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1、第八章 带式输送机,第一节 概 述,第二节 带式输送机的主要部件,第三节 带式输送机的传动理论及设计基础,第一节 概 述,带式输送机是由承载的输送带兼作牵引机构的连续运输设备，可输送矿石、煤炭等散装物料和包装好的成件物品。由于它具有运输能力大、运输阻力小、耗电量低、运行平稳、在运输途中对物料的损伤小等优点，被广泛应用。,如图所示，输送带1绕经传动滚筒2和改向滚筒3形成一个环形带,上下输送带由托辊4支承，拉紧装置5给输送带以正常运行所需的张力。上段输送带利用一组槽型托辊支承，称上分支、支承段或重段；下段输送带由平托辊支承，称下分支、回程段或空段。,动画,优点：输送物料种类广泛。输送能力范围大。输
2、送线路适应性强。装卸料灵活。可靠性强。安全性高。费用低。应用条件：胶带输送机可用于水平及倾斜巷道，倾斜向上输送原煤，允许的最大倾角为20；块煤为18。向下输送的最大倾角为上列数值的80。,缺点：胶带成本高且易损坏，与其它运输设备相比，初期投资高。不适于运送有棱角的货载。胶带输送机对弯曲巷道的适应性还比较差。,一、带式输送机的种类按承载能力分类轻型带式输送机：专门应用于轻型载荷的输送机。通用带式输送机：应用广泛的输送机。钢绳芯带式输送机：应用于重型载荷的输送机。按可否移送分类固定带式输送机：输送机安装在固定的机架上,机架是落地的,不移动。移动带式输送机：具有移动机构，如轮、履带。移置带式输送机：
3、通过移动设备变换设备的位置。可伸缩带式输送机：通过储带装置改变输送机的长度。,按输送带的结构形式分类,普通输送带带式输送机:为平型带,带芯为帆布、尼龙帆布或钢绳芯。绳牵引带式输送机:用钢丝绳作牵引机构,带有耳边的带作承载机构。压带式输送机:用两条闭环带,其中一条为承载带,另一条为压带。钢带输送机:输送带为钢带。网带输送机:输送带为网带。管状带式输送机:输送带围包成管状。波状挡边带式输送机:输送带边上有挡边以增加物料截面,倾角大时设有横向挡板。花纹带式输送机:用花纹带以增大物料和输送带的摩擦，提高输送倾角。,按承载方式分类托辊式带式输送机：用托辊支承输送带。气垫带式输送机：用气膜支承输送带。深槽
4、型带式输送机：加大槽深。按输送机线路布置分类直线带式输送机：输送机纵向是直线。平面弯曲带式输送机：可在平面上实现弯曲运行。空间弯曲带式输送机：可在空间实现弯曲运行。按驱动方式分类单滚筒驱动带式输送机：只有一组驱动滚筒。多滚筒驱动带式输送机：有多组驱动滚筒。线摩擦带式输送机：用一条或多条输送带作为驱动。磁性带式输送机：通过磁场作用驱动输送带。,矿业工程学院王昌琪,7,矿业工程学院王昌琪,8,二、带式输送机的工作原理,固定式带式输送机特点：带式输送机安装在固定的机架上，机架是落地式的，并固定在底板或基础上。应用：这种输送机多用在选煤厂，个别斜井也有用的。,可伸缩式胶带输送机,综合机械化采煤工作面推
5、进速度比较快，所以顺槽的长度和运输距离变化比较快，这就要求顺槽运输设备能够比较迅速地进行伸长或缩短。可伸缩胶带输送机就是为了适应这种需要而设计制造的。特点：机身可以很方便地伸缩,它有一个贮带装置，可以贮存一卷胶带。,矿业工程学院王昌琪,11,工作过程：,机械化采煤工作面采下的煤经由工作面刮板输送机运送到顺槽桥式转载机上，经转载机转载到可伸缩带式输送机上，再由可伸缩胶带输送机将煤运至采区煤仓或上、下山运输设备上。转载机的悬拱部分与胶带输送机机尾段的最大搭接部分长度约为几十米。当工作面后退（或前进）时，首先移动转载机来适应煤炭运输距离的变化。当工作面推进约最大搭接长度，转载机机头小车沿带式输送机机
6、尾两侧的导轨行走到极限位置，需将带式输送机缩短（或伸长）最大搭接长度，转载机方能继续移动并与可伸缩带式输送机配合工作，这时贮带装置要收贮（或放出）2倍最大搭接长度的输送带。上述工作完成后，重新张紧胶带，以保证运输持续进行。由于贮带仓中贮存输送带的长度有限，所以在后退式采煤时带式输送机逐渐缩短，输送带逐渐收贮，每隔一段时间需将贮满的输送带取出；当前进式采煤或巷道掘进时，可伸缩输送带输送机逐渐伸长，放出胶带，贮带仓放空后，即需加带，方能继续工作。,贮带装置的工作原理：,贮带装置2在输送机机头部后面，运行的胶带在机头部换向后经过传动滚筒1进入贮带装置，胶带分别绕过活动小车3上的两个滚筒和前端固定架上
7、的两个滚筒，折返四次后向机尾方向运行。当缩短胶带输送机时，活动小车3在张紧绞车4的牵引下向后移动，机尾部前移，胶带就重叠四层贮存在贮带装置中。当伸长胶带输送机时，张紧绞车4松绳，机尾部后移，贮带装置中的胶带放出，活动小车3前移。,根据伸长或缩短的距离，相应地增加或拆除中间托架。胶带输送机伸长或缩短作业完成后。张紧绞车4以适当的拉力把胶带张紧，使胶带输送机正常运行。,吊挂带式输送机,吊挂带式输送机用在顺槽及采区上、下山。特点：上铰接托辊均安装在两根平行的钢丝绳上，钢丝绳及下托辊吊架用吊索吊挂在顶梁上。与通用固定式相比较，这种输送机的拆装和调节都节省工时，因此目前在井下得到广泛的应用。,吊挂带式输
8、送机,钢绳芯带式输送机,钢绳芯带式输送机的特点：输送带用钢绳代替帆布层做芯体，所以输送带有很高的强度。用这种输送机能够实现单机长距离运输，使运输系统简化，运输效率高。这种输送机的设备成本及运输成本远远低于一般织物芯体带式的输送机。,三、带式输送机的主要布置形式,第二节 带式输送机的主要部件,带式输送机主要由输送带、托辊、传动装置、拉紧装置与制动装置和清扫装置等部分组成。一、输送带输送带在一般输送机中，既是承载机构，又是牵引机构，所以要求它个仅要有足够的强度,还应有相当的挠性。输送带是输送机的主要组成部分,它用量大、成本高,约占输送机的成本的30%50%。一些特定的工作条件要求输送带具有耐磨、耐
9、热、阻燃、耐油以及耐臭氧等特性。在输送带运转过程中，其所受载荷极复杂，包括纵向的拉伸应力、经过滚筒和托辊的弯曲应力等。大多数输送带的损坏表现为工作面层和边缘磨损，受大块、尖利物的冲击引起击穿、撕裂和剥离。,1.普通橡胶输送带,输送带包括三部分：覆盖层（上覆盖层和下覆盖层）上覆盖层是承载面，通常比较厚承受载荷的冲击和摩擦；下覆盖层与是滚筒和托辊的接触面，为了减小与托辊和滚筒和摩擦阻力，通常较薄。带芯（单层和多层）提供必要的强度以传递能量驱动输送带，并支承输送带所承载的物料，带芯的强度确定输送带的强度。隔离层（带芯的黏结介质）其作用是在带芯内将层与层隔开，以防止相互摩擦，使带有有可能挠曲，并提供良
10、好的黏结性能,将带芯黏合在一起还可以有利于承受载荷、吸收冲击。要求输送带具有耐热、阻燃或耐油性能等也在隔离层实现。,20,胶带接头连接有机械方法和硫化胶合法两种。机械方法有铰接活页式、铆钉固定的夹板式、勾状卡子及皮带扣等。这些方法接头强度弱，操作麻烦，使用期短，容易拉豁胶带。机械方法中以皮带扣联接效果最好，目前广泛采用。硫化胶合法接头牢固，使用期长，但操作比较复杂。因为需将胶带接头剥成阶梯形，经硫化处理重新胶合，特别是井下操作更麻烦。,22,矿业工程学院王昌琪,23,24,输送带大致可分为普通输送带和特殊结构输送带。按覆盖层和带芯的材料可分为橡胶输送带、塑料输送带、尼龙输送带和钢绳芯输送带；按
11、所应用的环境可分为标准耐磨带、耐热带、阻燃带、耐油带和食品带。2.特殊结构输送带特殊结构的输送带包括钢绳牵引输送带、可乘人输送带、花纹输送带、挡边输送带、防撕裂输送带、无覆盖胶输送带等。钢绳牵引输送带 输送带起承载物料和人员的作用，牵引力由另设的钢丝绳提供。可乘人输送带 输送带设计成在边辊支撑的形式。花纹输送带 为实现比普通输送带较大倾角的运输，输送带表面做有防滑花纹。波状挡边输送带 输送带由带基、波状挡边、中间挡板组成。,二、托辊,内部，托辊的两端由托辊支架支撑。因此，对托辊的结构形式、材质、润滑及辊径等的改进和提高都是国内外重点研究的内容。托辐按用途不同分为承载托辊、调心托辊和缓冲托辊三种
12、。,托辊是承托输送带使它的垂度不超过限定值以减少运行阻力，保证带式输送机平稳运行的部件。要求托辊运行阻力小、运转可靠、具有足够的承载能力、使用寿命长等。(一)托辊的结构它由管体、轴承座、轴承、轴和密封件构成，轴承布置在托辊管体的,(二)托辊组的布置,托辊按用途分为普通托辊和专用托辊。普通托辊在正常段分为上分支和下分支托辊，作用是支承着输送带和物料，使胶带的垂度不超过规定限度，以保证胶带平稳地运行。专用托辊的作用是输送带的过渡导向、输送带运行的防偏以及缓冲等。常用的托辊可分为槽形托辊、平形托辊、调心托辊和缓冲托辊。1.槽形托辊组,槽形托辊一般由三个长度相等的短托辊组合而成，两侧托辊的槽形角一般为
13、35。槽形托辊主要用作上托辊，有的也用作下托辊。,3.缓冲托辊组缓冲托辊装于输送机的装载处，以缓和大块货载对胶带的冲击，起保护胶带的作用。这种托辊组的每个托辊由具有一定间隔的弹性圆盘制成。即在管体外部加装橡胶圈即可。,2.悬挂托辊组 将3个（或5个）托辊铰接在一起悬挂在输送机中间架上。常用在重载工作的移动式输送机上。3辊常用在承载段，5辊常用在受料段。,4.调心托辊组 调心托辊设置在通用固定式输送机重段上，每隔十组普通托辊设置一组调心托辊。当输送带跑偏时，托辊组的托架可以通过支点旋转一定角度将输送带推回的输送机的中心线上来。同时，以减少胶带边缘的磨损。,三、滚筒,滚筒组是带式输送机的重要部件。
14、是依靠它与输送带之间的摩擦力带动输送带运行的部件。按在输送机中所起的作用可分为传动滚筒和改向滚筒。传动滚筒是将驱动装置提供的扭矩传动到输送带上。改向滚筒包括输送带在输送机端部的改向、增加传动滚筒包角的导向及拉紧装置的导向。按结构形式分钢制光面滚筒、包胶滚筒和陶瓷滚筒等。钢制光面滚筒制造简单，缺点是表面摩擦因数小，一般用在短距离输送机中。包胶滚筒和陶瓷滚筒的主要优点是表面摩擦因数大，适用于长距离大型带式输送机中。其中，包胶滚筒按表面形状不同可分为：光面包胶该筒、菱形(网纹)包胶滚筒、人字形沟槽包胶滚筒。人字形沟槽包胶胶面摩擦因数大，防滑性和徘水性好，但有方向性。菱形包胶胶面用于双向运行的输送机。
15、用于重要场合的滚筒，最好选用硫化橡胶胶面。用于井下时，胶面应采用阻燃材料。,31,四、驱动装置,带式输送机的驱动装置由电动机、联轴器、减速器及主动滚筒所组成。主动滚筒是传递动力的主要部件。地面多用单滚筒，井下因巷道狭窄，多采用双主动滚筒，这样既可使结构紧凑，又可增大胶带在滚筒上的围包角。滚筒表面按其制造工艺不同，有光面、木面及胶面三种，后两种可提高胶带与滚筒之间的摩擦系数，以增大胶带的牵引力。驱动装置与输送机的相对位置可分为平行出轴减速器驱动装置和垂直出轴减速器驱动装置。,传动轮有单摩擦轮、多滚轮、封闭链式、对轮及夹钳轮等。单摩擦轮有结构简单、制造维修容易及对钢绳磨损小等优点，故使用较广。对摩
16、擦轮衬垫材料的要求：与牵引绳间有较高的摩擦系数；采用对摩擦系数影响小的润滑油；有较高的许用比压及对钢绳的磨损小等。常用的衬垫材料有软木纸橡胶、铝基合金、牛皮及塑料等。,五、机架,机架是支持托辊、驱动装置的金属结构。可分为头架、尾架和中间架，按结构形式主要有梁架、桁架、三角架和立柱。机架的类型有吊挂式和落地式2种，落地式又分为固定式和可拆移动式。用于地面和井下主要运输巷道的固定通用型带式输送机属于落地式固定机架，它固定在输送机机道的基础上，牢固稳定，服务年限长；用于采区巷道的带式输送机，由于经常移动，一般均采用可拆移动式落地机架或吊挂式机架。,六、拉紧装置,（一）概述使胶带或钢丝绳得到必要的初张
17、力，以免胶带或钢丝绳在主动滚筒或传动轮上打滑，并保证托辊间胶带的垂度在规定的范围内。在输送机的启动、制动和正常运行时，为保证力的传递所需的张紧力是不同的，这就要求张紧装置在不同的工况下能够提供相应的拉力。,（二）拉紧装置的种类拉紧装置按作用可分为重锤式、固定式和自动式。,1.重锤式拉紧装置,重锤式拉紧装置的优点是结构简单、输送带张力始终保持不变，缺点是体积庞大、笨重。有垂直式和重锤车式。重锤车式拉紧装置安装在输送机机尾拉紧滚筒l安装在沿轨道移动的小车2上，固定在小车上的钢绳的另一端挂有重砣3，靠重砣重力将胶带拉紧，手摇小绞车4可提起重砣放松胶带。,2.固定拉紧装置,固定拉紧装置在输送机的运转过
18、程中拉紧滚筒位置保持不变。固定式拉紧装置有螺旋拉紧和绞车固定拉紧。1)螺旋拉紧装置 用螺杆可使尾部滚筒移动，达到拉紧的目的。这种拉紧装置结构简单，但拉紧力的大小不易掌握，工作过程中拉紧力不能保持恒定。这种装置一般用于机长小于80m、功率较小的输送机上。2)绞车拉紧装置 这种拉紧装置是利用小型绞车拉紧，因其体积小。拉力大，所以产泛应用于井下带式输送机。在应用中可以同时使用固定绞车拉紧装置和重锤拉紧装置,这样既保证在输送机工作中的拉力为恒定值,又可减小重锤拉紧装置的工作空间。,七、辅助设备,带式输送机的辅助设备包括给料装置、卸料器、卸料装置、清扫器、称量装置、取样装置、输送机保护辅助设备等。（一）
19、给料装置为保证将要运输的物料装在运输机上，对给料装置的要求：将物料装到运输机时，物料的速度和方向应接近输送带的运行速度和运行方向。物料应装在输送带中心，不允许物料洒落在输送机以外。当运送大块物料时应尽量避免物料对输送带的冲击，尽量减小给料高度。给料量具有可调性，保持具有良好的通过能力。保持连续给料，以保证输送机上的料流连续。给料装置包括给料机、溜槽和导料槽。,（二）卸料器,从水平平行和倾角不大的带式输送机上卸粉料可采用固定式的或钢丝绳和卷扬机拖动的犁式卸料器。,（三）其他卸料装置,输送机最简单的卸料方式是通过端部滚筒上方卸落到料堆上，必要时可增设溜槽。卸料溜槽 能够收集从输送带上卸下和清除下来
20、的全部物料。卸料车 在输送机中间的任何位置卸载具有一定移动能力的卸料装置。,（四）清扫器其作用是清除输送带上的黏附物料并将这些物料堆积在卸料区。,八、机电保护装置,当发生事故时对输送机的主要部件进行保护以保证输送机的正常运行。1.防止输送带跑偏装置 在带式输送机运转过程中，输送带的纵向中心线偏离输送带的理论中心线的现象称输送带跑偏。输送带跑偏的原因：托辊轴线与胶带运行方向不垂直；槽形托辊倾角不等；使用不当（如清扫不干净，造成煤粉粘在滚筒上，使滚筒半径不等）、胶带结构及制造质量不良（如薄厚不均匀，芯体钢丝绳受力不均匀）；输送带局部弯曲或接头不直使胶带所受拉力不均匀；装料时货载偏向胶带一侧，进料口
21、位置不正确，物料的下料点不在胶带中间；安装误差。,防止跑偏的措施：安装调心托辊；安装防跑偏架；保证胶带和托辊质量，提高安装质量；胶带接头正;注意检查清扫装置。,2.带速检测装置当输送机带速过低时不能完成规定的输送量，且会发生物料堆积现象，造成整条输送线不能正常工作。当驱动装置正常运转而带速降低时，意味着输送带在传动滚筒上打滑，会使带温升高，严重时会烧坏输送带，在井下还会发生火灾的危险。所以，要设带速检测装置。,3.断带保护 对倾斜的输送机，为防止输送带拉断后的下滑需设置捕捉器进行断带保护。4.纵向撕裂保护装置引起输送带纵向撕裂的原因：加料站外来大块废钢或木料将输送带刺穿。溜槽的堵塞。清扫器刮板
22、挂住输送带的金属丝。托辊端盖焊接缺陷。夹在溜槽和托辊间的长条金属丝把输送带撕裂。为了减少输送带的撕裂程度，多数系统设有纵向撕裂保护装置。,第三节 带式输送机的传动理论及设计基础,一、摩擦传动原理胶带是靠胶带与主动滚筒之间产生的摩擦力带动的。图中A是主动滚筒，B是输送带。假设主动滚筒顺时针转动，带动胶带也顺时针转动。在一般情况下，胶带与主动滚筒相遇点张力SY比胶带与主动滚筒分离点张力SL大，即胶带的张力是从SL至SY逐渐增加。这是由滚筒对胶带产生的摩擦力所造成的。,下面分析张力S在胶带整个围包弧上的变化规律：为了使分析问题简化，假定：胶带是理想的挠性体并可任意挠曲不受弯曲应力;忽略围包弧胶带本身
23、重力;忽略这段胶带转弯时的离心力。首先,在围包弧上取dl长一小段胶带为隔离体,其对应的圆心角为d.dl的上端张力为S+dS，下端张力为S。其中dS是该段胶带上张力的变化，忽略胶带本身重力、弯曲应力及离心力，可以认为dS主要是由于滚筒对dl长胶带的摩擦力dF所造成的。若主动滚筒对dl长胶带的正压力为dN，在极限状态下，摩擦力达到最大静摩擦力、胶带在滚筒上沿逆时针方向有滑动趋势而未打滑时，dF应等于dN与摩擦系数f的乘积，即dF=fdN。并可列出力的平衡方程式(3-1)(3-2),由于d很小，所以；二次微量。故上二式可化简为（3-3）（3-4）因dF=fdN，所以（3-5）或（3-6）上面微分方程
24、表示张力s与圆心角d的变化关系，为了求得沿整个围包弧张力的变化规律，可用积分的方法解上微分方程（3-7）,解上式，得（3-8）胶带在整个围包弧上处于极限状态下，相遇点最大张力SY，max与SL之间的关系可写成（3-9）式（3-9）是挠性体摩擦传动的欧拉公式。图3-37中的bca就是根据欧拉公式画出的在传动滚筒上胶带张力变化曲线。,相遇点张力随负载的增加而增加，当负载增加过多时，胶带不动，主动滚筒打滑，为了防止打滑，必须满足以下条件，即(3-10)式中 SY胶带在主动滚筒相遇点的实际张力。,当SY,maxSYSL时，在主动滚筒围包弧上胶带张力将按图3-37所示的曲线bca变化。可以看出,输送带张
25、力在BC弧内仍按欧拉公式所反映的规律变化,在C点胶带的张力达到SY,在CA弧内胶带的张力保持不变。实际上胶带是一个弹性体。在张力的作用下，要产生弹性伸长，而且受力越大，变形越大。由上述分析可知，胶带张力从相遇点到分离点逐渐变小，也就是在相遇点被拉长，在向分离点运动时会随张力的减小逐渐收缩，在这个过程中胶带与滚筒之间产生相对滑动，这种滑动称为弹性滑动（弹性蠕动）。,弹性滑动只发生在主动滚筒上有张力差的那一段胶带内。如果各点张力都相等，那么各点的伸长量也一样，胶带就不会在滚筒上伸长或缩短。上述这个张力差就是主动滚筒传递给胶带的牵引力。因此，在传递牵引力的这段围包弧内，胶带与滚筒之间必定产生弹性滑动
26、。这一段圆弧叫做滑动弧，如图3-37所示的BC弧。滑动弧所对应的中心角叫做滑动角。不产生弹性滑动的圆弧叫做静止弧，如图3-37所示的CA弧，它所对应的中心角叫做静止角。静止弧是不传递牵引力的，它保证传动装置具有一定的备用牵引力。,当胶带在主动滚筒分离点的张力S为一定值时，随着输送机负荷的增加，在相遇点胶带的张力SY也增大，因而滑动角也相应增大。当张力SY增大至极限值SY，max时，则整个围包角都成为滑动角（即=），传递的牵引力达到最大值，若输送机负荷再增加，则滚筒空转打滑而胶带停止不动，使输送机不能工作。滑动弧随胶带相遇点张力的增大而增加，在滑动弧内，胶带的张力按欧拉公式的规律变化，这是胶带摩
27、擦传动的基本原理。输送带的弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念，不可混淆。弹性滑动是驱动滚筒产生牵引力的必然现象，而打滑是输送机在生产中的事故现象，不允许发生。,注意,1.传动装置的牵引力,单滚筒胶带输送机传动装置可能传递的最大牵引力为(3-11)为了使输送机能可靠安全地运行，在设计时，对滚筒圆周的摩擦力要考虑一定的备用量，如果这个备用量用摩擦力备用系数n来表示，则输送机实际可能达到的牵引力为(3-12)一般取n=1.151.2。,提高传动装置的牵引力的措施：1)增加胶带拉紧力 增加胶带拉紧力可使胶带分离点张力SL增加。此法虽可行，但增大SL必然相应地增大胶带断面，这会使传动装置的结构尺寸加大，
28、不经济。故设计时不宜采用。2)增加围包角 井下胶带输送机由于巷道狭窄，所需牵引力较大，故多采用双滚筒传动，以增加围包角。3)增大摩擦系数f 在主动滚筒上覆盖摩擦系数较大的木衬或橡胶衬等，以增大胶带与滚筒之间的摩擦系数。,2.双滚筒传动牵引力的分配,目前采用双滚筒传动的胶带输送机有两种形式：一种是两滚筒间通过一对齿数相同的传动齿轮联系（刚性联系）；另一种是两滚筒分别传动的。具有刚性联系的双滚筒传动与单滚筒相比较，多了一个主动滚筒，但是两个滚筒的转数相同。如果两滚筒直径相等，从图3-38可见，胶带由滚筒2的D点到滚筒1的B点，这两点之间除这一小段胶带的重力外，张力没有任何变化，忽略这一小段胶带的重
29、力，可把B点看作是D点的延续。当该筒2传递的牵引力达到极限值后，滚筒1才开始传递牵引力给胶带。这时静止角仅存在于滚筒1上。具有刚性联系的双滚筒上，胶带张力变化曲线如图3-38所示。,滚筒2可能传递的最大牵引力为（3-13）滚筒1可能传递的最大牵引力为（3-14）式中 S 两滚筒间胶带的张力。,传动装置可能传递的总牵引力为（3-15）式中=1+2。两个滚筒可能传递的最大牵引力之比为（3-16）在一般情况下，1=2=/2，因此（3-17）,可见，对于具有刚性联系的双滚筒传动装置，滚筒1可能传递的最大牵引力为滚筒2的 倍，并且两个滚筒之间牵引力的分配取决于摩擦系数和围包角的数值。当输送机的牵引力为一
30、定时，在滚筒l传递的牵引力未达到极限值的情况下，即在11-1的情况下，从图3-38中的曲线可见，当摩擦系数f值增大时，滚筒2传递的牵引力W2增大，W1减小；反之，当f值减小时，W2减小，W1增大。这是由于输送机的牵引力W0W1+W2为一定值，在刚性联系的双滚筒上，只有在滚筒2传递的牵引力已达极限值后，滚筒1才开始传递牵引力。,二、带式输送机的选型计算,根据胶带输送机的适用范围，查表选择一种胶带输送机，选出的胶带输送机要满足下列要求：工作地点生产工艺的要求；胶带的宽度及速度要满足运输生产率及货载块度的要求；为了使胶带平稳地运行，胶带在两托辊间的垂度不能超过托辊间距的2.5；为了保证运输工作的可靠
31、性，胶带与主动滚筒之间产生的摩擦力应有1520的备用；要求胶带有足够的强度。选出的胶带输送机要进行下列内容的计算：,输送机运行速度,输送带宽度,初步路线设计,基本参数计算,输送带张力计算,输送带强度校核,电动机功率计算,其他参数计算,在计算时，应已知下列原始数据：输送长度L(m)，装载点的位置及数目；巷道倾角（）及其变化，或巷道纵剖面图；设计运输生产率A（t/h）；货载的散集密度（t/m3）；货载在胶带上的堆积角（）；货载的块度a（mm）。,胶带输送机的一般计算方法:,（一）输送带宽度、速度和输送量的计算与选择胶带输送机的输送能力Q可按下式计算(3-18)式中 v 胶带运行速度，m/s；q 单
32、位长度胶带上货载质量，kg/m。因为带速v与带宽有关，故应先计算带宽，然后再计算带速，即应按下述步骤进行计算。1）根据货载最大块度amax(mm)初步计算带宽B(3-19)这个关系是考虑使货载最大块度尺寸，等于等长三托辊的托辊长度，这样可以减轻最大块度的货载对槽形托辊的两侧托辊产生的冲击，或避免大块货载卡在两侧托辊之间，损伤胶带和托辊。,2)根据设计运输生产率计算带速,Q的数值大小主要取决于货载断面，而货载断面主要取决于胶带宽度B及侧托辊倾角。,如图3-39所示为货载断面计算图。由图可见，货载断面由两部分组成，下部为梯形面积F1，上部为不规则的堆积面积F2。目前F2的计算方法有三：按三角形面积
33、、弓形面积或抛物线下面积计算。因为弓形面积比较符合实际情况故这里介绍这种计算方法。,货载与胶带横向接触长为0.8B，中间托辊长为0.4B，货载在带面上的堆积角为（），货载堆成的圆弧的半径为r，中心角为2。梯形面积F1为（3-20）弓形面积F2为（3-21）总面积为（3-22）,胶带输送机的输送能力为(3-23)考虑到倾斜输送机的输送能力减小而设的倾角系数，则(3-24)式中 货载的散集密度，对于煤为0.81.0，t/m3；c 输送机倾角系数，见表3-4；k 货载断面系数，k值与a及有关（等于静堆积角j的一半），k值见表3-5；v 输送带速度，m/s。,为了使输送机满足工作地点设计运输生产率的要
34、求，必须使输送能力不小于设计运输生产率A，即(3-25)所以，输送带速度为(3-26)根据公式(3-26)计算出带速v之后，查表选取标准速度。如果带速过大，可加大带宽，降低带速。,（二）输送带运行阻力的计算,如图3-40所示为倾斜向上运输的胶带输送机直线段阻力计算图，图中只画了一组托辊的受力情况。胶带在托辊上运行的有害阻力，主要包括托辊轴承摩擦阻力以及输送带与托辊之间的摩擦阻力。以表示托辊运行阻力系数，lg为重段托辊间距(m)；q为单位长度胶带上货载质量(kg/m)；qd为单位长度胶带质量(kg/m)；为输送机铺设倾角；g为重力加速度(9.8m/s2)。,货载和胶带作用在托辊轴上的正压力为若重
35、段托辊转动部分的质量以Gg(kg)表示，则g(q+qd)lgcos(N)与Ggg(N)之合力为P(N)（平行四边形的对角线），但因一般角不大，故P可近似地写成（3-27）故有害阻力为（3-28）除有害阻力外，还包括有自重分力g(q+qd)lgsin。所以，每一组托辊间距的运行阻力为（3-28a）,若输送机的重段托辊组数为n，则重段全长的总阻力为(3-28b)式中 L 输送机长度，m，Ln lg；qg 单位长度重段托辊转动部分质量，kg/m，因不大，故近似为,对于空段，同理可写出：(3-29)式中 qg 单位长度空段托辊转动部分质量，kg/m，即(3-30)Gg 空段托辊转动部分质量，kg；lg
36、 空段托辊间距，m；空段托辊阻力系数。在式(3-28b)及(3-29)中当胶带运行方向是倾斜向上时自重分力取正号；倾斜向下时取负号。Gg和Gg见表3-6。槽形托辊阻力系数和平形托辊阻力系数见表3-7。,一般lg为11.5m；一般lg为23m。胶带绕过滚筒要遇到阻力，这阻力包括由于弯曲时胶带本身的刚性阻力和滚筒轴承的摩擦阻力。在实际计算中，胶带绕过导向滚筒和主动滚筒的阻力分别用不同的经验公式计算。,在图3-41中，胶带在23段及45段，即在导向滚筒上所遇到的阻力可近似地按下式计算（3-31）（3-32）而对于主动滚筒的阻力，即61段的阻力可按下式计算（3-33）式中 s2、s4、s6、s1 分别
37、为胶带在各相应点上的张力，N。,（三）胶带张力的计算,胶带输送机胶带张力用“逐点计算法”计算。逐点计算法，就是将胶带在运行中所遇到的各种阻力沿着胶带运行方向依次逐点计入，计算的规则是：按运行方向，胶带某一点的张力等于它前一点的张力与这两点之间运行阻力之和。用公式表达可写成如下形式(3-34)式中 Si 胶带i点的张力，N；Si-1 胶带i-1点的张力，N，W(i-1)i 胶带在i-1点与i点之间的阻力，N。用逐点计算法时，将胶带的直线段与曲线段的连接处作为计算点；把各计算点加以编号，通常是以胶带与主动滚筒的分离点作为1点，然后按胶带运行方向对其它各点加以编号。,胶带最小张力值必须保证胶带工作时
38、不打滑，重段（或空段）最小张力值必须保证在重段（或空段）两托辊之间的胶带垂度不超过规定值。为了保证胶带工作时不打滑并有一定的备用摩擦力，必须按摩擦传动条件来确定胶带在主动滚筒上的最小张力值smin。为了保证重段（或空段）两托辊间胶带垂度不超过规定值，必须按胶带最大允许垂度条件验算重段（或空段）最小张力。,注意,1.按摩擦传动条件确定胶带在主动滚筒上的最小张力,按逐点计算法找出S1与S6的关系：(3-35),按摩擦传动条件，由式(3-12)，应满足下列关系或(3-36)ef 值可按表3-8选取。将式(3-35)及式(3-36)联立，可求出S1及S6值，进而求出S2、S3、S4及S5。,2.胶带的
39、垂度验算,用上述方法求出各点张力之后，要验算重段（或空段）最小张力smin,zh（或smin,k）是否满足规定垂度的要求，其计算方法如下。由图3-42可找出胶带张力S与垂度y之间的关系。从两托辊间胶带中点取隔离体，并取MA=0(3-37)所以(3-38),当s=sminzh时，y=ymaxzh；当s=smink时，y=ymaxk，所以(3-16)(3-17)为了保证胶带运转平稳，重段胶带允许最大垂度为0.025 lg，空段为0.025 lg，将此二值分别代入式(3-16)及(3-17)可求得(3-18)(3-19),若根据摩擦传动条件计算所得的重段最小张力不满足式(3-18)时，则需重新计算各
40、点张力。重算方法：令重段最小张力等于式(3-18)值，以此为基础再计算其它各点张力，然后再验算摩擦力备用系数。计算胶带张力也可采用另一种方法。首先按垂度条件确定重段最小张力，然后计算其它各点张力，最后验算摩擦力备用系数。这个方法的好处是可以避免重算张力。,四、胶带强度的验算,(一)普通型胶带帆布层数i的计算(3-20)式中 smax 胶带的最大张力，N；B 带宽，m；宽度为lm一层帆布的拉断力，普通型橡胶带54880，N/(m层)；维尼纶带137200，N/(m层)；m 安全系数见表3-15。,(二)钢绳芯胶带强度的计算,(3-21)式中 B 胶带宽度，m；GX 胶带破断强度，N/m宽；sma
41、x 胶带的最大张力，N；m 安全系数，一般取10。当胶带强度不满足要求时，要重新选择高强度的胶带。,五、牵引力及功率的计算,对于如图3-26所示的胶带输送机主动滚筒的圆周牵引力为(3-45)电动机的功率为(3-22)式中 v 胶带运行速度，m/s，减速器的机械效率。,应特别指出的是，对于倾角较大（一般当倾角6）的上山胶带输送机将以发电方式运行，此时W00，所以应用下式计算电机发电时的反馈功率，即(3-23)式中 v 电机超过同步转速运转时胶带的运行速度，一般取v1.05v。当上山胶带输送机空载运行时，仍按电动机方式运转。所以还必须计算其空载功率N(3-24)式中 W0 输送机空载运行时的牵引力
42、，N。根据式(3-23)及(3-24)的计算结果，取较大值为上山胶带输送机电动机所需之功率。选择电动机功率时应考虑1520的备用功率。,例3-1 吊挂带式输送机选型计算例题,验算在下列己知条件下，是否能使用SPJ-800型吊挂带式输送机。已知：在倾角为6的采区下山中向上运煤；下山巷道长为200m；运输生产率160t/h；巷道内空气潮湿；煤的散集密度0.85t/m3；煤在胶带上的堆积角15；胶带质量qd10.9 kg/m。,解：SPJ-800型吊挂带式输送机的技术特征从表3-1可查到。因为胶带宽度己定，为满足运输生产率的要求，可求出合适的胶带速度，由式(3-10)可得由上可知，只有当v1.01m
43、/s时才能满足运输生产率的要求，因此选定标准速度1.63m/s是完全可以的。,已知qd10.9 kg/m。取阻力系数0.04；=0.035，则重段阻力为,空段阻力为用逐点计算法求各点张力。并将各点张力计算列表3-16如下。,由表得到由式(3-15)得上二式联立得 将s1值写入表3-16“结果”栏中，然后求出其它各点张力值。,用式(3-18)验算胶带重段最小张力。由图3-28可见，重段最小张力点在3点，而s31803Nsminzh2793N，所以胶带垂度超过规定，要重新进行计算。令s3sminzh2793N，再计算s2、s1、s4及s5，把它们的数值写入“重算值”栏中。,摩擦力备用系数为合适 用
44、式(3-20)验算胶带的强度，帆布层数为 所以，使用五层帆布的胶带是完全可以的。主动滚筒圆周牵引力为,减速器是由一对圆锥齿轮（传动效率1=0.95），两对圆柱齿轮（传动效率2、3=0.96）以及一对开式传动的圆柱齿轮（传动效率4=0.91）所组成，因此其总传动效率为电动机功率为式中 1.2 电动机功率备用系数。由以上计算可知，用一台30kW电动机，SPJ-800型吊挂带式输送机完全能满足已知条件的要求。,课后作业,（1）带式输送机的选型计算包括哪些内容？（2）提高输送机的牵引力的措施有哪些？（3）已知在倾角为5的采区下山中向上运煤，下山巷道长约300m。运输生产率为200t/h。巷道内空气潮湿。煤的松散密度为0.85t/m3，煤在输送带上的堆积角为15。请选择输送机。,
