毕业（设计）论文--带式输送机毕业设计

毕业（ 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ）论文--带式输送机毕业设计 毕业(设计)论文--带式输送机毕业设计 带式输送机 摘 要 带式输送机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管理维护方便在连续装载 条件下可实现连续运输本论文主要涉及了带式输送机的机械设计和电器原理设 计部分 带式输送机的机械设计程序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其中包括输送带的类型和带宽选择带式输送机线路 初步设计托滚及其间距的选择滚筒的选择电动机减速器推杆制动器液压软起动 的选择等第二步是施工设计主要根据初步设计选定的滚筒托滚驱动装置完成对 已选部件的安装与布置图纸设计工作 最后在机械设计的基础上完成了对输送机的保护装置及其电器原理设计电 器控制主要通过可编程控制器实现PLC 关键词带式输送机驱动装置可编程控制器 Abstract Belt conveyor transmission capacity is one of the largest continuous transporting machine Its structure is simple smooth operation reliable functioning and low consumption little pollution easy centralized control and automation And the continuous transportation of the facilities can be achieved in successive loading The paper is mainly about the mechanical design and electrical principles belt conveyor design There are two steps of designing the belt conveyor machinery the first step is the preliminary design mainly through theoretical calculations elected suitable carriers components Including travel and the type of bandwidth selection preliminary design belt conveyor lines roll up their space options roller choice electric motors reducer push rod brakes hydraulic soft start option The second step is the construction design based primarily on the preliminary design selected roller roll up driven devices have completed the installation of the components of the design and layout drawings Finally in the mechanical design basis for carriers I complete the design principles of the protection devices and appliances the control of electrical equipment can be achieved primarily through programmable controller PLC Keywords belt conveyordriven devicesprogrammable controller 目录 1 绪 论 1 11 带式输送机的发展及现状 1 12 带式输送机的发展趋势 9 13 本课题研究的目的和意义 12 14 本课题研究的内容 13 2 带式输送机的施工设计 15 21 概述 15 22 带式输送机的初步设计 15 3 带式输送机电控设计 40 31 指令说明 40 32 系统工作原理 41 参 考 文 献 47 致 谢 49 附 录 50 1 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冶金煤炭化工矿山港口等各行业 11 带式输送机的发展及现状 现代所指的胶带输送机主要指采用托辊支承也就是普通意义上的胶带输送机普通胶带输送机的输送带为橡胶带输送带绕过两端的传动滚筒并在整个长度上支承在许多托辊上其中输送带上面的分支为有载分支而橡胶带下面的分支为无载分支输送带既是胶带输送机的牵引件又是承载货物的承载机构工作时由电动机通过减速器驱动传动滚筒依靠传动滚筒与输送带之间的摩擦力使输送带连续运动被运物品靠它与输送带之间的摩擦力随输送带运动到卸载地点卸载普通胶带输送机根据工作位置是否固定不变可分为固定式胶带输送机和移动式胶带输送机根据驱动电机和可否正反转可分为正转胶带运输机和可逆式输送机另外也可以做成机架伸缩以改变输送距离的可伸缩胶带输送机等 带式输送机的组成如图11所示主要有输送带驱动装置电动机减速机软启动装置制动装置联轴器传动滚筒改向滚筒托辊组拉紧装置卸料器机架漏斗导料槽安全保护装置以及电气控制系统等组成 带式输送机的发展历史实际上就是胶带输送机支承件的发展史大致可分为三个时期滑槽支承托辊支承非接触支承最原始的胶带输送机的胶带在滑槽内滑动由于当时条件下摩擦系数与胶带的耐磨性没有办法解决所以得不到应用与推 广在采用托辊支承以后摩擦系数显著减少胶带输送机得到了广泛应用但是托辊的数量以及托辊的维护成为制约胶带输送机发展的最大障碍特别在高速运输场合其缺点更加明显20世纪7080年代出现了非接触式胶带输送机采用气垫磁垫液垫的形式使胶带与支承件不直接接触该种机型大大节省了金属材料降低了生产成本更适合高速大运量场合 带式输送机按承载断面可以分为平形槽形双槽形压带式波纹挡边斗式波纹挡边袋式吊挂式圆管形固定式和移动式圆管形等8大类按驱动方式分带式输送机又可分为三大类有辊式输送带全由托辊支撑运转无辊式输送带靠气垫磁垫水垫支撑运转直线驱动方式将电动机驱动变为直线电动机驱动方式 带式输送机与其他散状物料输送机以及汽车铁路运输相比有以下优点 1结构简单带式输送机的结构由传动滚筒改向滚筒托辊或无辊式部件驱动装置输送带等几大件组成仅有十多种部件能进行 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化生产并可按需要进行组合装配结构十分简单 2输送物料范围广带式输送机的输送带具有抗磨耐酸碱耐油阻燃等各种性能并耐高低温可按需求进行制造因而能输送各种散料块料化学品生熟料和混凝土 3输送量大运量可从每小时几公斤到几千吨而且是连续不间断运送这是火车汽车运输望尘莫及的 4运距长单机长度可达十几公里一条在国外已十分普及中间无需任何转载点德国单机60公里一条已经出现越野的带式输送机常使用中间摩擦驱动方式使输送长度不受输送带强度的限制 5对线路适应性强现代的带式运输机在越野敷设时已从槽形发展到圆管形 他可以在水平及垂直面上打弯打破了槽形带式输送机不能转弯的限制因而能依山靠水沿地形而走可节省大量修隧道桥梁的基础建设 6装卸料十分方便带式输送机可根据工艺流程的需要可在任何点上进行装卸料圆管式带式输送机也是如此还可以在回程段上装卸料进行反向运输 7可靠性高由于结构简单运动不见自重轻只要输送带不被撕破寿命可长达十年之久而金属结构部件只要防锈好几十年也不坏 8营运费低廉带式输送机的磨损件仅为托滚和滚筒输送带寿命长自动化程度高使用人员很少平均没公里不到一人消耗的汽油和电力也很少 9基础建设投资低火车汽车输送的坡度都很小因而延长不大修建的路基长而带式输送机一般可在20度以上如果用圆管式90度都能上去又能水平转弯大大节省了基础建设投资另外通过合理设计也可以大量节约基建投资现在国外带式输送机每公里成本费为100万,300万美元国内为人民币500万元其中输送带占整机成本的30,35随着化学工业的发展输送带成本将进一步下降 10能耗低效率高由于运动部件自重轻无效运量少在所有连续式和非连续式运输中带式输送机能耗最低效率最高 综上所述带式输送机的优越性已十分明显它是国民经济中不可缺少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 带式输送机的经济效益比较如下列表所示 表11 德国槽形带式输送机和铁路卡车有轨电车基建费比较表 项 目 槽形带式输送机 铁路 有轨电车 卡车 从矿山到港口距离km 1046 2350 1046 1738 每吨公里运费万元 10 058 229 130 每吨的相对运费万元 10 126 229 216 相对的基建投资万元 10 130 081 097 相对基建投资比例 10 1130 081 097 表12 德国卡车和带式输送机设备投资和运费比较表 距离km 带式输送机设备投资费用 万元 卡车设备投资费用 万元 带式输送机运费 元?t?km-1 卡车运费 元?t?km-1 2 13195 23345 04572 1827 4 19285 27405 03243 1015 6 25375 30044 02796 07511 8 31465 32886 02436 06293 10 37911 34510 02274 05481 表13 法国卡车同带式输送机的经济性比较表 项目 带宽? 带长km 高差m 功率kw 运量t?h-1 带式输送机比卡车 节省 投资 功率 电能 1 800 1312 -27 1900 800 72 42 71 2 800 58 -72 250 1000 79 94 93 3 800 1120 -557 50下运 516 40 94 98 表14 中国山西铝厂龙 门山石灰石矿带式输送机与电机车及卡车运输 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 比较表 运输方式 运距km 1988年预算元?t-1 1988年成本元?t-1 年运费 万元 带式输送机钢芯胶带 12 0275 08 140 电机车方案 11 0305 09 195 卡车方案 12 24 30 600 随着国民经济的飞速发 展矿山建材化工港口粮食电力煤炭等部门对散状物料的输送提出了新的要求要 求带式输送机以长距离 指单机输送长度国外最长达15000m国内最长达8984m 大运量 高带速和大带宽 和大倾角输送物料同时提出无公害环保输送散体物料 的要求因此带式输送机已不只是厂内及车间与车间之间的输送设备而成为可以与汽车运输相竞争的输送设备无论国外还是国内的建材及矿山行业在这两种运输方案的对比选择后最终还是较多地选择以长距离大运量的带式输送机代替汽车运输的方案其原因是采用汽车运输不仅要修建公路购买汽车一次性投资大而且日常的公路和汽车维修费用也很高带式输送机输送散状物料是连续的物料流生产效率高 目前国外最大带速已达12ms国内的最大带速达518ms最大输送量8400th当然增加输送带的宽度也可以提高输送量 国外采用的最大带宽是3300mm 但增加带宽使整机所有相关尺寸增大增加了设备的总投资特别是输送带的成本要占整机成本的30,50而且距离越长运量越大占的比例就越大同时大带宽需要相应的硫化设备用于输送带和输送带接头的硫化因此我国目前所采用的最大带宽为2200,2400mm今后的发展趋势是提高带速以提高输送量当然提高带速受到托辊转速 主要是轴承转速 的限制国外生产的轴承转速可达1000rmin而国内设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 中规定不大于600rmin如何生产出与托辊配套的高质量轴承也是轴承行业需要深入探讨的课题 近年来增加带式输送机的运输长度成为减少输送散状物料费用的有效手段增加运输长度不但减少了带式输送机成本而且改进了输送机性能设计出性能更可靠寿命更长使用期投资更低的高强度长距离带式输送机一直是输送机技术中的一项革新方向通过引进国外先进国家的带式输送机整套设备及技术以及国内广大科研技术人员的共同努力可以说国内设计和制造长距离大运量带式输送机的水平已经可以满足国内市场的需求但是一些关键技术尚需引起重视并加以深入研究和开发长距离带式输送机的驱动系统作为整机的枢纽必须有效地控制好 整条输送机最大可能地保证输送机的最佳输送性能且尽量减少对输送机各部件的负荷尤其是机电部件的负荷和动力同时长距离带式输送机需要消耗大量的电能实验表明用在带式输送机上的电能70被用于克服滞动力这就使得长距离带式输送机的胶带张力控制和带动力都是极为重要的因此在提高输送机所用胶带性能的同时长距离带式输送机的驱动系统必须能够满足各种综合动力的技术要求以适应输送各种物料的需要 1 驱动系统的技术要求 ?输送机控制性能 长距离带式输送机的驱动系统必须从加 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 ?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 ?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 ?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 2 长距离带式输送机合理的驱动装置 ?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 ?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置有效地解决多机驱动中的电机负载不平衡问题 12 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 5 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TD75DT?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 13 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 由于带式输送机具有布置安装灵活运行安全可靠 效率高且能连续输送和自动化程度高等特点而被广泛地应用于各种线路生产系统中普通上运带式输送机有一定的输送倾角当超过临界角度时将引起物料的下滑原煤所允许的最大上运倾角为20?本次课题研究的带式输送机倾角为296?输送的物料为原煤符合普 通上运带式输送机的设计要求 胶带输送机的设计通常采用标准的计算方法对于长距离高速的输送系统设计一些对普通胶带输送机设计不被重视的问题显得突出起来长距离胶带输送机系统投资较大因而进行经济合理的设计对节省工程投资降低运营费用是极为重要的目前经常采用的方法有 1合理地布置托辊间距减少托辊的数量从而降低托辊的投资 2降低输送机的运输能力减少能耗以降低输送机系统的运营费用为减少阻力需要提高托辊的制造和安装质量以及适当加大托辊的直径 3降低输送带的张力可使设计中选择强度登记较低的输送带从而降低输送带的投资 4选择合理的驱动系统在长距离胶带输送机的设计中单纯采用大电机的方法难以满足起动力矩的需要会使输送带受到很大的震荡波目前采用较多的是使用液力偶合器和液体粘性软起动装置在电机和驱动滚筒之间允许有打滑从而得到一个软起动 根据带式输送机布置的不同起制动方式和时间也相应可以调整使输送机的动态冲击降到最小提高输送带的使用寿命和降低输送带的强度等级 14 本课题研究的内容 com 带式输送机系统初步设计 1 逆止 力矩的计算 231234 22 带式输送机的初步设计 com始资料 输送带能力 运输距离 输送倾角 原煤松散密度 煤最大块度 600th 40570m 0? -15? 09tm3 300mm 煤动态堆积角 供电电压 带速 应用单位 20? 660v 25ms 桃园矿?2采区 com送机的类 输送带在带式输送机中既是承载构件又是牵引构件它不仅需要足够的强度而且还应具有耐磨耐疲劳以及特殊要求如井下用的输送带还必须具有阻燃的特性输送带选择的合理与否直接影响带式输送机的投资运行成本更重要的是影响输送机可靠安全的运行 com运行速度的选择 带速是输送机的重要参数通常根据以下原则进行选择 ?长距离大运量的输送机可选择高带速 ?倾角大运距短的输送机带速宜小 ?下运相对上运带式输送机带速低 ?粒度大磨琢性大易粉碎和易起尘的物料宜选用较低带速 ?采用卸料车卸料时带速不宜超过25ms采用犁式卸料器卸料时带速不宜超过2ms ?输送成件物品时带速不得超过125ms ?手选用带式输送机带速一般为03ms 表21 与物料有关的常用带速 输送物料的特性 带宽B毫米 500650 8001000 12001400 带速v米秒 磨琢性小品质不会因粉化而降低如原煤砂泥土原盐等 0825 10315 1550 中等磨琢性中小粒度150mm以下 的物料如矿石石渣钢渣等 0820 1025 1040 磨琢性大粒度大350mm以下大块物料如矿石石渣钢渣等 0816 1025 10315 磨琢性大易碎的物料如烧结矿焦炭等 0816 0820 0820 磨琢性小品质会因粉化而降低如谷物化肥无烟煤等 0820 0825 08315 常用带速系列值如下08101261620253154045505660 此处初选带速v 25ms com确定 1满足设计运输能力的带宽B1由 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 21 B1 式21 8822mm 式中 Q设计运输能力th B1满足设计运输能力的输送带宽度m K物料断面系数 v 输送带运行速度ms 物料的散状密度t c倾角系数 表22 倾角系数表 输送倾角 0,3? 5? 10? 15? 20? c 1 099 095 089 081 2 满足物料块度条件的宽度 对于未筛分过的物料根据上列计算选取带宽 com种类的选择 在输送带类型确定上应考虑以下因素 1 为延长输送带使用寿命减小物料磨损尽量选用橡胶贴面其次为橡塑贴面和塑料贴面的输送带 2 在煤矿生产中同等条件下优先选择整体阻燃带和钢丝绳芯带 3 在大倾角输送中为了改善成槽性高强输送带采用钢丝绳芯带较为理想 4 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原煤之类的矿石为防止撕裂可以加防撕网 5 根据机长和带强来具体确定类型长距离一般采用钢丝绳芯带高强度一般采用钢丝绳芯带 综合以上原则以及矿井下使用的工况环境选用钢丝绳芯输送带 com路初步设计 由驱动装置的型式数量和安装位置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内容确定输送机的布置简见图21所示 图21 输送机布置示意图 com选择计算 1托辊的种类 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 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2?,3?实现防跑偏 2托辊直径和质量的确定 根据输送带的宽度托辊组中的托辊数和托辊见的链接和布置方式由设计手册确定槽型托辊的长度L 380mm直径D 108mm图号G405轴承型号为6205C4 3托辊间距的选择 托辊间距应该满足两个条件辊子轴承的承载能力和输送带的下垂度承载托辊间距可以根据参考表查的下托辊间距一般为上托辊间距的2倍受料处托辊间距视物料容量和块度而定一般去为上托辊间距的1213 此处 上托辊间距 12m 下托辊间距 24m 4托辊阻力系数 托辊轴承目前均采用滚动轴承迷宫式密封由于旋转部件不与密封直接接触所以运行阻力小参考托辊组里系数表选取各系数如下表 表23 托辊组系数表 运行系数fs 冲击系数fd 工况系数fa 11 106 100 表24 承载托辊间距参考表m 松散物料堆积密度tm2 带宽 mm 400 500 650 800 1000 1200 1400 1600 2000 08 15 14 13 13 081,16 14 13 12 12 161,2 14 13 12 12 21,25 13 12 11 10 25 12 11 11 10 表25 F托辊回转部分质量kg 托辊形式 带宽mm 500 650 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 槽形承载托辊 铸铁座 11 12 14 22 25 47 50 72 77 冲压座 8 9 11 17 20 回程托辊V形 托辊 铸铁座 8 10 12 17 20 39V 42V 61V 65V 冲压座 7 9 11 15 18 托辊 直径 89 108 133 159 轴承 204 305 406 407 5过渡段托辊组的布置 此次设计中有过渡段在后边转弯半径设计计算中考虑 com 带式输送机线路阻力计算 1基本参数的确定计算 a输送带线质量 根据DT?手册表4-5 钢丝绳芯输送带ST1000规格及技术参数查得 b物料线质量 已知设计运输能力输送带运行速度时物料线质量由公式得 式22 式中 q-输送带每米长度上的物料质量kgm Q-每小时运输量th v-运输带运行速度ms c托辊转动部分的线质量 式23 式24 式中 分别为承载分支和回程分支托辊组的线质量kgm 分别为承载分支和回程分支的托辊组质量kg 分别为承载分支和回程分支的托辊组间距m 2计算各直线区段阻力 对于承载分支 190413N 其中ω′ 004 -10357251N -10166838N 式25 对于回程分支 44274N 其中ω" 0035 3949126N 39934N 式27 式中 承载分支直线运行阻力N 回程分支直线运行阻力N 重力加速度 ms2 输送长度m 输送倾角 输送带在承载分支运行的阻力系数见表26 输送带在回程分支运行的阻力系数见表26 表26 输送带沿托辊运行的阻力系数 工作条件 ω′槽形 ω"平行 滚动轴承 含油轴承 滚动轴承 含油轴承 清洁干燥 002 004 0018 0034 少量尘埃正常湿度 003 005 0025 0040 大量尘埃湿度大 004 006 0035 0056 com 输送带张力计算 1用逐点法计算输送带关键点张力 图22输送带各张力点图 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24选取对于塑面带应相应减少 表27 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 035-04 04-045 035-04 04-045 清洁湿 态运行 01 035 035 035-04 污浊湿态运行 005-01 025-03 02 035 为简化计算输送带绕经滚筒的两项阻力按输送带的张力增加5计算依逐点 计算法得 式27 式28 式29 式210 式211 式212 式213 式214 式215 经查上表可知摩擦系数其中围包角取摩擦备用系数取n 12 最小张力电在处 2垂度条件即输送带的张力必须保证输送带在两托辊间的垂度不超过规定 值或者满足最小张力条件 对于承载分支输送带最小张力 527848N 式216 对于回程分支输送带最小张力 2717N 式217 由上面计算的数值可以得知不满足垂度条件取回空分支的最小张力点 5280N则根据这一条件 出各点的张力点分别为 com 输送带强度校核 选用的ST1000型钢丝绳芯输送带的拉断强度为1000Nmm带宽1000mm 安全系数为 式218 com 转弯半径及有关尺寸的计算 凸弧半径的设计原则是 1凸弧处输送带侧边应变不超过允许值 2不致使槽型托辊的中间托辊对应的输送带隆起 3 不致造成托辊轴承寿命的缩短 满足原则1有 式219 式中 在凸弧处支承托辊相对加密 com 计算滚筒牵引力与电动机功率 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 因向下运煤所需的牵引力大于输送机空转所需的牵引力应按向下运煤计算所需的电动机功率 输送机向下运煤的反馈功率为 式220 因为使用双电机带动单滚筒驱动所以电动机选查阅有关手册选择Y315-4型三相异步电动机其主要技术参数额定功率为132kw额定转送为1480rmin com 驱动装置及其布置 驱动装置的作用是在带式输送机正常运行时提供牵引力或制动力它主要由传动滚筒减速器联轴器和电动机等组成 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 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菱形沟槽胶面滚筒之后又出现了一种带轴向槽的菱形沟槽胶面滚筒因为轴向沟槽使摩擦系数升高从而弥补了菱形沟槽胶面滚筒比人字沟槽胶面滚筒摩擦系数小的缺点这种菱形沟槽滚筒目前国内尚未制造生产 普通传动滚筒都是采用焊接结构即轮毂辐板和筒皮之间采用焊接结构该类滚筒适用于中小型带式输送机 在大功率的带式输送机中必须采用铸焊结合的结构形式滚筒两端的轮毂辐板和筒皮为整体铸造然后再与中间筒皮焊在一起 改向滚筒 改向滚筒有钢制光面滚筒和光面包胶滚筒包胶的目的是为了减少物料在其表面的黏结以防输送带的跑偏与磨损滚筒的轴承有布置在内侧与外侧两种形式 滚筒直径的选择计算 2传送滚筒直径的选择 选择传动滚筒直径时可按四个方面考虑 ?限制输送带绕过传送滚筒时产生过大的附加弯曲应力计算滚筒直径 150d 式221 式中 传动滚筒直径mm d钢丝绳直径mm ?为限制输送带表面比压以免造成覆盖胶脱落的滚筒直径 式222 式中S输送带张力N B输送带宽度mm a钢丝绳间距mm 查表得a 10mm 输送带表面许用比压 ? 限制覆盖胶或花纹变形量小于6的传动滚筒直径为35K b05d 式中K包围角影响系数 b钢丝绳芯输送带上覆盖胶厚度mm ? 当输送带弯曲频次高时滚筒直径要相应大一点以补偿高频次弯曲疲劳破 坏程度 综上传动滚筒直径D 式222 最终确定传动滚筒直径为D 1000mm 3 改向滚筒直径选择 式223 式224 式中 尾部改向滚筒直径mm 其他改向滚筒直径mm 传动滚筒直径mm 综合考虑以上几条因素我选择传动滚筒直径图号为DT?100A308Y Z 的传动滚筒尾部改向滚筒的直径 800mm图号为DT?100A307Y Z 的尾部改向滚筒头部改向滚筒直径为 630mm图号为DT?100A206Y Z 的头部改向滚筒各个滚筒表面均为人字形沟槽的橡胶覆盖面 com 减速器的选型与热容量校核 1 初选减速器 根据带速传动滚筒直径和电动机转速推知减速器的传动比 式225 电机转速n 1480rmin减速器的类型为ZSY450-315 2 机械功率计算 选用减速器时要求输送机系统的额定功率必须小于减速器的额定功率以此验证所选减速器是否满足机械功率要求 3 热容量校核 选用减速器时还必须满足热容量的要求使减速器的实际热容量P2t小于其许用热容量Pg1以此验证所选减速器是否满足热容量要求 com 联轴器的选型 驱动装置中的联轴器分为高速联轴器和低速联轴器它们分别安装在电动机与减速器之间和减速器与传动滚筒之间常见的高速联轴器有尼龙柱销联轴器液力联轴器和粉末联轴器等常见的低速联轴器有十字滑块联轴器和棒销联轴器等 液力联轴器与笼型转子异步电动机联合工作具有改善电动机启动系能均衡负载保护电机的优点目前国内外对于大型带式输送机为改善启动调速均衡载荷等广泛推广使用调速液力耦合器和油膜离合器 由电动机的型号选取配套联轴器型号为YOXFZ500 com 驱动装置的位置选择 在选择驱动装置的位置时应考虑以下两点 1 尽量将驱动装置的位置选择在使输送带的最大张力值为最小 2 适当考虑安装维修搬运以及特殊条件的要求 com 拉紧力拉紧行程的计算及拉紧装置的选择 输送带在运行一段时间以后会发生蠕变而变长在启动制动过程中也会发生蠕变现象只有拉紧装置进一步收紧才不会发生打滑相信因此拉紧装置是保证带式输送机正常工作不可获取的部件 com 拉紧力的计算 根据输送机布置形式确定拉紧力的大小 式226 com行程的计算 式227 式中 -拉紧行程m L-输送机长度m B-带宽m K-伸长系数 com装置的选择 拉紧装置又称张紧装置它是带式输送机必不可少的部件具有以下四个主要作用 使输送带有足够的张力以保证输送带与滚筒间产生必要的摩擦力并防止打滑 保证输送带各点的张力不低于一定值以防止输送带在托辊之间过分松弛而引起撒料和增加运动阻力 补偿输送带的塑性伸长和过渡工况下弹性伸长的变化 为输送带重新接头提供必要的行程 在带式输送机的总体布置时选择合适的拉紧装置确定合理的安装位置是保证输送机正常运转起动和制动时输送带在传动滚筒上不打滑的重要条件通常确定拉紧装置的位置时须考虑以下三点 拉紧装置应尽量安装在靠近传动滚筒的空载分支上以利于起动和制动时不产生打滑现象对运距较短的输送带可布置在机尾部并将机尾部的改向滚筒作为拉紧滚筒 拉紧装置应尽可能布置在输送带张力最小处这样可减小拉紧力 应尽可能使输送带在拉紧滚筒的绕入和绕出分支方向与滚筒位移线平行且施加的拉紧力要通过滚筒中心 按拉紧装置的原理不同常用的拉紧装置有以下几种 重锤拉紧装置重锤拉紧装置应用十分普通它是利用重锤的重量产生拉紧力并保证输送带在各种工况下有恒定的拉紧力可以自动补偿由于温度改变和磨损而引起输送带的伸长变化重锤拉紧装置在结构上简单工作上可靠维护量小是一种较理想的拉紧装置它的缺点是占用空间较大工作拉紧力不能自动调整根据输 送机的长度和使用场合的不同重锤拉紧装置的具体结构形式也有所不同如重锤垂直拉紧装置和重锤车式拉紧装置它们适用于固定长距离带式输送机上 固定式拉紧装置固定式拉紧装置的拉紧滚筒在输送机运转过程中位置是固定的其拉紧行程的调整有手动和电动两种方式其优点是结构简单紧凑对污染不敏感工作可靠缺点是输送机运转过程中由于输送带的弹性变形和塑性伸长引起张力降低可能导致输送带在传动滚筒上打滑常用的结构类型有螺旋拉紧装置拉紧行程短拉紧力小故适用于机长小于80m的短距离带式输送机上和钢绳绞车拉紧装置利用钢丝绳缠绕在绞筒上将输送带拉紧等 自动拉紧装置自动拉紧装置是一种在输送机工作中能按一定的要求自动调节拉紧力的拉紧装置在现代长距离带式输送机中使用较多它使输送带具有合理的张力图自动补偿输送带的弹性变形和塑性变形它的缺点是结构复杂外形尺寸大对污染较敏感及需要辅助装置 自动拉紧装置的类型很多按作用原理分有连续作用和周期作用两种按控制参数分有一个两个或三个等常作为控制参量的有张力带速和传动滚筒的利用弧按拉紧装置的驱动方式分有电力驱动与液力驱动两种按被调节的绕出点张力的变化规律分有稳定式随动式和综合式三种 TYZL通用型液压自动拉紧装置是针对我国带式输送机索道等连续输送设备而开发的一种机电一体化通用设备它具有以下特点 1根据使用场合的条件拉紧力可以根据需要进行设定使设备处于最佳的工作状态 2拉紧力设定后TYZL型液压自动拉紧装置可以保持系统处于恒力拉紧状态 3TYZL型液压自动拉紧装置具有相应速度快动态性能好的特点以及时补偿 输送带或钢丝绳的弹塑性变形 4油泵电机可以实现空载起动达到额定拉力时电机断电有蓄能器完成油力补偿从而达到TYZL型液压自动拉紧装置的节能运行 5TYZL型液压自动拉紧装置结构紧凑安装布置方便 6TYZL型液压自动拉紧装置可与集控装置连接实现对该机的远程控制 在带式输送机的工艺布置中选择合理的拉紧装置确定合理的安装位置是保证输送机正常运转启动和制动时输送带在传动滚筒上不打滑的重要条件通常确定拉紧装置的位置时需要考虑以下三点 拉紧装置应尽量安装在靠近传动滚筒的空载分支上以利于起动和制动时不产生打滑现象对运距很短的输送机可布置在机尾部并将尾部滚筒作为拉紧滚筒 拉紧装置应尽可能布置在输送带张力最小处这样可以减少拉紧力缩小拉紧行程 应使输送带在拉紧滚筒的绕入和绕出分支方向与滚筒位移线平行而且施加的拉紧力要通过滚筒中心 通过上述可知选择ZY-504型液压自动拉紧装置 com 制动力矩计算 根据井下用带式输送机技术要求制动装置或逆止装置产生的制动力矩不得小于该输送机所需制动力矩的15倍 1 对于电动机运行状态的带式输送机所需制动装置的总制动力矩为 式228 式中 制动装置作用在传动滚筒轴上的总制动力矩Nm 传动滚筒直径m 输送机长度m 托辊阻力系数取值为0012 2对于发电运行状态的带式输送机所需制动装置的总制动力矩为 式229 式中 制动装置作用在传动滚筒轴上的总制动力矩Nm 传动滚筒直径m 输送带速度ms 系统所需电机总功率未考虑备用功率系数前kW 从上述的传动滚筒轴牵引力的计算结果可知本设计带式输送机的电动机输出的是制动力矩运行状态处于发电状态根据公式可计算出带式输送机所需制动装置的总制动力矩为 式230 根据和控制要求本设计选择YWZ5-400121制动装置 com 软启动装置的选择 软启动技术是改善带式输送机启动条件的主要手段软启动技术是在一定的启动时间内控制启动加速度确保带式输送机按锁要求的加速度曲线平稳启动达到额定的欲行速度同时使电机的启动电流和输送带的启动张力控制在允许的范围内 目前采用的软启动方式有 1 机械软启动液力耦合器液体粘性软启动 2 机电软启动可变速直流启动绕线转子电机驱动CST 3 电气软启动可控硅软启动变频器PSI系列固态降压软启动 由电动机自身特性克制电动机直接启动时会产生很大的启动电流从而对电网的冲击很大而在电动机和减速器之间加液体粘性可控软启动装置则会大大改善电动机的启动性能从而延长电动机的使用寿命 综合以上因素采用液体粘性软启动装置 com 辅助装置 1 清扫装置 清扫粘结在输送带表面的物料对于提高输送带的使用寿命和保证输送机的正常运转具有重要的意义 对清扫装置的基本要求是清扫干净清扫阻力小不损伤输送带的覆盖层结构简单而可靠输送带的清扫效果对于延长输送带的使用寿命和双滚筒驱动的稳定运行有很大的影响 常见的清扫装置有刮板清扫器清扫刷此外还有水力冲刷震动清扫器等采用哪种装置应视所运输物料的粘性而定 清扫装置一般安装在卸载滚筒的下方使输送带在进入空载分支前粘附在输送上的物料清扫掉有时为了清扫输送带非承载面上的粘附物防止物料堆积在尾部滚筒或拉紧滚筒处还需在其为空载分支安装刮板式清扫装置 2装载装置 装载装置有漏斗和挡板组成对装载装置的要求是使物料在输送的正中位置使物料落下时能有一个与输送方向相同的初速度运送物料中有大块时应使碎料先落入输送带垫底大块后落入以减轻对输送带的损伤 com输送机主要计算结论 主要参数 计算或设计结果 输送带 型号 ST10钢丝绳芯输送带 带宽 100mm 线质量 2kgm 安全系数 滚筒直径 传动滚筒 00mm 尾部改向滚筒 0mm 其他改向滚筒 00mm 托辊间距 承载托辊间距12m 回程托辊间距 05m物料的线质量 kgm 承载托辊旋转部分的线质量 kgm 回程托辊旋转部分的线质量 kgm 承载分支直线段输送带的运行阻力 -N 回空分支直线段输送带的运行阻力 N 电动机 型号 功率 kW 减速器 减速比 型号 拉紧装置 拉紧方式 YZ 拉紧力 10kN 拉紧行程 3m 制动装置 制动器型号 安装位置 减速器中间轴 31指令说明 com用指令 所谓公用指令是指这些指令不管是在自动控制下还是手动控制下对它们的操作都是有效的其中一部分指令必须在开车前选定而在运行中禁止操作它们是控制方式选择运行方式选择其余公用指令可随时根据需要进行操作 控制方式选择开关用来选定系统控制采用的方法或模式它分为自动手动和检修三种方式 运行方式选择开关用来确定设备系统处于何种状态它分为工作调试和停止三种形式它与控制方式选择开关组合使用可能的有效组合形式见表31 表31 开关组合方式表 运行方式 调试 停止 工作 控制 方式 手动 ? ? 检修 自动 ? 停止位置手动与自动控制指令均失败但部分公用操作指令有效 如信号按钮 检修位置该位置与停止位置功能相同 调试工况下只能采用手动控制方式除主电机与控制泵间存在联锁关系外其余各设备间无连锁关系 信号指令在有电状态下只要按下信号按钮沿线电铃和蜂鸣器即响松开按钮响声停止 故障复位当出现故障停车时待故障处理完毕必须按动此按钮才能解除故障记忆重新开车 急停输送机运行状态下不论是自动控制还是手动控制按下该按钮带锁时将以最大的减速度停车建议尽可能减少此种停车方式 计时器控制指令用于计时器控制的指令有个即起动 停止和清零起动用于计时器进行累积计时的开始停止用于计时器的停止清零用于将计时器复位归零 com制指令 当系统确定为自动控制工作方式时这些指令与公用指令同时有效 润滑泵是否开启在进行功率调节中或调节后只要液粘调速器的传动比不是11润滑泵就会自动开启而不受此开关的限定 起动停止指令用于对输送机实施开车与停车的控制 com制指令 当系统确定为手动控制下调试或工作运行方式时这些指令与公用指令同时有效 油压调节手动控制方式下用于液粘调速器控制油压的增加或减小的调节以实现加速或减速控制 32 系统工作原理 com作方式 1起动 参考表31 开车前司机将控制台上公用指令下的运行方式开关置于工作位置控制方式开关置于自动位置远近控选择置于近控位置同时将自动控制指令下的主电机选择开关转到所需的位置其他转换开关据现场情况而定至此系统具备了自动工作方式的条件司机可直接按动自动控制指令下的起动按钮使输送机自动起动投入正常运行自动工作方式的程序框图如图31所示 图31自动工作方式下起动控制程序框图 2正常停车 运行中的输送机系统出现下列情况之一时控制系统将实施正常停车程序如图32所示 ?人为按动停车按钮 ?打滑故障时 图32 自动工作方式下正常停车控制程序框图 3紧急停车 当系统出现下列情况之一时控制系统进入紧急停车程序急停过程如图33 ?人为按动急停按钮 ?主电机或控制油泵电机或润滑油泵电机失电 ?堆取料机停止运行 ?制动器突然抱闸 图33 自动工作方式下紧急停车控制程序框图 com 动工作方式 1启动 开车前司机将运行方式开关置于工作位置控制方式开关置于手动位置远近控制选择置于近控至此控制系统具备了手动工作方式的条件这时可操作手动控制方式指令下的相关按钮完成输送机的起动起动过程如图34所示 图34 手动工作方式下起动过程图 2正常停车 当司机需要正常停车时按下列程序操作 图35 手动工作方式下正常停车过程图 3紧急停车 当控制系统出现下列情况之一时将自动起动紧急停车程序 ?人为按下控制台上的急停按钮 ?常规保护动作 ?制动器抱闸或失电 停车后将电位器转到0为即可在手动方式下除上述故障与控制系统存在闭锁急停关系外其他保护或故障无停车作用因此上述故障司机要注意观察控制台版面上的有关指示以便在故障下实施停车 图36 手动工作方式下紧急停车过车过程框图 ?手动调试方式 为了满足对系统中各设备的单独调试要求控制系统设有手动调试见表在此方式下可以通过操作手动控制方式下的指令开关按钮和开关来起动停止有关设备除主电机与控制泵不能同时运行外由内部应逻辑保证其他设备之间设有联锁 关系 com报警 当系统中出现下列情况之一时沿线电铃将报警 1自动控制工作方式下的开车前 2任何情况下司机按下信号按钮 3电动机减速器出现超温时 4在任何情况下司机按下信号按钮 参 考 文 献 [1] Oehmen H 带式输送机的设计与运转[J] 起重运输机械1982 [2] 徐寄容编 DTII型固定带式输送机设计选用手册冶金工业出版社1994 [3] 孙可文著 带式传送机的传动原理与设计计算北京煤炭工业出版社1991 [4] 杨篡兴 胶带输送机结构\原理与计算 上册 北京煤炭工业出版社1983 [5] 黄万吉编 矿山运输机机械设计沈阳东北工学院出版社1900 [6] 于学谦方佳雨编 矿山运输机械徐州中国矿业大学出版社1989 [7] 黄松元等 输送带粘弹性力学特性的研究连续输送技术 中国矿业大学出版社1991 [8] 国外长距离胶带输送机编写组 国外长距离胶带输送机北京煤炭工业出版社1987 [9] 李光布 大型带式输送机的com [10] 赵玉文李云海 带式输送机的现状与发展趋势煤矿机械20041 [11] 宋伟刚 特种带式输送机设计机械工业出版社2007 [12] 于岩李维坚 输com大学出版社1998 [13] 程居山矿山机械中国矿业大学出版社1997 [14] 陈道南起重运输机械冶金工业出版社2005 [15] 黄万吉 矿山运输机械设计 东北工学院出版社 199011 [16] Nordell L K The channel 20 km overland - A Flagship of Mod2ern Belt Conveyor Technology [ J ] Bulk Solids Handling1991 11 4 781 792 [17] Lodewijks G Non - Linear Dynamics of Belt Conveyor Systems Bulk Solids Handling1997 17 1 57 67 [18] Singh MPThe Role of Drive System Technology in imizing the Performance and Economics of Long Belt Conveyors [J]Bulk Solids Handli8ng1994144695,670 [19] Harrison A Simulation of Conveyor Dynamicsbulk solids handling19961 [20] Pritchard SM Hesterman DC Elastic Dynamics in an overland Belt Conveyor Modelled by Receptances bulk solids handling20004 [21] Nordell L K The channel 20 km overland - A Flagship of Mod2ern Belt Conveyor Technology [ J ] Bulk Solids Handling 1991 11 4 781 792 [22] Lodewijks G Non - Linear Dynamics of Belt Conveyor Systems Bulk Solids Handling 1997 17 1 57 67 [23] Singh MPThe Role of Drive System Technology in imizing the Performance and Economics of Long Belt Conveyors [J]Bulk Solids Handli8ng1994144695,670 [24] Harrison A Simulation of Conveyor Dynamicsbulk solids handling19961 [25] Pritchard SM Hesterman DC Elastic Dynamics in an overland Belt Conveyor Modelled by Receptances bulk solids handling20004 [26] Belt conveyor technology part ? trans tech publications2000 27] Otrebski MK Attempts to Improve Start-up Performance of Conveyors with booster DrivesBulk Solid Handling199313 4 737739 [28] Lodewijks G dynamics of belt systems Dortoral Thesis Delft University of Technology Netherland1996 致 谢 本论文是在老师细心指导和热心帮助下完成的在此我谨怀诚挚的心情向致 以崇高的敬意和深深的谢意感谢她这段时间对我们的关心和帮助感谢她给我们 提供了这么好的实习和设计环境渊博的学识严谨的治学态度活跃的学术思想积 极进取的人生态度和诲人不倦的学者风范我受益终生同时也使我明白了做事情 就应该认认真真扎扎实实不能有一丝的疏忽和马虎的道理对我以后人生的发展 奠定了坚实的基础 在方案制定及施工设计过程中得到了老师的的关心帮助和指导使我圆满解 决了设计过程中所遇到的困难在此表示衷心的感谢 同时也感谢所有关心支持和 帮助过我的老师同学和朋友 由于本人水平有限以及时间的仓促论文难免有不足和错误之处恳请各位专 家教授予以批评指正再次表示感谢 A Comparison of Soft Start Mechanisms for Mining Belt Conveyors Michael L Nave PE CONSOL Inc 1800 Washington Road Pittsburgh PA 15241 Belt Conveyors are an important method for transportation of bulk materials in the mining industry The control of the application of the starting torque from the belt drive system to the belt fabric affects the performance life cost and reliability of the conveyor This paper examines applications of each starting method within the coal mining industry INTRODUCTION The force required to move a belt conveyor must be transmitted by the drive pulley via friction between the drive pulley and the belt fabric In order to transmit power there must be a difference in the belt tension as it approaches and leaves the drive pulley These conditions are true for steady state running starting and stopping Traditionally belt designs are based on static calculations of running forces Since starting and stopping are not examined in detail safety factors are applied to static loadings Harrison 1987 This paper will primarily address the starting or acceleration duty of the conveyor The belt designer must control starting acceleration to prevent excessive tension in the belt fabric and forces in the belt drive system Suttees 1986 High acceleration forces can adversely affect the belt fabric belt splices drive pulleys idler pulleys shafts bearings speed reducers and couplings Uncontrolled acceleration forces can cause belt conveyor system performance problems with vertical curves excessive belt take-up movement loss of drive pulley friction spillage of materials and festooning of the belt fabric The belt designer is confronted with two problems The belt drive system must produce a minimum torque powerful enough to start the conveyor and controlled such that the acceleration forces are within safe limits Smooth starting of the conveyor can be accomplished by the use of drive torque control equipment either mechanical or electrical or a combination of the two CEM 1979 SOFT START MECHANISM EVALUATION CRITERION What is the best belt conveyor drive system The answer depends on many variables The best system is one that provides acceptable control for starting running and stopping at a reasonable cost and with high reliability Lewdly and Sugarcane 1978 Belt Drive System For the purposes of this paper we will assume that belt conveyors are almost always driven by electrical prime movers Goodyear Tire and Rubber 1982 The belt "drive system" shall consist of multiple components including the electrical prime mover the electrical motor starter with control system the motor coupling the speed reducer the low speed coupling the belt drive pulley and the pulley brake or hold back Cur 1986 It is important that the belt designer examine the applicability of each system component to the particular application For the purpose of this paper we will assumethat all drive system components are located in the fresh air non-permissible areas of the mine or in non-hazardous National Electrical Code Article 500 explosion-proof areas of the surface of the mine Belt Drive Component Attributes Size Certain drive components are available and practical in different size ranges For this discussion we will assume that belt drive systems range from fractional horsepower to multiples of thousands of horsepower Small drive systems are often below 50 horsepower Medium systems range from 50 to 1000 horsepower Large systems can be considered above 1000 horsepower Division of sizes into these groups is entirely arbitrary Care must be taken to resist the temptation to over motor or under motor a belt flight to enhance standardization An over motored drive results in poor efficiency and the potential for high torques while an under motored drive could result in destructive overspending on regeneration or overheating with shortened motor life Lords et al 1978 Torque Control Belt designers try to limit the starting torque to no more than 150 of the running torque CEMA 1979 Goodyear 1982 The limit on the applied starting torque is often the limit of rating of the belt carcass belt splice pulley lagging or shaft deflections On larger belts and belts with optimized sized components torque limits of 110 through 125 are common Elberton 1986 In addition to a torque limit the belt starter may be required to limit torque increments that would stretch belting and cause traveling waves An ideal starting control system would apply a pretension torque to the belt at rest up to the point of breakaway or movement of the entire belt then a torque equal to the movement requirements of the belt with load plus a constant torque to accelerate the inertia of the system components from rest to final running speed This would minimize system transient forces and belt stretch Shultz 1992 Different drive systems exhibit varying ability to control the application of torques to the belt at rest and at different speeds Also the conveyor itself exhibits two extremes of loading An empty belt normally presents the smallest required torque for breakaway and acceleration while a fully loaded belt presents the highest required torque A mining drive system must be capable of scaling the applied torque from a 21 ratio for a horizontal simple belt arrangement to a 101 ranges for an inclined or complex belt profile Thermal Rating During starting and running each drive system may dissipate waste heat The waste heat may be liberated in the electrical motor the electrical controls the couplings the speed reducer or the belt braking system The thermal load of each start Is dependent on the amount of belt load and the duration of the start The designer must fulfill the application requirements for repeated starts after running the conveyor at full load Typical mining belt starting duties vary from 3 to 10 starts per hour equally spaced or 2 to 4 starts in succession Repeated starting may require the dreading or over sizing of system components There is a direct relationship between thermal rating for repeated starts and costs Variable Speed Some belt drive systems are suitable for controlling the starting torque and speed but only run at constant speed Some belt applications would require a drive system capable of running for extended periods at less than full speed This is useful when the drive load must be shared with other drives the belt is used as a process feeder for rate control of the conveyed material the belt speed is optimized for the haulage rate the belt is used at slower speeds to transport men or materials or the belt is run a slow inspection or inching speed for maintenance purposes Hager 1991 The variable speed belt drive will require a control system based on some algorithm to regulate operating speed Regeneration or Overhauling Load Some belt profiles present the potential for overhauling loads where the belt system supplies energy to the drive system Not all drive systems have the ability to accept regenerated energy from the load Some drives can accept energy from the load and return it to the power line for use by other loads Other drives accept energy from the load and dissipate it into designated dynamic or mechanical braking elements Some belt profiles switch from motoring to regeneration during operation Can the drive system accept regenerated energy of a certain magnitude for the application Does the drive system have to control or modulate the amount of retarding force during overhauling Does the overhauling occur when running and starting Maintenance and Supporting Systems Each drive system will require periodic preventative maintenance Replaceable items would include motor brushes bearings brake pads dissipation resistors oils and cooling water If the drive system is conservatively engineered and operated the lower stress on consumables will result in lower maintenance costs Some drives require supporting systems such as circulating oil for lubrication cooling air or water environmental dust filtering or computer instrumentation The maintenance of the supporting systems can affect the reliability of the drive system Cost The drive designer will examine the cost of each drive system The total cost is the sum of the first capital cost to acquire the drive the cost to install and commission the drive the cost to operate the drive and the cost to maintain the drive The cost for power to operate the drive may vary widely with different locations The designer strives to meet all system performance requirements at lowest total cost Often more than one drive system may satisfy all system performance criterions at competitive costs Complexity The preferred drive arrangement is the simplest such as a single motor driving through single head pulley However mechanical economic and functional requirements often necessitate the use of complex drives The belt designer must balance the need for sophistication against the problems that accompany complex systems Complex systems require additional design engineering for successful deployment An often-overlooked cost in a complex system is the cost of training onsite personnel or the cost of downtime as a result of insufficient training SOFT START DRIVE CONTROL LOGIC Each drive system will require a control system to regulate the starting mechanism The most common type of control used on smaller to medium sized drives with simple profiles is termed "Open Loop Acceleration Control" In open loop the control system is previously configured to sequence the starting mechanism in a prescribed manner usually based on time In open loop control drive-operating parameters such as current torque or speed do not influence sequence operation This method presumes that the control designer has adequately modeled drive system performance on the conveyor For larger or more complex belts "Closed Loop" or "Feedback" control may he utilized In closed loop control during starting the control system monitors via sensors drive operating parameters such as current level of the motor speed of the belt or force on the belt and modifies the starting sequence to control limit or optimize one or wore parameters Closed loop control systems modify the starting applied force between an empty and fully loaded conveyor The constants in the mathematical model related to the measured variable versus the system drive response are termed the tuning constants These constants must be properly adjusted for successful application to each conveyor The most common schemes for closed loop control of conveyor starts are tachometer feedback for speed control and load cell force or drive force feedback for torque control On some complex systems It is desirable to have the closed loop control system adjust itself for various encountered conveyor conditions This is termed "Adaptive Control" These extremes can involve vast variations in loadings temperature of the belting location of the loading on the profile or multiple drive options on the conveyor There are three common adaptive methods The first involves decisions made before the start or Restart Conditioning If the control system could know that the belt is empty it would reduce initial force and lengthen the application of acceleration force to full speed If the belt is loaded the control system would apply pretension forces under stall for less time and supply sufficient torque to adequately accelerate the belt in a timely manner Since the belt only became loaded during previous running by loading the drive the average drive current can be sampled when running and retained in a first-in-first-out buffer memory that reflects the belt conveyance time Then at shutdo wn the FIFO average may be use4 to precondition some open loop and closed loop set points for the next start The second method involves decisions that are based on drive observations that occur during initial starting or "Motion Proving This usually involves a comparison In time of the drive current or force versus the belt speed if the drive current or force required early in the sequence is low and motion is initiated the belt must be unloaded If the drive current or force required is high and motion is slow in starting the conveyor must be loaded This decision can be divided in zones and used to modify the middle and finish of the start sequence control The third method involves a comparison of the belt speed versus time for this start against historical limits of belt acceleration or Acceleration Envelope Monitoring At start the belt speed is measured versus time This is compared with two limiting belt speed curves that are retained in control system memory The first curve profiles the empty belt when accelerated and the second one the fully loaded belt Thus if the current speed versus time is lower than the loaded profile it may indicate that the belt is overloaded impeded or drive malfunction If the current speed versus time is higher than the empty profile it may indicate a broken belt coupling or drive malfunction In either case the current start is aborted and an alarm issued CONCLUSION The best belt starting system is one that provides acceptable performance under all belt load Conditions at a reasonable cost with high reliability No one starting system meets all needs The belt designer must define the starting system attributes that are required for each belt In general the AC induction motor with full voltage starting is confined to small belts with simpl