2085 DTII皮帶運(yùn)輸機(jī)總體設(shè)計(jì)(1)
2085 DTII皮帶運(yùn)輸機(jī)總體設(shè)計(jì)(1),dtii,皮帶,運(yùn)輸機(jī),總體,整體,設(shè)計(jì)
河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)I摘 要帶式輸送機(jī)是輸送能力最大的連續(xù)輸送機(jī)械之一。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行平穩(wěn)、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、能耗低、對(duì)環(huán)境污染小、便于集中控制和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、管理維護(hù)方便，在連續(xù)裝載條件下可實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸。首先對(duì)膠帶輸送機(jī)作了簡(jiǎn)單的概述；接著分析了膠帶輸送機(jī)的選型原則及計(jì)算方法；然后根據(jù)這些設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與計(jì)算選型方法按本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是關(guān)于 DT型固定式帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)。帶照給定參數(shù)要求進(jìn)行選型設(shè)計(jì)；接著對(duì)所選擇的輸送機(jī)各主要零部件進(jìn)行了校核。普通型帶式輸送機(jī)由六個(gè)主要部件組成：傳動(dòng)裝置，機(jī)尾或?qū)Щ匮b置，中部機(jī)架，拉緊裝置以及膠帶。最后簡(jiǎn)單的說(shuō)明了輸送機(jī)的安裝與維護(hù)。目前，膠帶輸送機(jī)正朝著長(zhǎng)距離，高速度，低摩擦的方向發(fā)展，近年來(lái)出現(xiàn)的氣墊式膠帶輸送機(jī)就是其中的一個(gè)。在膠帶輸送機(jī)的設(shè)計(jì)、制造以及應(yīng)用方面,目前我國(guó)與國(guó)外先進(jìn)水平相比仍有較大差距,國(guó)內(nèi)在設(shè)計(jì)制造帶式輸送機(jī)過(guò)程中存在著很多不足。本次帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)代表了設(shè)計(jì)的一般過(guò)程, 對(duì)今后的選型設(shè)計(jì)工作有一定的參考價(jià)值。 關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī) 傳動(dòng)裝置 導(dǎo)回裝置河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)IIAbstractThe design is a graduation project about the belt conveyor. Belt conveyor transmission capacity is one of the largest continuous transporting machine Its structure is simple、 smooth operation 、 reliable functioning, and low consumption, little pollution, easy centralized control and automation And the continuous transportation of the facilities can be achieved in successive loadingAt first, it is introduction about the belt conveyor. Next, it is the principles about choose component parts of belt conveyor. After that the belt conveyor abase on the principle is designed. Then, it is checking computations about main component parts. The ordinary belt conveyor consists of six main parts: Drive Unit, Jib or Delivery End, Tail Ender Return End. IntermediateStructure, Loop Take-Up and Belt. At last, it is explanation about fix and safeguard of the belt conveyor. Today, long distance, high speed, low friction is the direction of belt conveyors development. Air cushion belt conveyor is one of them. At present, we still fall far short of abroad advanced technology in design, manufacture and using. There are a lot of wastes in the design of belt conveyor. Keywords: the belt conveyor Drive Unit Delivery End河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)i目 錄1 前言 .11.1 帶式輸送機(jī)的應(yīng)用 .11.2 帶式輸送機(jī)的分類 .11.3 各種帶式輸送機(jī)的特點(diǎn) .21.4 帶式輸送機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r .31.5 帶式輸送機(jī)的工作原理 .51.6 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)和布置形式 .61.6.1 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu) .61.6.2 布置方式 .72 帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .92.1 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件 .92.2.帶速的確定: .92.3 帶寬的確定 .112.3.1 輸送帶寬度的核算 .122.4 主要阻力計(jì)算 .132.4.1 特種主要阻力計(jì)算 .152.4.2 特種附加阻力計(jì)算 .152.5 輸送帶張力計(jì)算 .172.5.1 承載段運(yùn)行阻力 .172.5.2 空回段運(yùn)行阻力 .182.6 最小張力點(diǎn) .182.7 輸送點(diǎn)上各點(diǎn)張力的計(jì)算 .192.8 用摩擦條件來(lái)驗(yàn)算傳動(dòng)滾筒分離點(diǎn)與相遇點(diǎn)張力的關(guān)系 .202.9 傳動(dòng)功率計(jì)算 .212.9.1 傳動(dòng)滾筒軸功率（ AP）計(jì)算 .212.9.2 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 .212.10 輸送帶的強(qiáng)度驗(yàn)算 .212.11 傳動(dòng)滾筒直徑的確定和滾筒強(qiáng)度的驗(yàn)算 .232.12 拉緊裝置 .243 驅(qū)動(dòng)裝置的選用 .273.1 電機(jī)的選用 .273.2 減速器的選用 .283.2.1 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 .283.2.2 液力偶合器 .293.2.3 聯(lián)軸器 .30河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)ii4 帶式輸送機(jī)部件的選用 .344.1 輸送帶 .344.1.1 輸送帶的分類： .344.1.2 輸送帶的連接 .364.2 傳動(dòng)滾筒 .374.2.1 傳動(dòng)滾筒的作用及類型 .374.2.2 傳動(dòng)滾筒的選型及設(shè)計(jì) .384.2.3 傳動(dòng)滾筒結(jié)構(gòu) .394.2.4 傳動(dòng)滾筒的設(shè)計(jì) .394.2.5 傳動(dòng)滾筒軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .434.3 托 輥 .464.3.1 托輥的作用與類型 .464.3.2 托輥的選型 .514.4 制動(dòng)裝置 .534.4.1 制動(dòng)裝置的作用 .534.4.2 制動(dòng)裝置的種類 .544.4.3 制動(dòng)裝置的選型 .564.5 改向裝置 .565 其他部件的選用 .585.1 機(jī)架與中間架 .585.2 給料裝置 .605.2.1 對(duì)給料裝置的基本要求 .605.2.2 裝料段攔板的布置及尺寸 .615.2.3 裝料點(diǎn)的緩沖 .625.3 裝載裝置 .635.4 卸料裝置 .655.5 清掃裝置 .655.6 頭部漏斗 .685.7 機(jī)架 .685.8 電氣及安全保護(hù)裝置 .696 總結(jié) .71致 謝 .72參考文獻(xiàn) .73河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)11 前言1.1 帶式輸送機(jī)的應(yīng)用帶式輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)輸機(jī)的一種，連續(xù)運(yùn)輸機(jī)是固定式或運(yùn)移式起重運(yùn)輸機(jī)中主要類型之一，其運(yùn)輸特點(diǎn)是形成裝載點(diǎn)到裝載點(diǎn)之間的連續(xù)物料流，靠連續(xù)物料流的整體運(yùn)動(dòng)來(lái)完成物流從裝載點(diǎn)到卸載點(diǎn)的輸送。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等各企業(yè)中,連續(xù)運(yùn)輸機(jī)是生產(chǎn)過(guò)程中組成有節(jié)奏的流水作業(yè)運(yùn)輸線不可缺少的組成部分。連續(xù)運(yùn)輸機(jī)可分為:(1)具有撓性牽引對(duì)象的輸送機(jī),如帶式輸送機(jī),板式輸送機(jī),刮板輸送機(jī),斗式輸送機(jī)、自動(dòng)扶梯及架空索道等;(2)不具有撓性牽引對(duì)象的輸送機(jī),如螺旋輸送機(jī)、振動(dòng)輸送機(jī)等;(3)管道輸送機(jī)(流體輸送),如氣力輸送裝置和液力輸送管道.其中帶輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)輸機(jī)中是使用最廣泛的, 帶式輸送機(jī)運(yùn)行可靠，輸送量大，輸送距離長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)便，適應(yīng)于冶金煤炭，機(jī)械電力，輕工，建材，糧食等各個(gè)部門。 1.2 帶式輸送機(jī)的分類帶式輸送機(jī)分類方法有多種,按運(yùn)輸物料的輸送帶結(jié)構(gòu)可分成兩類,一類是普通型帶式輸送機(jī),這類帶式輸送機(jī)在輸送帶運(yùn)輸物料的過(guò)程中,上帶呈槽形,下帶呈平形,輸送帶有托輥托起,輸送帶外表幾何形狀均為平面;另外一類是特種結(jié)構(gòu)的帶式輸送機(jī),各有各的輸送特點(diǎn).其簡(jiǎn)介如下:河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)280TDQXU型 固 定 式 帶 式 輸 送 機(jī)輕 型 固 定 式 帶 式 輸 送 機(jī)普 通 型 型 鋼 繩 芯 帶 式 輸 送 機(jī)型 帶 式 輸 送 機(jī)管 形 帶 式 輸 送 機(jī)帶 式 輸 送 機(jī) 氣 墊 帶 式 輸 送 機(jī)波 狀 擋 邊 帶 式 輸 送 機(jī)特 種 結(jié) 構(gòu) 型 鋼 繩 牽 引 帶 式 輸 送 機(jī)壓 帶 式 帶 式 輸 送 機(jī)其 他 類 型1.3 各種帶式輸送機(jī)的特點(diǎn)（1）QD80 輕型固定式帶輸送機(jī) QD80 輕型固定式帶輸送機(jī)與TD型相比,其帶較薄、載荷也較輕,運(yùn)距一般不超過(guò) 100m,電機(jī)容量不超過(guò) 22kw.（2） 它屬于高強(qiáng)度帶式輸送機(jī) ,其輸送DX型 鋼 繩 芯 帶 式 輸 送 機(jī)帶的帶芯中有平行的細(xì)鋼繩，一臺(tái)運(yùn)輸機(jī)運(yùn)距可達(dá)幾公里到幾十公里.（3）U 形帶式輸送機(jī) 它又稱為槽形帶式輸送機(jī) ,其明顯特點(diǎn)是將普通帶式輸送機(jī)的槽形托輥角由 提高到 使輸送帶成 U 形.這034509樣一來(lái)輸送帶與物料間產(chǎn)生擠壓,導(dǎo)致物料對(duì)膠帶的摩擦力增大,從而輸送機(jī)的運(yùn)輸傾角可達(dá) 25.（4）管形帶式輸送機(jī) U 形帶式輸送帶進(jìn)一步的成槽 ,最后形成一個(gè)圓管狀,即為管形帶式輸送機(jī),因?yàn)檩斔蛶П痪沓梢粋€(gè)圓管,故可以實(shí)現(xiàn)閉密輸送物料,可明顯減輕粉狀物料對(duì)環(huán)境的污染,并且可以實(shí)現(xiàn)彎曲運(yùn)行.（5）氣墊式帶輸送機(jī) 其輸送帶不是運(yùn)行在托輥上的 ,而是在空氣河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)3膜(氣墊)上運(yùn)行,省去了托輥,用不動(dòng)的帶有氣孔的氣室盤形槽和氣室取代了運(yùn)行的托輥,運(yùn)動(dòng)部件的減少,總的等效質(zhì)量減少,阻力減小,效率提高,并且運(yùn)行平穩(wěn),可提高帶速.但一般其運(yùn)送物料的塊度不超過(guò) 300mm.增大物流斷面的方法除了用托輥把輸送帶強(qiáng)壓成槽形外,也可以改變輸送帶本身,把輸送帶的運(yùn)載面做成垂直邊的,并且?guī)в袡M隔板，一般把垂直側(cè)擋邊作成波狀,故稱為波狀帶式輸送機(jī),這種機(jī)型適用于大傾角,傾角在30以上,最大可達(dá) 90.（6）壓帶式帶輸送機(jī) 它是用一條輔助帶對(duì)物料施加壓力 .這種輸送機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是:輸送物料的最大傾角可達(dá) 90,運(yùn)行速度可達(dá) 6m/s,輸送能力不隨傾角的變化而變化,可實(shí)現(xiàn)松散物料和有毒物料的密閉輸送.其主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、輸送帶的磨損增大和能耗較大。（7）鋼繩牽引帶式輸送機(jī) 它是無(wú)際繩運(yùn)輸與帶式運(yùn)輸相結(jié)合的產(chǎn)物,既具有鋼繩的高強(qiáng)度、牽引靈活的特點(diǎn),又具有帶式運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)、柔性的優(yōu)點(diǎn)。1.4 帶式輸送機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r目前帶式輸送機(jī)已廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門,近年來(lái)在露天礦和地下礦的聯(lián)合運(yùn)輸系統(tǒng)中帶式輸送機(jī)又成為重要的組成部分.主要有:鋼繩芯帶式輸送機(jī)、鋼繩牽引膠帶輸送機(jī)和排棄場(chǎng)的連續(xù)輸送設(shè)施等。國(guó)內(nèi)外帶式輸送機(jī)正朝著長(zhǎng)距離、高速度和大運(yùn)量方向發(fā)展。單機(jī)運(yùn)距已達(dá) 30.4km，多機(jī)串聯(lián)運(yùn)距最長(zhǎng)達(dá) 208km，由 17 條帶式輸送機(jī)組成，最寬的帶式輸送機(jī)帶寬為 4m。最大運(yùn)輸能力已達(dá)到 3.75 萬(wàn) t/h，最高帶速達(dá)到 15m/s。單條帶式輸送機(jī)的裝機(jī)功率達(dá)到 62000kW。我國(guó)生產(chǎn)的帶式輸送機(jī)最大帶寬已達(dá)到 2m，帶速已達(dá)到 2 m/s，設(shè)計(jì)運(yùn)輸能力已達(dá)到 5.2 萬(wàn) t/h，最大運(yùn)距為 3.7km。帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸能力和輸送距離是所有其它輸送設(shè)備無(wú)法比擬的，河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)4因此世界各國(guó)都在不斷地努力發(fā)展和完善帶式輸送機(jī)技術(shù)。努力的方向著重于：（1） 提高帶速，它是提高輸送能力和節(jié)省投資的有效途徑。（2） 提高各部件的可靠性，也包括輸送帶的可靠性，往往一個(gè)部件的失靈會(huì)影響整機(jī)乃至整個(gè)系統(tǒng)的停頓。（3） 努力減少維護(hù)工作量或取消日常維護(hù)工作，因帶式輸送機(jī)分布在幾百米甚至幾千米的運(yùn)輸線路上，很難實(shí)現(xiàn)有效的維護(hù)保養(yǎng)工作。（4） 節(jié)能研究，帶式輸送機(jī)本身是輸送機(jī)中耗能最省的，但在大型礦山、冶金、電力和專用港口等企業(yè)中帶式輸送機(jī)用量很大，成為企業(yè)中的一個(gè)耗能大部門，因而進(jìn)一步的節(jié)能研究具有重要意義。例如，功率計(jì)算中的阻力確定，加大張力和托輥直徑以及改進(jìn)輸送帶結(jié)構(gòu)與配方降低在運(yùn)行阻力中占最大比重的壓陷阻力（5） 西方一些國(guó)家為適應(yīng)金屬露天礦型化的需要，正努力解決輸送機(jī)輸送金屬礦石及其圍巖的問(wèn)題，以求用帶式輸送機(jī)替代昂貴的汽車運(yùn)輸。（6） 對(duì)大中型帶式輸送機(jī)采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法，通常采用的靜態(tài)設(shè)計(jì)方法沒(méi)有考慮輸送帶的粘彈性問(wèn)題，因而輸送機(jī)的起動(dòng)與制動(dòng)過(guò)程中會(huì)在輸送帶中產(chǎn)生沖擊波，沖擊波引起的輸送帶動(dòng)張力要比正常運(yùn)行的最大張力大 10 多倍，它直接關(guān)系著輸送帶的強(qiáng)度、接頭強(qiáng)度、滾筒、傳動(dòng)裝置和聯(lián)接件的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，然而研究可控的起動(dòng)裝置和制動(dòng)裝置來(lái)減小動(dòng)張力便成為動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的根本所在。1.5 帶式輸送機(jī)的工作原理帶式輸送機(jī)又稱膠帶運(yùn)輸機(jī),其主要部件是輸送帶,亦稱為膠帶,輸送帶兼作牽引機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu).帶式輸送機(jī)組成及工作原理：它主要包括一下幾個(gè)部分:輸送帶(通常稱為膠帶) 、托輥及中間架、滾筒拉緊裝置、河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)5制動(dòng)裝置、清掃裝置和卸料裝置等.輸送帶 5 繞經(jīng)傳動(dòng)滾筒 7 和機(jī)尾換向滾筒 1 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(在此,即是傳動(dòng)滾筒)卸載,利用專門的卸載裝置也可在中間卸載。普通型帶式輸送機(jī)的機(jī)身的上帶是用槽形托輥支撐,以增加物流斷面積,下帶為返回段(不承載的空帶)一般下托輥為平托輥.帶式輸送機(jī)可用于水平、傾斜和垂直運(yùn)輸.對(duì)于普通型帶式輸送機(jī)傾斜向上運(yùn)輸,其傾斜角不超過(guò) 18,向下運(yùn)輸不超過(guò) 15。輸送帶是帶式輸送機(jī)部件中最昂貴和最易磨損的部件.當(dāng)輸送磨損性強(qiáng)的物料時(shí),如鐵礦石等,輸送帶的耐久性要顯著降低。提高傳動(dòng)裝置的牽引力可以從以下三個(gè)方面考慮：（1）增大拉緊力。增加初張力可使輸送帶在傳動(dòng)滾筒分離點(diǎn)的張力增加，此法提高牽引力雖然是可行的。但因增大 必須相應(yīng)地增大輸S 1S送帶斷面，這樣導(dǎo)致傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)尺寸加大，是不經(jīng)濟(jì)的。故設(shè)計(jì)時(shí)不宜采用。但在運(yùn)轉(zhuǎn)中由于運(yùn)輸帶伸長(zhǎng)，張力減小，造成牽引力下降，可以利用拉緊裝置適當(dāng)?shù)卦龃蟪鯊埩?，從而增?，以提高牽引力。1S（2）增加圍包角 對(duì)需要牽引力較大的場(chǎng)合，可采用雙滾筒傳動(dòng)，0以增大圍包角。（3）增大摩擦系數(shù) 其具體措施可在傳動(dòng)滾筒上覆蓋摩擦系數(shù)較大0的襯墊，以增大摩擦系數(shù)。通過(guò)對(duì)上述傳動(dòng)原理的闡述可以看出，增大圍包角 是增大牽引力河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)6的有效方法。故在傳動(dòng)中擬采用這種方法。1.6 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)和布置形式 1.6.1 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)帶式輸送機(jī)主要由以下部件組成：頭架、驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)滾筒、尾架、托輥、中間架、尾部改向裝置、卸載裝置、清掃裝置、安全保護(hù)裝置等。輸送帶是帶式輸送機(jī)的承載構(gòu)件，帶上的物料隨輸送帶一起運(yùn)行，物料根據(jù)需要可以在輸送機(jī)的端部和中間部位卸下。輸送帶用旋轉(zhuǎn)的托棍支撐，運(yùn)行阻力小。帶式輸送機(jī)可沿水平或傾斜線路布置。使用光面輸送帶沿傾斜線路布置時(shí)，不同物料的最大運(yùn)輸傾角是不同的，如下表1-1 所示：表 1-1 不同物料的最大運(yùn)角物料種類 角 度 物料種類 角 度煤 塊 18 篩分后的石灰石 12煤 塊 20 干 沙 15篩分后的焦碳 17 未篩分的石塊 180350mm 礦石 16 水 泥 200200mm 油田葉巖 22 干 松 泥 土 20由于帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了其具有優(yōu)良性能，主要表現(xiàn)在：運(yùn)輸能力大，且工作阻力小，耗電量低，約為刮板輸送機(jī)的 1/3 到河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)71/5；由于物料同輸送機(jī)一起移動(dòng)，同刮板輸送機(jī)比較，物料破碎率小；帶式輸送機(jī)的單機(jī)運(yùn)距可以很長(zhǎng)，與刮板輸送機(jī)比較，在同樣運(yùn)輸能力及運(yùn)距條件下，其所需設(shè)備臺(tái)數(shù)少，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)少，節(jié)省設(shè)備和人員，并且維護(hù)比較簡(jiǎn)單。由于輸送帶成本高且易損壞，故與其它設(shè)備比較，初期投資高且不適應(yīng)輸送有尖棱的物料。輸送機(jī)年工作時(shí)間一般取 45005500 小時(shí)。當(dāng)二班工作和輸送剝離物，且輸送環(huán)節(jié)較多，宜取下限；當(dāng)三班工作和輸送環(huán)節(jié)少的礦石輸送，并有儲(chǔ)倉(cāng)時(shí)，取上限為宜。1.6.2 布置方式電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器、減速器帶動(dòng)傳動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)或其它驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，借助于滾筒或其它驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶運(yùn)動(dòng)。帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式按驅(qū)動(dòng)裝置可分為單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式和多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式兩種。通用固定式輸送帶輸送機(jī)多采用單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式，即驅(qū)動(dòng)裝置集中的安裝在輸送機(jī)長(zhǎng)度的某一個(gè)位置處，一般放在機(jī)頭處。單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式按傳動(dòng)滾筒的數(shù)目分，可分為單滾筒和雙滾筒驅(qū)動(dòng)。對(duì)每個(gè)滾筒的驅(qū)動(dòng)又可分為單電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。因單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式最常用，凡是沒(méi)有指明是多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式的，即為單驅(qū)動(dòng)方式，故一般對(duì)單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式， “單點(diǎn)”兩字省略。單筒、單電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式最簡(jiǎn)單，在考慮驅(qū)動(dòng)方式時(shí)應(yīng)是首選方式。在大運(yùn)量、長(zhǎng)距離的鋼繩芯膠帶輸送機(jī)中往往采用多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。帶式輸送機(jī)常見(jiàn)典型的布置方式如下圖 1-2 所示：河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)8圖 1-2 帶式輸送機(jī)典型布置方式2 帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1 已知原始資料及工作條件（1）采區(qū)上山運(yùn)煤,帶式輸送機(jī)布置形式及尺寸如圖 2-1 所示河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)9圖 2-1 帶式輸送機(jī)布置形式及尺寸示意圖（2）輸送物料：煤；塊度 ;max350Q（3）輸送量： ；物流密度 =1t/m3160t/h（4）輸送機(jī)長(zhǎng)： L=100 m；（5）傾角： = 。02.2.帶速的確定 :帶速選擇原則：(1)輸送量大、輸送帶較寬時(shí)，應(yīng)選擇較高的帶速。(2)較長(zhǎng)的水平輸送機(jī)，應(yīng)選擇較高的帶速；輸送機(jī)傾角愈大，輸送距離愈短，則帶速應(yīng)愈低。(3)物料易滾動(dòng)、粒度大、磨琢性強(qiáng)的，或容易揚(yáng)塵的以及環(huán)境衛(wèi)生條件要求較高的，宜選用較低帶速。(4)一般用于給了或輸送粉塵量大時(shí)，帶速可取 0.8m/s1m/s；或根據(jù)物料特性和工藝要求決定。(5)人工配料稱重時(shí)，帶速不應(yīng)大于 1.25m/s。(6)采用犁式卸料器時(shí)，帶速不宜超過(guò) 2.0m/s。河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)10(7)采用卸料車時(shí)，帶速一般不宜超過(guò) 2.5m/s；當(dāng)輸送細(xì)碎物料或小塊料時(shí)，允許帶速為 3.15m/s。(8)輸送成品對(duì)象時(shí)，帶速一般小于 1.25m/s。帶速與帶寬、輸送能力、物料性質(zhì)、塊度和輸送機(jī)的線路傾角有關(guān).當(dāng)輸送機(jī)向上運(yùn)輸時(shí)，傾角大，帶速應(yīng)低；下運(yùn)時(shí)，帶速更應(yīng)低；水平運(yùn)輸時(shí)，可選擇高帶速.帶速的確定還應(yīng)考慮輸送機(jī)卸料裝置類型，當(dāng)采用犁式卸料車時(shí)，帶速不宜超過(guò) 3.15m/s. 帶速與帶寬、輸送能力、物料性質(zhì)、塊度和輸送機(jī)的線路傾角有關(guān).當(dāng)輸送機(jī)向上運(yùn)輸時(shí)，傾角大，帶速應(yīng)低；下運(yùn)時(shí)，帶速更應(yīng)低；水平運(yùn)輸時(shí)，可選擇高帶速.帶速的確定還應(yīng)考慮輸送機(jī)卸料裝置類型，當(dāng)采用犁式卸料車時(shí)，帶速不宜超過(guò) 3.15m/s. 表 2-1 傾斜系數(shù) k 選用表傾角()2 4 6 8 10 12 14 16 18 20k 1.00 0.99 0.98 0.97 0.95 0.93 0.91 0.89 0.85 0.81輸送機(jī)的工作傾角為 16；查 DT皮帶運(yùn)輸機(jī)選用手冊(cè)（表 2-1）(此后凡未注明均為該書(shū))得k=0.89按給定的工作條件,取原煤的堆積角為 20；原煤的堆積密度為 1000kg/ ；3m考慮井下的工作條件取帶速為 2.0m/s；2.3 帶寬的確定按給定的工作條件,取原煤的堆積角為 20；原煤的堆積密度按 1000kg/ ；3m河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)11輸送機(jī)的工作傾角 =16；皮帶運(yùn)輸機(jī)的最大運(yùn)輸能力計(jì)算公式為（2-1）3.6QSvk式中： 輸送量 ；Qt/h帶速 ；vms物料堆積密度 ；3kg/S在運(yùn)行的輸送帶上物料的最大堆積面積 ；2mk輸送機(jī)的傾斜系數(shù)；將各參數(shù)值代入上式, 可得到為保證給定的運(yùn)輸能力,帶上必須具有的截面積S= /(3.6 k)=1600/(3.62.010000.89)=0.250Qv2圖 2-2 槽形托輥的帶上物料堆積截面表 2-2 槽形托輥物料斷面面積 S槽 角 帶寬 B=500mm 帶寬 B=650mm 帶寬 B=800mm 帶寬 B=1000mm河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)12動(dòng)堆積角20動(dòng)堆積角30動(dòng)堆積角20動(dòng)堆積角30動(dòng)堆積角20動(dòng)堆積角30動(dòng)堆積角20動(dòng)堆積角3030 0.0222 0.0266 0.0406 0.0484 0.0638 0.0763 0.1040 0.124035 0.0236 0.0278 0.0433 0.0507 0.0678 0.0798 0.1110 0.129040 0.0247 0.0287 0.0453 0.0523 0.0710 0.0822 0.1160 0.134045 0.0256 0.0293 0.0469 0.0534 0.0736 0.0840 0.1200 0.1360查表 2-2, 輸送機(jī)的承載托輥槽角 35，物料的堆積角為 30時(shí)，帶寬為 1400 mm 的輸送帶上允許物料堆積的橫斷面積為 0.250 ，此值2m大于計(jì)算所需要的堆積橫斷面積,據(jù)此選用寬度為 1400mm 的輸送帶能滿足要求。2.3.1 輸送帶寬度的核算表 2-3 不同帶寬推薦的輸送物料的最大 mm輸送大塊散狀物料的輸送機(jī)，需要按式核算，再表（2-2）20B式中 最大粒度，mm。計(jì)算：B=14002350200=900帶寬650 800 1000 1200 1400 1600最大塊度 150 200 300 350 350 350河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)13故輸送帶寬滿足輸送要求。2.4 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HF輥旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生阻力的總和?？捎檬接?jì)算：（2-3）ROULg(2)cosHBGfqq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f可按表查?。惠斔蜋C(jī)長(zhǎng)度（頭尾滾筒中心距） ，m；L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 1.5m，下托輥間距 m， 上托輥槽角0aua35，下托輥槽角。承載分支托輥組每米長(zhǎng)度旋轉(zhuǎn)部分重量，kg/m，ROq用式計(jì)算（2-4） 10ROGqa其中 承載分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分重量，kg；1G承載分支托輥間距，m；0a托輥已經(jīng)選好，知 計(jì)算：127Gkgkg/m18.5tztql河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)14回程分支托輥組每米長(zhǎng)度旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，kg/m，用式計(jì)算：RUq（2-5） 2RUGqa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，m； 計(jì)算：Ua219kg= =7.3 kg/mRUGqa3每米長(zhǎng)度輸送物料質(zhì)量Gq3.6mGIQq= kg/m102.每米長(zhǎng)度輸送帶質(zhì)量，kg/m， =9.28kg/mBq Bq模擬摩擦系數(shù) 值應(yīng)根據(jù)表2-4選取。取 =0.04。f f表2-4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35 0.0350.045河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)15(2-6)(2)cosHROUBGFfLgqq=0.041009.818+7.3+（29.28+222.2）cos16=10063.95N 2.4.1 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1SFF槽攔板間的摩擦阻力 兩部分，按式計(jì)算：gl+ （2-7）Slgl按式計(jì)算：F（1） 三個(gè)等長(zhǎng)輥?zhàn)拥那皟A上托輥時(shí)(2-8)0()cosinBGFCLqg（2） 二輥式前傾下托輥時(shí)(2-9)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 =0。glF又因 =0，故本輸送機(jī)沒(méi)有特種主要阻力 ，即 =01SF1S2.4.2 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2SFr等部分，按下式計(jì)算：aF(2-10)23SranF河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)16(2-11)3rFAP（2-12）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 2-5;2m清掃器和輸送帶間的壓力，N/ ，一般取為 3 P 4410N/ ；2m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 N/m。2k表 2-5 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/mm導(dǎo)料欄板內(nèi)寬/m1b頭部清掃器 空段清掃器500 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 2-5 得 A=0.021m ，取 =10 N/m ，取 =0.6，將數(shù)據(jù)帶入2p41023式則=0.02110 0.6=126 NrF4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)河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)17于 1.5 個(gè)清掃器）=0.8501500=1275 NaF則 =2.5126+1275=1590 N2S2.5 輸送帶張力計(jì)算輸送帶張力在整個(gè)長(zhǎng)度上是變化的，影響因素很多，為保證輸送機(jī)正常運(yùn)行，輸送帶張力必須滿足以下兩個(gè)條件：（）在任何負(fù)載情況下，作用在輸送帶上的張力應(yīng)使得全部傳動(dòng)滾筒上的圓周力是通過(guò)摩擦傳遞到輸送帶上，而輸送帶與滾筒間應(yīng)保證不打滑；（）作用在輸送帶上的張力應(yīng)足夠大，使輸送帶在兩組托輥間的垂度小于一定值。2.5.1 承載段運(yùn)行阻力（1）由式 （2-13） ()cos()sinztzZFqLqLg 物流每米品質(zhì) 1602.k/m3.Q故可算得= tztGql718g/.5河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)182-6 常用的托輥?zhàn)枇ο禂?shù) 工 作 條 件 平行托輥 Wk 槽型托輥 wz室內(nèi)清潔,干燥,無(wú)磨損性塵土 0.018 0.02室內(nèi)潮濕,溫度正常,有少量磨損性塵土 0.025 0.03室外工作,有大量磨損性塵土,污染摩檫表面 0.035 0.04查表 2-6 得, =0.04 代入 表達(dá)試求得 zwzF=（222.2+23.1+18） 100 0.04 +(222.2+23.1) 100zF16cos 9.81=67.349KN16sin2.5.2 空回段運(yùn)行阻力表 2-7 DT 型托輥組轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量查表 2-7 得 ，帶入 表達(dá)式求得0.35kkF128716.0cos169.8013KNF23. sin9.8.25 67.35.6041 2.6 最小張力點(diǎn)由上式計(jì)算可知，因空回段運(yùn)行阻力為負(fù)值，所以最小張力點(diǎn)是下圖中的 3 點(diǎn)。托輥形式 800（帶寬 B） 1000 1200 1400 160 1800 2000上托輥槽型鑄鐵座沖壓座14112217252047 50 70 72下托輥平型鑄鐵座沖壓座12111715201839 42 61 65河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)19雙 滾 筒 驅(qū) 動(dòng) 示 意 圖圖 2-32.7 輸送點(diǎn)上各點(diǎn)張力的計(jì)算（1）由懸垂度條件確定 4 點(diǎn)的張力 由式4min5()costzSqgl2.981.5cs69.810.4KN（2）由逐點(diǎn)計(jì)算法計(jì)算各點(diǎn)的張力，因?yàn)?4min.ZS由表 2-8 選 0.FC表 2-8 分離點(diǎn)張力系數(shù) 表FC4310.9KNFSC2321.69KNSF軸承類型 近 900 圍包角 近 1800 圍包角滑動(dòng)軸承 1.03-1.04 1.05-1.06滾動(dòng)軸承 1.02-1.03 1.04-1.05河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)201213.486KNSF5470Z6.FC76781.93KNySS2.8 用摩擦條件來(lái)驗(yàn)算傳動(dòng)滾筒分離點(diǎn)與相遇點(diǎn)張力的關(guān)系設(shè)：為包角滾筒，每個(gè)滾筒與輸送帶的為包角為 200 度表 2-9 輸送帶的摩擦系數(shù)由表 2-5 選摩擦系數(shù)：=0.25 并取摩擦力備用， 1.2n（2-14）1()yeS式中 n- 摩擦力備用系數(shù)，一般 1.52;n-輸送帶與傳動(dòng)滾筒間的摩擦系數(shù)；-輸送帶與兩個(gè)滾筒的為包角之和。max1102.538KNyeSn故摩擦條件滿足。光面,潮濕 光面,干燥 膠面,潮濕 膠面,干燥橡膠接觸面 0.2 0.25 0.35 0.4塑料接觸面 0.15 0.17 0.25 0.3河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)212.9 傳動(dòng)功率計(jì)算2.9.1 傳動(dòng)滾筒軸功率（ ）計(jì)算AP傳動(dòng)滾筒軸功率（ ）按式計(jì)算：A10UF（2-15）2.9.2 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率，由式（2-16）y1SWpk100式中k-動(dòng)力系數(shù)，=1.15 1.2.:-減速器效率， -0.85 0.9.1100(8.93.46)2.2193kW85ySvpk。按兩滾筒的功率為 ，可選用 1 臺(tái) Y315L4 同步轉(zhuǎn)數(shù)為 1490r/min2e的 200kW 的電動(dòng)機(jī)。2.10 輸送帶的強(qiáng)度驗(yàn)算（1）輸送帶的計(jì)算安全系數(shù) M，由式（2-17）maxnS-輸送帶額定拉斷力；nS= ；6河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)22對(duì)于剛繩芯帶，由式（2-18）nXSBG-縱向拉伸強(qiáng)度，N/mm;XG-輸送帶上最大張力點(diǎn)的張力，N;maxS1400KNnXSB故 7.28.3（2）輸送帶的許安全系數(shù)用（2-19）aWkcm-基本安全系數(shù)，表 2-10；m-附加彎曲伸長(zhǎng)折算系數(shù)，表 2-10；Wc-動(dòng)載荷系數(shù)，一般取 1.2 1.5;ak:-輸送帶接頭效率表 2-10 基本安全系數(shù) 與 表mWc帶芯材料 工作條件 基本安全系數(shù) m0 彎曲伸長(zhǎng)系數(shù) cw有利 3.2織物芯帶 正常 3.5 1.5不利 3.8有利 2.8剛繩芯帶 正常 3 1.8有利 3.2河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)23可知 =3.0， =1.8，取 =1.2， =0.95，得mWcak5389013.（3）輸送帶強(qiáng)度驗(yàn)算因 mm，故所選輸送帶滿足強(qiáng)度要求。 通過(guò)以上的計(jì)算結(jié)果可知， ；故 ST1000 是滿足要。5387.,maxSy表 2-11鋼絲繩輸送帶技術(shù)規(guī)格表 2-7 可知,ST1000 鋼繩芯帶中鋼繩直徑為 。4md2.11 傳動(dòng)滾筒直徑的確定和滾筒強(qiáng)度的驗(yàn)算（1）考慮到比壓及摩擦條件的滾筒最小直徑計(jì)算時(shí)，可兩滾筒分開(kāi)算，以可一起來(lái)算。由式 1min2()ySWDBpP38.931.46079.8m40725（2）按鋼繩芯帶繩芯中的綱繩直徑與滾筒直徑的比河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)英文翻譯1中文譯文：帶式輸送機(jī)及其牽引系統(tǒng)在運(yùn)送大量的物料時(shí)，帶式輸送機(jī)在長(zhǎng)距離的運(yùn)輸中起到了非常重要的競(jìng)爭(zhēng)作用。輸送系統(tǒng)將會(huì)變得更大、更復(fù)雜，而驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也已經(jīng)歷了一個(gè)演變過(guò)程，并將繼續(xù)這樣下去。如今，較大的輸送帶和多驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要更大的功率,比如 3 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要給輸送帶 750KW (成莊煤礦輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求 )。控制驅(qū)動(dòng)力和加速度扭矩是輸送機(jī)的關(guān)鍵。一個(gè)高效的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)該能順利的運(yùn)行,同時(shí)保持輸送帶張緊力在指定的安全極限負(fù)荷內(nèi)。為了負(fù)載分配在多個(gè)驅(qū)動(dòng)上，扭矩和速度控制在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中也是很重要的因素。由于輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)的進(jìn)步,目前更多可靠的低成本和高效驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可供顧客選擇 1。1 帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)1.1 帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)方式全電壓?jiǎn)?dòng) 在全電壓?jiǎn)?dòng)設(shè)計(jì)中，帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)軸通過(guò)齒輪傳動(dòng)直接連接到電機(jī)。直接全壓驅(qū)動(dòng)沒(méi)有為變化的傳送負(fù)載提供任何控制,根據(jù)滿載和空載功率需求的比率，空載啟動(dòng)時(shí)比滿載可能快34倍。此種方式的優(yōu)點(diǎn)是:免維護(hù),啟動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，低成本，可靠性高。但是，不能控制啟動(dòng)扭矩和最大停止扭矩。因此，這種方式只用于低功率,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的傳送驅(qū)動(dòng)中。降壓?jiǎn)?dòng) 隨著傳送驅(qū)動(dòng)功率的增加,在加速期間控制使用的電機(jī)扭矩變得越來(lái)越重要。由于電機(jī)扭矩是電壓的函數(shù),電機(jī)電壓必須得到控制，一般用可控硅整流器(SCR) 構(gòu)成的降壓?jiǎn)?dòng)裝置，先施加低電壓拉緊輸送帶,然后線性的增加供電電壓直到全電壓和最大帶速。但是，這種啟動(dòng)方式不會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的加速度，當(dāng)加速完成時(shí),控制電機(jī)電壓的SCR 鎖定在全導(dǎo)通，為電機(jī)提供全壓。此種控制方式功率可達(dá)到750kW。繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機(jī) 繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機(jī)直接連接到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)減速機(jī)上,通過(guò)在電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組中串聯(lián)電阻控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩。在傳送裝置啟動(dòng)時(shí),把電阻串聯(lián)進(jìn)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生較低的轉(zhuǎn)矩，當(dāng)傳送帶加速時(shí)，電阻逐漸減少保持穩(wěn)定增加轉(zhuǎn)矩。在河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)英文翻譯2多驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，一個(gè)外加的滑差電阻可能將總是串聯(lián)在轉(zhuǎn)子繞組回路中以幫助均分負(fù)載。該方式的電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，但控制系統(tǒng)可能很復(fù)雜，因?yàn)樗鼈兪腔谟?jì)算機(jī)控制的電阻切換。當(dāng)今，控制系統(tǒng)的大多數(shù)是定制設(shè)計(jì)來(lái)滿足傳送系統(tǒng)的特殊規(guī)格。繞線轉(zhuǎn)子電機(jī)適合于需要400kW以上的系統(tǒng)。直流(DC) 電機(jī) 大多數(shù)傳送驅(qū)動(dòng)使用DC 并勵(lì)電機(jī)，電機(jī)的電樞在外部連接。控制DC 驅(qū)動(dòng)技術(shù)一般應(yīng)用 SCR裝置，它允許連續(xù)的變速操作。DC 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在機(jī)械上是簡(jiǎn)單的,但設(shè)計(jì)的電子電路，監(jiān)測(cè)和控制整個(gè)系統(tǒng)，相比于其他軟啟動(dòng)系統(tǒng)的選擇是昂貴的，但在轉(zhuǎn)矩、負(fù)載均分和變速為主要考慮的場(chǎng)合,它又是一個(gè)可靠的，節(jié)約成本的方式。DC 電機(jī)一般使用在功率較大的輸送裝置上,包括需要輸送帶張力控制的多驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和需要寬變速范圍的輸送裝置上。1.2 液力偶合器流體動(dòng)力偶合器通常被稱為液力偶合器，由三個(gè)基本單元組成：充當(dāng)離心泵的葉輪,推進(jìn)水壓的渦輪和裝進(jìn)兩個(gè)動(dòng)力部件的外殼。流體從葉輪到渦輪，在從動(dòng)軸產(chǎn)生扭矩。由于循環(huán)流體產(chǎn)生扭矩和速度，在驅(qū)動(dòng)軸和從動(dòng)軸之間不需要任何機(jī)械連接。這種連接產(chǎn)生的動(dòng)力決定于液力偶合器的充液量，扭矩正比于輸入速度。因在流體偶合中輸出速度小于輸入速度,其間的差值稱為滑差,一般為1 % 3 %。傳遞功率可達(dá)幾千千瓦。固定充液液力偶合器 固定充液液力偶合器是在結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單和僅具有有限的彎曲部分的輸送裝置中最常用的軟啟動(dòng)裝置，其結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，成本又低，對(duì)現(xiàn)在使用的大多數(shù)輸送機(jī)能提供優(yōu)良的軟啟動(dòng)效果。可變充液液力偶合器 也稱為限矩型液力偶合器。偶合器的葉輪裝在AC 電機(jī)上 ,渦輪裝在從動(dòng)減速器高速軸上，包含操作部件的軸箱安裝在驅(qū)動(dòng)基座。偶合器的旋轉(zhuǎn)外殼有溢出口,允許液體不斷地從工作腔中流出進(jìn)入一個(gè)分離的輔助腔，油從輔助腔通過(guò)一個(gè)熱交換器泵到控制偶合器充液量的電磁閥。為了控制單機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩,必須監(jiān)測(cè)AC 電機(jī)電流,給電磁閥的控制提供反饋?？勺兂湟阂毫ε己掀骺墒褂迷谥写蠊β瘦斔拖到y(tǒng)中，功率可達(dá)到數(shù)千千瓦。這種驅(qū)動(dòng)無(wú)論在機(jī)械,或在電氣上都是很復(fù)雜的，其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)成本中等。勺管控制液力偶合器 也稱為調(diào)速型液力偶合器。此種液力偶合器同樣由三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的液力偶合單元構(gòu)成，即葉輪、渦輪和一個(gè)包含工作環(huán)路的外殼。河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)英文翻譯3此種液力偶合器需要在工作腔以外設(shè)置導(dǎo)管(也稱勺管) 和導(dǎo)管腔，依靠調(diào)節(jié)裝置改變勺管開(kāi)度(勺管頂端與旋轉(zhuǎn)外殼間距) 人為的改變工作腔的充液量,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。這種控制提供了合理的平滑加速度，但其計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)很復(fù)雜。勺管控制液力偶合器可以應(yīng)用在單機(jī)或多機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)， 功率范圍為150kW750kW。13 變頻控制(VFC)變頻控制也是一種直接驅(qū)動(dòng)方式，它具有非常獨(dú)特的高性能。VFC 裝置為感應(yīng)電機(jī)提供變化的頻率和電壓,產(chǎn)生優(yōu)良的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和加速度。VFC設(shè)備是一個(gè)電力電子控制器,首先把AC 整流成DC ，然后利用逆變器，再將DC 轉(zhuǎn)換成頻率、電壓可控的AC。VFC 驅(qū)動(dòng)采用矢量控制或直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC) 技術(shù)，能根據(jù)不同的負(fù)載采用不同的運(yùn)行速度。VFC 驅(qū)動(dòng)能根據(jù)給定的S 曲線啟動(dòng)或停車，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤啟動(dòng)或停車曲線。VFC 驅(qū)動(dòng)為傳送帶啟動(dòng)提供了優(yōu)良的速度和轉(zhuǎn)矩控制，也能為多機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供負(fù)載均分。VFC 控制器可以容易地裝在小功率輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)上。過(guò)去在中高電壓使用時(shí)，VFC 設(shè)備的結(jié)構(gòu)由于受電力半導(dǎo)體器件的電壓額定值限制而變得很復(fù)雜，中高電壓的變速傳動(dòng)常常使用低壓逆變器，然后在輸出端使用升壓變壓器，或使用多個(gè)低壓逆變器串聯(lián)來(lái)解決。與簡(jiǎn)單的器件串聯(lián)連接的兩電平逆變器系統(tǒng)比較，由于串聯(lián)器件之間容易均壓以及輸出端可以有更好的諧波特性，三電平電壓型PWM 逆變器系統(tǒng)在數(shù)兆瓦工業(yè)傳動(dòng)中近年來(lái)獲得了越來(lái)越多的應(yīng)用。由三臺(tái)750kW/ 2. 3kV 的這種逆變器構(gòu)成的VFC 系統(tǒng)已經(jīng)成功安裝在成莊煤礦長(zhǎng)2. 7km的帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。2 使用IGBT的中性點(diǎn)箝位三電平逆變器由于串聯(lián)器件電壓均分容易,器件每次開(kāi)關(guān)的d v/ d t 低以及輸出端出色的諧波品質(zhì)，三電平電壓型逆變器在大功率傳動(dòng)應(yīng)用中變得越來(lái)越流行。高壓IGBT(HV-IGBT) 的出現(xiàn)使得應(yīng)用三電平中性點(diǎn)箝位原理的中高壓逆變器設(shè)計(jì)有了更大的應(yīng)用范圍。這種逆變器目前可以實(shí)現(xiàn)從2. 3kV到4. 16kV全范圍的應(yīng)用。HV- IGBT 模塊串聯(lián)可使用在3. 3kV和4. 16kV的設(shè)備。2. 3kV逆變器每個(gè)開(kāi)關(guān)只需要一個(gè)HV-IGBT 2,3。 主功率逆變電路河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)英文翻譯4主功率逆變電路用三電平中點(diǎn)箝位電壓型逆變器實(shí)現(xiàn),可以滿足中高壓交流傳動(dòng)應(yīng)用的需要。與兩電平電壓型逆變器相比，三電平中點(diǎn)箝位電壓型逆變器提供三個(gè)電壓級(jí)別給輸出端，對(duì)于同樣的輸出電流品質(zhì)，開(kāi)關(guān)頻率可降低到原來(lái)的1/ 4，開(kāi)關(guān)器件的電壓額定值可減小到原來(lái)的1/ 2 ，附加到電機(jī)上的額外的瞬態(tài)電壓應(yīng)力也可能減少到原來(lái)的1/ 2 。三電平中點(diǎn)箝位電壓型逆變器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)可歸納于表1 ，U ，V 和W 分別表示三相， P，N 和O 是直流母線上的三個(gè)點(diǎn)。例如，當(dāng)開(kāi)關(guān)S 1U和S 2U閉合時(shí)，U 相處于狀態(tài)P(正母線電壓) ，反之，當(dāng)開(kāi)關(guān)S 3U和S 4U閉合時(shí)，U 相處于狀態(tài)N (負(fù)母線電壓) 。在中性點(diǎn)箝位時(shí),該相在O 狀態(tài)，這時(shí)根據(jù)相電流極性的正負(fù),或者是S 2U導(dǎo)通或者是 S3U導(dǎo)通。為了保證中性點(diǎn)電壓平衡，在 O 點(diǎn)被注入的平均電流應(yīng)該是零。2.2 輸入端變流器為通常使用12 脈沖二極管整流器給直流環(huán)節(jié)電容器充電,在輸入端引入的諧波是很小的。若對(duì)輸入諧波有更高的要求，可以使用24 脈沖二極管整流器作為輸入變流器。對(duì)于需要有再生能力的更高級(jí)應(yīng)用，可以用一個(gè)有源輸入變流器取代二極管整流器，這時(shí)輸入整流器與輸出逆變器為同一結(jié)構(gòu)。2.3 逆變器控制電機(jī)控制 感應(yīng)電機(jī)的控制可以使用轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向矢量控制器實(shí)現(xiàn),通過(guò)使用PWM 調(diào)制器完成了恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和高速弱磁區(qū)的控制。圖2 為間接矢量控制框圖。圖中指令磁通r 是速度的函數(shù),反饋速度和前饋滑差控制信號(hào) sl相加。對(duì)相加結(jié)果的頻率信號(hào)積分，然后產(chǎn)生單位矢量(cose 和sine ) ，最后通過(guò)矢量旋轉(zhuǎn)器產(chǎn)生電壓 角 控制PWM 調(diào)制器。PWM調(diào)制器 該調(diào)制器實(shí)際上是把空間矢量調(diào)制概念擴(kuò)展到三電平逆變器。其基本原理是三電平PWM 調(diào)制器使用兩個(gè)參考波U r1 和U r2，但只使用一個(gè)三角波。它以一種優(yōu)化方式確定每一次開(kāi)關(guān)時(shí)刻。產(chǎn)生的諧波盡可能的小，使用盡可能低的開(kāi)關(guān)頻率以最小化開(kāi)關(guān)損耗；可將零序成分加到每一個(gè)參考波里以便最大化基波電壓。作為一個(gè)附加的自由度,參考波與三角波的相對(duì)位置可改變，這可以用于直流環(huán)節(jié)中點(diǎn)的電流平衡。3 測(cè)試結(jié)果河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)英文翻譯5三個(gè)750kW/ 2. 3kV 三電平逆變器在成莊煤礦2. 7km 長(zhǎng)帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)成功安裝之后,對(duì)整個(gè)變頻傳動(dòng)系統(tǒng)(VFC) 的性能進(jìn)行了測(cè)試,測(cè)試結(jié)果顯示出使用VFC 控制系統(tǒng)的帶式輸送機(jī)的優(yōu)良特性。圖 3為測(cè)試結(jié)果波形。由圖看出,曲線1 顯示受控帶速,帶速呈S 形曲線形狀,曲線2 、3 分別表示電流和扭矩,曲線4 顯示帶張力。從圖中可以發(fā)現(xiàn),帶張力的波動(dòng)范圍很小，所有檢測(cè)結(jié)果顯示出帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)令人滿意的特性。4 結(jié)論近年來(lái)輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的進(jìn)步已更為可靠，符合低成本效益和高效驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為用戶提供了選擇。在這些選擇中，可變頻率控制(VFC)的方法顯現(xiàn)出在將來(lái)長(zhǎng)距離輸送中帶式輸送機(jī)扮演了重要的角色。使用高壓IGBT 的中點(diǎn)嵌位三電平逆變器本身可以提供電機(jī)終端所需的供電中高壓,使變頻控制的應(yīng)用更為簡(jiǎn)單。通過(guò)成莊煤礦2. 7km長(zhǎng)帶式輸送機(jī)中采用的中點(diǎn)嵌位三電平逆變器變頻調(diào)速(VFC)控制系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果表明,采用HV-IGBT 的中點(diǎn)嵌位三電平逆變器以及使用轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)矢量控制策略的感應(yīng)電機(jī)變頻傳動(dòng),使帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有非常優(yōu)秀的性能,顯示出良好的應(yīng)用前景。
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