毕业设计（论文）-可伸缩带式输送机机头及机头架设计

第一章 带式输送机概述及发展现状1.1 概述带式输送机是化工、煤炭、冶金、建材、电力、轻工、粮食及交通运输等部门广泛使用的运输设备。带式输送机是利用摩擦力传递运动，以胶带、刚带、刚纤维带和化纤维带作为传送物料和牵引工件的一种适应能力强、应用广泛的连续输送机械。其特点是承载物料的带也是传递动力的牵引件，这是于其他输送机有着显著的区别。带式输送机结构简单、运行可靠、输送量大、输送物料广、装、卸比较方便等优点，所以在各行各业中得到广泛应用，尤其在煤矿生产中发挥着巨大作用。1.2 带式输送机在国内外的研究现状1.2.1国内煤矿带式输送机的现状及存在问题80年代末期以来,我国煤矿用带式输送机也有了很大的发展,对带式输送机的关键技术研究和新产品开发都取得了可喜的成果。输送机产品系列不断增多,从定型的、等系列发展到多功能、适应特种用途的各种带式输送机系列,如国家“七五”、“九五”攻关项目大倾角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填补了多项国内空白,开发了大倾角、长距离输送原煤的新型带式输送机系列产品,并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发,应用动态分析技术和中间驱动与智能化控制等技术,研制成功了多种软起动和制动装置及以为核心的可编程电控装置。随着我国高产高效矿井的发展,煤矿井下带式输送机目前已达到主要特征指标。1.2.2国外煤矿用带式输送机技术的现状和发展趋势国外带式输送机技术的发展主要表现在两方面:(1)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;(2)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、高带速等大型输送机已成为其发展的主要方向。目前,世界上单机运距最长达304k带式输送机已在澳大利亚的铝钒土矿投入使用;运输量达到37500/,带速为74/的一条大型带式输送机已应用于德国露天煤矿。而带式输送机的关键技术与装备有以下特点:(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300500万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,采用各种软起动与自动张紧技术,对输送机进行动态监测与监控,大大降低了输送带的动张力,输送机始终处于最佳运行状态,设备性能好,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不受限制,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、高效贮带装置、快速自移机尾等。如英国生产的1200/(23)×400(600)工作面顺槽带式输送机就采用了液粘差速或变频调速装置,运输能力达3000/以上,它的机尾与新型转载机(如美国久益公司生产的500)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。第二章 带式输送机的结构组成和原理带式输送机的结构。它由输送带、驱动装置、托辊、机架、清扫器、拉紧装置和制动装置等组成。输送带绕经驱动滚筒和尾部改向滚筒形成无极的环形封闭带。上、下两股输送带分别支承在上托辊和下托辊上。拉紧装置保证输送带正常运转所需的张紧力。工作时，驱动滚筒通过摩擦力驱动输送带运行。物料装在输送带上与输送带一同运动。通常利用上股输送带运送物料，并在输送带绕过机头滚筒改变方向时卸载。必要时，可利用专门的卸载装置在输送机中部任意点进行卸载。2.1输送带 输送带是输送机中最昂贵、耐久性最差的部件，在输送机运转过程中，输送带受到各种不同性质和大小的载荷作用，处在极复杂的应力状态下。输送带最典型的损坏形式有：工作面层和边缘磨损；受大块矿岩冲击作用引起击穿、撕裂和剥离；芯体通过短笛和托辊组受反复弯曲应力引起疲劳；在环境介质作用下，引起强度指标降低和老化等等。计算表明，输送带的费用约占输送机全部设备费用的一半。因此，根据输送机的使用条件；选择合适的输送带，并在运行中加强维护管理，延长其使用寿命，对提高输送机工作效率，降低输送机生产成本具有重要意义。通用带式输送机所用的输送带有橡胶带和塑料带两种。橡胶带适用于工作环境温度在-10+ 400C之间，物料温度不得超过+500C。当温度超过500C以后，胶带的弹性开始消失，如温度过低时，胶带就变硬发生裂纹。温度超过+900C时，应使用防火输送带；温度低于-15-550C时应使用抗寒输送带。I类输送带的覆盖胶采用天然橡胶、合成橡胶、天然橡胶和合成橡胶的混合物或各种合成橡胶的混合物制成，目的是为了使覆盖胶具有最好的抗切割和耐磨蚀的综合性能。 II类输送带的覆盖胶采用天然橡胶、合成橡胶、天然橡胶与合成橡胶的混合物或各种合成橡胶的混合物制成。正类输送带的覆盖胶具有良好的耐磨性，但抗切割性和抗凿蚀性不如I类输送带高。2.2驱动装置驱动装置是带式输送机的动力传递机构。一般由电动机、联轴器、减速器及驱动滚筒组成。 根据不同的使用条件和工作要求，带式输送机的驱动方式，可分单电机驱动、多电机驱动、单滚筒驱动、双滚筒驱动和多滚筒驱动几种。要求结构紧凑和轻巧的情况下，可采用电动滚筒。电动滚筒是将电动机和减速器装入驱动滚筒内。电动滚筒适用于功率在55kW下，也适用于环境潮湿、机头空间位置狭小和有腐蚀性的场合。滚筒可分驱动滚筒和改向滚筒两种。驱动滚筒的作用是通过筒面和带面之间的摩擦驱动使输送带运动，同时改变输送带的运动方向。只改变输送带运动方向而不传递动力称为改向滚筒(如尾部滚筒、垂直拉紧滚筒等)。滚筒又分钢板焊接滚筒(大型的)和铸造滚筒(小型的)。驱动滚筒是传递动力的主要部件。为了传递必要的牵引力，输送带与滚筒间必须具有足够的摩擦力。根据摩擦传动的理论，在设计或选择驱动装置时，可采用增加输送带与驱动滚筒问的摩擦和围包角的方法来保证获得必要的牵引力。采用单滚筒驱动时；围包角可达180°240°；当采用双滚筒驱动时，围包角为360°480°左右。用双滚筒传动能大大提高输送机的牵引力，所以常常被采用，尤其是当运输长度比较长时，一般采用双滚筒驱动。驱动滚筒的表面有光面和胶面两种型式。胶面的用途是增大驱动滚筒与输送带间的摩擦系数，减小滚筒的磨损。当功率不大，环境湿度小的情况下，可选用光面滚筒；环境潮湿，功率又大，容易打滑的情况下，应选用胶面滚筒作为驱动滚筒。2.3 改向滚筒改向滚筒分别有180°，90°和45°三种改向。改向滚筒的直径与驱动滚筒直径及输送带在改向滚筒上的围包角有关，改向滚筒与驱动滚简直径配套关系见表。改向滚筒为钢板焊接结构，并采用滚动轴承。 驱动滚筒与改向滚筒直径间关系B驱动滚筒直径180°改向滚筒直径90°改向滚筒直径45°改向滚筒直径5005004003203206505006304005004004003203208005006308004005006304004004003203203201000630800100050063080050050050040040040012006308001000125050063080010005005005006304004004004001400800100012501400630800100012505005006306304004004004002.4 托辊托辊是带式输送机的输送带及货载的支承装置。托辊随输送带的运行而转动，以减小输送机的运行阻力。托辊质量的好坏取决带式输送机的使用效果，特别是输送带的使用寿命。而托辊的维修费用成为带式输送机运营费用的重要组成部分。所以要求托辊：结构合理，经久耐用，回转阻力系数小，密封可靠，灰尘、煤粉不能进入轴承，从而使输送机运转阻力小、节省能源、延长使用寿命。托辊分钢托辊和塑料托辊两种。钢托辊多由无缝钢管制成。托辊辊子直径与输送带宽度有关。通用固定式输送机标准设计中，带宽B为800mm以下的输送机，选用托辊直径为89mm；带宽10001400mm选用辊子直径为108mm。托辊按用途又可分为槽形托辊、乎形托辊、缓冲托辊和调心托辊。为了提高生产率，输送散状物料，支承输送带重段的上托辊一般采用槽型托辊；输送成件物品输送机的上托辊，选煤厂手选输送带的上托辊，及支承输送带回空段的下托辊，均采用平形托辊。槽形托辊中倾斜托辊与水平托辊轴线之问的夹角称为槽角。槽角大小是决定运输物料的重要参数。我国过去的带式输送机，槽角一般为20°。TD75型系列设计，槽角采用30°，也有采用35°和45°的。在相同带宽条件下，槽角由20°增至30°，输送带运送散状物料的横断面积增大20，运输量可提高13，并可在运行中减少物料洒落。托辊间距的布置应保证输送带在托辊问所产生的下垂度尽可能地小。输送带在相邻托辊间的下垂度一般不超过托辊间距的2.5。输送带上托辊间距为1200mm（当带宽小于1400mm）；下托辊间距一般取3000mm或者是上托辊间距的2倍；在受料处，托辊的间距为300600mm。凸弧段上托辊间距为水乎段托辊间距的l2。输送机头部滚筒中心线到第一组槽形上托辊的距离，一般可取为上托辊间距的11.3倍，尾部滚筒到第一组托辊间距不小于上托辊间距。在输送带的受料处，须装设缓冲托辊，以减少冲击作用，保护输送带；缓冲托辊的构造与一般托辊基本相同，标准设计中采用橡胶因式和弹簧板式两种。橡胶因式就是在管体外面套装若干橡胶圈；弹簧板式是托辊的支座具有弹性，以缓冲物料的冲击。为了防止和克服输送带的跑偏，在输送带的重载段每隔10组槽形托辊，设置一组槽形调心托辊。在输送带的回空段，每隔610组下托辊设置一组下平形调心托辊。槽形调心托辊或平行调心托辊，除了完成一般支承作用外，托辊架还能绕垂直轴自由回转。当输送带跑偏时，输送带的一边便压在立辊上，使其旋转，从而带动托辊架回转一定的角度a，这时托辊速度与带速方向不一致，产生一个与输送带跑偏方向相反的分速度，使输送带向输送机中心线侧移动，从而纠正跑偏现象。当输送带回复到运行中心位置时，回转的托辊架也恢复正常位置。2.5 机架带式输送机机架有落地式和绳架吊挂式两种结构。落地式机架又有固定式和移动式两种。选煤厂主要采用固定落地式机架。固定带式输送机的机架是用角钢和槽钢焊接而成的结构件。按照机架的用途，可分为头架、尾架、中间架和驱动装置架。头架用来安装驱动滚筒和改向滚筒，其侧面与驱动装置架组装在一起。尾架用以安装尾部滚筒，尾架的结构与所采用的拉紧装置有关，所以应当根据所采用的拉紧装置来选择尾架。中间架用以安装上、下托辊，它是由一节节的组装而成。标准设计中，中间架有标准和非标准两种规格，标准中间架长为6000mm，非标准中间架长为30006000mm。中间架的两端与头架和尾架相接。中间架宽度约比输送带宽300500mm。中间架的高度一般为550650mm。2.6拉紧装置在各种具有挠性牵引构件的输送机中，必须装有拉紧装置。带式输送机的拉紧装置的作用：(1)使输送带具有足够的初张力，保证输送带与驱动滚筒之间所必须的摩擦力，并 且使摩擦力有一定的贮备；(2)补偿牵引构件在工作过程中的伸长；(3)限制输送带在各支承托辊间的垂度，保证输送机正常平稳地运行。拉紧装置的结构形式有：螺旋式、车式和垂直式三种。1)螺旋式拉紧装置