1、畢業設計（論文）任務書專業 礦山機電 班級 2011 學號 姓名 王正新 畢業設計（論文）題目帶式輸送機設計設計期限：自2014年 8月 17日 至 2014年 9月 14 日 指導老師： 系 主 任： 2014 年 9 月 14 日目 錄 摘要1 緒論21.帶式輸送機的技術發展3 2 帶式輸送機的初步設計63 帶式輸送機電控設計11結束語17致謝18 參考文獻19摘 要帶式輸送機是煤礦最理想的高效連續運輸設備，與其他運輸設備(如機車類)相比，具有輸送距離長、運量大、連續輸送等優點，而且運行可靠，易于實現自動化和集中化控制。帶式輸送機是輸送能力最大的連續輸送機械之一。其結構簡單、運行平穩、運轉

2、可靠、能耗低、對環境污染小、管理維護方便，在連續裝載條件下可實現連續運輸。本論文主要涉及了帶式輸送機的機械設計和電氣原理設計部分。帶式輸送機的機械設計分兩步，第一步是初步設計，主要是通過理論上的計算選出合適的輸送機部件。其中包括輸送帶的類型和帶寬選擇、帶式輸送機線路初步設計、托輥及其間距的選擇、滾筒的選擇、電動機、減速器、盤閘制動器、軟起動裝置的選擇等；第二步是施工設計，主要根據初步設計選定的滾筒、托輥、驅動裝置完成對已選部件的安裝與布置的圖紙設計工作。最后，在機械設計的基礎上，完成了對輸送機的保護裝置及其電氣原理設計。電氣控制主要通過以可編程控制器為核心的電氣系統實現的。關鍵詞：帶式輸送機；

3、驅動裝置；可編程控制器緒 論帶式輸送機是輸送能力最大的連續輸送機械之一。其結構簡單、運行平穩、運轉可靠、能耗低、對環境污染小、便于集中控制和實現自動化、管理維護方便，在連續裝載條件下可實現連續運輸。它是運輸成件貨物與散裝物料的理想工具，因此被廣泛用于國民經濟各部門，尤其在礦山用量最多、規格最大。1880年德國LMG公司設計了一臺鏈斗挖掘機，其尾部帶一條蒸氣機驅動的帶式輸送機。1896年美國紐約頒布了魯賓斯為帶式輸送機的發明人。20世紀30年代隨著德國褐煤露天礦連續開采工藝的發展，帶式輸送機也隨之得到迅速地發展，二次大戰前德國褐煤露天礦已出現1.6m帶寬的帶式輸送機。50年代開發出的鋼繩芯輸送帶

4、為帶式輸送機長距離化和大型化創造了條件。前西德為了擺脫石油危機帶來的影響，開發了年產40005000萬t的褐煤露天礦，并在5060年代為日挖10萬石方的斗輪挖掘機開發了配套的3.0m帶寬的帶式輸送機，帶速為6.8m/s。后經科研開發將帶速提高到7.5m/s，使帶寬從3.0m降至2.8m，但運量仍保持3.75萬t/h。單條帶式輸送機的裝機容量為6×2000kW，是當今運量最大的帶式輸送機。70年代開始，西方各國推廣斜井帶式輸送機。德國魯爾區Haniel-Prosper煤礦使用了當今規格最大的斜井帶式輸送機，其帶寬為1.4m，帶速為5.5m/s,帶強為st7500N/mm，整機傳動功率為

5、2×3100kW同步電機。電機轉子直接固定在滾筒軸上，從而省去了減速器。同步機用交直交變頻裝置調速，起、制動過程非常平穩，起動時間可達140s，制動時間達40s。輸送帶保證壽命達20年。該機上、下分支輸送帶都運送物料。向上運媒1800t/h，下分支向下運矸石1000t/h，提高高度達700余米。帶式輸送機設計1、帶式輸送機的技術發展經過一百年的發展，帶式輸送機已成為一個龐大的家族，不再是常規的開式槽型或直線布置的帶式輸送機，而是針對生產需求設計出各種各樣的特種帶式輸送機。例如，彎曲型、線摩擦型。大傾角型。可伸縮型。吊掛型、管式、吊掛管式、波紋擋邊式、氣墊式、壓帶式、鋼絲繩牽引式和鋼帶

6、式等帶式輸送機。它們各有自己的獨特優點，適用于某些特殊場合。例如，管式和吊掛式輸送機因其密封性好，適用于有環保要求或物料不應受外界環境影響的場合。波紋擋邊帶式輸送機可以做大傾角甚至垂直提升，因而在卸船和 豎井提升中得到應用。壓帶式大傾角帶式輸送機于50年代在下挖式斗輪挖掘機上廣泛應用。傾角可達35º，從而縮短斗輪臂架長度。目前國內外帶式輸送機正朝著長距離、高速度和大運量方向發展。單機運距已達30.4km，多機串聯運距最長達208km，由17條帶式輸送機組成，最寬的帶式輸送機帶寬為4m。最大運輸能力已達到3.75萬t/h，最高帶速達到15m/s。單條帶式輸送機的裝機功率達到6×

7、;2000kW。我國生產的帶式輸送機最大帶寬已達到2m，帶速已達到2 m/s，設計運輸能力已達到5.2萬t/h，最大運距為3.7km。帶式輸送機的運輸能力和輸送距離是所有其他輸送設備無法比擬的，因此世界各國都在不斷地努力發展和完善帶式輸送機技術。研究帶式輸送機的途徑和目的及意義如下：提高帶速，它是提高輸送能力和節省投資的有效途徑。提高各部件的可靠性，也包括輸送帶的可靠性，往往一個部件的失靈會影響整機乃至整個系統的停頓。努力減少維護工作量或取消日常維護工作，因帶式輸送機分布在幾百米甚至幾千米的運輸線路上，很難實現有效的維護保養工作。節能研究，帶式輸送機本身是輸送機中耗能最省的，但在大型礦山、冶金

8、、電力和專用港口等企業中帶式輸送機用量很大，成為企業中的一個耗能大部門，因而進一步的節能研究具有重要意義。為適應金屬露天礦大型化開采的需要，一些國家正努力解決輸送機輸送金屬礦石及其周圍的問題，力求用帶式輸送機替代昂貴的汽車運輸。對大中型帶式輸送機采用動態設計方法，通常采用的靜態設計方法沒有考慮輸送帶的粘彈性問題，因而輸送機的起動與制動過程中會在輸送帶中產生沖擊波，沖擊波引起的輸送帶動張力要比正常運行的最大張力大10多倍，它直接關系著輸送帶的強度、接頭強度、滾筒、傳動裝置和聯接件的設計強度，然而研究可控的起動裝置和制動裝置來減小動張力便成為動態設計的根本所在。1.1常用帶式輸送機類型與特點帶式輸

9、送機的種類很多，常用的主要有以下幾種：通用帶式輸送機（DT）通用帶式輸送機是一種固定式帶式輸送機。其特點式托輥安裝在固定的機架上，由型鋼做成的機架固定在底板或地基上，整個機身成剛性結構。因此，它廣泛用于要求設備服務年限長，地基平整穩定的場合。例如，煤礦地面生產系統、洗煤廠、井下主要運輸大巷、港口、發電廠等生長地點。該種輸送機應用十分普遍，現已形成系列產品如TD62、TD75、DT等。鋼繩芯帶式輸送機鋼繩芯帶式輸送機在結構形式上相同于通用帶式輸送機，只是輸送帶由織物芯帶改為鋼絲繩芯帶。因此，它是一種強力型帶式輸送機，具有輸送距離長、運輸能力大、運行速度高、輸送帶成槽性好和壽命長等優點。但其最大缺

10、點是因鋼繩芯輸送帶的芯體無橫絲，故橫向強度低易造成縱向撕裂。在大型礦井的主要平巷、斜井和地面生產系統往往會遇到大運量、長距離情況，如果采用普通型帶式輸送機運輸，由于受到輸送帶強度的限制而只能采用多臺串聯運行方式，這就造成了設備數量多，物料轉載次數多，因而帶來設備投資高，運轉效率低，事故率升高，粉媒比重上升以及維護人員增多等后果。采用鋼繩芯帶式輸送機可以有效地解決這類問題。該種帶式輸送機已經定型成DX系列。吊掛式帶式輸送機吊掛式帶式輸送機是一種將其機架用鋼絲繩或鐵鏈吊掛在頂板上的帶式輸送機。機架可以采用鋼絲繩或型鋼材，托輥組可以是鉸接或固定支承。它通常用于底板或地基起伏不穩定，服務時間較短的場合

11、。如煤礦井下采區上、下山，順槽和集中運輸巷。可伸縮帶式輸送機可伸縮帶式輸送機的輸送長度可以根據工作的需要隨時縮短或加長。這是為滿足煤礦井下綜采工作面順槽輸送要求而設計的。移動帶式輸送機（DY）移動帶式輸送機是一種按整機設計并且整機可在不同地點使用的帶式輸送機。按移動的方式不同又可分為移動式與攜帶式帶式輸送機。前者是靠輪子、履帶或滑撬移動的帶式輸送機；后者是可用人力或機械從一個位置抬到另一個位置的帶式輸送機。主要用作短距離輸送或轉載。如煤場、碼頭、倉庫等場所。彎曲帶式輸送機彎曲帶式輸送機是一種在輸送線路上可變向的帶式輸送機。該種輸送機適用于煤礦井下彎曲巷道和地面越野輸送。線摩擦帶式輸送機在帶式輸

12、送機（在此稱之為主機）某位置的輸送帶下面加裝一臺或幾臺短的帶式輸送機（稱之為輔機），主帶借助重力或彈性力壓在輔機的帶子（輔帶）上，輔帶可以通過摩擦力驅動主帶，這樣主帶張力便可以大大降低而實現低強度帶完成長距離或大運量輸送。大傾角帶式輸送機普通帶式輸送機的輸送傾角超過臨界角度時，物料將沿輸送帶下滑。各種物料所允許的最大上運傾角見表1.1。大傾角帶式輸送機可以減小輸送距離、降低巷道開拓量，減少設備投資。在露天礦它可以直接安裝在非工作邊坡，節省大量土方工程和投資。表1.1 帶式輸送機的最大傾角物料名稱最大傾角物料名稱最大傾角塊煤18º濕精礦20º原煤20º干精礦18&#

13、186;谷物18º篩分后石灰石12º025mm焦炭18º干砂15º030mm焦炭20º濕砂23º0350mm焦炭16º鹽20º0120mm礦石18º水泥20º060mm礦石20º塊狀干粘土15º18º4080mm油母頁巖18º粉狀干粘土22º干松泥土20º鋼繩牽引帶式輸送機鋼繩牽引帶式輸送機從1951年起在英語國家得到應用。它的優點在于牽引體與承載體是分開的，可以跨越長距離和大高差。但缺點是輸送帶成槽性差，影響輸送截面積，鋼絲繩裸露在外

14、，不易防腐蝕，維護費用高。因此，國外一些國家不提倡使用。我國自1967年起在煤礦開始使用，但總體用量不高。根據研究表明，當輸送量超過500t/h，運距超過25km時，鋼繩牽引帶式輸送機的基建投資和運費將少于鋼繩芯帶式輸送機，即運距越長越有利。2帶式輸送機的初步設計2.1概述帶式輸送機的設計通常包含初步設計和施工設計兩個方面的內容。前者主要是通過理論上的分析計算選出滿足生產要求的輸送機各部件，確定合理的運行參數，或者對確定的部件參數進行驗算，并完成輸送線路的宏觀設計，后者主要是根據初步設計完成輸送機的安裝布置圖。2.2 帶式輸送機的初步設計設計原始資料表2.1帶式輸送機原始資料主要參數運量Q90

15、0t/h運距L497.5m傾角b-10.6°原煤塊度amax300mm原煤松散密度0.9t/m3應用單位帶式輸送機的種類輸送帶在帶式輸送機中，既是承載構件又是牽引構件，它不僅需要足夠的強度，而且還應具有耐磨、耐疲勞以及特殊要求，如井下用的輸送帶還必須具有阻燃的特性。輸送帶選擇的合理與否直接影響帶式輸送機的投資、運行成本，更重要的是影響輸送機可靠、安全的運行。輸送帶運行速度的選擇帶速是輸送機的重要參數，通常根據以下原則進行選擇：（1）長距離、大運量的輸送機可選擇高帶速；（2）傾角大、運距短的輸送機帶速宜??；（3）下運相對上運帶式輸送機帶速低；（4）粒度大、磨琢性大、易粉碎和易起塵的物料

16、宜選用較低帶速；（5）卸料車卸料時帶速不宜超過2.5m/s，犁式卸料器卸料時，不宜超過2m/s；（6）輸送成件物品時，帶速不得超過1.25m/s。表2.2 與物料有關的常用帶速輸送物料的特性帶寬B（毫米）500，650800，10001200，1400帶速v（米/秒）磨琢性小，品質不會因粉化而降低；如：原煤、砂、泥土、原鹽等。0.82.51.03.151.55.0中等磨琢性，中小粒度（150mm以下）的物料。0.82.01.02.51.04.0磨琢性大，粒度大（350mm以下）大塊物料。0.81.61.02.51.03.15磨琢性大，易碎的物料。0.81.60.82.00.82.0磨琢性小，品

17、質會因粉化而降低。0.82.00.82.50.83.15常用帶速系列值如下：0.8,1.0,1.26,1.6,2.0,2.5,3.15,4.0,4.5,5.0,5.6,6.0。此處由于是下運輸送，輸送原料是原煤，考慮到帶寬的原因，初選帶速v=2.0m/s。帶寬的確定（1）滿足設計運輸能力的帶寬= 式（2.1）式中 Q設計運輸能力，t/h;滿足設計運輸能力的輸送帶寬度，m;K物料斷面系數；輸送帶運行速度，m/s;物料的散狀密度，t/m³傾角系數。表2.3 傾角系數輸送傾角03°5°10°15°20°c10.990.950.890.81由

18、公式（2.1）得=1175mm（2)滿足物料塊度條件的寬度。對于未篩分過的物料 式（2.2）由公式（2.2）得根據上列計算選取帶寬。輸送帶種類的選擇在輸送帶類型確定上應考慮以下因素：（1）煤礦井下大多使用阻燃輸送帶。為延長輸送帶使用壽命，減小物料磨損，盡量選用橡膠貼面，其次為橡塑貼面和塑料貼面的輸送帶；（2）在煤礦生產中，同等條件下優先選擇整體阻燃帶和鋼絲繩芯帶；（3）在大傾角輸送中，為了改善成槽性，高強輸送帶采用鋼絲繩芯帶較為理想；（4）覆蓋膠的厚度主要取決于被運物料的種類和特性，給料沖擊的大小、帶速與機長，輸送原煤之類的礦石，為防止撕裂，可以加防撕網；（5）根據機長和帶強來具體確定類型，

19、綜合以上原則以及礦井下使用的工況環境，選用PVC整體帶芯阻燃帶。2.3輸送線路初步設計由驅動裝置的型式、數量和安裝位置，拉緊裝置的形式和安裝位置初步確定、機頭、機尾布置，裝卸位置及形式，清掃裝置的類型及位置的確定等內容確定輸送機的布置簡圖：圖2.1 輸送機布置見圖2.4托輥的選擇計算托輥的種類托輥按其用途的不同主要分為承載托輥（又稱上托輥）、回程托輥（又稱下托輥）、緩沖托輥與調心托輥。托輥的結構與具體布置形式主要決定于輸送機的類型與所運物料的性質。承載托輥安裝在有載分支上，以支承輸送帶與物料。在生產實踐中要求它能根據所輸送物料性質的不同，使輸送帶的承載斷面的形狀有相應的變化。例如，運送散狀物料

20、，為了提高生產率和防止物料的撒落，通常采用槽形托輥，槽形托輥一般由3個或3個以上托輥組成。目前普通槽形托輥的成槽角均為35°，托輥之間成鉸接或固支。對于成件物品的運輸通常采用平行承載托輥?；爻掏休伆惭b在空載分支上，以支承輸送帶。通常采用平行托輥大型輸送機有時采用V形回程托輥。緩沖托輥大多安裝在輸送機的裝載點上，以減輕物料對輸送帶的沖擊。在運輸沉重的大塊物料的情況下，有時也需沿輸送機全線設置緩沖托輥。通常緩沖托輥有彈簧鋼板式和橡膠圈式兩種。輸送帶運行時，由于張力的不平衡、物料偏堆積、機架變形、托輥軸承損壞以及風載荷作用等使其產生跑偏，目前應用最為普遍的是前傾托輥，它取代了調心托輥，靠普

21、通槽形托輥的兩側輥向輸送帶運行方向傾斜2°3°實現防跑偏。托輥直徑和質量的確定根據輸送帶的寬度、托輥組中的托輥數和托輥見的鏈接和布置方式,由設計手冊確定槽型托輥的長度L=465mm，直徑D=133mm，圖號G506，軸承型號為：6305/C4。托輥間距的選擇托輥間距應該滿足兩個條件：輥子軸承的承載能力和輸送帶的下垂度。承載托輥間距可以根據參考表查的，下托輥間距一般為上托輥間距的2倍。受料處托輥間距視物料容量和塊度而定，一般去為上托輥間距的1/21/3。此處，上托輥間距：=1.2m；下托輥間距：=2.4m。托輥阻力系數托輥軸承目前均采用滾動軸承，迷宮式密封，由于旋轉部件不與密

22、封直接接觸，所以運行阻力小。表2.4托輥組系數表運行系數fs沖擊系數fd工況系數fa1.21.061.00表2.5承載托輥間距參考表松散物料堆積密度t/m³帶寬 (mm)40050065080010001200140016002000<0.81.51.41.31.30.811.61.41.31.21.21.6121.41.31.21.22.12.51.31.21.11.0>2.51.21.21.11.11.0表2.6 F托輥回轉部分質量托輥形式帶寬（mm）500650800100012001400160018002000槽形承載托輥鑄鐵座11121422254750727

23、7沖壓座89111720回程托輥、V形托輥鑄鐵座81012172039V42V61V65V沖壓座79111518托輥直徑（mm）89108133159軸承型號2043054064073 帶式輸送機電控設計3.1電控系統的概述礦用電控系統裝置有多種型號，如KZW1140型帶式輸送機微機控制裝置、LBP型觸摸屏帶式輸送機微機控制裝置、BXK58型防爆電控裝置、KXJ51140型等。其中KXJ51140型為礦用隔爆兼本質安全型帶式輸送機控制裝置，它主要由TH5-24S型礦用本質安全型帶式輸送機操作臺、防爆電控箱以及各種保護傳感器等組成?？刂葡到y與液體粘性可控軟起動裝置配合可實現主拖動電動機空載起動和

24、負載可控起動、手動功率平衡、運行狀態和故障LED顯示以及電機電流、輸送帶速度、軟啟動控制油壓等數字顯示，同時還能對運行狀態下主要部件的溫度進行實時監測與數字顯示等。該系統既能實現集控、自動、手動、調試等控制。并且對系統的主要運行參量和設備工況采取了可視化實時監控，力求系統控制柔性化、顯示數字化、操作簡單化、結構模塊化。整個系統工作性能可靠、操作維護方便、用戶掌握容易。特別適用于煤礦井下有沼氣爆炸性混合物、有煤塵的場所，用于帶式輸送機的監控。KXJ51140型帶式輸送機控制裝置適用環境條件：海拔高度不超過2000m，不低于1000m；環境溫度10°C40°C；使用環境空氣相對

25、濕度不大于95（±25°C時）；與水平面安裝傾斜度不超過15°C；無明顯搖動與沖擊振動的地方；無破壞絕緣的氣體或蒸汽的地方；有爆炸性氣體（沼氣）的環境。3.2指令說明3.2.1電控公用指令所謂公用指令是指這些指令不管是在自動控制下還是手動控制下，對它們的操作都是有效的。其中一部分指令必須在開車前選定而在運行中禁止操作，它們是控制方式選擇、運行方式選擇；其余公用指令可隨時根據需要進行操作?？刂品绞竭x擇開關用來選定系統控制采用的方法或模式，它分為自動、手動和檢修三種方式。運行方式選擇開關用來確定設備（系統）處于何種狀態。它分為工作、調試和停止三種形式。它與控制方式選擇

26、開關組合使用。表3.1 有效組合形式運行方式調試停止工作控制方式手動檢修自動停止位置：手動與自動控制指令均失敗，但部分公用操作指令有效（如信號按鈕）。檢修位置：該位置與停止位置功能相同。調試工況下，只能采用手動控制方式，除主電機與控制泵間存在聯鎖關系外，其余各設備間無連鎖關系。信號指令：在有電狀態下，只要按下信號按鈕，沿線電鈴和蜂鳴器即響；松開按鈕響聲停止。故障復位：當出現故障停車時，待故障處理完畢必須按動此按鈕才能解除故障記憶，重新開車。急停：輸送機運行狀態下，不論是自動控制還是手動控制，按下該按鈕（帶鎖）時，將以最大的減速度停車。建議盡可能減少此種停車方式。計時器控制指令：用于計時器控制的

27、指令有個，即起動 停止和清零。起動用于計時器進行累積計時的開始；停止用于計時器的停止；清零用于將計時器復位歸零。3.2.2自動控制指令當系統確定為自動控制工作方式時，這些指令與公用指令同時有效。潤滑泵是否開啟。在進行功率調節中或調節后，只要液粘調速器的傳動比不是1：1，潤滑泵就會自動開啟，而不受此開關的限定。起動、停止指令：用于對輸送機實施開車與停車的控制。3.2.3手動控制指令當系統確定為手動控制下調試或工作運行方式時，這些指令與公用指令同時有效。油壓調節：手動控制方式下，用于液粘調速器控制油壓的增加或減小的調節，以實現加速或減速控制。3.3 系統工作原理3.3.1自動工作方式（1）起動參考

28、表1，開車前司機將控制臺上公用指令下的運行方式開關置于“工作位置”，控制方式開關置于“自動”位置，“遠近控選擇”置于“近控”位置，同時將自動控制指令下的主電機選擇開關轉到所需的位置，其他轉換開關據現場情況而定，至此系統具備了自動工作方式的條件。司機可直接按動自動控制指令下的起動按鈕使輸送機自動起動投入正常運行。 圖3.1 自動工作方式下起動控制程序框圖（2）正常停車自動工作方式下正常停車時帶式輸送機中最常用的指令之一。運行中的輸送機系統出現下列情況之一時，人為按動停車按鈕打滑故障時控制系統將實施正常停車程序。正常停車程序框圖如下所示： 圖3.2 自動工作方式下正常停車控制程序框圖（3）緊急停車

29、當系統出現下列情況之一時，控制系統進入緊急停車程序。人為按動急停按鈕主電機或控制油泵電機或潤滑油泵電機失電堆取料機停止運行制動器突然抱閘 圖3.3 自動工作方式下緊急停車控制程序框圖3.3.2手動工作方式（1）起動開車前,司機將運行方式開關置于“工作”位置，控制方式開關置于“手動”位置，遠近控制選擇置于“近控”。至此，控制系統具備了手動工作方式的條件，這時可操作手動控制方式指令下的相關按鈕完成輸送機的起動。 圖3.4 手動工作方式下起動過程圖（2）正常停車手動方式下，當收到手動停車信號時，司機需要正常停車，此時需按下列程序操作：圖3.5 手動工作方式下正常停車過程圖（3）緊急停車當控制系統出現下列情況之一時，將自動起動緊急停車程序人為按下控制臺上的急停按鈕常規保護動作制動器抱閘或失電停車后，將電位器轉到“0”為即可。在手動方式下，除上述故障與控制系統存在閉鎖急停關系外，其