自然變向式平面轉彎帶式輸送機設計

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I摘 要普通帶式輸送機只能水平運輸，但是由于地質條件的限制，需要帶式輸送機能夠轉彎運行針對這一問題，對平面轉彎理論進行了研究，以 SDJ-150 型帶式輸送機結構為基礎，本設計采用使托輥具有安裝支撐角和構成內曲線抬高角措施，并對過渡段和轉彎段進行合理設計，經過計算 SDJ-150 型可伸縮帶式輸送機經改造后可以實現(xiàn)平面轉彎運行。通過對 SDJ-150 可伸縮帶式輸送機進行的改造使其能夠實現(xiàn)平面轉彎運行，解決了在特殊地質條件下，單臺帶式輸送機自然轉向問題，同時減少了設備的數(shù)量、減少初期投資和減少巷道開拓量，使運輸系統(tǒng)變得簡單便于維護，從而發(fā)揮了 SDJ-150 可伸縮帶式輸送機的優(yōu)點，滿足了高產高效的要求，同時也表明，普通帶式輸送機實現(xiàn)平面轉彎運行是無轉載連續(xù)轉彎運輸合理設計方案。關鍵詞 帶式輸送機 轉彎理論 轉彎設計 安裝使用IIAbstractThe general level of the transport belt conveyor only, but due to geological conditions of the restrictions, the need for belt conveyor to turn operation of this issue, on the theory the plane turn on to SDJ-150-type structure based on the belt conveyor This design uses a roller to support the installation angle and composition of the elevation angle of measures and the transition, and of turning a reasonable design, calculated SDJ-150-retractable belt conveyor can be achieved through improved operational plane bend . Through the SDJ-150 retractable belt conveyor for the transformation to enable it to achieve plane turning operation, a solution in the special geological conditions, natural belt conveyor to a single issue, while reducing the number of the equipment, reducing the initial investment And reduce the amount of roadway open up so that the transport system for easy maintenance, which played a SDJ-150 retractable belt conveyor of the advantages of a high yield and high efficiency to meet the requirements, but also show that the realization of the general belt conveyor plane turning operation No change is reproduced for the reasonable design.Key words belt conveyor turning theory design installation use of turnIII目 錄摘 要 .IAbstract .II第 1 章 緒 論 11.1 普通帶式輸送機 .11.1.1 帶式輸送機的組成 .11.1.2 帶式輸送機的結構工作原理 .11.1.3 帶式輸送機的應用 .21.2 帶式輸送機發(fā)展趨勢 .21.3 平面轉彎帶式輸送機 .31.3.1 輸送機實現(xiàn)平面轉彎措施 .31.3.2 帶式輸送機轉彎的方案 .51.3.3 實現(xiàn)轉彎方案的確定 7第 2 章 SDJ-150 型可伸縮帶式輸送機結構概述 .82.1 機器的用途和特征 .82.2 主要技術參數(shù) .82.3 工作原理 .92.4 結構概述 102.4.1 機頭傳動裝置 102.4.2 儲帶裝置 .112.4.3 收放輸送帶裝置 122.4.4 無螺栓連接支架 122.4.5 機尾移動裝置 .122.4.6 機尾 .13第 3 章 帶式輸送機平面轉彎理論 143.1 實現(xiàn)平面轉彎的措施 143.1.1 基本措施 143.1.2 附加措施 .163.1.3 應急措施 163.2 轉彎曲率半徑的確定 17IV3.2.2 根據輸送帶的容許應力確定曲率半徑 213.2.3 根據曲線處外側輸送帶不離開托輥驗算曲率半徑 233.3 限制轉彎的幾何條件 273.4 曲線段和過渡段的有關布置參數(shù)的確定 28第 4 章 帶式輸送機轉彎段參數(shù)計算 .304.1 彎曲段幾何尺寸的計算及參數(shù)校核 304.1.1 設計已知參數(shù) 304.1.2 輸送能力的驗算 314.1.3 線密度的計算與選擇 314.1.4 線阻力計算 334.1.5 驅動滾筒分離點張力計算 334.1.6 承載分支最小張力點張力計算 364.1.7 曲線段尺寸計算 374.1.8 各點張力匯總計算 414.1.9 牽引力與拉緊力計算 424.1.10 電機功率驗算 .424.2 空載時彎曲參數(shù)設計 434.2.1 線密度的計算與選擇 434.2.2 線阻力計算 454.2.3 驅動滾筒分離點張力計算 454.2.4 承載分支最小張力點張力計算 474.2.5 曲線段尺寸計算 484.2.6 各點張力匯總計算 524.2.7 牽引力與拉緊力計算 534.2.8 電機功率驗算 544.3 施工設計計算 55第 5 章 機器的安裝與維護 595.1 機器的安裝與調整 595.1.1 機器安裝 595.1.2 機器的調整 591.輸送帶跑偏調整 .595.2 機器使用與維護 60V5.2.1 張緊絞車的使用 605.2.2 儲帶裝置的使用 615.2.3 機身的伸長與縮短 615.2.4 主要部件的維護 615.3 機器轉彎維護 625.3.1 運輸維護注意的問題 625.3.2 轉彎運行的施工要求 62結論 .64致 謝 65參考文獻 66附錄 168附 錄 2721第 1 章 緒 論1.1 普通帶式輸送機帶式輸送機具有運輸能力大，運輸中對物料的破碎性小，工作平穩(wěn)可靠，操作維護方便，物料適應范圍廣，輸送距離長，運轉費用低的特點。而且運輸?shù)脑试S坡度比汽車和火車要大，可縮短輸送線路，節(jié)省設備投資。目前，國內外已出現(xiàn)了長距離、大輸送量的帶式輸送機。1.1.1 帶式輸送機的組成帶式輸送機由傳動動力裝置、頭架、傳動滾筒、尾架、改向滾筒、中間架、托輥支架、上托輥、下托輥、張緊裝置、清掃裝置，進料溜子、出料溜子、輸送帶等部件組成，其中輸送帶是帶式輸送機用來承載和牽引物料運動的重要部件，可分為橡輸送帶，塑料帶，鋼繩芯帶。目前使用得比較多的是橡輸送帶而橡輸送帶又可分為普通型和耐熱型兩種。普通型橡輸送帶適用于環(huán)境溫度為，耐熱型橡輸送帶適用于 的場合。C??50~1? C??150~1.1.2 帶式輸送機的結構工作原理帶式輸送機是以輸送帶作為牽引構件和承載構件，通過承載物料的輸送帶的運動進行物料輸送的連續(xù)輸送設備其結構原理如圖 1-1 所示，輸送帶繞經傳動滾筒和尾部滾筒形成無極環(huán)形帶，上下輸送帶由托輥支承以限制輸送帶的撓曲垂度，拉緊裝置為輸送帶正常運行提供所需的張力。工作時驅動裝置驅動傳動滾筒，通過傳動滾筒和輸送帶之間的摩擦力驅動輸送帶運行，物料裝在輸送帶上和帶子一起運動。帶式輸送機一般是在端部卸載，當采用專門的卸載裝置時，也可在中間卸載。2圖 1-1 帶式輸送機結構工作原理1.1.3 帶式輸送機的應用在現(xiàn)代散裝物料的連續(xù)輸送中，帶式輸送機是主要的運輸設備,使用范圍相當廣泛,具有運輸成本低、運量大、無地形限制及維護簡便等優(yōu)勢, 在礦山、建材、化工、港口、糧食、電力、煤炭等工礦企業(yè)越來越顯現(xiàn)其重要的作用。1.2 帶式輸送機發(fā)展趨勢20 世紀 80 年代開始我國帶式輸送機有了很大發(fā)展并對其關鍵技術研究和新產品的開發(fā)都取得了可喜的成果，輸送機產品系列不斷增多，從定型的SDJ、SSJ 等系列發(fā)展到多功能、適應特種用途的各種帶式輸送機系列。進入90 年代后，隨著現(xiàn)代物流技術的發(fā)展和需要，我國對大傾角上、下運帶式輸送機，可彎曲帶式輸送機，長運距、大運量、多點驅動帶式輸送機及其關鍵技術、關鍵零部件進行了理論研究和產品開發(fā)，應用動態(tài)分析技術和中間驅動與智能化控制等技術，研制成功了軟起動和制動裝置以及 PLC 控制為核心的電控裝置等，完全可與國際技術相比美，實現(xiàn)了各式帶式輸送機技術的國產化。國外帶式輸送機技術的發(fā)展也很快，其主要表現(xiàn)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。3目前，在煤礦井下使用的帶式輸送機的關鍵技術與裝備有以下幾個特點(1)設備大型化 其主要技術參數(shù)與裝備均向著大型化發(fā)展，以滿足年產萬噸以上高產高效集約化生產的需要。50~3(2)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，采用大功率軟起動與自動張緊技術，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。(3)采用多機驅動與中間驅動及其功率平衡、輸送機變向運行等技術，使輸送機單機運行長度在理論上已不受限制，并確保了輸送系統(tǒng)設備的通用性互換性及其單元驅動的可靠性。(4)新型和高可靠性關鍵元部件技術 如包含 CST 等在內的各種先進的大功率驅動裝置與調速裝置、高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效貯帶裝置、快速自移機尾等。如英國 FSW 生產的 FSW1200/2～ 3 ×400 600 工作面順槽帶式輸送機就采用了液粘差速或變頻調速裝置，運輸能力達 以上，它的0t/h機尾與新型轉載機 如美國久益公司生產的 S500E 配套，可隨工作面推移而自動快速自移、人工作業(yè)少、生產效率高。1.3 平面轉彎帶式輸送機隨著我國煤炭工業(yè)的迅速發(fā)展，礦井運輸量日益增大,一些大運量、長運距的大型帶式輸送機相繼產生。但這些帶式輸送機都存在著一個缺點，就是由于地質構造的影響，從而運輸平巷不可能全部直線布置，往往出現(xiàn)短距離內巷道沿水平彎曲的現(xiàn)象，致使每拐彎處，增加一臺設備，輸送帶運輸機的優(yōu)越性不能得到充分的發(fā)揮和采區(qū)運輸皮帶化受到了很大的限制。當運輸平巷轉彎布置時，系統(tǒng)復雜、占用設備多、帶式輸送機的安裝長度短，有時也出現(xiàn)與刮板機配套運輸?shù)热毕荨Ｈ裟芙鉀Q上述的問題使普通帶式輸送機作轉彎運行，就能充分發(fā)揮帶式輸送機的優(yōu)點。1.3.1 輸送機實現(xiàn)平面轉彎措施帶式輸送機的運行是由驅動裝置提供驅動動力通過滾筒牽引輸送帶而實現(xiàn)的。輸送帶既是承載體也是牽引體。在輸送帶的張力作用下，普通直線帶式輸送機輸送帶單元的受力如圖 1-2 所示，其兩端張力作用在同一直線上，單元上的所受作用力在同一直線上。彎曲段輸送帶單元的受力如圖 1-3 所示，單元兩端的張力方向有一個夾角，在沒有采用轉彎措施時。輸送帶單元的合力不平衡，4將產生一個向心力。平面轉彎帶式輸送機托輥組結構與布置的特點就是要產生一個向外的離心力，以平衡輸送帶張力的向心力合力。為達到這樣的目的，在設計中一般可以采用下面的措施。圖 1-2 普通直線輸送帶受力單元 圖 1-3 彎曲段受力單元(1)抬高輸送帶的內曲線 平衡向心力最有效的方法是利用輸送帶和其上承載物料的重力產生向外的離心推力，此離心推力的獲得可以通過將輸送帶在彎曲段的內側曲線抬高一個角度，此時輸送帶和物料的重力產生指向曲線外側的離心推力。(2)托輥傾斜安裝 將轉彎處托輥組的內側沿輸送帶運行方向前移，使托輥組的軸線與輸送帶中心線的法線方向產生一夾角。(3)增大托輥組的槽角 增大托輥組的槽角有利于增加物料的輸送量。實踐證明，槽角的增大有助于輸送帶的居中自動調節(jié)，降低輸送帶的跑偏程度。因此，加大槽角有助于帶式輸送機的轉彎曲率半徑的減少，它是輸送帶居中自動調節(jié)的重要措施。(4)回程分支加壓輥 在回程分支采用平托輥時，在回程分支的輸送帶上面增加壓輥，以增加托輥給予輸送帶的橫向摩擦力。 (5)增設立輥 在轉彎處設置立輥，輸送帶在曲線段向內側或外側跑偏時 ,可由側立輥予以限制。但是這是一種備而不用的措施，如果這種措施經常發(fā)生作用，將失去自由導向的意義，同時也加速了輸送帶的磨損，使輸送帶的壽命5大幅度地降低。1.3.2 帶式輸送機轉彎的方案帶式輸送機實現(xiàn)平面轉彎有采用多部帶式輸送機搭接使用、自然變向轉彎和強制導向轉彎三種方式。(1)多部帶式輸送機搭接運行這種傳統(tǒng)的搭接方案，可實現(xiàn)任何角度的轉彎運行，但輸送系統(tǒng)中的設備數(shù)量增加，設備的初期投資和運行費用相應加大，特別是在短距離多次轉彎時，系統(tǒng)布置就很復雜，費用也很高。在煤礦生產中，有時會因巷道空間限制而很難實現(xiàn)。在轉彎處采用兩條帶式輸送機串聯(lián)搭接的方式，布置見圖 1-4 所示。這種方法的優(yōu)點是結構比較簡單、易行，便于設計，在理論上可以實現(xiàn)任意角度的轉彎；缺點是設備投資大，需要兩套驅動設備和驅動架；在搭接處需設計較大的硐室，因而增大了巷道的開拓量及維護費用；增多了看護點，從而增加了司機及維護人員數(shù)量；對輸送物料產生二次破碎。圖 1-4 串聯(lián)搭接布置(2)采用自然變向轉彎運行國內最早的轉彎輸送機就是采用的這種方案，其工作原理是在轉彎處按計算的曲率半徑布置輸送機，如圖 1-5 所示，使托輥與輸送帶形成安裝支撐角，依靠斜置托輥與輸送帶的橫向推力與彎曲狀態(tài)下的輸送帶張力的向心力平衡，同時還要將彎曲段內側抬高，使輸送帶和物料的重力產生向外側的分力進一步與向心合力平衡，使輸送帶在托輥上轉彎運行。6圖 1-5 自然水平轉彎運行(3)強制改向裝置實現(xiàn)轉彎運行該方案的技術關鍵是在轉彎處增設一個有轉角滾筒的轉彎裝置，使輸送帶繞過轉角滾筒后按設計角度實現(xiàn)轉彎運行。轉角滾筒是實現(xiàn)轉彎運行的關鍵部件，國內外轉彎輸送機采用的轉角滾筒可分為圓筒式和半筒式 2 種；其工作原理都是轉角滾筒固定不動而在輸送帶繞過滾筒所形成的螺旋軌跡線上，布置安裝若干滾輪，并且使每個滾輪安裝的軸線都與輸送帶運行方向一致，輸送帶繞過轉角滾筒后即可實現(xiàn)轉彎運行，如圖1-6 所示。圖 1-6 強制改向滾筒71.3.3 實現(xiàn)轉彎方案的確定輸送機搭接這種方式 缺點：占用設備多，轉載環(huán)節(jié)多，從而造成了貨載粉碎，煤塵飛揚和因轉載煤炭跌落對輸送帶的沖擊，進而降低輸送帶使用壽命；優(yōu)點：對現(xiàn)有的輸送線路地形條件沒有要求。自然變向這種方式 缺點：在設計過程中應根據設計理論及現(xiàn)場條件合理地確定曲率半徑 值，若 值過小，則輸送機易發(fā)生跑偏現(xiàn)象，無法實現(xiàn)正常R的轉彎運行；若 值過大，輸送機就難以布置，如在煤礦井下現(xiàn)場則可能會因巷道條件限制無法布置，而需采用其他轉彎運行方案。優(yōu)點：占用設備少，中間不用轉載裝置減少了巷道的開拓量，便于巷道的通風。強制轉彎這種方式 缺點：在轉彎處加上轉角滾筒和改向滾筒，這樣造成輸送帶多次彎曲，加大了輸送帶的磨損，降低輸送帶使用的壽命。優(yōu)點：適用于轉角大于 平面轉彎的情況。由于本設計的轉角角度很小，設計時采用了?25自然變向轉彎方案。通過以上介紹和分析可以看出，轉彎運行方案的選擇對運輸系統(tǒng)的整體技術經濟指標具有重大的影響。實際應用中應根據運輸系統(tǒng)的布置要求和現(xiàn)場地質條件，經科學理論計算合理選擇轉彎運行方案。當條件具備時，應積極采用可實現(xiàn)單機轉彎運行的自然水平轉彎方案，以優(yōu)化運輸系統(tǒng)，降低設備投資和運轉費用，取得最佳經濟效益和社會效益。 8第 2 章 SDJ-150 型可伸縮帶式輸送機結構概述2.1 機器的用途和特征可伸縮帶式輸送機主要用于綜合機械化采煤工作面的順槽運輸也用于一般采煤工作面的順槽和巷道掘進運輸系統(tǒng)。用于順槽時，尾端配刮板轉載機與工作面運輸機相連，用于巷道掘進運輸時，尾端配皮帶轉載機與掘進機相連。SDJ-150 型可伸縮帶式輸送機的主要特征為(1)除轉載機與機尾有一撘接長度可供工作面快速推進外，通過收放輸送帶裝置和儲帶裝置也可使機身得到伸長和縮短，從而能較有效地提高順槽運輸能力，加快回采和掘進進度。(2)非固定部分的機身，采用無螺栓連接的快速可拆支架，結構簡單、拆裝方便、勞動強度低和操作時間短。(3)設置在機頭的輸送帶張緊裝置采用電絞車拖動，并裝有張力指示器，用以觀察和調節(jié)輸送帶的張緊度。(4)全機所用的槽型托輥、平托輥和換向滾筒（機頭卸載滾筒外）尺寸規(guī)格統(tǒng)一，都可通用互換。(5)傳動卷筒外層包膠有利于增大摩擦系數(shù)和減少初張力，中間可拆支架既能落地，又能懸掛，對順槽底板適應性強。2.2 主要技術參數(shù)1. 輸送量 450 t/h2. 運輸長度 434 m3. 輸送帶運行速度 1.9 s4. 驅動滾筒數(shù)目 2直徑 630 總圍包角 ?4735. 輸送帶帶芯 整體尼龍編織阻燃運輸帶帶寬 1000 m帶厚 9 9抗拉強度 680 2N/m6. 托輥直徑 108 7. 主電動機型號 DSB-75功率 2×75 kW電壓 660 V8. 張緊小車電動機型號 JBY-4功率 4 k電壓 660 繩速 7.67 m/s牽引力 8829 N9. 收放輸送帶裝置電動機型號功率 4 kW電壓 660 V滾筒轉速 11.7 m/in10.機頭傳動部分外形尺寸（長×寬×高）以 表示1652475?11.機尾外形尺寸（長×寬×高）以 表示 892.3 工作原理可伸縮輸送帶輸送機與普通輸送帶輸送機的工作原理一樣，是以輸送帶作為牽引承載機構的連續(xù)運輸設備，它與普通輸送帶輸送機相比增加了儲帶裝置等裝置。如圖 2-1 所示，當游動小車向機尾一端移動時，輸送帶進入儲帶裝置內機尾回縮，反之則機尾延伸，因而使輸送機具有可伸縮的性能。10圖 2-1 輸送機結構示意圖1——機頭裝置；2——儲帶裝置；3——中間部； 4——機尾部；5——驅動滾筒；6——張緊小車； 6——尾部滾筒。2.4 結構概述伸縮輸送帶輸送機分為固定部分和非固定部分二大部分，固定部分由機頭傳動裝置，收放輸送帶裝置等組成。非固定部分由無螺栓連接的快速可拆支架，機尾等組成。2.4.1 機頭傳動裝置SDJ-150 型可伸縮帶式輸送機機頭傳動裝置由傳動卷筒、減速器、液力聯(lián)軸器、機架、卸載滾筒和清掃裝置等組成。機頭傳動裝置是整個輸送機的驅動部分，兩臺電機通過液力聯(lián)軸器和減速器，分別傳遞轉矩給兩個傳動滾筒。液力聯(lián)軸器為 YL-450 型，它由泵輪、透平輪、外殼、從動軸等構成，其特點是泵輪側有一輔助室，電動機啟動后，液流通過小孔進入工作室因而能使負載比較平穩(wěn)，而電機則接近于空載啟動，工作時殼體內加 20 號機械油，充油量為 14L。減速器采用三級減速其傳動比分配比（如表 2-2 所示） ，第一級為圓弧錐齒輪、第二級為斜齒輪和第三級為直齒圓柱輪，總傳動比為24.43758，與 SGW-150B 型刮板輸送機可通用互換，減速器用螺栓直接與機架連接。11表 2-2 傳動比分配減速器傳動比分配表第一級 第二級 第三級減速級別主動齒輪 從動齒輪 主動齒輪 從動齒輪 主動齒輪 從動齒輪齒數(shù) 12 35 16 53 17 43模數(shù) Ms=8.6 Mn=7 M=9螺旋角 36 39′30′′? 10?齒輪參數(shù) 旋向 左 右 右 左速 比 2.9167 3.3125 2.25294總速比 24.43578傳動滾筒為焊接結構，外徑為 630 ，滾筒表面有特制的硫化膠層，因此對m增大輸送帶與滾筒的摩擦系數(shù)，防止打滑，減少初張力，具有較好的效果。卸載端和頭部清掃器，為便于卸載，機頭最前面裝有外伸的卸載臂，由卸載滾筒和伸出架組成，進而將卸載滾筒安裝在伸出架上，其軸線位置可通過軸承座右側的螺栓進行調節(jié)，以調正輸送帶在機頭部的跑偏，在卸載滾筒的下部裝有二道清掃器，由于清掃刮板壓緊在輸送帶上，故可除去粘附著的碎渣。機架為焊接結構，用螺栓組裝，機頭傳動裝置所有的部件均安裝在機架上，電動機和減速器可根據具體情況安裝在機架的左側和右側。2.4.2 儲帶裝置儲帶裝置包括儲帶轉向架、儲帶倉架、換向滾筒、托輥小車、游動小車、張緊裝置和張緊小車等。儲帶裝置的骨架由框架和支架用螺栓連接而成，在機頭傳動裝置后部的框架上裝有兩個固定換向滾筒，與游動小車的二個換向滾筒一起供輸送帶在儲帶裝置中反復導向，架子上面安裝固定槽型托輥和平托輥，以支承輸送帶，架子內側有軌道，供托輥小車和游動小車行走。固定換向滾筒，直徑為 320 ，為定軸式，用于儲帶裝置和機尾換向，m全機共用滾筒五件，規(guī)格一致，可以通用互換。托輥小車由二個平托輥、車架和車輪等組成，其作用是在儲帶裝置進行儲帶時用以支承輸送帶使其懸垂度不致過大，托輥小車隨游動小車位置的變動，需要用人力拉出或退回。游動小車由車架、換向滾筒、滑輪組、車輪組等組成，滑輪組裝在車身后12部與另一滑輪組相適應，其位置可保證受力時車身不被抬起，這樣，對保持車身穩(wěn)定，防止換向滾筒上輸送帶跑偏效果好，車身下部還裝有爬勾用以防止車輪脫軌，掉道，游動小車向左側移動時，輸送帶放出，機身伸長；游動小車向右側移動時，輸送帶儲進，機身縮短。通過鋼絲繩拉緊游動小車可使輸送帶得到適當?shù)膹埩?。在儲帶裝置的后部，裝有張緊小車，輸送帶張力指示器和張力緩沖器。張力緩沖器的作用是使輸送機在啟動時讓輸送帶始終保持一定的張力，以減少空段輸送帶的下垂度和輸送帶層間的拍打。2.4.3 收放輸送帶裝置收放輸送帶裝置位于張緊小車的后部，它由機架、調心托輥、減速器、電動機、旋桿皮帶夾和卷筒等組成，其作用是將輸送帶增補到輸送機機身上或從輸送機機身上取下，機架的前端和后端，各裝一旋桿皮帶夾，當增加或減少輸送帶時用以夾住輸送帶，調心托輥供卷筒收放帶時導向，工作時將卷筒推進機架內，一端以尾架座頂起，另一端定在減速器的出軸頂尖上，開動電動機通過減速器出軸的拔盤帶動卷筒，收卷輸送帶、放出輸送帶時不開電機由外力拖動卷筒反轉，在不工作時，活動軌可用插銷掛在機架上，以縮小寬度，在活動軌上方應設置起重裝置懸吊卷筒，巷道寬度按照具體情況適當拓寬以利輸送帶收放時操作。2.4.4 無螺栓連接支架無螺栓連接快速可拆支架由 H 型支架、鋼管、平托輥和掛鉤槽型托輥等組成，是機器的非固定部分，鋼管作為可拆卸的機身，用柱銷架設在“H”型支架的座槽中，柱銷固定裝在鋼管上，用小錘可以打動，掛鉤槽型托輥為鉸接式，槽型角 用以掛鉤在鋼管的柱銷上，掛鉤上有特制的圓弧齒槽，柱銷放在齒03槽中，可向前向后移動，以調節(jié)托輥位置控制輸送帶跑偏。2.4.5 機尾移動裝置機尾移動裝置，由千斤頂和圓環(huán)鏈等組成。千斤頂一端裝有連桿，可用圓柱銷與機尾一側相連；另一端通過圓環(huán)鏈繞過鏈輪與機尾另一側相接。千斤頂所需高壓油由綜采工作面支架泵站供給。132.4.6 機尾機尾由導軌和機尾滾筒等組成，導軌一端用螺栓固定在支座上，并與另一導軌的前端用柱銷鉸接，用以適應底板的不平。機尾滾筒與儲帶裝置中的滾筒結構相同，能互換，其軸線位置可用螺栓調節(jié)，以調正輸送帶在機尾跑偏，機尾滾筒前設有刮泥板，可將滾筒表面的煤刮下，并收集在泥槽中，用專設的拉泥板取出，機尾架上裝有緩沖托輥組，受料時，可降低塊渣對輸送帶的沖擊，有利于提高使用壽命。14第 3 章 帶式輸送機平面轉彎理論3.1 實現(xiàn)平面轉彎的措施實現(xiàn)平面轉彎措施有基本措施、附加措施和應急措施三種。3.1.1 基本措施(1)使托輥具有安裝支撐角 設在水平面內布置輸送帶轉彎如圖 3-1 所示，其轉彎曲率半徑為 ，每一個托輥間距所對的圓心角為 ，輸送帶的速度為R??，其方向與曲線的切線方向相同；在彎曲線段，不使托輥軸線方向與曲線法V線方向一致，而是有一個夾角 ,此角稱為安裝支撐角。?3-1 安裝支撐角構成圖—曲率半徑， ； —托輥距所對圓心角， ； —輸送帶速度， ； —托輥面切線速Rm??radVm/s1V度， ； — 相對滑移速速， ； — 托輥給予輸送帶的摩擦力, ； 在離心方向/sV/sT? NT??的投影, ； 在切線方向的投影 ， ; —輸送帶張力， ； — 經角后輸送帶張力NT??NSS?增量， ； — 安裝支撐角， ； 時的托輥 具有安裝支撐角的托輥。?rad0???A15輸送帶速速為 ，托輥旋轉的線速度為 ；由于 角的存在，則相對滑移VtV?速度為 ，托輥給予輸送帶摩擦力 應與 的方向相反，則摩擦力在離心?T??力方向的分力，即托輥給予輸送帶的離心摩擦力??cos0?RqN摩擦力的切向分力為?s0??gVT其中 dq??k/m式中 ——物料線密度， ；qkg/——輸送帶線密度， ；d——移動部分線密度, ；0qkg/m——托輥與輸送帶間的橫向摩擦系數(shù)；?——摩擦力利用系數(shù)。?分力 乃是由于 角的存在而產生的輸送帶附近運行阻力,分力 是阻線T?? T段中托輥給予輸送帶離心力方向的橫向推力，用于平衡 和 所產生的向S??心力?？梢宰C明，此等向心力為 從而可以得出??S??coscos00RVqRVq??可以看到， 越小，則 越大而 越小，故 越小越有利。但不能使 ?T?，否則 將為零，成為圖 3-1 中 托輥的布置方式，將不產生托輥給0??V?A予輸送帶向外推移之力 。在 托輥的布置方式下，輸送帶將逐漸向內移動。B(2)增大成槽角 如圖 3-2 所示， 角為側托輥軸線與中間托輥軸線所00?16成的夾角。原來設置 角的目的是為了增大物料的輸送量。實踐證明， 角0? 0?越大，輸送帶越不易跑偏。 角的增大可有助輸送帶居中自動調節(jié)，使跑偏程度降低。因此增大 角不但有助于曲率半徑的減少，還是輸送帶居中自動0調節(jié)所必須的措施。圖 3-2 內曲線抬高角 與成槽角 構成?O?3.1.2 附加措施(1)構成內曲線抬高角 （如圖 3-2） ，輸送帶在轉彎曲線的一側邊所形成?的曲線叫內曲線，另一側則為外曲線。由于內曲線抬高，中間托輥具有的 ?角叫內曲線抬高角。內曲線抬高，可導致轉彎曲線的曲率半徑減少，使轉彎易于實現(xiàn)。但內曲線的抬高又可導致貨載向外側滾動。因此 角不宜過大。?(2)在采用單托輥組的回空分支，在輸送帶上面，在兩回程托輥加壓輥，以增大托輥給予輸送帶的橫向摩擦力。3.1.3 應急措施常采用的措施為設置立輥。輸送帶在曲線段向內側和外側跑偏時，可由側立輥予以限制。這是一種備而不用或盡可能避免采用的措施。倘若這種措施經常發(fā)生作用，將縮短輸送帶的壽命。173.2 轉彎曲率半徑的確定轉彎曲率半徑是根據力的平衡、輸送帶的最大許用應力和不脫離托輥等三個因素確定的。當取圓心角為 的微元段輸送帶為分離體分析其受力時，可取其兩側曲?d率半徑為同值，受力情況如圖 3-3a 和 3-3b 所示。作用于該段輸送帶上有如下諸力：輸送帶初張力 ，作用于該段分離體輸送帶的張力的增量 ，該分離1S dS體的運行阻力 ，作用于該段輸送帶的離心力 ，該段輸送帶與貨載的重dWdQ力分成三部分如圖 3-3b 所示 、 、 ,分別作用??gqK01gq02??gdqK03在各托輥上的重力各托輥給予各部分輸送帶的反力分別為 、 、 ，托1P23輥給予各部分輸送帶的離心摩擦力 、 、 。1dT23圖 3-3a 輸送帶在轉彎曲線處的受力18圖 3-3b 輸送帶在轉彎曲線處的受力承載分支輸送帶的微分運行阻力，按一般概念為?????dgqdWt???0N式中 ——托輥每米重；tq——瞬時轉彎曲率半徑。?令 承載分支每米運行阻力，則za??????tzqga0則前式可改寫為??dWzN??13?對于近水平的轉彎，尚應有由于存在坡度而產生的自重分力所形成的阻力，在此忽略掉相對甚小的由于 角的存在而產生的切向分力。?托輥給予輸送帶的摩擦力本來也只在托輥處產生，不是沿輸送帶均布的，但由于托輥是等間距布置，且間距較少，故也仿照慣用方式等效換算成均布的。該段輸送帶上，貨載與輸送帶的總重力為 ，作用于各托輥上的重??gdq0力分配系數(shù)在無載時可取為 ；在有載時 與 將小4.3.21??K， 1K219于 0.3，而 將大于 0.4，但總存在3K1321??K各托輥對輸送帶的橫向離心摩擦力分別為???cos332211dPT?的物理意義是輸送帶與托輥間雖可產生最大的摩擦力，但所需摩擦力按?力的平衡條件可以小于該值 ； 的范圍為 0～1。在我們的推導過程中取 為?定值，后而將進一步討論 值的機理問題。?諸力在切線方向的投影和為零，于是可得dWS?以式 代入上式，則??13???daz1??23?諸力在法線的鉛垂面上的投影和為零時，對于各托輥上輸送帶受力為 ???????????????????????gdqKSd 03002 001cosincoscosinssico????????????????或 0Sqga?? ??3?為導來摩擦系數(shù)，它是一個變值，隨 、 、 而變，其值為0??0??20????????????????????????????????????cosincoscosinssico3002 0010K??43?稱 為托輥給予輸送帶的每米橫向摩擦力，仿照式0? ??4300?gq?N由式 可知，若取 時，則 ，亦即??43? 1cos????，，， 0??不抬內曲線和無成槽角時，導來摩擦系數(shù)相當于摩擦系數(shù)；當內曲線抬高 角?或加大成槽角 均可使 增大，即 與 的存在相當于 值的增大。由于0??0角甚小，實際計算時可取 。以式 代入式 ，則導出?1cos????23???3?daSz0其解為?0ayzeS???53?以 式代入 式，則轉彎曲率半徑為??53???3??0ayzeS?N根據力的平衡條件確定曲率半徑而選擇有關參數(shù)時應考慮 ①為充分利用其摩擦力，取 ；②無載時所需曲1??21率半徑大，故取曲線段上 ，即取 ；③按總轉角計算曲率半徑；④0?qq?0按承載分支物料頭端抵達相遇點時的相遇點張力計算曲率半徑，因此相遇點張力最大；⑤回空分支的曲率半徑也應計算，如在計算承載分支曲率半徑時，應采取措施減少至承載分支曲率半徑最小，根據上述，按式轉彎圓曲線的曲率半徑應為：????00VqdytegSR?????63?3.2.2 根據輸送帶的容許應力確定曲率半徑在曲線段處，輸送帶的應力 由拉伸應力 與彎曲段的附加應力 組?1 2?成，即21??2N/m拉伸應力由下式確定FS1?2/式中 ——按常規(guī)計算的輸送帶張力， ；S——輸送帶中承受拉伸材料的橫斷面積, 。F2設輸送帶中軸線的曲率半徑為 R，當轉角為任意值 時，則輸送帶中軸?線的弧長為 。于是在轉角為 時輸送帶上任意一點的弧長為 ?RL?0 ?,故其附加應變?yōu)??Y?0ERBL202?????則輸送帶的最大應力值為RBT21??? ??73?22它應該滿足許用應力限制條件，即??RBET21????也就是?????????BT1 ??83?式中 ——輸送帶所受的應力；?——輸送帶寬度；B——彈性模量；E——輸送帶許用應力值；??——輸送帶拉力。1T故為便于計算， 式可改寫為??83?lSER??max0可根據下式近似之0E???E?0式中 ——輸送帶拉斷力， ；??SN——輸送帶拉斷應變。?上列關于應力問題的分析均系按平型輸送帶。對于槽型輸送帶。其所需曲率半徑較平型為小，仍符合式要求，故若按式計算更無問題。233.2.3 根據曲線處外側輸送帶不離開托輥驗算曲率半徑圖 3-4 外側輸送帶不離開托輥時的力學平衡圖—輸送帶橫向彎曲半徑， ； —成槽角， ； —輸送帶反抗彎曲的順時針轉矩，Rm0?rad3M； ——側托輥上的微元段輸送帶， ； 至轉角原點 之距， ； 段輸送N?dl lL?omdlG?帶重力， ； —由輸送帶張力產生的， ； 段輸送帶的向心力， ； —輸送帶芯層厚度，NN0b； —內曲線抬高角， ； —側托輥與水平線所成角， 。mbradrad曲率半徑過小時，有可能產生在外側托輥上的輸送帶飄起而離開托輥的現(xiàn)象，于是產生附加向心力，致使輸送帶向內跑偏而不能保證穩(wěn)定運轉。故經上述兩項計算取最大曲率半徑后，尚應根據外側不離開托輥驗算。如圖 3-4 所示，有三個轉矩作用于曲線段外側輸送帶；①由于輸送帶張力而產生的逆時針轉矩 ，這是使輸送帶趨向于離開外側托輥的轉矩；②由于1M輸送帶重力而產生的順時針轉矩 ；③由于輸送帶反抗橫向彎曲而產生的順2時針轉矩 ，這后兩者是保持輸送帶不離開外側托輥的轉矩。3在穩(wěn)定運行時，應有321M??24設 ——輸送帶橫向彈性模量；E——輸送帶橫向慣性矩；J——輸送帶橫向彎曲的曲率半徑。R則 RJEM??3mN?考慮到相對 甚小，為簡化計算和更加可靠，取 ，則穩(wěn)定運行條3 03?M件為 21?如圖 3-4 所示，當 ，穩(wěn)定運行時輸送帶自應緊貼于托輥內側， 故03?外側輸送帶與水平線之夾角為ba?0?設托輥間距為 ，所對圓心角為 ，則近似有tl???Rlt m段輸送帶重力作用于托輥的分力為dldlgbldGt??cos0N式中 ——輸送帶平均密度， ；0?3/——輸送帶厚度， 。Bm上式中 為線路傾角，是照顧到以后的空間變向，這樣該式也同樣適用于?水平轉彎。水平時， 。， 1cos0??則微分轉矩dlglbRdGldM?????cos02?? mN?設外側輸送帶的總寬度為帶寬 B 的25倍，則 L 的變動范圍為 ，于是2K??BK2,0???? ???? ?????????cos2cos0002 gbRldgbRMBK mN?輸送帶內承受拉伸材料的等效厚度BF0m式中 ——帶芯橫斷面積， 。F2對于織物層輸送帶, 為已知，對于鋼繩芯輸送帶，由于鋼繩系密集排列，0b由上式確定。厚度比決定于下式，為已知BbF?0?故 段輸送帶的應力，參照式 為dl ??7-4???????????cos3KRElFS段輸送帶所產生的向心力為dldlbP????0N故 的微分轉矩為1MldbdlM??sinsin01??故轉矩 為1? ???? dlbBKREldbFS BKBK 20302 sincossin?????