1、機械設計及其自動化 畢業(yè)設計 帶式輸送機張緊裝置的設計 畢業(yè)設計(論文)說明書 題目:帶式輸送機張緊裝置的設計系 名 機械工程系 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學 號學生姓名指導教師2012年 06 月 01 日摘 要 隨著帶式輸送機向長距離、高速度、大功率方向發(fā)展,除驅動裝置外,張緊裝置是保證輸送機正常啟動、運行、制動、和停車的不可缺少的重要部件之一,直接影響帶式輸送機的安全可靠性和穩(wěn)定性。 通過對帶式輸送機各種張緊裝置的比較和分析后可知,按現(xiàn)有的各類張緊裝置,很難達到最佳的張緊效果。本設計利用電動絞車技術對膠帶張緊力進行實時控制和自動調節(jié),而且張緊力響應速度快,從而降低了對皮帶的沖擊,延

2、長了皮帶和設備的使用壽命,節(jié)約了輸送機的運行成本。該張緊裝置結構簡單、維護方便,并且能夠實現(xiàn)長距離帶式輸送機的張緊要求。 本設計從系統(tǒng)整體出發(fā),對張緊裝置的機械傳動系統(tǒng)作了詳細的方案論述及確定,對卷筒、滑輪、張緊小車等部件進行了設計,同時對設備的使用及維護進行了簡要的論述。所設計的張緊裝置可以根據輸送機不同的運行工況自動調節(jié)張緊力的大小,從而使膠帶張緊力控制在最佳狀態(tài),保證了輸送機安全、平穩(wěn)、可靠的運行。 關鍵詞:帶式輸送機 ;張緊裝置 ;張緊力 ABSTRACT With the belt conveyor to the long-distance, high-speed, high-pow

3、er direction, with the exception of drive, the tensioning device is to guarantee the conveyor normal start, run, braking, and stopping the indispensable one of the important parts, immediate influence belt type conveyer's security reliability and stability Through the various belt conveyor tensi

4、oning device comparison and analysis tells us that according to the existing tension of all types of devices, it is difficult to achieve the best results of tension. Frequency of the use of design drag on the tape take-up of technology to conduct real-time control and automatic adjustment, but take-

5、up of the fast response, thus reducing the impact of the belt, a belt and equipment to extend the service life, saving a conveyor operation Cost. The tensioning device structure is simple, easy maintenance, and to achieve long belt conveyor take-up requirements. The design departure from the system

6、as a whole, the installation of mechanical tension transmission system in detail and identified on the programme, the winch, reducer, reel, and other major parts of the design, the main shaft, gear, such as the structure and Strength design, while the use of the equipment and maintenance of a brief

7、discussion. Designed by the tensioning device can conveyor different operating conditions automatically adjust the size of tension, so that tape tension control in the best condition to ensure the conveyor security, stable, reliable operation. Keywords: Belt conveyors ;Tensioning force ;Frequency co

8、nversion 目 錄第一章 概述11.1 張緊裝置的作用11.2 張緊裝置分類21.3 張緊裝置的發(fā)展概況及國內外現(xiàn)狀51.4 對張緊裝置的要求7第二章 帶式輸送機張緊系統(tǒng)的安裝位置及方案確定82.1 帶式輸送機張緊系統(tǒng)的安裝位置82.1.1張緊系統(tǒng)的基本安裝原則82.1.2張緊系統(tǒng)安裝位置的選定82.2 自動張緊參數的確定82.2.1帶式輸送機正常運行時輸送帶張緊力方法82.3 方案的選擇9第三章 張緊裝置總體設計113.1 機構工作級別的確定113.1.1 機構利用等級113.1.2 機構載荷狀態(tài)113.1.3 機構工作級別113.2 鋼絲繩直徑計算與選取113.3 電動絞車的選取12

9、3.3.1 絞車簡介123.3.2 絞車的分類133.3.3 絞車安全使用規(guī)程14第四章 滑輪結構的設計174.1 滑輪設計計算174.1.1 滑輪結構和材料164.1.2 鋼絲繩進出滑輪時的允許偏角164.1.3 滑輪主要尺寸164.1.4 繩槽斷面尺寸174.2 鑄造滑輪形式和軸承尺寸18第五章 滾筒與拉緊小車的選擇225.1 滾筒225.1.1 滾筒簡介225.1.2 滾筒的選擇235.1.3 滾筒的保養(yǎng)235.2 拉緊小車23 參考文獻24外文資料中文翻譯 致謝第一章 概述 帶式輸送機俗稱“皮帶機”,是以膠帶、鋼帶、鋼纖維帶、塑料帶和化纖帶作為傳送物料和牽引工件的輸送機械,是連續(xù)式輸送

10、機械中應用最廣泛的一種。帶式輸送機是由承載的輸送帶兼作牽引機構的連續(xù)運輸設備,可輸送礦石、煤炭等散裝物料和包裝好的成件物品。它具有運輸能力大、運輸阻力小、耗電量低、運行平穩(wěn)、在運輸途中對物料的損傷小等優(yōu)點,被廣泛應用于國民經濟的各個部門,特別是在礦山生產運輸中起著重要的作用。 隨著我國國民經濟的發(fā)展,帶式輸送機在煤炭、電力、建材、鋼鐵、化工等領域越來越廣泛的被使用,特別是在大型煤礦生產中由于其運行可靠、易于自動化和集中化控制,已成為煤炭開采技術與裝備的關鍵設備。張緊裝置是帶式輸送機不可缺少的重要組成部分,現(xiàn)代化經濟的飛速發(fā)展,生產自動化也越來越占據了主導地位,也積極推動和響應了企業(yè)領域中的安全

11、產。變頻調速自動張緊裝置是保證帶式輸送機正常工作的重要部件,可以自動地對輸送機張力進行實時控制,滿足帶式輸送機正常運行的要求。 輸送機及張緊裝置基本的布置形式如圖1所示。 1、2?驅動滾筒4 、5、6、7?改向滾筒 3?張緊小車圖1-1 輸送機及張緊裝置基本的布置形式1.1 張緊裝置的作用 張緊裝置是皮帶機的重要組成部分。由于在啟動、制動過程中輸送帶會發(fā)生蠕變,使輸送帶變長而松弛,膠帶輸送機張緊裝置使其不會發(fā)生打滑現(xiàn)象。由此可見,張緊裝置是保證帶式輸送機正常運行必不可少的重要部件,它在輸送機工作過程中有著重要的作用: 1、使輸送帶在傳動滾筒上形成正壓力,靠摩擦力將傳動滾筒的圓周力傳遞出來。保證

12、輸送帶松邊有足夠的張緊力,防止在起動或運行中膠帶在驅動滾筒上打滑; 2、保證輸送帶在最小張力點處有足夠張力,限制輸送帶加載時在托輥間的垂度,防止輸送帶在托輥間距內過分松弛而喪失槽形,引起物料和輸送帶跑偏,減小輸送帶在托輥間的運行阻力; 3、補償輸送帶的彈性伸長和塑性伸長。時間長了輸送帶會自動伸長,而且在過渡工況下發(fā)生永久性伸長,同時在起動,制動時輸送帶自動收緊,可免除機組振動; 4、為輸送帶重新接頭提供必要的行程; 5、在長距離帶式輸送機中,減小起、制動時輸送帶中出現(xiàn)的動負荷;張緊裝置對其張力產生重大影響; 6、使輸送帶有足夠的張力,以保證輸送帶與傳動滾筒產生必須的摩擦力并防止打滑; 尤其是第

13、3條對長距離、大功率帶使輸送機就顯得更為重要,因為長距離帶式輸送機在啟動與制動中的張力比正常運行工況下的張力大10倍之多,從而造成了輸送帶較大的松邊伸長,如果能及時補償輸送帶的伸長,使啟動時平穩(wěn)可靠就具有重要的意義。 我國帶式輸送機目前使用的張緊裝置有兩個特點: 1輸送帶在驅動滾筒奔離點的張緊力隨時間、運行工況任意變化(例如螺栓張緊裝置和絞車張緊裝置); 2)保持輸送帶具有恒定張力值(例如重錘張緊裝置)。由于輸送帶在啟動過程中的非穩(wěn)定運動狀態(tài)下,輸送帶除受到靜的張力作用外,還受到由于速度變化的附加張緊力作用,為了保證輸送帶在驅動滾筒上不滑動,而且再穩(wěn)定運行中受力合理,要求它在啟動與穩(wěn)定運行時具

14、有不同的張力,而且在穩(wěn)定運行時保持張力恒定。但目前的煤礦帶式輸送機張緊裝置不能滿足這些要求。為此需要研制一種新型的自動張緊裝置。1.2 張緊裝置分類 張緊裝置按結構可以分三種形式,重錘式、固定式和自動式; 1、重錘式張緊裝置 重錘式張緊裝置是最初的張緊裝置的形式之一,如下圖2-1所示,它主要由張緊裝置框架、張緊改向滾筒、彈簧緩沖器、偏心制動輪等部件組成。此種張緊張緊裝置主要靠框架的重量和配重的大小來張緊皮帶,它是利用重錘的重量產生張緊力,并保證輸送帶在各種工況下均有恒定的張緊力,可以自動補償由于溫度改變和磨損而引起的輸送帶的伸長變化。此種張緊裝置的優(yōu)點是,結構簡單,工作可靠,低的維護量,成本較

15、低;缺點是,不能根據工作情況,調整張緊力的大小,占用空間大。皮帶往往只能保持在一種較緊的張緊狀態(tài)。1滑軌 2張緊裝置框架 3滾筒安裝平臺 4滾筒滑槽5限位擋塊6制動偏心輪 7銷軸 8裝運連桿9吊架 10傳動連桿11緩沖器12膠帶 13軸承支座 14張緊改向滾筒15配重 圖1-2 垂直重錘式張緊裝置 車式重錘張緊裝置是將重物由鋼絲繩通過定滑輪與滑動小車相連,將張緊滾筒固定在滑動小車上,由重物拉動滑動小車對輸送帶產生張緊力見圖1-3 ;車工式重錘張緊裝置是通過用鋼絲繩懸掛起來的重錘使輸送機的張緊車產生張緊力。 圖1-3 車式重錘張緊裝置 重錘張緊裝置的優(yōu)點是可以通過重錘的位移迅速吸收輸送帶的彈性伸

16、長,動態(tài)響應快,結構簡單,且重錘張緊力是基本恒定的,僅在輸送機起動和停車時產生很小的慣性力,因而安全可靠性比較高,在帶式輸送機中使用最為廣泛。它的缺點是: 張緊力始終保持不變,不能隨帶式輸送機起動、穩(wěn)定運行所需的不同張力進行調節(jié),在穩(wěn)定運行過程中輸送帶始終處于過張緊狀態(tài),影響輸送帶的使用壽命; 較為笨重,需要的工作空間大特別是張緊力較大時 ,維修較為費工費時。 2、固定式張緊裝置 固定式張緊裝置是指張緊滾筒在輸送機起動前和停機后可以左右移動改變張緊力,而在運行過程中位置始終不變,張緊力隨著張力的變化而變化不能保持恒定的張緊裝置。其中螺旋張緊裝置常用于短距離輸送機中,螺旋張緊裝置見圖1-4。 圖

17、1-4 螺旋張緊裝置 由圖1-4可見,張緊滾筒的軸承座安裝在活動架上,活動架可在導軌上滑動。旋轉調節(jié)螺桿,螺母帶動活動架一起前進和后退,達到張緊和放松輸送帶的目的。電動絞車和手動絞車式固定式張緊裝置適用于水平輸送和小傾角上運輸送的大型輸送機,但當膠帶產生塑性變形后,引起膠帶張力變小,懸垂度增大,這時應重新調整張緊位置。固定絞車張緊裝置由絞車、張緊鋼絲繩、滑輪、張緊小車等組成,通過絞車卷進、放出鋼絲繩來調節(jié)輸送帶所需的張緊力。 3、自動式張緊裝置 自動張緊裝置是一種在帶式輸送機工作過程中能按一定要求自動調節(jié)張緊力的張緊裝置,在現(xiàn)代化長距離帶式輸送機中使用較多,它能夠使輸送帶具有合理的張力,自動補

18、償輸送帶的彈性和塑性變形,是一種理想的張緊裝置,對長距離大運量的帶式輸送機,自動張緊裝置能夠保證輸送機有效的工作,避免輸送帶出現(xiàn)松馳,飄帶跑偏,喘振等異常現(xiàn)象。自動式張緊裝置有兩種形式: 電動式張緊裝置 是通過電磁可控離合器由勵磁器發(fā)生的磁場,來改變傳遞給絞車力矩的大小從而調節(jié)輸送機帶拉力。輸送機啟動前,啟動絞車將輸送機帶的奔入點拉力增加1.5倍的運動拉力,然后啟動驅動電動機,輸送帶正常運行后,絞車又自動換成正常運行拉力。另一種自動張緊裝置是在驅動回程段使膠帶保持一個恒定的張力,它是通過測力計與張緊裝置的控制系統(tǒng)一起工作,在啟動時能傳感膠帶張力的變化,從而使張緊裝置絞車是纏卷或松馳以保持合適的

19、膠帶張力。 液壓式張緊裝置 通過液壓油缸或絞車的快速位移來吸收輸送帶的彈性伸長,分為液壓絞車張緊、液壓油缸張緊、液壓油缸與固定絞車組合張緊3種。液壓絞車張緊裝置是通過液壓馬達動作,使張緊絞車卷進和松開輸送帶來自動調節(jié)輸送帶的張緊力;液壓油缸張緊裝置由蓄能站、液壓泵站、張緊油缸、電控箱和附件五大部分組成,通過液壓站壓力使油缸產生伸縮來調節(jié)帶式輸送機的張緊力。液壓張緊裝置的優(yōu)點是結構緊湊,易于實現(xiàn)遠距離控制,可以根據輸送機在啟動和正常運行工況下對輸送帶張力的不同要求調節(jié)輸送帶張緊力,控制響應速度快,能夠在驅動滾筒與輸送帶產生滑動時自動增加張緊力。缺點是不能隨輸送帶上載荷的變化自動進行張緊力調節(jié),不

20、容量對皮帶的張緊力實現(xiàn)點控。1.3 張緊裝置的發(fā)展概況及國內外現(xiàn)狀 張緊裝置是帶式輸送機必不可少的部件,是保證輸送機正常啟動、運行、制動和停車的重要部件,并且它的性能好壞直接影響帶式輸送機的性能。張緊裝置的發(fā)展可分為以下三個階段。 第一階段,純機械張緊階段。這一階段的主要產品有兩種:固定式絞車張緊與重錘式張緊。從本質上說,絞車張緊的功能僅僅是張緊,當膠帶由于種種原因伸長而張緊力下降時,只能通過人的觀察發(fā)現(xiàn)后重新張緊;重錘式張緊裝置通過滑輪組和重錘塊達到張緊的目的,當膠帶伸長時,能自動吸收其伸長。 第二階段,張緊力可調階段。這個階段的典型產品是自動絞車機械絞車或液壓絞車張緊裝置。其技術發(fā)展表現(xiàn)為

21、只能實現(xiàn)在穩(wěn)定勻速階段的自動張緊,保持膠帶在該階段的張力恒定,而在起動與制動等不穩(wěn)定運行工況下則與固定式絞車相同。其結構特征表現(xiàn)為帶有閘,絞車張緊時松閘,停止時緊閘,絞車運轉的時間很短,而大部分時間處于停車待命狀態(tài); 第三階段,動態(tài)自動張緊階段。這個階段的典型產品有液壓絞車自動張緊與液壓缸自動張緊。其特點為動態(tài)響應快,能在起動階段和正常運行階段兩種狀態(tài)下作用,保持張緊力的穩(wěn)定。液壓絞車長時間處于工作狀態(tài),其結構特征是不帶閘。 國內常見的帶式輸送機張緊裝置有重錘張緊和固定絞車張緊,近幾年又出現(xiàn)了液壓油缸式張緊裝置。 1、重錘式張緊裝置結構最簡單,應用最廣泛,由于重錘的作用,它能保證張緊力在各種工

22、況下保持不變,其力學特點是張緊力不變,張緊位移可變。但重錘張緊需要在煤礦井下專門開拓硐室,有的礦井為了安裝張緊重錘,還需專門開拓暗井,其張緊力的大小只能憑人工來增加或減少。 2、固定式張緊裝置是指張緊滾筒在輸送機啟動前或停機后可改變張緊力。其中螺旋張緊裝置常用于短距離輸送機中;電動絞車和手動絞車固定式張緊裝置適用于水平運輸和小傾角運輸的大型輸送機。但當輸送帶產生塑性變形后,引起輸送帶永久變形增加而逐漸減小,懸垂度增大,就必須重新調整張緊位移。因此只能定期調整輸送帶的張緊程度,一般開始外于過張緊狀態(tài),使帶式輸送機的輸送帶承受額外的附加載荷,在運行過程中張緊力隨著輸送帶永久變形增加而逐漸減小,經常

23、出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。 3、油缸式張緊裝置可根據輸送機的不同工況及輸送帶張力的不同要求調節(jié)輸送機啟動時和穩(wěn)定運行時的張緊力,帶式輸送機啟動時,輸送帶的松邊突然松弛伸長,此時張緊油缸在蓄能站的作用下立即收縮活塞桿,補償輸送帶的伸長量,使輸送機啟平穩(wěn),有效地保護了輸送帶。但液壓油缸式張緊裝置的張緊行程在很大程度上受油缸長度的限制,而且其液壓系統(tǒng)的內泄漏很大,各種閥件的壽命也較低,液壓系統(tǒng)的密封經常會出現(xiàn)被沖壞的現(xiàn)象,直接導致系統(tǒng)壓力急劇下降,張緊力隨之急劇降低,致使輸送帶打滑被迫停機檢查。故障率高,也給維護帶來很多不便。 4、液壓絞車式張緊裝置可根據帶式輸送機不同布置線路的需要自動調整輸送帶張力,使輸送機

24、更經濟、安全地運行。對大運量、長距離帶式輸送機,液壓絞車張緊裝置可根據輸送機張力的變化實現(xiàn)自動控制,能夠在輸送機起、制動時迅速產生足夠的拉力,自動地把張力調節(jié)到額定張緊力的1.3-1.5倍,允許波動±10%,以減少輸送帶的波涌現(xiàn)象,從而有效地防止輸送帶在起、制動過程中可能引起的打滑現(xiàn)象,又能自動降低張力,使張力值為額定工作壓力的0.9-1.1倍,以滿足帶式輸送機正常運行的要求。 5、英國生產的氣動?液壓恒張力自動張緊裝置,由于體積龐大,不適應我國較小斷面的巷道,加之性能上存在大量的缺陷,未能應用。法國的A型帶式輸送機張緊裝置,采用液壓系統(tǒng),通過執(zhí)行無件油缸內活塞的往復運動,來承受輸送

25、機運行所產生的塑形伸長和過度工況下彈性伸長的變化。此種張緊裝置在運行中液壓系統(tǒng)經常出現(xiàn)壓力失調和調定壓力突然下降,低于穩(wěn)壓保護開關迫使輸送機停止運轉,對生產造成影響。1.4 對張緊裝置的要求 1、響應速度快,工作可靠; 2、張緊滾筒上輸送帶的包角,并與滾筒位移平行,施加的張緊力應通過滾筒中心,以免張力由于其位置不同而變化; 3、不能出現(xiàn)死區(qū),即張緊滾筒作反向移動時,不至于產生張力突然變化。尤其機尾有低谷的高垂度輸送機,制動時在低谷處會由于垂度過大而引起輸送帶的折疊和嚴重變形,從而導致落料。 張緊裝置的位置 (1)張緊裝置盡量安裝在靠近傳動滾筒的空載分支上,以利于啟動和制動時不產生打滑現(xiàn)象; (

26、2)張緊裝置應盡可能布置在輸送帶張力最小處,這樣可減小張緊力; (3)應盡可能使輸送帶張緊滾筒的繞入和繞出分支方向與滾筒位移線平行,且施加的張緊力要通過滾筒中心。第二章 帶式輸送機張緊系統(tǒng)的安裝位置及方案確定2.1 帶式輸送機張緊系統(tǒng)的安裝位置2.1.1張緊系統(tǒng)的基本安裝原則 1盡量布置在張力最小處或靠近傳動滾筒的松邊處。 2確定張緊力的大小時,要考慮到正常運行和起動、制動等各種工況的運行條件。 3張緊行程考慮了輸送帶由于內張力的變化所引起的彈性變形、輸送帶使用后永久變形、以及輸送帶接頭的預留量等因素。2.1.2張緊系統(tǒng)安裝位置的選定 由于松邊張力值直接影響輸送帶的選定,所以在滿足T1/T2時

27、,其值應盡可能小一些為好,這與張緊系統(tǒng)安裝的位置有一定的關系。一般來說,確定張緊系統(tǒng)的安裝位置時應考慮以下幾點: 1長度在300m以上的水平或坡度在4%以下的傾斜輸送機,張緊系統(tǒng)應設在緊靠驅動滾筒的空載側。 2距離較短的輸送機和坡度在4%以上的傾斜運輸的輸送機,張緊系統(tǒng)多半布置在尾部。 3由于鋼絲繩芯輸送帶的伸長量非常小,張緊系統(tǒng)也可設在尾部。2.2自動張緊參數的確定 根據帶式輸送機正常運行時的輸送帶張力,在考慮一定張緊系數的情況下,設計張緊系統(tǒng)在起動過程中的最大張緊力以滿足輸送機的要求。為了減小輸送帶在起動過程中動張力的影響,滿足起動加速度的要求,設計張緊系統(tǒng)在輸送帶開始張緊到輸送機開始起動

28、的時間間隔。帶式輸送機所需的張緊力,在起動、穩(wěn)定運行和制動過程中是不同的,因此計算張緊力時應按各種工況下輸送帶在驅動滾筒上不打滑的條件計算。理想的張緊系統(tǒng)應能根據輸送機在不同工況下的要求自動調整張緊力,這樣,既可滿足輸送帶垂度和摩擦牽引力的要求,又可保證輸送帶不會受過大的張力,來避免因張力過大而引起送帶壽命的減小。2.2.1帶式輸送機正常運行時輸送帶張緊力方法 確定張緊系統(tǒng)張緊力的方法取決于張緊系統(tǒng)在帶式輸送機中的位置,一般是先求出輸送帶在驅動滾筒分離點處的張力SL。然后再根據逐點張力計算法求出在張緊系統(tǒng)位置處輸送帶的張力。SL的確定是由滾筒摩擦條件和輸送帶懸垂度條件共同確定的。一般是先用摩擦

29、條件計算出輸送帶張力,然后再用懸垂度條件進行校核;對于傾角為負值的,先用懸垂度條件計算出輸送帶張力,然后用摩擦條件進行校核,一般有n(摩擦安全系數)值為1.15-1.20。2.3 方案的選擇 對比上述各種張緊裝置的作用,按常規(guī)方式設計的各種機械張緊裝置,很難達到最佳的張緊效果。主要問題在于皮帶張緊時不能對張緊力進行實時控制和自動調節(jié),而且響應速度慢,電動絞車自動張緊裝置作為一種新型的皮帶張緊裝置,在起、制動時對皮帶的沖擊能明顯降低,延長了皮帶和設備的使用壽命。該裝置結構簡單、維護方便,并且能夠實現(xiàn)長距離帶式輸送機的張緊要求。 自動絞車式張緊裝置具有以下特點:在皮帶機啟動階段,能提供足夠大的啟動

30、張緊力;啟動完畢后又可使膠帶的張緊力恢復到額定值以維持膠帶輸送機的正常運行,在此選擇自動絞車張緊裝置進行設計。 電動絞車自動張緊裝置的系統(tǒng)主要由電機,減速器,制動器,卷筒,聯(lián)軸器,滑輪,拉緊小車等組成。 電動絞車自動張緊裝置的工作原理:當帶式輸送機起動時,首先把主電機的起、停信號傳遞給自動張緊裝置的控制系統(tǒng),電機,減速器,卷筒工作,鋼絲繩通過滑輪拉緊張緊滾筒。 電動絞車自動張緊裝置的特點: (1)電動絞車自動張緊裝置可在張緊裝置起、制動時減少對皮帶的沖擊,從而延長其設備的使用壽命。 (2)自動調節(jié)張緊力的適應性強,可在輸送機運行過程中,根據運行條件自動調節(jié)張緊力,滿足輸送機起、制動及正常運行時

31、能自動地以不同張緊力運行,保證輸送帶以較大張力起、制動,防止輸送機的波涌現(xiàn)象;也可在較小的張力下運行。這對大型輸送機來說,提高了整個輸送機系統(tǒng)的可靠性、安全性,并延長了輸送帶的使用壽命。實際的各種工況下輸送機張力的理論值與現(xiàn)場值之間有很大的差距,加上控制系統(tǒng)信號采集誤差,造成現(xiàn)場工作點張力偏離理論值很大。這就要求張緊裝置對張力的調節(jié)功能較強。 (3)響應速度快,設計自動張緊裝置時,必須考慮張緊裝置的反應速度不能滯后于張波在輸送帶中的傳播速度。 (4)設備維護簡單,自動張緊裝置只有電器和機械部分,與目前傳統(tǒng)帶式輸送機上使用的許多張緊裝置相比,中間減少了一些機械和液壓部件。在滿足使用的條件下,系統(tǒng)

32、零部件越少,越不易出現(xiàn)問題,因而工作安全可靠、維護也方便快捷。采用電機作為驅動源,傳動部分選用同軸式二級圓柱斜齒輪減速器與聯(lián)軸器、制動器組成。總體設計圖所示:圖2-1 拉緊裝置總體設計圖1.拉緊小車 2.滑輪組 3.鋼絲繩 4.電動絞車第三章 張緊裝置總體設計3.1機構工作級別的確定3.1.1機構利用等級 機構利用等級按機構總設計壽命分為十級,見機械設計手冊表8-1-1。總設計壽命規(guī)定為機構假定的使用年數內處于運轉的總小時數,它僅作為機構零件的設計基礎,而不能視為保用期。 由表8-1-1,選取機構等級。 總設計壽命:6300h 說明:經常中等地使用。3.1.2機構載荷狀態(tài) 載荷狀態(tài)是表明機構承

33、受最大載荷及載荷變化的程度。載荷分為四級。 由機械設計手冊表8-1-2,根據實際情況選用-輕。 說明:機構經常承受較重的載荷,也常承受最大的載荷。3.1.3 機構工作級別 機構工作級別按機構利用等級和載荷狀態(tài)分為八級。見機械設計手冊表8-1-3,根據 機構利用等級與機構載荷狀態(tài)選取機構工作級別為。 3.2鋼絲繩直徑計算與選取 (1)煤礦井下絞車用鋼絲繩直徑采用GB1102-74標準規(guī)mm,鋼絲繩結構大部分是點接觸光面鋼絲繩。 (2)點接觸-股內各層之間鋼絲互相交叉,呈點接觸。 (3)在圓股的鋼絲繩(GB1102-74)標準中,只有鋼絲破斷拉力之和而無整根鋼絲繩的破斷拉力。 (4)鋼絲繩直徑可由

34、鋼絲繩最大工作靜拉力確定: 式中: ?鋼絲繩最小直徑, mm; ?選擇系數,mm/N; ?鋼絲繩最大工作靜拉力 N; KN 可根據機構工作級別確定: 根據機構工作等級,查機械設計手冊表8-1-8得: mm/N mm 鋼絲繩的安全系數取n4,則鋼絲繩所能承受的拉力需滿足以下的要求: 選繩: 查標準值,取。 查機械設計手冊, 選擇: 繩 股 繩合成纖維芯,鋼絲繩表面鍍絡。 其主要參數如下: 鋼絲繩直徑: 12mm 參考重力:51.80kg/100m 鋼絲繩公稱抗拉強度: 1550MPa 最小拉破力: 69.80kN3.3電動絞車的選取3.3.1 絞車簡介 絞車 winch 又稱為卷揚機,是用滾筒纏

35、繞鋼絲繩或鏈條以提升或牽引重物的輕小型起重設備。主要由電動機、聯(lián)軸器、制動器、齒輪箱、底座等部分組成,由于具有通用性高、結構緊湊、體積小、重量輕、起重大、使用轉移方便等特征,因此被廣泛于建筑、水利工程、林業(yè)、礦山、碼頭、石油鉆井平臺,電站等的物料升降或平拖,還可作現(xiàn)代化電控自動作業(yè)線的配套設備。有0.5噸350噸,分為快速和慢速兩種。其中高于20噸的為大噸位絞車,絞車可以單獨使用,也可作為起重、筑路和礦井提升等機械中的組成部件,因操作簡單、繞繩量大、移置方便而廣泛應用。絞車主要技術指標有額定負載、支持負載、繩速、容繩量等。3.3.2 絞車的分類絞車按照動力分為手動、電動、液壓三類。從用途上分類

36、可分為建筑用絞車和船用絞車。絞車按照功能可以分為:船用絞車、工程絞車、礦用絞車、電纜絞車等等。按照卷筒形式分為單卷筒和和雙卷筒。 按照卷筒分布形式有分為并列雙卷筒和前后雙卷筒。1.手動絞車:手動絞車的手柄回轉的傳動機構上裝有停止器(刺輪和刺爪,可使重物保持在需要的位置。裝配或提升重物用的手動絞車還應設置安全手柄和制動器。手動絞車一般用在起重量小、設施條件較差或無電源的地方。2.液壓絞車: 液壓絞車主要是額定載荷較大的絞車,一般情況下10T以上到5000T的絞車設計成液壓絞車。 其結構主要由液壓馬達(低速或高速馬達)、液壓常閉多片式制動器、行星齒輪箱、離合器選配、卷筒、支撐軸、機架、壓繩器選配等

37、組成。液壓馬達具有很高的機械效率,起動扭矩大,并可根據工況要求帶不同的配流器,還可根據用戶需要設計閥組直接集成于馬達配油器上,如帶平衡閥、過載閥、高壓梭閥、調速換向閥或其他性能的閥組,制動器、行星齒輪箱等直接安裝于卷筒內,卷筒、支撐軸、機架根據力學要求設計,整體結構簡潔合理并具有足夠的強度和剛性。因而該系列絞車在結構上具有緊湊、體積小、重量輕、外形美觀等特點,在性能上則具有安全性好、效率高、起動扭矩大、低速穩(wěn)定性好、噪音小、操作可靠等特點。值得一提的是液壓馬達高的容積效率和美國SUN公司優(yōu)質的平衡閥解決了一般絞車都存在的二次下滑和空鉤抖動現(xiàn)象,使得該系列液壓絞車的提升、下放和制動過程平穩(wěn),帶離

38、合器的絞車還可實現(xiàn)自由下放。安裝于配流盤上的集成閥組則有效地簡化了用戶的液壓系統(tǒng)。由于該系列車具備上述優(yōu)點,使其廣泛應用于船舶、鐵路、工程機械、石油、地質勘探、冶金等行業(yè),其優(yōu)良性能得到了用戶的認可。3.電動絞車:電動絞車廣泛用于工作繁重和所需牽引力較大的場所。單卷筒電動絞車的電動機經減速器帶動卷筒,電動機與減速器輸入軸之間裝有制動器。為適應提升、牽引和回轉等作業(yè)的需要,還有雙卷筒和多卷筒裝置的絞車。一般額定載荷低于10T的絞車可以設計成電動絞車。 電動絞車的工作原理: 當絞車電源接通后,使電動機受電后向逆時針轉動,同時打開電磁控制器,電動機便通過連接軸帶動齒輪箱的輸入而轉動。齒輪箱的輸出軸上

39、裝有的小齒輪帶動大齒輪轉動,大齒輪連接軸與滾筒相連并帶動滾筒轉動,滾筒卷入鋼絲繩拉緊物體。當可逆轉手柄回復到零位時,同時切斷電動機和電磁控制器山的電源,電動機停止工作。電磁控制器的閘瓦抱死連接軸的背輪,停止轉動。同樣的道理,將控制盤反向操作,電動機的滾筒反轉松出鋼絲繩。 根據牽引力與鋼絲繩選取JD-11.4型調度絞車,技術參數如下;表1 JD-11.4型調度絞車技術參數牽引力kN10鋼絲繩直徑mm12.5容繩量m400電動機功率kW11.4電壓V380/660外形尺寸長×寬×高mm1120×766×7273.3.3絞車安全使用規(guī)程 1、絞車必須按規(guī)范要求

40、進行設置。其規(guī)格凈高不低于2.0米凈寬為2.4米,凈深為2.0米。沿空送巷巷道根據巷道的實際情況而定,以不影響安全操作為原則。 2、絞車施工盡可能采用風鎬掘進,根據巷道的不同支護型式可采用木棚或工字鋼棚支護。頂板完好時采用錨網支護,頂板破碎時采用架棚支護 3、11.4KW小絞車基礎均要采用砼澆注,其基礎規(guī)格為1.0×1.0×1.0米。砼中水泥、黃沙、石子瓜子片的配合比為1:2:2;水灰 比為0.4。 4、絞車采用架棚支護時,要由外向里逐架進行,棚與棚之間要用撐木或拉桿連成一個整體,腰、幫要接嚴背實。棚距不超過0.7米。采用錨網支護時,錨桿的排間距為800×800m

41、m。 5、絞車電機應安裝在小絞車窩的里側,操作空間距不得少于0.8米;操作按紐上架,開關擺放整齊且不得妨礙人員操作。 6、其它按作業(yè)規(guī)程中的有關規(guī)定執(zhí)行。 第四章 滑輪結構的設計4.1滑輪設計計算 繩索滑輪一般用來導向和支承,以改變繩索及其傳遞拉力的方向或平衡繩索分支的拉力。4.1.1滑輪結構和材料 承受載荷不大的小尺寸滑輪( mm)一般制成實體的滑輪,用、或鑄鐵(如)。受大載荷的滑輪一般采用球鐵(如)或鑄鋼(如等),鑄成帶筋和孔或帶輪輻的結構。大型滑輪( mm)一般用型鋼和鋼板焊接結構。 受力不大的滑輪直接安裝在心軸上使用,受有較大載荷的滑輪則裝在滑動軸承(軸套材料采用青銅或粉末冶金等)或滾

42、動軸承上,后者一般用在轉速較高、載荷大的情況下。輪轂或軸套長度與直徑比一般取為。具有固定軸的滑輪成為定滑輪;具有活動軸的滑輪(隨繩索串動改變其位置)稱為動滑輪。 在本設計中滑輪采用鑄鋼件鑄成有輪輻的結構。4.1.2鋼絲繩進出滑輪時的允許偏角 鋼絲繩繞進或繞出滑輪槽時偏斜的最大角度(即鋼絲繩中心線和與滑輪軸垂直的平面之間的角度)推薦不大于。4.1.3滑輪主要尺寸 繩槽半徑R是根據鋼絲繩的直徑d的最大允許偏差為7%。 如下圖所示: 鋼絲繩直徑 mm圖4-1 滑輪直徑 滑輪繩槽底半徑 mm 查表取 mm 繩槽兩側面夾角 ,一般為 取 滑輪直徑 查表8-1-65取 mm4.1.4繩槽斷面尺寸 標準的繩

43、槽半徑是根據鋼絲繩直徑的最大允許偏差為確定的。 鋼絲繩繞進或繞出滑輪槽時偏斜的最大角度(即鋼絲繩中心線和與滑輪軸垂直的平面之間的角度)應不大于。 繩槽表面粗糙度分為兩級: 1級: um 2級um 根據工作情況,選滑輪繩槽半徑mm是合適的,表面粗糙度級的繩槽斷面。標記為: 繩槽斷面9.0-2JB/T9005.1?1999。 具體尺寸參數,如下圖所示:圖4-2 繩槽斷面尺寸 mm mmmm mm mm mm mm mm mm4.2鑄造滑輪形式和軸承尺寸 (1)滑輪形式及軸承尺寸 :圖4-3 軸承尺寸圖 主要尺寸如下: mm mm mm mm (2)輪轂尺寸: 主要尺寸如下: 圖4-4 輪轂尺寸圖

44、mm mm mm mm (3)滑輪技術要求: 材料: ZG35Mn 外觀: 滑輪表面應光滑平整,應去除尖棱和冒口,滑輪不得有影響使用性能和有損外觀的缺陷,如氣孔,裂紋,疏松,夾渣,鑄疤等。 熱處理: 滑輪應進行退火處理,以消除鑄造時產生的應力。 尺寸公差和表面粗糙度: 加工表面未注公差尺寸的公差等級按GB/T1804中的M級(中等級);未加工表面粗糙度值按GB/T1031中的um。 形位公差: 滑輪的形狀和位置公差應符合機械設計手冊表8-1-70的規(guī)定。 裝配: 裝配好的滑輪應能靈活地旋轉。滑輪的加工部位(內孔,繩槽表面等)和隔環(huán)的外露部位應涂上抗腐蝕的防銹油,不加工部位應涂防銹漆。 滑輪的加

45、工部位(內孔、繩槽表面等)和隔環(huán)的外漏部位應土抗腐蝕的防銹油;不加工部位應涂防銹漆。 第五章 滾筒與拉緊小車的選擇5.1滾筒5.1.1滾筒簡介 滾筒為圓柱形的零件,分驅動和從動輥。廣泛應用于如圓網印花機、數碼打印機,輸送設備,造 紙等 包裝機械等各類傳動輸送系統(tǒng)中。通常采用無縫鋼管制成,也有視不同工藝需要采用諸如鋁合金6061T5,304L/316L不銹鋼,2205雙相不銹鋼,鑄鋼件,實心鍛打合金鋼芯為材料的。 滾筒的生產主要有輥體初車、初校靜平衡、軸頭過盈裝配焊接、精車和精校動平衡等工序組成。若對行為公差如圓度、圓柱度和直線度等要求在0.2mm以下的,則在精車后需要上外圓磨床或軋輥磨床磨削加

46、工。對表面硬度有要求的,則需要增加熱處理工序。 滾筒成型后,出于防銹防腐、耐磨和支撐的需要,還需要表面處理或包覆如噴漆、鍍鋅、TEFLON噴涂、包橡膠、鍍鉻、陶瓷噴涂和氧化等工序。 按尺寸來分類,有大型的如造紙機械用輥筒(長度可以達到10米以上,直徑在1500mm以上),有小型的如自動流水線上皮帶輸送上用的平托輥(一般在1米長以內) 度以內,直徑也在159mm 按作用來分,有要保證傳遞精度的如數碼激光打印機上的輥筒,有起壓濾作用的如造紙機械上的壓光輥,有對尺寸精度要求不高的支撐用托輥,有熱交換要求的輥筒,也有起重型壓濾作用的輥筒等,不一一列舉。 滾筒直徑選擇:25mm、32mm、38mm、42

47、mm、50mm、57mm、60mm、76mm、80mm、89mm。 滾筒材質選擇:碳鋼鍍鋅、碳鋼鍍鉻、碳鋼包膠、鋁合金、不銹鋼、ABS等。輥筒類型選擇:無動力輥筒、單鏈輥筒、雙鏈輥筒、“O”帶輥筒、錐形輥筒、槽型輥筒。輥筒固定方式:彈簧壓入式、內牙軸式、全扁榫式、通軸銷孔式。 滾筒制動失靈原因主要有: 1、氣壓大小是否異常,如氣泵是否異常,氣管是否漏氣或堵塞。 2、剎車制動塊是否損傷。 3、滾筒兩側的制動盤是否缺損。 4、操作制動開關系統(tǒng)是否有故障,使制動命令傳遞不暢。 5、動力傳遞系統(tǒng)是否及時切斷動力。 6、對于帶式摩擦制動,應檢查摩擦帶是否松動或摩擦因數下降,應進行調節(jié)或更換。5.1.2

48、滾筒的選擇 1、滾筒的長度選擇:不同寬度的貨物應選適合寬度的滾筒,一般情況下采用“輸送物+50mm”。2、滾筒的壁厚及軸徑選擇:按照輸送物的重量平均分配到接觸的滾筒上,計算出每支滾筒的所需承重,從而確定滾筒的壁厚及軸徑。3、滾筒材料及表面處理 : 根據輸送環(huán)境的不同,確定滾筒所采用的材質和表面處理(碳鋼鍍鋅、不銹鋼、發(fā)黑還是包膠)。4、選擇滾筒的安裝方式 : 根據整體輸送機的具體要求,選擇滾筒的安裝方式: 彈簧壓入式, 內牙軸式, 全扁榫式, 通軸銷孔式等。 5、對于彎道機的錐形滾筒,其滾面寬度及錐度視貨物尺寸和轉彎半徑而定。6、根據許用應力查表;選用直徑為500mm的滾筒。5.1.3 滾筒的

49、保養(yǎng) 為延長滾筒的使用壽命,必須做好滾筒的保養(yǎng)工作。 1.定期清理滾筒沾上的粉塵等異物。 2.潤滑良好,降低磨損的損失。 3.避免超負荷運轉,延長滾筒使用壽命。5.2 拉緊小車 游動小車由車架,車輪,滑輪和改向滾筒等組成。游動小車架通過鋼繩滑輪組牽引張緊車在軌道上行走,從而達到貯理放出貯帶的作用,并使膠帶得到適當的張緊度。游動小車向左側移動時,膠帶放出,機身伸長,游動小車向右側移動時,膠帶貯存,機身縮短,通過鋼絲繩拉緊游動小車可使膠帶得到適當的張緊度。游動小車向左側移動時,膠帶放出,機身伸長;游動小車向右側移動時,膠帶貯進,機身縮短。調節(jié)完后,通過鋼絲繩拉緊滾動小車,使膠帶得到適當的漲緊度。參

50、考文獻1 Oehmen H. 帶式輸送機的設計與運轉J. 起重運輸機械,1982.2 徐寄容. DTII型固定帶式輸送機設計選用手冊M.冶金工業(yè)出版社,1994.3 孫可文. 帶式傳送機的傳動原理與設計計算J.北京:煤炭工業(yè)出版社,1991.4 楊篡興. 膠帶輸送機結構原理與計算上冊M.北京:煤炭工業(yè)出版社,1983.5 黃萬吉. 礦山運輸機機械設計M.沈陽:東北工學院出版社,1900.6 于學謙,方佳雨編. 礦山運輸機械J.徐州:中國礦業(yè)大學出版社,1989.7 黃松元. 輸送帶粘彈性力學特性的研究連續(xù)輸送技術J. 中國礦業(yè)大學出版社,1991.8 國外長距離膠帶輸送機編寫組. 國外長距離膠

51、帶輸送機J.北京:煤炭工業(yè)出版社,1987.9 李光布. 大型帶式輸送機的驅動系統(tǒng)J.礦山機械,1996-12.10 趙玉文,李云海. 帶式輸送機的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢J.煤礦機械,2004-1.11 宋偉剛. 特種帶式輸送機設計J.機械工業(yè)出版社.2007.12 于巖,李維堅. 輸機械設計J.徐州.中國礦業(yè)大學出版社.1998.13 程居山. 礦山機械J.中國礦業(yè)大學出版社.1997.14 陳道南. 起重運輸機械J.冶金工業(yè)出版社.2005.15 黃萬吉. 礦山運輸機械設計J. 東北工學院出版社.1990-11.16 Nordell L K. The channel 20 km overland - A Flagship of Mod2ern Belt Conveyor Technology J Bulk Solids Handling,1991781 ?79217 Lodew