带式输送机设计（精选12篇）
带式输送机设计 篇1
1 功能设计
现阶段带式输送机的保护装置主要实现跑偏、张紧力、温度、烟雾、煤位、撕裂、速度和急停八大保护, 当发生故障时, 保护装置会根据故障进行语音报警及显示报警。本文针对这八大保护给予了可靠的控制, 以及及时纠正故障, 减少损失。
1.1 速度保护和控制
(1) 软启动。带式运输设备的开启时, 其张力会是平时运转时的很多倍, 对设备的配件会有很严重的冲击, 对设备的配件使用时间以及稳定性带来了不良影响。即使软启动设备的成本相对变频设备的成本要低, 不过因为策划安装要对设备正常运转时的速度进行调控, 因此软启动的掌控安装就要使用变频设备进行。在掌控设备在开关时, 变频设备进行工作, 变频设备可以主动按照电机的运动以及电压和位置, 改变频率, 这种切换状态很稳定, 电流不会出现太大的改变。 (2) 速度保护和控制。除了在开关的情况下, 如果十秒内设备传送的速度都在既定速度的百分之五十到百分之七十, 亦或带速在既定带速的一半以下, 亦或带速在既定带速的一点一倍时, 完成变频掌控。在一段时间后, 如果速度仍然超过限定的速度, 就会暂时停止设备的工作。 (3) 双向急停开关保护。双向急停开关在任何一边的拉线上施加40~120 N的力时, 变频器控制带式输送机的运行, 使带式输送机平稳地中止, 并能自锁和复位。
1.2 跑偏保护和控制
当处于跑偏时, 控制系统及时启动纠偏装置, 同时报警灯点亮。当跑偏传感器探杆的偏转角度达设定值, 启动语音报警, 并强制带式输送机停机。当带式输送机停止运行的时候, 可以手动启动纠偏装置。
1.3 张紧力保护和控制
在张紧传感设备检查设备检查到皮带松紧情况出现异常时, 会发出警报, 然后做出相应的调整, 进而能够对皮带的松紧进行调整。如果带式运送设备的皮带超过限定的情况时, 就会发出警报, 同时暂时停止设备的运转。
1.4 温度、烟雾保护和控制
(1) 温度保护和控制。在检测温度的传感设备所检测的温度不在要求的范围内, 就会发出警报, 并且会淋水降温。如果经过一段时间内温度还是没有下降, 就会发出语音提醒同时强行的关闭设备的运转。 (2) 烟雾保护和控制两秒内, 如果所检查到的范围内浓烟在要求的浓烟标准外, 就会发出报警, 并且开启淋水减少浓烟密度。如果经过一段时间后浓烟没有减少的现象, 就会发出语音报警同时强行关闭设备。
1.5 堆煤保护和控制
当煤位传感器在2s内连续检测到煤位超过预定位置, 触杆的偏转角达到设定值, 装置应报警, 同时中止带式输送机的运行。
1.6 撕裂保护和控制
当撕裂传感器检测到输送带撕裂时, 控制系统中止带式输送机的运行。
1.7 集中控制
正常开启。如果多台设备仪器工作一起进行掌控时, 前台设备能够掌控下一部设备的延时开启, 在延迟开启的过程中存在预先报警的性能, 并且对一起工作的设备的状况进行体现。
正常停止前台设备停止时, 下一部设备延时停止, 就是比前一台设备会晚一秒到两秒停止, 同时进入联锁状况。并且, 出现问题停止的设备会给整体设备发动语音报警, 同时显示出故障机器。
1.8 单台控制
如果是手动的形式, 那么就能够当做一台设备进行其开启以及停止受自身的掌控。单台形式下存在和集中掌控形式下完全一样的事故呵护、语音报警以及展现出故障机器。
2 硬件设计原理
体系经过不一样的传感设备检查带式运输设备的煤炭位置、偏离、松紧度、烟雾、温度、速度以及撕裂现象, 如果发生事故, 单台设备按照所收集到的资料开展辨别、解析, 同时下达命令掌控以及修正带式运送设备的工作情况, 同时进行报警以及显示。键盘能够输入既定数据, 显示设备能够显示出所检测到的数据, 同时表现出事故的种类。构造图见图1。
(1) 检查以及掌控速度。电机的运转是转速传感设备改变为矩形脉冲数据, 通过光电阻隔导入单片设备的计数设备中, 因为计数设备能够得到取得电机转动的实际情况, 和规定的转动速度进行对比, 使用PID进行调控, 单片设备出现PWM波, 进而完成电机的变频调节功能。 (2) 检查以及掌控跑偏。皮带不在既定的轨道内运转时, 检查设备发出警报运输到掌控体系, 掌控体系能够立即进行纠正, 修改跑偏情况, 进而实现纠偏的宗旨。 (3) 检查以及掌控张紧力度。如果检查张紧力度的设备检查到皮带张紧性出现问题时, 把检查到的情况传送给单片设备, 单片设备解析皮带的张紧情况, 经过掌控带式运输设备的滚筒来改变张紧度。 (4) 检查以及掌控温度、烟雾。在温度传感设备检查到事故时, 单片设备经过掌控电磁阀设备进行降水, 以便来降低温度, 减少浓烟密度。
3 软件设计
流程图见图2。
当传感器检测到带式输送机出现故障时, 保护装置先对其进行分析和调整, 并使相应的报警灯亮, 一定时间后检测到仍然超出初始化设置的值时, 保护装置的速度保护控制输送带, 使输送带软停止。当按下启动或者急停按钮时, 保护装置的速度保护控制输送带软启动或软停止。
4 结束语
带式运输设备的作业条件大多比较差, 因此在设备工作时, 一定要按时对其各类功能以及系数进行检查, 进而确保带式输送设备能够安全顺利的工作。及时对设备开展呵护掌控, 能够在很大的程度上减少成本, 提升工作速度。
摘要：主要讲述了带式传送设备和掌控策划的更新方法, 这项策划方法不单单能够检查出设备的状态, 对设备进行保护, 还能够进行掌控, 使其能够正常顺利的运转, 在很大程度上延长了设备的使用寿命, 降低了其损坏以及造成的经济损耗。
关键词：带式输送机,保护,控制
参考文献
[1]赵玉文, 李云海.带式输送机的现状与发展趋势[J].煤矿机械, 2004, 25 (4) :1-3.
[2]韩志工, 李冠坚.带式输送机综合保护控制装置的设计[J].科技信息, 2008 (19) :1-3.
[3]王仲民.煤矿带式输送机常用机械软起动装置[J].煤炭工程, 2007 (3) :31-34.
[4]李丽萍, 徐巧敏.带式输送机调偏方法及机理分析[J].煤矿机械, 2005268) :126-128.
[5]《运输机械设计选用手册》编辑委员会主编.运输机械设计选用手册 (上册) [M].北京:化学工业出版社, 1999.502~700.
[6]王锡法.长距离、大运量带式输送机软启动技术的应用[J].煤矿机械, 2006 (10) :163~165.
带式输送机设计 篇2
输送机一般应在空载的条件下启动，在顺次安装有数台带式输送机时，应采用可以闭锁的起动装置，以便通过集控室按一定顺序起动和停机。除此之外，为防止突发事故，每台输送机还应设置就地启动或停机的按钮，可以单独停止任意一台。为了防止输送带由于某种原因而被纵向撕裂，当输送机长度超过30m时，沿着输送机全长，应间隔一定距离(如25—30m)安装一个停机按钮。
二、带式输送视的维护
为了保证带式输送机运转可靠，最主要的是及时发现和排除可能发生的故障。为此操作司机必须随时观察运输机的工作情况，如发现异常应及时处理。机械工人应定期巡视和检查任何需要注意的情况或部件，这是很重要的。例如一个托辊，并不显得十分重要，但输送磨损物料的高速输送带可能很快把它的外壳磨穿，出现一个刀刃，这个刀刃就可能严重地损坏一条价格昂贵的输送带。受过训练的工人或有经验的工作人员能及时发现即将发生的事故，并防患于未然。
带式输送机的输送带在整个输送机成本里占相当大的比重。为了减少更换和维修输送带的费用，必须重视对操作人员和维修人员进行输送带的运行和维修知识的培训。表l—40列出了大量的有关输送带发生操作问题的原因及处理办法。
表1-40 带式输送机发生故障的原因及消除方法
故 障 内 容
原因(按可能发生的顺序排列)
输送带在尾部滚筒处跑偏
715141721
整条输送带在全线跑偏
26171521416
输送带的一部分在全线跑偏
2111
输送带在头部滚筒处跑偏
15222116
输送带全长都在一些特定的托辊处跑到一边
151621
输送带打滑
197211422
输送带起动打滑
1972210
输送带拉伸过大
131021698
输送带在带扣处或带扣后裂口；带扣拉松
2231322
硫化接头剥离
1323102029
过度磨损，包括撕裂、凿拾、破坏和撕破
1225172185
下覆盖胶过度磨损
21145192022
边部过度磨损、破边
264178121
覆盖胶局部鼓起或起条纹
8
输送带变硬或裂纹
8232218
覆盖胶呈细裂纹或变脆
818
上部覆盖胶纵向起沟或者裂纹
27142112
下覆盖胶纵向起沟或者裂纹
142122
层间剥离
13231183第四章 带式输送机的操作、维护和安装
一、启动和停机
输送机一般应在空载的条件下启动。在顺次安装有数台带式输送机时，应采用可以闭锁的起动装置，以便通过集控室按一定顺序起动和停机。除此之外，为防止突发事故，每台输送机还应设置就地启动或停机的按钮，可以单独停止任意一台。为了防止输送带由于某种原因而被纵向撕裂，当输送机长度超过30m时，沿着输送机全长，应间隔一定距离(如25—30m)安装一个停机按钮。
二、带式输送视的维护
为了保证带式输送机运转可靠，最主要的是及时发现和排除可能发生的故障。为此操作司机必须随时观察运输机的工作情况，如发现异常应及时处理。机械工人应定期巡视和检查任何需要注意的情况或部件，这是很重要的。例如一个托辊，并不显得十分重要，但输送磨损物料的高速输送带可能很快把它的外壳磨穿，出现一个刀刃，这个刀刃就可能严重地损坏一条价格昂贵的输送带。受过训练的工人或有经验的工作人员能及时发现即将发生的事故，并防患于未然。
带式输送机的输送带在整个输送机成本里占相当大的比重。为了减少更换和维修输送带的费用，必须重视对操作人员和维修人员进行输送带的运行和维修知识的培训。表l—40列出了大量的有关输送带发生操作问题的原因及处理办法。
表1-40 带式输送机发生故障的原因及消除方法
故 障 内 容
原因(按可能发生的顺序排列)
输送带在尾部滚筒处跑偏
715141721
整条输送带在全线跑偏
26171521416
输送带的一部分在全线跑偏
2111
输送带在头部滚筒处跑偏
15222116
输送带全长都在一些特定的托辊处跑到一边
151621
输送带打滑
197211422
输送带起动打滑
1972210
输送带拉伸过大
131021698
输送带在带扣处或带扣后裂口；带扣拉松
22313222010
硫化接头剥离
1323102029
过度磨损，包括撕裂、凿拾、破坏和撕破
1225172185
下覆盖胶过度磨损
21145192022
边部过度磨损、破边
264178121
覆盖胶局部鼓起或起条纹
8
输送带变硬或裂纹
8232218
覆盖胶呈细裂纹或变脆
818
上部覆盖胶纵向起沟或者裂纹
27142112
下覆盖胶纵向起沟或者裂纹
142122
层间剥离
13231183
1—输送带弯曲——避免把输送带卷成塔形或贮存在潮湿的地方。一条新的输送带在接入后应平直，否则就应更换。
2—输送带拼接不正确或者卡子不当——使用正确的卡于，在运转一个短时间后再卡紧一次。假如拼接不正确，就要除去输送带的接头，再做一个新接头。建立定期的检查制度。
3—输送带速度太快—降低输送带速度。
4—输送带在一边扭歪——接入新的输送带。如果输送带接入不正确或不是新带，就要除去扭歪部分，并接入一段新的输送带，
5—条状缓冲衬层遗漏或不当——不能使用时，装上带有适当的条状缓冲衬层的输送带。
6—配重太重——重新计算需要的重量并相应调整配重，把弦紧力减少至打滑点，然后再稍许拉紧。
7—配重太轻——重新计算所需重量并相应调节配重或螺旋张紧装置。
8—由于磨损、酸、化学物、热、霉、油而损坏——采用为特殊条件使用的输送带。磨损性物料磨破或者磨入织物层时，用冷补或永久性修补。用金属卡子或者用阶梯式硫化接头代替。封闭输送带作业线以防雨雪或太阳、不要过量地润滑托辊。
9—双滚筒传动速度不同——进行必要的调整。
10—输送带传递能力不足——重新计算输送带最大张力和选择正确的输送带。假如系统延伸得过长，应考虑采用具有运转站的两段系统。假如带芯刚度很差，不足以支承负荷而不能正常工作时，应更换具有适当挠性的轮送带。
11—输送带边部磨损或破裂——修复输送带边部，除去磨损厉害的或者不正的部分并拼接一块新的输送带边部。
12—在输送带上或者卡子处物料的冲击过大——用正确设计的溜槽和防护板；采用硫化接头：安装缓冲托辊；在可能的地方先加入细料。在导料槽下部夹物料的地方，调节导料技到最小间隙或装设弹性托辊以保持输送带靠紧在导料槽上。
13—张力过大——重新计算并调整张力。在推荐的范围内使用硫化接头。
14—托辊不转——使托辊转动，加润滑油，改进维护4不要加过量润滑油)。
15—托辊或滚筒与输送机中心线斜歪——重新定线。为了安全，要安装限位开关。
16—托辊设置不当——重新设置托辊，或者按一定间距插人补充的托辊来支承输送带。
17—加料不当、撒料——根据输送带运行的方向及带速在输送带的中心给料。用给料机、溜槽和导料槽控制物料流动。
18—保存或装卸不当——参照制造商关于保存和装卸的说明。
19—在输送带和接筒之间摩擦力不够——用增面滚筒增加包角，驱动滚筒加护面，如在潮湿的条件下，使用带槽的护面滚简。为了安全起见，装设合适的消扫装置，查看上面第七条。
20—物料进人输送带与滚筒之间——使用适当的导料槽，清除堆积物；改善维护工作。
21—物料积垢——清除堆积物；安装清扫装置、刮板和倒“v”字形益板0。改善看管工作。
22—该简的护面磨损——更换磨损的滚筒护面。在潮湿情况下。使用带槽的护面。拧紧松了的或突起的螺订。
23—滚筒太小—采用较大直径的滚筒。
24—竖向凸弧曲线半径太小——在竖直方向重新排列托辊以增大竖向曲线半径，从而防止输送带边部张力过大。
25—相对加料速度过高或过低——调整溜槽或者改正输送带速度。并考虑使用缓冲托辊。
26—给料偏斜——在输送带的中心按输送带的运行方向给料。
27—导料槽设置不当——安装导料槽时应保证它们不磨损输送带。
在一台输送机试机投产之前，应详细地检查这台输送机及其部件，这种做法是值得推荐。进行精确检查后，才能运转。在检查和试运转的过程中，应该校核所有的机械部件的对中情况及输送带运行在重载段和空载段托辊上的对中情况。请参见输送机的安装中有关输送带和托辊对中的部分。
检查时应确保在开机时没有可能擦伤、撕裂或割破输送带的建筑材料、工具或者突起的零件。溜槽、导料槽安装应保证不磨损输送带。导料槽上的橡胶边板应调整得使它们只是轻轻地触及到输送带表面。检查输送带的刮板清扫器，如果需要，要进行最后调整。
输送带局部破损可以采用硫化法修补，如因硫化法修补时间太长，或者局部破损面积不大，可以在裂缝中临时打上板卡进行修补。
如胶带需要更换时。可以利用“脱皮法”(见图1-41)。这种方法是在尾部滚筒后面，用3个直径8mm的铆钉把新输送带的一端铆在旧带的上段，开动机头，利用旧的输送带将新带向上牵引，当新带已经绕行一周并通过尾部滚筒后停机，即可将新带与旧带分开(这时将旧带的空载段割断，顺次将其往边上翻)。
三、带式输送机的安装
带式输送机的安装一般按下列几个阶段进行。
1)安装带式输送机的机架机架的安装是从头架开始的，然后顺次安装各节中间架，最后装设尾架。
在安装机架之前，首先要在输送机的全长上拉引中心线，因保持输送机的中心线在一直线上是输送带正常运行的重要条件，所以在安装各节机架时，必须对准中心线，同时也要招架子找平，机架对中心线的允许误差，每米机长为±0.1mm。但在输送机全长上对机架中心的误差不得超过35mm。
当全部单节安设并找准之后，可将各单节连接起来。
2)安装驱动装置
安装驱动装置时，必须注意使带式输送机的传动轴与带式输送机的中心线垂直，使驱动滚筒的宽度的中央与输送机的中心线重合，减速器的轴线与传动轴线平行。同时，所有轴和滚筒都应找平。轴的水平误差，根据输送机的宽窄，允许在0.5—1.5mm的范围内。
在安装驱动装置的同时，可以安装尾轮等拉紧装置，拉紧装置的滚筒轴线，应与带式输送机的中心线垂直。
3)安装托辊
在机架、传动装置和拉紧装置安装之后，可以安装上下托辊的托辊架，使输送带具有缓慢变向的弯弧，弯转段的托滚架间距为正常托辊架间距的1/2～1/3。托辊安装后，应使其回转灵活轻快。
4)带式输送机的最后找准
为保证输送带始终在托辊和滚筒的中心线上运行，安装托辊、机架和滚筒时，必须满足
下列要求：
(1)所有托辊必须排成行、互相平行，并保持横向水平。
(2)所有的滚筒排成行，互相平行。
(3)支承结构架必须呈直线，而且保持横向水平。
为此，在驱动滚筒及托辊架安装以后，应该对输送机的中心线和水平作最后找正。然后将机架固定在基础或楼板上。
带式输送机固定以后，可装设给料和卸料装置。
5)挂设输送带
挂设输送带时，先将输送带带条铺在空载段的托辊上，围抱驱动滚筒之后，再敷在重载段的托辊上。挂设带条可使用0.5—1.5t的手摇绞车。
在拉紧带条进行连接时，应将拉紧装置的滚筒移到极限位置，对小车及螺旋式拉紧装置要向传动装置方向拉移；而垂直式捡紧装置要使滚筒移到最上方。在拉紧输送带以前，应安装好减速器和电动机，倾斜式输送机要装好制动装置。
带式输送机安装后，需要进行空转试机。在空转试机中?要注意输送带运行中有无跑偏现象、驱动部分的运转温度、托辊运转中的活动情况、请扫装置和导料板与输送带表面的接触严密程度等，同时要进行必要的调整，各部件都正常后才可以进行带负载运转试机。如果采用螺旋式拉紧装置，在带负荷运转试机时，还要对其松紧度再进行一次调整。
煤矿带式输送机监控系统的设计 篇3
【关键词】带式输送机；监控系统；功能和设计
现代煤矿的原煤运输系统往往由多条带式输送机组成，而每条带式输送机又由驱动、传动、保护、制动等多个部分组成，运输系统线路长，设备组成复杂，以往的人工操作巡视已不能满足生产要求。于是，带式输送机监控系统应运而生。它不仅能提供远程控制功能，还能实现设备的保护与相互闭锁功能。带式输送机监控系统将来自各条皮带机的现场数据（如电机轴温、煤仓煤位、工作电流等）进行整合分析，然后通过直观的方式提供给操作人员。下面将从系统的功能要求與设计过程两个方面展开叙述。
一、系统的功能要求
原煤运输线路具较长，生产的环节多而且复杂，设备的负荷变化比较大，电力损耗比较大等的特点，而且在使用的过程中容易发生停车事故。面对如此复杂的系统，煤矿企业要想达到高产高效的生产水平，做好控制系统的设计是必然的需要。煤矿的带式输送机监控系统能够集控制、监测、管理、保护等功能一体[1]，使原煤的输送达到智能化、自动化和控制管理一体化。煤矿带式输送机控制系统应具备以下功能：
1.控制及联锁功能。
a.控制系统要具备集控、就地、闭锁、检修、自动、手动、低速验带等工作方式的切换功能。
b.系统能够实现胶带输送机各组成设备的联锁启动、停止，并能按胶带输送机所需的启动、运行、停止等特性实现自动张紧、软起动、功率平衡等功能。
c.系统能够实现在工控机上集中控制胶带输送机、CST、给煤机、高低压配电设备等全系统组成设备开停的功能。
d.系统能够实现在逆煤流方向联锁启动，顺煤流方向联锁停止运输系统中的胶带输送机或刮板输送机等关联设备的功能。
2.监视与保护功能。
a.控制系统要配置有胶带输送机跑偏保护、速度检测、打滑和超速保护、沿线急停闭锁等功能，还要具备故障位置检测、堆煤检测、动力设备温度检测、驱动滚筒的表面温度检测、自动洒水灭火、烟雾检测、煤仓煤位、运煤量检测、CST以及高低压配电装置的工作状态的检测、报警等功能[2]。
b.监控系统应采用大屏幕彩色液晶显示器，提供数据显示、图形显示、声光及语音报警、远程访问等多种交互界面。交互界面通过动画、图形、汉字等多种方式直观显示工艺设备的运行状态、生产工况、设备故障状态、配电系统状态、报警组态画面。
3.专家诊断功能。在监控系统中集成专家数据库，当出现停机保护时，系统不仅能自动弹出故障诊断画面，显示地点，还能根据专家数据库判断故障性质，给出可能的故障原因。便于现场人员及时进行故障处理，缩短故障恢复时间。
4.带式输送机沿线应配置通信信号装置，实现胶带输送机启动预告、打点信号及通话联络等功能。
5.控制系统要具备菜单式的操作界面，所有的保护值均可以通过操作界面进行设置[3]，工艺控制参数可方便进行调整优化。为保证控制系统安全，可根据用户的不同需求，进行安全权限设置。
6.设置UPS电源，在事故状态下为矿用工业控制计算机和配电系统微机综保装置供电，保证设备安全及资料和记录不丢失。
7.数据记录功能。为便于进行故障诊断及事故分析，控制系统应具备数据记录功能，将各类报警数据及重要操作要记录在存储器中。
8.扩展功能。控制系统在硬件和软件上应具备通用的接口，以便于进行系统的功能扩展。如在带式输送机控制系统中接入监控摄像头，将关键地点的影像数据提供给操作人员。这样，便可轻松实现“运筹帷幄之中，决胜千里之外”。
二、系统的设计过程
在煤矿带式输送机的生产线中，其监控系统主要是由现场控制设备、过程控制设备、监控管理设备等组成的体系，它们之间通过工业互联网进行连接。现场控制设备主要负责向控制中心反馈信息并且执行控制中心的命令进行具体的控制；过程控制设备主要负责采集系统运行中的数据，然后工作人员通过相应的控制手段对设备进行实时控制；监控设备可以实时的显示系统运行中的情况，工作人员在必要的时候可以直接在屏幕上进行相应的操作，通过网络发出命令，对设备进行控制，而且还可以提高数据分析的功能。带式在地面的调度中心设置监控主站，实现对运输机的集中监控。带式输送机的监控系统主要由以下三部分构成： （1）控制中心，其核心组件一般为PLC；（2）监控中心，也称之为上位机；（3）前端数据采集系统，即各类传感器件。前端数据采集系统采集输送机在运行时产生的模拟量或数字量数据后，将数据送往至控制中心的数据输入单元，然后，通过控制中心的通信接口进入到监控中心服务器，进而实现其监控效果[4]。
控制中心主控站和分站之间通过现场总线来完成信息交换。控制箱根据控制台所发送的信号和传感器采集到的数据，经过内部控制中心的逻辑运算，然后再把有关信息反馈给控制台，从而使控制台能够实现报警、显示、切掉电源等功能。为了保证系统的可维护性、安全性和可扩展性，控制中心程序应采用模块化设计。例如，在对CST（controlled start transmission）即可控制起动运输装置的可控制部分、皮带保护部分等进行设计时，可以将它们分成不同的模块，使这些模块相互独立，以便在某个部分发生故障的时候不影响其他部分的正常运行。控制中心的程序内容可以分为启动初始化和正常运行两个方面，在设备通电时，系统会自动的进入到初始化的状态，对相应的设备进行检测，同时也对上位机和下位机的通信状况进行调节，检测其通讯连接是否完整，在初始化程序完成后，系统就开始进入到正常运行的状态。
在大中型的煤矿生产中，带式输送机的运输线都相对的比较长，要使煤矿生产具有一定的高效率，对带式输送机的控制系统来说就要求具备一定的标准。在带式输送机的控制系统中，可以采用模块化的设计方法，首先要在总体上对模块的内容和结构进行分析和设计，要重视模块的结构和层次化的特点[6]。将控制系统分为信号采集、程序处理、控制信号输出等独立的模块，设计思路如下图所示。西门子S7系列PLC具有模块化设计、模块诊断、安装调试方便、过程监视等特点，可以很好地应用于带式输送机控制系统。
带式输送机的监控系统中，系统控制的部件及关联设备较多，要执行的命令复杂多样，这为系统控制程序的编写增加了难度。此外，煤矿企业对安全生产有极高的要求，一旦控制程序发生错误，其造成的损失往往难以估计。带式输送机监控系统的控制程序编写要结合现场实际，并应在调试阶段针对各种不同生产条件进行试验和参数调整。建议将各种常用的、成熟的程序段设计成模块式，在需要时调用即可。
三、结束语
带式输送机监控系统能够实现控制、监视、保护、检测和管理功能于一体，使原煤的运输实现自动化、智能化，具有操作方便、功能全面的特点。带式输送机监控系统的运用，节约了人力资源成本，降低了工人的劳动强度、减少事故发生率，有效地提高了生产效率，降低了人身和财产损失的风险，为煤矿的安全生产奠定了良好基础。
参考文献
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[5]王钰皓.带式输送机机群监控系统的实现[J].煤矿机械，2010（8）：22-23.
深槽带式输送机设计与研究 篇4
目前深基坑开采主要是使用多个普通带式输送机进行工作, 由于输送距离较长, 所以往往需要多个带式输送机, 这样就在机头与机尾的转载搭接处出现了新的问题, 普通输送机在转载搭接处往往会产生诸如磨损、撕裂等问题, 而转载搭接处的设计与安装是否合理, 直接影响到企业的经济与安全, 深槽带式输送机的研究解决了上述问题, 而且拥有更多的优点。
1 普通转载带式输送机存在问题
常用搭接式带式输送机机头和机尾的搭接高度一般为80cm, 这样有可能使煤矸在下落过程中出现一些问题, 落差大可能使原料下落时对输送带及托辊形成冲击, 缩短输送带与托辊的使用寿命;因为机尾受到较大的冲击力, 有时候会使卸载点传送带跑偏, 这样煤可能进入机尾下部输送带, 进一步使皮带跑偏, 最终使皮带断裂;由于卸载高度较大, 往往煤在卸载时腾起大量粉尘, 危害工作人员的健康。
2 深槽型带式输送机的设计
1) 总体结构设计
深槽型带式输送机与普通带式输送机相比较, 有相同点也有不同点。相同点是皮带机功率的计算方法与拉紧力、拉紧行程都比较一致, 而不同点是其带速、皮带材质、托辊的设计以及皮带下增加的防滑措施。
带速方面深槽带式输送机一般都只达到2m/s, 并且启动时即开动变频调速, 使皮带慢慢启动, 这样可以减少皮带的波动, 防止原料滑动;皮带采用钢丝绳芯皮带, 成槽性好, 而且摩擦系数大;上托辊由三托辊变成四联辊或者五连辊, 这样可以增大侧压力, 使摩擦力加大;增加防滑措施是由于倾角变大, 皮带万一断裂, 下滑很快容易造成安全事故, 因此在皮带受力最大的地方装置断带抓捕器, 增加逆止托辊, 以及在侧面与中间安装防护网。
2) 输送带选择
输送带是货物的承载与牵引机构, 不仅仅需要强度, 还需要耐磨、耐腐蚀性较好, 输送带的选择是否合理直接影响输送机的投资和运营成本, 也直接影响输送机能够安全地运行, 因此, 为了成槽性较好以及适应高强度运行的环境, 选择钢丝绳芯皮带。
3) 输送机托辊的选择
托辊的选择直接影响托辊组的承载与寿命, 载荷的大小与特征、输送带运行的宽度与速度、使用条件、轴承寿命、被运输物料的性质都是选择需要考虑的因素, 托辊组用来支撑输送带及其上面的物料, 保证输送带稳定运行, 因此上托辊应当选择单列四联槽型托辊, 能够适应大倾角运输, 下分支支撑运输带的回程托辊使用平行下托辊, 调心托辊采用摩擦下调心托辊, 能够自动纠正输送带的跑偏。
4) 逆止器的选择
对于大倾角输送装置, 如果有意外需要停止时, 应当有专门的制动装置, 以保证设备的正常停止, 最常用的有滚柱逆止器。
3 深槽型带式输送机优点分析
新型带式输送机解决了一下几方面的问题:
1) 机尾输送带断裂事故
经过以上分析, 老式输送带由于输送带在机尾处的设计经常出现跑偏, 新型的带式输送机解决了高度差较大的问题, 减小了原料对输送带的冲击, 使物料卸载平稳, 从而避免了输送带撕裂事故, 减少了因为输送带撕裂造成的经济损失, 延长了输送带使用寿命,
2) 节约了机尾部托辊的成本
原来输送机机尾托辊的数量较少, 由于原料的冲击, 经常出现损坏的现象, 需要较多的更换, 而增加托辊使得机尾受力减小, 从而更好地保护了托辊, 使得使用费用减少。
3) 提高了使用安全性
新型带式输送机由于使用的材料好, 使用更加安全。运行平稳, 解决了在使用中出现较多的跑偏问题, 员工不必频繁从机头跑到机尾清理落下的原料, 也减少了由于原料转载时腾起的粉尘, 既有利于安全生产, 也降低了员工的工作强度。
4 结语
新型带式输送机的设计与研究提出了新的针对深基坑开采中碰到实际问题的分析与研究, 解决了很多普通输送机在生产过程中经常遇到的问题, 大大提高了生产效率与生产安全, 也提高了经济效益, 降低了人工劳动强度, 在实际生产中, 往往改变思路, 合理利用材料, 改变某些结构, 就能够使新的设计应用到生产过程中, 其创造的经济效益不容忽视, 本文就深槽型输送机的设计与优点提出设想, 希望抛砖引玉, 也希望广大专家与读者批评指正。
摘要：在矿井下, 原煤的采集过程当中, 由于带式输送机具有运输能力强, 运输距离长, 运输平稳事故少等特点, 所以成为原煤采集于运输的主要工具, 但是在使用中输送带的磨损严重, 容易产生输送带的撕裂等问题, 尤其是近期随着煤矿开采难度的增加, 皮带运输的倾角越来越大, 原来的皮带设计已经不能满足现在的开采需要, 故在研究原来运输带的基础上, 提出新的能够满足深基坑开采的皮带设计成为当务之急, 本文针对带式运输机的弊端, 在提出改进的基础上对深槽输送机的设计进行研究, 提出了相关建议。
关键词：深槽,带式输送机,设计与研究
参考文献
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带式输送机设计 篇5
刮板输送机中，驱动链轮通过轮齿与链条上链节的啮合，将圆周力传递给链条，形成牵引力，虽然驱动链轮是匀速转动，由于链轮是多边形体，上面各处的半径是周期性金.因此链轮周边上各点的圆周速度是不相同的。随着半径的周期性变化，各点的圆周速度的大小也是周期性变化。半径大处圆周速度大，半径小处圆周速度小。与链轮啮合的链在啮合传动中，也周期性的远离或靠近链轮中心，链条的牵引速度也将周期性变化。速度的变化引起加速度，从而在链条中产生动载荷。
输送机起动和制动时，链条的加速和减速运动也引起动载荷。
验算链条的强度时，陈在计算链条中的最大张力外，还应计入动载荷。因启动和制动所引起的动力不大，因此在计算动力载菏时，可将其略去，只考虑运转时链条运动速度周期变化而引起的动力载荷。
一、链条的运动学
如图2—l4所示，驱动链轮有Z个齿，链条的节距为l0，则链轮的最大半径Rmax可表示为
链轮的最小半径为
从上述两式可得到
驱动链轮作等速转动时，与其啮合的链条作不等速的平移运动。链速变化是由于链轮瞬时回转半径的不同，即从最大回转半径Rmax到最小回转半径Rmin周期性变化，也引起链周期性变化。
图2-14
如图2—l4所示，当链轮转过θ角时，其回转半径及链条瞬时速度为
式中v——链速，m/s;
——驱动链轮的角数度，rad/s;
——驱动链轮转角(t),rad;
t——时间，s;
n——正整数(1，2，……。表示转过多形链轮的边数)。
将式上式对时间求导数，得到链子平移时加速度为
(2-19)
图2—15表示了n=1时链条平移速度和加速度随链轮不断转动的变化曲线。从式(2—18)和式(2—19)也可以看出，速度和加速度随时间呈周期性变化。
假设链条移动的平均速度为υ0，则链轮转动一个节距的时间按移动的直线计算为，按转过一个节距对应的中心角计算为，于是有
(2—20)
将此值代入式(2—l8)及式(2—19)中，并考虑到，当t=0,则时得到链条的最大移动瞬时速度和绝对值最小的瞬时加速度。
(2-21)
(2-22)
当链轮转过时间，链轮的转角时，得到链条移动的最小瞬时速度和绝对值最大的瞬时加速度，并考虑到
(2-23)
(2-24)
当，多边形链轮第二个边开始与链条啮合时，即n=2，链条速度不变，但加速度突然变为
(2-25)
即链轮瞬时回转半径从最大转到最小时，链条作减速运动，速度由最大变为最小，加速度从零变到负最大值;链轮继续转动，从最小回转半径向最大回转半径变化，链条突然加速，加速度变为正最大值，链条移动速度开始增加。当链轮又转到瞬时回转半径为最大时，链轮加速运动停止，加速度为零，速度达到最大值。
图2-15
从上述分析可以看出，由于链轮是多边形，在与链条啮合传动中，其瞬时回转半径是变化的。当链轮作匀速转动时，链条的移动速度从最大值到最小值重复性地变化，在一个周期内一半时间加速度为正值，作加速运动;另半周期内作减速运动，其
第五章 链条啮合驱动的运动学与动力学
刮板输送机中，驱动链轮通过轮齿与链条上链节的啮合，将圆周力传递给链条，形成牵引力。虽然驱动链轮是匀速转动，由于链轮是多边形体，上面各处的半径是周期性金.因此链轮周边上各点的圆周速度是不相同的。随着半径的周期性变化，各点的圆周速度的大小也是周期性变化。半径大处圆周速度大，半径小处圆周速度小。与链轮啮合的链在啮合传动中，也周期性的远离或靠近链轮中心，链条的牵引速度也将周期性变化。速度的变化引起加速度，从而在链条中产生动载荷。
输送机起动和制动时，链条的加速和减速运动也引起动载荷。
验算链条的强度时，陈在计算链条中的最大张力外，还应计入动载荷。因启动和制动所引起的动力不大，因此在计算动力载菏时，可将其略去，只考虑运转时链条运动速度周期变化而引起的动力载荷。
一、链条的运动学
如图2—l4所示，驱动链轮有Z个齿，链条的节距为l0，则链轮的最大半径Rmax可表示为
链轮的最小半径为
从上述两式可得到
驱动链轮作等速转动时，与其啮合的链条作不等速的平移运动。链速变化是由于链轮瞬时回转半径的不同，即从最大回转半径Rmax到最小回转半径Rmin周期性变化，也引起链周期性变化。
图2-14
如图2—l4所示，当链轮转过θ角时，其回转半径及链条瞬时速度为
式中v——链速，m/s;
——驱动链轮的角数度，rad/s;
——驱动链轮转角(t),rad;
t——时间，s;
n——正整数(1，2，……。表示转过多形链轮的边数)。
将式上式对时间求导数，得到链子平移时加速度为
(2-19)
图2—15表示了n=1时链条平移速度和加速度随链轮不断转动的变化曲线。从式(2—18)和式(2—19)也可以看出，速度和加速度随时间呈周期性变化。
假设链条移动的平均速度为υ0，则链轮转动一个节距的时间按移动的直线计算为，按转过一个节距对应的中心角计算为，于是有
(2—20)
将此值代入式(2—l8)及式(2—19)中，并考虑到，当t=0,则时得到链条的最大移动瞬时速度和绝对值最小的瞬时加速度。
(2-21)
(2-22)
当链轮转过时间，链轮的转角时，得到链条移动的最小瞬时速度和绝对值最大的瞬时加速度，并考虑到
(2-23)
(2-24)
当，多边形链轮第二个边开始与链条啮合时，即n=2，链条速度不变，但加速度突然变为
(2-25)
即链轮瞬时回转半径从最大转到最小时，链条作减速运动，速度由最大变为最小，加速度从零变到负最大值;链轮继续转动，从最小回转半径向最大回转半径变化，链条突然加速，加速度变为正最大值，链条移动速度开始增加。当链轮又转到瞬时回转半径为最大时，链轮加速运动停止，加速度为零，速度达到最大值。
图2-15
从上述分析可以看出，由于链轮是多边形，在与链条啮合传动中，其瞬时回转半径是变化的。当链轮作匀速转动时，链条的移动速度从最大值到最小值重复性地变化，在一个周期内一半时间加速度为正值，作加速运动;另半周期内作减速运动，其
加速度为负值。链轮转过瞬时最小回转半径时，链条从最大的减加速运动突然变为最大的加速运动。
二、链条上的动载荷
1)将链条视为一条刚性的长杆，研究其作变速运动时，链条本身产生的动荷载。从链条运动学分析的结果来看，链条运动中产生的动荷载来自两个方面：一方面是链条作加速运动时产生的惯性力;另一方面为链轮转过瞬时最小回转半径时，最大的加速度值是由减加速运动变为加速运动，对链条产生冲击动荷载。所以，总的动荷载应为两者的代数和。
首先讨论链条的惯性力。由图2—16可知，如在驱动轮上链条的绕入股与绕出股条件相同时，两股链上66速度，加速度大小相等，方向相反。因此，偶性力在绕入股与绕出股上的作用是不相同的，当绕入股的加速度为正值时，速度逐渐加大，运动加快，链条受附加拉伸，此时链条上的惯性力与加速度方向相反。因此惯性力使绕入股链条内的张力增加。与此同时，链条绕出股受链轮驱动作加速运动，绕出股的链条受到附加压缩，使链条移动速度减慢。因此惯性力使绕出股链条内的张力减小(注意：绕出股B3点的张力最小，沿链条运动方向向前张力逐渐增加)。
图2-16
当链轮从Al点转到A2点时，按同样原理分析，惯性力使绕入股张力降低，使绕出股张力增加。因此，链条由于克服惯性力，在其内产生的附加张力，在绕入股和绕出股上数值相等，以符号相反来表示对链条内总张力的作用不同，即
式中,——由惯性力在链条的绕入股和绕出股内引起的附加张力，N;
G——整个刮板链及被移动物料的折算质量，即产生惯性力的质量，kg;
——产生惯性力的加速度，，
整个产生惯性力的可移动部分的折算质量可按下式计算：
。
式中q——重载段单位长度上的荷载，N/m;
——空载段单位长度的荷载，N/m;
——重载段长度，m
——空载段长度，m。
重载段单位长度的荷载可按下式计算：
式中——考虑物料参与链条不均匀运动程度的系数(对于刮板输送机，可取C1=0.3--0.5)。
产生惯性力的加速度，可以认为仅在某时间内近似地等于A点及B点的加速度。因为链条的速度在到之间变化，特别是突然增大时，链条就象硬弹簧一样，处于纵向振动状态。当振动频率很高时，链条上各点加速度相差很大，应该把加速度α′理解为某一平均值，此值可能与A点、B点的加速度不同。以后，振动很快又消失。因此，在加速度突然重新增高之前的时间内，可近似认为
此时
设链条上A点的张力为，B点上的张力为。则可直接得出在加速度突然提高之前A点的总张力为
B点的总张力为
在链条刚进入啮合时，链轮瞬时回转半径最小，链条趋入点此时加速度由突然增加到，其总量增加为。又考虑到加速的突然增加而造成纵向振动的影响，总加速度应取
式中k——动力系数，如果认为加速度的突然增加能够迅速传到整个链条，取k=2。
按照加速度突然提高引起的附加张力在链轮趋入点及奔离点大小相等，方向相反计算，其值为
这时,作用在链条上A点的总张力最大为
在A点为正，B点为负的总动力载荷，其最大值相等为
2)链条实际是具有弹性的，不能视为绝对刚性的长杆，张力沿链条传递时，不能很快传遍整个链条。而且，随着输送机长度增加，这种可能性就愈大。实际上动力载荷的传递，是在某一段时间内，以弹性波的速度传播的。试验测定，弯片式链条和可拆模锻链条弹性波的传播速度分别为600-700m/s和800一1000m/s。
根据上述公式计算的动载荷和总张力只适用于较短的输送机，对于长距离运输的输送机以及链条内张力又很大时.如果随着链条张力的变化所引起的自由振动和强迫振动达到共振状态的话，上述计算有较大的误差。因而，对长距离的刮板输送机有必要探求较为精确计算方法。
由于链条的刚度和质量是均匀分布的，在工作过程中链条上存在有预加静拉力，因此链子可视为弹性杆。它在驱动链轮的一端借助电动机的能量，通过驱动链轮使其周期性地改变移动速度。在此激励下，作为弹性杆的链条产生纵向强迫振动。由于弹性波在重载段和空载段传播速不同，整个系统要用两个波动方程表示
式中——空载段和重载段面的弹性位移;
x——断面的坐标;
t——时间;
——链条上的加速度;
g——重力加速度;
f——平均运动阻力系数;
b1,b2——链条重载段和和空载段中他弹性波的传速度。
为了解此波动方程组，需要应用边界条件，即要确定该弹性杆端的位移和速度。通过链条在趋入点和奔离点，弹性波的反射理论和试验的研究，在此基础上提出了刮板链振动方程的边界条件。
由于链条趋入点在链条振动过程中不应松弛，即张力不应降到零。因此，可以认为此弹性杆的两端相当于固定的，则边界条件为
当时，链条内的弹性波在经过张紧链轮时，将分成前进波和反射波两部分。因此，在该处应引入接触条件。
研究表明：此弹性波由重载段反射时，反射波的符号与入射波的相同，反之由空载段反射时，反射波的符号与入射波的相反。入射波与前进波的符号永远相同。此时边界条件为
接触条件使求解大为复杂。可以证明在引入一个弹性波在重载段和空载段中传播的平均速度后，将两个段的波动方程合成一个，其计算结果可以满足实际工程的精确度。平均速度为
在应用上述公式计算时，其数值应减小1.2—1.3倍，原因是由于传动部件使链条主振周期增长之故。一般的可拆模锻链中的弹性波传播平均速度约为885m/s。
统一的波动方程为
其通解为
根据边界条件，
x=0时，u=0得积分常数D=0
x=L时u=0得：Csin
因为D=0，故C不应为零，失去意义。故
n=1,2,3……
式中pn——系统自由振动的角频率。
链条断面位移一般表达式为
当n=1时为基波，其周期为
链条作非匀速运动所引起的动载荷，其大小主要决定于其强迫振动的振幅。振幅的大小取决于系统自振频率与激励频率的比值，当外力的周期与系统自由振动的某阶主振周期相同时，系统产生共振，振幅达到最大值，该情况发生在链条某几种速度时。此时动载荷为最大。
对均布质量的链条求强迫振动
的振幅是较复杂的问题。因此可近似采用单自由度系统振动的方程来表达
式中u——折算到链轮端的链条质量;
P——系统的主自振角频率;
pB——激励的角频率;
AB——激励作用的位移周期。
此时由强迫振动产生动载荷的幅值为
式中m——折算到链轮端的链条质量。
动载荷的共振幅值在很大程度上取决于链条工作时的耗散力。耗散力主要有：
(1)外部的均布阻力，即链条与槽体，物料与槽体之间的摩擦阻力。
(2)内部的均市阻力，即链条内部的摩擦与变形产生的阻力。
(3)外部集中阻力，即弹性波在反射和拆射处损耗的阻力。
研究表明第三点导致链条振动衰减的主要因素。其原因是弹性波在驱动轮处反射时，由于传动箱的振动及驱动轮和传动机构的不可逆位移而产生的能量消耗比较大。而内外部的均布阻力一般使振动衰减很小。
3)降低动载荷的途径。虽然链条工作时有很大的耗散力，链条如果共振时，其动载荷还能使链子很快地疲劳损坏。因此，使链条在远离共振区工作是非常必要的。其办法可以采取提高链速，保持生产能力，既可减少链条中的静张力，又降低动张力;还可以采用弹性张紧装置和在电动机与减速器之间采用弹性联轴器，以降低链条整个系统的自振频率。研究还表明：合理选择整个输送机的参数，使链条的强迫振动与其自由振动作用的结果相互抵消，则动载荷明显减小。为此必须满足
式中m——链条自由振动周期与强迫振动周期之比(n=2，4，6，……)。
动载荷产生的主要原因是链条运动速度的不均衡，曾经有人提议采用均衡机构消除链速的不均衡性。这种看法在理论上看是正确的，因为它是从消除产生动力载荷根本原因出发的。均衡机构的原理是给驱动轴以不均匀圆周速度的传动，其不均匀的周期恰恰相当于链轮转动一个链环中心角的时间，同时它的运动规律恰好与无均衡机构时链条直线速度变
化规律相反。为此，均衡机构可以用偏心传动、椭圆轮、定形凸轮、曲线轮等。它的最大缺点是使驱动装置的构造复杂化，提高机器成本;许多类型的均衡机构虽然改善了链条的工作状况，但是，使驱动装置的其它零件工作条件变坏，因此迄今为止，均衡机构没有获得实际应用。
带式输送机设计 篇6
关键词：PLC控制系统;带式输送机;控制系统
引言
带式输送机因具有结构简单、运送距离长、运输量大以及连续运输等特点，被广泛应用在矿山、煤炭、糖厂等企业。国产传统带式输送机控制系统主要采用硬PLC控制器，其在输送过程中使用继电器控制，灵活性比较差，输送带的控制启停，相对独立，控制系统比较分散，而且传统的PLC构架是封闭的，系统的扩展性和移植性比较差，不利于控制系统的分散化和个性化发展。现在最先进的技术就是使用PLC（可编程控制器）控制系统完成自动化生产环节中设备的科学调度，PLC技术在煤矿带式输送机控制系统中的设计融合了系统自动化控制、设备监测及故障提醒的功能，目的在于提高煤炭的生产自动化，为安全高效生产提供了帮助。因此，为了改善传统带式输送机的缺陷，采用软PLC控制技术提高系统的自动化控制、设备监测及故障提醒等的功能。
一、软PLC控制系统的优点
近年来，随着计算机技术的迅猛发展以及PLC方面国际标准的制定，一项打破传统PLC局限性的新兴技术发展起来了，这就是软PLC技术。
软PLC的硬件体系结构不再封闭，用户可以自己选择合适的硬件组成满足要求的软PLC。
传统PLC的指令集是固定的，而实际工业应用中可能需要定义算法。软PLC指令集可以更加丰富，用户可以使用符合标准的操作指令。
PC机厂家的激烈竞争使得基于PC机的软PLC的性价比得以提高。
传统PLC限制在几家厂商生产，具有私有性，因此很难适应现有标准计算机网络，常常是PLC与计算机处在不同类型的网络中。软PLC不仅能加入到已存在的私有PLC网络中，而且可以加入到标准计算机网络中。这使得现有计算機网络的很多研究成果很容易地应用到PLC控制技术中。
软PLC的技术是基于IEC61131-3标准的，因此在掌握标准语言后开发就比较容易。
二、PLC控制系统设计步骤
设计PLC应用系统时，首先是进行PLC应用系统的功能设计，即根据被控对象的功能和工艺要求，明确系统必须要做的工作和因此必备的条件。然后是进行PLC应用系统的功能分析，即通过分析系统功能，提出PLC控制系统的结构形式，控制信号的种类、数量，系统的规模、布局。最后根据系统分析的结果，具体的确定PLC的机型和系统的具体配置。
（一）熟悉被控对象，制定控制方案分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象机、电、液之间的配合，确定被控对象对PLC控制系统的控制要求。
（二）确定I/O设备。根据系统的控制要求，确定用户所需的输入（如行程开关、按钮、选择开关等）和输出设备（如电磁阀、接触器、信号指示灯等）由此确定PLC的I/O点数。
（三）选择PLC时主要包括PLC机型、I/O模块、容量、电源的选择。
（四）分配PLC的I/O地址。根据生产设备现场需要，确定控制按钮，选择开关、电磁阀、接触器、信号指示灯等各种输入输出设备的型号、数量、规格;根据所选的PLC的型号列出输入/输出设备与PLC输入输出端子的对照表，以便绘制PLC外部I/O接线图和编制程序。
（五）设计软件及硬件，进行PLC程序设计，进行控制柜（台）等硬件的设计及现场施工。因为程序与硬件设计可同时进行，所以，可大大缩短PLC控制系统的设计周期，而对于继电器系统必须先设计出全部的电气控制线路后才能进行施工设计。
（六）联机调试。联机调试是指将模拟调试通过的程序进行在线统调。开始时，先不带上输出设备（信号指示灯、接触器线圈等负载）进行调试。利用编程器的监控功能，分段调试。各部分都调试正常后，再带上实际负载运行。若不符合要求，则对硬件和软件程序作调整。通常只需修改部分程序即可，全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，如果工作正常、程序不需要修改则应将程序固化到EPROM中，以防程序丢失。
（七）整理技术文件包括设计说明书、电气元件明细表、电气安装图及使用说明书等。
三、带式输送机控制系统的工作原理
（一）手动控制操作
采取手动控制操作，系统管理员能够控制设备的启动与停止，能够设置每条输送带的解锁和互锁状态，正常启动和带式输送机启动方式。检测到输送带上没有煤的时候，延时启动，在输送带的煤完成输送任务时，输送带停止工作，目的在于减少输送带的空转工作，这就是正常启动操作，在检测到输送带上有煤的状态时，启动输送带之后启动煤机。
（二）自动控制操作
自动控制操作主要通过程序软件实现，控制人员能够在控制机上启动、停止设备。在系统进入自动控制操作后，自动开启设备或者停止带式输送机，根据分布在监测点的数据汇总分析，对信号自动实现报警，在发生故障时，自动控制系统能发出维修警报，自动停止工作，同时在组态系统中创建维修日志，方便维修人员对设备的检测和维修工作。
（三）变频控制图
输送带的电机使用变频控制技术，变频器实现电机的开启和关停，这些都能够在主控界面显示出来，在遇到输送机控制系统出现故障和报警时，记录设备故障地点时间与故障信息。
四、带式输送机控制系统硬件与软件组成
（一）硬件组成
带式输送机控制系统硬件结构带式输送机由伺服电机、输送带、传动滚筒、驱动装置、制动装置、拉紧装置以及保护装置等设备组成。经过尾部滚筒和传动滚筒，输送带形成一个封闭的环形带。由托辊支撑传输带，传输带工作时所需要的拉紧力由拉紧装置提供。电动机驱动滚筒，带动传输带，使传输带在带式输送机中连续运动。过去的带式输送机控制系统大多采用硬PLC做控制器。传统的硬PLC采用的是封闭式的硬件结构，而软PLC结构是开放式的。在系统的设计过程中，不仅要保证控制系统的稳定性、可靠性，还要考虑系统以后的扩展性、二次开放性、开放性。所以嵌入式的控制系统能很好满足上述要求。并且基于嵌入式的软PLC具有丰富的外围接口：USB接口、以太网接口、CAN总线接口、串行接口以及人机接口等。这样能满足更多控制要求的需要，也缩短了系统开发周期。根据带式输送机的结构以及煤矿对带式输送机的工作要求，设计的带式输送机控制系统结构主要包括三个部分：软PLC控制器核心电路、输入信号部分和输出信号部分。
（二）软件组成
1、带式输送机的软件系统结构
软PLC控制系统，是一种基于PC开放式构架，利用嵌入式硬件资源和软件资源，来实现传统硬PLC基本功能的控制系统。它既具有传统PLC的快速性、可靠性、故障查找等优点，又具有计算机良好的开放性、兼容性，网络通讯能力与处理数据的能力。软PLC控制系统的结构包含两个部分：编程系统和运行系统。编程系统的工作环境为pc机的操作系统。在编程系统中，结合IEC61131-3标准规定的编程语言，运用OpenPCS编程工具，编写带式输送机应用控制程序，然后编译生成目标代码，再进行资源配置和运行系统的通信。
2、带式输送机软PLC编程系统软件设计
为提高程序的可读性以及方便用户维护，系统应用程序采用模块化设计方法。分成数据采集、通讯以及数据输出等功能模块。以数据采集模块为例，阐述其实现过程。因为带式输送机需要采集的模拟信号有输送带速度、油箱温度、给煤仓煤位、电机电流，所以硬件中选用AD7874模数转换芯片，在编程系统中设计一个AD7874数据采集模块。而编程系统中主要是定义数据采集模块的原型，具体实现部分需要由运行系统来完成。
3、带式输送机软PLC运行系统软件设计
软PLC具有传统PLC的特点，按照输入采用、程序执行和输出刷新三个阶段周期扫描。软PLC运行系统被作为vxworks操作系统上的一个
任务来执行。因此运行系统设计过程中，先需完成vxworks操作系统在S3C2410微处理器中的移植，然后编写功能模块的驱动程序。在编程系统中定义的某些地址的物理I/O变量，能够通过I/O过程映像，映射到段表的某一个地址，这样实现外围硬件与映像区的数据存取。
结束语
带式输送机通过应用PLC控制技术运行，简化了设备运行的控制系统，整套系统运行稳定，设备操作方便，提高了控制的可靠性，确保了带式输送机运行过程的安全性，降低了启动和停止过程对输送带、机械传动设备及电网的冲击影响。该控制系統已在多条井上和井下的带式输送机上使用，运行情况表明，控制系统安全可靠。
参考文献：
[1]徐西义.基于嵌入式技术的带式输送机控制系统[J].工矿自动化，2012，02：68-70.
[2]赵彩红.基于PLC的带式输送机控制系统设计[J].煤矿机械，2012，06：251-253.
[3]王彰云.基于嵌入式软PLC的带式输送机控制系统设计[J].制造业自动化，2012，23：139-141.
[4]赵鹏举，朱宇.基于嵌入技术的煤矿带式输送机控制系统研究[J].煤炭技术，2014，03：125-127.
[5]杜功儒，刘凯深，李建华.基于PLC的带式输送机控制系统设计[J].煤矿机械，2009，11：125-127.
小型矿用带式输送机的改进设计 篇7
贵州省煤矿资源丰富, 煤矿储量为2419亿吨, 远景储量2400多亿吨。处全国第五位, 占南方总储量的四分之三, 是南方12个省、市、自治区资源储量的总和。近年来贵州省加快了煤炭资源勘探, 编制了17个矿区总体规划, 大煤矿建设进一步加快, 一批新型煤化工基地加快建设, 以煤炭为基础的能源工业已成为贵州省的第一支柱产业, 但是由于贵州煤矿分布散、单矿储量低、地质结构复杂、开采难度大等特点, 因此, 小型矿用带式输送机是贵州煤矿开采行业主要运输设备。我公司通过在贵州市场的走访调研和信息反馈, 有针对性的提出小型矿用带式输送机清扫装置和托辊组的改进方案, 经客户试用取得了良好效果。
1 清扫装置改进
现有的带式输送机依在输送机机头滚筒圆周处设置有清扫器, 清扫器的下方设置有重锤, 通过重锤自重使清扫器附着于皮带表面上, 以完成对皮带表面附着物的清扫。我公司通过走访客户发现, 许多作业人员反映这种结构设计往往无法实现实时清扫调节, 且故障率较高, 防震效果差, 清扫不彻底, 还会对皮带造成了很大的损伤, 严重缩短了皮带的使用寿命, 需频繁的更换皮带, 增加了生产成本。我公司设计了一种替代重锤清扫的双组压紧弹簧清扫装置加以解决, 该装置通过调节连接杆上设置有双组压紧弹簧清扫机构, 从而清扫带式传送机在回程时传送带表面附着的粘着物, 具体结构见如图1。
1-机架, 2-滚筒, 3-传送带, 4-清扫板, 5-连接架, 6-连接杆, 7-弹性结构, 8-限位机构, 9-限位块, 10-限位螺母, 11-弹簧
这种双组压紧弹簧清扫装置设计确保了压紧力平衡, 可针对煤质变化进行压紧力调节, 进而调节清扫板和传送带的贴合程度完成清扫工作。该结构不仅具有结构简单、操作方便安全, 延长了皮带的使用寿命, 降低生产成本, 清扫彻底、效果好, 工作效率高等特点, 而且增强了清扫板的防震效果, 大大降低设备发生故障的几率, 实物图见图2。
2 托辊组改进
现有的带式输送机在机架间设置有一个托辊组, 通过插销实现安装。我公司通过走访客户发现, 在实际运输过程中, 这种托辊组防震效果很差、故障率高, 安装和维修起来非常麻烦, 严重降低了生产效率, 满足不了实际生产的需要。我公司设计了一种多孔挂钩式托辊组加以解决, 该装置可不必利用其它辅助设施即可将托辊装置安装到支撑圆柱上, 具体结构见如图3。
1-机架, 2-横梁, 3-纵梁, 4-竖向支撑柱, 5-支撑圆柱, 6-托辊装置, 7-钩挂装置, 8-左托辊, 9-中托辊, 10-右托辊, 11-连接件, 12-钩头, 13-钩柄, 14-限位孔, 15-通孔, 16-导向辊
这种多孔挂钩式装置替代传统的插销托辊组, 方便了设备的安装和拆卸, 节省了人力物力, 维修也更加方便, 多孔设置还能有效防止钩挂装置的移位, 增强设备的稳定性以及设备的防震效果, 进一步降低设备发生故障的几率, 实物图见图4。
3 结束语
煤矿带式输送机系统分析与设计 篇8
带式输送机在煤矿中是一种常见实用的运输设备, 其依靠着良好的稳定性, 高自动化程度, 较强的输送能力等特点, 广泛应用于不同行业中。随着在煤矿设备中机械程度的提高, 带式输送机在采矿运输中应用也逐渐增多, 同时设备也要适应更多不同环境条件与运输要求下的工作。输送带、托辊、滚筒、制动器、张紧装置、减速器、电动机等是通用带式输送机的主要部件。根据特定的设计要求和问题, 需要进行详细的设计计算选型, 从而使输送机高效稳定的工作。
1 带式输送机的基本情况与参数
根据逐鹿煤矿原始资料及主要参数如表1所示。
井下优先选择整机定型带式输送机, 根据井下使用条件和上运倾角, 由于倾角是25°, 在22° ~ 28°之间, 使用深槽托辊人字花纹输送带。机身为钢架固定式。煤矿井下必须选择阻燃输送带, 选用橡胶贴面。选用钢丝绳带参数如表2 所示。
2 线路的初步设计
根据输送机工作环境及工作参数, 确定输送机布置形式如图1 所示, 输送机驱动装置如图2 所示。
1—电动机;2—柱销联轴器;3—液粘可控软起动装置;4—制动器;5—带逆止器的减速器;6—传动滚筒;7—驱动架
3 带式输送机初步设计计算
1) 对于带速与带宽的选择: 满足设计能力的带宽B1
式中: Q———运量, t/h; k———物料断面系数; v———输送带运行速度, m/s; r———物料的散状密度, t/m3; c———倾角系数。其中, 由于60°槽角承载断面比30°槽角承载断面大。因此按30°槽角从表1 和表3 中查阅的k值, 更偏可靠。k = 458, 由表1 和表4 查的倾角系数C = 0. 73。输送机的设备能力与带速和带宽的平方成正比。提高带速, 减小带宽有着重大意思。但考虑其他方面原因, 带速也不宜过大。初选带速v = 2 m/s。
满足块度条件的带宽B2对于未筛分过的物料:
式中: αmax———物料平均块度的长尺寸, mm。
综合考虑Bmax= { 1 000B1, B2} = { 576, 600} = 600 mm
参考上式结果, 考虑在大倾角运输距离远的情况下, 为了避免皮带的跑偏与撒料, 故选取800 mm的带宽较为合适。
2) 滚筒作为带式输送机的重要组成部分, 按照结构与功能不同分为传动滚筒、改向滚筒等。其直径应根据输送带的带芯层数来决定。传动滚筒直径大小的关键在于限制输送带绕过传动滚筒所产生的弯曲应力程度:
式中, D0———传动滚筒直径; mm d———钢丝绳直径, mm。
考虑到花纹在绕过滚筒的变形量, 取传动滚筒直径取D1= 1 000 mm, 表面菱形包胶。为补偿输送带因弯曲疲劳造成的破坏, 滚筒的直径取值应该相应增大。综合其他因素考虑传动滚筒直径选择为1 000 mm。尾部改向滚筒直径一般比传动滚筒直径小一级, 具体可取: D1= 0. 8D0=800 mm。
3) 电动机数量与配比的选择
输送机的总牵引力:
电动机功率:
其中S1, S12为输送带带首端与末端的摩擦力; K———电动机功率备用系数, 取K = 1. 2; η———传动系统的工作效率。
选择电动机功率与数量应符合额定总功率Pe≥P; 考虑到台数和单电动机功率符合各驱动滚筒牵引力配比; 尽可能用同一型号电动机, 以减少备用台数; 多滚筒驱动牵引力的配比;
本机设计时考虑采用双滚筒驱动, 在确定名义配比时考虑如下因素: 1) 各驱动滚筒的摩擦驱动能力; 2) 电动机功率与数量的分配; 3) 配比是整数以便于分配电动机, 充分利用其摩擦驱动能力; 4) 输送带张力;
根据牵引力配比关系可确定电动机数量为1 台, 单台功率为280 k W。选择Y355M - 4 三相异步电动机。
4) 减速器的选型
根据输送带速度、传动滚筒直径以及电动机转速计算出减速器的传动比为:
初选DCY450 - 25 型减速器, 其标准传动比为16, 名义中心距为450 mm, 输入输出1 500 /60, 公称输入功率650 k W。
5) 拉紧装置的选择
对于拉紧力的计算拉紧装置设于设备中段改向滚筒处, 拉紧力为此滚筒上的两段输送带即图示第六段与第七段摩擦力之和, 故拉紧力大小为:
参考输送机布置图, 拉紧装置位置在中间改向滚筒处, 计算拉紧行程的公式如下:
式中:ΔL———拉紧行程, m;L———输送带长度;B———带宽, m;K———伸长系数, 钢芯带取0.002。
本机具有输送距离长, 输送角度大, 矿井下工作并且属于上运机, 考虑安全性等各方面问题, 选用液压自动拉紧装置, 主参数为: 型号YZL2 - 80 /15, 拉紧力为166 358 N, 拉紧行程为4 m。
4 设计总结
经过计算与选型最终选取以下材料及参数: 输送带型号ST2000, 带宽800 mm, 线质量25. 44 kg/m2, 静力安全系数为9. 8; 驱动滚动直径为1 000 mm, 拉紧滚筒与其他改向滚筒直径为800 mm; 选用电动机型号为YBM355 - 4 ( 280 k W) , 功率配比为1 ∶ 1; 软启动装置型号为YNRQD250 /1500 一台; 减速器型号为DCY - 450, 传动比为25; 制动系统型号为YWZ5- 500, 制出力矩2 000 ~3 600 k N·m; 液压拉紧装置YZL2 - 80 /15, 拉紧力166 358 N, 拉紧行程为4 m。
通过对带式输送机原始数据的分析, 结合所给出的特定环境, 确定出输送机的布置与驱动形式, 从而确定后面选型计算的思路与形式。详细计算对其机械设备与部件的选择作出了参考, 同时根据计算初步得到的设计结果可以为后续的施工与控制部分的设计打下基础。
参考文献
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[3]王锡法.长运距、大运量带式输送机软起动技术的应用[J].煤矿机械, 2006, 27 (10) :163-164.
[4]任承禄.连续运输机械[M].武汉:武汉理工大学出版社, 1991.
长距离带式输送机选型设计 篇9
1 输送机选型计算
该输送机主要参数:运量为1 300 t/h;输送物料为精煤、末煤和块煤;物料松散密度按照ρ=0.9 t/m3考虑;输送机水平投影长度为7 260 m, 倾角为-7.83°~8.53°。
1.1 初定设计参数
1.1.1 带宽及带速的选择
根据输送物料粒度要求, 初选带宽B=1 400mm的钢丝绳芯胶带, 带厚25 mm, 单位长度重量q=58.8 kg/m, 带速v=2.5 m/s。
1.1.2 传动滚筒直径
初选直径D=1 250 mm的铸胶传动滚筒, 3个滚筒直径相同。
1.1.3 每米物料重
1.1.4 托辊参数
上托辊直径133 mm, 间距L1=1 200 mm, 转动部分质量G'=24.63 kg。qro=24.63/1.2=20.53 kg/m。
下托辊直径133 mm, 间距L2=3 000 mm, 转动部分质量G''=21.83 kg。qru=21.83/3=7.28 kg/m。
1.2 选型计算
1.2.1 核算输送能力
式中:S为输送带上物料最大截面积, 查表取S=0.235 4 m2;k为倾斜输送机面积折减系数, 查表取k=1。
1.2.2 计算圆周驱动力
式中:C为装料系数, 取1.01;f为模拟摩擦系数, 取0.03;L为输送机长度, 总长为7 300 m;Cε为槽形系数, 取0.43;μ0为托辊和输送带间的摩擦系数, 取0.4;Lε为装有前倾托辊的输送机长度, 7 300 m;ε为托辊前倾角度, 取1.5°;μ2为物料与导料槽栏板间的摩擦系数取0.6;l为导料槽栏板长度, 取4 m;b1为导料槽两栏板间宽度, 取0.85 m;n为清扫器个数, 包括头部清扫器和空段清扫器, 各取2;A为清扫器和输送带接触面积, 头部清扫器取0.014 m2, 空段取0.021 m2;P为清扫器与输送带间的压力, 取10×104N/m2;μ3为清扫器与输送带间的摩擦系数, 取0.6[1]。
该带式输送机头尾水平间距7 260 m, 头尾高差9.6 m, 中间段随地势起伏变化较大, 为了精确计算总圆周驱动力, 将长距离带式输送机进行分段, 计算出各段的圆周驱动力后累加即为总的圆周驱动力。经计算, 总的圆周驱动力为740 405 N。
1.2.3 驱动装置及功率配比
总轴功率
电机总功率
式中:η为传动效率, 取0.88;η'为电压降系数, 取0.95;η''为多机驱动功率不平衡系数, 一般取0.9~0.95, 单电机驱动时, η''=1。
传动系统采用三滚筒四电机驱动方式, 靠近头部滚筒为双电机驱动。尾部布置一台驱动装置, 能抵消一部分尾部滚筒奔离点输送带张力, 从而减小承载分支的张力及头部传动滚筒的合张力。选用4×710 k W的变频电机, 4台电机中任意一台出现故障, 均应立即停机检修, 以防损坏输送带、传动滚筒和其余驱动电机。
电机型号为YKK5004-4, 配套减速机型号为ML3PSF120+1FAN, 制动器型号为KPZ-Ⅱ-1400/313600b, 高速轴联轴器为HL7, 低速轴联轴器为ZL16, 选用自控液压拉紧装置ZLY02-22/320。
1.2.4 张力计算
长距离转运带式输送机布置见图1。取功率配比为2∶1∶1, 初选钢丝绳芯纵向拉伸强度GX=3 150N/mm。
由上述计算可知, 总的圆周驱动力FU=740 405N。由功率配比, 得
1) 输送带不打滑条件。第二传动滚筒奔离点张力最小, 最易打滑, 所以不打滑条件以此点来考虑, 计算如下
式中:头部最大圆周驱动力。
根据给定条件, 取μ=0.35, 头部双滚筒传动围包角
2) 输送带下垂度校核。承载分支下垂度校核
回程分支
3) 特性点张力计算
按不打滑条件计算各点张力结果为
按2∶1∶1传动计算各点张力结果为
第一传动滚筒合张力为
第二传动滚筒合张力为
第三传动滚筒合张力为
4) 输送带强度校核。输送带最大张力为
由公式
式中:Gx为输送带额定拉断力, 选用St3150钢丝绳芯胶带, 拉断强度3 150×103N/m。
得n=Gx·B/Fmax=3 150×1.4/859.7=5.13<[n]=5~7, St3150可满足强度要求。
5) 传动滚筒选择。根据合张力初选传动滚筒直径为1 250 mm。
第一传动滚筒合力F1=1 052 k N,
选择140125.4型传动滚筒, 最大合力660 k N, 最大许用扭矩120 k N·m, 由于该长距离输送机第一传动滚筒的合力和扭矩已超出带宽为1 400 mm, 直径为1 250 mm的传动滚筒的合力和扭矩范围, 所以第一传动滚筒需要特殊订货, 要求其合力大于1 200 k N, 扭矩大于240 k N·m。
第二传动滚筒合力F1=347 k N,
第三传动滚筒合力F1=440.5 k N,
根据合力和最大扭矩, 选择140125.4型传动滚筒, 最大合力660 k N, 最大许用扭矩120 k N·m, 满足要求。
6) 拉紧装置。拉紧力:F0=S10+S11= (134312+139 685) N=273 997 N, 选择自控液压拉紧装置, 型号为ZLY02-25/320。其性能须满足:一是启动拉紧力和正常运行拉力可根据胶带机张力的需要任意调节;二是胶带张力应自动调节, 应装有快速响应的拉紧力自动补偿功能、瞬时张力监测装置和限位开关;三是具有断带时自动停机和打滑时自动增加拉紧力等保护功能;四是结构紧凑, 安装空间小;五是可与集控装置连接, 实现对该拉紧站的就地和远距离控制。
7) 启动方式选型。由于带式输送机是长距离、大功率、多点多驱的钢丝绳芯带式输送机, 应防止其启动、制动时产生的动应力振动对带式输送机的损害及对电网的冲击, 尤其在突然断电时易产生非常强的动应力振动[2]。为保证带式输送机安全可靠运转, 提高带式输送机启动过程的稳定性, 降低成本节约能源, 带式输送机的驱动应采用变频软启动方式。相应的选用变频电机, 保证输送机能在低速状态持续运行, 以便于检验输送带是否故障。
2 长距离带式输送机电控方案
长距离带式输送机由于其线路长、惯性大, 其启停控制是本控制系统的关键所在。采用变频驱动控制, 起动曲线见图2。由于起动时间长, 要求低速性能好, 所以选用高性能的调速驱动方式, 即速度闭环矢量控制。同时多机驱动采用适当的速度跟随控制策略, 取得了理想的速度同步和功率平衡效果。
由控制系统PLC给定函数发生器, 给出优化的“S”型曲线起动图, 作为变频器主驱动的速度给定信号, 同时主驱动接收来自电机轴编码器的脉冲信号, 作为速度负反馈信号。主传动速度输出将跟随“S”给定曲线上升, 而主传动输出电流控制信号给从驱动, 实现电流调节和功率平衡。
长距离带式输送机正常停车过程为:胶带卸料完毕, 控制系统PLC给出正常停车指令, 胶带速度按“S”曲线开始下降, 当速度降低到允许机械抱闸时, 各驱动装置断电停车。
3 结束语
大运量、长距离、实现水平转弯、合理使用胶带张力、降低物料输送能耗等将会是带式输送机发展的趋势。以上只是长距离带式输送机选型设计的一个例子, 随着工况复杂程度的变化, 每台输送机的设计会有所不同。但值得肯定的是, 随着社会的发展与进步, 长距离带式输送机的设计技术会越来越成熟。
摘要：文章介绍了长距离带式输送机的选型设计方法, 并依据给定设计参数对输送机的传动滚筒、拉紧装置、输送带以及电控等主要部件进行选型设计。
关键词：长距离,带式输送机,选型设计,电控
参考文献
[1]北京起重运输机械设计研究所.DTⅡ (A) 带式输送机设计手册[S].北京:冶金工业出版社, 2013.
带式输送机设计 篇10
带式输送机运行时必须保证物料与胶带不出现相对运动, 保证物料与物料、物料与胶带之间有足够大的摩擦力。一般在设计时我们可以遵循下列原则:
(1) 减少中间水平托辊的长度,
(2) 增加托辊槽角,
(3) 加长侧托辊长度。
前两点将增大物料与胶带之间的摩擦力, 后一点将增加托辊对物料及物料与物料之间的夹持长度。一般在设计托辊组时都采用深槽四节辊形式。
大倾角带式输送机物料在输送带上的横截面积的大小与输送能力大小有着直接的关系, 深槽托辊组与普通槽形托辊组的横截面积计算原理都相同, 下面对两托辊组进行横截面积分析, 得到一般规律公式。
水平输送时, 输送带上物料的最大横截面面积S, 可按下式计算:
式中:S1-输送带上物料的上部横截面面积 (m2) ;S2-输送带上物料的下部横截面面积 (m2) 。
三托辊输送带上物料的横截面面积 (见图1) , 可按下列公式计算:
式中:l3-承载托辊组中中间水平托辊的长度 (m) ;b-输送带装载物料的有效宽度 (m) ;B≤2m, b=0.9B-0.05m;B≤2m, b=B-0.25m;λ-槽形托辊组侧辊轴线与水平线间的夹角 (简称槽角) (°) ;θ-被输送物料的动堆积角 (°) 。θ值与物料的特性、流动性、输送带速度和输送机长度有关。通常动堆积角比静堆积角小5~15°, 有些物料可能小20°。如果没有动堆积角的实测数据, 可按物料的静堆积角的50%~75%近似计算。
大倾角皮带机采用的深槽型四节托辊, 利用同样的原理, 得到槽型截面的面积S按下式计算。深槽四节托辊组的横截面积如图2所示。
d-胶带厚度
实例计算
以登封登槽集团金岭煤矿主井大倾角带式输送机为例, 带式输送机水平长度1000m, 垂直提升高度560m, 带式输送机倾斜角度31.5°, 带宽1200mm, 胶带强度4000N/mm, 胶带机运行速度2.5m/s, 运量300t/h。
由上式计算出输送能力Q=526>300 (t/h)
实际使用结果
登封登槽集团金岭煤矿主井大倾角带式输送机在实际运行时能够满足实际运量的需要, 同时采用深槽托辊组使得物料在胶带上没有出现相对滑动及撒煤, 落料等现象, 根据计算得出只要不超过526t/h, 完全可以满足使用要求, 而且在带式输送机运行时偶尔超过额定运量300t/h时也可以正常运行。此皮带机已于2007年底交付登封登槽集团金岭煤矿主井使用。
结束语
基于深槽托辊组横截面积的计算公式计算出的运量与实际带式输送机运行情况进行比较, 能够满足使用要求, 在设计时可以作为设计依据。
摘要：基于深槽托辊组横截面积的计算公式计算出的运量与实际带式输送机运行情况进行比较, 能够满足使用要求。
关键词：大倾角,带式输送机,横截面积,输送量
参考文献
[1]机械工业部北京起重运输研究所.DTⅡ型固定式带式输送机.设计选用手册[M].北京:冶金工业出版社, 1994 (4) .
大型可伸缩带式输送机的应用 篇11
关键词：大型 可伸缩 储带装置
中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1674-098X（2012）09（b）-0083-02
可伸缩带式输送机指的是机身设有贮放带装置，能根据工作面位置变化调整自身长度的输送机。它在结构上与固定式输送机的主要区别是增加了伸缩输送带的机构，大大提高了运输的效率。在综采工作中，由于工作面推进速度比较快，这就要求顺槽运输设备能够比较灵活地伸长或缩短，可伸缩带式输送机是供顺槽运输的专用设备。由工作面运来的煤，经转载机卸装到可伸缩带式输送机上，由它把煤从顺槽运到上、下山或装车站的煤仓中，通过收放胶带装置和储带装置也可使机身得到伸长或缩短，从而能有效地提高顺槽运输能力，加快回采和掘进进度。
2010年我们成功设计了山西麻家梁可伸缩带式输送机，带宽1400mm，带速4m/s，运量3000t/h，主电机功率4x500kW，在煤矿井下使用的输送机中，它具有如下鲜明特点：该机能满足因井下开掘巷道不直而设计的可转弯的带式输送机运输，其目的是减少多机搭接、减少事故点、降低设备投资，适用于走向长壁采煤工作面顺利运输，拆除转弯处机身即可用于直线运输，特别是煤矿井下高产高效综采工作面大巷长距离、大带宽、高带速、大运量、大功率运输，是今后煤矿用伸缩输送机发展的必然趋势，也是高产高效矿井运输技术的发展方向，工作原理如图1所示。
1 工作原理
可伸缩带式输送机与普通带式输送机同样都是以挠性输送带作物料承载和牵引构件，通过输送带的运动来进行物料的输送的连续运输设备。它与普通带式输送机相比，增加了储带装置、卷带装置等机构。它利用输送带的多次折返和收放原理调节长度，当拉紧车向机尾一端移动时，输送带进入储带装置内，机尾回缩；反之则机尾延伸，从而使输送机具备可伸缩的性能，以满足前进或后退式采煤顺槽输送和巷道掘进运输的需要，当拉紧车移到轨道的限位点时，就必须接入或收掉部分输送带，使输送机继续具备可伸缩的功能。
2 结构及其特点
伸缩带式输送机的结构分为固定式和非固定式两大部分。固定式部分由机头传动装置、储带装置、拉紧装置、卷带装置等组成，非固定式部分由无地脚螺栓连接的快速拆装支架、机尾等组成。
2.1 机头传动装置由机头架、传动滚筒架、传动装置组成，它们均有地脚螺栓固定在基础上
由于该输送机大带宽、大运量、高带速，所以头部所受荷载也大，而且，经过实际设计和计算，头部驱动已不能满足生产的需求，我们采用中部驱动的形式，使该输送机长度不受给定功率和输送带强度的限制，可以随意增加中间驱动的台数，以增加运输长度，因此中间驱动的使用在井下运输中可取消或减少运输系统中的转载点，减少巷道和硐室的掘进工作量，降低基建费用，还可以降低输送带的最大拉力，使选用的输送带强度等级可以降低，成本下降。
2.2 储带装置
储带装置是用来储存和放出输送带的设备，由储带转向架、储带仓架、液压拉紧装置、拉紧装置架、拉紧小车等组成。在该项目中，要求储带长度达到100m，则储存部分的输送带从多个改向滚筒缠绕过去往返折叠成四层，储带仓架上安装槽型承载托辊和下平托辊支撑输送带，拉紧小车在轨道上。如图2所示：
拉紧小车由车架、车轮、滑轮组和改向滚筒组成。当拉紧力发生变化时，液压拉紧装置中的液压缸伸缩，使小车移动，移动至终端时有定位块和行程开关限位，从而改变储带仓中输送带长度，使输送带得以张紧，以实现储存或放出输送带的目的。
2.3 拉紧装置
在麻家梁项目中拉紧装置采用徐州五洋生产的液压自动拉紧装置，它能根据输送机的实际运行情况，自动调节其对输送带的拉力，且响应速度快，使输送机启动运行平稳。
2.4 卷带装置
随着伸缩带式输送机的不断发展，要求卷带装置快速、高效和安全可靠。常规的人工卷带存在一定的不安全因素，不仅效率低，而且造成了人员的浪费。液压卷带装置是针对我国煤矿现状生产的，它位于拉紧装置的后面，由夹带装置、卷收输送带装置和液压站及其附件组成。它的主要特点有：
（1）采用液压控制，操作简单，工作效率高；（2）能够实现自动拉伸输送带并加以卷收；（3）在截带时具有夹带定位功能；（4）可用于铺带时对带的牵引，无需另行安装绞车；（5）结构紧凑、占用空间小，运输、安装方便。
2.5 非固定部分的机身
它是输送机的主要部分。主要由H架、纵梁、上下托辊组等组成，它采用无地脚螺栓连接的快速可换支架，结构简单、拆装方便、定位性好、劳动强度低、操作时间短。
麻家梁伸缩输送机托辊直径为φ159mm，承载托辊采用偏置槽型前倾托辊组，间距为1500mm，回程采用V型下托辊，间距为3000mm由于机头传动部分和中间传动部分的高度较其他部位高，因此，在本机中专门设计了高度可调整的H架，以使机头和中间的高度能缓慢过渡。
槽型托辊为铰接式，槽角为35°，用插板挂在小支腿的柱销上，这种型式的铰接托辊能方便的挂上或取下。插板上有三个齿槽，托辊通过齿槽挂在柱销上，并可前后移动一个齿距，以调整托辊位置调整输送带跑偏。如图3所示。
2.6 机尾
通用固定式输送机机尾较短，缓冲托辊组少，而可伸缩输送机机尾由支座、改向滚筒、缓冲托辊、导料槽及机尾架等组成。
缓冲托辊主要起到对输送机的保护、物料的缓冲作用，卸料中心及前后安装有导料槽，在机尾回程段的输送带上，装有一个空段清扫器用来清扫输送带上的浮煤，支座采用滑鞘形式，当需要移动时，机尾用绞车牵引，便于滑行。
3 保护装置
除具有与固定式带式输送机相同的安全方面的措施外，例如输送带防跑偏、防撕裂装置、拉绳开关、料流检测开关等，还有必须设温度保护、烟雾保护和自动洒水装置；输送机所配电气产品必须符合煤矿井下安全规程，有合格证，如电机的防爆等级、液力耦合器严禁用可燃性传动介质；禁止带电检修和保养等。输送机保护装置符合MT872-2000《煤矿用带式输送机保护装置技术条例》。
4 总结
总之，可伸缩带式输送机是连续输送物料机械中效率最高、使用最普遍的一种机型，是巷道掘进运输和采煤工作面顺槽运输的主要设备，在煤炭、冶金領域中等到了广泛应用。它不仅具有长距离、大运量、连续运输等优点，而且运行可靠，易于实现自动化、集中控制，特别是高产高效矿井，已成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备，并做出了重要的贡献。
参考文献
[1]国家煤炭工业局.煤矿井下用伸缩带式输送机MT/T901-2000.煤炭工业出版社，2000-12-08发布，3-7.
带式输送机设计 篇12
随着国民经济的发展, 水上运输中大宗干散货 (例如煤、矿石、砂、散粮、化肥等) 运量逐年增加, 运输船舶的吨位日趋大型化, 因此装卸设备也朝着大型、高效、低能耗方向发展。港口运输机械在散货专业化码头上起着关键作用, 而带式输送机作为港口运输机械的重要组成部分之一, 为实现港口运输机械可靠、高效、节能、经济运行奠定了基础。本文结合港口运输机械工艺要求及特性, 阐述港口带式输送机设计要点及应用情况。
1 港口运输组成及典型工艺
港口运输机械主要包括连续输送机械、港口装卸机械、辅助设备三大类。其中连续输送机械主要以带式输送机为主;装卸机械主要包括各式卸船机、装船机、卸车机、翻车机、堆取料机等;辅助设备主要包括存仓、给料机、计量装置、除铁装置、各类保护装置等。
根据港口的不同用途, 以带式输送机为基础, 配置不同的装卸机械就可以建成一个有相当能力的进出口码头装卸输送系统, 一个系统一般有数个工艺流程, 典型的港口装卸输送工艺流程有以下几种:1) 卸车 (船) →堆料流程;2) 取料→装船 (车) 流程;3) 取料→向使用单位输送流程;4) 卸车 (船) →装车 (船) 直取流程;5卸车 (船) →向使用单位输送直取流程。
2 港口带式输送机设计总体要求
1) 确定合理的转载方式, 提出给料装置和卸料装置的要求。
2) 理顺输送系统各带式输送机之间的相互关系。起动时受料的输送机先动, 停机时给料的输送机先停, 当输送机的参数不同, 通过这一关系对起动和停机时间提出要求。
3) 当不能满足上面的起动和停机顺序的要求时, 需要考虑在输送机间增设缓冲料仓, 以提高系统的适应能力和系统的运转率。
4) 环保要求:对于粉尘大的情况要考虑采用密闭输送或者设置必要的除尘降尘等设备。
5) 零部件的标准化和通用化及易损件的供货可能性。
6) 选用适应工艺要求倾角的输送机, 根据物料特性及工况环境, 输送倾角允许上运为15°, 下运为10°为宜。
7) 相邻托辊组之间的胶带下垂度不得超过1%。
8) 带式输送机起制动时, 最大工作张力不应超过正常运行时工作张力的1.5倍。
9) 带式输送机凹弧段曲率半径的设计应满足空载起动时胶带不脱离托辊、不产生飘带现象。
3 港口带式输送机设计内容及依据
设计内容主要包括常规的带式输送机设计、动态设计、避免共振设计、零部件设计、电气和控制系统设计等, 在系统设计之前应充分了解对设备的要求, 主要依据是输送量。料流均匀时能够直接给出, 一般应按过载量10%运量设计计算。输送线路的详细尺寸主要包括最大长度、倾角及提长高度和连接尺寸等。物料的主要参数有松散密度、安息角、物料的粒度和最大块度、物料的湿度、磨损性、粘结性和摩擦因数。工作条件和环境状况包括环境温度、使用地点、环保要求等。给料和卸料方法、运转时间、工作天数、服务年限等要求, 根据设计要求, 尤其要仔细权衡选取最大下垂度、模拟摩擦阻力因数、输送带和滚筒摩擦因数、输送带的安全系数等对输送机系统的稳定、安全、高效运行有很大影响的参数。
4 港口带式输送机部件配置及选取
4.1 驱动部分合理布置及配置
1) 驱动装置的布置。驱动装置一般不布置在转载机房内, 而选择布置在地面上, 以减少机房的规格, 同时减速器优先选用平行轴型式, 节省系统基建成本。
2) 驱动装置的配置。遵循可靠、高效、经济、节能、维护方便的原则, 港口带式输送机优先选用普通低压 (或高压) 加液力偶合器的驱动方式, 其中一般原则是按电机驱动功率及机长进行划分:当电机功率N≤150 k W时, 属于短距离胶带机, 选用普通型限矩型液力偶合器;当150
对于长距离 (L>1 000 m) 、大运量港口带式输送机可优先选择变频调速或其它软驱动方式, 其中以选用变频调速驱动方式较多, 主要因为变频调速具有以下优点: (1) 交流变频调速装置具有调速范围宽、控制可靠、节能效果明显等特点, 易于实现起、制动速度曲线的自动跟踪, 能够提供理想的可控起、制动性能; (2) 可以控制输送机按设定的"S"形速度曲线起动和制动, 以满足整机动态稳定性及可靠性的要求; (3) 可以实现多台驱动电机之间的功率平衡, 精度较高; (4) 能够适应港口运输系统频繁起停要求; (5) 变频调速驱动装置还可以提供低速验带速度, 方便维护与检修。
对于大功率带式输送机宜选用双滚筒多电机驱动, 以降低系统最大张力。从而在保证安全性的前提下, 可降低选取胶带型号, 节省设备采购成本。
3) 模拟摩擦因数的选取及电机富余系数选取。在驱动功率计算过程中, 模拟摩擦因数和电机储备系数的合理选取对计算结果影响较大, 选取合适的系数以保证输送机系统的顺利运行, 同时达到节能降耗的要求。在提供的高质量产品和良好安装施工条件前提下, 在工况环境不是特别恶劣的条件下, 综合摩擦因数推荐取值为:输送物料为煤, 则模拟摩擦因数f=0.020~0.022;输送物料为矿石, 则模拟摩擦因数f=0.022~0.025。电机富余系数可取K=1.05, 必须经过输送机满载启动附加功率计算核实, 保证最终装机容量能够满载顺利启动。
4.2 托辊计算选取及配置
1) 托辊的选择主要考虑托辊的承载能力和使用寿命, 综合考虑下列因素:载荷的大小及特征、输送带的宽度和运行速度、使用工况条件、输送机的工作制度、输送物料的特性、托辊轴承寿命、托辊密封结构、润滑条件、维修制度等, 辊径选取应保证辊子转速控制在550 r/min以内为宜。
2) 港口带式输送机承载段托辊一般按槽形托辊组与槽形前倾托辊组1∶1配置, 托辊间距根据输送物料密度及运量大小取为1.2 m或1 m。凸弧段间距为正常间距的1/2, 落料点缓冲托辊间距为正常间距的1/3。
3) 头尾部设置过渡托辊组, 以便胶带顺利成槽, 头部最小过渡距离不小于2.6倍带宽, 尾部过渡距离应不小于正常托辊间距。回程段应按平行托辊组与V形托辊组 (或前倾) 按2∶1配置, 回程托辊间距一般取为2.4~3 m。靠近头部回程段宜设7组梳形托辊组, 回程段改向滚筒布置3组螺旋清扫托辊组 (一般指栈桥面) , 回程段配合使用反V形托辊组防跑偏, 每50 m布置1组。其中特别注意, 在双向运行胶带机上, 应选槽形托辊组加双向可逆上调心托辊组及平行下托辊或V形托辊加双向可逆下调心托辊组。
4.3 滚筒结构及工艺要求
滚筒轴应为优质锻钢, 滚筒壁厚应不小于标准要求且应相应加厚。滚筒筒体采用铸焊结构, 轮毂与轮轴之间采用胀套联接。毂与缘之间的焊接必须采用完全穿透的连续焊。铸焊结构的滚筒, 其铸焊接盘材料为铸钢, 筒体焊接方法为CO2气体保护焊, 优先选用剖分式轴承座, 传动滚筒及改向滚筒铸胶厚度应在标准基础上加厚。
4.4 拉紧装置的设计及行程选取
港口带式输送机拉紧形式主要有垂直重锤拉紧、重锤车式拉紧、液压拉紧。拉紧行程设计时要考虑胶带本身的伸长量及预留必要的安装余量, 采用钢丝绳芯胶带时拉紧行程推荐长度见表1。
4.5 卸料转载系统设计
1) 卸料转载系统主要包括头部漏斗、三通分料器、落料溜管、缓冲对中装置、导料槽等;
2) 卸料转载系统应根据物料的最大流量和最大块度进行设计, 保证任何工况下溜槽不发生堵料。溜槽截面不小于最大流量通过时的物料截面的4倍, 溜槽截面最小尺寸应不小于输送物料上3块最大块度叠加的最大尺寸, 溜槽倾斜角度不小于60°;
3) 卸料转载系统必要位置要设置检视门, 法兰联接处垫密封软胶板以防尘、抑尘;
4) 三通分料器必须具有重载切换功能, 其结构可以承受最大流量和最大块度物料的长期冲击, 转换挡板翻动面必须与物料隔离, 防止挡板卡死并确保冬季挡板不与溜槽冻结, 挡板电动 (液) 推杆选取的力矩应大于2倍计算力矩;
5) 缓冲对中装置布置在溜槽的下部与下路胶带机导料槽之间, 应与下部输送方向倾斜一致, 具有缓冲和防止高落差物料对下路胶带机造成的冲击和破坏, 同时还具有归中物料的功能;
6) 导料槽的布置长度一般不应小于带宽的5倍, 导料槽内部应有足够的空间让物料通过, 导料槽高度不小于3块最大块度叠加的最大尺寸, 导料槽与输送带之间可以采用防溢裙边密封也可用整条耐磨胶板密封, 同时为了减少摩损与运行阻力, 一般将导料槽设计成X型断面;
7) 提升式导料槽主要用在多点受料贯通式输送受料点的情况, 当使用该点受料时, 将侧板放下, 不使用该点受料时, 将侧板提起, 提升高度不小于200 mm, 以免影响后方物料通过;
8) 耐磨衬板主要用于卸载转载系统中受到物料的冲刷和磨损面, 常用的衬板材质有16Mn、耐磨铸铁、高铬钢、双合金焊接衬板、不锈钢等。衬板尺寸不宜过大, 重量不应超过25 kg, 以便于更换。
5 港口带式输送机安全防护配置
港口带式输送机处于海边, 时常有强级风暴, 输送机必须具有预防台风掀翻输送带的措施, 对堆场内的堆取料输送机及码头上的装卸船输送机必须配置防风链和防风杆。两者均按25 m设置一套。防风链不工作时放入中间架两侧的链盒内, 防风杆不工作时置于输送带下方。同时港口带式输送机本身应严格防护, 主要防护人员能够触及到的转动或移动设备;防护所有的切断末端;防护所有在“合理”延伸范围内的运动部件;在工作台、工作场所、通道等提供结实的护栏。
6 港口带式输送机应用
从2002年至今, 港口带式输送机先后应用在黄骅港、连云港、天津南疆港、曹妃甸、罗源湾、可门储运码头、浙江舟山码头、珠海高栏港、东吴码头、江阴码头、湄洲湾码头等, 带宽最大达2 m, 最大运量达8 695 t/h, 最大带速6.1 m/s。
7 结语
随着各大型港口的新建、扩建及改造, 带式输送机作为港口运输机械的重要组成部分, 将有更大更多的应用空间, 港口带式输送机设计将得到不断改进和提高, 也将产生更多更好的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]阳光.港口起重运输机械设计选型与使用维护及质量检验标准规范实用手册[M].北京:北方工业出版社, 2007.
[2]宋伟刚.通用带式输送机设计[M].北京:机械工业出版社, 2006.
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