帶式輸送機自動張緊裝置設(shè)計

1、目 錄摘要 Abstract第1章 緒論11.1 輸送機自動張緊裝置的一般概念11.2 輸送機張緊裝置的分類11.3 液壓自動張緊裝置與其它張緊裝置的類比2第2章 總體設(shè)計32.1 設(shè)計任務(wù)32.2 設(shè)計方案的確定32.2.1 液壓自動張緊裝置的特點32.2.2 液壓張緊系統(tǒng)工作原理32.2.3 總體設(shè)計方案的確定5第3章 各元件的確定63.1 油缸的選擇和計算63.2 液壓油液的功能和基本要求73.3 液壓泵的選擇及計算93.4 電動機的確定93.5 各種閥類的選擇10 3.5.1 電磁換向閥的選擇10 3.5.2 溢流閥的選擇11 3.5.3 壓力繼電器的選擇12 3.5.4 壓力表的選擇

2、13 3.5.5 濾油器的選擇14 3.5.6 蓄能器的選擇15 3.5.7 伺服閥的選擇16 3.5.8 液控單向閥的選擇18 3.6 其它元件的選擇20 3.6.1 滑輪的選擇20 3.6.2 鋼絲繩的選取20 3.6.3 液壓泵站的選擇與安裝20第4章 管路的設(shè)計224.1 管路的確定224.2 吸油管的設(shè)計224.3 壓油管的設(shè)計23 4.4 液壓系統(tǒng)中的壓力損失驗算23第5章 主要部件的設(shè)計計算及強度校核26 5.1 油缸后的支座的設(shè)計及強度校核26 5.2 液壓缸活塞桿上的耳環(huán)的設(shè)計及強度設(shè)計27第6章 設(shè)計分析29結(jié)論31致謝32參考文獻33專題34附錄142附錄249 摘要 輸

3、送機時橡膠和纖維織品兩者復(fù)合而成的制品，在應(yīng)用中的重錘張進裝置，在運行一段時間后，重錘會自動下降一段距離，使輸送帶變長。這說明輸送帶發(fā)生了蠕變，在啟動、制動過程中也會產(chǎn)生蠕變現(xiàn)象。此時張緊裝置就必須進一步收縮才不會發(fā)生打滑現(xiàn)象。 由此可見，張緊裝置是保證帶式輸送機正常運轉(zhuǎn)必不可少的重要部件。該論文主要介紹了帶式輸送機的自動張緊裝置的設(shè)計過程，詳細的介紹了各個液壓元件的選取。自動張緊裝置的設(shè)計是張緊裝置的設(shè)計的一個重大變革。關(guān)鍵詞：自動張緊裝置 帶式輸送機 液壓張緊系統(tǒng)AbstractThis paper mainly introduced based on the PROENGINEERING

4、 three dimensional entity design software to the Y0X500 model fluid strength coupler design and the assistance manufacture process; Has in detail given the fluid strength coupler shaping process aswell as utilizes PROENGINEERING to the fluid strength coupler spare part design and the assembly proces

5、s, utilized the PROENGINEERING grass in the design process to draw, modules fully and so on components, assembly, engineering plat as well as movement simulation, basically has realized the design ingenious, convenient quickly, the efficiency and the reliability higher the merit which could not achi

6、eve in the traditional design process. Next, this article also elaborated very much about the fluid strength coupler aspect comprehensive knowledge.Key word:The fluid strength coupler module limits the moment operational factor assembly constrained motion simulation II第1章 緒論 帶式輸送機主要用于輸送煤炭、礦石、沙石、谷物等散

7、裝物料。其在連續(xù)裝卸條件下能實現(xiàn)連續(xù)運輸，所以生產(chǎn)率較高；另外皮帶傳送機結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備費用低；工作平穩(wěn)可靠、噪音小，輸送距離長，輸送量大，能源消耗少；同時可在皮帶的任意位置加料或卸料，容易實現(xiàn)傾斜輸送。其應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，遍及礦山、冶金、化工、建筑、輕工、港口和車站貨場。而拉緊裝置是帶式傳送機不可缺少的重要組成部分，它直接關(guān)系到帶式傳送機的安全運行及使用壽命，對于大運量、長距離等大型帶式傳送機而言更是如此。 到目前為止，在社會生產(chǎn)中有多種皮帶拉緊裝置得到應(yīng)用。以往煤礦井下用帶式傳送機一般均采用固定絞車拉緊或重錘拉緊，很少見到別的類型。由于固定絞車拉緊裝置只能定期張緊皮帶，而皮帶的張緊程度往往與

8、操作者的經(jīng)驗有關(guān)，經(jīng)常出現(xiàn)張緊力過大或者過小，并且直接影響到帶式傳送機的沖擊動負荷，所以固定絞車拉緊裝置對于傳送機的安全及平穩(wěn)運行極為不利。 因此，我們有必要研制成一種自動型的張緊裝置來實現(xiàn)輸送機的張緊過程。 1.1 輸送機自動張緊裝置的一般概念 自動張緊裝置屬是保證帶式輸送機正常工作的重要部件，可自動地對輸送機張力進行實時控制滿足帶式輸送機正常運行的要求。即改善帶式輸送機的起、制動性能，提高整機運行的可靠性，在不同的使用條件下，可以保證膠帶具有最合理的張力。1.2輸送機張緊裝置的分類 張緊裝置可分為固定式張緊裝置和自動式張緊裝置兩大類。 (1)固定式張緊裝置。固定式張緊裝置分重錘式張緊裝置和

9、剛性張緊裝置。重錘式、水箱式都屬于重力張緊裝置。重歷式張緊裝置始終使輸送帶初拉力保持恒定，在啟動制動時會產(chǎn)生上下振，但慣性力很快消失。剛性張緊裝置有螺旋張緊、手動或電動張緊裝置等幾種，它們的張緊力是固定不變的，不能自動調(diào)整，在安裝后，張緊一次可運行一段時間，但還要收緊一次，以消除蠕變。(2)自動式張緊裝置。自動測力張緊裝置以張緊力作為反饋信號隨時間變化設(shè)定拉力，進行比較，并隨時調(diào)整張緊裝置的該向滾筒的位移。如啟動時會自動加大張緊力，運輸時恢復(fù)恒定拉力，對延長輸送帶壽命十分有利。1.3液壓自動張緊裝置與其它張緊裝置的類比 液壓式自動張緊裝置與機械、電力、氣壓傳動相比，其特點： （1）液壓傳動裝置

10、能在運行過程中進行無級調(diào)速,調(diào)速范圍較大。 （2）在同樣功率情況下，液壓傳動裝置的體積小、質(zhì)量輕、慣性小、結(jié)構(gòu)緊湊，且能傳遞較大的力和轉(zhuǎn)矩。 （3）液壓傳動裝置工作較平穩(wěn)、反映快、沖擊小，可以高速啟動、制動及換向，操作簡單方便。 （4）液壓傳動裝置省力，易實現(xiàn)自動化。 （5）液壓傳動易于實現(xiàn)過載保護，可以自動潤滑，因此使用壽命較長。 （6）液壓傳動裝置可以很簡單的實現(xiàn)直線運動和回轉(zhuǎn)運動，其布置也具有很大的靈活性。 （7）液壓傳動裝置由于其元件實現(xiàn)了系列化、標(biāo)準化、通用化，容易設(shè)計制造和推廣運用。 (8)在液壓傳動裝置中，因功率損失等原因所產(chǎn)生的熱量可以由流動著的油液帶走，因此避免了局部溫升現(xiàn)象

11、。 第2章 總體設(shè)計2.1 設(shè)計任務(wù) 參數(shù)設(shè)定及工況分析 設(shè)：張緊行程L=2m，活塞桿運動速度=4m/min。DT-型帶式輸送機的T3=2460.72N,T4=2559.15,每天工作22h，停車2h，全年工作360天，每天停機兩次。 張緊裝置在驅(qū)動滾筒之后，所以張緊力F= T3+ T4，這個張緊力是只考慮帶式輸送機在滿載正常運行情況下的張緊力。當(dāng)啟動時，所需要的輸送帶的張緊力 =1.5F 用公式表示為：F= T3+T4=2460.72+2559.15=10.19kN F其=1.5F=75.29kN2.2 設(shè)計方案的確定 2.2.1 液壓自動張緊裝置的特點 液壓自動張緊裝置的工作過程中，由于張

12、緊力在輸送機啟動時和正常運行時不同，這就要求液壓系統(tǒng)必須能夠在兩種壓力下工作。在帶式輸送機運料的過程中由于負荷或其它原因引起輸送帶拉力增大、減小，液壓系統(tǒng)就會自動調(diào)節(jié)張緊力，保證輸送帶正常工作。 2.2.2 液壓張緊系統(tǒng)工作原理 皮帶式傳送機在啟動時和穩(wěn)定運行時對皮帶的張力要求是不同的，啟動時所需要的張力大約是穩(wěn)定運行時所需要的張力的 1.5 倍。這就需要液壓系統(tǒng)能在兩級工作壓力下工作，一個是啟動壓力，另一個是穩(wěn)定運行時壓力，前者約為后者的 1.5 倍。系統(tǒng)工作原理圖如下：1.2. 溢流閥 3. 電磁換向閥 4. 伺服閥 5. 液壓缸 6. 壓力表 7. 力傳感器 8. 拉緊小車 9. 壓力繼

13、電器 10. 液控單向閥 11. 蓄能器 12. 液壓泵 13. 電動機 14. 單向閥 15. 過濾器 本方案采用一個直動溢流閥 2 和一個疊加溢流閥并聯(lián)來實現(xiàn)這個目的。疊加溢流閥由直動溢流閥 1 和二位二通電磁換向閥3 串聯(lián)而成。當(dāng)二位二通電磁換向閥3 通電時，其閥芯處于右位，二位二通電磁換向閥通導(dǎo)，疊加溢流閥才通導(dǎo)。直動溢流閥 2 的調(diào)定壓力較大，是疊加溢流閥的調(diào)定壓力的 1.5 倍。系統(tǒng)啟動時，二位二通電磁換向閥 3不通電，疊加溢流閥不通導(dǎo)，油液只能經(jīng)由直動溢流閥 2溢流；系統(tǒng)啟動后穩(wěn)定運行時，二位二通電磁換向閥 3通電，疊加溢流閥通導(dǎo)，油液經(jīng)由調(diào)定壓力較低的疊加溢流閥溢流。這樣便可實

14、現(xiàn)兩級壓力控制。系統(tǒng)要求啟動迅速，即液壓缸要迅速拉緊原來松弛的皮帶，這就使得液壓缸啟動時需要很大的流量。穩(wěn)定運行時，張緊的皮帶使得液壓缸活塞桿移動范圍很小，這時液壓缸需要的流量下降。為解決這個問題，加了一個蓄能器用以補油，既能及時補油，又能在正常穩(wěn)定工作時保持恒定壓力。 首先，電機 13 啟動帶動泵 12 運轉(zhuǎn)給系統(tǒng)加壓。當(dāng)系統(tǒng)壓力達到壓力繼電器9 設(shè)定的啟動壓力后，壓力繼電器 9 發(fā)信號，皮帶式傳送機啟動。皮帶式傳送機啟動后帶速達到穩(wěn)定值時，二位二通電磁換向閥 3通電，疊加溢流閥通導(dǎo)，油液經(jīng)由調(diào)定壓力較低的疊加溢流閥溢流，同時系統(tǒng)切換到由伺服閥 4 控制的狀態(tài)。伺服閥的工作原理：預(yù)先確定壓力

15、指令信號r ，它與壓力傳感器的壓力反饋信號i 相比較，其偏差量(實際壓力與給定壓力的差值)經(jīng)放大器處理后產(chǎn)生電流 i 輸給伺服閥 4，控制加載液壓缸，這樣就形成了伺服閥壓力控制回路。液壓缸的拉力與指令信號 r 一一對應(yīng)。 2.2.3總體設(shè)計方案的確定（1）液壓回路設(shè)計。（2）元件的確定。包括：油缸的選擇和計算，液壓油的確定，液壓泵的選擇及計算，電動機的確定，各種閥類的選擇。 （3）主要部件的設(shè)計及計算強度校核第3章 各元件的確定3.1 油缸的選擇和計算 由液壓缸的行程為2m，最大拉力為75.29kN,參考液壓元件產(chǎn)品樣本，決定選用缸徑為100mm，活塞桿直徑為55mm，行程為2.2mm，最大拉

16、力為87kN，速比為1.46的HSG系列的油缸。油缸內(nèi)的壓力為：P2 =式中 啟動拉力， N； D 油缸內(nèi)徑，mm； d 活塞桿直徑，mm； 油缸機械效率，一般取 = 0.95。輸送機啟動、正常運行的壓力分別為： P1 油缸的有效工作面積為： 油缸工作時所需要的最大流量為： Q = A式中 油缸活塞桿運動速度，m/min；A 油缸有效工作面積，m2。速度=4m/min，則： Q=A=454.810-1=21.92L/min液壓缸的結(jié)構(gòu)圖如下所示： 3.2 液壓油液的功能和基本要求 液壓油液是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)，同時還兼有潤滑、密封、冷卻和防銹等功能。 在液壓系統(tǒng)中，由于壓力、速度及溫

17、度在很大范圍內(nèi)變化，為了保證工作狀態(tài)的穩(wěn)定，要求所應(yīng)用的液壓油液能適應(yīng)這種變化，并保持穩(wěn)定的性能，不致因外界條件的變化而引起很大的改變或破壞，因此對液壓油液提出如下基本要求： （1）具有適當(dāng)?shù)恼扯群土己玫恼硿靥匦?。粘度要符合實際工作條件，粘度國大，摩擦損失將增加；粘度過小，會造成泄漏。粘度過大或過小都將導(dǎo)致效率的降低。因此為了使液壓系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的工作，液壓油液的粘度隨溫度的變化要小，也即要具有良好的粘溫特性。 （2）具有優(yōu)良的潤滑性。液壓油液對液壓系統(tǒng)中的各運動部件起潤滑作用，以降低摩擦和減少磨損，保證系統(tǒng)能夠長時間正常工作。當(dāng)前，液壓系統(tǒng)和元件正朝高壓、高速方向發(fā)展，液壓元件內(nèi)部摩擦副處于邊

18、界潤滑狀態(tài)，這時，液壓油液更應(yīng)具有良好的潤滑性。 （3）具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。液壓油液與空氣接觸會產(chǎn)生膠質(zhì)沉淀物質(zhì)，這些沉淀粘附在滑閥表面或節(jié)流縫隙處會堵塞孔、隙等通道，影響元件的動作，從而降低系統(tǒng)的效率。因此，液壓油液應(yīng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。 （4）剪切安定性好，液壓油液通過液壓元件和狹窄通道時要經(jīng)受劇烈的剪切，使一些聚合型增粘劑分子破壞，造成粘度永久性下降，這在高速、高壓時尤為嚴重。為延長液壓油液使用壽命，液壓油液的剪切安全性要好。 （5）抗乳化性好。水可能從不同途徑進入液壓油液，含水的液壓油液在泵和其他元件的劇烈攪拌下極易乳化，致使液壓油液變質(zhì)或生成沉淀物，防礙冷卻器的導(dǎo)熱，阻滯閥門和管

19、道，降低潤滑性且腐蝕金屬，所以，液壓油液應(yīng)具有良好的抗乳化性。 （6）消泡抗泡性能好。在大氣中，礦物油通常能溶解5%至10%的空氣，空氣混入液壓油液后會產(chǎn)生氣泡，氣泡在液壓系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，不僅會使系統(tǒng)的剛性下降，動特性變壞，潤滑條件惡化，而且還會產(chǎn)生異常的噪音、振動。此外，氣泡還增大了與空氣的接觸，使氧化加速，所以，液壓油液應(yīng)具有良好的消泡和抗泡能力。 （7）防銹性能好，對金屬的腐蝕性小。長期與液壓油液接觸的金屬件，在溶解于液壓油液中水分和空氣的作用下會產(chǎn)生銹蝕，而使精度和表面質(zhì)量受到破壞。銹蝕而使精度和表面質(zhì)量受到破壞。銹蝕顆粒在系統(tǒng)中循環(huán)，還會使磨損加速和系統(tǒng)發(fā)生故障。所以，液壓油液應(yīng)具有良好

20、的防銹性能和不腐蝕金屬性能。 （8）對密封等材料的相容性。密封材料長期共存于液壓油液中會產(chǎn)生溶脹軟化或干縮硬化，使密封失效，產(chǎn)生泄漏，系統(tǒng)壓力下降，以致工作不正常。所以，液壓油液對密封材料應(yīng)有良好的相容性。 液壓自動張緊裝置是在工作時，其工作環(huán)境的溫度不高，但有防塵要求，油壓缸的最高工作壓力為14.46MPa，參考液壓元件產(chǎn)品樣本，綜合確定選用20號精密機床液壓油。20壓力油的運動粘度23)×10-6m2/s,取=20×10-6m2/s，密度為0.9×103kg/m3則20號液壓油的動力粘度為： 3.3 液壓泵的選擇及計算 GB-G1016型單級齒輪泵屬于中高壓齒

21、輪泵。采用了固定的雙金屬側(cè)板和二次密封結(jié)構(gòu)，具有耐沖擊、維修方便、工作可靠等優(yōu)點。廣泛用于裝卸機、鏟運機、推土機等機械液壓系統(tǒng)的液壓能源。 由于液壓油在主油路只流經(jīng)一個單向閥的主油路，其壓力損失很小，粗估其壓力損失0.49MPa，則油泵的工作壓力為： 所以油泵的最大工作壓力P泵14.95MPa 油泵泄漏系數(shù)=1.11.3,取1.1，則油泵的流量為： Q泵KQ=1.1×21.92=24L/min 根據(jù)液壓元件產(chǎn)品樣本選用GB-G1016型單級齒輪泵。其參數(shù)為每轉(zhuǎn)排量q=16.4mL/r，驅(qū)動功率10.5kW，額定工作壓力P=16MPa。當(dāng)由n=1460r/min的電動機驅(qū)動時，該泵最大

22、流量16.4×1460=24L/min。油泵效率=0.91。 當(dāng)F=75.299kN時，有： 取安全系數(shù)n=3，許用應(yīng)力為： 由此說明這個截面的抗拉強度滿足要求。 第6章 經(jīng)濟分析帶式輸送機在國民經(jīng)濟的眾多的機械產(chǎn)品中是一種壽命周期較長的產(chǎn)品，并在諸多行業(yè)發(fā)揮重要的作用。這種產(chǎn)品市場的發(fā)展是不需論辯的，其每年市場增用量都在上升。從外觀上看，作為一種產(chǎn)品，帶式輸送機又被眾多的行業(yè)和人認為技術(shù)含量較低，因而，無論是該產(chǎn)品的制造商還是業(yè)主們都把它的價格作為市場競爭的最重籌碼。近年來，帶式輸送機價格大戰(zhàn)此起彼伏：行業(yè)內(nèi)企業(yè)都經(jīng)歷了殘酷價格之爭的考驗。膠帶機價格=材料+人工費+設(shè)計費+材料處理

23、費+項目運作投入。按DI標(biāo)準產(chǎn)品質(zhì)量分等規(guī)定、通用技術(shù)條件等，膠帶機的噸成本（不含膠帶）應(yīng)為8200元9200元，這個價格不包括：有特殊要求的產(chǎn)品；驅(qū)動裝置及其他部分復(fù)雜的產(chǎn)品；需要新設(shè)計的產(chǎn)品；考慮固定費用和管理費用及稅金之后，其噸價格應(yīng)為9840元至11040元。這個價位基本上適應(yīng)了當(dāng)前市場。 隨著科技的日益提高，材料的不斷改進，工人技術(shù)的提高，產(chǎn)品的生產(chǎn)效率大幅的提高，帶式輸送機的生產(chǎn)成本也隨之而降。再加上市場對它的需求也日益增加，它的應(yīng)用前景、效益將更為樂觀。 張緊裝置在這整個輸送機所占的資金比例占80%以上，所以，在張緊部分的設(shè)計更要考慮到經(jīng)濟性，下面的例子充分表明了液壓張緊在資金上

24、的節(jié)省。 例如輸送機運距長為1.3Km，提升高度為311m，運輸量為200t/h,帶速為2.5m/s，裝了這套液壓裝置后，省去了洞室和降低了一級帶強，節(jié)約資金如下表所示。名稱 帶強（Nmm-1）軸功率（kW）安區(qū)系數(shù)洞室（m3）輸送帶長 m節(jié)約資金 萬元液壓張緊 2000306.137.97 0 344040.92固定張緊 2500 320.67.55 160 3432 0 則 1.節(jié)省所送帶4層，按50元/m2計，共節(jié)省36.12萬元。 2.洞室按300元/計，可節(jié)省改裝4.8萬元。 3.電費因容量減少14.53KW，平均每天工作按10小時計，每年按300天工作日計，電費按0.25元/（kW

25、h）計，每年節(jié)約1.089萬元。 結(jié)論通過這次畢業(yè)設(shè)計，讓我對以往學(xué)習(xí)過的液壓知識有了更深刻的理解。課本學(xué)的只是一些理論上的知識，而現(xiàn)在我所設(shè)計的液壓張緊裝置，我所學(xué)到的不僅僅是它的理論知識，更重要的是它對我的實踐上的培養(yǎng)。幾個月的畢業(yè)設(shè)計，讓我在液壓的學(xué)習(xí)上走向了一個更深入的層次，從各種液壓閥的利用上，到管路的設(shè)計上，有了更深刻的認識。特別是在設(shè)計的合理性上，有了一個質(zhì)的飛躍。這次畢業(yè)設(shè)計是我從學(xué)生走向工作崗位的一個重要過渡階段，我深深的感謝這次畢業(yè)設(shè)計。致謝這次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)圓滿結(jié)束了，這是對我大學(xué)四年來所學(xué)知識的一個系統(tǒng)的總結(jié)以及鍛煉，這對我今后的學(xué)習(xí)、工作將大有幫助，不僅讓我系統(tǒng)的溫習(xí)了

26、一下自己所學(xué)的知識，讓我更加深刻的理解，還使我學(xué)到了很多以前未曾重視、未曾掌握的知識，從而在今后的學(xué)習(xí)和工作中更熟練的應(yīng)用到實際當(dāng)中。這次畢業(yè)設(shè)計是在于信偉老師、劉訊濤老師以及機械學(xué)院其他老師的精心指導(dǎo)下順利完成的。此外還得到了班級同學(xué)的大力幫助，使我的畢業(yè)設(shè)計更加完善。在此特別感謝感謝于老師、劉老師及機械學(xué)院的所有領(lǐng)導(dǎo)和老師對我的指導(dǎo)和幫助。參考文獻1李民，宋建軍.燃料設(shè)備運行與檢修.水利電力出版社，19832夏熾宇.膠帶運輸機在電廠中應(yīng)用情況與技術(shù)要求，19913中國礦業(yè)學(xué)院.礦山運輸機械.煤炭工業(yè)出版社，19874于學(xué)謙.礦山運輸機械.中國礦業(yè)大學(xué)出版社，20045 楊復(fù)興.膠帶輸送機結(jié)

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28、15 濮良貴，紀名剛.機械設(shè)計.第七版.高等教育出版社，200416 蘇發(fā)，李文雙，于信偉.機械制造工程學(xué).黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，200417 徐灝.機械設(shè)計手冊.第三卷.機械工業(yè)出版社，199218機械工業(yè)部北京起重運輸研究所.DIN西德工業(yè)標(biāo)準.機械工業(yè)出版社，198319機械工業(yè)部北京起重運輸研究所.ISO工業(yè)標(biāo)準.機械工業(yè)出版社，198320宋偉剛.帶式輸送機的動力學(xué)模型.連續(xù)輸送技術(shù)，199521范存德.液壓技術(shù)手冊.遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2004 專題帶式輸送機膠帶跑偏的原因與治理 帶式輸送機由于具有結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，并且維護方便，可以實現(xiàn)不同距離運送物料的要求等特點，因此，被廣泛

29、應(yīng)用在礦山、冶金、電力、港口、煤炭等部門，是生產(chǎn)工程中最常用的一種輸送機械。但帶式輸送機在工作過程中會出現(xiàn)不同情況的問題，其中以膠帶在運行中跑偏最為常見。所謂膠帶跑偏，就是帶式輸送機在運轉(zhuǎn)過程中膠帶中心線脫離輸送機的中心線而偏向一邊的現(xiàn)象稱之為膠帶跑偏。膠帶跑偏可能造成物料撒落和浪費，使膠帶的邊緣與機架相互磨損，使膠帶過早損壞，從而大大降低膠帶的使用壽命。膠帶又是輸送機的重要組成部分，其用量大價格較高，在整個輸送機的成本中占了很大的比重大約為50%。當(dāng)膠帶跑偏嚴重時膠帶將脫離托輥掉下來，或者發(fā)生膠帶劃破等嚴重事故，使帶式輸送機不能正常工作。由于生產(chǎn)過程的連續(xù)性和設(shè)備之間的聯(lián)鎖性，如果其中一條帶

30、式輸送機發(fā)生故障，就會影響其他設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，造成整個生產(chǎn)過程的瓦解，因此，分析和研究帶式輸送機輸送膠帶跑偏的機理和原因，找出減小和消除膠帶跑偏現(xiàn)象的方法，在實際生產(chǎn)過程中具有重要意義。 1.帶式輸送機膠帶的跑偏機理 在帶式輸送機中，由于輸送機膠帶既是牽引構(gòu)件，靠它來傳遞運動和動力，又是承載件，用來支承物料載荷。而在帶傳動中，傳動帶只是牽引構(gòu)件，用來傳遞運動和動力。在實際工作中，根據(jù)不同的工作條件，可以選用不同質(zhì)地的傳送帶，常用的傳送帶類型有：鋼絲芯帶、強力尼龍芯帶、橡膠帆布帶等。此處以平皮帶為例加以分析，圖1為平帶傳動原理圖。 傳送帶不工作時，由于傳送帶張緊在兩滾筒上，故傳送帶兩邊的拉力應(yīng)相

31、等，都等于初拉力F0。當(dāng)傳送帶以順時針方向轉(zhuǎn)動工作時，緊邊拉力為F1，松邊拉力為F2。則傳送帶工作時的有效拉力Fe為 Fe=F1-F2。 如果近似地認為傳送帶工作時的總長度保持不變，則傳送帶的緊邊拉力的增量，應(yīng)等于傳送帶松邊的減少量，即 F0=(F1+F2)/2。由上兩式可得 F1=F0+Fe/2， F2=F0-Fe/2。 將柔韌體摩擦的歐拉公式F1= F2efa代入上式得 Fe0=2F0(efa-1)/(efa+1)。式中： F0輸送帶的初拉力； F1輸送帶的緊邊拉力； F2輸送帶的松邊拉力； f輸送帶與帶輪之間的摩擦系數(shù)； a帶在帶輪上的包角； Fe0帶所能傳遞的最大有效拉力。 由此可知：

32、輸送帶的最大牽引力是與初拉力F0成正比的；最大牽引力隨著包角A的增大而增大；最大牽引力隨著摩擦系數(shù)的增大而增大。通常帶式輸送機膠帶的寬度較寬，這是由帶式輸送機的工作所決定的。因此，帶式輸送機的牽引力和初拉力在帶寬上的分布比較復(fù)雜，如果載荷在帶寬上分布不均勻，就會使輸送帶跑偏。因此，在其他參數(shù)一定的情況下，輸送膠帶是否跑偏，主要由輸送機的牽引力或初拉力在帶寬上的分布狀況決定。所有使力在輸送膠帶帶寬方向上發(fā)生偏載的因素，都是使輸送膠帶跑偏的原因。 2 帶式輸送機膠帶跑偏的原因 造成膠帶跑偏的原因很多，但其根本原因就是使膠帶的受力沿帶寬方向分布不均造成的，根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場的實際情況，找出膠帶跑偏的主要原

33、因有以下幾個方面。 (1) 輸送帶自身的質(zhì)量或制造質(zhì)量問題。如：邊緣成波紋狀，帶厚不均勻，或有小缺口等弊病。 (2) 輸送機的安裝方面存在問題。如：輸送機頭、尾部滾筒、托輥的軸線不平行；所有滾筒和托輥的軸線與輸送機機架的中心線不垂直；各落料點不在膠帶中心，使膠帶承載面上受力不均。 (3) 在粘接膠帶接口時，由于膠帶接頭不正，即接口與膠帶中心線不垂直造成膠帶受力不均而導(dǎo)致跑偏現(xiàn)象的發(fā)生。 (4) 托輥轉(zhuǎn)動不靈活，托輥太稀或連續(xù)缺托輥，使膠帶兩側(cè)受力不等。 (5) 清掃器不能充分發(fā)揮作用，造成物料粘結(jié)在托輥和改向滾筒上，使其形成了錐形或凸凹形狀，從而膠帶受到側(cè)向水平分力，發(fā)生跑偏。3 防止膠帶跑偏

34、的主要措施 根據(jù)以上列舉的影響膠帶跑偏的眾多因素，可以采取適當(dāng)?shù)拇胧┘右苑乐埂?(1) 邊緣成波紋狀，帶厚不均勻等膠帶自身制造過程中出現(xiàn)的問題，對于使用者來說，只有在選購膠帶時，選擇質(zhì)量好的產(chǎn)品。 (2) 提高安裝質(zhì)量，把膠帶跑偏控制在一定的范圍。 帶式輸送機安裝的質(zhì)量標(biāo)準如下： 頭尾機架中心線對輸送機縱向中心線不重合度不應(yīng)超過3mm。 頭尾機架(包括拉緊架)安裝軸承座的2個平面應(yīng)在同一平面內(nèi)，其偏差不應(yīng)大于1mm。 中間架支腿不垂直度或?qū)ㄖ锏孛娴牟淮怪倍炔粦?yīng)超過0.3%。 中間架在鉛垂面內(nèi)的不直度應(yīng)小于1%。 中間架接頭處，左右、高低的偏移均不超過1mm。 中間架間距的偏差不應(yīng)超過

35、77;1.5mm，相對標(biāo)高差不應(yīng)超過間距的0.2%。 托輥橫向中心與帶式輸送機縱向中心線的不重合度不應(yīng)超過3mm；托輥架的軸線應(yīng)與輸送機中心線垂直，有凹凸弧的膠帶應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求緩慢變向。 帶式輸送機的傳動軸中心線與機架的中心線應(yīng)垂直，使傳動滾筒寬度的中心與機架的中心線重合，減速機的軸線與傳動軸線平行，同時，所有軸線和滾筒都應(yīng)找正，根據(jù)帶式輸送機的寬窄，軸的水平誤差可以在0.5至1.5mm。 (3) 對于膠帶接口不正的問題，除了加強人員的技術(shù)培訓(xùn)外，改善膠帶的粘接工藝，由過去的冷粘方式改為采用熱硫化膠階梯斜角形接頭方式。因為，斜角形接頭的接觸面積隨截斷角度的減小而增大，且斜角接頭在運轉(zhuǎn)時所受應(yīng)力

36、不會集中在同一橫截面上，因此不易發(fā)生接頭開裂現(xiàn)象，同時易于對合準確，并能較好地保證接頭處中心線和膠帶中心線保持一致，使其內(nèi)部受力均勻，防止運行中跑偏。 (4) 在管道卸料點處增加一緩沖調(diào)整板，該裝置不但可以對卸料點進行調(diào)整，還可以有效地將輸送的物料均勻堆卸在膠帶上，防止物料下落時對膠帶產(chǎn)生不均勻的側(cè)向力而導(dǎo)致膠帶跑偏。 (5) 對于輸送機由于托輥出現(xiàn)問題而導(dǎo)致膠帶跑偏的，除了及時更換、安裝、修理損壞的托輥外，還可以用以下措施進行糾正。即側(cè)托輥向輸送帶運行方向前傾防跑偏法。 這種方法就是將兩個冊托輥均向輸送帶運行方向前傾一個角度，這個角度一般取2度到3度。 在輸送機的任意部位安裝一對跑偏監(jiān)視器和

37、一套調(diào)整部分，調(diào)整部分由縱梁支座、固定縱梁、移動縱梁、托輥組、驅(qū)動機構(gòu)和電動機組成。驅(qū)動機構(gòu)的右邊與電動機連接，左邊與移動縱梁連接，跑偏監(jiān)視器安裝在調(diào)整部分的前面，固定縱梁裝在輸送帶的一側(cè)，移動縱梁有支座裝在機架的另一側(cè)，移動縱梁的支座上的限位銷與移動縱梁上的縱向?qū)Р刍瑒优浜?，托輥組的兩端分別掛在固定縱梁和移動縱梁上。當(dāng)輸送帶因某種原因偏向一側(cè)超過100m時，該側(cè)的跑偏監(jiān)控器發(fā)出報警信號，同時驅(qū)動調(diào)整部分縱向移動，從而改變托輥與輸送帶的交角，對輸送帶產(chǎn)生橫向推力將輸送帶調(diào)整到允許的范圍內(nèi)運動。 ISO標(biāo)準都規(guī)定前傾角小于3度，并給出由此而產(chǎn)生的附加阻力。受力分析如下圖： 受力分析圖 附加阻力F

38、1為： 式中 摩擦系數(shù)； N1輸送帶對托輥的正壓力； 輸送帶單位質(zhì)量； 物料單位質(zhì)量； B帶寬； b1前傾托輥與輸送帶接觸長度。 垂直于輸送帶運行方向的分力Fa1為： 式中 前傾角， 槽角。 同理可知Fa2。 當(dāng)輸送帶向一側(cè)跑偏時，則糾正偏力為： 在軸向糾偏力的作用力下，輸送帶向中間移動，直至達到平衡。 由于輸送帶的軸向糾偏力是兩側(cè)力的差值，數(shù)值較小。為了定心可靠，應(yīng)將所有上托輥前傾2度到3度；也可以間隔幾組不前傾的托輥放一組前傾托輥，阻力可減少許多，但糾正可靠性差一些。 (6) 對于清掃裝置不能發(fā)揮充分的作用，要求維修人員要對清掃器進行定期的維護，保證清掃器與膠帶始終保持良好的接觸，使膠帶表面的物料能夠及時清理；在膠帶回程要每隔30m安裝一套清掃器，保證回程非工作面的清潔；另外，還在頭尾部的增面滾筒處安裝清掃器，可以隨時清理增面滾筒上的粘煤，使膠帶不受到側(cè)向水平分力，避免膠帶發(fā)生跑偏。 (7) 加強設(shè)備的改造，特別對使用尾部車式拉緊裝置的帶式輸送機，我們自行對其進行重新設(shè)計安裝，增強其自動糾偏性能，避免膠帶從尾部滾筒處發(fā)生跑偏，具體的方案如下： 從力學(xué)分析及實踐經(jīng)驗上來看，通過調(diào)整尾部拉緊滾筒軸心線與膠帶縱向中心線間的夾角來糾正尾部膠帶跑