文獻綜述
送料量調整輸送裝置設計
吳訊杰
摘要：本次畢業(yè)設計是關于自動量調整固定式帶式輸送機的設計。首先對膠帶輸送機作了簡單的概述；接著分析了膠帶輸送機的選型原則及計算方法；然后根據這些設計準則與計算選型方法按照給定參數(shù)要求進行選型設計；接著對所選擇的輸送機各主要零部件進行了校核。普通型帶式輸送機由六個主要部件組成：傳動裝置，機尾或導回裝置，中部機架，拉緊裝置以及膠帶。最后簡單的說明了輸送機的安裝與維護。目前，膠帶輸送機正朝著長距離，高速度，低摩擦的方向發(fā)展，近年來出現(xiàn)的氣墊式膠帶輸送機就是其中的一個。在膠帶輸送機的設計、制造以及應用方面,目前我國與國外先進水平相比仍有較大差距,國內在設計制造帶式輸送機過程中存在著很多不足。
關鍵詞： 帶式輸送機 傳動裝置 量調整
Abstract: The design is a graduation project about the belt conveyor. At first, it is introduction about the belt conveyor. Next, it is the principles about choose component parts of belt conveyor. After that the belt conveyor abase on the principle is designed. Then, it is checking computations about main component parts. The ordinary belt conveyor consists of six main parts: Drive Unit, Jib or Delivery End, Tail Ender Return End. Intermediate Structure, Loop Take-Up and Belt. At last, it is explanation about fix and safeguard of the belt conveyor. Today, long distance, high speed, low friction is the direction of belt conveyor’s development. Air cushion belt conveyor is one of them. At present, we still fall far short of abroad advanced technology in design, manufacture and using. There are a lot of wastes in the design of belt conveyor.
Keywords: the belt conveyor Drive Unit Delivery End
1.自動送料裝置設計的發(fā)展史
運輸機設備是礦生產系統(tǒng)的主要設備之一,給設備的可靠性,特別是關鍵咽喉部位給設備的可靠性,直接影響整個生產系統(tǒng)的正常運行。目前,我國礦使用的給設備主要是沖床沖壓的自動送料裝置設計和電振工件輸送機。 沖床沖壓的自動送料裝置設計最早研制于20世紀60年代初,70年代,在ＮＧＷ基礎上,更換了驅動裝置,改為Ｋ系列,并一直沿用至今。國外工件輸送機發(fā)展狀況也與國內大相徑庭,并沒有更高的技術含量,但價格卻是國內同類產品的4～5倍。帶式輸送機自1795年被發(fā)明以來，經過兩個世紀的發(fā)展，已被電力、冶金、煤炭、化工、礦山、港口等各行各業(yè)廣泛采用。特別是第三次工業(yè)革命帶來了新材料、新技術的應用，使帶式輸送機的發(fā)展步入了一個新紀元。
如今，無論從輸送量、運距、經濟效益等各方面來衡量，它已經可以和火車、汽車運輸相抗衡，成為三足鼎立的局面，并成為各國爭相發(fā)展的行業(yè)。帶式輸送機是以膠帶、鋼帶、鋼纖維帶、塑料帶和化纖做為傳送物料和牽引工具的輸送機械。其特點是承載物料的輸送帶也是傳遞動力的牽引力。承載帶在托輥上運行，也可用氣墊、磁墊代替托輥作為無阻力支撐承載帶運行。帶式輸送機按承載斷面可分為平形、槽形、雙槽形、波紋擋邊斗式、波紋擋邊袋式、吊掛式圓管形、固定式和移動式圓管形等8大類。
帶式輸送機是煤礦最理想的高效連接運輸設備，它與其它運輸設備(如機車類)相比，不僅具有長距離、大運量、連續(xù)輸送等優(yōu)點，而且運行可靠，易于實現(xiàn)自動化、集中化控制，特別是對高產高效礦井，帶式輸送機已成為煤炭高效開采機電一體化技術與裝備的關鍵設備。目前，我國煤礦共用帶式輸送機約120萬臺，礦用帶式機也正在往大運量、長距離、高帶速方向發(fā)展。
2.帶式輸送機的應用
帶式輸送機是連續(xù)運輸機的一種，連續(xù)運輸機是固定式或運移式起重運輸機中主要類型之一，其運輸特點是形成裝載點到裝載點之間的連續(xù)物料流，靠連續(xù)物料流的整體運動來完成物流從裝載點到卸載點的輸送。在工業(yè)、農業(yè)、交通等各企業(yè)中，連續(xù)運輸機是生產過程中組成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線不可缺少的組成部分。
連續(xù)運輸機可分為：
（1）具有撓性牽引物件的輸送機，如帶式輸送機，板式輸送機，刮板輸送機，斗式輸送機、自動扶梯及架空索道等；
（2）不具有撓性牽引物件的輸送機，如螺旋輸送機、振動輸送機等；
（3）管道輸送機(流體輸送)，如氣力輸送裝置和液力輸送管道。
其中帶輸送機是連續(xù)運輸機中是使用最廣泛的，帶式輸送機運行可靠，輸送量大，輸送距離長，維護簡便，適應于冶金煤炭，機械電力，輕工，建材，糧食等各個部門。
3. 帶式輸送機的種類
帶式輸送機帶式輸送機是連續(xù)運輸機的一種，連續(xù)運輸機是固定式或運移式起重運輸機中主要類型之一，其運輸特點是形成裝載點到裝載點之間的連續(xù)物料流，靠連續(xù)物料流的整體運動來完成物流從裝載點到卸載點的輸送。在工業(yè)、農業(yè)、交通等各企業(yè)中,連續(xù)運輸機是生產過程中組成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線不可缺少的組成部分。
連續(xù)運輸機可分為:
(1)具有撓性牽引物件的輸送機,如帶式輸送機,板式輸送機,刮板 輸送機,斗式輸送機、自動扶梯及架空索道等;
(2)不具有撓性牽引物件的輸送機,如螺旋輸送機、振動輸送機等;
(3)管道輸送機(流體輸送),如氣力輸送裝置和液力輸送管道.
其中帶輸送機是連續(xù)運輸機中是使用最廣泛的, 帶式輸送機運行可靠，輸送量大，輸送距離長，維護簡便，適應于冶金煤炭，機械電力，輕工，建材，糧食等各個部門。
1.3 自動送料裝置⑴ QD80輕型固定式帶輸送機 QD80輕型固定式帶輸送機與TDⅡ型相比,其帶較薄、載荷也較輕,運距一般不超過100m,電機容量不超過22kw.
⑵ 它屬于高強度帶式輸送機,其輸送帶的帶芯中有平行的細鋼繩，一臺運輸機運距可達幾公里到幾十公里.
⑶ U形帶式輸送機 它又稱為槽形帶式輸送機,其明顯特點是將普通帶式輸送機的槽形托輥角由提高到使輸送帶成U形.這樣一來輸送帶與物料間產生擠壓,導致物料對膠帶的摩擦力增大,從而輸送機的運輸傾角可達25°.
⑷ 管形帶式輸送機 U形帶式輸送帶進一步的成槽,最后形成一個圓管狀,即為管形帶式輸送機,因為輸送帶被卷成一個圓管,故可以實現(xiàn)閉密輸送物料,可明顯減輕粉狀物料對環(huán)境的污染,并且可以實現(xiàn)彎曲運行.
⑸ 氣墊式帶輸送機 其輸送帶不是運行在托輥上的,而是在空氣膜(氣墊)上運行,省去了托輥,用不動的帶有氣孔的氣室盤形槽和氣室取代了運行的托輥,運動部件的減少,總的等效質量減少,阻力減小,效率提高,并且運行平穩(wěn),可提高帶速.但一般其運送物料的塊度不超過300mm.增大物流斷面的方法除了用托輥把輸送帶強壓成槽形外,也可以改變輸送帶本身,把輸送帶的運載面做成垂直邊的,并且?guī)в袡M隔板，一般把垂直側擋邊作成波狀,故稱為波狀帶式輸送機,這種機型適用于大傾角,傾角在30°以上,最大可達90°.
（6）壓帶式帶輸送機 它是用一條輔助帶對物料施加壓力.這種輸送機的主要優(yōu)點是:輸送物料的最大傾角可達90°,運行速度可達6m/s,輸送能力不隨傾角的變化而變化,可實現(xiàn)松散物料和有毒物料的密閉輸送.其主要缺點是結構復雜、輸送帶的磨損增大和能耗較大。
⑺ 鋼繩牽引帶式輸送機 它是無際繩運輸與帶式運輸相結合的產物,既具有鋼繩的高強度、牽引靈活的特點,又具有帶式運輸?shù)倪B續(xù)、柔性的優(yōu)點。
4.自動量調整帶式輸送機的工作原理
自動量調整帶式輸送機是在普通的帶式輸送機的基礎上添加了料斗和連桿機構，用于調整和控制送料量。當松散的料從料斗中散落，電機帶動皮帶轉動將物料向右傳動。傳送帶系統(tǒng)可以繞中心點轉動。傳送帶系統(tǒng)的框架位置變化可以使料斗的門相應運動，當傳送帶上物料的數(shù)量超過所需要的量時，傳送帶框架順時針轉動通過連桿機構關閉想都的門?？蚣苌吓渲氐奈恢脹Q定了系統(tǒng)的進給律。傳動原理圖如圖1所示。
圖1自動量調整帶式輸送機的工作原理圖
5. 帶式輸送機的結構和布置形式
帶式輸送機的結構
帶式輸送機主要由以下部件組成：頭架、驅動裝置、傳動滾筒、尾架、托輥、中間架、尾部改向裝置、卸載裝置、清掃裝置、安全保護裝置等。帶式輸送機又稱膠帶運輸機，其主要部件是輸送帶，亦稱為膠帶，輸送帶兼作牽引機構和承載機構。帶式輸送機組成及工作原理如圖2所示，它主要包括一下幾個部分：輸送帶(通常稱為膠帶)、托輥及中間架、滾筒拉緊裝置、制動裝置、清掃裝置和卸料裝置等。
圖2 帶式輸送機簡圖
1-張緊裝置 2-裝料裝置 3-犁形卸料器 4-槽形托輥
5-輸送帶 6-機架 7-動滾筒 8-卸料器
9-清掃裝置 10-平行托輥 11-空段清掃器 12-清掃器
輸送帶1繞經傳動滾筒2和機尾換向滾筒3形成一個無極的環(huán)形帶。輸送帶的上、下兩部分都支承在托輥上。拉緊裝置5給輸送帶以正常運轉所需要的拉緊力。工作時，傳動滾筒通過它和輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶運行。物料從裝載點裝到輸送帶上，形成連續(xù)運動的物流，在卸載點卸載。一般物料是裝載到上帶(承載段)的上面，在機頭滾筒(在此，即是傳動滾筒)卸載，利用專門的卸載裝置也可在中間卸載。
其他零部件的以及示意圖如下：
槽形托輥的帶上物料堆積截面圖如圖3.所示.
圖3槽形托輥的帶上物料堆積截面
圓周驅動力通過摩擦傳遞到輸送帶上的張力示意圖如圖4所示.
圖4作用于輸送帶的張力
傳動系統(tǒng)減速器機構簡圖如圖5所示.
圖5 JS30型減速器展開簡圖
梅花形彈性聯(lián)軸器的結構圖如6所示.
圖6聯(lián)軸器的結構圖
傳動滾筒結構其結構示意圖如圖7所示.
槽形托輥機構示意圖如圖8所示.
圖8 槽形托輥
各種機架機構件圖如圖9所示.
圖9機 架
輸送帶是帶式輸送機的承載構件，帶上的物料隨輸送帶一起運行，物料根據需要可以在輸送機的端部和中間部位卸下。輸送帶用旋轉的托棍支撐，運行阻力小。帶式輸送機可沿水平或傾斜線路布置。使用光面輸送帶沿傾斜線路布置時，不同物料的最大運輸傾角是不同的，如下表1所示：
表1 不同物料的最大運角
物料種類
角度
物料種類
角度
煤塊
18°
篩分后的石灰石
12°
煤塊
20°
干沙
15°
篩分后的焦碳
17°
未篩分的石塊
18°
0—350mm礦石
16°
水泥
20°
0—200mm油田頁巖
22°
干松泥土
20°
由于帶式輸送機的結構特點決定了其具有優(yōu)良性能，主要表現(xiàn)在：運輸能力大，且工作阻力小，耗電量低，約為刮板輸送機的1/3到1/5；由于物料同輸送機一起移動，同刮板輸送機比較，物料破碎率小；帶式輸送機的單機運距可以很長，與刮板輸送機比較，在同樣運輸能力及運距條件下，其所需設備臺數(shù)少，轉載環(huán)節(jié)少，節(jié)省設備和人員，并且維護比較簡單。由于輸送帶成本高且易損壞，故與其它設備比較，初期投資高且不適應輸送有尖棱的物料。
輸送機年工作時間一般取4500-5500小時。當二班工作和輸送剝離物，且輸送環(huán)節(jié)較多，宜取下限；當三班工作和輸送環(huán)節(jié)少的礦石輸送，并有儲倉時，取上限為宜。
布置方式
電動機通過聯(lián)軸器、減速器帶動傳動滾筒轉動或其他驅動機構，借助于滾筒或其他驅動機構與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶運動。帶式輸送機的驅動方式按驅動裝置可分為單點驅動方式和多點驅動方式兩種。
通用固定式輸送帶輸送機多采用單點驅動方式，即驅動裝置集中的安裝在輸送機長度的某一個位置處，一般放在機頭處。單點驅動方式按傳動滾筒的數(shù)目分，可分為單滾筒和雙滾筒驅動。對每個滾筒的驅動又可分為單電動機驅動和多電動機驅動。因單點驅動方式最常用，凡是沒有指明是多點驅動方式的，即為單驅動方式，故一般對單點驅動方式，“單點”兩字省略。
單筒、單電動機驅動方式最簡單，在考慮驅動方式時應是首選方式。在大運量、長距離的鋼繩芯膠帶輸送機中往往采用多電動機驅動。帶式輸送機常見典型的布置方式如下表2所示：
表2 帶式輸送機典型布置方式
提高傳動裝置的牽引力可以從以下三個方面考慮：
（1）增大拉緊力。增加初張力可使輸送帶在傳動滾筒分離點的張力增加，此法提高牽引力雖然是可行的。但因增大必須相應地增大輸送帶斷面，這樣導致傳動裝置的結構尺寸加大，是不經濟的。故設計時不宜采用。但在運轉中由于運輸帶伸長，張力減小，造成牽引力下降，可以利用拉緊裝置適當?shù)卦龃蟪鯊埩Γ瑥亩龃?，以提高牽引力?
（2）增加圍包角對需要牽引力較大的場合，可采用雙滾筒傳動，以增大圍包角。
（3）增大摩擦系數(shù)其具體措施可在傳動滾筒上覆蓋摩擦系數(shù)較大的襯墊，以增大摩擦系數(shù)。
通過對上述傳動原理的闡述可以看出，增大圍包角是增大牽引力的有效方法。故在傳動中擬采用這種方法。
6.小結
通過計算與 實際操作相結合在以上各種方案，選出合適的方案進行設計計算。采用單筒、單電動機驅動方式的固定式帶式輸送機。通過對上述傳動原理的闡述可以看出，增大圍包角是增大牽引力的有效方法。故在傳動中擬采用這種方法。設計步驟：先對帶式輸送機作簡單的認識；接著分析自動量調整帶式輸送機的原理及設計計算方法；然后根據這些設計準則與計算選型方法按照給定參數(shù)要求進行選型設計；接著對所選擇的輸送機各主要零部件進行了三維建模造型。
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