毕业设计_带式输送机(编辑修改稿)

毕业设计_带式输送机(编辑修改稿)内容摘要：

8 ゜ ,运量 Q=1 500 t/h，带速 V= m/s，运距 L=2020m。 阻 尼式下运皮带运输机也具有较为广阔的应用前景，它在输送带底面施加阻尼力来抵消载荷下运时产生的下滑力，其驱动装置可以布置在输送机的下端，使电动机在驱动中始终保持电动状态，改善了输送带受力情况，同时可解决下运可伸缩皮带运输机不易伸缩的难题。 在倾角不大于 16゜的下运工况均可应用，其防下滑的阻尼力可随时任意调整，十分灵活方便。 这种皮带运输机不仅具有胶带张力小，结构简单，可实现长距离运输等优点，而且具有软起动和功率平衡功能，安全保护设施完善，微机控制、传感器监测，能满足煤矿防爆要求。 目前该机已有多台在井下使用，运行情况 良好。 （六） 管状皮带运输机 20 世纪 70 年代末，日本管状皮带运输机进入实际应用阶段，并逐步形成了一套设计理论和系列产品，在 32 个国家获得专利，向 12个国家和地区转让了此项技术，形成了国际性的管状皮带运输机学术团体，每年由Bridge Stone 公司主办一次管状皮带运输机技术研讨会。 据不完全统计，自 20世纪 70年代以来，日本国内共生产皮带运输机1 000 多台，最大运量 Q=3 000 t/h，最大机长 L=3 414 m，最大输送倾角α =35゜ 42’。 90 年代初，我国首台管状皮带运输机在淮南矿务局新庄孜 矿地面使用，用于输送原煤，运量 Q=600 t/h，运输长度 L= m，总提升高度 H= m，带速 V=175 m/min，绕过了精煤仓，有一个圆心角为 ゜、曲率半径 R=115 m 的垂直弯曲段。 该机的优点是：封闭输送物料；可弯曲和大倾角输送；可分别利用胶带的上、下分支同时输送物料；断面积小；整机移动方便，重量轻，环保；可以减少转载环节，便于实现控制等。 其缺点为：对输送物料的块度有一定要求；不适于多点受、卸料；不适于给料不均匀的场合。 这 3 点，正是井下皮带运输机的特点，因此，河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 9 管状皮带运输机不 适于井下输送。 在经济性方面，如果采用进口胶带，就输送机本身而言：当机长 L200 m 时，为普通带的 倍；当机长 L200m时，为普通带的 2 倍。 胶带国产化后，费用会有所下降。 目前沈阳胶带股份有限公司可生产配套的胶带。 如果将含走廊及转载点的整个运输系统进行比较，则费用基本相同。 （七） 压皮带运输机 压皮带运输机也是为增大输送倾角而设计的， 1979 年美国大陆输送机设备公司开始研制压皮带运输机，并于 1983 年研制出压带式大倾角皮带运输机 HAC，这台样机的输送倾角为 30゜～ 60゜，最大输送能力为 2 900 t/h，其压带是通过旋转的托辊组加载的。 此后，大陆公司已生产 40多台HAC。 1991～ 1994 年德国的 MAN TAKPR FODERTECHNIK 公司研制了 3台用于卸船机的压皮带运输机。 前苏联和日本等国也研制了这种皮带运输机。 国内生产的压皮带运输机倾角可达 90゜，物料最大块度可达 300 mm。 这种输送机由于本身结构的缺陷和经济上的原因，目前还没有在煤矿井下应用。 （八） 垂直提升输送机 国外从 20 世纪 60 年代末开始发展垂直提升技术，德国 Trellex Flexowell 公司一直从事这种机型的研制，其 产品已有 5 万余台，分布于90 多个国家和地区，应用于各行各业。 1996 年 5月，该公司成功地将料袋式垂直提升技术应用于美国纽约北部一个水库开发的隧道竖井开采中，该料袋式输送机的连续垂直提升高度为 208m，带速 m/s。 我国由于垂直提升技术起步晚，该技术在煤矿井下应用尚属空白。 根据我国大型煤矿的情况，若要满足主井提升需要，主参数必须满足运量 Q≥ 1200 t/h，高度 H≥ 400m。 垂直提升输送机目前存在输送带的阻燃性、安全性、冷粘技术、国产化、清扫以及整机凸弧段的抛料等问题。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 10 2020 年在上海地铁施工设计 了一条垂直提升输送机，其主参数为：额定连续输送量 Q=180～ 200t/h，输送水平距离 L= m，垂直提升高度H≥ 25 m，带速 V= m/s，带宽 B=1 000 mm，驱动功率 N=45 kW，目前该机正在使用中。 皮带运输机的发展趋势 国外皮带运输机技术的现状 国外皮带运输机技术的发展很快，其主要表现在 2个方面：一方面是皮带运输机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带输送机、管状皮带运输机、空间转弯皮带运输机等各种机型；另一方面是皮带运输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、高带速等大型皮带运输机已成为发展的主要方向，其核心技术是开发应用于了皮带运输机动态分析与监控技术，提高了皮带运输机的运行性能和可靠性。 目前，在煤矿井下使用的皮带运输机已达到表 1所示的主要技术指标，其关键技术与装备有以下几个特点 （１）设备大型化其主要技术参数与装备均向着大型化发展，以满足年产 300~500 万 t 以上高产高效集约化生产的需要。 （２） 应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术，采用大功率软起动与自动张紧技术，对输送机进行动态监测与监控，大大地降低了输送带的动张力， 设备运行性能好，运输效率高。 （３）采用多机驱动与中间驱动及其功率平衡、输送机变向运行等技术，使输送机单机运行长度在理论上已有受限制，并确保了输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。 （４）新型、高可靠性关键元部件技术。 如包含 CST 等在内的各种先进的大功率驱动装置与调速装置、高寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 11 效贮带装置、快速自移机尾等。 如英国 FSW 生产的 FSW1200/（ 2～ 3）400（ 600）工作面顺槽皮带运输机就采用了液粘差速或变频调速装置，运输能力达 3000 t/h 以上，它的机尾与新型转载 机（如美国久益公司生产的 S500E）配套，可随工作面推移而自动快速自移、人工作业少、生产效率高。 表 11 国外皮带运输机的主要技术指标 主参数 顺槽可伸缩皮带运输机 大巷与斜井固定式强力皮带运输机 运距 /m 2020～ 3000 ﹥ 3000 带速 / ～ 4 4～ 5，最高达 8 输送量 / 2500～ 3000 3000～ 4000 驱动总功率 /kW 1200～ 2020 1500～ 3000，最大达 10100 国内皮带运输机技术的现状 我国生产制造的皮带运输机的品种、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，皮带运输机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离皮带运输机的关键技术研究和新产吕开发都取得了很大的进步。 如大倾角长距离皮带运输机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩皮带运输机等均填补了国内空白，并对皮带运输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。 目前，我国煤矿井下用皮带运输机的主要技术特征指标如表 2所示。 表 12 国内皮带运输机的主要技术指标 主参数 顺槽可伸缩皮带运输机 大巷与斜井固定式强力皮带运输机 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 12 运距 /m 2020～ 3000 ﹥ 3000 带速 / ～ 4 4～ 5，最高达 8 输送量 / 2500～ 3000 3000～ 4000 驱动总功率 /kW 1200～ 2020 1500～ 3000，最大达 10100 国内外皮带运输机技术的差距 （一） 大型皮带运输机的关键核心技术上的差距 ⑴皮带运输机动态分析与监测技术 长距离、大功率皮带运输机的技术关键是动态 设计与监测，它是制约大型皮带运输机发展的核心技术。 目前我国用刚性理论来分析研究皮带运输机并制订计算方法和设计规范，设计中对输送带使用了很高的安全系统（一般取 n=10 左右），与实际情况相差很远。 实际上输送带是粘弹性体，长距离皮带运输机其输送带对驱动装置的起、制动力的动态响应是一个非常复杂的过程，而不能简单地用刚体力学来解释和计算。 已开发了皮带运输机动态设计方法和应用软件，在大型输送机上对输送机的动张力进行动态分析与动态监测，降低输送带的安全系统，大大延长使用寿命，确保了输送机运行的可靠性，从而使大型皮带运输机 的设计达到了最高水平（输送带安全系数 n=5～ 6），并使输送机的设备成本尤其是输送带成本大为降低。 ⑵可靠的可控软起动技术与功率均衡技术 长距离大运量皮带运输机由于功率大、距离长且多机驱动，必须采用软起动方式来降低输送机制动张力，特别是多电机驱动时。 为了减少对电网的冲击，软起动时应有分时慢速起动；还要控制输送机起动加速度～ m/s2，解决承载带与驱动带的带速同步问题及输送带涌浪现象，减少对元部件的冲击。 由于制造误差及电机特性误差，各驱动点的功率会河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 13 出现不均衡，一旦某个电机功率过大将会引起烧电机 事故，因此，各电机之间的功率平衡应加以控制，并提高平衡精度。 国内已大量应用调速型液力偶合器来实现输送机的软起动与功率平衡，解决了长距离皮带运输机的起动与功率平衡及同步性问题。 但其调节精度及可靠性与国外相比还有一定差距。 此外，长距离大功率皮带运输机除了要求一个运煤带速外，还需要一个验带的带速，调速型液力偶合器虽然实现软启动与功率平衡，但还需研制适合长距离的无级液力调速装置。 当单机功率 500 kW 时，可控 CST软起动显示出优越性。 由于可控软起动是将行星齿轮减速器的内齿圈与湿式磨擦离合器组合而成（即粘性传动）。 通过比例阀及控制系统来实现软起动与功率平衡，其调节精度可达 98% 以上。 但价格昂贵，急需国产化。 （二） 技术性能上差距 我国皮带运输机的主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需要，尤其是顺槽可伸缩皮带运输机的关键元部件及其功能如自移机尾、高效储带与张紧装置等与国外有着很大差距。 ⑴装机功率 我国工作面顺槽可伸缩皮带运输机最大装机功率为 4 250 kW，国外产品可达 4 970 kW，国产皮带运输机的装机功率约为国外产品的 30%～40%，固定皮带运输机的装机功率相差更大。 ⑵运输能力 我国皮带运 输机最大运量为 3000 t/h，国外已达 5500 t/h。 ⑶最大输送带宽度 我国皮带运输机为 1400 mm，国外最大为 1830 mm。 ⑷带速 由于受托辊转速的限制，我国皮带运输机带速为 4m/s，国外为 5m/s河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 14 以上。 ⑸工作面顺槽运输长度 我国为 3000 m，国外为 7300m。 ⑹自移机尾 随着高产高效工作面的不断出现，要求顺槽可伸缩皮带运输机机尾随着工作面的快速推进而快速自移。 国内自移机尾主要依赖进口，主要有 2种：（ a）随转载机一起移动的由英国 LONGWALL 公司生产的自移机尾装置。 （ b） 德国 DBT 公司生产的自移机尾装置。 前者只有一个推进油缸，后者则有 2 个推进油缸。 LONGWALL 公司生产的自称机尾用于在国内带宽 m的输送机上，缺点是自移机尾输送带的跑偏量太小，纠偏能力弱，刚性差。 德国生产的自移机尾在国内使用效果优于前者，水平、垂直 2 个方向均有调偏油缸，纠偏能力强。 因此，前者还需完善，后者则需研制。 但对自移机尾的要求是共同的，既要满足输送机正常工作时防滑的要求，又要满足在输送机不停机的情况下实现快速自移。 ⑺高效储带与张紧装置 我国采用封闭式储带结构和绞车红紧为主，张紧小车易脱轨， 输送带易跑偏，输送带伸缩时，托辊小车不自移，需人工推移，检修麻烦。 国外采用结构先进的开放式储带装置和高精度的大扭矩、大行程自动张紧设备，托辊小车能自动随输送带伸缩到位。 输送带有易跑偏，不会出现脱轨现象。 ⑻输送机品种 机型品种少，功能单一，使用范围受限，不能充分发挥其效能，如拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用；另外，我国煤矿的地质条件差异很大，在运输系统的布置上经常会出现一些特殊要求，如弯曲、大倾角（ +25176。 ）直至垂直提升等，应开发特殊型专用机种皮带运输机。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 15 （三） 可靠性、寿命上的差距 ⑴输送带抗拉强度 我国生产的织物整芯阻燃输送带最高为 2500 N/mm，国外为 3150 N/mm。 钢丝绳芯阻燃输送带最高为 4000 N/mm，国外为 7000 N/mm。 ⑵输送带接头强度 我国输送带接头强度为母带的 50%～ 65%，国外达母带的 70%～ 75%。 ⑶托辊寿命 我国现有的托辊技术与国外比较，寿命短、速度低、阻力大，而美国等使用的新型注油托辊，其运行阻力小，轴承采用稀油润滑，大大地提高了托辊的使用寿命，并可作为高速托辊应用于皮带运输机上，使用面广，经济效益显著。 我国输送机托辊寿命为 2万 h，国外托辊寿命 5～ 9万 h，国产托辊寿命仅为国外产品的 30%～ 40%。 ⑷输送机减速器寿命 我国输送机减速器寿命 2 万 h，国外减速器寿命 7万 h。 ⑸皮带运输机上下运行时可靠性差 （四） 控。