，减小了运动阻力和皮带磨损。8.大倾角带式输送机增大皮带输送机运输倾角，以适应大倾角斜井巷道，减少巷道开拓长度，降低工程费用。主要有以下三种：（1）深槽型带式输送机：采用深槽双排V型托辊，配合普通光面皮带使用。（2）花纹带式输送机：采用承载面有凸棱的特殊皮带，提高其运输角度。（3）波状挡边带式输送机：采用波状挡边胶带，把物料卡在挡边内。第二节带式输送机主要部件的结构一．输送带二．托辊与机架三．驱动装置四．拉紧装置五．制动装置六．清扫装置七．保护装置与监控技术一、输送带输送带由芯体和覆盖层组成，芯体承受拉力，覆盖层保护芯体不受损伤和腐蚀。1.输送带的类型：①多层芯胶带：多层怂胶带是以多层帆布作芯、层与层之间用橡胶黏结，外表面再覆以橡胶覆盖层、边胶，经硫化结合成整体，因此也称为分层橡胶带或普通胶带。②整编芯胶带：它的芯体是用棉纤和合成纤维(锦纶或涤纶)并股捻成线，按经(纵向)纬(横向)方向编织成三层或三层以上的整体织物结构，浸以塑料树脂(聚氯乙稀)塑化成形，再覆以PVC覆盖层加热挤压或上下覆盖胶用橡胶经硫化压制而成，分别称为塑料带和橡塑复合整芯胶带。③钢绳芯胶带：钢绳芯胶带有普通型和加强型两种。普通型由纵向排列的钢丝绳作带芯，外包芯胶和覆盖胶而成。加强型又称防撕裂型，与普通型的区别是：在覆盖胶内，横向加了按一定间距排列的细钢丝绳或1—2层合成纤维线绳的加强体，提高了胶带的防撕裂性。④波状挡边胶带：在具有横向刚性基带的表面两侧，粘上适当高度的形状为可弯曲、可伸缩的波状挡边，再将具有一定强度和弹性的横隔板通过二次硫化方式粘在挡边与基带之间，使三者成为一个整体柔性带式结构。2.输送带连接方法：有机械连接法、硫化连接法、冷粘连接法和塑化链接法。机械连接法硫化连接法二、托辊与机架1.机架：用于安装托辊，有吊挂式和落地式，落地式又分为固定式和可拆移动式。2.托辊：托辊的作用是支承胶带，使胶带的悬垂度不超过技术上的要求，以保证胶带平稳运行它的工作状态好坏直接影响输送机运行质量，且数量多，价值约占整机的20％。托辊的标准直径有89mm、108mm、133mm、159mm、194mm、219mm六种，选用时按带速选配，其转速一般不超过600／min。按材质分，有无缝钢管托辊和塑料(酚醛复合材料)托辊；按用途分，有槽形、平形、v形托辊及缓冲托辊、深槽型托辊和调偏托辊等。三、驱动装置驱动装置由驱动单元(电动机、联轴器、减速器)和驱动滚筒组成，其作用是给带式输送机正常运行提供牵引力。1.驱动滚筒的布置形式：(1)按驱动装置的布置位置分，有头部驱动、头尾驱动和中间多点驱动。(2)按驱动滚筒的数量分、有单滚筒、双滚筒及多滚筒驱动三种。单滚筒驱动用于功率不大的小型输送机上，双滚筒及多滚筒驱动用于功率较大的大、中型输送机上。(3)按驱动单元的配置分，每个驱动滚筒可配置一个或两个驱动单元，后者对降低驱动单元的体积有利，但存在功率不平衡问题。当然一个驱动单元也可以同时驱动两个驱动滚筒。2.驱动滚筒驱动滚筒有光面、包胶和铸胶之分，铸胶滚筒胶厚而耐磨，质量较好。根据功率不同选用。驱动滚筒直径的大小，直接影响胶带绕经滚筒时的附加弯曲应力和胶带在滚筒上的比压。为使弯曲应力不过大以提高胶带的使用寿命，因而要限制驱动滚筒最小直径。滚筒宽度B1要比胶带宽度B约大100mm—200mm。为了减少胶带跑偏现象，滚筒表面做成中间大两头小的双锥形，其锥度一般为1/100。3.驱动单元的类型大型带式输送机启动存在以下问题：(1)起动时打滑问题；(2)瞬态冲击大；由于在起、制动过程中会产生较大的动张力，导致输送机运行不平稳，产生强烈振动和磨损，甚至难以启动和正常运行，严重时损坏机件。(3)电动机功率增加问题。理想驱动装置应包含以下要求：(1)起动时间可在一定的范围内调整,使带式输送机按照一定的速度曲线平稳起动,并可实现满载起动;(2)起动加速度控制在一定的范围内,可有效降低起动时输送带的动态初张力,降低整机输送带的选用安全系数,有效地降低输送带的初期投资;(3)在多机起动或多点中间起动时,可以实现多机的功率平衡;(4)电动机空载起动,降低对电网的冲击;(5)具有过载保护功能;(6)带式输送机瞬时停车时,可以实现不停电动机,提高电动机使用寿命;(7)带式输送机低速验带运行时,系统不会严重发热导致停车故障,确保正常检修工作。目前已经获得应用的软启动方式有：液力调速装置、CST可控驱动装置、变频调速装置。(1)液力调速装置：主要由液力耦合器、电动执行器、稀油润滑系统与油箱等组成。优点:结构简单,操作维护方便,制造维护成本低,基本达到起动时变速运行。缺点:调速型液力耦合器本身的机械特性是非线性的,调速范围小,在低速长期运行时由于液体介质处于紊乱状态,因而它的控制特性精度较差,传递效率低,发热较明显,需要稀油冷却润滑系统与较大的油箱散热空间。常用的液力调速装置功率范围大多在200～500kW,价格较便宜。(2)CST可控驱动装置：主要由减速器、冷却系统、润滑系统、液压控制系统和控制器(PLC)等组成。工作原理：是通过改变摩擦片之间间隙，来改变摩擦片之间油膜厚度、剪切力，实现控制摩擦片的相对运动（滑差），从而实现可控驱动。特点：空载启动、启动时间可调、可提供验带速度、功率分配均衡、响应快可检测可靠性高。力矩传输过程:主电机输出轴——CST输入轴——一级减速主动齿轮————一级减速从动齿轮太阳轮———行星轮———齿圈——动磨擦片———静磨擦片行星轮架——输出轴———驱动滚筒(3)变频调速装置：优点:①对于大功率的恒转矩负载的调速来讲,高压变频器设备成熟,控制可靠;②完全可调节启动速度斜率,调速范围广,可最大程度满足用户的调速要求;③高压变频器在软启动、软制动方面性能良好;④采用高压变频器节能效果明显,无运行功率损耗;⑤可以实现多台驱动电机之间的功率平衡,精度较高;⑥可长时间保持在以低于额定带速下的较低的速度运行,可以满足长运距带式输送机的验带要求。缺点是:①散热问题:它直接影响了变频器的寿命。②防爆问题:由于煤矿生产环境的特殊条件限制,许多变频器不具备防爆条件。③低频起动时会降低电机输入电压，导致电机输出转矩降低，不适应大型带式输送机低速大转矩的起动要求。④价格昂贵,控制复杂,使用维护要求高。四、拉紧装置拉紧装置的作用有两个：一是保证胶带具有足够的张力，使驱动滚筒与胶带间产生足够的摩擦牵引力；二是限制胶带在两托辊间的垂度，使输送机能正常运行。拉紧装置应尽量布置在胶带张力最小处或靠近驱动滚筒的松边处，以使拉紧装置的拉紧力与拉紧行程最小、张进响应速度最快。分类：1.固定式：常见有⑴螺旋式拉紧装置；⑵重力拉紧装置；⑶固定绞车拉紧装置。2.自动式：常见有⑴自动电动绞车拉紧装置；⑵自动液压绞车拉紧装置。五、制动装置制动装置的作用有两个：一是正常停机，即输送机在空载或满载情况下停车时，能可靠地制动住输送机。二是紧急停机，即当输送机工作不正常或发生紧急事故时(如胶带被撕裂或跑偏等故障出现时）对输送机进行紧急制动，迅速而又合乎要求地制动住输送机。制动装置按工作性质分为制动器和逆止器两类，前者用于输送机的停车，后者用于上运输送机在停机时防止其倒转。1.逆止器1）滚柱逆止器2）非接触式逆止器楔块2.制动器1）电动液压推杆制动器2）盘式制动器3）液力制动器六、清扫装置第四节带式输送机的选择计算带式输送机是以胶带、钢带、钢纤维带、塑料带和化纤带作为传送物料和牵引工件的输送机械。其持点是输送带既是承载部件也是传递动力的牵引部件，这与其他输送机械有显著的区别。承载带在托辊上运行，也可用气垫、磁垫代替托辊作为无阻力支撑承载带运行。它在连续式输送机械中是应用最广泛的一种，且以胶带为主。1.输送带宽度的计算2.运行阻力的计算3.输送带张力的确定4.输送带强度的校核5.电动机功率的计算第五节带式输送机的安装、使用与维护一、安装与试运行1、安装（l）在纵向方向上机头、机尾滚筒宽度中心线及机身应成一条直线，且机身要平。（2）在横向方向上各滚筒轴线、机架及托辊轴线应与输送机的中心线互相垂直。（3）整机及各部件安装后应达到总装图的技术要求和有关规范的要求。2、