基于plc自動(dòng)運(yùn)料皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（含CAD圖紙?jiān)次募?/h1>
下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢 Q 197216396 或 11970985I摘 要本系統(tǒng)主要是對(duì)自動(dòng)運(yùn)煤皮帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行控制設(shè)計(jì)。輸煤皮帶控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)很傳統(tǒng)的課題，現(xiàn)在隨著各種先進(jìn)精確的諸多控制儀器的出現(xiàn)，輸煤皮帶控制的設(shè)計(jì)方案也越來(lái)越先進(jìn)，越來(lái)越趨于完美，各種參考文獻(xiàn)也數(shù)不勝數(shù)。該系統(tǒng)用三菱 FX2N 系列可編程序控制器（ PLC）作為控制核心，整個(gè)系統(tǒng)采用了一臺(tái) PLC 控制 4 臺(tái)皮帶機(jī)，整個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)一個(gè)控制室。利用 PLC 控制皮帶輸煤機(jī)，實(shí)現(xiàn)了逆序啟動(dòng)、順序停止、故障停止、緊急停止的功能，并且有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種控制方式，從而實(shí)現(xiàn)了輸煤系統(tǒng)的自動(dòng)化功能。本文對(duì) PLC 自動(dòng)運(yùn)料皮帶運(yùn)輸機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的研究，該控制系統(tǒng)具有精度高、成本低、抗干擾能力強(qiáng)、故障率低、操作維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。本次設(shè)計(jì)主要的內(nèi)容：采用三菱 FX2N 系列 PLC 實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，著重從皮帶運(yùn)輸機(jī)方面深入研究，確定其控制要求，明確 PLC 的機(jī)型的選擇，確定 I/O 地址的分配，設(shè)計(jì) I/O 接線圖、控制流程圖及梯形圖，深入理解 PLC 的編程方法，按照控制要求對(duì)自動(dòng)配料皮帶運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行編程。關(guān)鍵詞：皮帶運(yùn)輸機(jī)；可編程控制器；控制下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢 Q 197216396 或 11970985IIAbstractThis system is mainly to control the automatic coal belt conveyor design.Design of the control system of coal conveying belt is a very traditional subject, now with the emergence of of all kinds of advanced precise control instruments, the design scheme of coal conveying belt control is becoming more and more advanced, more and more tend to be more perfect, all sorts of reference also. The system with mitsubishi FX2N series programmable controller (PLC) as control core, the system adopted a PLC control 4 belt machine, the whole control system set up a control room. Using PLC control coal conveyer belts, realized the reverse order start, stop, fault stop, emergency stop function, and there are two kinds of control mode, manual control and automatic control so as to realize the automation of the coal conveying system function.In this paper, the PLC automatic material handling a detailed study of the belt conveyor control system, the system is composed of two parts: automatic material handling equipment and belt conveyor control system. The control system has high precision, low cost, strong anti-interference ability, low failure rate, simple operation and maintenance etc., has a good application value.This design main content: the design of the control system of mitsubishi FX2N series PLC, in-depth study emphatically from the aspects of belt conveyor, determine its control requirement, clear PLC model selection, determine the allocation of I/O address, the design of I/O wiring diagram and control flow diagram and ladder diagram, deep understanding of the PLC programming method, carried out in accordance with the requirements for automatic batching belt conveyor system programming.Keywords : Belt conveyor；PLC；Control下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢 Q 197216396 或 11970985III目 錄摘要 .IAbstract.II第 1 章 緒論 .11.1 皮帶運(yùn)輸機(jī)的概況 .21.1.1 皮帶運(yùn)輸機(jī)的發(fā)展史 .21.1.2 礦用皮帶運(yùn)輸機(jī)各機(jī)型介紹.21.1.3 皮帶運(yùn)輸機(jī)基本結(jié)構(gòu) .21.1.4 皮帶運(yùn)輸機(jī)的調(diào)試 .31.1.5 傳送帶常見(jiàn)故障 .31.1.6 四級(jí)傳送帶視圖分析 .41.2 皮帶運(yùn)輸機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) .41.2.1 國(guó)外皮帶運(yùn)輸機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀.41.2.2 國(guó)內(nèi)皮帶運(yùn)輸機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀.51.2.3 煤礦皮帶運(yùn)輸機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) .6第 2 章 皮帶運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .72.1 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件.72.2 輸送帶寬度的確定及核算.72.2.1 帶速的確定.72.2.2 帶寬的確定.82.2.3 輸送帶寬度的核算 .102.3 圓周驅(qū)動(dòng)力 .102.3.1 計(jì)算公式 .102.3.2 主要阻力計(jì)算 .112.3.3 特種主要阻力計(jì)算 .132.3.4 特種附加阻力計(jì)算 .132.3.5 傾斜阻力計(jì)算 .152.4 傳動(dòng)功率計(jì)算.152.4.1 傳動(dòng)滾筒軸功率計(jì)算 .152.4.2 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 .152.5 輸送帶張力計(jì)算 .162.5.1 阻力計(jì)算 .16下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢 Q 197216396 或 11970985IV2.5.2 輸送帶不打滑條件校核 .192.5.3 輸送帶下垂度校核 .202.5.4 輸送帶強(qiáng)度校核計(jì)算 .212.6 拉緊力計(jì)算 .21第 3 章 傳動(dòng)裝置的選用與設(shè)計(jì) .233.1 電機(jī)的選用 .233.2 減速器的選用.243.2.1 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 .243.2.2 減速器的選用.243.3 傳動(dòng)滾筒 .263.3.1 傳動(dòng)滾筒的選型及設(shè)計(jì) .263.3.2 傳動(dòng)滾筒筒體的設(shè)計(jì) .263.3.3 傳動(dòng)滾筒軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 .293.3.4 傳動(dòng)滾筒結(jié)構(gòu).303.3.5 傳動(dòng)滾筒的直徑驗(yàn)算 .31第 4 章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .334.1 選擇 PLC 的依據(jù) .334.2 PLC 的基本組成 .334.3 PLC 的工作原理 .344.4 可編程序控制器的特點(diǎn) .364.5 PLC 選型 .364.6 接線圖 .384.6.1 PLC 接線圖 .38第 5 章 可編程控制器程序編輯 .405.1 梯形圖程序分析 .405.1.1 運(yùn)煤皮帶機(jī)循環(huán)自動(dòng)啟動(dòng)程序分析 .405.1.2 運(yùn)煤皮帶機(jī)循環(huán)自動(dòng)停止程序分析 .415.1.3 運(yùn)煤皮帶機(jī)單動(dòng)啟動(dòng)與停止程序分析 .425.1.4 運(yùn)煤皮帶機(jī)故障停止程序分析.43結(jié)論 .46參考文獻(xiàn) .47致謝 .48下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢 Q 197216396 或 11970985I下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢 Q 197216396 或 11970985II下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢 Q 197216396 或 119709851第 1 章 緒 論P(yáng)LC 目前已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化控制領(lǐng)域，無(wú)論是從國(guó)外引進(jìn)的自動(dòng)化生產(chǎn)線，還是自行設(shè)計(jì)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，都普遍采用了 PLC 控制。PLC 控制系統(tǒng)始終處于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供了非常可靠的控制應(yīng)用。其主要原因，在于它能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對(duì)自動(dòng)化的需要。與傳統(tǒng)的繼電器控制相比，PLC 控制系統(tǒng)具有構(gòu)成簡(jiǎn)單、可靠性高、通用性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、易于編程，體積小、可在線修改、設(shè)計(jì)與調(diào)試周期短、便于安裝和維修等突出優(yōu)點(diǎn)、而且一般不需要采取特殊措施，就能直接在工業(yè)環(huán)境中使用，更加適合現(xiàn)代化的要求，使用 PLC 控制系統(tǒng)能夠提高系統(tǒng)的整體性能，具有較明顯的優(yōu)越性。皮帶運(yùn)輸機(jī)是廣泛應(yīng)用于煤炭、港口、建設(shè)、電廠等工業(yè)領(lǐng)域的連續(xù)輸送設(shè)備，它具有運(yùn)輸效率高、運(yùn)營(yíng)成本低等優(yōu)點(diǎn)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，帶式輸送機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。近年來(lái)，隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，帶式輸送機(jī)也不斷朝著大運(yùn)量、長(zhǎng)距離、大傾角、高帶速、投資費(fèi)用少、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低、工作可靠、維護(hù)方便等方向發(fā)展，對(duì)其設(shè)計(jì)技術(shù)的要求也越來(lái)越高。 為適應(yīng)地形的要求，用輸送帶輸送一定高度的帶式輸送機(jī)在很多方面有應(yīng)用。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：1.方案選擇與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；2.輸入輸出與 PLC 機(jī)型的選擇；3.I/O 地址的分配；4.程序狀態(tài)圖的設(shè)計(jì)；5.梯形圖的編寫及程序分析。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢 Q 197216396 或 1197098521.1 皮帶運(yùn)輸機(jī)的概況1.1.1 皮帶運(yùn)輸機(jī)的發(fā)展史皮帶運(yùn)輸機(jī)是由承載的輸送帶兼作牽引機(jī)構(gòu)的連續(xù)運(yùn)輸設(shè)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(yùn)輸能力大、運(yùn)輸阻力小、耗電量低、運(yùn)行平穩(wěn)、運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)物料的損傷小、運(yùn)營(yíng)成本低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門。皮帶運(yùn)輸機(jī)對(duì)建設(shè)現(xiàn)代化礦井有重要作用。皮帶運(yùn)輸機(jī)是煤礦最理想的高效連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，與其他運(yùn)輸設(shè)備(如機(jī)車類)相比，具有輸送距離長(zhǎng)、運(yùn)量大、連續(xù)輸送等優(yōu)點(diǎn)，而且運(yùn)行可靠，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和集中化控制，尤其對(duì)高產(chǎn)高效礦井，皮帶運(yùn)輸機(jī)已成為煤炭開(kāi)采機(jī)電一體化技術(shù)與裝備的關(guān)鍵設(shè)備。隨著我國(guó)高產(chǎn)高效礦井的出現(xiàn)，原有的皮帶運(yùn)輸機(jī)無(wú)論是主參數(shù)還是運(yùn)行性能都已不能滿足要求，必須向長(zhǎng)距離、高帶速、大運(yùn)量、大功率的大型化方向發(fā)展，并要改善和提高運(yùn)行性能，確保安全可靠。1.1.2 礦用皮帶運(yùn)輸機(jī)各機(jī)型介紹（一） 固定高強(qiáng)度皮帶運(yùn)輸機(jī)這是目前煤礦井下用量最多的一種機(jī)型，主要用于水平或傾角小于 18 的場(chǎng)合。由于受到輸送帶強(qiáng)度及零部件的限制，單機(jī)長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)現(xiàn)在鋼繩芯帶最高為ST4000，整芯帶為 PVG3150S，高強(qiáng)度機(jī)械接頭要靠進(jìn)口，為了降低膠帶強(qiáng)度，減小驅(qū)動(dòng)裝置尺寸，國(guó)內(nèi)外通常采用中間直線摩擦驅(qū)動(dòng)和中間卸載式驅(qū)動(dòng)，并采用軟起動(dòng)技術(shù)。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有近 10 種軟起動(dòng)方式，較好地解決了大型輸送機(jī)的起動(dòng)問(wèn)題。（二） 可伸縮皮帶運(yùn)輸機(jī)該機(jī)型主要用于煤礦采煤工作面順槽輸送原煤，當(dāng)輸送能力和運(yùn)距較大時(shí)，可配中間驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)滿足要求。美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)等國(guó)家的一些廠商公司都可為各種生產(chǎn)規(guī)模的高產(chǎn)高效工作面提供配套的順槽用可伸縮皮帶運(yùn)輸機(jī)。 （三） 壓皮帶運(yùn)輸機(jī)壓皮帶運(yùn)輸機(jī)也是為增大輸送傾角而設(shè)計(jì)的，1979 年美國(guó)大陸輸送機(jī)設(shè)備公司開(kāi)始研制壓皮帶運(yùn)輸機(jī)，并于 1983 年研制出壓帶式大傾角皮帶運(yùn)輸機(jī) HAC，這臺(tái)樣機(jī)的輸送傾角為 30 60 ，最大輸送能力為 2 900 t/h，其壓帶是通過(guò)旋轉(zhuǎn)的托輥組加載的。此后，大陸公司已生產(chǎn) 40 多臺(tái) HAC。19911994 年德國(guó)的 MAN TAKPR FODERTECHNIK 公司研制了 3 臺(tái)用于卸船機(jī)的壓皮帶運(yùn)輸機(jī)。前蘇聯(lián)和日本等國(guó)也研制了這種皮帶運(yùn)輸機(jī)。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的壓皮帶運(yùn)輸機(jī)傾角可達(dá) 90 ，物料最大塊度可達(dá)下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢 Q 197216396 或 119709853300 mm。這種輸送機(jī)由于本身結(jié)構(gòu)的缺陷和經(jīng)濟(jì)上的原因，目前還沒(méi)有在煤礦井下應(yīng)用。1.1.3 皮帶運(yùn)輸機(jī)基本結(jié)構(gòu)皮帶運(yùn)輸機(jī)的組成如圖 1.1 所示，基本組成部分:輸送帶、托輥、驅(qū)動(dòng)裝置 (電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、軟起動(dòng)裝置、制動(dòng)器、聯(lián)軸器、逆止器、傳動(dòng)滾筒)、拉緊裝置、清掃裝置、機(jī)架、安全保護(hù)裝置以及電氣控制系統(tǒng)等組成。-頭部漏斗 ；2-機(jī)架；3-頭部掃清器；4-傳動(dòng)滾筒 5-安全保護(hù)裝置；6- 輸送帶；7-承載托輥；8-緩沖托輥；9-導(dǎo)料槽；10-改向滾筒；11-拉緊裝置 12-尾架；13- 空段掃清器；14-回程托輥；15-中間架；16-電動(dòng)機(jī)；17-液力偶合器；18-制動(dòng)器；19- 減速器；20- 聯(lián)軸器圖 1-1 皮帶運(yùn)輸機(jī)組成示意圖輸送帶繞經(jīng)傳動(dòng)滾筒和機(jī)尾換向滾筒形成一個(gè)無(wú)極的環(huán)形帶。輸送帶的上、下兩部分都支承在托輥上。拉緊裝置給輸送帶以正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的拉緊力。工作時(shí)，傳動(dòng)滾筒通過(guò)它和輸送帶之間的摩擦力帶動(dòng)輸送帶運(yùn)行。物料從裝載點(diǎn)裝到輸送帶上，形成連續(xù)運(yùn)動(dòng)的物流，在卸載點(diǎn)卸載。一般物料是裝載到上帶(承載段)的上面，在機(jī)頭滾筒卸載，利用專門的卸載裝置也可在中間卸載。1.1.4 皮帶運(yùn)輸機(jī)的調(diào)試首先應(yīng)檢查運(yùn)輸機(jī)支架安裝是否牢固，是否有遺漏的焊口，并逐個(gè)檢查限位輥、張緊輥、導(dǎo)向輥的轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，主動(dòng)輥、從動(dòng)輥內(nèi)是否注油。以上確定無(wú)誤后，采 取點(diǎn)動(dòng)的方式啟動(dòng)主動(dòng)輥電機(jī)，若繼電器跳閘，切不可強(qiáng)行啟動(dòng)，應(yīng)檢查主動(dòng)電機(jī) 內(nèi)是否進(jìn)入雨水造成短路，點(diǎn)動(dòng)無(wú)誤后，可正常啟動(dòng)主動(dòng)輥電機(jī)。正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，調(diào)整 皮帶是本部工作中的 一個(gè)難點(diǎn)，若皮帶跑偏，應(yīng)調(diào)整尾部的可調(diào)螺母；若調(diào)整無(wú)效， 下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢 Q 197216396 或 119709854則應(yīng)檢查導(dǎo)向輥的安裝 是否正確 ，必要時(shí)，將導(dǎo)向輥一端 支架割開(kāi)、移位、焊接。 如皮帶過(guò)緊或過(guò)松，應(yīng)調(diào)整張緊輥，使之松緊適宜。1.1.5 傳送帶常見(jiàn)故障a)傳送帶打滑傳送帶與皮帶輪之間打滑為將這種打滑現(xiàn)象減到最低限度，建議驅(qū)動(dòng)輪和被動(dòng)輪都使用合適的防滑套。解決打滑問(wèn)題可采取以下幾點(diǎn)措施：（1）繃緊上下傳送帶；（2）檢查緊帶裝置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是否需要加以緊固；（3）更換或磨粗現(xiàn)有的防滑套表面；（4）檢查驅(qū)動(dòng)齒輪的磨損情況。b)傳送帶與紙板之間打滑傳送帶與紙板之間打滑的主要原因是掛面紙板與熱板之間產(chǎn)生的磨擦過(guò)大c) 其他故障 (1)過(guò)度的張力(2)傳送帶表面變光滑(3)切割刀的控制1.1.6 四級(jí)傳送帶視圖分析當(dāng)系統(tǒng)打開(kāi)后，打開(kāi)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，皮帶運(yùn)輸機(jī) M4 開(kāi)始運(yùn)行，待延時(shí)過(guò)后皮帶機(jī)M3 開(kāi)始運(yùn)行，皮帶機(jī) M2 和皮帶機(jī) M1 也同樣經(jīng)過(guò)延時(shí)后開(kāi)始運(yùn)行，此后物料指示燈亮起，提示開(kāi)始裝煤。煤經(jīng)過(guò)物料裝置開(kāi)始往傳送帶上輸送，煤經(jīng)過(guò)皮帶機(jī) M1 依次輸送到皮帶機(jī) M4 上，然后輸送到指定位置。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢 Q 197216396 或 119709855圖 1-2 四級(jí)傳送帶視圖1.2 皮帶運(yùn)輸機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)1.2.1 國(guó)外皮帶運(yùn)輸機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀國(guó)外皮帶運(yùn)輸機(jī)技術(shù)的發(fā)展很快，其主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面是皮帶運(yùn)輸機(jī)的功能多元化、應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，如高傾角帶輸送機(jī)、管狀皮帶運(yùn)輸機(jī)、空間轉(zhuǎn)彎皮帶運(yùn)輸機(jī)等各種機(jī)型；另一方面是皮帶運(yùn)輸機(jī)本身的技術(shù)與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、高帶速等大型皮帶運(yùn)輸機(jī)已成為發(fā)展的主要方向，其核心技術(shù)是開(kāi)發(fā)應(yīng)用于了皮帶運(yùn)輸機(jī)動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)，提高了皮帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行性能和可靠性。目前，在煤礦井下使用的皮帶運(yùn)輸機(jī)已達(dá)到表 1 所示的主要技術(shù)指標(biāo)，其關(guān)鍵技術(shù)與裝備有以下幾個(gè)特點(diǎn)（1）設(shè)備大型化其主要技術(shù)參數(shù)與裝備均向著大型化發(fā)展，以滿足年產(chǎn) 300500萬(wàn)噸以上高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要。（2） 應(yīng)用動(dòng)態(tài)分析技術(shù)和機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)監(jiān)控等高新技術(shù)，采用大功率軟起動(dòng)與自動(dòng)張緊技術(shù)，對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控，大大地降低了輸送帶的動(dòng)張力，設(shè)備運(yùn)行性能好，運(yùn)輸效率高。（3）采用多機(jī)驅(qū)動(dòng)與中間驅(qū)動(dòng)及其功率平衡、輸送機(jī)變向運(yùn)行等技術(shù)，使輸送機(jī)單機(jī)運(yùn)行長(zhǎng)度在理論上已有受限制，并確保了輸送系統(tǒng)設(shè)備的通用性、互換性及其單元驅(qū)動(dòng)的可靠性。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢 Q 197216396 或 119709856表 1-1 國(guó)外皮帶運(yùn)輸機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)主參數(shù) 順槽可伸縮皮帶運(yùn)輸機(jī) 大巷與斜井固定式強(qiáng)力皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)距/m 20003000 3000帶速/m.s-1 3.54 45，最高達(dá) 8輸送量/t.h-1 25003000 30004000驅(qū)動(dòng)總功率/kW 12002000 15003000，最大達(dá) 10100 1.2.2 國(guó)內(nèi)皮帶運(yùn)輸機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀我國(guó)生產(chǎn)制造的皮帶運(yùn)輸機(jī)的品種、類型較多。在“八五” 期間，通過(guò)國(guó)家一條龍“日產(chǎn)萬(wàn)噸綜采設(shè)備 ”項(xiàng)目的實(shí)施，皮帶運(yùn)輸機(jī)的技術(shù)水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長(zhǎng)距離皮帶運(yùn)輸機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)呂開(kāi)發(fā)都取得了很大的進(jìn)步。如大傾角長(zhǎng)距離皮帶運(yùn)輸機(jī)成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮皮帶運(yùn)輸機(jī)等均填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，并對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)的減低關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，研制成功了多種軟起動(dòng)和制動(dòng)裝置以及以 PLC 為核心的可編程電控裝置，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用調(diào)速型液力偶合器和行星齒輪減速器。目前，我國(guó)煤礦井下用皮帶運(yùn)輸機(jī)的主要技術(shù)特征指標(biāo)如表 2 所示。表 1-2 國(guó)內(nèi)皮帶運(yùn)輸機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)主參數(shù) 順槽可伸縮皮帶運(yùn)輸機(jī) 大巷與斜井固定式強(qiáng)力皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)距/m 20003000 3000帶速/m.s-1 3.54 45，最高達(dá) 8輸送量/t.h-1 25003000 30004000驅(qū)動(dòng)總功率/kW 12002000 15003000，最大達(dá) 10100 1.2.3 煤礦皮帶運(yùn)輸機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)（一） 設(shè)備大型化、提高運(yùn)輸能力為了適應(yīng)高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要，皮帶運(yùn)輸機(jī)的輸送能力要加大。長(zhǎng)距離、高帶速、大運(yùn)量、大功率是今后發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是高產(chǎn)高效礦井運(yùn)輸技術(shù)的發(fā)展方向。在今后的 10a 內(nèi)輸送量要提高 30004000 t/h，還速提高至 46m/s，輸送長(zhǎng)度對(duì)于可伸縮皮帶運(yùn)輸機(jī)要達(dá)到 3000m。對(duì)于鋼繩芯強(qiáng)力皮帶運(yùn)輸機(jī)需加長(zhǎng)至 5000m 以上，單機(jī)驅(qū)動(dòng)功率要求達(dá)到 10001500 kW，輸送帶抗拉強(qiáng)度達(dá)到 6000 N/mm（鋼繩下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢 Q 197216396 或 119709857芯）和 2500 N/mm（鋼繩芯） 。尤其是煤礦井下順槽可伸縮輸送技術(shù)的發(fā)展，隨著高產(chǎn)高效工作面的出現(xiàn)及煤炭科技的不斷發(fā)展，原有的可伸縮皮帶運(yùn)輸機(jī)，無(wú)論是主參數(shù)，還是運(yùn)行性能都難以適應(yīng)高產(chǎn)高效工作面的要求，煤礦現(xiàn)場(chǎng)急需主參數(shù)更大、技術(shù)更先進(jìn)、性能更可靠的長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、大功率順槽可伸縮皮帶運(yùn)輸機(jī)，以提高我國(guó)皮帶運(yùn)輸機(jī)技術(shù)的設(shè)計(jì)水平，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，接近并趕上國(guó)際先進(jìn)工業(yè)國(guó)的技術(shù)水平。其包含 7 個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)：皮帶運(yùn)輸機(jī)動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)；軟起動(dòng)與功率平衡技術(shù)；中間驅(qū)動(dòng)技術(shù)；自動(dòng)張緊技術(shù)；新型高壽命高速托輥技術(shù)；快速自移機(jī)尾技術(shù)；高效儲(chǔ)帶技術(shù)。（二） 提高元部件性能和可靠性設(shè)備開(kāi)機(jī)率的高與低主要取決于元部件的性能和可靠性。除了進(jìn)一步完善和提高現(xiàn)有元部件的性能和可靠性，還要不斷地開(kāi)發(fā)研究新的技術(shù)和元部件，如高性能可控軟起動(dòng)技術(shù)、動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)、高效貯帶裝置、快速自移機(jī)尾、高速托輥等，使皮帶運(yùn)輸機(jī)的性能得到進(jìn)一步的提高。（三） 擴(kuò)大功能，一機(jī)多用化拓展運(yùn)人、運(yùn)料或雙向運(yùn)輸?shù)裙δ?，做到一機(jī)多用，使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。開(kāi)發(fā)特殊型皮帶運(yùn)輸機(jī)，如彎曲皮帶運(yùn)輸機(jī)、大傾角或垂直提升輸送機(jī)等。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢 Q 197216396 或 119709858第 2 章 皮帶運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件皮帶運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算，應(yīng)具有下列原始數(shù)據(jù)及工作條件資料：（1）皮帶運(yùn)輸機(jī)的使用地點(diǎn)及工作環(huán)境；（2）所運(yùn)物料的名稱和輸送能力；（3）所運(yùn)物料的性質(zhì)；（4）裝載和卸載情況；（5）給料點(diǎn)數(shù)目和位置；（6）輸送機(jī)布置形式和尺寸，即輸送機(jī)系統(tǒng)綜合布置形式、地形條件和供電情況、輸送距離、上運(yùn)或下運(yùn)、提升高度、最大傾角等；（7）裝置布置形式，是否需要設(shè)置制動(dòng)器；原始參數(shù)和工作條件：（1）輸送物料：原煤（2）皮帶運(yùn)輸機(jī)：運(yùn)距：200 ；傾斜角：=0；最大運(yùn)量 :480mt/h（3）物料特性：粒度：0200 ；密度：1.0t/ ；在輸送帶上堆積角：=203m（4）工作環(huán)境：井下；環(huán)境溫度：2200200=600故輸送帶寬滿足輸送要求。2.3 圓周驅(qū)動(dòng)力2.3.1 計(jì)算公式 下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢 Q 197216396 或 1197098512（1）所有長(zhǎng)度（包括 L80 ） m傳動(dòng)滾筒上所需圓周驅(qū)動(dòng)力 為輸送機(jī)所有阻力之和，可用式（ 2-3）計(jì)算：UF（2-3）12HNSStF式中 主要阻力， ；HFN附加阻力， ；N特種主要阻力， ；1S特種附加阻力， ；2F傾斜阻力， 。St五種阻力中， 、 是所有輸送機(jī)都有的，其他三類阻力，根據(jù)輸送機(jī)側(cè)型及HNF附件裝設(shè)情況定，由設(shè)計(jì)者選擇。（2） 80mL對(duì)機(jī)長(zhǎng)大于 80 的皮帶運(yùn)輸機(jī)，附加阻力 明顯的小于主要阻力，可用簡(jiǎn)便的方NF式進(jìn)行計(jì)算，不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤。為此引入系數(shù) C 作簡(jiǎn)化計(jì)算，則公式變?yōu)橄旅娴男问剑海?-4）12UHSSt式中 與輸送機(jī)長(zhǎng)度有關(guān)的系數(shù)，在機(jī)長(zhǎng)大于 80 時(shí)，可按式（2-5）計(jì)算，或Cm從表查取（2-5）0Lc式中 附加長(zhǎng)度，一般在 70 到 120 之間； 0Lm系數(shù)，不小于 1.02。C查 DT（A）型皮帶運(yùn)輸機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 2-5 即本說(shuō)明書(shū)表 2-4表 2-4 系數(shù) CL 80 100 150 200 300 400 500 600下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢 Q 197216396 或 1197098513C 1.92 1.78 1.58 1.45 1.31 1.25 1.20 1.17L 700 800 900 1000 1500 2000 2500 5000C 1.14 1.12 1.10 1.09 1.06 1.05 1.04 1.032.3.2 主要阻力計(jì)算輸送機(jī)的主要阻力 是物料及輸送帶移動(dòng)和承載分支及回程分支托輥旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生HF阻力的總和。可用式（2-6）計(jì)算：（2-6）(2)cosROUBGfLgqq式中 模擬摩擦系數(shù)，根據(jù)工作條件及制造安裝水平?jīng)Q定，一般可按表查取。f輸送機(jī)長(zhǎng)度（頭尾滾筒中心距） ， ；Lm重力加速度；g皮帶運(yùn)輸機(jī)傾斜角；初步選定托輥為 DT6205/C4，查DT(A)型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)表 2-7，上托輥間距 1.2 ，下托輥間距 3 ， 上托輥槽角 35，下托輥槽角 。0amuam承載分支托輥組每米長(zhǎng)度旋轉(zhuǎn)部分重量， ，用式（2-7）計(jì)算ROq /kg（2-7）10ROGqa其中 承載分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分重量， ；1Gkg/m承載分支托輥間距， ；0a托輥已經(jīng)選好，知 124.3Gk計(jì)算： 10.25kg/ROqa回程分支托輥組每米長(zhǎng)度旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量， ，用式（2-8）計(jì)算：RUq /m（2-8）2RUGqa下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢 Q 197216396 或 1197098514其中 回程分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量2G回程分支托輥間距， ；Uam216Gkg計(jì)算： 5.3/mRUqa每米長(zhǎng)度輸送物料質(zhì)量Gq3.6mGIQqkg/10UAFP每米長(zhǎng)度輸送帶質(zhì)量， ， =9.28Bq/Bq/(2)cosHROUGFfLgq=0.042009.820.25+5.33+（29.28+66.67）cos0=8688 N模擬摩擦系數(shù) 值應(yīng)根據(jù)表 2-5選取。取 =0.04。f f表2-5 阻力系數(shù)輸送機(jī)工況 f工作條件和設(shè)備質(zhì)量良好，帶速低，物料內(nèi)摩擦較小 0.020.023工作條件和設(shè)備質(zhì)量一般，帶速較高，物料內(nèi)摩擦較大0.0250.030工作條件惡劣、多塵低溫、濕度大，設(shè)備質(zhì)量較差，托輥成槽角大于等于350.0350.0452.3.3 特種主要阻力計(jì)算主要特種阻力 包括托輥前傾的摩擦阻力 和被輸送物料與導(dǎo)料槽攔板間的摩1SFF擦阻力 兩部分，按式(2-9) 計(jì)算；gl下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢 Q 197216396 或 1197098515（2-9）slglF按式（2-10）或式（2-11）計(jì)算：F（1） 三個(gè)等長(zhǎng)輥?zhàn)拥那皟A上托輥時(shí)（2-10）0()cosinBGFCLqg（2） 二輥式前傾下托輥時(shí)（2-11）0siB托輥軸線相對(duì)于垂直輸送帶縱向軸線的前傾角；V 型托輥的軸線與水平線的夾角。由于不設(shè)裙板，故 。0glF又因 =0，故本輸送機(jī)沒(méi)有特種主要阻力 ，即 =01SF1S2.3.4 特種附加阻力計(jì)算附加特種阻力 包括輸送帶清掃器摩擦阻力 和卸料器摩擦阻力 等部分，按2SFr aF下式計(jì)算：（2-12） 23SranF（2-13） 3rAP（2-14） 2aBk式中 清掃器個(gè)數(shù)，包括頭部清掃器和空段清掃器；3nA一個(gè)清掃器和輸送帶接觸面積， ，見(jiàn)表2m清掃器和輸送帶間的壓力， ，一般取為 3 ；PN/ 4410N/m清掃器和輸送帶間的摩擦系數(shù)，一般取為 0.50.7；3刮板系數(shù)，一般取為 1500 。2k /表 2-6 導(dǎo)料槽欄板內(nèi)寬、刮板與輸送帶接觸面積刮板與輸送帶接觸面積 A/m 2帶寬 B/ m導(dǎo)料欄板內(nèi)寬/1b頭部清掃器 空段清掃器下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢 Q 197216396 或 1197098516500 0.315 0.005 0.008650 0.400 0.007 0.01800 0.495 0.008 0.0121000 0.610 0.01 0.0151200 0.730 0.012 0.0181400 0.850 0.014 0.021查表 2-6 得 A=0.008 ，取 =10 ，取 =0.6，將數(shù)據(jù)帶入式（2-13）2mp4102m3則 =0.00810 0.6=480rF410N擬設(shè)計(jì)的總圖中有一個(gè)清掃器和一個(gè)空段清掃器（一個(gè)空段清掃器相當(dāng)于 1.5 個(gè)清掃器） min0.81520NF承由式（2-12 ） 則 =2.5480+1200=24002S2.3.5 傾斜阻力計(jì)算傾斜阻力按下式計(jì)算： StF（2-15）tGqgH式中：H輸送機(jī)提升或下降物料的高度， 。m因?yàn)槭潜据斔蜋C(jī)水平運(yùn)輸，所以 H=0StGFqgH由式（2-17 ） 12UHStFC=1.458688+0+2400+0U=14997.6 N2.4 傳動(dòng)功率計(jì)算下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢 Q 197216396 或 11970985172.4.1 傳動(dòng)滾筒軸功率計(jì)算傳動(dòng)滾筒軸功率（ ）按式（2-16）計(jì)算：AP（2-16）10UF2.4.2 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率 ，按式（2-17）計(jì)算：MP（2-17）AP式中 傳動(dòng)效率，一般在 0.850.95 之間選??；聯(lián)軸器效率；1每個(gè)機(jī)械式聯(lián)軸器效率： =0.981液力耦合器器： =0.96；1減速器傳動(dòng)效率，按每級(jí)齒輪傳動(dòng)效率.為 0.98 計(jì)算；2二級(jí)減速機(jī)： =0.980.98=0.962三級(jí)減速器: =0.980.980.98=0.94電壓降系數(shù)，一般取 0.900.95。多電機(jī)功率不平衡系數(shù)，一般取 ，單驅(qū)動(dòng)時(shí)， 。 0.9.51根據(jù)計(jì)算出的 值，查電動(dòng)機(jī)型譜，按就大不就小原則選定電動(dòng)機(jī)功率。MP由式（2-20 ） 147.620WKA由式（2-21 ）9.34.6721MP選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y224M-4， ，數(shù)量 1 臺(tái)。45N2.5 輸送帶張力計(jì)算下載后文件包含有 CA帶式輸送機(jī)技術(shù)的最新發(fā)展摘要粒狀材料運(yùn)輸要求帶式輸送機(jī)具有更遠(yuǎn)的輸送距離、更復(fù)雜的輸送路線和更大的輸送量。為了適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，輸送機(jī)需要在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)分析、數(shù)值仿真領(lǐng)域向更高層次發(fā)展。傳統(tǒng)水平曲線和現(xiàn)代中間驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用改變和擴(kuò)大了帶式輸送機(jī)發(fā)展的可能性。本文回顧了為保證輸送機(jī)的可靠性和可用性而運(yùn)用數(shù)字工具的一些復(fù)雜帶式輸送機(jī)。 前言 雖然這篇文章的標(biāo)題表明在皮帶輸送機(jī)技術(shù)中將提出“新” 發(fā)展，但是提到的大多思想和方法都已存在很長(zhǎng)時(shí)間了。 我們不懷疑被提出一些部件或想法將是“新”的對(duì)你們大部分人來(lái)說(shuō)。所謂的 “新”就是利用成熟的技術(shù)和部件組成特別的、復(fù)雜的系統(tǒng)； “ 新 ”就是利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具和方法，匯集一些部件組成獨(dú)特的輸送機(jī)系統(tǒng)，并解決大量粒狀原料的裝卸問(wèn)題；“新” 就是在第一次系統(tǒng)試驗(yàn)(委任)之前利用日益成熟的計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確節(jié)能計(jì)算機(jī)模擬。 同樣，本文的重點(diǎn)是特定復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)及滿足長(zhǎng)距離輸送的要求。 這四個(gè)具體課題將覆蓋： 托輥?zhàn)枇?節(jié)能 動(dòng)力分散 分析與仿真節(jié)能 減小設(shè)備整體電力消費(fèi)是所有項(xiàng)目的一個(gè)重要方面，皮帶輸送機(jī)是也不例外。 雖然與其他運(yùn)輸方法比較皮帶輸送機(jī)總是運(yùn)輸大噸位高效率的手段，但是減少帶式輸送機(jī)的功率消耗的方法還是很多的。 皮帶輸送機(jī)的主要阻力組成部分有： 托輥?zhàn)枇?托輥與皮帶的摩擦力 材料或輸送帶彎曲下垂引起的阻力 重力 這些阻力加上一些混雜阻力組成輸送材料所需的力。1 在一臺(tái)輸送長(zhǎng)度400米的典型短距離輸送機(jī)中,力可以分為如圖1所示的幾個(gè)部分，圖中可以看出提升力所占比例最大，而阻力還是占絕大部分。圖 1在高傾斜輸送帶中如礦用露天傾斜輸送帶，所受力可分解為圖2所示的幾個(gè)部分，其中提升力仍占巨大比例。由于重力是無(wú)法避免的，因此沒(méi)有好的方法減少傾斜式輸送機(jī)所受力。圖 2但是在長(zhǎng)距離陸上輸送機(jī)中，所受力更趨向圖3所示的幾個(gè)部分，不難看出摩擦力幾乎是所受力的全部。這種情況下考慮主要受力才是最重要的。圖 3力量演算具體是超出本文的范圍之外，但是值得一提的是，在過(guò)去幾年對(duì)所有四個(gè)區(qū)域橡膠凹進(jìn)、對(duì)準(zhǔn)線和材料或者傳送帶彎曲等方面的重要研究都在進(jìn)行。 并且，雖然在處理每特定區(qū)域時(shí)大家有不同意見(jiàn)，通常對(duì)整體項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)是必要和重要的是被大家被接受的。 在2004個(gè)SME年會(huì)上，MAN Takraf的Walter Kung介紹了題為Henderson粗糙礦石輸送系統(tǒng)回顧組裝、起動(dòng)和操作2。 這個(gè)項(xiàng)目在1999年12月被實(shí)施并且包括一個(gè)24公里(3飛行)陸上轉(zhuǎn)達(dá)的系統(tǒng)替換地下礦碾碎路軌貨車使用系統(tǒng)。圖 4最長(zhǎng)的傳動(dòng)機(jī)在這個(gè)系統(tǒng)(PC2)是16.28公里長(zhǎng)與475m升距。最重要的系統(tǒng)事實(shí)是提供的功率(4000千瓦在1783 mtph 和4.6 m/s)的50% 被要求用來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)一條空載的帶子，因此輸送系統(tǒng)的效率是很重要的。需密切注意托輥、傳送帶蓋子橡膠和對(duì)準(zhǔn)線。用文件說(shuō)明有關(guān)的效率的差別是的一種方法， 使用相等的摩擦系數(shù)f的22101標(biāo)準(zhǔn)定義作為比較主要抵抗的總數(shù)的另一種方法。過(guò)去，象這樣典型輸送裝置的綜合設(shè)計(jì)噪音系數(shù)大約是0.016f。MAN Takraf正估計(jì)他們對(duì)力的敏感達(dá)到到0.011的f，超過(guò)30%的削減。這在減少設(shè)備建造成本上做出了重大貢獻(xiàn)。通過(guò)六次的實(shí)際動(dòng)態(tài)測(cè)量顯示價(jià)值是0.0075，甚至比期望值低30%。 Kung先生強(qiáng)調(diào)這將在僅僅用電費(fèi)用一項(xiàng)上每年減少費(fèi)用10萬(wàn)美元。 線路優(yōu)化 圖 5 中國(guó)天津水平適應(yīng)性 當(dāng)然最高效率的材料運(yùn)輸方式是從一點(diǎn)到下一點(diǎn)的直線輸送。 但是，由于自然和認(rèn)為障礙的存在，我們?cè)陂L(zhǎng)距離輸送過(guò)程中直接直線輸送的可能性越來(lái)越小。第一臺(tái)水平彎曲輸送機(jī)已在很多年前安裝使用，但它今天似乎關(guān)于安裝的每臺(tái)陸上傳動(dòng)機(jī)在方向至少有一個(gè)水平變化。并且今天的技術(shù)允許設(shè)計(jì)師相對(duì)地容易地調(diào)整這些曲線。 圖5和圖6顯示的是把煤從蘊(yùn)藏地運(yùn)輸?shù)街袊?guó)天津港口管理處的陸上輸送裝置。這套運(yùn)輸機(jī)由E.J. ODonovan & Associates設(shè)計(jì)，由 Continental Conveyor Ltd of Australia 公司承建，長(zhǎng)達(dá)9千米的輸送距離4臺(tái)1500千萬(wàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)運(yùn)輸能力達(dá)6000 mtph。圖 6 天津輸送線平面圖Wyodak 礦位于美國(guó)懷俄明州粉河流域，是記錄中最古老的連續(xù)經(jīng)營(yíng)的煤礦，自 1923 年運(yùn)營(yíng)至今。它一般運(yùn)用坡面(圖 7)從新的礦坑到裝置 756m (2,482 ft)與700m (2,300 ft)水平的半徑。 這表明由于水平輪的應(yīng)用輸送機(jī)不需要設(shè)計(jì)太長(zhǎng)。圖 7- Wyodak 煤礦隧道式 如通過(guò)沒(méi)有水平曲線線路，另一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)，隧道挖掘，就不能使用帶式輸送機(jī)了。 隧道就想象廢水和運(yùn)輸那樣的基礎(chǔ)設(shè)施在全世界有。 移動(dòng)隧道糞肥的最有效率的方法通過(guò)把推進(jìn)的輸送裝置和隧道機(jī)器的后部連結(jié)起來(lái)。但是這些隧道極少是直的。 這里有一個(gè)例子，西班牙 10.9m 直徑隧道的在巴塞羅那之下作為地鐵(火車)引伸項(xiàng)目一部分。大陸輸送機(jī)機(jī)有限公司安裝了前 4.7km 傳動(dòng)機(jī)如圖 8 和 9 所顯示和最近接受合同安裝第二臺(tái) 8.39 公里輸送機(jī)。圖 8- 巴塞羅那隧道平面圖圖 9- 隧道內(nèi)部另一個(gè)例子， 肯珀建設(shè)邊境時(shí)，建設(shè)一個(gè)直徑 3.6 米長(zhǎng) 6.18 公里的隧道作為大都市圣路易斯的下水道區(qū)。鮑姆加特納隧道(圖 10)將裝有 600 毫米寬的用 4 個(gè)中間運(yùn)動(dòng)用帶子系住的 6.1 公里輸送裝置。圖 10- 鮑姆加特納隧道平面圖管狀輸送裝置 如果常規(guī)輸送機(jī)不能滿足必須的輸送要求，帶式輸送機(jī)的一種管狀輸送機(jī)會(huì)是不錯(cuò)的選擇。圖 11- 管狀輸送裝置它最簡(jiǎn)單的描述，管狀輸送機(jī)就是由管狀橡膠管和空轉(zhuǎn)輥組成。這種設(shè)計(jì)具有其他傳送方式的優(yōu)點(diǎn)，更有自己的特點(diǎn)。 托輥可以在各個(gè)方向傳力允許更復(fù)雜的曲線輸送。這些曲線可以是水平或垂直或混合形式。這樣的輸送機(jī)輸送帶與托輥之間的重力和摩擦力保證原料在輸送管道內(nèi)。圖 12管狀輸送機(jī)的另一個(gè)好處可以輸送粉狀原料并且可以減少溢出浪費(fèi)，因?yàn)椴牧鲜窃诠艿纼?nèi)部。一個(gè)典型的例子是環(huán)境效益和適應(yīng)性特好的美國(guó)猶他州地平線礦（圖12）。這個(gè)長(zhǎng)3.38公里的管狀輸送機(jī)由ThyssenKrupp Robins 安裝通過(guò)一個(gè)國(guó)家森林并且橫斷了22個(gè)水平段和45個(gè)垂直段。Metso 繩索輸送機(jī) 另一種由常規(guī)衍變來(lái)的是Mesto 繩索輸送機(jī)（MRC），通常以纜繩傳送帶著名。這個(gè)產(chǎn)品以長(zhǎng)途輸送著名，在距澳大利亞30.4公里的沃斯利鋁土礦上應(yīng)用的輸送帶是最長(zhǎng)的單個(gè)飛行輸送機(jī)。在鋼繩輸送機(jī)上，驅(qū)動(dòng)裝置和運(yùn)載媒介是分離的。圖 13 - MRC-平直的部分這種驅(qū)動(dòng)與輸送裝置的分離允許輸送有小半徑的水平彎曲，這種設(shè)計(jì)優(yōu)于根 距張緊力和地勢(shì)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)。圖 14MRC 與常規(guī)輸送機(jī)水平曲線的不同圖 15- 位于加拿大 Line Creek 的 MRC圖15顯示的是位于加拿大Line Creek河畔的一條長(zhǎng)10.4公里水平半徑430米的纜繩輸送帶 立式輸送裝置 有時(shí)材料需要被提升或下降而常規(guī)輸送機(jī)被限制在1618度附近的傾斜角度內(nèi)。但是帶式輸送機(jī)的非傳統(tǒng)衍變不管是在增加角度還是平直方面都是相當(dāng)成功的。 大角度輸送機(jī) 第一臺(tái)大角度輸送機(jī)由Continental Conveyor & Equipment Co.公司生產(chǎn)，非常利用常規(guī)輸送機(jī)零部件（圖16）構(gòu)成。當(dāng)原料在兩條帶子之間輸送時(shí)，被稱為三明治輸送裝置。 圖 16Continental 公司的第100套大傾角輸送裝置采用獨(dú)特的可平移式設(shè)計(jì)，作為Mexican de Canenea的堆過(guò)濾墊（圖17）。圖 17垂直式輸送裝置 第二種立式輸送裝置展現(xiàn)的是一種非常規(guī)的帶式裝置，它可以實(shí)現(xiàn)垂直輸送（圖18）。 這種Mesto 垂直輸送機(jī)，2001年由Frontier Kemper 安裝在白縣煤礦Pattiki 2礦（圖19），將煤由273米深的礦井輸出并達(dá)到1,818 mtph的輸送能力。圖 18圖 19- Pattiki 2 礦動(dòng)力分散 在最近過(guò)去的一段時(shí)間里，一種最有趣的發(fā)展是電力沿輸送道路的分配?？吹捷斔蜋C(jī)驅(qū)動(dòng)裝置安裝在收尾末端，讓尾端驅(qū)動(dòng)完成輸送帶的拉緊輸送工作。但是現(xiàn)在的發(fā)展觀念是把驅(qū)動(dòng)安裝在任何需要的位置。 在帶式輸送機(jī)上多個(gè)位置安裝動(dòng)力源的想法已經(jīng)存在很長(zhǎng)一段時(shí)間了。第一次應(yīng)用是1974年安裝在美國(guó)Kaiser煤礦。緊接著是在地下煤礦中得到應(yīng)用，而且長(zhǎng)臂開(kāi)采法也越來(lái)越體現(xiàn)它的優(yōu)越性。采礦設(shè)備的效率和能力也得到巨大改善。礦工們也開(kāi)始尋找大的礦區(qū)從而減少移動(dòng)大型采礦設(shè)備的次數(shù)及時(shí)間。礦井寬度和礦井分格長(zhǎng)度都得到增加。 當(dāng)?shù)V井分格長(zhǎng)度增加后，輸送問(wèn)題開(kāi)始出現(xiàn)。接近4-5千米的輸送長(zhǎng)度所需要的電力和輸送帶的強(qiáng)度比以前地下煤礦需要的大很多。問(wèn)題是大號(hào)的高電力驅(qū)動(dòng)裝置安裝及移動(dòng)困難。雖然膠帶技術(shù)能夠滿足膠帶所需強(qiáng)度要求，它意味著需要比鋼鐵更重要的強(qiáng)度及加硫處理。由于長(zhǎng)臂開(kāi)采法的盤區(qū)傳動(dòng)機(jī)經(jīng)常推進(jìn)和后退，礦工需要經(jīng)常增加或取消滾筒的正傳與逆轉(zhuǎn)。而且硫化結(jié)合需要長(zhǎng)期維護(hù)以保證強(qiáng)度，因而失去的產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)間在一個(gè)完全盤區(qū)中是很嚴(yán)重的?，F(xiàn)在需要超過(guò)風(fēng)險(xiǎn)，并且中間驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用限制了輸送帶的伸長(zhǎng)及張緊這樣就允許纖維膠帶在長(zhǎng)距離輸送機(jī)中應(yīng)用。 現(xiàn)今，中間驅(qū)動(dòng)技術(shù)被很好的接受并越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于地下煤礦中。世界范圍內(nèi)的許多礦把這項(xiàng)技術(shù)整合到現(xiàn)在和未來(lái)礦業(yè)計(jì)劃當(dāng)中來(lái)增加他們的整體采礦效率和效益6。 表20所示的張緊圖顯示了中間驅(qū)動(dòng)的重大好處。這種平面前驅(qū)的輸送機(jī)有簡(jiǎn)單的皮帶張力分布如黑色線條所示。雖然平均皮帶張力在每個(gè)周期期間只約為最大值的40%，但必須圍繞最大估量值附近。黑色線條的急劇回落表示頂頭滑輪要求的總扭矩和力量來(lái)啟動(dòng)輸送機(jī)。 將受力分解到兩個(gè)地點(diǎn)（紅線），當(dāng)總功率基本相同的情況下，皮帶張力差不多減少40%。因此更小的輸送帶和更小的電源組可以得到運(yùn)用。為了進(jìn)一步擴(kuò)展這種方式，增加第二中間驅(qū)動(dòng)（綠線），皮帶峰頂張力進(jìn)一步下降。 隧道產(chǎn)業(yè)也迅速采用這種技術(shù)并且把這項(xiàng)技術(shù)提高到更好的水平，更復(fù)雜更先進(jìn)。但挖隧道最需要的是水平曲線的進(jìn)步。 通過(guò)中間驅(qū)動(dòng)（圖21）的一種應(yīng)用例如Baumgartner 隧道如前圖10所描述，皮帶張緊力可以通過(guò)在重要的地點(diǎn)安裝戰(zhàn)略驅(qū)動(dòng)來(lái)控制，從而實(shí)現(xiàn)輸送帶的小曲線換向。圖 20圖 21在圖22中，綠色投影區(qū)域代表彎曲結(jié)構(gòu)的地點(diǎn)。藍(lán)色線條代表輸送帶運(yùn)載面，粉紅色線條代表輸送帶返回面。可以發(fā)現(xiàn)在彎曲半徑最小750米時(shí)輸送帶運(yùn)載面和返回面所受張緊力均達(dá)到最小。圖 22 盡管到目前為止，這項(xiàng)技術(shù)陸上輸送機(jī)中沒(méi)有廣泛的應(yīng)用，一些傾向于水平曲線的技術(shù)卻得到發(fā)展。圖23顯示了南美洲的一條長(zhǎng)8.5千米硬巖層輸送帶，它需要4個(gè)中間驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)4段2000米半徑的曲線轉(zhuǎn)向。圖 23- 平面圖 圖24顯示在彎曲段有與沒(méi)有驅(qū)動(dòng)時(shí)輸送帶的張緊力比較。 分散驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)在MRC纜繩輸送帶中也得到應(yīng)用。然而張緊運(yùn)載的繩索有別于負(fù)載傳送帶，安裝中間驅(qū)動(dòng)更加容易，輸送的原料不用離開(kāi)運(yùn)載輸送帶的表面。張緊運(yùn)載的繩索與輸送帶分開(kāi)足夠的距離，便利在安裝中間驅(qū)動(dòng)后繼續(xù)工作。(圖25). 圖 24- 張緊曲線圖 25 分析與仿真 許多人在爭(zhēng)論我們建造以上描述的復(fù)雜輸送機(jī)的能力時(shí)，歸因于許多分析和仿真工具的發(fā)展。組件制造商可以通過(guò)測(cè)試他的產(chǎn)品以保證符合規(guī)格；然而系統(tǒng)工程師很少能測(cè)試完成的系統(tǒng)，知道它在站點(diǎn)完成。所以計(jì)算方法和工具在模仿各種各樣不同學(xué)科和組分上的作用是絕對(duì)重要的。 動(dòng)態(tài)開(kāi)始和停止 當(dāng)進(jìn)行開(kāi)始和停止試驗(yàn)時(shí)，假設(shè)所有的質(zhì)量單元同時(shí)加速；也就是把輸送帶看做一個(gè)剛體（非彈性體）。實(shí)際上，推進(jìn)扭矩通過(guò)滑輪產(chǎn)生的壓力波傳遞給輸送帶，并通過(guò)壓力波的傳播帶動(dòng)輸送帶運(yùn)行。壓力在輸送帶上傳播時(shí)發(fā)生由阻礙輸送帶運(yùn)行的阻抗產(chǎn)生的縱波引起的變化。7 從1959開(kāi)始許多出版物都指出彈性輸送帶的大輸送量、長(zhǎng)距離輸送機(jī)在停止和啟動(dòng)時(shí)會(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、張緊裝置的選擇等錯(cuò)誤。對(duì)彈性瞬變響應(yīng)的疏忽可能導(dǎo)致不精確的后果： 輸送帶最大壓力 滑輪上的最大壓力 輸送帶的最小壓力及原料泄漏 提升壓力要求 提升行程和速度要求 驅(qū)動(dòng)輪 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 各驅(qū)動(dòng)間的負(fù)載分擔(dān) 原料在斜面上的穩(wěn)定性 為了長(zhǎng)期應(yīng)用，通過(guò)數(shù)學(xué)模型對(duì)彈性輸送帶在開(kāi)始和停止時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行模擬是非常重要的。 一部完整輸送機(jī)系統(tǒng)的模型可通過(guò)劃分輸送機(jī)為一系列的有限元素來(lái)實(shí)現(xiàn)。每個(gè)元素由一個(gè)質(zhì)量和一個(gè)流變彈簧組成，如圖26所示。圖 26許多分析輸送帶無(wú)力性能的方法都在研究，如把它看做一個(gè)流變彈簧，而且大量的技術(shù)也被用來(lái)這方面的研究。一個(gè)合適的模型需要包含以下幾個(gè)方面：1. 傳送帶縱向拉伸量的彈性模數(shù) 2. 對(duì)從屬運(yùn)動(dòng)的阻抗 3. 凹陷處的粘彈性損失 4. 由于輸送帶的下垂引起的輸送帶模數(shù)變動(dòng) 因?yàn)榧償?shù)學(xué)解決這些動(dòng)態(tài)問(wèn)題是非常復(fù)雜的，它的目標(biāo)不是詳述基礎(chǔ)的動(dòng)態(tài)理論分析。相反，它的目的是讓長(zhǎng)距離輸送、水平彎曲、分散驅(qū)動(dòng)在輸送機(jī)上更普遍，對(duì)傳送帶停止和開(kāi)始進(jìn)行彈性動(dòng)態(tài)分析的重要性是開(kāi)發(fā)適當(dāng)?shù)目刂扑惴ā?以圖23 8.5千米輸送機(jī)為例，兩個(gè)虛擬開(kāi)始被模擬來(lái)比較它們的控制算法。一種是兩個(gè)1000千瓦的驅(qū)動(dòng)安裝在頭部尾端，二個(gè)1000千瓦驅(qū)動(dòng)安裝在輸送面的中點(diǎn)，另一個(gè)1000千瓦驅(qū)動(dòng)安裝在尾部，要極端小心保證所有驅(qū)動(dòng)的協(xié)調(diào)與維護(hù)。 圖27顯示一個(gè)不協(xié)調(diào)并嚴(yán)重?cái)[動(dòng)輸送機(jī)120秒啟動(dòng)的扭矩圖及其相應(yīng)的速度輸送帶擺動(dòng)圖。T1/T2滑動(dòng)比率表明推進(jìn)滑動(dòng)可能發(fā)生。圖28顯示對(duì)應(yīng)的一個(gè)180秒啟動(dòng)圖，并能夠安全和順利的加速輸送機(jī)。圖 27-120 秒惡劣啟動(dòng)圖 28- 180 良好啟動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)站的質(zhì)流 運(yùn)用中間驅(qū)動(dòng)和鏈板輸送能長(zhǎng)期使用的一個(gè)原因就是消除轉(zhuǎn)運(yùn)站。許多最困難的問(wèn)題在帶式輸送機(jī)裝貨和卸載附近集中。傳送溜槽通常選在輸送機(jī)高效維護(hù)區(qū)域，同時(shí)重大生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)在這里集中。 堵塞 輸送帶和滑道損傷和磨蝕物質(zhì)退化 粉塵 裝貨/溢出偏心 過(guò)去，沒(méi)有分析工具，反復(fù)試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)是設(shè)計(jì)工程師唯一可用的設(shè)計(jì)方法；現(xiàn)在，數(shù)值仿真方法的存在允許設(shè)計(jì)師在制造之前測(cè)試他們的設(shè)計(jì)。 數(shù)字仿真是根據(jù)一個(gè)實(shí)際的物理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的模型，并在計(jì)算機(jī)上模擬和分析結(jié)果。仿真體現(xiàn)在實(shí)踐中學(xué)習(xí)的精神。為了了解現(xiàn)實(shí)及其復(fù)雜性，我們?cè)谟?jì)算機(jī)上建立虛擬物體并動(dòng)態(tài)的觀察它們間的相互作用。 分離元素法是解決工程學(xué)和應(yīng)用科學(xué)如粒狀材料流等不連續(xù)的機(jī)械行為問(wèn)題的一種數(shù)字模擬技術(shù)。值得注意的是，由非連續(xù)行為引起的行為不能依靠傳統(tǒng)基基于計(jì)算機(jī)的連續(xù)流塑造方法例如有限元素分析、有限差規(guī)程和甚而計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)的來(lái)進(jìn)行模擬。 DEM系統(tǒng)模仿每個(gè)部件或微粒的動(dòng)態(tài)行為和機(jī)械互作用，并提供分析期間每個(gè)部件和微粒的位置、速度、和力量的詳細(xì)描述。8 在分析過(guò)程中，微粒被塑造成有形狀的物體，這些物體之間及于界限表面、運(yùn)載表面互相作用，這些物體接觸和碰撞形成他們之間法向、切向力. 正常接觸分力在碰撞過(guò)程中引起一個(gè)線性有彈性恢復(fù)的組分和一個(gè)粘阻力來(lái)模擬能量損失。線性有彈性組分系數(shù)根據(jù)自身屬性確定，正常粘滯系數(shù)可以根據(jù)一個(gè)等效恢復(fù)系數(shù)的彈簧來(lái)塑造（圖29）。圖 29 圖30顯示顆粒下落通過(guò)傳送帶溜槽。圖示中顆粒的顏色代表他們的速度。紅色代表零速度，而綠色代表最高速度。也許這些工具的最大好處就是一位老練的工程師能通過(guò)形象化表示設(shè)計(jì)施工前有個(gè)行像的表現(xiàn)。有了這個(gè)形象的感覺(jué)在施工過(guò)程中可以盡量減少不必要的工作。 其他定量數(shù)據(jù)也可能被隱藏包括在輸送帶或滑道墻壁的沖擊和剪切力。圖 30 更大的帶式輸送機(jī) 本文提到了一臺(tái)最長(zhǎng)的唯一飛行常規(guī)輸送機(jī)，長(zhǎng)16.26公里的Henderson PC2。但一臺(tái)19.1公里的輸送機(jī)在美國(guó)正在建設(shè)中，并且一臺(tái)23.5公里的飛行式輸送機(jī)在澳洲被設(shè)計(jì)。其他長(zhǎng)30-40公里的輸送機(jī)在世界其他地區(qū)討論研究。 當(dāng)定量凹進(jìn)的方式為人所知，輸送帶制造商開(kāi)發(fā)了低輾壓抗壓儲(chǔ)力10-15%的橡膠輸送帶。與改進(jìn)的設(shè)施方法和對(duì)準(zhǔn)線一起作用，節(jié)能是可以實(shí)現(xiàn)的。 地下煤礦和隧道承包商將繼續(xù)使用已經(jīng)證明對(duì)他們有好處的分散驅(qū)動(dòng)方式；至少有兩種在表面輸送機(jī)中安裝中間驅(qū)動(dòng)的輸送機(jī)在2005年運(yùn)行。 在德國(guó)，RWE Rheinbraun 使煤礦用輸送機(jī)輸送量達(dá)到30,000 tph ，并且其他表面煤礦也在有計(jì)劃的接近這個(gè)輸送量。隨著輸送兩的增加，輸送帶的速度也在增加，這樣就要求更好的設(shè)備、工藝公差、阻力和動(dòng)力分析。 我們希望輸送機(jī)能夠更遠(yuǎn)、更寬、更高、更快，采用所有分析工具來(lái)分析系統(tǒng)性能。因?yàn)槊颗_(tái)輸送機(jī)都是獨(dú)特的，我們唯一的預(yù)見(jiàn)方式就是外面的數(shù)據(jù)分析和模仿工具。因此由于外面的目標(biāo)越來(lái)越大，我們有必要改進(jìn)設(shè)計(jì)工具。齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯譯文（草稿）學(xué) 院 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 機(jī)電 123 班 學(xué)生姓名 任宏陽(yáng) 指導(dǎo)教師 劉明武 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯譯文學(xué) 院 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 機(jī)電 123 班 學(xué)生姓名 任宏陽(yáng) 指導(dǎo)教師 劉明武