堆取料機皮帶機設計-斗輪堆取料機【含CAD圖紙+PDF圖和文檔資料】

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中 國 礦 業(yè) 大 學 本 科 生 畢 業(yè) 論 文 姓 名： 陳 鳳 偉 學 號： 21040237 學 院： 應用技術學院 專 業(yè)： 機械工程及自動化 2004-2 班 論文題目： 堆取料機皮帶機設計 專 題： 皮帶機傳動裝置設計 指導教師： 黃嘉興 職 稱： 副教授 2008 年 6 月 徐州 中國礦業(yè)大學畢業(yè)論文任務書 學院 應用技術學院 專業(yè)年級 機自 04-2 班 學生姓名 陳鳳偉 任 務 下 達 日 期 ： 2008 年 1 月 10 日 畢業(yè)論文日期： 2008 年 3 月 16 日至 2008 年 6 月 16 日 畢業(yè)論文題目：堆取料機皮帶機設計 畢業(yè)論文專題題目：皮帶機傳動系統(tǒng) 畢業(yè)論文主要內容和要求： 主要參數和要求： 膠帶機寬度：1600mm （膠帶寬度） ，采用阻燃型強力膠帶； 輸送能力：2000t/h 帶速：2.5m/s 驅動聯(lián)結型式：液力聯(lián)軸器 運輸機水平布置，采用液壓張緊裝置； 電機功率：（2160k 參考） 電壓：660/1140V 轉速：1490r/min 傳動型式：機械傳動 頭尾滾筒中心距：380000mm 設計內容： 參考有關膠帶輸送機設計、選型手冊進行設計計算； 1、參考有關完成輸送機和堆取料機總體配套方案設計；A0 2、傳動裝置設計；A0 3、完成傳動裝置箱體設計 A0 4、完成傳動裝置組件、零件工作圖設計及零件加工工藝編制；A2，2A3 院長簽字： 指導教師簽字： 中國礦業(yè)大學畢業(yè)論文指導教師評閱書 指導教師評語（基礎理論及基本技能的掌握；獨立解決實際問題的能力；研究 內容的理論依據和技術方法；取得的主要成果及創(chuàng)新點；工作態(tài)度及工作量；總 體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）： 成 績： 指導教師簽字： 年 月 日 中國礦業(yè)大學畢業(yè)論文評閱教師評閱書 評閱教師評語（選題的意義；基礎理論及基本技能的掌握；綜合運用所學知識 解決實際問題的能力；工作量的大??；取得的主要成果及創(chuàng)新點；寫作的規(guī)范程 度；總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）： 成 績： 評閱教師簽字： 年 月 日 中國礦業(yè)大學畢業(yè)論文答辯及綜合成績 答 辯 情 況 回 答 問 題 提 出 問 題 正 確 基 本 正 確 有 一 般 性 錯 誤 有 原 則 性 錯 誤 沒 有 回 答 答辯委員會評語及建議成績： 答辯委員會主任簽字： 年 月 日 學院領導小組綜合評定成績： 學院領導小組負責人： 年 月 日 摘 要 斗輪堆取料機是一種高效率的連續(xù)裝卸設備，被廣泛應用在火電廠、港口碼頭、鋼 鐵冶金、礦山、建材水泥、化工、煤炭與焦化廠等原料儲運場，可實現(xiàn)煤炭、礦石、化 工原料等散狀物料的堆取、轉運、裝卸的連續(xù)作業(yè)。 帶式輸送機是斗輪堆取料機中重要環(huán)節(jié),在其它方面也廣泛應用。帶式輸送機是現(xiàn)代 物料連續(xù)運輸的重要設備，是連續(xù)運動的無端輸送帶運送貨物的機械，用膠帶作為輸送 帶的帶式輸送機稱為膠帶輸送機，簡稱膠帶機。它具有結構簡單、成本低、運輸距離長、 效率高的優(yōu)點。其主要用于冶金、采礦、煤炭、電站、港口以及工業(yè)企業(yè)。它將為我國 各礦業(yè)裝卸工作的機械化、現(xiàn)代化作出越來越大的貢獻。 本文主要介紹了斗輪堆取料機中的運輸皮帶機。首先，介紹了帶式輸送機的工作特 點、發(fā)展概況、工作原理，分類；其次，介紹了膠帶的摩擦傳動原理；最后，根據帶式 輸送機的工作條件對其計算，其中對傳動部分的減速器部分進行了詳細的設計及設計計 算，簡單分析了皮帶跑偏及撒料的原因和解決方法，又介紹了其他幾種形式的皮帶機。 關鍵詞：帶式輸送機；發(fā)展概況；減速器 Abstract Bucket Wheel Stacker and feeder is a highly efficient for handling equipment, is widely used in thermal power plants, port, iron and steel metallurgy, mining, cement building materials, chemicals, coal and coke plant, and other raw materials storage and transportation field, can be realized coal, ore , Chemical raw materials and other bulk material from the reactor, transit, handling of the continuum. Belt conveying systems is expected bucket Stacker and an important link in the machine, in other areas also widely used. Modern belt conveyor is an important material for transport equipment, is no reason for the movement of mechanical conveyor belt transporting goods, with the belt conveyor belt as a conveyor belt known as the conveyor belt, or tape machines. It is simple in structure, low cost, long distance transport, high efficiency advantages. Its mainly used for metallurgical, mining, coal, power plants, ports and industrial enterprises. It is Chinas handling of the mining mechanization and modernization of increasing the contribution. This paper presents a bucket Stacker and feeder in the transport belt machine. First of all, the work on the belt conveyor characteristics, Development, principle, classification and secondly, the friction on the tape drive principle; Finally, the working conditions under their belt conveyors, including the transmission of the slowdown Is part of a detailed design and design calculations, the simple analysis of the belt material deviation and spread the causes and solutions, has introduced several other forms of belt machine. Key words: belt conveyors: Belt conveying systems ;Development survey; reduction gear 目 錄 1 緒論 .1 1.1斗輪堆取料機 .1 1.2斗輪堆取料機尾車 .3 1.2.1 固定式單尾車 .3 1.2.2 鋼繩卷揚驅動的活動式單尾車 .4 1.2.3 后部鉸軸俯仰液壓驅動活動單尾車 .5 1.2.4 中部鉸軸俯仰液壓驅動活動單尾車 .5 1.2.5 伸縮升降式雙尾車 .5 1.2.6 鋼繩卷揚驅動雙尾車 .6 1.2.7 液壓驅動雙尾車 .7 1.2.8 固定叉式漏斗雙尾車 .7 1.2.9 尾車機構的選擇 .8 1.3帶式輸送機的特點 .8 1.4帶式輸送機的工作原理和分類 .8 1.4.1 帶式輸送機的工作原理 .8 1.4.2 帶式輸送機的分類 .11 1.5帶式輸送機的摩擦傳動原理 .13 1.5.1 膠帶的摩擦傳動原理 .13 1.5.2 傳動裝置的牽引力 .15 1.6帶式輸送機的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 .15 1.6.1 國外帶式輸送機技術的現(xiàn)狀 .15 1.6.2. 國內帶式輸送機技術的現(xiàn)狀 .16 1.6.3 國內外帶式輸送機技術的差距 .17 1.6.4 煤礦帶式輸送機技術的發(fā)展趨勢 .19 2 帶式輸送機的參數設計計算 .19 2.1帶速的確定 .20 2.2核算輸送能力 .20 2.3根據原煤粒度核算輸送機帶寬 .20 2.4圓周驅動力的確定 .20 2.5輸送帶的選型 .23 2.6輸送帶的張力計算 .23 2.6.1 輸送帶不打滑條件校核 .23 2.6.2 輸送帶下垂度校核 .24 2.6.3 各特性點張力計算 .24 2.6.4 確定傳動滾筒合張力 .25 2.7輸送帶的強度校核 .26 2.8拉緊行程的計算 .26 2.9各部件選型 .26 3 減速器的計算 .27 3.1電動機選型 .27 3.2傳動比分配 .27 3.3計算傳動裝置的運動和動力參數 .28 3.4齒輪的設計及校核計算 .29 3.4.1 第一對齒輪的設計 .29 3.4.2 第二對齒輪的設計 .34 3.4.3 第三對齒輪的設計 .37 3.5傳動軸的設計 .40 3.5.1軸的設計 .40 3.5.2軸的設計 .44 3.5.3 軸的設計 .48 3.5.4 軸的設計 .52 3.5.4 鍵的強度校核 .55 3.5.5 軸承的校核 .56 3.6減速器箱體的結構設計 .59 3.7 軸系部件的結構設計 .61 3.8 減速器的附件 .61 3.8.1 檢查孔與檢查孔蓋的設計 .61 3.8.2 油標指示器 .62 3.8.3 定位銷 .63 3.8.4 啟蓋螺釘 .63 4 帶式輸送機的操作、維護和安裝 .64 4.1啟動和停機 .64 4.2帶式輸送視的維護 .64 4.3皮帶打滑的解決辦法 .67 4.3.1 重錘張緊皮帶運輸機皮帶的打滑 .67 4.3.2 螺旋張緊或液壓張緊皮帶機的打滑 .68 4.3.3 其它 .68 4.4皮帶運輸機皮帶跑偏的調整 .68 4.4.1 調整承載托輥組 .68 4.4.2 安裝調心托輥組 .69 4.4.3 調整驅動滾筒與改向滾筒位置 .69 4.4.4 張緊處的調整 .69 4.4.5 轉載點處落料位置對皮帶跑偏的影響 .70 4.4.6 雙向運行皮帶運輸機跑偏的調整 .70 4.5皮帶運輸機的撒料的處理 .70 4.5.1 轉載點處的撒料 .71 4.5.2 凹段皮帶懸空時的撒料 .71 4.5.3 跑偏時的撒料 .71 4.6帶式輸送機的安裝 .71 5 其它形式的帶式輸送機 .72 5.1手造帶式輸送機 .72 5.2大傾角帶式輸送機 .73 參考文獻 .75 翻譯部分 .76 英文原文 .76 中文譯文： .84 致 謝 .88 中國礦業(yè)大學 2008 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 1 頁 工序號 工序名稱 工序內容及說明 0 鍛造 1 劃線 檢查毛坯余量 劃一端中心孔加工線 2 打中心孔 平一端面并打中心孔 3 粗車 各外圓及端面留量，總余量=正火后車削余量（齒頂圓僅此一項）+滲碳后車去滲碳層余量+淬火后車削余量+外圓及端面磨削余量。為了避免熱處理時由于應力集中造成裂紋：全部棱邊按留量倒角；圖樣臺肩圓角小于R5按R5加工，大于R5按圖加工；全部表面粗糙度不大于（同時為了超聲波探傷要求）。根據工藝需要車出熱處理吊臺 4 探傷 超聲波探傷檢查齒坯是否有缺陷。若齒坯內部質量不合格就報廢 5 正火 預備熱處理。目的是使齒坯組織細化和均勻化，減少滲碳淬火時的變形 6 車 車兩軸端端面，修打兩端中心孔。齒頂圓按圖車成。齒寬按圖車成。其余外圓及端面留量，總余量=滲碳后車去滲碳層余量+淬火后車削余量+外圓及端面磨削余量倒角、臺肩圓角、其余表面粗糙度要求同工序3 7 粗滾齒 齒形預加工，要求精度達到8-8-8（GB10095—88）采用帶觸角的磨前滾刀，在齒形根部切出沉割。測量公法線長度，并留出半精滾齒及磨齒余量 8 鉗工 端面齒形及齒頂沿齒長棱邊倒角，避免熱處理時產生裂紋 9 車 按齒頂圓兩端找正。車成軸端端面，修打兩端中心孔。車去各部滲碳層，外圓及端面留量，總余量=淬火后車削余量+外圓及端面磨削余量。倒角、臺階圓角、表面粗糙度要求同工序3 10 淬火 11 噴丸 目的是：清除熱處理氧化皮；使齒根部產生殘余應力，以提高齒根抗彎疲勞強度 12 半精車 切去熱處理吊臺，保持總長 直齒輪在卡盤卡爪位置的四個齒槽兩端均布8個磁性找正棒。在相距0.8齒寬的兩個截面上，找正齒圈徑向跳動。 調節(jié)卡盤卡爪和置于中心架上的固定于另一端的定位套，進行找正。修打兩端中心孔 需磨削的外圓及端面要留量，其余車成。全部表面粗糙度不大于 13 探傷 超聲波探傷，此次探傷結果最終確定齒坯內部質量是否合格 14 磨 磨外圓及端面 15 半精滾齒 按兩端軸徑找正，采用硬質合金滾刀半精滾齒，留磨余量為粗滾齒留出余量的1/4。要求精度達到7-8-8（GB10095—88）。設計要求精度為7-8-8（GB10095—88）或更低可精滾成 16 磨齒 按兩端基準軸徑找正，徑向圓跳動允差0.01 齒廓根部切出沉割，意圖是避免齒槽根部磨削，其好處是：避免降低槽底硬度，及保持滲碳、淬火、噴丸后形成的壓力應力層，以提高齒根抗彎疲勞強度；槽底狹小，散熱條件差，以及過渡曲線處余量大小變化大，易產生磨削燒傷和裂紋；槽底磨削條件差，砂輪外圓磨粒易脫落和磨損，從而影響磨齒質量。總之，齒槽根部不磨削可以提高齒輪承載能力，避免磨齒損傷，提高磨齒質量，降低磨齒負荷，提高生產效率 調整好磨齒機后，每批首件試磨，然后對其進行精度檢測，根據齒形和齒向的檢測結果，對磨齒機進行小調整，直至磨出合格的產品 17 檢查 按圖樣要求檢查齒輪精度，在檢查齒形時，同時檢查漸開線長度是否足夠，檢查是否有磨齒燒傷、裂紋；檢查齒根部是否出現(xiàn)磨齒凸臺 18 劃線 劃鍵槽加工線 19 銑 銑鍵槽 20 鉆孔 鉆出軸端孔 21 加工螺紋孔 按圖樣要求加工出軸端的螺紋孔 22 鉗工 端面齒形及齒頂沿齒長棱邊倒角 畢業(yè)論文題目：堆取料機皮帶機設計 畢業(yè)論文專題題目：皮帶機傳動系統(tǒng) 畢業(yè)論文主要內容和要求： 主要參數和要求： 膠帶機寬度：1600mm （膠帶寬度） ，采用阻燃型強力膠帶； 輸送能力：2000t/h 帶速：2.5m/s 驅動聯(lián)結型式：液力聯(lián)軸器 運輸機水平布置，采用液壓張緊裝置； 電機功率：（2160k 參考） 電壓：660/1140V 轉速：1490r/min 傳動型式：機械傳動 頭尾滾筒中心距：380000mm 設計內容： 參考有關膠帶輸送機設計、選型手冊進行設計計算； 1、參考有關完成輸送機和堆取料機總體配套方案設計；A0 2、傳動裝置設計；A0 3、完成傳動裝置箱體設計 A0 4、完成傳動裝置組件、零件工作圖設計及零件加工工藝編制；A2，2A3 中國礦業(yè)大學畢業(yè)論文指導教師評閱書 指導教師評語（基礎理論及基本技能的掌握；獨立解決實際問題的能力；研究 內容的理論依據和技術方法；取得的主要成果及創(chuàng)新點；工作態(tài)度及工作量；總 體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）： 成 績： 指導教師簽字： 年 月 日 中國礦業(yè)大學畢業(yè)論文評閱教師評閱書 評閱教師評語（選題的意義；基礎理論及基本技能的掌握；綜合運用所學知識 解決實際問題的能力；工作量的大?。蝗〉玫闹饕晒皠?chuàng)新點；寫作的規(guī)范程 度；總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）： 成 績： 評閱教師簽字： 年 月 日 中國礦業(yè)大學畢業(yè)論文答辯及綜合成績 答 辯 情 況 回 答 問 題 提 出 問 題 正 確 基 本 正 確 有 一 般 性 錯 誤 有 原 則 性 錯 誤 沒 有 回 答 答辯委員會評語及建議成績： 答辯委員會主任簽字： 年 月 日 學院領導小組綜合評定成績： 學院領導小組負責人： 年 月 日 摘 要 斗輪堆取料機是一種高效率的連續(xù)裝卸設備，被廣泛應用在火電廠、港口碼頭、鋼 鐵冶金、礦山、建材水泥、化工、煤炭與焦化廠等原料儲運場，可實現(xiàn)煤炭、礦石、化 工原料等散狀物料的堆取、轉運、裝卸的連續(xù)作業(yè)。 帶式輸送機是斗輪堆取料機中重要環(huán)節(jié),在其它方面也廣泛應用。帶式輸送機是現(xiàn)代 物料連續(xù)運輸的重要設備，是連續(xù)運動的無端輸送帶運送貨物的機械，用膠帶作為輸送 帶的帶式輸送機稱為膠帶輸送機，簡稱膠帶機。它具有結構簡單、成本低、運輸距離長、 效率高的優(yōu)點。其主要用于冶金、采礦、煤炭、電站、港口以及工業(yè)企業(yè)。它將為我國 各礦業(yè)裝卸工作的機械化、現(xiàn)代化作出越來越大的貢獻。 本文主要介紹了斗輪堆取料機中的運輸皮帶機。首先，介紹了帶式輸送機的工作特 點、發(fā)展概況、工作原理，分類；其次，介紹了膠帶的摩擦傳動原理；最后，根據帶式 輸送機的工作條件對其計算，其中對傳動部分的減速器部分進行了詳細的設計及設計計 算，簡單分析了皮帶跑偏及撒料的原因和解決方法，又介紹了其他幾種形式的皮帶機。 關鍵詞：帶式輸送機；發(fā)展概況；減速器 Abstract Bucket Wheel Stacker and feeder is a highly efficient for handling equipment, is widely used in thermal power plants, port, iron and steel metallurgy, mining, cement building materials, chemicals, coal and coke plant, and other raw materials storage and transportation field, can be realized coal, ore , Chemical raw materials and other bulk material from the reactor, transit, handling of the continuum. Belt conveying systems is expected bucket Stacker and an important link in the machine, in other areas also widely used. Modern belt conveyor is an important material for transport equipment, is no reason for the movement of mechanical conveyor belt transporting goods, with the belt conveyor belt as a conveyor belt known as the conveyor belt, or tape machines. It is simple in structure, low cost, long distance transport, high efficiency advantages. Its mainly used for metallurgical, mining, coal, power plants, ports and industrial enterprises. It is Chinas handling of the mining mechanization and modernization of increasing the contribution. This paper presents a bucket Stacker and feeder in the transport belt machine. First of all, the work on the belt conveyor characteristics, Development, principle, classification and secondly, the friction on the tape drive principle; Finally, the working conditions under their belt conveyors, including the transmission of the slowdown Is part of a detailed design and design calculations, the simple analysis of the belt material deviation and spread the causes and solutions, has introduced several other forms of belt machine. Key words: belt conveyors: Belt conveying systems ;Development survey; reduction gear 目 錄 1 緒論 .1 1.1 斗輪堆取料機 .1 1.2 斗輪堆取料機尾車 .3 1.2.1 固定式單尾車 .3 1.2.2 鋼繩卷揚驅動的活動式單尾車 .4 1.2.3 后部鉸軸俯仰液壓驅動活動單尾車 .5 1.2.4 中部鉸軸俯仰液壓驅動活動單尾車 .5 1.2.5 伸縮升降式雙尾車 .5 1.2.6 鋼繩卷揚驅動雙尾車 .6 1.2.7 液壓驅動雙尾車 .7 1.2.8 固定叉式漏斗雙尾車 .7 1.2.9 尾車機構的選擇 .8 1.3 帶式輸送機的特點 .8 1.4 帶式輸送機的工作原理和分類 .8 1.4.1 帶式輸送機的工作原理 .8 1.4.2 帶式輸送機的分類 .11 1.5 帶式輸送機的摩擦傳動原理 .13 1.5.1 膠帶的摩擦傳動原理 .13 1.5.2 傳動裝置的牽引力 .15 1.6 帶式輸送機的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 .15 1.6.1 國外帶式輸送機技術的現(xiàn)狀 .15 1.6.2. 國內帶式輸送機技術的現(xiàn)狀 .16 1.6.3 國內外帶式輸送機技術的差距 .17 1.6.4 煤礦帶式輸送機技術的發(fā)展趨勢 .19 2 帶式輸送機的參數設計計算 .19 2.1 帶速的確定 .20 2.2 核算輸送能力 .20 2.3 根據原煤粒度核算輸送機帶寬 .20 2.4 圓周驅動力的確定 .20 2.5 輸送帶的選型 .23 2.6 輸送帶的張力計算 .23 2.6.1 輸送帶不打滑條件校核 .23 2.6.2 輸送帶下垂度校核 .24 2.6.3 各特性點張力計算 .24 2.6.4 確定傳動滾筒合張力 .25 2.7 輸送帶的強度校核 .26 2.8 拉緊行程的計算 .26 2.9 各部件選型 .26 3 減速器的計算 .27 3.1 電動機選型 .27 3.2 傳動比分配 .27 3.3 計算傳動裝置的運動和動力參數 .28 3.4 齒輪的設計及校核計算 .29 3.4.1 第一對齒輪的設計 .29 3.4.2 第二對齒輪的設計 .34 3.4.3 第三對齒輪的設計 .37 3.5 傳動軸的設計 .40 3.5.1軸的設計 .40 3.5.2軸的設計 .44 3.5.3 軸的設計 .48 3.5.4 軸的設計 .52 3.5.4 鍵的強度校核 .55 3.5.5 軸承的校核 .56 3.6 減速器箱體的結構設計 .59 3.7 軸系部件的結構設計 .61 3.8 減速器的附件 .61 3.8.1 檢查孔與檢查孔蓋的設計 .61 3.8.2 油標指示器 .62 3.8.3 定位銷 .63 3.8.4 啟蓋螺釘 .63 4 帶式輸送機的操作、維護和安裝 .64 4.1 啟動和停機 .64 4.2 帶式輸送視的維護 .64 4.3 皮帶打滑的解決辦法 .67 4.3.1 重錘張緊皮帶運輸機皮帶的打滑 .67 4.3.2 螺旋張緊或液壓張緊皮帶機的打滑 .68 4.3.3 其它 .68 4.4 皮帶運輸機皮帶跑偏的調整 .68 4.4.1 調整承載托輥組 .68 4.4.2 安裝調心托輥組 .69 4.4.3 調整驅動滾筒與改向滾筒位置 .69 4.4.4 張緊處的調整 .69 4.4.5 轉載點處落料位置對皮帶跑偏的影響 .70 4.4.6 雙向運行皮帶運輸機跑偏的調整 .70 4.5 皮帶運輸機的撒料的處理 .70 4.5.1 轉載點處的撒料 .71 4.5.2 凹段皮帶懸空時的撒料 .71 4.5.3 跑偏時的撒料 .71 4.6 帶式輸送機的安裝 .71 5 其它形式的帶式輸送機 .72 5.1 手造帶式輸送機 .72 5.2 大傾角帶式輸送機 .73 參考文獻 .75 翻譯部分 .76 英文原文 .76 中文譯文： .84 致 謝 .88 中國礦業(yè)大學 2008 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 1 頁 1 緒論 1.1 斗輪堆取料機 斗輪堆取料機是在斗輪挖掘機的基礎上發(fā)展起來的，其結構與斗輪挖掘機基本相同， 只是在挖掘能力上有所差異。最早的斗輪挖掘機進行向上挖掘是 1916 年法國貝爾維茨露 天礦用軌道行走式斗輪機，可以說是最早的斗輪取料機。 我國斗輪堆取料機誕生在上世紀六十年代末期，經過近四十年的發(fā)展，如今已經發(fā) 展成為一個龐大的行業(yè)，在國民經濟中發(fā)揮著重要的作用。 斗輪堆取料機是一種高效率的連續(xù)裝卸設備，被廣泛應用在火電廠、港口碼頭、鋼 鐵冶金、礦山、建材水泥、化工、煤炭與焦化廠等原料儲運場，可實現(xiàn)煤炭、礦石、化 工原料等散狀物料的堆取、轉運、裝卸的連續(xù)作業(yè)。斗輪堆取料機與其它散料搬運設備 相比，具有如下優(yōu)點：1）生產效率高；2）能耗低；3）自重輕；4）投資省；5）操作簡 單等。 斗輪堆取料機是散料搬運設備中的一個系列分支，它包括：斗輪堆取料機、橋式斗 輪取料機、滾筒式混勻取料機。按結構分為：懸臂式斗輪堆取料機、橋式斗輪取料機、 滾筒式混勻取料機和門式斗輪堆取料機。懸臂式斗輪堆取料機按工藝要求又分為：斗輪 取料機、斗輪堆取料機和堆料機三種。按臂架形式分為：定臂堆料機、動臂堆料機和搖 臂堆料機。橋式斗輪取料機分為：橋式單斗取料機和橋式雙斗取料機。按功能和工藝分 為：斗輪取料機、斗輪堆取料機、混勻取料機、堆料機、混勻堆料機?；靹蛉×蠙C和混 勻堆料機主要用于冶金行業(yè)的原料預均化工藝中。按主機俯仰結構特點分為：液壓式俯 仰和機械卷揚變幅兩種。液壓式俯仰斗輪堆取料機按俯仰變幅部分的結構又分為：整體 平衡式斗輪機和活動平衡式斗輪機。 斗輪堆取料機主要由斗輪機構、俯仰機構、回轉結構、行走結構、膠帶機組、金屬 結構、電器控制系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、抑塵系統(tǒng)等組成。其中斗輪堆取料機尾車按結構分為： 固 定單尾車、固定雙尾車、交叉尾車、折返半趴單尾車、折返全趴單尾車、全功能尾車等。 中國礦業(yè)大學 2008 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 2 頁 圖 1.1 臂架型斗輪堆取料機 利用斗輪連續(xù)取料，用機上的帶式輸送機連續(xù)堆料的有軌式裝卸機械。它是散狀物 料（散料）儲料場內的專用機械，是在斗輪挖掘機的基礎上演變而來的，可與卸車（船） 機、帶式輸送機、裝船（車）機組成儲料場運輸機械化系統(tǒng),生產能力每小時可達 1 萬多 噸。斗輪堆取料機的作業(yè)有很強的規(guī)律性，易實現(xiàn)自動化?？刂品绞接惺謩?、半自動和 自動等。 斗輪堆取料機按結構分臂架型和橋架型兩類。有的設備只具有取料一種功能，稱斗 輪取料機。臂架型斗輪堆取料機：它有堆料和取料兩種作業(yè)方式。堆料由帶式輸送機運 來的散料經尾車卸至臂架上的帶式輸送機，從臂架前端拋卸至料場。通過整機的運行， 臂架的回轉、俯仰可使料堆形成梯形斷面的整齊形狀。取料是通過臂架回轉和斗輪旋轉 連續(xù)實現(xiàn)的。物料經卸料板卸至反向運行的臂架帶式輸送機上，再經機器中心處下面的 漏斗卸至料場帶式輸送機運走。通過整機的運行，臂架的回轉、俯仰，可使斗輪將儲料 堆的物料取盡。 臂架斗輪堆取料機由斗輪機構、回轉機構、帶式輸送機、尾車、俯仰與運行機構組 成（圖 1.1） 。 斗輪機構：是取料的工作機構，包括斗輪及其驅動裝置。斗輪分無格式、半格式 和有格式 3 種（圖 1.2） 。 中國礦業(yè)大學 2008 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 3 頁 圖 1.2 斗輪結構圖 無格式斗輪的鏟斗沒有斗底，在非卸料區(qū)內用固定在臂架上的圓弧擋板堵住斗中散 料，散料在圓弧擋板上滑移。在卸料區(qū)內沒有圓弧擋板而有一個固定的斜溜槽。當鏟斗 隨輪體旋轉至卸料區(qū)時，斗中物料在自重作用下經斜溜槽滑到帶式輸送機上。它的卸料 區(qū)間大，因而斗輪轉速較高，可提高作業(yè)能力，能卸較粘物料。半格式斗輪的結構與無 格式相似，只是將斗壁向斗輪中心延伸一段，使圓弧擋板與輪體之間的距離加大，以減 少在圓弧擋板與輪體間發(fā)生卡料的可能性。有格式斗輪的每個鏟斗的斗底是一個扇形斜 溜槽，在非卸料區(qū)卻有固定不動的側擋板。當鏟斗隨輪體旋轉至一定高度后,斗中散料開 始沿扇形斜溜槽向斗輪中心滑動,鏟斗到達卸料區(qū)后，由于沒有側擋板阻擋，散料經斜溜 槽、卸料板滑到帶式輸送機上。有格式斗輪卸料慢，需較大的斗輪直徑，但不會產生卡 料現(xiàn)象，適用于堅硬物料。三種斗輪中以無格式應用最多。斗輪的傳動方式有機械與液 壓兩種，一般不需調速。 回轉機構:由回轉支承和驅動裝置兩部分組成,用以使臂架左右回轉。為保證臂架 在任意位置時斗鏟都能裝滿,回轉速度要求在 0.010.2 轉分的范圍內按一定規(guī)律實現(xiàn) 自動無級調節(jié)。大多用直流電動機或液壓驅動。 臂架帶式輸送機：供輸送物料之用。在堆料、取料作業(yè)時，輸送帶需正反向運行。 尾車：將料場帶式輸送機與斗輪堆取料機聯(lián)系在一起的機構。料場帶式輸送機的 輸送帶繞過尾車機架上的兩個滾筒，呈 S 形走向,以便在堆料時把物料由料場帶式輸送機 轉運到斗輪堆取料機上去。 俯仰機構和運行機構：均與門座起重機中相應的機構相似。 橋架式斗輪堆取料機 按橋架形式又分為門式和橋式兩種。 門式斗輪堆取料機：它有一個門形的金屬構架和一個可升降的橋架。門架橫梁上 有一條固定的和一條可移動且可雙向運行的堆料帶式輸送機，在門架一側的料場帶式輸 送機線上設有隨門架運行的尾車。無格式斗輪通過圓形滾道、支承輪、擋輪套裝在可沿 升降橋架運行的小車上，橋架內裝有帶式輸送機。堆料時，物料經料場帶式輸送機、尾 車轉至堆料帶式輸送機上，最后拋卸至料場。通過門架的移動及其上堆料帶式輸送機的 運行，使物料形成一定形狀的料堆。取料時，由橫向運行的小車及其上旋轉的斗輪連續(xù) 取料，物料在卸料區(qū)卸到橋架帶式輸送機上，最后轉卸到料場帶式輸送機運走。通過橋 架的升降和門架的運行，可將料堆取盡。 橋式斗輪取料機：與門式斗輪堆取料機在結構上的主要區(qū)別是:它沒有高大的門架, 橋架是固定不升降的，而且處于較低位置；沒有堆料帶式輸送機和尾車；在斗輪的前方 有固定在小車上的料耙（圖 1.3） 。小車運行時帶動料耙沿料堆端面運動，使上面的散料 中國礦業(yè)大學 2008 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 4 頁 下滑， 圖 1.3 橋式斗輪堆取料機 以便斗輪取料。料耙還能使由堆料機按不同物料分層堆放的物料在下滑時混勻，因此往 往又稱為橋式斗輪混勻取料機。 1.2 斗輪堆取料機尾車 尾車又稱為進料車或卸料車，英文通常稱為 Tripper Car 或 Tripper 。尾車一般應 用在斗輪堆取料機、堆料機、排土機和裝船機等大型移動散料機械上。斗輪堆取料機的 尾車的作用是在堆料時將地面皮帶運輸機的物料送到斗輪堆取料機的懸臂皮帶機，通過 懸臂皮帶機將物料堆送到料場。在堆料機中尾車的形式相對比較簡單。大多數情況下為 固定式單尾車。所謂固定式單尾車就是尾車僅為單個車體組成,車體上無任何可以變換的 機構。而在堆取料機中使用的尾車則有許多種形式，應用較多的常見的尾車形式有八種。 1.2.1 固定式單尾車 固定式單尾車的形式見圖一,尾車由四組車輪支承，并由主機牽引在大車走行軌道上 行走。尾車的上部為尾車的主梁。尾車本身無動力，靠主機牽引在軌道上行走。尾車上 的皮帶是地面皮帶機的皮帶。地面皮帶經過主梁后再經過三個改向滾筒返回到地面。 圖 1.4 固定式單尾車 當物料從地面上升到地面皮帶的尾車上的部分后將物料經過前部的漏斗流到主機的 懸臂皮帶機上。固定單尾車上無任何機構，僅僅由主機牽引在軌道上行走。固定式單尾 車功能就是堆料。 1.2.2 鋼繩卷揚驅動的活動式單尾車 鋼繩卷揚驅動的活動式單尾車結構形式見圖二。在尾車前部的立梁上設有定滑輪， 在尾車平臺上設有卷揚機，主梁上設有動滑輪用來起升尾車的主梁，主梁的后部靠近后 部走行輪處設有兩個鉸軸，尾車主梁的前部可繞后部鉸軸沿前部所示虛線上下移動。尾 車和主機之間的連接為車鉤連接。 采用活動單尾車的目的有兩個，一是在堆取料機取料時可以將尾車落到下位，使主 中國礦業(yè)大學 2008 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 5 頁 機的回轉機構可以回轉到165o 的角度，以便在設備后退到軌道極端位置時可以取到回 轉角度大于 90o 位置的物料，盡可能的減少后部的剩料。二是在某些系統(tǒng)中要求設備在 取料時要求地面皮帶機將物料向與取料時的相反方向輸送物料，既常說的折反式尾車。 在這種尾車變換時連接主機和尾車之間采用一對容易摘掛的車鉤或電動推桿。變換時先 摘鉤，然后開動主機，或開動電動推桿驅動尾車變換和主機間的位置。第三步是變換尾 車主梁的位置，再開動主機，掛鉤。無論是向上變換還是向下變換都有這樣一個過程。 圖 1.5 鋼繩卷揚驅動活動單尾車 在取料時由于尾車的主梁前部已經位于主機的下部，主機取料時落下的物料剛好落 到尾車主梁前部的緩沖托輥區(qū)間的皮帶機上，物料從尾車的前部經過尾車中部運到尾車 的后部，最后返回地面皮帶上。此時地面皮帶的運行方向與堆料時相反。 1.2.3 后部鉸軸俯仰液壓驅動活動單尾車 此種尾車的作用和操作與鋼繩卷揚驅動活動單尾車完全相同，只不過其驅動方式為 液壓油缸驅動。 圖 1.6 后部鉸軸俯仰液壓驅動活動單尾車 此種機構存在一定的不足是在采用兩個油缸工作要求雙缸同步，并且主梁因為過長 而導致主梁的剛性不十分理想，容易在實際運行時左右擺動。 1.2.4 中部鉸軸俯仰液壓驅動活動單尾車 中部鉸軸俯仰液壓驅動活動單尾車機構形式見圖 4，中部鉸軸俯仰液壓驅動活動單尾 車是將鉸軸安裝到尾車主梁位置的中部，相對于后部鉸軸俯仰液壓驅動活動單尾車活動 中國礦業(yè)大學 2008 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 6 頁 梁部分的長度減短了許多，所以，活動主梁部分具有相對比較好的剛度。此種尾車的功 能同第二和第三種。同樣需要處理好雙油缸的同步問題。由于幾何尺寸的限制。此種機 構在前部活動主梁下俯時皮帶折曲的角度較大。在皮帶機設計中一般要求在皮帶長度方 向上皮帶凸段部分應具有足夠大的曲率半徑。 圖 1.7 中部鉸軸俯仰液壓驅動活動單尾車 而在此種尾車上做不到。所以在使用這種機型時不應使尾車皮帶機的槽角超過 35o， 最好小于或等于 30o，否則，此處皮帶橫向容易凸起或打折而損壞皮帶。 1.2.5 伸縮升降式雙尾車 伸縮升降式雙尾車機構形式見圖 5。伸縮升降式雙尾車的機構相對比較復雜，尾車前 部有四組車輪，后部有四組車輪。前部四個車輪組成一個車體，后部四個車輪組成一個 車體。上部由固定在后部的固定梁和前部活動梁組成。地面皮帶機經過上部的固定梁和 活動梁返回到后部的固定梁，最后返回到地面皮帶機架上。前部的活動梁的前部設有一 對活動擺桿用于支承活動梁，活動梁的后部鉸接于后部車體的固定梁上。在活動梁的前 部設有卸料漏斗。前部車體上設有兩套驅動裝置。驅動裝置設有兩個伸縮桿組成，每個 伸縮桿上還設有銷齒條和軌道，由兩個齒輪驅動銷齒條伸縮運動。伸縮桿的上下部分別 設有若干支承伸縮桿軌道的滾輪。在伸縮桿的后部有兩個鉸軸鉸接于后車體上。為了消 除多余約束，此處鉸軸孔在豎直方向為長孔。在前后車體之間的伸縮桿的下部設有兩對 連接車鉤用于連接或斷開前后車體的連接。在前車體的前部還設有一個接料斗用來盛接 地面皮帶的來料。此雙尾車上無獨立的皮帶運輸機，機上的皮帶是地面皮帶機上的皮帶。 此尾車的工作原理是：當尾車的狀態(tài)如圖 5 所示，在上位時因為前部擺桿前傾,連接 兩車體的車鉤處受壓,此時很容易將車鉤摘下。兩車鉤摘開后開動電機驅動伸縮桿向后運 動，推動后部車體后移，使前后車體的距離拉大，在前擺桿的作用下，活動梁相對于前 車體向后向下運動，最終落到前車體上。此時活動梁的漏斗剛好落到前車體的下部的接 料斗上部。在活動梁和前車體之間設有一對緩沖器用于減少下落時的沖擊。當需要將活 動梁抬起時則可以開動電機驅動伸縮桿拉動后車體前移，在擺動桿的作用下活動梁逐漸 升起,直到連接車鉤掛上。此種尾車的前車體和主機之間的連桿無論在什么狀態(tài)都不脫開， 即始終連接在一起。本尾車比較適合于要求具有直通功能的焦碳料場。 中國礦業(yè)大學 2008 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 7 頁 圖 1.8 伸縮升降式雙尾車 本尾車最大的特點有四方面，一是在尾車的變換時尾車與主機之間不需要脫開，尾 車靠自身的機構完成主梁的位置變換；二是尾車在主梁的下位時不需要主機下部有太大 的高度空間也可實現(xiàn)物料直通的功能；三是尾車上無轉載中繼皮帶機；四是取料時可以 實現(xiàn)165o 回轉范圍的取料。本尾車的功能是提高取料時取料機的回轉角度；直通時可 以降低物料的提升高度和降低落料高度差。物料經尾車返回到地面皮帶機時地面皮帶機 的皮帶運行方向同堆料時的方向一致。在主梁的上升和下降的過程中運行平穩(wěn)，容易操 作，在上位和下位地面皮帶的總長度變化較小。本尾車相對機構比較復雜。 1.2.6 鋼繩卷揚驅動雙尾車 鋼繩卷揚驅動雙尾車見圖 6，鋼繩卷揚驅動雙單尾車是由前后兩部分組成，其中前部 尾車為相對獨立的尾車，有四組車輪組成前部車輪的主體，類似于固定式單尾車，只不 過在其上面的皮帶不是地面皮帶，而是獨立的安裝在尾車上的中繼皮帶機。尾車和主機 的連接是不可摘開的連桿連接。本尾車的后部分為僅有兩組支承輪的尾車，前部由彎折 杠桿，動滑輪組，定滑輪組，卷揚機等組成，雙尾車的后部尾車主梁由后部兩個支承輪 和后尾車前部杠桿支承。收或放卷揚機的鋼繩可以將彎折杠桿拉起或放下。使后部尾車 的主梁可以在上位或在下位，改變了后部尾車主梁前部相對于前部尾車后部的位置，使 地面的來料可以卸到前部尾車的皮帶機上或使物料直接通過后部尾車繼續(xù)向前輸送。后 部尾車在下部時還可以使設備在取料時皮帶機地面皮帶機向與堆料時相反的方向輸送物 料。本尾車在變換時地面皮帶機的皮帶長度變化較大，在設計地面皮帶機時要考慮這一 因素對地面皮帶機的影響。本尾車的功能是堆料、物料的直通、地面皮帶機與堆料方向 相同時的直通或取料、地面皮帶機的運行方向與堆料時相反方向的取料。本尾車應用在 堆取料機上時取料的回轉角度因前部尾車的影響與堆料狀態(tài)相同。一般最大不超過 110o。由于地面皮帶的張力較大，設計時要充分考慮變換驅動裝置克服地面皮帶的張 力。 中國礦業(yè)大學 2008 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 8 頁 圖 1.9 鋼繩卷揚驅動雙尾車 1.2.7 液壓驅動雙尾車 圖 1.10 液壓驅動雙尾車 液壓驅動雙尾車的功能與原理基本同鋼繩卷揚驅動雙尾車，所不同的是后部尾車在 變換時由液壓油缸驅動后部彎折杠桿使后部尾車上下變換位置。 1.2.8 固定叉式漏斗雙尾車 固定叉式漏斗雙尾車的前部尾車同鋼繩卷揚驅動雙尾車的前部尾車，后部尾車也相 當一個固定尾車，在兩個尾車的中間設有一個叉式漏斗，以改變物料的流向，此種尾車 的機構比較簡單，除前部尾車設有獨立的皮帶機和中部的翻板外無任何機構，尾車和主 機的連接也是由不可摘下的連桿連接。在改變叉式漏斗內的翻板的位置可以使物料流向 前部尾車，也可以使物料流向地面皮帶機，或者使部分物料流向地面皮帶機，部分流向 前部尾車。就是說在叉式漏斗處也可以實現(xiàn)分流。 圖 1.11 固定叉式漏斗雙尾車 1.2.9 尾車機構的選擇 前面講述了八種類型的尾車，在實際選用時應當根據料場的工藝流程、資金的投入 中國礦業(yè)大學 2008 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 9 頁 等多方面決定。實際上某些用戶如果需要物料在堆料狀態(tài)下實現(xiàn)物料的直通，即物料不 堆入料場，直接返回地面皮帶機，也可以采用普通的固定式單尾車。具體方法有兩種： 一是在地面皮帶機來料時可以以取料的方向開動主機懸臂皮帶機，使落到懸臂皮帶機上 的物料返回到地面皮帶機；二是可以在尾車前部落料口下部主機回轉平臺處的接料斗設 計成可以擺動的漏斗使物料直接落到主機的中心漏斗處，物料返回到地面皮帶機。只不 過上述的方法與前面所述的幾種尾車相比較不十分理想。尾車功能的選擇應以滿足實際 需要為原則，和兼顧制造成本的原則來選擇。 當需要設備具有物料直通功能時可選擇第五、第六、第七、第八種類型的尾車 ；當 取料時地面皮帶機的運行方向和取料時地面皮帶機運行的方向相反時可選擇第二、第三、 第四、第六、第七種類型的尾車；當需要主機取料時回轉角度達到約165o 可選擇第二、 第三、第四、第五種類型的尾車。 尾車的形式選用還應當充分考慮機構和結構的剛度和強度，因為尾車相對長度方向 尺寸比較大，最容易發(fā)生設備在安裝和投入使用后出現(xiàn)變形、下?lián)系冉Y構故障。另外， 還應當考慮在尾車上設置的各種其它機械設備的載荷對尾車鋼結構強度和剛度的影響。 1.3 帶式輸送機的特點 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。由于它具有運輸能力大、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。在礦井巷道內采用帶式輸送 機運送煤炭、礦石等物料，對建設現(xiàn)代化礦井有重要作用。 1.4 帶式輸送機的工作原理和分類 1.4.1 帶式輸送機的工作原理 帶式輸送機是由許多零部件和具有某些特殊功能的裝置組成。輸送帶、托輥、機架 等是沿輸送機全長布置的，驅動裝置、拉緊裝置、儲帶裝置和清掃裝置等也是帶式輸送 機的重要組成部分，它們的結構和工作原理對帶式輸送機整體特性影響很大。 帶式輸送機是以膠帶作為牽引機構和承載機構的連續(xù)運輸機械，所以也稱膠帶輸送 機。隨著帶式輸送機在國民經濟各部門中日益廣泛的應用，其結構簡單、運行平穩(wěn)可靠、 能耗低，對環(huán)境污染小、便于集中控制和實現(xiàn)自動化、管理維護方便、在連續(xù)裝載條件 下可實現(xiàn)連續(xù)運輸等許多優(yōu)點，越來越被人們深刻理解和認識，因而針對生產需求設計 出了通用帶式輸送機和各種各樣的特種帶式輸送機。雖然它們結構各異，使用場合也不 同，但是它們的工作原理基本是相同的，即大多屬于以輸送帶兼作牽引機構和承載機構 的連續(xù)運輸機械，只有極個別的帶式輸送機（如鋼絲繩牽引帶式輸送機）的輸送機只作 為承載機構。帶式輸送機的主要組成部分和工作原理如圖 1.12 所示。 中國礦業(yè)大學 2008 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 10 頁A61234578-帶 式 輸 送 機 的 工 作 原 理 圖1驅 動 裝 置 ； 2清 掃 裝 置 ； 3上 、 下 托 輥 ； 4輸 送 帶 ；5拉 緊 裝 置 ； 6機 尾 換 向 滾 筒 ； 7裝 載 裝 置 ； 機 架 輸送帶 4 繞過驅動裝置 1 的主動滾筒和機尾換向滾筒 6 形成一個環(huán)形帶。 上下兩股輸送帶分別支承在上、下托輥 3 上。拉緊裝置 5 給輸送帶以正常運轉所需的張 緊力。工作時，驅動裝置 1 的主動滾筒通過它和輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶運行。 貨載裝在輸送帶上與輸送帶一起運動。帶式輸送機一般是利用上段輸送帶運送貨載的， 并且在端部卸載，也可利用專門的卸載裝置在中間卸載。 帶式輸送機的機身斷面如圖 1.12 中的截面圖 AA 所示。上部的輸送帶利用一組槽 形上托輥支承，以增加輸送帶的承載斷面積。下部輸送帶一般利用平形下托輥支承。 帶式輸送機可用于水平或傾斜運輸，但傾角受物料特性限制。在通常情況下，傾斜 向上運輸時的傾角不超過 18，向下運輸不超過 15。帶式輸送機不宜運送有棱角的貨 物，因為有棱角的物料易損壞輸送帶，降低帶式輸送機的使用壽命。帶式輸送機的運輸 能力大，運行阻力小，運輸過程中物料一般不會破碎，因而特別適合輸送散料貨物。 帶式輸送機雖然種類繁多，但其基本組成部分差別不大，只是具體結構有所不同。 基本組成部分（參考圖 1.12）的功能簡介如下。 (1)驅動裝置 驅動裝置的作用是將電動機的動力傳送給輸送帶，并帶動它運行。驅動裝置由電動 機、聯(lián)軸器、減速器和驅動滾筒等部件組成。 帶式輸送機使用的電動機有鼠籠式、繞線式異步電動機。在有防爆要求的場合，應 采用防爆電動機。使用液力耦合器時，不需用具有高啟動力矩的電動機，只要與耦合器 配合得當，就能得到接近電動機最大力矩的啟動力矩。 帶式輸送機上使用的聯(lián)軸器，按傳動和結構上的需要，分別采用液力耦合器、柱銷 聯(lián)軸器、棒銷聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器、十字滑塊聯(lián)軸器或各種彈性聯(lián)軸器等。 帶式輸送機使用的減速器有圓柱齒輪減速器和圓錐圓柱齒輪減速器。圓柱齒輪減 速器的傳動效率高，但要求電動機軸與帶式輸送機線路垂直，驅動裝置占地面積大，井 下使用時需加寬硐室，若把電動機布置在輸送帶下面，會給維護和更換造成困難。因此， 用于煤礦采區(qū)巷道的帶式輸送機應盡量采用圓錐圓柱齒輪減速器，使電動機軸與輸送 機平行布置，以減小驅動裝置的寬度。 中國礦業(yè)大學 2008 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 11 頁 驅動滾筒是依靠它與輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶動運行的部件。據撓性牽引構 件的摩擦傳動理論，輸送帶與滾筒之間的最大摩擦力隨摩擦系數和圍抱角的增大而增大， 所以提高牽引力必須從這兩方面入手。 增大驅動滾筒與輸送帶之間的摩擦系數的方法是將滾筒表面包覆一層具有高摩擦系 數的材料，通常用橡膠。包膠的方法常用硫化法（鑄膠）和冷粘法，也可采用螺栓在滾 筒表面固定一層輸送帶的方法。包覆的橡膠外表面可做人字形槽紋、棱形槽紋或光面， 其中人字形槽紋和棱形槽紋可以增大驅動滾筒與輸送帶之間的摩擦系數，提高驅動效率。 比較而言，人字形槽紋效果要好些，棱形槽紋次之。 當滾筒或其表面的包覆材料與輸送帶之間潮濕或著水時，摩擦系數將急劇降低。而 且包覆的橡膠越硬，摩擦系數越小。 電動滾筒是將電動機和減速齒輪裝在滾筒內的一種驅動裝置。油冷式電動滾筒在滾 筒空腔內裝滿潤滑油，滾筒旋轉時油液沖刷電動機外殼進行冷卻，并潤滑齒輪傳動系統(tǒng)。 電動滾筒的結構緊湊，帶式輸送機采用這種驅動裝置能使整機體小輕便，但目前功率尚 小。 （2）清掃裝置 清掃裝置是為卸載后的輸送帶清掃表面粘著物之用。最簡單的清掃裝置是刮板式清 掃器，由重錘或彈簧使刮板緊壓在輸送帶上。此外，還有旋轉刷、指狀彈性刮刀、水力 沖刷、振動清掃等。采用哪種清掃裝置，應視運送物料的粘性而定。 （3）上、下托輥 托輥是帶式輸送機的重要部件之一。它的作用是支承輸送帶，使輸送帶的垂度不超 過限定值以減小運行阻力，保證帶式輸送機平穩(wěn)運行。托輥沿輸送機全長分布，數量很 多，它的工作性能直接影響帶式輸送機的整機性能。托輥的全部質量約占整機的 1/3，價 值約占整機的 2025。為增大輸送帶的承載斷面，將承載的輸送帶用短托輥組成槽 形斷面，這種托輥組稱為槽形托輥組。槽形托輥組所使用的托輥數量有 3 個、4 個、5 個 等，因而也使槽形端面的形狀各異。對于空程段的輸送帶用一個長托輥支承，一般稱為 平形托輥組。有些輸送帶較寬的帶式輸送機，其空程段的輸送帶用 2 個托輥組成 V 形斷 面的托輥組支承，稱為 V 形托輥組。采用 V 形托輥組對防止輸送帶跑偏有一定作用。 （4）輸送帶 輸送帶的作用是承載物料和運送物料。輸送帶貫穿帶式輸送機的全長（為機身長度 的 2 倍多） ，用量大、價格高，約占整個帶式輸送機價值 50。為使輸送帶不但有足夠的 強度，而且能夠耐磨損和腐蝕，輸送帶由芯體和覆蓋層構成，芯體承受拉力，覆蓋層起 保護芯體的作用。芯體的材料有絲織物和鋼絲繩 2 類。絲織物芯體有多層帆布粘合及整 體編織 2 種。絲織物芯體的材質有棉、維綸和尼龍。整體編織芯體的輸送帶與多導粘合 的相比，強度相同時整編芯體的厚度小、柔度好、耐沖擊性好，使用中不會發(fā)生層間剝 裂。整編芯體的輸送帶伸長率較高，使用時需要有較大的拉緊行程，鋼絲繩芯體是由許 多柔軟的細鋼絲繩相隔一定間距排列，用與鋼絲繩有良好粘合性的膠料粘合而成。鋼絲 繩芯輸送帶的強度高，抗沖擊性和抗彎曲疲勞性能好；伸長率小，需要的拉緊行程小。 同其他類型的輸送帶比較，鋼絲繩芯輸送帶的厚度小，所需滾筒直徑也小。 （5）拉緊裝置 拉緊裝置的作用是使輸送帶具有足夠的張力，以保證驅動裝置傳遞出應有的摩擦牽 中國礦業(yè)大學 2008 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 12 頁 引力和使輸送帶的垂度保持在限定范圍內。帶式輸送機常用的拉緊裝置有螺旋式、重力 式和鋼絲繩絞車式等幾種，它們都是采用改變機尾換向滾筒與驅動裝置的驅動滾筒之間 中心距的方法來實現(xiàn)拉緊輸送帶的。一般而言，螺旋式拉緊裝置只能用于拉緊行程小、 要求結構緊湊的場合。重力式拉緊裝置適用于固定安裝的帶式輸送機，結構形式有多種， 其特點是輸送帶伸長變形不影響拉緊力，但體積大、比較笨重。鋼絲繩絞車式拉緊裝置 是用絞車代替重錘，靠牽引鋼絲繩改變機尾滾筒與驅動滾筒之間的距離來張緊輸送帶。 用這種方法實現(xiàn)輸送帶的張緊，在輸送帶伸長變形時需要開動絞車來調整輸送帶張力， 否則張力下降。它的特點是調整拉緊力方便，可實現(xiàn)自動調整。在滿載啟動時，則開動 絞車以增加輸送帶張力；在正常運轉時，適當反轉絞車使張力減小。驅動滾筒出現(xiàn)打滑 現(xiàn)象，又可開動絞車增大拉緊力，使驅動滾筒摩擦牽引力增大，消除驅動滾筒打滑現(xiàn)象。 （6）制動裝置 制動裝置有逆止器和制動器。逆止器的作用是防止向上運輸的帶式輸送機停車后輸 送帶下滑。制動器的作用是保證向下運輸的帶式輸送機可靠停車；在水平運輸時，若要 求準確停車，也應裝設制動器。 （7）裝載裝置 裝載裝置也稱給料裝置，主要由漏斗和擋板等部件組成。常用的有強制式、自溜式 和組合式 3 類。 （8）機架 機架包括機頭架、機尾架和中間架等。它們的作用是安裝帶式輸送機的機頭、機尾、 托輥組以及其他輔助裝置等。常用機架也有幾種不同的結構。煤礦井下使用的帶式輸送 機，為了拆裝方便，機頭架、機尾架做成結構緊湊便于移置的構件，中間架采用便于拆 裝的結構。根據結構特點，有鋼繩機架和型鋼機架兩種。按照安裝方式不同，中間架又 有落地式和繩架吊掛式之分，落地式機架又有固定式和可拆移式兩種。用于地面和煤礦 井下主要運輸巷道的通用帶式輸送機的中間架多采用型鋼焊接而成的固定式機架，而采 區(qū)順槽一般用可拆移式機架或吊掛式機架。可拆移式機架一般用型鋼焊接成 H 型中間托 架。將 H 型中間托架與兩邊的鋼管采用插入式銷釘固定聯(lián)接，整個機架不用一個螺栓， 避免了因螺栓生銹而造成的拆裝不便。型鋼機架也可采用吊掛式安裝，但應用較少。 1.4.2 帶式輸送機的分類 帶式輸送機的應用已經有 100 多年的歷史了。據有關資料介紹，最早的帶式輸送機 出現(xiàn)在德國。1880 年德國 LMG 公司在鏈斗式挖掘機的尾部使用了一條蒸汽機驅動的帶式 輸送機。到了 20 世紀 30 年代，德國褐煤露天礦連續(xù)開采工藝趨于成熟，帶式輸送機也 得到了迅速發(fā)展，第二次世界大戰(zhàn)前就已經使用了 1.6m 帶寬的帶式輸送機。20 世紀 50 年代開發(fā)研制成的鋼絲繩芯輸送帶，為實現(xiàn)帶式輸送機單機遠距離輸送提供了物質條件。 為了提高生產率，在不斷增加單機長度的同時，帶式輸送機的運行速度也不斷提高，目 前最高帶速已達 15m/s。20 世紀 70 年代德國魯爾區(qū) Haniel-Prosper號煤礦使用了當時 規(guī)格最大的帶式輸送機，其帶寬為 1.4m，帶速為 5.5m/s，整機傳動功率為 23100kW 電 動機轉子直接固定在滾筒軸上，從而省去了減速器。采用交直交交變頻裝置調速，啟、 制動過程非常平穩(wěn)，啟動時間可達 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。向上運煤、向下運矸石，提升高度為 700m。盡管帶式 中國礦業(yè)大學 2008 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 13 頁 輸送機已具有相當長的歷史，其應用十分廣泛，但就其技術和結構形式而言，仍然處在 發(fā)展之中，許多新的機型和新的部件還在不斷地開發(fā)研制。 目前，帶式輸送機已發(fā)展成為一個龐大的家族，不再只是常規(guī)的開式槽型和直線布 置的帶式輸送機，而是根據使用條件和生產環(huán)境設計出了多種多樣的機型。為了便于管 理、選用和設計，可以按照結構特點、使用場合、運送物料特征和卸載方法等分為如下 類型。 通用帶式輸送機是一種固定式帶式輸送機。其特點是托輥安裝在固定的機架上，由 型鋼制成的機架固定在地板或地基上，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(wěn)定的場合，例如煤礦地面生產系統(tǒng)、選煤廠、井下主要運輸 大巷、港口、發(fā)電廠等生產地點。 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。這種帶式輸送 機主要是為滿足煤礦井下綜采工作面順槽輸送要求而設計的?？缮炜s帶式輸送機中增設 了一個儲帶裝置，其作用是把帶式輸送機伸長前或縮短后的多余輸送帶暫時儲存起來， 以滿足采煤工作面持續(xù)前進或后退的需要。這種帶式輸送機的機架與機架之間、托輥與 機架之間的連接方式都采用插入式，用銷釘固定，整個機架沒有一個螺栓，拆裝十分方 便。 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和攜帶式兩種。 鋼繩芯帶式輸送機在結構形式上與通用帶式輸送機相同，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(yōu)點。 鋼繩牽引帶式輸送機是蘇格蘭工程師查爾湯姆森所創(chuàng)制。該機 1949 年完成設計， 1951 年制造完成第一臺樣機，1954 年 8 月在蘇格蘭諾克平諾煤礦開始運行。它的優(yōu)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。其缺點是輸送帶成槽性差，影 響物料截面積，鋼絲繩裸露在外，不易防腐蝕，維護費用較高。因此，國外有些國家不 提倡使用。我國自 1967 年起在煤礦開始使用，但總體用量不大。使用表明，當輸送量超 過 500t/h、運距超過 25km 時，鋼繩牽引帶式輸送機的機件投資和運費將少于鋼繩芯帶 式輸送機，即運距越長越有利。 線摩擦帶式輸送機是在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輸送帶（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(xiàn)低強度輸送帶完成長距離或大運量 輸送。使用線摩擦帶式輸送機不僅可以從總體上減少輸送線路中的轉載點數，而且可以 方便地對舊帶式輸送機進行加長改造，顯著節(jié)省投資。 平面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。它可以代替沿折線 布置的、由多臺單獨的直線輸送機串聯(lián)而成的運輸系統(tǒng)，沿復雜的空間折曲線路實現(xiàn)物 料的連續(xù)運輸。輸送帶在平面上轉彎運行，可以大大簡化物料運輸系統(tǒng)，減少轉載站的 數目，降低基建工程量和投資。法國在這種帶式輸送機的研制和使用方面，具有國際領 先水平。我國的煤礦也有數臺正在運行，在設計和安裝方面積累了一定的經驗。 大傾角帶式輸送機可以減少輸送距離，降低巷道開拓量，減少設備投資。當傾角增 大到 90時，大傾角帶式輸送機就轉變成了垂直輸送的帶式輸送機。它不僅在結構上具 中國礦業(yè)大學 2008 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 14 頁 有新的特點，而且在設計計算、物料截面形狀和輸送速度的確定等方面都有新的影響因 素。垂直輸送的帶式輸送機主要用于其他形式的輸送機難以勝任的場合。 氣墊帶式輸送機的工作原理及其結構不同于前述的幾種帶式輸送機，它不使用托輥 支承輸送帶，而是以空氣形成的氣墊壓力浮托起輸送帶。我國在氣墊帶式輸送機研制方 面起步較晚，但由于氣墊帶式輸送機的技術經濟效果顯著，近年來也發(fā)展很快。與前述 使用托輥的帶式輸送機相比，氣墊帶式輸送機有如下優(yōu)點：能耗少；維修費用低；制造 成本低；運行穩(wěn)定，工作可靠；輸送能力高；污染少。 在食用和輕工業(yè)等工業(yè)生產中，由于衛(wèi)生和工作環(huán)境的要求，通常使用一種以薄鋼 帶作為輸送帶的帶式輸送機，其耐熱性比膠帶好得多，但鋼帶的成槽性差，滾筒傳遞扭 矩也很有限，因而不適用于長距離輸送。還有一種以撓性網作為輸送帶的網帶輸送機， 在技術性能上與鋼帶輸送機相似，主要用于輕工業(yè)和有特殊要求的場合。另外，在輸送 鐵磁性物料（例如鐵礦石）時，常常使用被稱為磁力摩擦式帶式輸送機，它實質上是具 有磁鐵的帶式輸送機，一般使用絲織物芯體輸送帶作為承載構件，在輸送帶的下面設置 永久磁鐵。磁鐵把物料吸向輸送帶，由此提高了物料的穩(wěn)定性，并為傾斜輸送物料創(chuàng)造 了條件。 1.5 帶式輸送機的摩擦傳動原理 1.5.1 膠帶的摩擦傳動原理 帶式輸送機所需要的牽引力是通過傳動滾筒與膠帶之間的摩擦力來傳遞的。圖 1.2 所示為帶式輸送機傳動原理簡圖。當電動機經減速器帶動傳動滾筒轉動時，傳動滾筒靠 摩擦力帶動膠帶沿圈中所示箭頭方向運動，使得膠帶與傳動滾筒相遇點的張力 大于分yF 離點的張力 。 與 之差值為傳動滾筒所傳遞的牽引力。lFyl dNcbaF+dABo14P0 1423L 取 AB 這段長度的膠帶為隔離體，如圖 1.13 中 c 圖所示。當傳動滾筒順時針轉動時， 作用在單元體上的力有：A 點的張力 ；B 點的張力 ，與 成 角；傳動滾筒對FdFd 膠帶的法向反力 及摩擦力 ， 為滾筒與膠帶之間的摩擦因數。當忽略膠帶自重，dNd 離心力和彎曲力矩時，該單元體受力平衡方程為： = 2sin2sin 中國礦業(yè)大學 2008 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 15 頁2cos2cosdFNF 由于 很小，故 1 , 1。 因此，上述方程組可簡化為dsin d NF 略去二次微量項 ，解上述方程組，得d d1 式（1.1）為一階常微分方程，解之可得出張力隨圍抱角 變化而變化的函數 。在極限平衡狀態(tài)下，當圍抱角 由 0 增加到時，張力由 增加到 。利用fF lFmaxl 這兩個邊界條件，對微分方程式（1.1）兩邊定積分得 （1.1）0maxdFyl 解上式，得 （1.2） elyax 同理，對于圍抱弧上任意一點 A 的張力 F 可以表示為 （1.3）eFl 相遇點張力隨負載的增加而加大，當負載增加過多時，就會出現(xiàn)相遇點張力與分離 點張力之差大于傳動滾筒與膠帶間的極限摩擦力，膠帶將在滾筒上打滑而不能工作。若 使膠帶不在滾筒上打滑，必須滿足如下條件 （1.4）lFymax 圖 1.14 所示是按式（1.2） 、式（1.4）繪制的膠帶張力變化規(guī)律曲線。從圖中可以 看出，膠帶張力在 BC 弧內按歐拉公式（1.2）所反映的規(guī)律變化，在 C 點膠帶的張力達 到 ，在 CA 弧內膠帶的張力保持不變。lF 膠帶是彈性體，在張力作用下要產生彈性伸長，而且受力越大變形越大。而膠帶張 力由相遇點到分離點是逐漸變小的，也就是說在相遇點被拉長的膠帶，在向分離點運動 時，就會隨著張力的減小而逐漸收縮。在這個過程中，膠帶與滾筒之間便產生相對滑動， 稱其為彈性滑動（或叫彈性蠕動） ，顯然，彈性滑動只發(fā)生在傳動滾筒上有張力差的一段 膠帶內。這個張力差就是滾筒傳遞給膠帶的牽引力。也就是說在傳遞牽引力的圍抱弧內 必然有彈性滑動現(xiàn)象。這段由彈性滑動產生的弧叫滑動弧，滑動弧所對應的中心角 叫 利用角。滑動弧隨著相遇點張力的增大增加。 中國礦業(yè)大學 2008 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 16 頁 ACBbacF1ymx1圖 .3 傳 動 滾 筒 上 膠 帶 張 力 變 化 曲 線 圖 1.14 傳動滾筒上張力變化曲線 1.5.2 傳動裝置的牽引力 由式（1.2）可知，帶式輸送機單滾筒傳動裝置可能傳遞的最大牽引力為 （1.5）1maxaxeFFlly 從式（1.5）中可以看出，提高傳動裝置牽引力有如下方法： 增大 。增加拉緊力可使分離點張力 增大。但在增大 的同時，必須相應地增大l l lF 膠帶斷面，這樣就使膠帶費用及傳動裝置的結構尺寸隨之加大，故不經濟。 增大圍抱角 。對于井下帶式輸送機，因工作條件較差，所需牽引力較大，可采用 滾筒傳動增大圍抱角。 增大摩擦因數 。通常是在傳動滾筒上覆蓋摩擦因數較大的橡膠、牛皮等襯墊材料， 以增大摩擦因數。 式（1.5）表示的是傳動滾筒能傳遞的最大摩擦牽引力。在實際使用中，考慮到摩擦 因數和運行阻力的變化，以及啟動加速時的動負荷影響，應使摩擦牽引力有一定的富裕 量作為備用。因此，設計采用的摩擦牽引力 應為F （1.6）neFl1max 式中：n 為摩擦力備用系數（以稱啟動系數） ，可取 n=1.31.7。 摩擦因數對所能傳遞的牽引力有很大影響，影響摩擦因數的因素很多，主要是輸送 帶與滾筒接觸面的材料、表面狀態(tài)以及工作條件。對于功率大的帶式輸送機，還要考慮 比壓、輸送帶覆蓋膠和滾筒包覆層的硬度、滑動速度、接觸面溫度。 1.6 帶式輸送機的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 1.6.1 國外帶式輸送機技術的現(xiàn)狀 國外帶式輸送機技術的發(fā)展很快，其主要表現(xiàn)在 2 個方面：一方面是帶式輸送機的 功能多元化、應用范圍擴大化，如高傾角帶式輸送機、管狀帶式輸送機、空間轉彎帶式 中國礦業(yè)大學 2008 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 17 頁 輸送機等各種機型；另一方面是帶式輸送機本身的技術與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是 長距離、大運量、高帶速等大型帶式輸送機已成為發(fā)展的主要方向，其核心技術是開發(fā) 應用了帶式輸送機動態(tài)分析與監(jiān)控技術，提高了帶式輸送機的運行性能和可靠性。目前， 在煤礦井下使用的帶式輸送機已達到表 1 所示的主要技術指標，其關鍵技術與裝備有以 下幾個特點： 設備大型化，其主要技術參數與設備均向著大型化發(fā)展，以滿足年產 300-500 萬； 以上高產高效集約化生產的需要。 應用動態(tài)分析技術和機電一體化、計算機監(jiān)控等高新技術、采用大功率軟啟動與自 動張緊技術，對輸送機進行動態(tài)監(jiān)測與監(jiān)控，大大地降低了輸送帶的動張力，設備運行 性能好，運輸效率高。 采用多機驅動與中間驅動及其功率平衡、輸