1、第四章第四章 带式输送机带式输送机辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 第一节第一节 概概 述述 一、一、带式输送机的工作原理及特点带式输送机的工作原理及特点 组成组成：胶带、驱动(主动)滚筒、机尾改向(换向)滚筒 1、工作原理、工作原理：主动滚筒在电动机驱动下旋转，通过主动滚筒与胶带之间的摩擦力带动胶带及胶带上的货载一同连续运行，由于胶带的换向而卸载。2、带式输送机的适用条件与特点、带式输送机的适用条件与特点1）适用条件）适用条件 带式输送机用于运输散状物料，可水平、倾斜铺设。通常情况下，沿倾斜向上运输原煤时，倾角不超过18；倾斜向下运输时，倾角不大于15。运送附着性和黏着性大的物料时，倾角还可
2、大一些。2）特点（1）优点 带式输送机运输能力大，工作阻力小，耗电量低；货载破碎性小；结构简单，铺设长度长，减少了转载次数，节省人员和设备。（2）缺点 胶带成本高，初期投资大，且易损坏，不能承受较大的冲击与摩擦；机身高，需专门的装载设备；不适于运送有棱角的货载。另外，对弯曲巷道的适应性较差。二、二、带式输送机的种类及布置形式带式输送机的种类及布置形式（一）带式输送机的种类（一）带式输送机的种类1.按承载能力分类：轻型、通用、钢绳芯2.按可否移动分类：固定、移动、移置、可伸缩3.按带的结构形式分类：普通带（平型、帆布芯、尼龙帆布芯、钢绳芯）、绳牵引带、压带式、钢带、网带、管状带、波状带、花纹带4
3、.按承载方式分类：托辊式、气垫式、深槽型5.按输送线路布置分类：直线、平面弯曲、空间弯曲6.按驱动方式分类：单滚筒、多滚筒、线摩擦、磁性（二）典型带式输送机（二）典型带式输送机 1通用固定式带式输送机通用固定式带式输送机 特点：机架固定在底板或基础上。适用场合：一般使用在运输距离不太长，永久使用的地点，如选煤厂、井下主要运输巷。TD-75型型 (T通用，通用，D带式，带式，75定型年度定型年度)2绳架吊挂式带式输送机绳架吊挂式带式输送机SPJ800（S绳架式、P皮带、J输送机、800带宽/mm）特点：机架是由两根纵向平行布置的钢丝绳组成，机架用中间吊架6吊挂在巷道顶梁上，机身高度可以调节，不受
4、巷道底板地鼓的影响。3可伸缩带式输送机可伸缩带式输送机 可伸缩带式输送机主要区别：储带装置安装位置：位于机头部后面组成：储带仓、固定滚筒、游动滚筒小车(拉紧小车)、拉紧绞车、托辊小车、卷带装置等 4多点驱动式带式输送机多点驱动式带式输送机类型：线摩擦式和中间转载式 适用场合：长距离、大运量结构特点：在一台长距离带式输送机承载胶带之间，装设若干台短的带式输送机作为中间驱动装置。5钢丝绳芯带式输送机钢丝绳芯带式输送机特点：特点：用钢丝绳芯胶带代替了普通胶带，胶带强度大，是大运量、长距离、大功率带式输送机的发展方向之一。适用场合：平硐、主斜井、大型矿井的主要运输巷道及地面，作为长距离、大运量的运煤设
5、备。6双向运输带式输送机双向运输带式输送机结构特点：在可伸缩带式输送机的基础上，增设下胶带装、卸料装置设计而成 工作方式：上胶带用来向外运送掘进落下的煤或矿石，下胶带用来向掘进工作面运送支护材料 7气垫带式输送机气垫带式输送机 利用鼓风机，通过风管将空气流送入气室，气流通过盘槽上的小孔进入胶带4与盘槽之间，在胶带与盘槽之间形成一层薄的气膜(也称气垫)，气膜将胶带托起，并起润滑剂的作用。浮在气膜上的胶带，在机头主动滚筒驱动下运行。1）优点（1）能耗低 由于胶带浮在气膜上，变固体滚动摩擦为流体摩擦，运行阻力大大减小，运行阻力系数为0.020.002。（2）维修费用低 由于气室取代了托辊，使运动部件
6、减少，维修量下降。（3）运行平稳 由于气膜形成了较均匀的支承面，原煤在运输中不振动。（4）由于胶带和物料悬浮在盘槽上，有效地减少了胶带跑偏。2）缺点（1）由于供气及沿线气压损失而造成能耗损失。（2）空载或轻载时，气垫不稳定，胶带中央悬浮过高，带的两侧易被盘槽磨损。（3）不适于很粗大的散状物料和成件货物运输。气垫带式输送机气垫带式输送机 8大倾角带式输送机大倾角带式输送机一般的带式输送机，向上运输不超过18，向下运输不超过15。而我国煤炭的赋存大多以倾斜煤层出现，而且煤层倾角基本在1625之间。如果人为地打成15左右的小角度，将导致巷道开拓量大、运输环节增多，经济效益下降。大倾角带式输送机除了具
7、有常规带式输送机的所有特点外，还有节省占地、工程费用少等优点 1）深槽形带式输送机）深槽形带式输送机适用于2528的向上、向下运输。结构特点：采用双排交错深槽V型托辊组，配普通光面输送带。2）花纹带式输送机）花纹带式输送机适用于2532的向上运输。特点是胶带承载面具有凸棱(花纹)，可阻止物料下滑。人字型花纹输送带人字型花纹输送带 3）波状挡边带式输送机）波状挡边带式输送机适合于倾角3090的向上运输 结构特点：使用波状挡边胶带 波状挡边带式输送机波状挡边带式输送机 4）压带式带式输送机）压带式带式输送机 5）管形带式输送机）管形带式输送机倾角可在2747范围内变化 管形带式输送机管形带式输送机
8、 三、带式输送机（驱动装置）的布置形式三、带式输送机（驱动装置）的布置形式（1）按驱动装置的布置位置分：头部驱动、头尾驱动和中间多点驱动（2）按驱动滚筒的数量分：单滚筒、双滚筒及多滚筒驱动三种 第二节第二节 带式输送机主要部件带式输送机主要部件输送带、托辊与机架、驱动装置、拉紧装置、制动装置、清扫装置及保护装置等部分 一、输送带一、输送带功用：即是牵引机构又是承载机构组成：芯体和覆盖层（一）输送带的类型（一）输送带的类型1、普通结构（多层芯）、普通结构（多层芯）2、钢绳芯输送带、钢绳芯输送带钢绳芯胶带有普通型和加强型两种 3、波状挡边输送带、波状挡边输送带 4、阻燃胶带、阻燃胶带5、花纹输送、
9、花纹输送带带（二）胶带的连接（二）胶带的连接1、机械连接法用于多层芯胶带和整芯胶带的连接。2、硫化连接法、硫化连接法用于多层芯胶带和钢绳芯胶带的连接 原理：将连接用的胶料(生胶片)置于接头连接处，使用接头硫化器，加压、加热、并保持一段时间，使缺少弹性和强度的胶料，变成具有高弹性、高黏结强度的熟胶，把两条胶带的芯体连接在一起 3、冷粘连接法、冷粘连接法 这种方法也称冷硫化，适用于多层芯胶带。是将糊状的胶料涂在阶梯形切口上，不需加热，施加适当的压力保持一定时间即可。4、塑化连接法、塑化连接法（适用于塑料带）对于整编芯体的胶带，是将接头处的编织体拆散，然后将拆散的两端互相编结，包覆塑料片后施加适当的
10、温度和压力。二、二、驱动装置驱动装置（一）组成和作用（一）组成和作用组成：驱动单元（电动机、联轴器、减速器）和传动滚筒作用：给带式输送机正常运行提供牵引力。（二）驱动单元及配置：（二）驱动单元及配置：每个驱动滚筒可配置一个或两个驱动单元 驱动单元的类型驱动单元的类型中、小型带式输送机：电动机限矩型液力偶合器减速器 三、三、托托 辊辊（一）作用（一）作用支承胶带，使胶带的悬垂度不超过技术上的要求，以保证胶带平稳运行。托辊的总重量约占整机重量的30%-40%。托辊的标准直径：89mm、108mm、133mm、159mm、194mm、219mm六种，选用时按带速选配，其转速一般不超过600r/min
11、。（二）托辊结构类型（二）托辊结构类型 组组 成：成：管体、轴承座、轴承、轴、密封件 基本要求：基本要求：使用可靠、回转阻力小、制造成本低、有足够的承载能力。类类 型：型：按材质分：无缝钢管托辊、塑料托辊。按用途分：有槽形、平形、V形托辊及缓冲托辊、深槽型托辊和调偏托辊等。（三）托辊组的布置（三）托辊组的布置 1.槽形托辊组槽形托辊组 用于支承重载段胶带，有铰接式铰接式和固定式固定式两种 槽形角一般为30、35，各托辊间距一般为1.2m、1.5m 深槽形托辊组深槽形托辊组 用于倾角为25左右的大倾角带式输送机，支承重段胶带。2.悬（吊）挂托辊组悬（吊）挂托辊组 有3个（承载段）或多或5个（受料
12、点处）托辊铰接在一起 常用于：重载工作的移置式输送机上 3.平形托辊和平形托辊和V形托辊组形托辊组平形托辊用于支承空段胶带，各托辊间距一般为3m。V形托辊具有防跑偏作用，一般隔数个平行托辊放置一个V形托辊，槽形角一般为10 4.缓冲托辊组缓冲托辊组装在输送机的装载处，用于缓冲货载对胶带的冲击。可调槽角双弹簧缓冲托辊组可调槽角双弹簧缓冲托辊组 5.调偏（心）托辊组调偏（心）托辊组 它具有防止和纠正胶带跑偏的作用，主要用于固定式输送机。重载段一般每隔10组上托辊放置一组回转式槽形调偏托辊，回空段每隔610组下托辊放置一组回转式平形调偏托辊。调偏原理调偏原理 四、滚四、滚 筒筒滚筒分传动滚筒和改向滚
13、筒，有光面、包胶和铸胶之分 人字沟槽胶面传动滚筒人字沟槽胶面传动滚筒 五、机五、机 架架吊挂式机机架架机架类型：机架类型：按位置分：头架、尾架、中间架按结构形式分：梁架梁架、桁架、三角架、立柱落地式：固定式 可拆移动式 六、拉紧装置六、拉紧装置（一）作用：1、保证胶带具有足够的张力，使驱动滚筒与胶带间产生足够的摩擦牵引力；2、限制胶带在两托辊间的垂度，使输送机能正常运行。（二）类型按拉紧装置在工作过程中拉紧力是否可调分两类：固定式 自动式 1.螺杆式拉紧装置螺杆式拉紧装置 2.重锤拉紧装置重锤拉紧装置 3.固定绞车拉紧装置固定绞车拉紧装置 4.自动液压拉紧装置自动液压拉紧装置 压力整定值从高压
14、到低压依次为溢流阀13、溢流阀3、溢流阀8、压力继电器YJ1、YJ2、YJ3。输送机启动阶段:拉紧力由溢流阀3调定，工作时，启动液压泵电动机，电磁换向阀9、12同时通电，压力油经手动换向阀5(右位)和液控单向阀6进入拉紧油缸14，使活塞杆缩回，拉动张紧小车16增大拉紧力，当系统压力上升到压力继电器YJ3开启压力时，并经过时间继电器延时后，向输送机主控箱提供允许其启动的信号。稳定运行阶段:拉紧力由溢流阀8调定，当启动阶段结束达到稳定运行速度时，测速传感器控制电磁换向阀9（断电）使其导通，拉紧力下降，同时压力继电器YJ1动作关闭液压泵电动机。在运行中，胶带的张力随时发生变化，此时拉紧液压缸和蓄能器
15、能及时响应，以保证输送机在稳定运行时的张力恒定。当系统有泄漏，压力下降到压力继电器YJ2的调定压力时，启动油泵电机补油，压力上升到压力继电器YJ1的开启压力时，又将油泵电机关闭。制动阶段:拉紧力由溢流阀13调定，减速开始时，控制电路使电磁换向阀12断电，由于拉紧小车在制动时受胶带张力的作用将带动张紧小车及活塞杆右移，而溢流阀13的调定压力高，因而制动时的拉紧力大于启动时的拉紧力。若使溢流阀13、3调定压力相同，则启、制动拉紧力相等。在停机状态下，手动操作绞车来调整活塞杆的伸缩行程。5.自动液压自动液压绞车绞车拉紧装置拉紧装置 由液压绞车4、拉紧力传感器7及电气控制装置2(采用PLC控制)相互配
16、合，来调整启动、运行、制动及打滑时所需的牵引力。优点:动态响应快，拉紧行程大，是一种具有发展前途的拉紧装置。七、辅助设备七、辅助设备 辅助设备：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）（一）给料装置给料装置 主要要求：主要要求：(1)装料的速度和方向应接近输送带的运行速度和方向。(2)物料应装在输送带中心，不允许物料洒落在输送机以外。(3)尽量避免大块物料对输送带的冲击，尽量减小给料高度。(4)给料量具有可调节性，保持具有良好的通过能力。(5)保持连续给料，使输送机上的料流连续（对长距离有多个变坡点的输送机尤其重要）。组成：组成：给料机、溜槽和导料槽
17、。结构：结构：螺旋式、带式、刮板式、板式、往复式、振动式、叶片式、圆盘式（二）卸料器（二）卸料器犁式犁式 结构：用金属板制作，与输送带中心线所成的角度不大于35。适用：（1）水平平形带式输送机上卸粉料（固定或用钢丝绳和卷扬机拖动的犁式卸料器）。（2）倾斜角度不大且物料的自由流动性又不很大时的带式输机。（三）卸料装置（三）卸料装置 1）卸料溜槽）卸料溜槽 卸料溜槽：收集从输送带上卸下和清除下来的全部物料，使输送带承载面在通过下托辊返回时应不再有任何粘着的物料。如图一种典型的简易卸料溜槽。溜槽顶部可以加盖，如果存在物料扬尘问题，可以在溜槽的顶部开设抽风孔。在卸料溜槽里面常设置闸门，以改变卸料流向。
18、2）卸料车）卸料车 在输送机中间的任何位置卸载，且具有移动能力种卸载装置。卸料车结构：卸料车结构：装有两个滚筒，在起到为输送带导向的同时，利用上面一个滚筒，将物料抛出，由卸料溜槽卸到料仓（如图）。卸料车在轨道上运行，用电动机驱动或钢丝绳牵引，可前后移动，以便从一端到另一端向料仓卸料，或者在带式输送机两侧或一侧堆成长料堆（如果定点卸载，卸料车可以在任何规定的位置上锁住）。（四）清扫器（四）清扫器 作作 用：用：清扫胶带表面的黏着物，防止粘结在滚筒表面，引起胶带磨损、跑偏、电动机功率不平衡等。清扫装置：清扫装置：（1）头部清扫器：硬质合金橡胶 H型：安装在头部卸载滚筒的前下方 P型：安装在卸载滚筒
19、分离点处后面的胶带下面（2）回空段清扫器：清扫回空段胶带 清扫器类型：清扫器类型：刮板式、辊式、刷式、振动式、风动式和综合式（1）刮板式清扫器（最简单）广泛应用于清扫弱黏性松散物料。结构：结构：工作机构采用金属刮板、弹性刮板或塑料刮板，刮板通常装在有重锤或弹簧压紧的旋转架上，旋转架直接装在卸载滚筒下面。（2）篦子式清扫刮板 由沿输送带宽度方向按棋盘形布置的多个单独刮板组成，刮板固定在弹性杆上，这种形式的刮板布置改进了刮板工作边缘与输送带面的接触，压力分布均匀，可以获得较好的清扫效果。目前这些清扫器对于黏性很大的物料的清扫还是不能取得很好的效果。新的方法有超声波、热气流(射线)、真空和磁力等。八
20、、机电保护装置八、机电保护装置（一）（一）跑偏保护装置跑偏保护装置 输送带的跑偏：输送带的跑偏：在运行中输送带中心脱离输送机的中心线而偏向一方的现象。主要危害：主要危害：输送带边缘与机架相互摩擦，使输送带边胶损坏；增加运行阻力导致输送带打滑；严重时，撒煤，输送带脱离了机架或滚筒。防止措施：防止措施：将侧托辊设置成前倾（单向运行）；设置调心托辊组；在机头尾部设几组带胶环的空载平托辊（短距离）；机架两侧设置立挡辊。（二）带速检测保护装置（二）带速检测保护装置 带速检测保护装置用于下运带式输送机。当电动机工作在发电状态时存在超速运转的可能性，严重时会造成“飞车”现象。保护原理：保护原理：对带速的检测
21、，一旦给出带速信号，采用继电器、开关对系统保护。（三）断带保护装置（三）断带保护装置 作用：防止倾斜的输送机断带后输送带下滑，发生堵塞。捕捉器：断带时自动动作抓住输送带，将输送带停下来。（四）纵向撕裂保护装置（四）纵向撕裂保护装置 主要原因：加料站当有大块尖状异物落到胶带上堵塞或刺穿输送带；头部滚筒清扫器刮刀口挂住表面金属丝；托辊端盖焊接缺陷使输送带割伤。处置方式：装载处装电磁除铁器和金属探测器、装检测系统 检测装置：超声波检测器、测振式检测装置等 安装装置：装载处的上胶带下方 第三节第三节 带式输送机的传动理论带式输送机的传动理论一、一、摩擦传动原理摩擦传动原理设：相遇点张力：Sy分离点的张
22、力：SL 围包角：（相遇点与分离点之间在滚筒上的胶带所对的圆心角）取一小段dL长胶带为分离体，其圆心角为d。忽略dL段胶带的自重、弯曲应力及离心力。作用在胶带A点上的张力为S；由于摩擦力的作用，B点上的张力为S+dS；dN、fdN分别是滚筒对胶带的法向反作用力及摩擦力。由于dL长度很短，如果不考虑胶带的厚度，那么可以认为上述四个力为共点力系，其作用点在dL长度的中点。在极限平衡状态下，即摩擦力达到最大值，胶带将要在滚筒上打滑时，则：Fx=0 dN=Ssind/2+(S+dS)sind/2 Fy=0 (S+dS)cosd/2=Scosd/2+fdN因为d很小，故sind/2=d/2，cos d/
23、21。再略去二次微量ddS，得：d N=S d d S=f d N d S/S=f d 若胶带的围包角由0增大到时，则张力dS将由SL增大到Symax，定积分方法解出:0maxfdSdSyLSS lnSymaxlnSL=f Symax/SL=ef Symax极限平衡状态下驱动滚筒相遇点的最大张力 SL驱动滚筒分离点的张力 胶带在驱动滚筒上的围包角（rad）f胶带与驱动滚筒的摩擦系数 e自然对数的底，e=2.718。挠性体摩擦传动的欧拉公式:Symax/SL=ef 由欧拉公式可知，为防止胶带在驱动滚筒上打滑，胶带在驱动滚筒相遇点的实际张力Sy必须满足以下条件:SLSySLefBC段所对应的圆弧称
24、为滑动弧，对应的中心角称为滑动角；CA段对应的圆弧称为静止弧，对应的中心角称为静止角。在Sy=Symax=SLef的极限情况下，张力曲线按bca变化；在SLSySymax的情况下，张力按bca曲线变化。摩擦传动只在滑动弧内传递动力，静止弧内不传递动力。结论：（1）在主动滚筒上BC弧内胶带张力按欧拉公式揭示的指数规律变化，即Sy=SLef。（2）滑动弧随着胶带相遇点张力的增大而增大。当SL一定时，Sy随着负载的增加而增大，因而滑动角也相应的增大；当Sy增加到极限值Symax=SLef时，整个围包角都变成滑动角（=，=0），这时如果输送机的负载继续增加，胶带将在滚筒上打滑而不能正常运转。二、二、传
25、动装置的牵引力传动装置的牵引力1、单滚筒驱动单滚筒驱动在极限状态下：W0max=Symax -SL W0max=SL（ef-1）W0max传动滚筒所能传递的最大牵引力neSnWWfL)1max00（n摩擦力备用系数，对于井下设备一般取，n=115120考虑一定的备用能力，输送机实际传递的摩擦牵引力W0为：提高传动装置牵引力的措施：提高传动装置牵引力的措施：（1）增加输送带拉紧力SL；SL的增加，使得相遇点张力Sy大大提高，这往往为输送带强度所不允许，这种方法不经济，不宜用。（2）增大摩擦系数f；在滚筒表面包覆摩擦系数较大的衬垫材料（木衬、包胶、铸胶等）。（3）增大围包角 当牵引力较大时，多采用
26、双滚筒传动，围包角可达到480。采用这种方法牵引力增加较大，但因多机驱动可能产生功率不平衡现象。2、双滚筒驱动双滚筒驱动1）双滚筒共同传动）双滚筒共同传动（刚性联接）：滚筒先出力，只有当滚筒传递的牵引力达极限值后，滚筒才开始传递牵引力，滚筒上的围包角可看成是滚筒上的围包角的延续。当滚筒传递的牵引力达到极限值时：Wmax=SSL=SL（ef21）而滚筒能够传递的最大牵引力则为 Wmax=SymaxS=SLef2（ef11）S两驱动滚筒间胶带张力。当两滚筒传递的牵引力都达极限值时，此时为最大牵引力 Womax=Wmax+Wmax=SLef（2+1）1 2）双滚筒分别驱动）双滚筒分别驱动胶带在滚筒上
27、B点的张力与滚筒上D点的张力同样视为相等，每个滚筒传递的牵引力是 W=SL(ef21)W=S(ef11)=SLef2(ef11)两滚筒传递的总牵引力为 W0=W+W=SLef(2+1)1 A.按最小张力分配的牵引力：即在摩擦因数不变的条件下，充分利用全部围包角时的牵引力。W=SL(ef2-1)W=S(ef1-1)=SLef2(ef1-1)Womax=Wmax+Wmax=SLef(2+1)-1 一般情况下：一般情况下：1=2=/2 特点：特点：输送带张力最小，有利于输送带运行，但很难选到合适的电机，且两滚筒所用电机功率和减速器都不同，设计、使用都不方便。B.按比例分配的牵引力（1：1和2：1）：Womax=2Wmax=2Wmax 或 Womax=1.5Wmax=3Wmax
