毕业论文主要内容和要求：

堆取料机地面胶带机机宽度：1600mm （堆取料机地面胶带机宽度）采用阻燃型强力堆取料机地面胶带机；

驱动联结型式：液力联轴器

运输机水平布置，采用液压张紧装置；

参考有关堆取料机地面胶带机输送机设计、选型手册进行设计计算；

1、参考有关完成输送机和堆取料机总体配套方案设计；A0

2、传动装置设计；A0

3、完成传动装置箱体设计A0

4、完成传动装置组件、零件工作图设计及零件加工工艺编制；A22×A3

1.2斗轮堆取料机尾車3

1.2.2钢绳卷扬驱动的活动式单尾车4

1.2.3后部铰轴俯仰液压驱动活动单尾车5

1.2.4中部铰轴俯仰液压驱动活动单尾车5

1.2.5伸缩升降式双尾车5

1.2.6 钢绳卷扬驱动双尾車6

1.2.7液压驱动双尾车7

1.2.8 固定叉式漏斗双尾车7

1.2.9尾车机构的选择8

1.3带式输送机的特点8

1.4带式输送机的工作原理和分类8

1.4.1带式输送机的工作原理8

1.4.2带式输送机嘚分类11

1.5带式输送机的摩擦传动原理13

1.5.1堆取料机地面胶带机的摩擦传动原理13

1.5.2传动装置的牵引力15

1.6带式输送机的现状与发展趋势15

1.6.1国外带式输送机技術的现状15

1.6.2. 国内带式输送机技术的现状16

1.6.3 国内外带式输送机技术的差距17

1.6.4 煤矿带式输送机技术的发展趋势19

2 带式输送机的参数设计计算19

2.2核算输送能仂20

2.3根据原煤粒度核算输送机带宽20

2.4圆周驱动力的确定20

2.5输送带的选型23

2.6输送带的张力计算23

2.6.1输送带不打滑条件校核23

2.6.2输送带下垂度校核24

2.6.3各特性点张力計算24

2.6.4确定传动滚筒合张力25

2.7输送带的强度校核26

2.8拉紧行程的计算26

3.3计算传动装置的运动和动力参数28

3.4齿轮的设计及校核计算29

3.4.1第一对齿轮的设计29

3.5传动軸的设计40

3.6减速器箱体的结构设计59

3.7 轴系部件的结构设计61

3.8.1 检查孔与检查孔盖的设计61

4 带式输送机的操作、维护和安装64

4.2带式输送视的维护64

4.3皮带打滑嘚解决办法67

4.3.1重锤张紧皮带运输机皮带的打滑67

4.3.2螺旋张紧或液压张紧皮带机的打滑68

4.4皮带运输机皮带跑偏的调整68

4.4.3调整驱动滚筒与改向滚筒位置69

4.4.5 转載点处落料位置对皮带跑偏的影响70

4.4.6双向运行皮带运输机跑偏的调整70

4.5皮带运输机的撒料的处理70

4.5.2凹段皮带悬空时的撒料71

4.6带式输送机的安装71

5 其它形式的带式输送机72

5.1手造带式输送机72

5.2大倾角带式输送机73

斗轮堆取料机是一种高效率的连续装卸设备，被广泛应用在火电厂、港口码头、钢铁冶金、矿山、建材水泥、化工、煤炭与焦化厂等原料储运场可实现煤炭、矿石、化工原料等散状物料的堆取、转运、装卸的连续作业。

帶式输送机是斗轮堆取料机中重要环节,在其它方面也广泛应用带式输送机是现代物料连续运输的重要设备，是连续运动的无端输送带运送货物的机械用堆取料机地面胶带机作为输送带的带式输送机称为堆取料机地面胶带机输送机，简称堆取料机地面胶带机机它具有结構简单、成本低、运输距离长、效率高的优点。其主要用于冶金、采矿、煤炭、电站、港口以及工业企业它将为我国各矿业装卸工作的機械化、现代化作出越来越大的贡献。

本文主要介绍了斗轮堆取料机中的运输皮带机首先，介绍了带式输送机的工作特点、发展概况、笁作原理分类；其次，介绍了堆取料机地面胶带机的摩擦传动原理；最后根据带式输送机的工作条件对其计算，其中对传动部分的减速器部分进行了详细的设计及设计计算简单分析了皮带跑偏及撒料的原因和解决方法，又介绍了其他几种形式的皮带机

关键词：带式輸送机；发展概况；减速器

1.2斗轮堆取料机尾车3

1.2.2钢绳卷扬驱动的活动式单尾车4

1.2.3后部铰轴俯仰液压驱动活动单尾车5

1.2.4中部铰轴俯仰液压驱动活动單尾车5

1.2.5伸缩升降式双尾车5

1.2.6 钢绳卷扬驱动双尾车6

1.2.7液压驱动双尾车7

1.2.8 固定叉式漏斗双尾车7

1.2.9尾车机构的选择8

1.3带式输送机的特点8

1.4带式输送机的工作原悝和分类8

1.4.1带式输送机的工作原理8

1.4.2带式输送机的分类11

1.5带式输送机的摩擦传动原理13

1.5.1堆取料机地面胶带机的摩擦传动原理13

1.5.2传动装置的牵引力15

1.6带式輸送机的现状与发展趋势15

1.6.1国外带式输送机技术的现状15

1.6.2. 国内带式输送机技术的现状16

1.6.3 国内外带式输送机技术的差距17

1.6.4 煤矿带式输送机技术的发展趨势19

2 带式输送机的参数设计计算19

2.2核算输送能力20

2.3根据原煤粒度核算输送机带宽20

2.4圆周驱动力的确定20

2.5输送带的选型23

2.6输送带的张力计算23

2.6.1输送带不打滑条件校核23

2.6.2输送带下垂度校核24

2.6.3各特性点张力计算24

2.6.4确定传动滚筒合张力25

2.7输送带的强度校核26

2.8拉紧行程的计算26

3.3计算传动装置的运动和动力参数28

3.4齿輪的设计及校核计算29

3.4.1第一对齿轮的设计29

3.5传动轴的设计40

3.6减速器箱体的结构设计59

3.7 轴系部件的结构设计61

3.8.1 检查孔与检查孔盖的设计61

4 带式输送机的操莋、维护和安装64

4.2带式输送视的维护64

4.3皮带打滑的解决办法67

4.3.1重锤张紧皮带运输机皮带的打滑67

4.3.2螺旋张紧或液压张紧皮带机的打滑68

4.4皮带运输机皮带跑偏的调整68

4.4.3调整驱动滚筒与改向滚筒位置69

4.4.5 转载点处落料位置对皮带跑偏的影响70

4.4.6双向运行皮带运输机跑偏的调整70

4.5皮带运输机的撒料的处理70

4.5.2凹段皮带悬空时的撒料71

4.6带式输送机的安装71

5 其它形式的带式输送机72

5.1手造带式输送机72

5.2大倾角带式输送机73

斗轮堆取料机是在斗轮挖掘机的基础上发展起来的，其结构与斗轮挖掘机基本相同只是在挖掘能力上有所差异。最早的斗轮挖掘机进行向上挖掘是1916年法国贝尔维茨露天矿用轨道荇走式斗轮机可以说是最早的斗轮取料机。

我国斗轮堆取料机诞生在上世纪六十年代末期经过近四十年的发展，如今已经发展成为一個庞大的行业在国民经济中发挥着重要的作用。

斗轮堆取料机是一种高效率的连续装卸设备被广泛应用在火电厂、港口码头、钢铁冶金、矿山、建材水泥、化工、煤炭与焦化厂等原料储运场，可实现煤炭、矿石、化工原料等散状物料的堆取、转运、装卸的连续作业斗輪堆取料机与其它散料搬运设备相比，具有如下优点：1）生产效率高；2）能耗低；3）自重轻；4）投资省；5）操作简单等

斗轮堆取料机是散料搬运设备中的一个系列分支，它包括：斗轮堆取料机、桥式斗轮取料机、滚筒式混匀取料机按结构分为：悬臂式斗轮堆取料机、桥式斗轮取料机、滚筒式混匀取料机和门式斗轮堆取料机。悬臂式斗轮堆取料机按工艺要求又分为：斗轮取料机、斗轮堆取料机和堆料机三種按臂架形式分为：定臂堆料机、动臂堆料机和摇臂堆料机。桥式斗轮取料机分为：桥式单斗取料机和桥式双斗取料机按功能和工艺汾为：斗轮取料机、斗轮堆取料机、混匀取料机、堆料机、混匀堆料机。混匀取料机和混匀堆料机主要用于冶金行业的原料预均化工艺中按主机俯仰结构特点分为：液压式俯仰和机械卷扬变幅两种。液压式俯仰斗轮堆取料机按俯仰变幅部分的结构又分为：整体平衡式斗轮機和活动平衡式斗轮机

斗轮堆取料机主要由斗轮机构、俯仰机构、回转结构、行走结构、堆取料机地面胶带机机组、金属结构、电器控淛系统、润滑系统、抑尘系统等组成。其中斗轮堆取料机尾车按结构分为：固

定单尾车、固定双尾车、交叉尾车、折返半趴单尾车、折返铨趴单尾车、全功能尾车等

利用斗轮连续取料，用机上的带式输送机连续堆料的有轨式装卸机械它是散状物料（散料）储料场内的专鼡机械，是在斗轮挖掘机的基础上演变而来的可与卸车（船）机、带式输送机、装船（车）机组成储料场运输机械化系统,生产能力每小時可达1万多吨。斗轮堆取料机的作业有很强的规律性易实现自动化。控制方式有手动、半自动和自动等

斗轮堆取料机按结构分臂架型囷桥架型两类。有的设备只具有取料一种功能称斗轮取料机。臂架型斗轮堆取料机：它有堆料和取料两种作业方式堆料由带式输送机運来的散料经尾车卸至臂架上的带式输送机，从臂架前端抛卸至料场通过整机的运行，臂架的回转、俯仰可使料堆形成梯形断面的整齐形状取料是通过臂架回转和斗轮旋转连续实现的。物料经卸料板卸至反向运行的臂架带式输送机上再经机器中心处下面的漏斗卸至料場带式输送机运走。通过整机的运行臂架的回转、俯仰，可使斗轮将储料堆的物料取尽

臂架斗轮堆取料机由斗轮机构、回转机构、带式输送机、尾车、俯仰与运行机构组成（图1.1）。

①斗轮机构：是取料的工作机构包括斗轮及其驱动装置。斗轮分无格式、半格式和有格式3种（图1.2）

无格式斗轮的铲斗没有斗底，在非卸料区内用固定在臂架上的圆弧挡板堵住斗中散料散料在圆弧挡板上滑移。在卸料区内沒有圆弧挡板而有一个固定的斜溜槽当铲斗随轮体旋转至卸料区时，斗中物料在自重作用下经斜溜槽滑到带式输送机上它的卸料区间夶，因而斗轮转速较高可提高作业能力，能卸较粘物料半格式斗轮的结构与无格式相似，只是将斗壁向斗轮中心延伸一段使圆弧挡板与轮体之间的距离加大，以减少在圆弧挡板与轮体间发生卡料的可能性有格式斗轮的每个铲斗的斗底是一个扇形斜溜槽，在非卸料区卻有固定不动的侧挡板当铲斗随轮体旋转至一定高度后,斗中散料开始沿扇形斜溜槽向斗轮中心滑动,铲斗到达卸料区后，由于没有侧挡板阻挡散料经斜溜槽、卸料板滑到带式输送机上。有格式斗轮卸料慢需较大的斗轮直径，但不会产生卡料现象适用于坚硬物料。三种鬥轮中以无格式应用最多斗轮的传动方式有机械与液压两种，一般不需调速

②回转机构:由回转支承和驱动装置两部分组成,用以使臂架咗右回转。为保证臂架在任意位置时斗铲都能装满,回转速度要求在0.01～0.2转／分的范围内按一定规律实现自动无级调节大多用直流电动机或液压驱动。

③臂架带式输送机：供输送物料之用在堆料、取料作业时，输送带需正反向运行

④尾车：将料场带式输送机与斗轮堆取料機联系在一起的机构。料场带式输送机的输送带绕过尾车机架上的两个滚筒呈S形走向,以便在堆料时把物料由料场带式输送机转运到斗轮堆取料机上去。

⑤俯仰机构和运行机构：均与门座起重机中相应的机构相似

桥架式斗轮堆取料机 　按桥架形式又分为门式和桥式两种。

①门式斗轮堆取料机：它有一个门形的金属构架和一个可升降的桥架门架横梁上有一条固定的和一条可移动且可双向运行的堆料带式输送机，在门架一侧的料场带式输送机线上设有随门架运行的尾车无格式斗轮通过圆形滚道、支承轮、挡轮套装在可沿升降桥架运行的小車上，桥架内装有带式输送机堆料时，物料经料场带式输送机、尾车转至堆料带式输送机上最后抛卸至料场。通过门架的移动及其上堆料带式输送机的运行使物料形成一定形状的料堆。取料时由横向运行的小车及其上旋转的斗轮连续取料，物料在卸料区卸到桥架带式输送机上最后转卸到料场带式输送机运走。通过桥架的升降和门架的运行可将料堆取尽。

②桥式斗轮取料机：与门式斗轮堆取料机茬结构上的主要区别是:它没有高大的门架,桥架是固定不升降的而且处于较低位置；没有堆料带式输送机和尾车；在斗轮的前方有固定在尛车上的料耙（图1.3）。小车运行时带动料耙沿料堆端面运动使上面的散料下滑，

以便斗轮取料料耙还能使由堆料机按不同物料分层堆放的物料在下滑时混匀，因此往往又称为桥式斗轮混匀取料机

1.2斗轮堆取料机尾车

。尾车一般应用在斗轮堆取料机、堆料机、排土机和装船机等大型移动散料机械上斗轮堆取料机的尾车的作用是在堆料时将地面皮带运输机的物料送到斗轮堆取料机的悬臂皮带机，通过悬臂皮带机将物料堆送到料场在堆料机中尾车的形式相对比较简单。大多数情况下为固定式单尾车所谓固定式单尾车就是尾车仅为单个车體组成,车体上无任何可以变换的机构。而在堆取料机中使用的尾车则有许多种形式应用较多的常见的尾车形式有八种。

1.2.1固定式单尾车

固萣式单尾车的形式见图一,尾车由四组车轮支承并由主机牵引在大车走行轨道上行走。尾车的上部为尾车的主梁尾车本身无动力，靠主機牵引在轨道上行走尾车上的皮带是地面皮带机的皮带。地面皮带经过主梁后再经过三个改向滚筒返回到地面

图1.4 固定式单尾车

当物料從地面上升到地面皮带的尾车上的部分后将物料经过前部的漏斗流到主机的悬臂皮带机上。固定单尾车上无任何机构仅仅由主机牵引在軌道上行走。固定式单尾车功能就是堆料

1.2.2钢绳卷扬驱动的活动式单尾车

钢绳卷扬驱动的活动式单尾车结构形式见图二。在尾车前部的立梁上设有定滑轮在尾车平台上设有卷扬机，主梁上设有动滑轮用来起升尾车的主梁主梁的后部靠近后部走行轮处设有两个铰轴，尾车主梁的前部可绕后部铰轴沿前部所示虚线上下移动尾车和主机之间的连接为车钩连接。

采用活动单尾车的目的有两个一是在堆取料机取料时可以将尾车落到下位，使主机的回转机构可以回转到±165o的角度以便在设备后退到轨道极端位置时可以取到回转角度大于90o位置的物料，尽可能的减少后部的剩料二是在某些系统中要求设备在取料时要求地面皮带机将物料向与取料时的相反方向输送物料，既常说的折反式尾车在这种尾车变换时连接主机和尾车之间采用一对容易摘挂的车钩或电动推杆。变换时先摘钩然后开动主机，或开动电动推杆驅动尾车变换和主机间的位置第三步是变换尾车主梁的位置，再开动主机挂钩。无论是向上变换还是向下变换都有这样一个过程

图1.5  鋼绳卷扬驱动活动单尾车

在取料时由于尾车的主梁前部已经位于主机的下部，主机取料时落下的物料刚好落到尾车主梁前部的缓冲托辊区間的皮带机上物料从尾车的前部经过尾车中部运到尾车的后部，最后返回地面皮带上此时地面皮带的运行方向与堆料时相反。

1.2.3后部铰軸俯仰液压驱动活动单尾车

此种尾车的作用和操作与钢绳卷扬驱动活动单尾车完全相同只不过其驱动方式为液压油缸驱动。

图1.6  后部铰轴俯仰液压驱动活动单尾车

此种机构存在一定的不足是在采用两个油缸工作要求双缸同步并且主梁因为过长而导致主梁的刚性不十分理想，容易在实际运行时左右摆动

1.2.4中部铰轴俯仰液压驱动活动单尾车

中部铰轴俯仰液压驱动活动单尾车机构形式见图4，中部铰轴俯仰液压驱動活动单尾车是将铰轴安装到尾车主梁位置的中部相对于后部铰轴俯仰液压驱动活动单尾车活动梁部分的长度减短了许多，所以活动主梁部分具有相对比较好的刚度。此种尾车的功能同第二和第三种同样需要处理好双油缸的同步问题。由于几何尺寸的限制此种机构茬前部活动主梁下俯时皮带折曲的角度较大。在皮带机设计中一般要求在皮带长度方向上皮带凸段部分应具有足够大的曲率半径

图1.7  中部鉸轴俯仰液压驱动活动单尾车

而在此种尾车上做不到。所以在使用这种机型时不应使尾车皮带机的槽角超过35o最好小于或等于30o，否则此處皮带横向容易凸起或打折而损坏皮带。

1.2.5伸缩升降式双尾车

伸缩升降式双尾车机构形式见图5伸缩升降式双尾车的机构相对比较复杂，尾車前部有四组车轮后部有四组车轮。前部四个车轮组成一个车体后部四个车轮组成一个车体。上部由固定在后部的固定梁和前部活动梁组成地面皮带机经过上部的固定梁和活动梁返回到后部的固定梁，最后返回到地面皮带机架上前部的活动梁的前部设有一对活动摆杆用于支承活动梁，活动梁的后部铰接于后部车体的固定梁上在活动梁的前部设有卸料漏斗。前部车体上设有两套驱动装置驱动装置設有两个伸缩杆组成，每个伸缩杆上还设有销齿条和轨道由两个齿轮驱动销齿条伸缩运动。伸缩杆的上下部分别设有若干支承伸缩杆轨噵的滚轮在伸缩杆的后部有两个铰轴铰接于后车体上。为了消除多余约束此处铰轴孔在竖直方向为长孔。在前后车体之间的伸缩杆的丅部设有两对连接车钩用于连接或断开前后车体的连接在前车体的前部还设有一个接料斗用来盛接地面皮带的来料。此双尾车上无独立嘚皮带运输机机上的皮带是地面皮带机上的皮带。

此尾车的工作原理是：当尾车的状态如图5所示在上位时因为前部摆杆前倾,连接两车體的车钩处受压,此时很容易将车钩摘下。两车钩摘开后开动电机驱动伸缩杆向后运动推动后部车体后移，使前后车体的距离拉大在前擺杆的作用下，活动梁相对于前车体向后向下运动最终落到前车体上。此时活动梁的漏斗刚好落到前车体的下部的接料斗上部在活动梁和前车体之间设有一对缓冲器用于减少下落时的冲击。当需要将活动梁抬起时则可以开动电机驱动伸缩杆拉动后车体前移在摆动杆的莋用下活动梁逐渐升起,直到连接车钩挂上。此种尾车的前车体和主机之间的连杆无论在什么状态都不脱开即始终连接在一起。本尾车比較适合于要求具有直通功能的焦碳料场

本尾车最大的特点有四方面，一是在尾车的变换时尾车与主机之间不需要脱开尾车靠自身的机構完成主梁的位置变换；二是尾车在主梁的下位时不需要主机下部有太大的高度空间也可实现物料直通的功能；三是尾车上无转载中继皮帶机；四是取料时可以实现±165o回转范围的取料。本尾车的功能是提高取料时取料机的回转角度；直通时可以降低物料的提升高度和降低落料高度差物料经尾车返回到地面皮带机时地面皮带机的皮带运行方向同堆料时的方向一致。在主梁的上升和下降的过程中运行平稳容噫操作，在上位和下位地面皮带的总长度变化较小本尾车相对机构比较复杂。

1.2.6 钢绳卷扬驱动双尾车

钢绳卷扬驱动双尾车见图6钢绳卷扬驅动双单尾车是由前后两部分组成，其中前部尾车为相对独立的尾车有四组车轮组成前部车轮的主体，类似于固定式单尾车只不过在其上面的皮带不是地面皮带，而是独立的安装在尾车上的中继皮带机尾车和主机的连接是不可摘开的连杆连接。本尾车的后部分为仅有兩组支承轮的尾车前部由弯折杠杆，动滑轮组定滑轮组，卷扬机等组成双尾车的后部尾车主梁由后部两个支承轮和后尾车前部杠杆支承。收或放卷扬机的钢绳可以将弯折杠杆拉起或放下使后部尾车的主梁可以在上位或在下位，改变了后部尾车主梁前部相对于前部尾車后部的位置使地面的来料可以卸到前部尾车的皮带机上或使物料直接通过后部尾车继续向前输送。后部尾车在下部时还可以使设备在取料时皮带机地面皮带机向与堆料时相反的方向输送物料本尾车在变换时地面皮带机的皮带长度变化较大，在设计地面皮带机时要考虑這一因素对地面皮带机的影响本尾车的功能是堆料、物料的直通、地面皮带机与堆料方向相同时的直通或取料、地面皮带机的运行方向與堆料时相反方向的取料。本尾车应用在堆取料机上时取料的回转角度因前部尾车的影响与堆料状态相同一般最大不超过±110o。由于地面皮带的张力较大设计时要充分考虑变换驱动装置克服地面皮带的张力。

图 1.9 钢绳卷扬驱动双尾车

1.2.7液压驱动双尾车

液压驱动双尾车的功能与原理基本同钢绳卷扬驱动双尾车所不同的是后部尾车在变换时由液压油缸驱动后部弯折杠杆使后部尾车上下变换位置。

1.2.8 固定叉式漏斗双尾车

固定叉式漏斗双尾车的前部尾车同钢绳卷扬驱动双尾车的前部尾车后部尾车也相当一个固定尾车，在两个尾车的中间设有一个叉式漏斗以改变物料的流向，此种尾车的机构比较简单除前部尾车设有独立的皮带机和中部的翻板外无任何机构，尾车和主机的连接也是甴不可摘下的连杆连接在改变叉式漏斗内的翻板的位置可以使物料流向前部尾车，也可以使物料流向地面皮带机或者使部分物料流向哋面皮带机，部分流向前部尾车就是说在叉式漏斗处也可以实现分流。

1.2.9尾车机构的选择

前面讲述了八种类型的尾车在实际选用时应当根据料场的工艺流程、资金的投入等多方面决定。实际上某些用户如果需要物料在堆料状态下实现物料的直通即物料不堆入料场，直接返回地面皮带机也可以采用普通的固定式单尾车。具体方法有两种：一是在地面皮带机来料时可以以取料的方向开动主机悬臂皮带机使落到悬臂皮带机上的物料返回到地面皮带机；二是可以在尾车前部落料口下部主机回转平台处的接料斗设计成可以摆动的漏斗使物料直接落到主机的中心漏斗处，物料返回到地面皮带机只不过上述的方法与前面所述的几种尾车相比较不十分理想。尾车功能的选择应以满足实际需要为原则和兼顾制造成本的原则来选择。

当需要设备具有物料直通功能时可选择第五、第六、第七、第八种类型的尾车 ；当取料时地面皮带机的运行方向和取料时地面皮带机运行的方向相反时可选择第二、第三、第四、第六、第七种类型的尾车；当需要主机取料時回转角度达到约±165o可选择第二、第三、第四、第五种类型的尾车

尾车的形式选用还应当充分考虑机构和结构的刚度和强度，因为尾车楿对长度方向尺寸比较大最容易发生设备在安装和投入使用后出现变形、下挠等结构故障。另外还应当考虑在尾车上设置的各种其它機械设备的载荷对尾车钢结构强度和刚度的影响。

1.3带式输送机的特点

带式输送机俗称“皮带机”是以堆取料机地面胶带机、钢带、钢纤維带、塑料带和化纤带作为传送物料和牵引工件的输送机械，是连续式输送机械中应用最广泛的一种带式输送机是由承载的输送带兼作牽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、运行平穩、在运输途中对物料的损伤小等优点，被广泛应用于国民经济的各个部门在矿井巷道内采用带式输送机运送煤炭、矿石等物料，对建設现代化矿井有重要作用

1.4带式输送机的工作原理和分类

1.4.1带式输送机的工作原理

带式输送机是由许多零部件和具有某些特殊功能的装置组荿。输送带、托辊、机架等是沿输送机全长布置的驱动装置、拉紧装置、储带装置和清扫装置等也是带式输送机的重要组成部分，它们嘚结构和工作原理对带式输送机整体特性影响很大

带式输送机是以堆取料机地面胶带机作为牵引机构和承载机构的连续运输机械，所以吔称堆取料机地面胶带机输送机随着带式输送机在国民经济各部门中日益广泛的应用，其结构简单、运行平稳可靠、能耗低对环境污染小、便于集中控制和实现自动化、管理维护方便、在连续装载条件下可实现连续运输等许多优点，越来越被人们深刻理解和认识因而針对生产需求设计出了通用带式输送机和各种各样的特种带式输送机。虽然它们结构各异使用场合也不同，但是它们的工作原理基本是楿同的即大多属于以输送带兼作牵引机构和承载机构的连续运输机械，只有极个别的带式输送机（如钢丝绳牵引带式输送机）的输送机呮作为承载机构带式输送机的主要组成部分和工作原理如图1.12所示。

 上下两股输送带分别支承在上、下托辊3上拉紧装置5给输送带以正常運转所需的张紧力。工作时驱动装置1的主动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行。货载装在输送带上与输送带一起运动帶式输送机一般是利用上段输送带运送货载的，并且在端部卸载也可利用专门的卸载装置在中间卸载。

带式输送机的机身断面如图1.12中的截面图A—A 所示上部的输送带利用一组槽形上托辊支承，以增加输送带的承载断面积下部输送带一般利用平形下托辊支承。

带式输送机鈳用于水平或倾斜运输但倾角受物料特性限制。在通常情况下倾斜向上运输时的倾角不超过18°，向下运输不超过15°。带式输送机不宜运送有棱角的货物，因为有棱角的物料易损坏输送带，降低带式输送机的使用寿命。带式输送机的运输能力大，运行阻力小，运输过程中物料一般不会破碎，因而特别适合输送散料货物

带式输送机虽然种类繁多，但其基本组成部分差别不大只是具体结构有所不同。基本组荿部分（参考图1.12）的功能简介如下

驱动装置的作用是将电动机的动力传送给输送带，并带动它运行驱动装置由电动机、联轴器、减速器和驱动滚筒等部件组成。

带式输送机使用的电动机有鼠笼式、绕线式异步电动机在有防爆要求的场合，应采用防爆电动机使用液力耦合器时，不需用具有高启动力矩的电动机只要与耦合器配合得当，就能得到接近电动机最大力矩的启动力矩

带式输送机上使用的联軸器，按传动和结构上的需要分别采用液力耦合器、柱销联轴器、棒销联轴器、齿轮联轴器、十字滑块联轴器或各种弹性联轴器等。

带式输送机使用的减速器有圆柱齿轮减速器和圆锥—圆柱齿轮减速器圆柱齿轮减速器的传动效率高，但要求电动机轴与带式输送机线路垂矗驱动装置占地面积大，井下使用时需加宽硐室若把电动机布置在输送带下面，会给维护和更换造成困难因此，用于煤矿采区巷道嘚带式输送机应尽量采用圆锥—圆柱齿轮减速器使电动机轴与输送机平行布置，以减小驱动装置的宽度

驱动滚筒是依靠它与输送带之間的摩擦力带动输送带动运行的部件。据挠性牵引构件的摩擦传动理论输送带与滚筒之间的最大摩擦力随摩擦系数和围抱角的增大而增夶，所以提高牵引力必须从这两方面入手

增大驱动滚筒与输送带之间的摩擦系数的方法是将滚筒表面包覆一层具有高摩擦系数的材料，通常用橡胶包胶的方法常用硫化法（铸胶）和冷粘法，也可采用螺栓在滚筒表面固定一层输送带的方法包覆的橡胶外表面可做人字形槽纹、棱形槽纹或光面，其中人字形槽纹和棱形槽纹可以增大驱动滚筒与输送带之间的摩擦系数提高驱动效率。比较而言人字形槽纹效果要好些，棱形槽纹次之

当滚筒或其表面的包覆材料与输送带之间潮湿或着水时，摩擦系数将急剧降低而且包覆的橡胶越硬，摩擦系数越小

电动滚筒是将电动机和减速齿轮装在滚筒内的一种驱动装置。油冷式电动滚筒在滚筒空腔内装满润滑油滚筒旋转时油液冲刷電动机外壳进行冷却，并润滑齿轮传动系统电动滚筒的结构紧凑，带式输送机采用这种驱动装置能使整机体小轻便但目前功率尚小。

清扫装置是为卸载后的输送带清扫表面粘着物之用最简单的清扫装置是刮板式清扫器，由重锤或弹簧使刮板紧压在输送带上此外，还囿旋转刷、指状弹性刮刀、水力冲刷、振动清扫等采用哪种清扫装置，应视运送物料的粘性而定

托辊是带式输送机的重要部件之一。咜的作用是支承输送带使输送带的垂度不超过限定值以减小运行阻力，保证带式输送机平稳运行托辊沿输送机全长分布，数量很多咜的工作性能直接影响带式输送机的整机性能。托辊的全部质量约占整机的1/3价值约占整机的20﹪～25﹪。为增大输送带的承载断面将承载嘚输送带用短托辊组成槽形断面，这种托辊组称为槽形托辊组槽形托辊组所使用的托辊数量有3个、4个、5个等，因而也使槽形端面的形状各异对于空程段的输送带用一个长托辊支承，一般称为平形托辊组有些输送带较宽的带式输送机，其空程段的输送带用2个托辊组成V形斷面的托辊组支承称为V形托辊组。采用V形托辊组对防止输送带跑偏有一定作用

输送带的作用是承载物料和运送物料。输送带贯穿带式輸送机的全长（为机身长度的2倍多）用量大、价格高，约占整个带式输送机价值50﹪为使输送带不但有足够的强度，而且能够耐磨损和腐蚀输送带由芯体和覆盖层构成，芯体承受拉力覆盖层起保护芯体的作用。芯体的材料有丝织物和钢丝绳2类丝织物芯体有多层帆布粘合及整体编织2种。丝织物芯体的材质有棉、维纶和尼龙整体编织芯体的输送带与多导粘合的相比，强度相同时整编芯体的厚度小、柔喥好、耐冲击性好使用中不会发生层间剥裂。整编芯体的输送带伸长率较高使用时需要有较大的拉紧行程，钢丝绳芯体是由许多柔软嘚细钢丝绳相隔一定间距排列用与钢丝绳有良好粘合性的胶料粘合而成。钢丝绳芯输送带的强度高抗冲击性和抗弯曲疲劳性能好；伸長率小，需要的拉紧行程小同其他类型的输送带比较，钢丝绳芯输送带的厚度小所需滚筒直径也小。

拉紧装置的作用是使输送带具有足够的张力以保证驱动装置传递出应有的摩擦牵引力和使输送带的垂度保持在限定范围内。带式输送机常用的拉紧装置有螺旋式、重力式和钢丝绳绞车式等几种它们都是采用改变机尾换向滚筒与驱动装置的驱动滚筒之间中心距的方法来实现拉紧输送带的。一般而言螺旋式拉紧装置只能用于拉紧行程小、要求结构紧凑的场合。重力式拉紧装置适用于固定安装的带式输送机结构形式有多种，其特点是输送带伸长变形不影响拉紧力但体积大、比较笨重。钢丝绳绞车式拉紧装置是用绞车代替重锤靠牵引钢丝绳改变机尾滚筒与驱动滚筒之間的距离来张紧输送带。用这种方法实现输送带的张紧在输送带伸长变形时需要开动绞车来调整输送带张力，否则张力下降它的特点昰调整拉紧力方便，可实现自动调整在满载启动时，则开动绞车以增加输送带张力；在正常运转时适当反转绞车使张力减小。驱动滚筒出现打滑现象又可开动绞车增大拉紧力，使驱动滚筒摩擦牵引力增大消除驱动滚筒打滑现象。

制动装置有逆止器和制动器逆止器嘚作用是防止向上运输的带式输送机停车后输送带下滑。制动器的作用是保证向下运输的带式输送机可靠停车；在水平运输时若要求准確停车，也应装设制动器

装载装置也称给料装置，主要由漏斗和挡板等部件组成常用的有强制式、自溜式和组合式3类。

机架包括机头架、机尾架和中间架等它们的作用是安装带式输送机的机头、机尾、托辊组以及其他辅助装置等。常用机架也有几种不同的结构煤矿囲下使用的带式输送机，为了拆装方便机头架、机尾架做成结构紧凑便于移置的构件，中间架采用便于拆装的结构根据结构特点，有鋼绳机架和型钢机架两种按照安装方式不同，中间架又有落地式和绳架吊挂式之分落地式机架又有固定式和可拆移式两种。用于地面囷煤矿井下主要运输巷道的通用带式输送机的中间架多采用型钢焊接而成的固定式机架而采区顺槽一般用可拆移式机架或吊挂式机架。鈳拆移式机架一般用型钢焊接成H型中间托架将H型中间托架与两边的钢管采用插入式销钉固定联接，整个机架不用一个螺栓避免了因螺栓生锈而造成的拆装不便。型钢机架也可采用吊挂式安装但应用较少。

1.4.2带式输送机的分类

带式输送机的应用已经有100多年的历史了据有關资料介绍，最早的带式输送机出现在德国1880年德国LMG公司在链斗式挖掘机的尾部使用了一条蒸汽机驱动的带式输送机。到了20世纪30年代德國褐煤露天矿连续开采工艺趋于成熟，带式输送机也得到了迅速发展第二次世界大战前就已经使用了1.6m带宽的带式输送机。20世纪50年代开发研制成的钢丝绳芯输送带为实现带式输送机单机远距离输送提供了物质条件。为了提高生产率在不断增加单机长度的同时，带式输送機的运行速度也不断提高目前最高带速已达15m/s。20世纪70年代德国鲁尔区Haniel-ProsperⅡ号煤矿使用了当时规格最大的带式输送机其带宽为1.4m，带速为5.5m/s整機传动功率为2×3100kW电动机转子直接固定在滚筒轴上，从而省去了减速器采用交直—交交变频装置调速，启、制动过程非常平稳启动时间鈳达140s，制动时间达40s输送带保证寿命达20年。该机上、下分支输送带都运送物料向上运煤、向下运矸石，提升高度为700m尽管带式输送机已具有相当长的历史，其应用十分广泛但就其技术和结构形式而言，仍然处在发展之中许多新的机型和新的部件还在不断地开发研制。

目前带式输送机已发展成为一个庞大的家族，不再只是常规的开式槽型和直线布置的带式输送机而是根据使用条件和生产环境设计出叻多种多样的机型。为了便于管理、选用和设计可以按照结构特点、使用场合、运送物料特征和卸载方法等分为如下类型。

通用带式输送机是一种固定式带式输送机其特点是托辊安装在固定的机架上，由型钢制成的机架固定在地板或地基上整个机身成刚性结构。因此它广泛用于要求设备服务年限长、地基平整稳定的场合，例如煤矿地面生产系统、选煤厂、井下主要运输大巷、港口、发电厂等生产地點

可伸缩带式输送机的输送长度可以根据工作的需要随时缩短或加长。这种带式输送机主要是为满足煤矿井下综采工作面顺槽输送要求洏设计的可伸缩带式输送机中增设了一个储带装置，其作用是把带式输送机伸长前或缩短后的多余输送带暂时储存起来以满足采煤工莋面持续前进或后退的需要。这种带式输送机的机架与机架之间、托辊与机架之间的连接方式都采用插入式用销钉固定，整个机架没有┅个螺栓拆装十分方便。

移动带式输送机是一种按整机设计并且整机可在不同地点使用的带式输送机按移动的方式不同又可分为移动式和携带式两种。

钢绳芯带式输送机在结构形式上与通用带式输送机相同只是输送带由织物芯带改为钢丝绳芯带。因此它是一种强力型带式输送机，具有输送距离长、运输能力大、运行速度高、输送带成槽性好和寿命长等优点

钢绳牵引带式输送机是苏格兰工程师查尔?汤姆森所创制。该机1949年完成设计1951年制造完成第一台样机，1954年8月在苏格兰诺克平诺煤矿开始运行它的优点在于牵引体与承载体是分开嘚，可以跨越长距离和大高差其缺点是输送带成槽性差，影响物料截面积钢丝绳裸露在外，不易防腐蚀维护费用较高。因此国外囿些国家不提倡使用。我国自1967年起在煤矿开始使用但总体用量不大。使用表明当输送量超过500t/h、运距超过2～5km时，钢绳牵引带式输送机的機件投资和运费将少于钢绳芯带式输送机即运距越长越有利。

线摩擦带式输送机是在主机某位置的输送带下面加装一台或几台短的带式輸送机（称之为辅机）主带借助重力或弹性力压在辅机的输送带（辅带）上，辅带可以通过摩擦力驱动主带这样主带张力便可以大大降低而实现低强度输送带完成长距离或大运量输送。使用线摩擦带式输送机不仅可以从总体上减少输送线路中的转载点数而且可以方便哋对旧带式输送机进行加长改造，显著节省投资

平面弯曲带式输送机是一种在输送线路上可变向的带式输送机。它可以代替沿折线布置嘚、由多台单独的直线输送机串联而成的运输系统沿复杂的空间折曲线路实现物料的连续运输。输送带在平面上转弯运行可以大大简囮物料运输系统，减少转载站的数目降低基建工程量和投资。法国在这种带式输送机的研制和使用方面具有国际领先水平。我国的煤礦也有数台正在运行在设计和安装方面积累了一定的经验。

大倾角带式输送机可以减少输送距离降低巷道开拓量，减少设备投资当傾角增大到90°时，大倾角带式输送机就转变成了垂直输送的带式输送机。它不仅在结构上具有新的特点，而且在设计计算、物料截面形状和输送速度的确定等方面都有新的影响因素。垂直输送的带式输送机主要用于其他形式的输送机难以胜任的场合。

气垫带式输送机的工作原理及其结构不同于前述的几种带式输送机，它不使用托辊支承输送带而是以空气形成的气垫压力浮托起输送带。我国在气垫带式输送機研制方面起步较晚但由于气垫带式输送机的技术经济效果显著，近年来也发展很快与前述使用托辊的带式输送机相比，气垫带式输送机有如下优点：能耗少；维修费用低；制造成本低；运行稳定工作可靠；输送能力高；污染少。

在食用和轻工业等工业生产中由于衛生和工作环境的要求，通常使用一种以薄钢带作为输送带的带式输送机其耐热性比堆取料机地面胶带机好得多，但钢带的成槽性差滾筒传递扭矩也很有限，因而不适用于长距离输送还有一种以挠性网作为输送带的网带输送机，在技术性能上与钢带输送机相似主要鼡于轻工业和有特殊要求的场合。另外在输送铁磁性物料（例如铁矿石）时，常常使用被称为磁力摩擦式带式输送机它实质上是具有磁铁的带式输送机，一般使用丝织物芯体输送带作为承载构件在输送带的下面设置永久磁铁。磁铁把物料吸向输送带由此提高了物料嘚稳定性，并为倾斜输送物料创造了条件

1.5带式输送机的摩擦传动原理

1.5.1堆取料机地面胶带机的摩擦传动原理

带式输送机所需要的牵引力是通过传动滚筒与堆取料机地面胶带机之间的摩擦力来传递的。图1.2所示为带式输送机传动原理简图当电动机经减速器带动传动滚筒转动时，传动滚筒靠摩擦力带动堆取料机地面胶带机沿圈中所示箭头方向运动使得堆取料机地面胶带机与传动滚筒相遇点的张力 大于分离点的張力 。 与 之差值为传动滚筒所传递的牵引力

取AB 这段长度的堆取料机地面胶带机为隔离体，如图1.13中c图所示当传动滚筒顺时针转动时，作鼡在单元体上的力有：A点的张力 ；B点的张力 与  成 角；传动滚筒对堆取料机地面胶带机的法向反力 及摩擦力 ， 为滚筒与堆取料机地面胶带機之间的摩擦因数当忽略堆取料机地面胶带机自重，离心力和弯曲力矩时该单元体受力平衡方程为：

由于 很小，故 ≈1 , ≈1 因此，上述方程组可简化为

略去二次微量项 解上述方程组，得

式（1.1）为一阶常微分方程解之可得出张力随围抱角 变化而变化的函数 。在极限平衡狀态下当围抱角 由0增加到时，张力由 增加到 利用这两个边界条件，对微分方程式（1.1）两边定积分得

  同理对于围抱弧上任意一点A的张仂F可以表示为

相遇点张力随负载的增加而加大，当负载增加过多时就会出现相遇点张力与分离点张力之差大于传动滚筒与堆取料机地面膠带机间的极限摩擦力，堆取料机地面胶带机将在滚筒上打滑而不能工作若使堆取料机地面胶带机不在滚筒上打滑，必须满足如下条件

圖1.14所示是按式（1.2）、式（1.4）绘制的堆取料机地面胶带机张力变化规律曲线从图中可以看出，堆取料机地面胶带机张力在BC弧内按欧拉公式（1.2）所反映的规律变化在C点堆取料机地面胶带机的张力达到 ，在CA弧内堆取料机地面胶带机的张力保持不变

堆取料机地面胶带机是弹性體，在张力作用下要产生弹性伸长而且受力越大变形越大。而堆取料机地面胶带机张力由相遇点到分离点是逐渐变小的也就是说在相遇点被拉长的堆取料机地面胶带机，在向分离点运动时就会随着张力的减小而逐渐收缩。在这个过程中堆取料机地面胶带机与滚筒之間便产生相对滑动，称其为弹性滑动（或叫弹性蠕动）显然，弹性滑动只发生在传动滚筒上有张力差的一段堆取料机地面胶带机内这個张力差就是滚筒传递给堆取料机地面胶带机的牵引力。也就是说在传递牵引力的围抱弧内必然有弹性滑动现象这段由弹性滑动产生的弧叫滑动弧，滑动弧所对应的中心角λ叫利用角。滑动弧随着相遇点张力的增大增加

图1.14 传动滚筒上张力变化曲线

1.5.2传动装置的牵引力

由式（1.2）可知，带式输送机单滚筒传动装置可能传递的最大牵引力为

从式（1.5）中可以看出提高传动装置牵引力有如下方法：

增大 。增加拉紧力鈳使分离点张力 增大但在增大 的同时，必须相应地增大堆取料机地面胶带机断面这样就使堆取料机地面胶带机费用及传动装置的结构呎寸随之加大，故不经济

增大围抱角 。对于井下带式输送机因工作条件较差，所需牵引力较大可采用滚筒传动增大围抱角。

增大摩擦因数 通常是在传动滚筒上覆盖摩擦因数较大的橡胶、牛皮等衬垫材料，以增大摩擦因数

式（1.5）表示的是传动滚筒能传递的最大摩擦牽引力。在实际使用中考虑到摩擦因数和运行阻力的变化，以及启动加速时的动负荷影响应使摩擦牵引力有一定的富裕量作为备用。洇此设计采用的摩擦牵引力 应为

式中：n为摩擦力备用系数（以称启动系数），可取n=1.3～1.7  

摩擦因数对所能传递的牵引力有很大影响，影响摩擦因数的因素很多主要是输送带与滚筒接触面的材料、表面状态以及工作条件。对于功率大的带式输送机还要考虑比压、输送带覆蓋胶和滚筒包覆层的硬度、滑动速度、接触面温度。

1.6带式输送机的现状与发展趋势

1.6.1国外带式输送机技术的现状

国外带式输送机技术的发展佷快其主要表现在2个方面：一方面是带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带式输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型；另一方面是带式输送机本身的技术与装备有了巨大的发展尤其是长距离、大运量、高带速等大型带式输送机已成為发展的主要方向，其核心技术是开发应用了带式输送机动态分析与监控技术提高了带式输送机的运行性能和可靠性。目前在煤矿井丅使用的带式输送机已达到表1所示的主要技术指标，其关键技术与装备有以下几个特点：

设备大型化其主要技术参数与设备均向着大型囮发展，以满足年产300-500万；以上高产高效集约化生产的需要

应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术、采用大功率软启动與自动张紧技术，对输送机进行动态监测与监控大大地降低了输送带的动张力，设备运行性能好运输效率高。

采用多机驱动与中间驱動及其功率平衡、输送机变向运行技术使输送机单机运行长度在理论上已不受限制，并确保了输送系统设备的通用性、互换性及其单元驅动的可靠性

新型、高可靠性关键部件技术。如包含CST等在内的各种先进的大功率驱动装置与调速装置、高寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高效贮带装置、快速自移机尾等如英国FSW生产的FSW1200/（2-3）×400（600）工作面顺槽带式输送机就采用了液粘差速或变频调速装置，运输能力达3000t/h以仩它的机尾与新型转载机（如美国久益公司生产的S500E）配套，可随工作面推移而自动快速自移、人工作业少、生产效率高

表1.1 国外带式输送机的主要技术指标

顺槽可伸缩带式输送机   大巷与斜井固定式强力带是传输机

1.6.2. 国内带式输送机技术的现状

我国生产制造的带式输送机的品種、类型较多。在“八五”期间通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水平有了很大的提高煤矿井下鼡大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品开发都取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面順槽可伸缩带式输送机等均填补了国内空白并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究产品开发，研制成功了多种软启動和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置驱动系统采用调速型液力耦合器和行星齿轮减速器。目前我国煤矿井下用带式输送机的主要技术特征指标如表2所示

毕业论文主要内容和要求：

堆取料机地面胶带机机宽度：1600mm （堆取料机地面胶带机宽度）采用阻燃型强力堆取料机地面胶带机；

驱动联结型式：液力联轴器

运输机水平布置，采用液压张紧装置；

参考有关堆取料机地面胶带机输送机设计、选型手册进行设计计算；

1、参考有关完成输送机和堆取料机总体配套方案设计；A0

2、传动装置设计；A0

3、完成传动装置箱体设计A0

4、完成传动装置组件、零件工作图设计及零件加工工艺编制；A22×A3

1.2斗轮堆取料机尾車3

1.2.2钢绳卷扬驱动的活动式单尾车4

1.2.3后部铰轴俯仰液压驱动活动单尾车5

1.2.4中部铰轴俯仰液压驱动活动单尾车5

1.2.5伸缩升降式双尾车5

1.2.6 钢绳卷扬驱动双尾車6

1.2.7液压驱动双尾车7

1.2.8 固定叉式漏斗双尾车7

1.2.9尾车机构的选择8

1.3带式输送机的特点8

1.4带式输送机的工作原理和分类8

1.4.1带式输送机的工作原理8

1.4.2带式输送机嘚分类11

1.5带式输送机的摩擦传动原理13

1.5.1堆取料机地面胶带机的摩擦传动原理13

1.5.2传动装置的牵引力15

1.6带式输送机的现状与发展趋势15

1.6.1国外带式输送机技術的现状15

1.6.2. 国内带式输送机技术的现状16

1.6.3 国内外带式输送机技术的差距17

1.6.4 煤矿带式输送机技术的发展趋势19

2 带式输送机的参数设计计算19

2.2核算输送能仂20

2.3根据原煤粒度核算输送机带宽20

2.4圆周驱动力的确定20

2.5输送带的选型23

2.6输送带的张力计算23

2.6.1输送带不打滑条件校核23

2.6.2输送带下垂度校核24

2.6.3各特性点张力計算24

2.6.4确定传动滚筒合张力25

2.7输送带的强度校核26

2.8拉紧行程的计算26

3.3计算传动装置的运动和动力参数28

3.4齿轮的设计及校核计算29

3.4.1第一对齿轮的设计29

3.5传动軸的设计40

3.6减速器箱体的结构设计59

3.7 轴系部件的结构设计61

3.8.1 检查孔与检查孔盖的设计61

4 带式输送机的操作、维护和安装64

4.2带式输送视的维护64

4.3皮带打滑嘚解决办法67

4.3.1重锤张紧皮带运输机皮带的打滑67

4.3.2螺旋张紧或液压张紧皮带机的打滑68

4.4皮带运输机皮带跑偏的调整68

4.4.3调整驱动滚筒与改向滚筒位置69

4.4.5 转載点处落料位置对皮带跑偏的影响70

4.4.6双向运行皮带运输机跑偏的调整70

4.5皮带运输机的撒料的处理70

4.5.2凹段皮带悬空时的撒料71

4.6带式输送机的安装71

5 其它形式的带式输送机72

5.1手造带式输送机72

5.2大倾角带式输送机73

斗轮堆取料机是一种高效率的连续装卸设备，被广泛应用在火电厂、港口码头、钢铁冶金、矿山、建材水泥、化工、煤炭与焦化厂等原料储运场可实现煤炭、矿石、化工原料等散状物料的堆取、转运、装卸的连续作业。

帶式输送机是斗轮堆取料机中重要环节,在其它方面也广泛应用带式输送机是现代物料连续运输的重要设备，是连续运动的无端输送带运送货物的机械用堆取料机地面胶带机作为输送带的带式输送机称为堆取料机地面胶带机输送机，简称堆取料机地面胶带机机它具有结構简单、成本低、运输距离长、效率高的优点。其主要用于冶金、采矿、煤炭、电站、港口以及工业企业它将为我国各矿业装卸工作的機械化、现代化作出越来越大的贡献。

本文主要介绍了斗轮堆取料机中的运输皮带机首先，介绍了带式输送机的工作特点、发展概况、笁作原理分类；其次，介绍了堆取料机地面胶带机的摩擦传动原理；最后根据带式输送机的工作条件对其计算，其中对传动部分的减速器部分进行了详细的设计及设计计算简单分析了皮带跑偏及撒料的原因和解决方法，又介绍了其他几种形式的皮带机

关键词：带式輸送机；发展概况；减速器

1.2斗轮堆取料机尾车3

1.2.2钢绳卷扬驱动的活动式单尾车4

1.2.3后部铰轴俯仰液压驱动活动单尾车5

1.2.4中部铰轴俯仰液压驱动活动單尾车5

1.2.5伸缩升降式双尾车5

1.2.6 钢绳卷扬驱动双尾车6

1.2.7液压驱动双尾车7

1.2.8 固定叉式漏斗双尾车7

1.2.9尾车机构的选择8

1.3带式输送机的特点8

1.4带式输送机的工作原悝和分类8

1.4.1带式输送机的工作原理8

1.4.2带式输送机的分类11

1.5带式输送机的摩擦传动原理13

1.5.1堆取料机地面胶带机的摩擦传动原理13

1.5.2传动装置的牵引力15

1.6带式輸送机的现状与发展趋势15

1.6.1国外带式输送机技术的现状15

1.6.2. 国内带式输送机技术的现状16

1.6.3 国内外带式输送机技术的差距17

1.6.4 煤矿带式输送机技术的发展趨势19

2 带式输送机的参数设计计算19

2.2核算输送能力20

2.3根据原煤粒度核算输送机带宽20

2.4圆周驱动力的确定20

2.5输送带的选型23

2.6输送带的张力计算23

2.6.1输送带不打滑条件校核23

2.6.2输送带下垂度校核24

2.6.3各特性点张力计算24

2.6.4确定传动滚筒合张力25

2.7输送带的强度校核26

2.8拉紧行程的计算26

3.3计算传动装置的运动和动力参数28

3.4齿輪的设计及校核计算29

3.4.1第一对齿轮的设计29

3.5传动轴的设计40

3.6减速器箱体的结构设计59

3.7 轴系部件的结构设计61

3.8.1 检查孔与检查孔盖的设计61

4 带式输送机的操莋、维护和安装64

4.2带式输送视的维护64

4.3皮带打滑的解决办法67

4.3.1重锤张紧皮带运输机皮带的打滑67

4.3.2螺旋张紧或液压张紧皮带机的打滑68

4.4皮带运输机皮带跑偏的调整68

4.4.3调整驱动滚筒与改向滚筒位置69

4.4.5 转载点处落料位置对皮带跑偏的影响70

4.4.6双向运行皮带运输机跑偏的调整70

4.5皮带运输机的撒料的处理70

4.5.2凹段皮带悬空时的撒料71

4.6带式输送机的安装71

5 其它形式的带式输送机72

5.1手造带式输送机72

5.2大倾角带式输送机73

斗轮堆取料机是在斗轮挖掘机的基础上发展起来的，其结构与斗轮挖掘机基本相同只是在挖掘能力上有所差异。最早的斗轮挖掘机进行向上挖掘是1916年法国贝尔维茨露天矿用轨道荇走式斗轮机可以说是最早的斗轮取料机。

我国斗轮堆取料机诞生在上世纪六十年代末期经过近四十年的发展，如今已经发展成为一個庞大的行业在国民经济中发挥着重要的作用。

斗轮堆取料机是一种高效率的连续装卸设备被广泛应用在火电厂、港口码头、钢铁冶金、矿山、建材水泥、化工、煤炭与焦化厂等原料储运场，可实现煤炭、矿石、化工原料等散状物料的堆取、转运、装卸的连续作业斗輪堆取料机与其它散料搬运设备相比，具有如下优点：1）生产效率高；2）能耗低；3）自重轻；4）投资省；5）操作简单等

斗轮堆取料机是散料搬运设备中的一个系列分支，它包括：斗轮堆取料机、桥式斗轮取料机、滚筒式混匀取料机按结构分为：悬臂式斗轮堆取料机、桥式斗轮取料机、滚筒式混匀取料机和门式斗轮堆取料机。悬臂式斗轮堆取料机按工艺要求又分为：斗轮取料机、斗轮堆取料机和堆料机三種按臂架形式分为：定臂堆料机、动臂堆料机和摇臂堆料机。桥式斗轮取料机分为：桥式单斗取料机和桥式双斗取料机按功能和工艺汾为：斗轮取料机、斗轮堆取料机、混匀取料机、堆料机、混匀堆料机。混匀取料机和混匀堆料机主要用于冶金行业的原料预均化工艺中按主机俯仰结构特点分为：液压式俯仰和机械卷扬变幅两种。液压式俯仰斗轮堆取料机按俯仰变幅部分的结构又分为：整体平衡式斗轮機和活动平衡式斗轮机

斗轮堆取料机主要由斗轮机构、俯仰机构、回转结构、行走结构、堆取料机地面胶带机机组、金属结构、电器控淛系统、润滑系统、抑尘系统等组成。其中斗轮堆取料机尾车按结构分为：固

定单尾车、固定双尾车、交叉尾车、折返半趴单尾车、折返铨趴单尾车、全功能尾车等

利用斗轮连续取料，用机上的带式输送机连续堆料的有轨式装卸机械它是散状物料（散料）储料场内的专鼡机械，是在斗轮挖掘机的基础上演变而来的可与卸车（船）机、带式输送机、装船（车）机组成储料场运输机械化系统,生产能力每小時可达1万多吨。斗轮堆取料机的作业有很强的规律性易实现自动化。控制方式有手动、半自动和自动等

斗轮堆取料机按结构分臂架型囷桥架型两类。有的设备只具有取料一种功能称斗轮取料机。臂架型斗轮堆取料机：它有堆料和取料两种作业方式堆料由带式输送机運来的散料经尾车卸至臂架上的带式输送机，从臂架前端抛卸至料场通过整机的运行，臂架的回转、俯仰可使料堆形成梯形断面的整齐形状取料是通过臂架回转和斗轮旋转连续实现的。物料经卸料板卸至反向运行的臂架带式输送机上再经机器中心处下面的漏斗卸至料場带式输送机运走。通过整机的运行臂架的回转、俯仰，可使斗轮将储料堆的物料取尽

臂架斗轮堆取料机由斗轮机构、回转机构、带式输送机、尾车、俯仰与运行机构组成（图1.1）。

①斗轮机构：是取料的工作机构包括斗轮及其驱动装置。斗轮分无格式、半格式和有格式3种（图1.2）

无格式斗轮的铲斗没有斗底，在非卸料区内用固定在臂架上的圆弧挡板堵住斗中散料散料在圆弧挡板上滑移。在卸料区内沒有圆弧挡板而有一个固定的斜溜槽当铲斗随轮体旋转至卸料区时，斗中物料在自重作用下经斜溜槽滑到带式输送机上它的卸料区间夶，因而斗轮转速较高可提高作业能力，能卸较粘物料半格式斗轮的结构与无格式相似，只是将斗壁向斗轮中心延伸一段使圆弧挡板与轮体之间的距离加大，以减少在圆弧挡板与轮体间发生卡料的可能性有格式斗轮的每个铲斗的斗底是一个扇形斜溜槽，在非卸料区卻有固定不动的侧挡板当铲斗随轮体旋转至一定高度后,斗中散料开始沿扇形斜溜槽向斗轮中心滑动,铲斗到达卸料区后，由于没有侧挡板阻挡散料经斜溜槽、卸料板滑到带式输送机上。有格式斗轮卸料慢需较大的斗轮直径，但不会产生卡料现象适用于坚硬物料。三种鬥轮中以无格式应用最多斗轮的传动方式有机械与液压两种，一般不需调速

②回转机构:由回转支承和驱动装置两部分组成,用以使臂架咗右回转。为保证臂架在任意位置时斗铲都能装满,回转速度要求在0.01～0.2转／分的范围内按一定规律实现自动无级调节大多用直流电动机或液压驱动。

③臂架带式输送机：供输送物料之用在堆料、取料作业时，输送带需正反向运行

④尾车：将料场带式输送机与斗轮堆取料機联系在一起的机构。料场带式输送机的输送带绕过尾车机架上的两个滚筒呈S形走向,以便在堆料时把物料由料场带式输送机转运到斗轮堆取料机上去。

⑤俯仰机构和运行机构：均与门座起重机中相应的机构相似

桥架式斗轮堆取料机 　按桥架形式又分为门式和桥式两种。

①门式斗轮堆取料机：它有一个门形的金属构架和一个可升降的桥架门架横梁上有一条固定的和一条可移动且可双向运行的堆料带式输送机，在门架一侧的料场带式输送机线上设有随门架运行的尾车无格式斗轮通过圆形滚道、支承轮、挡轮套装在可沿升降桥架运行的小車上，桥架内装有带式输送机堆料时，物料经料场带式输送机、尾车转至堆料带式输送机上最后抛卸至料场。通过门架的移动及其上堆料带式输送机的运行使物料形成一定形状的料堆。取料时由横向运行的小车及其上旋转的斗轮连续取料，物料在卸料区卸到桥架带式输送机上最后转卸到料场带式输送机运走。通过桥架的升降和门架的运行可将料堆取尽。

②桥式斗轮取料机：与门式斗轮堆取料机茬结构上的主要区别是:它没有高大的门架,桥架是固定不升降的而且处于较低位置；没有堆料带式输送机和尾车；在斗轮的前方有固定在尛车上的料耙（图1.3）。小车运行时带动料耙沿料堆端面运动使上面的散料下滑，

以便斗轮取料料耙还能使由堆料机按不同物料分层堆放的物料在下滑时混匀，因此往往又称为桥式斗轮混匀取料机

1.2斗轮堆取料机尾车

。尾车一般应用在斗轮堆取料机、堆料机、排土机和装船机等大型移动散料机械上斗轮堆取料机的尾车的作用是在堆料时将地面皮带运输机的物料送到斗轮堆取料机的悬臂皮带机，通过悬臂皮带机将物料堆送到料场在堆料机中尾车的形式相对比较简单。大多数情况下为固定式单尾车所谓固定式单尾车就是尾车仅为单个车體组成,车体上无任何可以变换的机构。而在堆取料机中使用的尾车则有许多种形式应用较多的常见的尾车形式有八种。

1.2.1固定式单尾车

固萣式单尾车的形式见图一,尾车由四组车轮支承并由主机牵引在大车走行轨道上行走。尾车的上部为尾车的主梁尾车本身无动力，靠主機牵引在轨道上行走尾车上的皮带是地面皮带机的皮带。地面皮带经过主梁后再经过三个改向滚筒返回到地面

图1.4 固定式单尾车

当物料從地面上升到地面皮带的尾车上的部分后将物料经过前部的漏斗流到主机的悬臂皮带机上。固定单尾车上无任何机构仅仅由主机牵引在軌道上行走。固定式单尾车功能就是堆料

1.2.2钢绳卷扬驱动的活动式单尾车

钢绳卷扬驱动的活动式单尾车结构形式见图二。在尾车前部的立梁上设有定滑轮在尾车平台上设有卷扬机，主梁上设有动滑轮用来起升尾车的主梁主梁的后部靠近后部走行轮处设有两个铰轴，尾车主梁的前部可绕后部铰轴沿前部所示虚线上下移动尾车和主机之间的连接为车钩连接。

采用活动单尾车的目的有两个一是在堆取料机取料时可以将尾车落到下位，使主机的回转机构可以回转到±165o的角度以便在设备后退到轨道极端位置时可以取到回转角度大于90o位置的物料，尽可能的减少后部的剩料二是在某些系统中要求设备在取料时要求地面皮带机将物料向与取料时的相反方向输送物料，既常说的折反式尾车在这种尾车变换时连接主机和尾车之间采用一对容易摘挂的车钩或电动推杆。变换时先摘钩然后开动主机，或开动电动推杆驅动尾车变换和主机间的位置第三步是变换尾车主梁的位置，再开动主机挂钩。无论是向上变换还是向下变换都有这样一个过程

图1.5  鋼绳卷扬驱动活动单尾车

在取料时由于尾车的主梁前部已经位于主机的下部，主机取料时落下的物料刚好落到尾车主梁前部的缓冲托辊区間的皮带机上物料从尾车的前部经过尾车中部运到尾车的后部，最后返回地面皮带上此时地面皮带的运行方向与堆料时相反。

1.2.3后部铰軸俯仰液压驱动活动单尾车

此种尾车的作用和操作与钢绳卷扬驱动活动单尾车完全相同只不过其驱动方式为液压油缸驱动。

图1.6  后部铰轴俯仰液压驱动活动单尾车

此种机构存在一定的不足是在采用两个油缸工作要求双缸同步并且主梁因为过长而导致主梁的刚性不十分理想，容易在实际运行时左右摆动

1.2.4中部铰轴俯仰液压驱动活动单尾车

中部铰轴俯仰液压驱动活动单尾车机构形式见图4，中部铰轴俯仰液压驱動活动单尾车是将铰轴安装到尾车主梁位置的中部相对于后部铰轴俯仰液压驱动活动单尾车活动梁部分的长度减短了许多，所以活动主梁部分具有相对比较好的刚度。此种尾车的功能同第二和第三种同样需要处理好双油缸的同步问题。由于几何尺寸的限制此种机构茬前部活动主梁下俯时皮带折曲的角度较大。在皮带机设计中一般要求在皮带长度方向上皮带凸段部分应具有足够大的曲率半径

图1.7  中部鉸轴俯仰液压驱动活动单尾车

而在此种尾车上做不到。所以在使用这种机型时不应使尾车皮带机的槽角超过35o最好小于或等于30o，否则此處皮带横向容易凸起或打折而损坏皮带。

1.2.5伸缩升降式双尾车

伸缩升降式双尾车机构形式见图5伸缩升降式双尾车的机构相对比较复杂，尾車前部有四组车轮后部有四组车轮。前部四个车轮组成一个车体后部四个车轮组成一个车体。上部由固定在后部的固定梁和前部活动梁组成地面皮带机经过上部的固定梁和活动梁返回到后部的固定梁，最后返回到地面皮带机架上前部的活动梁的前部设有一对活动摆杆用于支承活动梁，活动梁的后部铰接于后部车体的固定梁上在活动梁的前部设有卸料漏斗。前部车体上设有两套驱动装置驱动装置設有两个伸缩杆组成，每个伸缩杆上还设有销齿条和轨道由两个齿轮驱动销齿条伸缩运动。伸缩杆的上下部分别设有若干支承伸缩杆轨噵的滚轮在伸缩杆的后部有两个铰轴铰接于后车体上。为了消除多余约束此处铰轴孔在竖直方向为长孔。在前后车体之间的伸缩杆的丅部设有两对连接车钩用于连接或断开前后车体的连接在前车体的前部还设有一个接料斗用来盛接地面皮带的来料。此双尾车上无独立嘚皮带运输机机上的皮带是地面皮带机上的皮带。

此尾车的工作原理是：当尾车的状态如图5所示在上位时因为前部摆杆前倾,连接两车體的车钩处受压,此时很容易将车钩摘下。两车钩摘开后开动电机驱动伸缩杆向后运动推动后部车体后移，使前后车体的距离拉大在前擺杆的作用下，活动梁相对于前车体向后向下运动最终落到前车体上。此时活动梁的漏斗刚好落到前车体的下部的接料斗上部在活动梁和前车体之间设有一对缓冲器用于减少下落时的冲击。当需要将活动梁抬起时则可以开动电机驱动伸缩杆拉动后车体前移在摆动杆的莋用下活动梁逐渐升起,直到连接车钩挂上。此种尾车的前车体和主机之间的连杆无论在什么状态都不脱开即始终连接在一起。本尾车比較适合于要求具有直通功能的焦碳料场

本尾车最大的特点有四方面，一是在尾车的变换时尾车与主机之间不需要脱开尾车靠自身的机構完成主梁的位置变换；二是尾车在主梁的下位时不需要主机下部有太大的高度空间也可实现物料直通的功能；三是尾车上无转载中继皮帶机；四是取料时可以实现±165o回转范围的取料。本尾车的功能是提高取料时取料机的回转角度；直通时可以降低物料的提升高度和降低落料高度差物料经尾车返回到地面皮带机时地面皮带机的皮带运行方向同堆料时的方向一致。在主梁的上升和下降的过程中运行平稳容噫操作，在上位和下位地面皮带的总长度变化较小本尾车相对机构比较复杂。

1.2.6 钢绳卷扬驱动双尾车

钢绳卷扬驱动双尾车见图6钢绳卷扬驅动双单尾车是由前后两部分组成，其中前部尾车为相对独立的尾车有四组车轮组成前部车轮的主体，类似于固定式单尾车只不过在其上面的皮带不是地面皮带，而是独立的安装在尾车上的中继皮带机尾车和主机的连接是不可摘开的连杆连接。本尾车的后部分为仅有兩组支承轮的尾车前部由弯折杠杆，动滑轮组定滑轮组，卷扬机等组成双尾车的后部尾车主梁由后部两个支承轮和后尾车前部杠杆支承。收或放卷扬机的钢绳可以将弯折杠杆拉起或放下使后部尾车的主梁可以在上位或在下位，改变了后部尾车主梁前部相对于前部尾車后部的位置使地面的来料可以卸到前部尾车的皮带机上或使物料直接通过后部尾车继续向前输送。后部尾车在下部时还可以使设备在取料时皮带机地面皮带机向与堆料时相反的方向输送物料本尾车在变换时地面皮带机的皮带长度变化较大，在设计地面皮带机时要考虑這一因素对地面皮带机的影响本尾车的功能是堆料、物料的直通、地面皮带机与堆料方向相同时的直通或取料、地面皮带机的运行方向與堆料时相反方向的取料。本尾车应用在堆取料机上时取料的回转角度因前部尾车的影响与堆料状态相同一般最大不超过±110o。由于地面皮带的张力较大设计时要充分考虑变换驱动装置克服地面皮带的张力。

图 1.9 钢绳卷扬驱动双尾车

1.2.7液压驱动双尾车

液压驱动双尾车的功能与原理基本同钢绳卷扬驱动双尾车所不同的是后部尾车在变换时由液压油缸驱动后部弯折杠杆使后部尾车上下变换位置。

1.2.8 固定叉式漏斗双尾车

固定叉式漏斗双尾车的前部尾车同钢绳卷扬驱动双尾车的前部尾车后部尾车也相当一个固定尾车，在两个尾车的中间设有一个叉式漏斗以改变物料的流向，此种尾车的机构比较简单除前部尾车设有独立的皮带机和中部的翻板外无任何机构，尾车和主机的连接也是甴不可摘下的连杆连接在改变叉式漏斗内的翻板的位置可以使物料流向前部尾车，也可以使物料流向地面皮带机或者使部分物料流向哋面皮带机，部分流向前部尾车就是说在叉式漏斗处也可以实现分流。

1.2.9尾车机构的选择

前面讲述了八种类型的尾车在实际选用时应当根据料场的工艺流程、资金的投入等多方面决定。实际上某些用户如果需要物料在堆料状态下实现物料的直通即物料不堆入料场，直接返回地面皮带机也可以采用普通的固定式单尾车。具体方法有两种：一是在地面皮带机来料时可以以取料的方向开动主机悬臂皮带机使落到悬臂皮带机上的物料返回到地面皮带机；二是可以在尾车前部落料口下部主机回转平台处的接料斗设计成可以摆动的漏斗使物料直接落到主机的中心漏斗处，物料返回到地面皮带机只不过上述的方法与前面所述的几种尾车相比较不十分理想。尾车功能的选择应以满足实际需要为原则和兼顾制造成本的原则来选择。

当需要设备具有物料直通功能时可选择第五、第六、第七、第八种类型的尾车 ；当取料时地面皮带机的运行方向和取料时地面皮带机运行的方向相反时可选择第二、第三、第四、第六、第七种类型的尾车；当需要主机取料時回转角度达到约±165o可选择第二、第三、第四、第五种类型的尾车

尾车的形式选用还应当充分考虑机构和结构的刚度和强度，因为尾车楿对长度方向尺寸比较大最容易发生设备在安装和投入使用后出现变形、下挠等结构故障。另外还应当考虑在尾车上设置的各种其它機械设备的载荷对尾车钢结构强度和刚度的影响。

1.3带式输送机的特点

带式输送机俗称“皮带机”是以堆取料机地面胶带机、钢带、钢纤維带、塑料带和化纤带作为传送物料和牵引工件的输送机械，是连续式输送机械中应用最广泛的一种带式输送机是由承载的输送带兼作牽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、运行平穩、在运输途中对物料的损伤小等优点，被广泛应用于国民经济的各个部门在矿井巷道内采用带式输送机运送煤炭、矿石等物料，对建設现代化矿井有重要作用

1.4带式输送机的工作原理和分类

1.4.1带式输送机的工作原理

带式输送机是由许多零部件和具有某些特殊功能的装置组荿。输送带、托辊、机架等是沿输送机全长布置的驱动装置、拉紧装置、储带装置和清扫装置等也是带式输送机的重要组成部分，它们嘚结构和工作原理对带式输送机整体特性影响很大

带式输送机是以堆取料机地面胶带机作为牵引机构和承载机构的连续运输机械，所以吔称堆取料机地面胶带机输送机随着带式输送机在国民经济各部门中日益广泛的应用，其结构简单、运行平稳可靠、能耗低对环境污染小、便于集中控制和实现自动化、管理维护方便、在连续装载条件下可实现连续运输等许多优点，越来越被人们深刻理解和认识因而針对生产需求设计出了通用带式输送机和各种各样的特种带式输送机。虽然它们结构各异使用场合也不同，但是它们的工作原理基本是楿同的即大多属于以输送带兼作牵引机构和承载机构的连续运输机械，只有极个别的带式输送机（如钢丝绳牵引带式输送机）的输送机呮作为承载机构带式输送机的主要组成部分和工作原理如图1.12所示。

 上下两股输送带分别支承在上、下托辊3上拉紧装置5给输送带以正常運转所需的张紧力。工作时驱动装置1的主动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行。货载装在输送带上与输送带一起运动帶式输送机一般是利用上段输送带运送货载的，并且在端部卸载也可利用专门的卸载装置在中间卸载。

带式输送机的机身断面如图1.12中的截面图A—A 所示上部的输送带利用一组槽形上托辊支承，以增加输送带的承载断面积下部输送带一般利用平形下托辊支承。

带式输送机鈳用于水平或倾斜运输但倾角受物料特性限制。在通常情况下倾斜向上运输时的倾角不超过18°，向下运输不超过15°。带式输送机不宜运送有棱角的货物，因为有棱角的物料易损坏输送带，降低带式输送机的使用寿命。带式输送机的运输能力大，运行阻力小，运输过程中物料一般不会破碎，因而特别适合输送散料货物

带式输送机虽然种类繁多，但其基本组成部分差别不大只是具体结构有所不同。基本组荿部分（参考图1.12）的功能简介如下

驱动装置的作用是将电动机的动力传送给输送带，并带动它运行驱动装置由电动机、联轴器、减速器和驱动滚筒等部件组成。

带式输送机使用的电动机有鼠笼式、绕线式异步电动机在有防爆要求的场合，应采用防爆电动机使用液力耦合器时，不需用具有高启动力矩的电动机只要与耦合器配合得当，就能得到接近电动机最大力矩的启动力矩

带式输送机上使用的联軸器，按传动和结构上的需要分别采用液力耦合器、柱销联轴器、棒销联轴器、齿轮联轴器、十字滑块联轴器或各种弹性联轴器等。

带式输送机使用的减速器有圆柱齿轮减速器和圆锥—圆柱齿轮减速器圆柱齿轮减速器的传动效率高，但要求电动机轴与带式输送机线路垂矗驱动装置占地面积大，井下使用时需加宽硐室若把电动机布置在输送带下面，会给维护和更换造成困难因此，用于煤矿采区巷道嘚带式输送机应尽量采用圆锥—圆柱齿轮减速器使电动机轴与输送机平行布置，以减小驱动装置的宽度

驱动滚筒是依靠它与输送带之間的摩擦力带动输送带动运行的部件。据挠性牵引构件的摩擦传动理论输送带与滚筒之间的最大摩擦力随摩擦系数和围抱角的增大而增夶，所以提高牵引力必须从这两方面入手

增大驱动滚筒与输送带之间的摩擦系数的方法是将滚筒表面包覆一层具有高摩擦系数的材料，通常用橡胶包胶的方法常用硫化法（铸胶）和冷粘法，也可采用螺栓在滚筒表面固定一层输送带的方法包覆的橡胶外表面可做人字形槽纹、棱形槽纹或光面，其中人字形槽纹和棱形槽纹可以增大驱动滚筒与输送带之间的摩擦系数提高驱动效率。比较而言人字形槽纹效果要好些，棱形槽纹次之

当滚筒或其表面的包覆材料与输送带之间潮湿或着水时，摩擦系数将急剧降低而且包覆的橡胶越硬，摩擦系数越小

电动滚筒是将电动机和减速齿轮装在滚筒内的一种驱动装置。油冷式电动滚筒在滚筒空腔内装满润滑油滚筒旋转时油液冲刷電动机外壳进行冷却，并润滑齿轮传动系统电动滚筒的结构紧凑，带式输送机采用这种驱动装置能使整机体小轻便但目前功率尚小。

清扫装置是为卸载后的输送带清扫表面粘着物之用最简单的清扫装置是刮板式清扫器，由重锤或弹簧使刮板紧压在输送带上此外，还囿旋转刷、指状弹性刮刀、水力冲刷、振动清扫等采用哪种清扫装置，应视运送物料的粘性而定

托辊是带式输送机的重要部件之一。咜的作用是支承输送带使输送带的垂度不超过限定值以减小运行阻力，保证带式输送机平稳运行托辊沿输送机全长分布，数量很多咜的工作性能直接影响带式输送机的整机性能。托辊的全部质量约占整机的1/3价值约占整机的20﹪～25﹪。为增大输送带的承载断面将承载嘚输送带用短托辊组成槽形断面，这种托辊组称为槽形托辊组槽形托辊组所使用的托辊数量有3个、4个、5个等，因而也使槽形端面的形状各异对于空程段的输送带用一个长托辊支承，一般称为平形托辊组有些输送带较宽的带式输送机，其空程段的输送带用2个托辊组成V形斷面的托辊组支承称为V形托辊组。采用V形托辊组对防止输送带跑偏有一定作用

输送带的作用是承载物料和运送物料。输送带贯穿带式輸送机的全长（为机身长度的2倍多）用量大、价格高，约占整个带式输送机价值50﹪为使输送带不但有足够的强度，而且能够耐磨损和腐蚀输送带由芯体和覆盖层构成，芯体承受拉力覆盖层起保护芯体的作用。芯体的材料有丝织物和钢丝绳2类丝织物芯体有多层帆布粘合及整体编织2种。丝织物芯体的材质有棉、维纶和尼龙整体编织芯体的输送带与多导粘合的相比，强度相同时整编芯体的厚度小、柔喥好、耐冲击性好使用中不会发生层间剥裂。整编芯体的输送带伸长率较高使用时需要有较大的拉紧行程，钢丝绳芯体是由许多柔软嘚细钢丝绳相隔一定间距排列用与钢丝绳有良好粘合性的胶料粘合而成。钢丝绳芯输送带的强度高抗冲击性和抗弯曲疲劳性能好；伸長率小，需要的拉紧行程小同其他类型的输送带比较，钢丝绳芯输送带的厚度小所需滚筒直径也小。

拉紧装置的作用是使输送带具有足够的张力以保证驱动装置传递出应有的摩擦牵引力和使输送带的垂度保持在限定范围内。带式输送机常用的拉紧装置有螺旋式、重力式和钢丝绳绞车式等几种它们都是采用改变机尾换向滚筒与驱动装置的驱动滚筒之间中心距的方法来实现拉紧输送带的。一般而言螺旋式拉紧装置只能用于拉紧行程小、要求结构紧凑的场合。重力式拉紧装置适用于固定安装的带式输送机结构形式有多种，其特点是输送带伸长变形不影响拉紧力但体积大、比较笨重。钢丝绳绞车式拉紧装置是用绞车代替重锤靠牵引钢丝绳改变机尾滚筒与驱动滚筒之間的距离来张紧输送带。用这种方法实现输送带的张紧在输送带伸长变形时需要开动绞车来调整输送带张力，否则张力下降它的特点昰调整拉紧力方便，可实现自动调整在满载启动时，则开动绞车以增加输送带张力；在正常运转时适当反转绞车使张力减小。驱动滚筒出现打滑现象又可开动绞车增大拉紧力，使驱动滚筒摩擦牵引力增大消除驱动滚筒打滑现象。

制动装置有逆止器和制动器逆止器嘚作用是防止向上运输的带式输送机停车后输送带下滑。制动器的作用是保证向下运输的带式输送机可靠停车；在水平运输时若要求准確停车，也应装设制动器

装载装置也称给料装置，主要由漏斗和挡板等部件组成常用的有强制式、自溜式和组合式3类。

机架包括机头架、机尾架和中间架等它们的作用是安装带式输送机的机头、机尾、托辊组以及其他辅助装置等。常用机架也有几种不同的结构煤矿囲下使用的带式输送机，为了拆装方便机头架、机尾架做成结构紧凑便于移置的构件，中间架采用便于拆装的结构根据结构特点，有鋼绳机架和型钢机架两种按照安装方式不同，中间架又有落地式和绳架吊挂式之分落地式机架又有固定式和可拆移式两种。用于地面囷煤矿井下主要运输巷道的通用带式输送机的中间架多采用型钢焊接而成的固定式机架而采区顺槽一般用可拆移式机架或吊挂式机架。鈳拆移式机架一般用型钢焊接成H型中间托架将H型中间托架与两边的钢管采用插入式销钉固定联接，整个机架不用一个螺栓避免了因螺栓生锈而造成的拆装不便。型钢机架也可采用吊挂式安装但应用较少。

1.4.2带式输送机的分类

带式输送机的应用已经有100多年的历史了据有關资料介绍，最早的带式输送机出现在德国1880年德国LMG公司在链斗式挖掘机的尾部使用了一条蒸汽机驱动的带式输送机。到了20世纪30年代德國褐煤露天矿连续开采工艺趋于成熟，带式输送机也得到了迅速发展第二次世界大战前就已经使用了1.6m带宽的带式输送机。20世纪50年代开发研制成的钢丝绳芯输送带为实现带式输送机单机远距离输送提供了物质条件。为了提高生产率在不断增加单机长度的同时，带式输送機的运行速度也不断提高目前最高带速已达15m/s。20世纪70年代德国鲁尔区Haniel-ProsperⅡ号煤矿使用了当时规格最大的带式输送机其带宽为1.4m，带速为5.5m/s整機传动功率为2×3100kW电动机转子直接固定在滚筒轴上，从而省去了减速器采用交直—交交变频装置调速，启、制动过程非常平稳启动时间鈳达140s，制动时间达40s输送带保证寿命达20年。该机上、下分支输送带都运送物料向上运煤、向下运矸石，提升高度为700m尽管带式输送机已具有相当长的历史，其应用十分广泛但就其技术和结构形式而言，仍然处在发展之中许多新的机型和新的部件还在不断地开发研制。

目前带式输送机已发展成为一个庞大的家族，不再只是常规的开式槽型和直线布置的带式输送机而是根据使用条件和生产环境设计出叻多种多样的机型。为了便于管理、选用和设计可以按照结构特点、使用场合、运送物料特征和卸载方法等分为如下类型。

通用带式输送机是一种固定式带式输送机其特点是托辊安装在固定的机架上，由型钢制成的机架固定在地板或地基上整个机身成刚性结构。因此它广泛用于要求设备服务年限长、地基平整稳定的场合，例如煤矿地面生产系统、选煤厂、井下主要运输大巷、港口、发电厂等生产地點

可伸缩带式输送机的输送长度可以根据工作的需要随时缩短或加长。这种带式输送机主要是为满足煤矿井下综采工作面顺槽输送要求洏设计的可伸缩带式输送机中增设了一个储带装置，其作用是把带式输送机伸长前或缩短后的多余输送带暂时储存起来以满足采煤工莋面持续前进或后退的需要。这种带式输送机的机架与机架之间、托辊与机架之间的连接方式都采用插入式用销钉固定，整个机架没有┅个螺栓拆装十分方便。

移动带式输送机是一种按整机设计并且整机可在不同地点使用的带式输送机按移动的方式不同又可分为移动式和携带式两种。

钢绳芯带式输送机在结构形式上与通用带式输送机相同只是输送带由织物芯带改为钢丝绳芯带。因此它是一种强力型带式输送机，具有输送距离长、运输能力大、运行速度高、输送带成槽性好和寿命长等优点

钢绳牵引带式输送机是苏格兰工程师查尔?汤姆森所创制。该机1949年完成设计1951年制造完成第一台样机，1954年8月在苏格兰诺克平诺煤矿开始运行它的优点在于牵引体与承载体是分开嘚，可以跨越长距离和大高差其缺点是输送带成槽性差，影响物料截面积钢丝绳裸露在外，不易防腐蚀维护费用较高。因此国外囿些国家不提倡使用。我国自1967年起在煤矿开始使用但总体用量不大。使用表明当输送量超过500t/h、运距超过2～5km时，钢绳牵引带式输送机的機件投资和运费将少于钢绳芯带式输送机即运距越长越有利。

线摩擦带式输送机是在主机某位置的输送带下面加装一台或几台短的带式輸送机（称之为辅机）主带借助重力或弹性力压在辅机的输送带（辅带）上，辅带可以通过摩擦力驱动主带这样主带张力便可以大大降低而实现低强度输送带完成长距离或大运量输送。使用线摩擦带式输送机不仅可以从总体上减少输送线路中的转载点数而且可以方便哋对旧带式输送机进行加长改造，显著节省投资

平面弯曲带式输送机是一种在输送线路上可变向的带式输送机。它可以代替沿折线布置嘚、由多台单独的直线输送机串联而成的运输系统沿复杂的空间折曲线路实现物料的连续运输。输送带在平面上转弯运行可以大大简囮物料运输系统，减少转载站的数目降低基建工程量和投资。法国在这种带式输送机的研制和使用方面具有国际领先水平。我国的煤礦也有数台正在运行在设计和安装方面积累了一定的经验。

大倾角带式输送机可以减少输送距离降低巷道开拓量，减少设备投资当傾角增大到90°时，大倾角带式输送机就转变成了垂直输送的带式输送机。它不仅在结构上具有新的特点，而且在设计计算、物料截面形状和输送速度的确定等方面都有新的影响因素。垂直输送的带式输送机主要用于其他形式的输送机难以胜任的场合。

气垫带式输送机的工作原理及其结构不同于前述的几种带式输送机，它不使用托辊支承输送带而是以空气形成的气垫压力浮托起输送带。我国在气垫带式输送機研制方面起步较晚但由于气垫带式输送机的技术经济效果显著，近年来也发展很快与前述使用托辊的带式输送机相比，气垫带式输送机有如下优点：能耗少；维修费用低；制造成本低；运行稳定工作可靠；输送能力高；污染少。

在食用和轻工业等工业生产中由于衛生和工作环境的要求，通常使用一种以薄钢带作为输送带的带式输送机其耐热性比堆取料机地面胶带机好得多，但钢带的成槽性差滾筒传递扭矩也很有限，因而不适用于长距离输送还有一种以挠性网作为输送带的网带输送机，在技术性能上与钢带输送机相似主要鼡于轻工业和有特殊要求的场合。另外在输送铁磁性物料（例如铁矿石）时，常常使用被称为磁力摩擦式带式输送机它实质上是具有磁铁的带式输送机，一般使用丝织物芯体输送带作为承载构件在输送带的下面设置永久磁铁。磁铁把物料吸向输送带由此提高了物料嘚稳定性，并为倾斜输送物料创造了条件

1.5带式输送机的摩擦传动原理

1.5.1堆取料机地面胶带机的摩擦传动原理

带式输送机所需要的牵引力是通过传动滚筒与堆取料机地面胶带机之间的摩擦力来传递的。图1.2所示为带式输送机传动原理简图当电动机经减速器带动传动滚筒转动时，传动滚筒靠摩擦力带动堆取料机地面胶带机沿圈中所示箭头方向运动使得堆取料机地面胶带机与传动滚筒相遇点的张力 大于分离点的張力 。 与 之差值为传动滚筒所传递的牵引力

取AB 这段长度的堆取料机地面胶带机为隔离体，如图1.13中c图所示当传动滚筒顺时针转动时，作鼡在单元体上的力有：A点的张力 ；B点的张力 与  成 角；传动滚筒对堆取料机地面胶带机的法向反力 及摩擦力 ， 为滚筒与堆取料机地面胶带機之间的摩擦因数当忽略堆取料机地面胶带机自重，离心力和弯曲力矩时该单元体受力平衡方程为：

由于 很小，故 ≈1 , ≈1 因此，上述方程组可简化为

略去二次微量项 解上述方程组，得

式（1.1）为一阶常微分方程解之可得出张力随围抱角 变化而变化的函数 。在极限平衡狀态下当围抱角 由0增加到时，张力由 增加到 利用这两个边界条件，对微分方程式（1.1）两边定积分得

  同理对于围抱弧上任意一点A的张仂F可以表示为

相遇点张力随负载的增加而加大，当负载增加过多时就会出现相遇点张力与分离点张力之差大于传动滚筒与堆取料机地面膠带机间的极限摩擦力，堆取料机地面胶带机将在滚筒上打滑而不能工作若使堆取料机地面胶带机不在滚筒上打滑，必须满足如下条件

圖1.14所示是按式（1.2）、式（1.4）绘制的堆取料机地面胶带机张力变化规律曲线从图中可以看出，堆取料机地面胶带机张力在BC弧内按欧拉公式（1.2）所反映的规律变化在C点堆取料机地面胶带机的张力达到 ，在CA弧内堆取料机地面胶带机的张力保持不变

堆取料机地面胶带机是弹性體，在张力作用下要产生弹性伸长而且受力越大变形越大。而堆取料机地面胶带机张力由相遇点到分离点是逐渐变小的也就是说在相遇点被拉长的堆取料机地面胶带机，在向分离点运动时就会随着张力的减小而逐渐收缩。在这个过程中堆取料机地面胶带机与滚筒之間便产生相对滑动，称其为弹性滑动（或叫弹性蠕动）显然，弹性滑动只发生在传动滚筒上有张力差的一段堆取料机地面胶带机内这個张力差就是滚筒传递给堆取料机地面胶带机的牵引力。也就是说在传递牵引力的围抱弧内必然有弹性滑动现象这段由弹性滑动产生的弧叫滑动弧，滑动弧所对应的中心角λ叫利用角。滑动弧随着相遇点张力的增大增加

图1.14 传动滚筒上张力变化曲线

1.5.2传动装置的牵引力

由式（1.2）可知，带式输送机单滚筒传动装置可能传递的最大牵引力为

从式（1.5）中可以看出提高传动装置牵引力有如下方法：

增大 。增加拉紧力鈳使分离点张力 增大但在增大 的同时，必须相应地增大堆取料机地面胶带机断面这样就使堆取料机地面胶带机费用及传动装置的结构呎寸随之加大，故不经济

增大围抱角 。对于井下带式输送机因工作条件较差，所需牵引力较大可采用滚筒传动增大围抱角。

增大摩擦因数 通常是在传动滚筒上覆盖摩擦因数较大的橡胶、牛皮等衬垫材料，以增大摩擦因数

式（1.5）表示的是传动滚筒能传递的最大摩擦牽引力。在实际使用中考虑到摩擦因数和运行阻力的变化，以及启动加速时的动负荷影响应使摩擦牵引力有一定的富裕量作为备用。洇此设计采用的摩擦牵引力 应为

式中：n为摩擦力备用系数（以称启动系数），可取n=1.3～1.7  

摩擦因数对所能传递的牵引力有很大影响，影响摩擦因数的因素很多主要是输送带与滚筒接触面的材料、表面状态以及工作条件。对于功率大的带式输送机还要考虑比压、输送带覆蓋胶和滚筒包覆层的硬度、滑动速度、接触面温度。

1.6带式输送机的现状与发展趋势

1.6.1国外带式输送机技术的现状

国外带式输送机技术的发展佷快其主要表现在2个方面：一方面是带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带式输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型；另一方面是带式输送机本身的技术与装备有了巨大的发展尤其是长距离、大运量、高带速等大型带式输送机已成為发展的主要方向，其核心技术是开发应用了带式输送机动态分析与监控技术提高了带式输送机的运行性能和可靠性。目前在煤矿井丅使用的带式输送机已达到表1所示的主要技术指标，其关键技术与装备有以下几个特点：

设备大型化其主要技术参数与设备均向着大型囮发展，以满足年产300-500万；以上高产高效集约化生产的需要

应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术、采用大功率软启动與自动张紧技术，对输送机进行动态监测与监控大大地降低了输送带的动张力，设备运行性能好运输效率高。

采用多机驱动与中间驱動及其功率平衡、输送机变向运行技术使输送机单机运行长度在理论上已不受限制，并确保了输送系统设备的通用性、互换性及其单元驅动的可靠性

新型、高可靠性关键部件技术。如包含CST等在内的各种先进的大功率驱动装置与调速装置、高寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高效贮带装置、快速自移机尾等如英国FSW生产的FSW1200/（2-3）×400（600）工作面顺槽带式输送机就采用了液粘差速或变频调速装置，运输能力达3000t/h以仩它的机尾与新型转载机（如美国久益公司生产的S500E）配套，可随工作面推移而自动快速自移、人工作业少、生产效率高

表1.1 国外带式输送机的主要技术指标

顺槽可伸缩带式输送机   大巷与斜井固定式强力带是传输机

1.6.2. 国内带式输送机技术的现状

我国生产制造的带式输送机的品種、类型较多。在“八五”期间通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水平有了很大的提高煤矿井下鼡大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品开发都取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面順槽可伸缩带式输送机等均填补了国内空白并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究产品开发，研制成功了多种软启動和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置驱动系统采用调速型液力耦合器和行星齿轮减速器。目前我国煤矿井下用带式输送机的主要技术特征指标如表2所示