带式输送机减速装置设计论文

带式输送机减速装置设计论文（共8篇）

篇1：带式输送机减速装置设计论文

题 目： 带式输送机减速装置设计

学 院：

专 业：机械设计制造及其自动化

年 级：

学 号:

姓 名:

导 师:

定稿日期： 20XX年 XX月XX 日

摘要

机械设计毕业设计是在完成机械设计毕业学习后，一次重要的实践性教学环节。是高等工科院校大多数专业学生第一次较全面的设计能力训练，也是对机械设计毕业的全面复习和实践。其目的是培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用机械设计和有关选修毕业的理论，结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识。

本次设计的题目是带式运输机的减速传动装置设计。总体方案为：根据题目要求和机械设计的特点作者做了以下几个方面的工作：①决定传动装置的总体设计方案，②选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数，③传动零件以及轴的设计计算，轴承、联接件、润滑密封和联轴器的选择及校验计算，④ 机体结构及其附件的设计和参数的确定，⑤绘制装配图及零件图，编写计算说明书。

关键词

减速器，带式运输机，机械设计，疲劳强度

一、研究背景

带式输送机自1795年被发明以来，经过200多年的发展，已被电力、冶金、煤炭、化工、矿山、港口等各行各业广泛采用，特别是第三次工业技术革命后新材料、新技术的采用，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，成为各国争先发展的行业。

带式输送机具有结构简单、输送量大、输送物料范围广泛、运距长、装卸料方便、可靠性高、运费低廉、自动化程度高等特点[1]，它的优越性已十分明显，是国民经济中不可缺少的关键设备。

近年来，随着我国工业现代化的迅速发展，综合机械化采煤工艺的推广应用使得矿井的开采量和运输量日益增大，从而长距离、大运量、大功率输送设备的需求量越来越大[2]。单机总功率达到5000kW、输送长度达到10km以上、运量超过5000t/h、运行速度超过5-6m/s的带式输送机已经在煤矿得到了实际应用[3]。

然而，长距离、大运量、高速度的带式输送机如采用传统的直接启动方式，由于启动时间为1-3s，启动加速度大于0.32/ms,会产生如下问题：

1.启动时打滑问题 由于大型带式输送机的长度和功率较大，如果启动时间过短，易出现打滑现象。为了消除打滑现象保证有效启动，增大输送带与滚筒间的摩擦力，必须提高张紧装置的初张力，由此相关连接部件的受力加大，对强度和刚度要求增加，提高了整机的初期投资。

2.振动问题 带式输送机在运行过程中存在着诸如输送带的纵向、横向、侧向振动，动力装置、滚筒和托辊等旋转部件的振动，装卸载时物料的冲击振动以及基础的振动等各种形式的振动，这些振动对于大型带式输送机来说表现得更为明显和强烈。当它们作用于输送带时会引起动态响应而导致速度、加速度以及张力的变化，从而产生较大的动载荷，影响元部件、输送带以及整机的稳定性和使用寿命。

3.瞬态冲击大问题 启动时产生的动态初张力会降低输送带的使用寿命，可能引发断带事故。为了保证输送带运行可靠，必须提高输送带的强度等级，相应加大了输送带的初期投资。同时，提高输送带的强度等级还必须相应加大滚筒的直径，以满足输送带最小弯曲半径的要求，从而又加大了机械加工件的初期投资。

4.电动机功率增加问题 由于启动时间过短，启动力矩大，容易发生烧毁电机的事故，考虑电动机的选型时要相应提高安全系数，增加了正常使用的能耗。此外，大功率电动机在较短的时间启动运行，对周边环境电网的冲击巨大，其负面影响是无法容忍的。由此可见，启动问题对带式输送机尤其是大型带式输送机来说，是一个关键的技术，它不仅对启动性能产生直接影响，而且还可以降低输送机的成本，因此必须对启动加以控制。驱动装置是带式输送机的心脏，从某种程度上来说，驱动装置的性能就决定了输送机的性能。解决上述问题的有效方法就是合理和最佳地确定大型带式输送机的驱动方式。针对大型带式输送机的实际工况，理想的驱动装置应满足以下技术要求：

1.启动时间可在一定的范围内调整，使带式输送机平稳启动，并可实现满载启动；

2.启动加速度控制在一定的范围内，可有效降低启动时的动态初张力，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.在多机启动或多点中间启动时，可以实现多机的功率平衡；

4.电动机空载启动，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.带式输送机低速检带运行时，系统不会严重发热导致停车故障，确保正常检修工作。

作为带式输送机的关键技术之一，可控启动技术或软启动技术应运而生。实现软启动和软停车是解决大型带式输送机上述问题的有效措施。“软启动”是指机械设备在空、重载工况下，能够逐步克服整个系统的惯性而平稳地启动，而这种启动是可控的[7]。对于带式输送机而言，“软启动”不仅能够大幅度减轻传动系统本身所受到的启动冲击，延长输送机关键零部件的使用寿命，同时还能大大缩短电动机启动电流的冲击时间，减小对电动机的热冲击负荷及对电网的影响，从而节约电力并延长电动机的工作寿命。带式输送机可控变速装置是是一种新型的软启动装置，能很好的解决大型带式输送机工作过程中产生的问题。它不仅能够实现软启动、软停车、过载保护、温度保护、检带运行、多机驱动功率平衡等功能，而且具有结构设计新颖、制造成本低、备件购置方便、维护和日常运行费用低等特点，因而它是一种比较理想的软启动装置。带式输送机可控变速装置在国外已经被广泛应用，但到目前为止国内这种产品应用还比较少。鉴于目前煤炭工业发展的迫切需要，急需开展关这方面的研究开发及推广工作.二、文献综述

煤矿业带式输送机几种软起动方式的比较

Michael L.Nave P.E.1800 年华盛顿路匹兹堡，PA 15241带式运送机是采矿工业运输大批原料的重要方法。从传送带驱动系统到传送带纹理结构启动力矩的应用和控制影响着运送机的性能，寿命和可靠性。本文考查了不同启动方法在煤矿工业带式运送机中的应用。

1简介

运行带式运送机的动力必须由驱动滑轮产生，通过滑轮和传送带之间的摩擦力来传递。为了传递能量，传送带上面的张力在接近滑轮部分和离开滑轮部分必定存在着差别。这种差别在稳定运行、启动和停止时刻都是真实存在的。传统传送带结构的设计，都是根据稳定运行情况下传送带的受力情况。因为设计过程中没有详尽研究传送带启动和停止阶段的受力情况，所有的安全措施都集中在稳定运行阶段（Harrison 1987）。本文主要集中讲述传送机启动和加速阶段的特性。传送带设计者在设计时必须考虑控制启动阶段的加速状况，以免使传送带和传送机驱动系统产生过大的张力和动力（Suttees1986）。大加速度产生的动力会给传送带的纹理、传送带结合处、驱动滑轮、轴承、减速器以及耦合器带来负面影响。毫无控制的加速度产生的动力能够引起带式传送机系统产生诸多不良问题，比如上下曲线运动、过度传送带提升运动、滑轮和传送带打滑、运输原料的溢出和传送带结构。传送带的设计需要面对两个问题：第一，传送带驱动系统必须能够产生启动带式传送机的最小转动力矩；第二，控制加速度产生动力在安全界限内。可以通过驱动力矩控制设备来完成，控制设备可以是电子手段也可以是机械手段，也可以是两者的组合（CEM1979）。

本文主要阐述输送机的开始和加速的过程。传送带设计师必须控制开始加速度防止过度张紧在传送带织品和力量在皮带传动系统.强加速度力量可能有害地影响传送带织品，传送带接合，驱动皮带轮，更加无所事事的滑轮，轴，轴承，速度还原剂，并且联结。未管制的加速度力量可能造成皮带输送机有垂直的曲线的系统性能问题，传送带紧线器运动，驱动皮带轮摩擦损失，材料溢出，并且做成花彩传送带织品。传送带设计员与二个问题被面对，皮带传动系统必须导致极小的扭矩足够强有力开始传动机，和控制了这样加速度强制是在安全限额内。光滑开始传动机可能由对驱动器扭矩控制设备的用途，或机械或电子，或组合的二完成（CEM 1979)。软起动结构评估标准

什么是最佳的皮带输送机驱动系统?答案取决于许多变量。最佳的系统是一个为开始,运行 和终止提供可接受的控制在合理的费用和以及高可靠性。皮带传动系统为本文我们考虑的设计方案,皮带输送机被电子头等搬家工人几乎总驱动。传送带”驱动系统”将包括多个要素包括电子原动力、电子马达起始者以控制系统,马达联结、速度还原剂、低速联结、皮带传动滑轮、和滑轮闸(Cur 1986)。它重要,传送带设计员审查各个系统要素的适用性对特殊申请。为本文的目的,我们假设,所有驱动系统要素设置矿的新鲜空气,非允许面积全国电子编码条500防爆矿的表面的面积。皮带传动要素归因于范围。某些驱动器要素是可利用和实用的用不同的范围。为这论述,我们假设那皮带传动系统范围从分数马力对千位的多个马力。小驱动系统经常是在50 马力以下。中型系统范围从50 到1000 马力。大型系统可能被考虑在1000 马力之上。范围分部入这些组是整个地任意的。必须被保重抵抗诱惑对超出马达或在马达之下传送带飞行提高标准化。驱动器结果在粗劣的效率和在高扭矩的潜在,当驱动器能导致破坏性超速在再生,或过度加热以变短的马达寿命。扭矩控制。传送带设计员设法限制开始的扭矩到没有比150 运行中。限额在应用的开始的扭矩经常是传送带胴体肉、传送带接合、滑轮绝热材料轴偏折评级。在更大的传送带和传送带以优化大小的要素,扭矩限额110 至125 是公用。除扭矩限额之外 传送带起始者必需限制会舒展围绕和会导致旅行的波浪的扭矩增量。一个理想的开始的控制系统会适用于资格整个传送带的扭矩传送带休息由问题的脱离决定,或运动,然后扭矩相等与传送带的运动需求以负荷加上恒定的扭矩从休息加速系统要素的惯性对最终奔跑速度。这使系统临时强制和传送带舒展。不同的驱动系统陈列变化的能力控制扭矩的申请对传送带休息和以不同的速度。并且,传动机陈列装载二个极端。一条空传送带正常存在最小的必需的扭矩为脱离和加速度 当一条充分地被装载的传送带存在最高的必需的扭矩。开采驱动系统必须是能称应用的扭矩从一个2/1 比率为一个水平的简单传送带安排,对一个10/1 范围为一个倾斜、复杂传送带配置文件。

3热量评级

在开始和运行期间,各个驱动系统也许消散废热。废热也许被解放在电子马达、电子控制、联结、速度还原剂,或传送带制动系统。各个起始时间热量负荷依靠相当数量传送带负荷和起始时间的期限。设计员必须履行被重复的起始时间的申请需求在运行传动机以后在全负荷。典型的开采传送带开始的责任变化从3到10 个起始时间每时数等隔或2到4 个起始时间在连续。被重复的开始也许要求减税或系统要素。有一个直接关系在热量评级为被重复的起始时间和费用之间。可变速度。一些皮带传动系统是适当的为控制开始的扭矩和速度,但只运行以恒定的速度。一些传送带申请会要求一个驱动系统能运行延长的期间以较不比最高速度。这是有用的当驱动器负荷必须与其它驱动器被共享传送带被使用当处理饲养者为被表达的物料的费率控制,传送带速度被优选为货车使用费费率传送带被使用以慢速运输人工或材料,或传送带运行缓慢的检验或移动速度为维护目的。可变速度皮带传动将要求一个控制系统根据某一算法调控操作速度。再生或翻修负荷。一些传送带配置文件存在翻修传送带系统用品能量对驱动系统的负荷的潜在。没有所有驱动系统有能力接受被重新生成的能量从负荷。一些驱动器可能接受能量从负荷和退回它到输电线供其它负荷使用。其它驱动器接受能量从负荷和消散它入选定的动态或机械刹车的要素。一些传送带描出切换从开汽车对再生在运算期间。驱动系统可能接受有些巨大的被重新生成的能量为申请吗?驱动系统控制或必须调整相当数量减速的强制在翻修期间吗翻修发生当运行和开始 维护和支持系统。各个驱动系统将要求定期预防维护。可替换的项目会包括马达画笔、轴承、闸填充、散逸电阻器、油 和凉水。如果驱动系统被设计和保守地被管理 更低的重音在可消耗导致更低的维修费用。一些驱动器要求支持系统譬如流通的油为润滑油、冷却空气或水,环境尘土过滤,或计算机仪器工作。支持系统的维护可能影响驱动系统的可靠性。

4费用

驱动器设计员将审查各个驱动系统的费用。费用合计是第一基建成本获取驱动器，费用安装和委任驱动器，费用运行驱动器，和费用的总和维护驱动器。费用使力量运行驱动器也许广泛变化用不同的地点。设计员努力符合所有系统性能要求在最低的费用合计。经常超过一个驱动系统也许满足所有系统性能标准在竞争费用。更喜欢的驱动器安排是最简单 譬如一个唯一马达驱动通过一个唯一顶头滑轮。但是机械，经济和功能需求经常需要对复杂驱动器的用途。传送带设计员必须平衡对优雅的需要反对伴随复杂系统的问题。复杂系统要求额外设计工程为成功配置。经常被忽略的费用在复杂系统是培训人事部的费用或停工期的费用由于不足的培训。

5起动驱动控制逻辑

各个驱动系统将要求一个控制系统调控开始的机制。最共同的类型控制被使用在更小对中等大小驱动以简单的外形被命名“开环加速度控制”。在开环控制系统早先被配置程序化开始的机制以被规定的方式通常准时根据。在开环控制,驾驶使用参数譬如潮流,扭矩或速度不影响序列操作。这个方法假定控制设计师充分地塑造了驱动系统表现在传动机。为更大或更加复杂的传送带”闭合回路”或”反馈”控制可以他运用了。在闭合回路控制在开始期间控制系统显示器通过传感器驾驶使用参数譬如马达的当前层,传送带的速度或力量在传送带并且修改起动程序控制,极限或优选或佩带了参量。闭合回路控制系统修改开始的被应用的力量在一台空和充分地被装载的传动机之间。常数在数学模型与被测量的可变物有关对系统驱动反应被命名定调的常数。这些常数必须适当地被调整为成功的应用对各台传动机。最共同的计划为传动机开始闭合回路控制是车头表反馈为速度控制和压电池力量或驱动力反馈为扭矩控制。在一些复杂系统，它是中意安排闭合回路控制系统调整自己为各种各样的遇到的传动机情况。这被命名“能适应的控制”。这些极端可能介入浩大的变异在装货，围绕的温度，装货的地点在外形或多个驱动选择在传动机。有三个共同的能适应的方法。介入决定做在开始之前如果控制系统能知道传送带是空的 它会减少最初的力量和会加长加速度力量的应用对最高速度。如果传送带被装载 控制系统会应用资格力量在摊位之下使较少时刻和供应充足的扭矩及时地充分地加速传送带。因为传送带只成为了装载在早先赛跑期间由装载驱动平均驱动潮流可能被抽样当连续和被保留在反射传送带搬运器时间的缓冲记忆。然后在停工平均也许是预先处理一些开环和闭合回路为下个开始。第二个方法介入根据驱动观察发生在最初开始或行动期间证明的决定。这及时驱动潮流的或力量通常介入比较对传送带速度。如果驱动潮流或力量必需及早在序列是降低并且行动被创始，传送带必须被卸载。如果驱动潮流或力量必需是高的。在开始 传动机必须被装载。这个决定可能被划分在区域和使用修改起动程序控制的中部和结束。第三个方法介入传送带速度的比较对时刻为这个开始反对传送带加速度历史极限或加速度信封监视。在开始，传送带速度被测量对时间。这与被保留在控制系统记忆的二限制的传送带速度曲线比较。第一曲线描出空的传送带加速并且第二个充分地被装载的传送带。因而 如果当前的速度对时间比被装载的外形低，它也许表明，传送带被超载，妨碍或驱动故障。如果当前的速度对时间比空间的外形高级，它也许表明一条残破的传送带结合或驱动故障。无论如何当前的起飞中止并且警报运行。

6结论

最好的传送带启动系统要求在不同的传送带负载条件下，能够以合理的代价带来可靠性高的可以接受的运行性能。但是至今没有一个启动系统能够达到这样的要求。传送带设计者必须为每个传送带设计启动系统属性。总得来说全电压交流发动机启动适合于简单结构的小型传送带。减电压SCR交流发动机启动是地下中、小型传送带的基本启动方法。最新的进展显示固定液体填充耦合系统的交流发动机是简单结构中、大型传送带基本启动方法。对于那些大、中型而且需要重复启动的复杂结构传送带绕线转子发动机驱动是常用的选择。在结构特别复杂运行需要不同速度的传送带启动中传送带直流发动机驱动、不同填充液体驱动、和相异机械传递驱动系统一直实力相当的候选者。具体选择哪个启动方式由使用环境，相对价格，运行能耗，反应速度和使用者习惯来决定。变频交流驱动和非电刷直流驱动主要限制于中型传送带，这些中型传送带需要精确的速度控制，高代价和复杂性。但是随着持续的竞争和技术进步，波形综合技术的电子驱动器的使用将越来越广。

三、技术路线

第一部分 传动装置的总体设计

第二部分 传动零件的设计计算

第三部分 轴的设计

第四部分 润滑油及润滑方式的选择

第五部分 密封及密封的选择

第六部分 主要尺寸及数据

四、进度安排

五、参考文献

[1]刘朝儒、彭福荫、高政一.机械制图（第四版）.北京：高等教育出版社 2001年

[2]濮良贵、纪名刚.机械设计（第八版）北京：高等教育出版社 2006年

[3]孙桓、陈作模、葛文杰.机械原理（第七版）北京：高等教育出版社 2006年

[4]武建华.材料力学.重庆：重庆大学出版社 2002年

篇2：带式输送机减速装置设计论文

一、带式输送机综合保护安装标准

（一）防滑保护

1、防滑保护的作用

防滑保护装置的作用是当驱动滚筒与输送带打滑摩擦时，使带式输送机自动停机。我矿使用的防滑保护主要是速度传感器配合磁钢完成的。

2、防滑保护的安装位置

⑴速度传感器式防滑保护装置：将磁铁安装在改向滚筒的侧面，速度传感器安装在与磁铁相对应的皮带架上，速度传感器探头的中心应对准磁钢的中心，两者皆要用螺丝固定牢固，间距5-10mm，动作灵敏可靠为止。

⑵滚轮式防滑保护装置：应将速度传感器安装在下胶带上表面，并使胶带与滚轮保持足够的驱动摩擦力，要求固定牢固，偏离皮带中心线不超过±100mm。

3、防滑保护的试验方法

⑴传感器式防滑保护装置试验方法是使传感器远离磁钢，胶带输送机延时5秒钟应能自动停机。

⑵滚轮式防滑保护装置试验方法是将滚轮提起使其脱离皮带表面，胶带输送机延时5秒钟应能自动停机。

4、防滑保护的试验周期

防滑保护应每天在检修期间试验一次，并填写试验记录。

（二）堆煤保护

1、堆煤保护的作用

堆煤保护装置的作用是当皮带输送机机头发生堆煤时，使带式输送机自动停机。

2、堆煤保护的安装位置

（1）两部带式输送机转载搭接时，堆煤保护传感器在卸载滚筒前方吊挂，传感器触头水平位置应在落煤点的正上方，距下部胶带上带面最高点距离不大于500mm，且吊挂高度不高于卸载滚筒下沿，安装时要考虑到洒水装置状况，防止堆煤保护误动作。

（2）胶带与煤仓直接搭接时，分别在煤仓满仓位置及溜煤槽落煤点上方500mm处各安装一个堆煤保护传感器，两处堆煤保护传感器都必须灵敏可靠。

（3）堆煤保护控制线应自巷道顶板垂直引下，传感器触头垂直吊挂，并可靠固定，严禁随风流摆动，以免引起保护误动作。

（4）带式输送机机头安装有除铁器或其它设施，影响堆煤保护传感器安装时，应加工专用托架安装，确保传感器固定牢固。

3、堆煤保护的试验方法

胶带输送机正常运行时，人为的推动堆煤保护传感器触头，使保护动作，胶带输送机延时1～3秒钟应能自动停机。

4、堆煤保护试验周期

应每天在检修期间试验一次，并填写试验记录。

（四）防跑偏保护

1、防跑偏保护装置的作用

防跑偏保护装置的作用是在输送带发生跑偏时，能使输送机延时自动停机。

2、防跑偏保护装置的安装位置

⑴在带式输送机机头、机尾各安装一组跑偏保护传感器，当胶带运输机的胶带发生跑偏时，胶带推动滚动导杆，当跑偏传感器的导杆偏离中心线15°±5°时，跑偏开关动作，保护器主机开始报警，但不造成停机；保护器主机经过延时5～15秒后，如胶带仍处于跑偏状态，保护器主机将自动切断电源，实现停车。

⑵ 防跑偏装置应垂直安装在皮带机头架两侧槽钢上，离机头卸载滚筒约5米处。安装要牢固，以不妨碍传感器的导杆动作为宜。

3、防跑偏保护装置的试验方法

跑偏保护试验方法是在带式输送机正常运行时，人为的推动跑偏传感器的滚动导杆，使限位开关动作，延时5～15秒后能自动停机为正常。

4、防跑偏保护装置的试验周期

防跑偏保护传感器应每天在检修期间试验一次，并填写试验记录。

（五）温度保护

1、温度保护的作用

温度保护的作用是当输送带在驱动滚筒上打滑，使输送带与驱动滚筒产生摩擦，当驱动滚筒处轴承温度升高到60℃时，保护器动作使皮带机停车。

2、温度保护装置的安装位置

热电偶感应式超温洒水保护传感器应固定在主传动滚筒瓦座（轴承座）上；采用红外线传感器时，传感器发射孔应正对主传动滚筒轴承端盖（瓦座）处进行检测，传感器与主传动滚筒距离为300～500mm。

3、温度保护装置的试验方法及周期

温度保护传感器应每天检查并模拟试验一次，每月更换一次，换下的传感器要在地面试验台用热水做模拟现场试验，动作不灵敏的要及时修复，以作备用。认真填写试验记录。

（六）烟雾保护

1、烟雾保护的作用

烟雾保护装置的作用是当带式输送机的皮带因摩擦等原因引起的火灾及周围有烟雾生成，并达到一定浓度时，保护器自动发出声光报警，并自动切断皮带机电源，实现烟雾保护。

2、烟雾保护传感器的安装位置

烟雾保护传感器应安装在皮带机头下风侧5m～15m处的上皮带正上方，距离顶板不大于300mm。

3、烟雾保护装置的试验方法及周期

烟雾保护应每天检查并模拟试验一次，换下的传感器要在地面试验台用烟雾做模拟现场试验，动作不灵敏的要及时修复，以作备用。认真填写试验记录。

（七）超温自动洒水装置

1、超温自动洒水装置的作用

自动洒水装置的作用是当输送带在驱动滚筒上打滑，使输送带与驱动滚筒摩擦，温度升高到60℃时，温度保护动作，断开皮带机电源，实现自动停机。同时指令电磁阀打开，实现对驱动胶带和驱动滚筒同时洒水灭火降温。

2、超温自动洒水装置的安装位置

自动洒水电磁阀应固定在输送机驱动滚筒一侧皮带架上，喷头位于主驱动滚筒上方，保证安装牢固，洒水时能起到对驱动胶带和驱动滚筒同时灭火降温的效果。电磁阀两侧管路必须安装到位。

3、超温自动洒水装置的试验方法

超温自动洒水装置的电磁阀每月更换一次，换下的电磁阀要在地面试验台通电做模拟现场试验，动作不灵敏的要及时修复，以作备用。并认真填写检测试验记录。

（八）急停拉线开关

1、急停拉线开关的作用

急停拉线开关的作用是当运行中的胶带输送机在某种特殊的情况下，工作人员能够就地进行对胶带输送机进行操作，使运行的胶带输送机能够立即停止运行。

2、急停拉线开关的安装位置

急停拉线开关安装在胶带输送机架的行人侧，以便于操作和观察，从胶带输送机头到胶带输送机尾每隔50米安装一台，所有的拉线开关要用钢丝绳进行连接，拉绳要松紧适度，垂度一致。

3、急停拉线开关的试验方法

急停拉线开关的试验方法是在胶带输送机正常运行时，人为拉紧钢丝绳后，胶带输送机能够停止运行，并且闭锁胶带输送机开关为正常。

4、急停拉线开关的试验周期

急停拉线开关应每天在检修期间试验一次，并填写试验记录。

（九）防撕裂保护

1、防撕裂保护的作用

当皮带撕裂时，有物料（煤）落入传感器，阻挡了光电开关的红外线传输，撕裂保护装置动作，皮带机断电停车。

2、防撕裂保护装置的安装位置

撕裂传感器安装在皮带机头后部皮带架上，位于上下皮带之间，保持与皮带平行，与上胶带间距为100mm，固定要牢固。

3、防撕裂保护的试验方法

撕裂保护的试验方法是在胶带输送机正常运行时，人为用障碍物挡住光电开关红外线输出端或接受端，胶带输送机能够停止运行为正常。

4、防撕裂保护的试验周期

篇3：带式输送机断带保护装置的设计

关键词：带式输送机,断带保护,设计

0 引言

带式输送机是一种以摩擦驱动的连续方式运输物料的机械,主要由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置和传动装置等组成。它是在一定的输送线上,将物料从最初的供料点输送到最终的卸料点所形成的一种物料输送流程。因其具有输送能力大、可实现倾斜运输、使用维护方便等特点而被广泛应用。尤其在煤矿生产中的应用更为广泛,目前在矿井煤炭运输工作中,除工作面必须采用刮板输送机与综采设备配套外,从采区工作面顺槽到井底车场的煤炭运输方式,均朝着高效连续带式输送机运输方向发展。胶带输送机的断带事故往往发生在巷道倾角大、运输距离长、运量大的主斜井运输巷道,一旦发生带式输送机断带事故,输送机上近千米的煤炭运量就会沿倾斜运输线路加速下滑,造成严重的洒煤、堆煤、设备损失,甚至人员伤亡及矿井停产,给煤矿安全生产带来诸多不良影响。

1 断带事故原因分析

通过分析大量的断带事故可知,带式输送机断带原因基本包含以下几种:

(1)输送带接头问题。输送带接头一般分为机械接头和硫化接头。机械接头一般用于运距不长、服务时间短、需经常拆移的工作环节。硫化接头主要用于长距离、大倾角、大运量胶带运输机,要求接头强度高。就硫化接头而言,有严格的生产工艺和技术要求,在井下施工中若不能达到有关硫化的工艺技术标准,如接头的剥离尺寸、粘接材料的质量,以及硫化工艺中的温度、压力、保持时间等,均会造成接头强度的降低或者易疲劳断裂等。

(2)输送带质量不达标,使用时间长,使输送带长期处于交变载荷或超负荷运行状态,再加上日常维护保养跟不上,也会造成断带事故。

(3)由于某些原因造成的满载启动和停车使胶带张力过大或运输中的突然卡带。如大块矸石或其他质量特别大的物体突然混在正在运输的煤中,将引起运输载荷突然增加。

(4)运输物料不均匀,造成空载和超载现象,受力不均致使输送带严重跑偏[1]。

基于上述原因,本文设计了带式输送机断带保护装置。

2 带式输送机断带保护装置总体设计路线

带式输送机断带保护装置总体技术路线示意图如图1所示。首先,建立输送带动力学模型,根据建立的输送带动力学模型建立皮带运输系统发生断带后的运动分析及断带抓捕过程力学分析数学模型,得出断带的形成机理和成因,提出断带保护装置的断带监测、断带抓捕制动装置设计依据;开发满足断带抓捕响应速度要求的断带信号监测传感技术和设备,实现断带信号的实时、可靠检测;基于上述研究结果,通过详细论证,开发一种集机电液于一体的断带保护装置。

2.1 输送带动力学模型及动力学分析

当带式输送机输送带由于某种原因发生断裂,由于胶带特有的动力学特性,会引起输送带和所承受的物料在张力与重力作用下的回弹和下滑,造成严重事故。为实现对断裂输送带进行有效抓捕,防止断带后事故的进一步扩大,首先应对输送带的特性和断带后的行为进行研究。输送带是由纵向承载芯与橡胶覆盖层粘合而成的复合材料板,其纵向的力学特性表现出明显的黏弹性,由于皮带断裂前承受巨大的张力(一般是输送带正常运转时张力最大值的几倍,这也是输送带断裂的原因之一),因此断带发生后,输送带并不是简单的重力下滑过程,必然还伴随着急速的回弹等情况,尤其是断口处,回弹现象十分明显。要设计断带抓捕器对其进行捕捉,首先必须对输送带的动力学特性进行研究,从而才能对断裂的输送带的运动情况进行准确分析,为断带捕捉器的设计提供依据[2]。

2.2 倾斜运输胶带动张力分布及断带抓捕装置的力学设计

在倾斜运输过程中,输送带在不同工作位置所受的动张力不同,加上输送带本身具有黏弹性,使得输送带在运行过程中发生断带的位置机率不同,因此必须通过对输送带动张力分布特性的研究,提出断带抓捕装置的合理分布及抓捕制动力的设计依据。

要设计断带抓捕器实施可靠的抓捕,将断带事故造成的损失降到最小,面临着许多实际的问题,比如,抓捕器布置的位置、数量;抓捕器需具备的抓捕力大小等。要解决这些问题,需要对输送带的断带过程进行详细地分析,以指导抓捕器的设计与布置。

断带抓捕过程中抓捕器对输送带进行夹持,靠摩擦力制动。制动力的大小与输送带及物料的质量及下滑的速度等有关,通过对上运和下运带式输送机断带抓捕受力分析建立数学模型,为断带抓捕机构的设计提供重要支持。

2.3 胶带运行状态及断带感知技术研究

应用传感装置实时检测输送带的运行数据,并对采集到的数据进行特征分析。将分析后的结果与设定的正常状态和断带状态特征进行比对,若与断带特征相符则判定为断带事故发生。

2.4 集机电液一体化技术的断带保护装置研制

该带式输送机断带保护装置主要由抓捕系统、控制系统、感知系统、加压系统和液压系统等构成。

断带保护装置示意图如图2所示,其主要包括支撑杆、机架、上带上压机构、油缸、上带下压机构、下带楔子和下斜面几部分。输送机正常工作的情况下,断带保护装置各机构在图2实线所示位置。发生断带后油缸驱动上带上压机构、上带下压机构各旋转90°,达到图2所示虚线位置,将下滑的皮带夹住。

断带保护装置的工作原理如下:由感知系统对胶带的运行状态进行实时监测,并将数据实时传输到控制系统,控制系统内的PLC不断地进行数据分析并反馈给液压系统;一旦处理结果和断带数据耦合,控制系统立即向液压系统发出启动指令,抓捕系统随之启动,与胶带上下表面形成强大摩擦力,并牢牢抓住下滑的胶带,以此完成整个保护动作[3]。

1-支撑杆;2-机架;3-上带上压机构;4-油缸;5-上带下压机构;6-下带楔子;7-下斜面

3 断带保护装置的技术特点

(1)实现了基于多信号融合技术的断带信号实时在线监测,确保抓捕可靠。

(2)控制方式采用自动、集中手动、本地手动控制模式,抓捕动作时间小于3s。

(3)满足了胶带力学性能要求,不会造成胶带撕裂的全横断面抓捕,抓捕制动力达到500kN。

(4)抓捕装置结构合理,便于现场安装使用和维护,满足井下空间尺寸要求。

(5)装置在安装时不会对原有皮带系统造成损伤。

(6)皮带系统在不同工况下运行(如验带、检修等),设备均不会出现误动作[4]。

(7)断带情况下在抓捕器动作的同时,该装置报警并向皮带主电机控制系统发出断电信号。

4 结束语

本文提出的带式输送机断带保护装置采用整体式抓捕模式,为了实现可靠抓捕,将该装置同时布置在机头胶带张力最大的位置和输送机中部位置,一旦断带,立即报警停机,机头位置和中部位置同时进行抓捕,确保抓捕牢靠,防止事故恶化。目前,该装置在晋煤集团长平矿主斜井使用,使用效果良好,从未产生误动作,并且该装置为可拆装式,便于井下运输与安装,能够适应井下空间不足的特殊条件。

参考文献

[1]史志远,朱真才,韩振铎,等.带式输送机断带保护装置分析[J].煤矿机械,2005(8):83-85.

[2]郑世增.带式输送机断带抓捕问题的研究[D].青岛:山东科技大学,2011:14-17.

[3]窦岩.煤矿皮带运输机断带保护电气智能控制系统的研究[J].湖南农机,2012(7):69-71.

篇4：研制带式输送机运行状态检测装置

【摘要】青州卷烟厂制丝车间在产烟丝物料输送方式主要采用皮带传送，由于皮带输送机状态不易监控，一旦发生堵料影响生产连续性和生产效率，因此急需研制一种带式输送机状态检测装置来实时监控皮带输送机的运行状态以保证生产连续运行。本研究通过对带式输送机的原理入手，最终研制出带式输送机状态检测装置，实现了对生产线皮带输送机的状态检测，具有较高推广价值。

【关键词】带式输送机

带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。主要由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等组成。如果在输送时出现皮带跑偏、打滑等现象，现有监控设备不具备即时报警及整线控制功能，皮带不动，物料不会被移走，造成前工序严重堵料。

一、问题来源

制丝车间在产烟丝进出料物料输送方式主要采用皮带传送，物料输送到缓存柜内再通过同步带输送到振槽上，供下道工序生产使用。生产中缓存柜到下工序的输送过程中，存在皮带跑偏、打滑等现象且无法彻底解决，常导致严重堵料。对2015年1月至5月预混柜堵料及疏通时间进行了统计，预混柜皮带机输送共发生9次堵料，每次堵料疏通时间长达50分钟以上，累计延误生产近5个小时。制丝车间大多数缓存柜的进出料皮带等都存在类似的问题，因此研制一种对输送带运转状态检测的装置迫在眉睫。

二、确定课题

（一）确认目标

为解决皮带因堵料或故障停止运行难以及时排除的问题，我们提出研制带式输送机状态监测装置。

（二）目标可行性分析

皮带输送装置由主动轮与从动轮向两侧张紧，传动方式是由主动轮提供动力，带动从动轮旋转，此输送带距离长，并且为异形带，因此难以张紧，在皮带发生跑偏，堵料等故障时，难以张紧的皮带与主动轮之间摩擦力不足，主动轮旋转时皮带会出现打滑现象，除主动轮之外其他部件停止运行，如果加装检测装置，对除主动轮之外的部分运行状态进行检测，就能够准确检测皮带运行状态。

三、制定并优选方案

（一）检测控制方案

通过对皮带运行状态进行分析，制定了检测皮带运行控制流程：

（二）检测装置方案

从动轮旋转状态检测方案：在从动轮上安装一半圆柱形被检测装置，在旋转时半圆弧一面通过传感器检测其旋转脉冲信号。传感器则采用电感式传感器，其抗干扰能力强，工作可靠并且其灵敏度高，能检测出0.01微米的位移变化。控制系统我们则采用PLC+编程元件，控制程序可变维护方便。报警器则采用光闪报警器。

四、方案实施

（一）对策实施一：设计与从动轮直径相同的圆柱型铁柱，将其切割成半圆柱形，在中部设计两个直径5.5mm孔位两个，并在从动轮相应位置打孔固定。（二）对策实施二：选用倍加福公司的NBB8-18GM60-A2-V1型号的电感式传感器，根据被检测物位置选择安装的位置。（三）对策实施三：编写PLC程序，设定200ms为固定脉冲，采样数可调，。程序设定为：规定时间内脉冲数<50%，则程序判定为皮带发生打滑，上游设备停止供料，计数脉冲数正常后，设备恢复正常运行。

五、效果检验

我们在无料情况下模拟皮带异常情况，试验上游设备运行情况，检测设备每次都能控制上游设备停机并发出报警，检测准确率达到100%，且物料堆积过多造成的堵料现象消除。在装置安装之后我们统计后续三个月的堵料疏通情况，共发生5次堵料，检测设备均能及时报警并停机，测准确率达到100%大大提高了生产作业效率！

六、总结

加装皮带运行状态检测装置后，皮带异常致堵料疏通时间直接由50min以上降低到了5min左右，每年节省生产时间940min左右，避免了大量物料断流、加工精度下降等问题，极大的提高了生产效率和生产连续性。目前，已经将控制程序改动部分上传固化QZZS/ZS1/CPU416-3/FC237中，将程序改动对各班组技术人员在工控机上演示学习。由于车间生产线各工段大量使用带式输送机，本装置的研制及采用具有极大的推广应用价值。

参考文献

[1]赵军.带式输送机变频自动张紧装置及其应用.机械工程与自动化， 2015：06.

[2]王雪池.带式输送机跑偏的原因与解析.中国新技术新产品， 2015：23.

作者简介

赵中民（1982--），本科，山东青州，主要从事烟草设备与计算机应用的研究。

篇5：带式输送机减速装置设计论文

带式输送机形式众多，这里主要介绍选煤厂常用的形式，

一、手造带式输送机

在带式输送机上进行手选是最方便，又最经济的形式，既完成手选工作，又能完成运输任务。一般手选的目的是在输送机上选出混入煤炭中的铁器或歼石。

为了便于手选工作，手选带式输送机采用水平布置(也可以向上输送，倾角不得大于12°)，从地面至带面的距离规定为0.7～0.9m，手选带式输送机一般采用平型上托辊，如采用槽型托辊，其最大凹度不得超过最大块的直径。

手选输送带的长度取决于每班工作的手选工人数，手选工人数可按下式计算:

式中n——每班手选工人数;

Q——手选小时处理量;

x——含矸率，%

T——每班工作时数;

α——手选工效率，查表(1-39)。

表1-39 手 选 工 效 率

矸石粒度，mm

选 矸 率，th6h7h+1000.63.43.9+750.52.93.3+500.42.32.6100—500.31.72.050—250.10.50.6

手选输送带宽不得超过1200mm，当带宽小于6500时，手选工站在输送机的一侧工作，册则手选带式输送机的总长为

式中L——手选带式输送机长度，cm;

A——手选带机头长(一般取2.6)，m;

E——手选带机尾长(一般取1.0～1.8)，m;

L——手选工工作间距(一般取1.2～1.5)，m。

当带宽B≥800mm时，手选工人可两边交叉站立工作，则手带式输送机总长为

式中各符号意义同前。

手选带的移动速度要比普通输送机慢许多，一般手选带速为0.3一0.4m/s。输送带上矿石

层的宽度b=(B-0.1)m;厚度h控制在矿石最小块度直径的1.5—2倍。在确定手选带式输送机生产能力和输送宽度时，必须：普虑有用矿物在输送带宽度分布较一般运输机更为均匀，因此，可以近似地假定物料的横截面为长方形，手选带生产率可按下式计算：

Q=3600bhυγ，t/h

第六章 其它形式的带式输送机

带式输送机形式众多，这里主要介绍选煤厂常用的形式。

一、手造带式输送机

在带式输送机上进行手选是最方便，又最经济的形式，既完成手选工作，又能完成运输任务。一般手选的目的是在输送机上选出混入煤炭中的铁器或歼石。

为了便于手选工作，手选带式输送机采用水平布置(也可以向上输送，倾角不得大于12°)，从地面至带面的距离规定为0.7～0.9m，手选带式输送机一般采用平型上托辊，如采用槽型托辊，其最大凹度不得超过最大块的直径。

手选输送带的长度取决于每班工作的手选工人数，手选工人数可按下式计算:

式中n——每班手选工人数;

Q——手选小时处理量;

x——含矸率，%

T——每班工作时数;

α——手选工效率，查表(1-39)，

表1-39 手 选 工 效 率

矸石粒度，mm

选 矸 率，th6h7h+1000.63.43.9+750.52.93.3+500.42.32.6100—500.31.72.050—250.10.50.6

手选输送带宽不得超过1200mm，当带宽小于6500时，手选工站在输送机的一侧工作，册则手选带式输送机的总长为

式中L——手选带式输送机长度，cm;

A——手选带机头长(一般取2.6)，m;

E——手选带机尾长(一般取1.0～1.8)，m;

L——手选工工作间距(一般取1.2～1.5)，m。

当带宽B≥800mm时，手选工人可两边交叉站立工作，则手带式输送机总长为

式中各符号意义同前。

手选带的移动速度要比普通输送机慢许多，一般手选带速为0.3一0.4m/s。输送带上矿石

层的宽度b=(B-0.1)m;厚度h控制在矿石最小块度直径的1.5—2倍。在确定手选带式输送机生产能力和输送宽度时，必须：普虑有用矿物在输送带宽度分布较一般运输机更为均匀，因此，可以近似地假定物料的横截面为长方形，手选带生产率可按下式计算：

Q=3600bhυγ，t/h

二、大倾角带式输送机

由于一般带式输送机的倾角不能过大，所以在一定程度上限制了其应用范围。为了克服上述缺点，可以采用大倾角的花纹带式输送机。这种输送机的基本构造和通用带式输送机没有很大的区别，其主要不同点在于带条的工作面上。

在大倾角输送机中，使用带隔板和特殊凸面的橡胶带(见图1-40)。花纹凸出的高度，低者几毫米，高者达20mm。由于工作面上具有花纹或隔板，这种输送机的倾角可以大一些。根据我国现场的使用经验，运输块状或粒状的物料时，倾角可达65°时，物料也不下滑。

合理地布置胶带的花纹，对提高输送机的使用效率和可靠性有重要意义。花纹的布置除了要保证输送机在大倾角的情况下可以输送一般散状物外，还需要使胶带横向和纵向挠性好，因为只有这样才能保证狡带自由地安放在托辊上，并平稳地通过各种滚筒。除此之外，花纹的布置还要能使胶带连续平稳地通过下托辊，并使物料不易粘在或卡在花纹之间，在工作过程中，清扫胶带也应较为方便。根据这些要求，我国在大倾角花纹带式输送机中多采用短条斜错排列的形式。

在我国大倾角花纹带式输送机的系列设计中，定型的带式输送机规格有500、650mm(其花纹高度为15mm)800、1000、1200、1400mm(花纹高度为20mm)等六种。在大倾角运输中，如胶带速度太快容易造成物料不稳定，所以速度规定为0.8～2.0m/s范围内。规定输送机的最大倾角为35°，托辊的槽角为30°。

篇6：对带式输送机工艺设计探讨论文

在已经确定使用带式输送机进行输送松散物料后，应考虑如何设计出经济合理的带式输送机系统。首先应充分考虑设备要求，这也是设计的主要依据。（1）设置科学合理的运输量。在料流均匀输送时可以直接给出运输量，但是在料流出现不均匀时，可以通过给出料流量的统计数据，依据经济分析决定是否需要增设料仓，不能够想仅仅凭借增大带式运输机的设计运输量来满足在不均匀料流时的最大运输量。（2）了解输送机线路的详尽尺寸。这其中包含了最大的长度、倾斜角度和提升的高度等，直线段与曲线段的尺寸以及直线与曲线之间的连接尺寸等。（3）了解物料的性质。这其中包括了物料的湿度、磨损性与摩擦系数、粘结性等，物料的粒度和最大块度情况，以及物料的松散密度。（4）知晓工作条件与工作环境。了解工作场地是在室内还是露天，了解工作场地的环保要求和环境湿度，以及在工作场地是否需要移动与固定和伸缩等。（5）需要了解在工作区域内是怎样进行给料与卸料的。给料与卸料方式的不同也会影响到带式输送机的工艺设计要求的。（6）详细了解工作的制度。需要考虑到场地的每天工作时间，以及每年的工作天数，还需要充分考虑到带式输送机的工作年限等。（7）重视了解设备设计要求。根据设备使用条件和工作场地的环境状况在进行设计的过程中，需要了解到输送带的安全系数、输送带与滚筒的摩擦系数以及输送带的最大挠度要求和运行阻力系数等。

2带式输送机系统设计

在进行带式输送机设计时，常常会根据生产工艺来确定输送带的布置方式。与此同时，需要充分考虑到以下几个问题。首先是需要设计出合理的转载方式，依据转载方式的不同，再对给料装置与卸料装置提出相应的设计要求。其次是考虑到输送机线路上各个输送机之间的关系。启动设备时的顺序是先驱动受料的设备，停止的顺序是先停给料的。在各个输送机的参数发生变化时，可以根据上述关系给出相应的停车时间与启动时间。再次在出现不能够满足上述的停车时间与启动时间，则需要考虑在各个输送机之间设置缓冲仓，以此来提高设备的使用性能，提高设备运转速率。再次需要考虑到在工作现场的环保问题，在出现粉尘大的情况需要适时考虑是否需要密封输送或是增加必要的除尘设备。最后是需要考虑到优先选用长距离、运输量大的运输机。当然还需要考虑采用标准化和通用化的零部件，这样在设备发生故障时可以进行及时替换，保证线路运转的质量。

3带式输送机在工艺设计中应注意的问题

3.1胶带的撕裂

依据现场的调查发现，胶带存在着各种不同形式的损坏。如在局部地方出现磨透的现象，在侧边和连接处出现损伤，胶带的表皮出现剥落，纵方向上出现撕裂等。这其中胶带纵方向上的撕裂主要是出现在运转站内，这是因为运转站内的等待运输的物料中常常会掺杂着大块的钢材或是木料，它们之间会出现碰撞，从而将会将胶带刺穿或是将溜槽堵住引起胶带撕裂。

3.2输送带跑偏

在处于正常运转状态下，带式输送机的胶带与输送机的纵向中心线应该是相互重合的，托辊旋转时产生的圆周力的方向应该与胶带的速度方向一致，在方向不一致的情况下，输送带就会在托辊滚筒上跑偏，胶带的跑偏则会严重损坏胶带，使之大大缩短使用寿命，同时还会出现撒料的现象，造成损失。胶带跑偏的原因众多，如胶带自身的质量问题就会影响到跑偏的程度。胶带弯曲或是接头处弯曲，胶带切口不正，使得胶带受拉力不均匀，在设备运转过程中就会出现跑偏现象。

4带式输送机在工艺设计中出现的问题解决方法

4.1预防胶带撕裂

为了解决上述中出现的各种胶带撕裂原因，在工艺设计中提出了几种解决方案。（1）在输送各种物料的过程中，尽量减少大块物料的夹杂。（2）需要在输送的开始部位增设电磁分离器，主要是在初始部位就清除干净在非磁性物料中的含有铁的物件。（3）为了缓解物料给输送带带来的冲击，可以在胶带输送机接受物料的地方设计并安装缓冲托辊。（4）需要对给料装置进行合理设置。这其中包括以下几个方面。首先是选用筛式溜槽，筛式溜槽是工艺设计中最常用的给料设置。这种给料装置能够先将需要输送的物料中的细小颗粒筛选在输送带上，这样可以为后面落下的大块物料起到很好的缓冲作用，是非常好的垫底层，这样可以减小物料对胶带的冲击力量，大大延长胶带的使用寿命。这种装置的结构相对简单，是在溜槽的两个侧板处安装上金属挡板，从而出现给料死角。在实际运转过程中根据输送物料的特性选用与之相对应的给料装置，可以减少物料对胶带的冲击、损坏，提高使用寿命。最后，给料溜槽的基本结构设计要十分有利于大块物料的通过，从而能够防止溜槽发生堵塞。所以，给料溜槽排料口尺寸应该是输送物料最大粒度的2.5—3倍。给料溜槽的槽底角度应大于输送物料磨擦角的8°—10°[1]。第五，需要选用科学合理的胶带纵向撕裂装置。

4.2处理输送带跑偏

4.2.1胶带跑偏程度直接取决于胶带质量

胶带本身出现不直弯曲或是胶带接头处不直，钉歪了皮带扣，胶带的切口不正，切口与带宽不呈现直角，会使得胶带所受的拉力不均。在设备运转过程中，当胶带的接头处运转到这里时，就会发生跑偏现象。所以，必须将胶带切正，在确定接头处的上下胶带在胶带的纵方向上的中心线上相互重合后，才可以开始钉上扣或者硫化接头。

4.2.2保证滚筒轴线与胶带输送机纵向中心线保持垂直

带式输送机在运转工作之前是需要在工作场地现场进行多部件安装的设备。在现场进行安装时需要首先明确以胶带输送机纵方向的中心线作为安装的基准线，需要保证滚筒轴线与基准线保持垂直，不然的话，胶带在滚筒上会出现跑偏，在发生跑偏后，胶带在向滚筒的哪边偏离，就需要及时收紧哪边的轴承座，从而可以使得胶带跑偏的一边拉力增大，胶带会朝着拉力较小的方向偏移。如果是在中间段发生偏移，在有载分支上应该调节上托辊，在胶带跑偏一侧，将这段中的托辊组支架沿着胶带运转的方向向前移动，另一侧的托辊组支架则是沿着胶带逆行方向向后移动。

4.2.3安置必要的弹簧清扫器和空段清扫器

在输送机运转工作过程中，在滚筒表面常常会贴结物料，使得在滚筒上出现圆锥面，胶带出现跑偏。因此，在进行输送机工艺设计时，需要考虑到在头轮部分安置弹簧清扫器。在尾轮前大约0.8-1.0米的中心线处安置空段清扫器，使得胶带的内表面与工作面保持长久的清洁，不使滚筒上出现圆锥面，从而造成胶带跑偏现象。

4.2.4注重物料均匀地分布

在输送物料的工作现场常常会出现胶带上只要一加上负载物料，就会出现跑偏的现象。这种情况主要是因为物料的受料点不在胶带的中间部位，因此必须对受料口处的挡板进行必要的位置调节与结构改进，使得物料能够均匀地分布在胶带的中心位置，物料的流向定向，减少胶带跑偏的机会。

4.2.5设置合理的托辊数量与间距

选择使用调心托辊来调节胶带跑偏这是在输送机设计中为了防止与预防胶带跑偏现象常用的手段，但是往往收效甚微。这主要的原因是托辊在安装过程中无法保证其高度的一致，在高度上会出现不均匀的现象，胶带就会出现不能够与托辊接触的地方。依据在现场的调查来看，一条皮带系统中有将近三层的托辊是处于不转动的状态，在胶带与托辊之间附着力不够，导致胶带打滑。所以，需要变量地加大托辊之间的间距，托辊之间的间距依据从尾部开始递增的原则从受料处往驱动装置处增加。这样的方式不仅可以减少25%左右的托辊，而且可以使得输送机输送胶带更加稳定，增加胶带与托辊之间的附着力，从而减少胶带的磨损，增加使用寿命。

4.2.6设置跑偏开关

在输送机的输送带较长的情况下，可以在50米左右处设置跑偏开关。设置跑偏开关的位置是在机架的两侧而且需要靠近胶带的地方。在胶带出现跑偏的时候，托辊绕轴运动，在到达极限位置处，转轴会带动跑偏开关，从而出现警报，使得输送机停止转动，从而避免出现跑偏。

5结束语

篇7：带式输送机减速装置设计论文

刮板输送机中，驱动链轮通过轮齿与链条上链节的啮合，将圆周力传递给链条，形成牵引力，虽然驱动链轮是匀速转动，由于链轮是多边形体，上面各处的半径是周期性金.因此链轮周边上各点的圆周速度是不相同的。随着半径的周期性变化，各点的圆周速度的大小也是周期性变化。半径大处圆周速度大，半径小处圆周速度小。与链轮啮合的链在啮合传动中，也周期性的远离或靠近链轮中心，链条的牵引速度也将周期性变化。速度的变化引起加速度，从而在链条中产生动载荷。

输送机起动和制动时，链条的加速和减速运动也引起动载荷。

验算链条的强度时，陈在计算链条中的最大张力外，还应计入动载荷。因启动和制动所引起的动力不大，因此在计算动力载菏时，可将其略去，只考虑运转时链条运动速度周期变化而引起的动力载荷。

一、链条的运动学

如图2—l4所示，驱动链轮有Z个齿，链条的节距为l0，则链轮的最大半径Rmax可表示为

链轮的最小半径为

从上述两式可得到

驱动链轮作等速转动时，与其啮合的链条作不等速的平移运动。链速变化是由于链轮瞬时回转半径的不同，即从最大回转半径Rmax到最小回转半径Rmin周期性变化，也引起链周期性变化。

图2-14

如图2—l4所示，当链轮转过θ角时，其回转半径及链条瞬时速度为

式中v——链速，m/s;

——驱动链轮的角数度，rad/s;

——驱动链轮转角(t),rad;

t——时间，s;

n——正整数(1，2，……。表示转过多形链轮的边数)。

将式上式对时间求导数，得到链子平移时加速度为

(2-19)

图2—15表示了n=1时链条平移速度和加速度随链轮不断转动的变化曲线。从式(2—18)和式(2—19)也可以看出，速度和加速度随时间呈周期性变化。

假设链条移动的平均速度为υ0，则链轮转动一个节距的时间按移动的直线计算为，按转过一个节距对应的中心角计算为，于是有

(2—20)

将此值代入式(2—l8)及式(2—19)中，并考虑到，当t=0,则时得到链条的最大移动瞬时速度和绝对值最小的瞬时加速度。

(2-21)

(2-22)

当链轮转过时间，链轮的转角时，得到链条移动的最小瞬时速度和绝对值最大的瞬时加速度，并考虑到

(2-23)

(2-24)

当，多边形链轮第二个边开始与链条啮合时，即n=2，链条速度不变，但加速度突然变为

(2-25)

即链轮瞬时回转半径从最大转到最小时，链条作减速运动，速度由最大变为最小，加速度从零变到负最大值;链轮继续转动，从最小回转半径向最大回转半径变化，链条突然加速，加速度变为正最大值，链条移动速度开始增加。当链轮又转到瞬时回转半径为最大时，链轮加速运动停止，加速度为零，速度达到最大值。

图2-15

从上述分析可以看出，由于链轮是多边形，在与链条啮合传动中，其瞬时回转半径是变化的。当链轮作匀速转动时，链条的移动速度从最大值到最小值重复性地变化，在一个周期内一半时间加速度为正值，作加速运动;另半周期内作减速运动，其

第五章 链条啮合驱动的运动学与动力学

刮板输送机中，驱动链轮通过轮齿与链条上链节的啮合，将圆周力传递给链条，形成牵引力。虽然驱动链轮是匀速转动，由于链轮是多边形体，上面各处的半径是周期性金.因此链轮周边上各点的圆周速度是不相同的。随着半径的周期性变化，各点的圆周速度的大小也是周期性变化。半径大处圆周速度大，半径小处圆周速度小。与链轮啮合的链在啮合传动中，也周期性的远离或靠近链轮中心，链条的牵引速度也将周期性变化。速度的变化引起加速度，从而在链条中产生动载荷。

输送机起动和制动时，链条的加速和减速运动也引起动载荷。

验算链条的强度时，陈在计算链条中的最大张力外，还应计入动载荷。因启动和制动所引起的动力不大，因此在计算动力载菏时，可将其略去，只考虑运转时链条运动速度周期变化而引起的动力载荷。

一、链条的运动学

如图2—l4所示，驱动链轮有Z个齿，链条的节距为l0，则链轮的最大半径Rmax可表示为

链轮的最小半径为

从上述两式可得到

驱动链轮作等速转动时，与其啮合的链条作不等速的平移运动。链速变化是由于链轮瞬时回转半径的不同，即从最大回转半径Rmax到最小回转半径Rmin周期性变化，也引起链周期性变化。

图2-14

如图2—l4所示，当链轮转过θ角时，其回转半径及链条瞬时速度为

式中v——链速，m/s;

——驱动链轮的角数度，rad/s;

——驱动链轮转角(t),rad;

t——时间，s;

n——正整数(1，2，……。表示转过多形链轮的边数)。

将式上式对时间求导数，得到链子平移时加速度为

(2-19)

图2—15表示了n=1时链条平移速度和加速度随链轮不断转动的变化曲线。从式(2—18)和式(2—19)也可以看出，速度和加速度随时间呈周期性变化。

假设链条移动的平均速度为υ0，则链轮转动一个节距的时间按移动的直线计算为，按转过一个节距对应的中心角计算为，于是有

(2—20)

将此值代入式(2—l8)及式(2—19)中，并考虑到，当t=0,则时得到链条的最大移动瞬时速度和绝对值最小的瞬时加速度。

(2-21)

(2-22)

当链轮转过时间，链轮的转角时，得到链条移动的最小瞬时速度和绝对值最大的瞬时加速度，并考虑到

(2-23)

(2-24)

当，多边形链轮第二个边开始与链条啮合时，即n=2，链条速度不变，但加速度突然变为

(2-25)

即链轮瞬时回转半径从最大转到最小时，链条作减速运动，速度由最大变为最小，加速度从零变到负最大值;链轮继续转动，从最小回转半径向最大回转半径变化，链条突然加速，加速度变为正最大值，链条移动速度开始增加。当链轮又转到瞬时回转半径为最大时，链轮加速运动停止，加速度为零，速度达到最大值。

图2-15

从上述分析可以看出，由于链轮是多边形，在与链条啮合传动中，其瞬时回转半径是变化的。当链轮作匀速转动时，链条的移动速度从最大值到最小值重复性地变化，在一个周期内一半时间加速度为正值，作加速运动;另半周期内作减速运动，其

加速度为负值。链轮转过瞬时最小回转半径时，链条从最大的减加速运动突然变为最大的加速运动。

二、链条上的动载荷

1)将链条视为一条刚性的长杆，研究其作变速运动时，链条本身产生的动荷载。从链条运动学分析的结果来看，链条运动中产生的动荷载来自两个方面：一方面是链条作加速运动时产生的惯性力;另一方面为链轮转过瞬时最小回转半径时，最大的加速度值是由减加速运动变为加速运动，对链条产生冲击动荷载。所以，总的动荷载应为两者的代数和。

首先讨论链条的惯性力。由图2—16可知，如在驱动轮上链条的绕入股与绕出股条件相同时，两股链上66速度，加速度大小相等，方向相反。因此，偶性力在绕入股与绕出股上的作用是不相同的，当绕入股的加速度为正值时，速度逐渐加大，运动加快，链条受附加拉伸，此时链条上的惯性力与加速度方向相反。因此惯性力使绕入股链条内的张力增加。与此同时，链条绕出股受链轮驱动作加速运动，绕出股的链条受到附加压缩，使链条移动速度减慢。因此惯性力使绕出股链条内的张力减小(注意：绕出股B3点的张力最小，沿链条运动方向向前张力逐渐增加)。

图2-16

当链轮从Al点转到A2点时，按同样原理分析，惯性力使绕入股张力降低，使绕出股张力增加。因此，链条由于克服惯性力，在其内产生的附加张力，在绕入股和绕出股上数值相等，以符号相反来表示对链条内总张力的作用不同，即

式中,——由惯性力在链条的绕入股和绕出股内引起的附加张力，N;

G——整个刮板链及被移动物料的折算质量，即产生惯性力的质量，kg;

——产生惯性力的加速度，，

整个产生惯性力的可移动部分的折算质量可按下式计算：

。

式中q——重载段单位长度上的荷载，N/m;

——空载段单位长度的荷载，N/m;

——重载段长度，m

——空载段长度，m。

重载段单位长度的荷载可按下式计算：

式中——考虑物料参与链条不均匀运动程度的系数(对于刮板输送机，可取C1=0.3--0.5)。

产生惯性力的加速度，可以认为仅在某时间内近似地等于A点及B点的加速度。因为链条的速度在到之间变化，特别是突然增大时，链条就象硬弹簧一样，处于纵向振动状态。当振动频率很高时，链条上各点加速度相差很大，应该把加速度α′理解为某一平均值，此值可能与A点、B点的加速度不同。以后，振动很快又消失。因此，在加速度突然重新增高之前的时间内，可近似认为

此时

设链条上A点的张力为，B点上的张力为。则可直接得出在加速度突然提高之前A点的总张力为

B点的总张力为

在链条刚进入啮合时，链轮瞬时回转半径最小，链条趋入点此时加速度由突然增加到，其总量增加为。又考虑到加速的突然增加而造成纵向振动的影响，总加速度应取

式中k——动力系数，如果认为加速度的突然增加能够迅速传到整个链条，取k=2。

按照加速度突然提高引起的附加张力在链轮趋入点及奔离点大小相等，方向相反计算，其值为

这时,作用在链条上A点的总张力最大为

在A点为正，B点为负的总动力载荷，其最大值相等为

2)链条实际是具有弹性的，不能视为绝对刚性的长杆，张力沿链条传递时，不能很快传遍整个链条。而且，随着输送机长度增加，这种可能性就愈大。实际上动力载荷的传递，是在某一段时间内，以弹性波的速度传播的。试验测定，弯片式链条和可拆模锻链条弹性波的传播速度分别为600-700m/s和800一1000m/s。

根据上述公式计算的动载荷和总张力只适用于较短的输送机，对于长距离运输的输送机以及链条内张力又很大时.如果随着链条张力的变化所引起的自由振动和强迫振动达到共振状态的话，上述计算有较大的误差。因而，对长距离的刮板输送机有必要探求较为精确计算方法。

由于链条的刚度和质量是均匀分布的，在工作过程中链条上存在有预加静拉力，因此链子可视为弹性杆。它在驱动链轮的一端借助电动机的能量，通过驱动链轮使其周期性地改变移动速度。在此激励下，作为弹性杆的链条产生纵向强迫振动。由于弹性波在重载段和空载段传播速不同，整个系统要用两个波动方程表示

式中——空载段和重载段面的弹性位移;

x——断面的坐标;

t——时间;

——链条上的加速度;

g——重力加速度;

f——平均运动阻力系数;

b1,b2——链条重载段和和空载段中他弹性波的传速度。

为了解此波动方程组，需要应用边界条件，即要确定该弹性杆端的位移和速度。通过链条在趋入点和奔离点，弹性波的反射理论和试验的研究，在此基础上提出了刮板链振动方程的边界条件。

由于链条趋入点在链条振动过程中不应松弛，即张力不应降到零。因此，可以认为此弹性杆的两端相当于固定的，则边界条件为

当时，链条内的弹性波在经过张紧链轮时，将分成前进波和反射波两部分。因此，在该处应引入接触条件。

研究表明：此弹性波由重载段反射时，反射波的符号与入射波的相同，反之由空载段反射时，反射波的符号与入射波的相反。入射波与前进波的符号永远相同。此时边界条件为

接触条件使求解大为复杂。可以证明在引入一个弹性波在重载段和空载段中传播的平均速度后，将两个段的波动方程合成一个，其计算结果可以满足实际工程的精确度。平均速度为

在应用上述公式计算时，其数值应减小1.2—1.3倍，原因是由于传动部件使链条主振周期增长之故。一般的可拆模锻链中的弹性波传播平均速度约为885m/s。

统一的波动方程为

其通解为

根据边界条件，

x=0时，u=0得积分常数D=0

x=L时u=0得：Csin

因为D=0，故C不应为零，失去意义。故

n=1,2,3……

式中pn——系统自由振动的角频率。

链条断面位移一般表达式为

当n=1时为基波，其周期为

链条作非匀速运动所引起的动载荷，其大小主要决定于其强迫振动的振幅。振幅的大小取决于系统自振频率与激励频率的比值，当外力的周期与系统自由振动的某阶主振周期相同时，系统产生共振，振幅达到最大值，该情况发生在链条某几种速度时。此时动载荷为最大。

对均布质量的链条求强迫振动

的振幅是较复杂的问题。因此可近似采用单自由度系统振动的方程来表达

式中u——折算到链轮端的链条质量;

P——系统的主自振角频率;

pB——激励的角频率;

AB——激励作用的位移周期。

此时由强迫振动产生动载荷的幅值为

式中m——折算到链轮端的链条质量。

动载荷的共振幅值在很大程度上取决于链条工作时的耗散力。耗散力主要有：

(1)外部的均布阻力，即链条与槽体，物料与槽体之间的摩擦阻力。

(2)内部的均市阻力，即链条内部的摩擦与变形产生的阻力。

(3)外部集中阻力，即弹性波在反射和拆射处损耗的阻力。

研究表明第三点导致链条振动衰减的主要因素。其原因是弹性波在驱动轮处反射时，由于传动箱的振动及驱动轮和传动机构的不可逆位移而产生的能量消耗比较大。而内外部的均布阻力一般使振动衰减很小。

3)降低动载荷的途径。虽然链条工作时有很大的耗散力，链条如果共振时，其动载荷还能使链子很快地疲劳损坏。因此，使链条在远离共振区工作是非常必要的。其办法可以采取提高链速，保持生产能力，既可减少链条中的静张力，又降低动张力;还可以采用弹性张紧装置和在电动机与减速器之间采用弹性联轴器，以降低链条整个系统的自振频率。研究还表明：合理选择整个输送机的参数，使链条的强迫振动与其自由振动作用的结果相互抵消，则动载荷明显减小。为此必须满足

式中m——链条自由振动周期与强迫振动周期之比(n=2，4，6，……)。

动载荷产生的主要原因是链条运动速度的不均衡，曾经有人提议采用均衡机构消除链速的不均衡性。这种看法在理论上看是正确的，因为它是从消除产生动力载荷根本原因出发的。均衡机构的原理是给驱动轴以不均匀圆周速度的传动，其不均匀的周期恰恰相当于链轮转动一个链环中心角的时间，同时它的运动规律恰好与无均衡机构时链条直线速度变

化规律相反。为此，均衡机构可以用偏心传动、椭圆轮、定形凸轮、曲线轮等。它的最大缺点是使驱动装置的构造复杂化，提高机器成本;许多类型的均衡机构虽然改善了链条的工作状况，但是，使驱动装置的其它零件工作条件变坏，因此迄今为止，均衡机构没有获得实际应用。

篇8：带式输送机减速装置设计论文

1 带式传输机

带式传输机又被叫做胶带输送机, 它是我们通常可见的联系动作式的传输设备起重之一, 这些年带式传输机因为在输送能力方面很大, 实际维护起来较为方便, 整个营运需要的费用方面很低, 而且在结构方面很简单, 运转起来平衡和可靠, 实际运行的阻力较小, 运转耗费的电量很小, 很容易进行自动化的操作和运用。可以被广泛应用到冶金、电力和化工等众多的工矿企业之中, 比如在煤炭领域, 带式传输机主要在采取的巷道和主要的运输平巷以及斜巷中进行使用, 也可以普遍使用在地面生产的系统以及选煤厂之中。

这样的带式输送机在实际的运转之中很容易出现的问题就是出现输送带跑偏的现象, 如果不能进行及时的处理, 就会因为输送带边缘和托辊架或者是机架出现剧烈的摩擦, 这样很快就会在输送带边缘的一些保护层磨掉, 导致一些带芯受潮的大气出现侵蚀导致迅速的损坏, 严重的还可能造成输送带的损坏, 导致一些断带的事故。比如在煤矿传输中出现了一些向外撒煤的现象也多半是因为输送带出现了一些严重的跑偏现象, 这些现象和实施表明, 防止数艘古代跑偏这是带式输送机运用保护之中的重要问题。

2 滚筒调偏基本方法

滚动调偏调整的方法主要有两种, 一种是采取轴压整体的调整方法, 另一种是直接的控制好轴头的位置, 我们下面将要讨论和设计的主要是前面的第一种方法。根据现今掌握和搜集的相关资料以及介绍, 在整个轴端调整的树量和输送带横向之间移动的量中间基本上保持的是一种线性的变化。实际需要调整的方向根据输送带跑偏的方向以及输送带实际运行的方向来进行具体的确定, 一般在现场使用的方法主要是, 对于跑偏侧相关的滚筒轴座以及输送带运转方向背离的方向做好相应的调整。

3 自动调偏系统设计

3.1 自动调偏原则

这样的自动调偏的相关原理主要就是运用跑偏传感器来对相关的信号进行实际检测, 让相关的液压系统作为整个执行的机构, 若在整个输送带边缘出现超出允许位置的情况, 则需要保持设备方面足够完好, 并按照手册相关的规定进行操作, 对于上部的输送带控制不要超出滚筒以及托辊边缘, 还要保证输送带不会出现磨机架现象。保证跑偏的传感器能够触合, 然后来控制液压站进行启动, 同时还需要做好对电磁阀的切换, 实现向整个液压马达方面的供液, 液压的马达需要通过螺旋机, 然后来带动顶杆实现对整个轴头的推移, 实现最终的前移以及后退。我们把输送带复位到已经允许位置以内的时候, 跑偏的传感器就会脱开, 从而实现对液压泵停止供液的控制, 让整个电磁阀实现回零, 调偏实现结束。

我们考虑到输送带会出现瞬时的偏摆现象。可以在位移传感器和液压站的启动控制器电路之中设置延时的装置, 让整个跑偏传感器的触合时间可以达到三十秒的时间, 这样才能启动调偏的装置。

3.2 确定主要的技术参数

我们通过初步的实验得出样机的技术方面的一些参数, 并根据参数做了一些推算。首先是最大的推动力, 大于等于6000N, 它的最大调整量是30mm, 整个调整的速度在0.8mm/s, 电源是660/380V, 频率在50Hz。

对于传动零件方面的设计和计算。一般就是为了满足具备较好的传力性方面的要求, 实际可以运用梯形螺纹的形式。首先需要做好对材料的应力进行确认, 在螺杆材料方面, 我们选择采用45号钢, 进行相应的调质处理。如果σp=360Mpa那么由相关计算公式可知:

如果螺母的材料选择的是ZCuA110Fe3, 由相关的公式可知:

那么相应的低速传力螺旋:

按照耐磨性来计算螺杆中径:

相应的螺母高度H=φd2=1.7×34.5=58.65mm, 让H=60mm, 那么就可以得到螺纹的圈数:

3.3 自动调偏及保护装置的工作机理

现今新研制的自动调偏以及保护的装置使用的动力源主要是电动机力源。经过侧偏立的辊机构, 从而对现胶带跑偏的现象进行自动的跟踪。相关的伺服机构则实现了胶带跑偏量和胶带调心托辊转角之间的对应。一旦胶带出现向右的跑偏的时候在胶带边缘推动调偏装置的立辊就会相应的向右一定相等的距离, 整个立辊在唐璜支撑作用下, 就出现始终和胶带的边缘进行解除, 以整个立辊轴围绕着O点进行运转, 从而推着伺服杆向着左边进行移动, 整个移动的距离可以用下面的公式表示:

在公式里面, 如果出现△1>△, 这个触电让整个电控系统的左路实现连接通畅, 这时电动机就能进行正常的运转。如果让螺母向着左边移动一个△1的距离, 因为控制盒是被固定在螺母上的, 会向着左边进行一起移动, 这就导致触电和控制盒里面左侧的控制电路出现断开, 整个电机出现停止运转的情况, 调心托辊架会顺时针转动到一个Y=△0的角度, 这就实现了偏调的目标。一旦胶带回到中心的位置上, 在弹簧的作用下你, 立辊轴会出现向着反方向的转动, 从而带动伺服杆向着右边进行移动, 这个时候触电就会连通和控制盒子内部右边的电路, 导致电机出现反转的情况, 让整个调心托辊由能回到原先的位置上, 这就避免了调心力出现滞后的情况。

4 结论

把自动调偏的装置引入到调偏的机构之中, 让它既有自动进行跟踪以及自动的调偏以及调偏量呈现增大等方面的特点, 而且还能把输送机进行综合保护之中的跑偏量进行自动的检测部分和纠偏的那些部分进行组合, 这样的设备具有广泛的应用前途, 可以有效的解决现今的带式传输机运转中存在的问题。

参考文献

[1]牛耀宏, 陈晓明.带式输送机自动调偏系统机械传动装置设计[J].煤矿机械, 2007 (8) .