第七章胶带输送机ppt课件.ppt

第七章 带式输送机,71 概述,一、胶带输送机的工作原理、适用条件及优缺点,胶带输送机是以胶带兼作牵引机构和承载机构的一种连续动作式运输设备。 基本组成：输送带、托辊、驱动装置（包括传动滚筒）、机架、拉紧装置、清扫装置和制动装置。,1. 工作原理 胶带1绕经主动滚筒2和机尾换向滚筒3形成一个无极的环形带。上下两股胶带都支承在托辊4上。拉紧装置5给胶带以正常运转所需的张紧力。当主动滚筒在电动机驱动下旋转时，借助于主动滚筒与胶带之间的摩擦力而带动胶带及上胶带上的货载一同连续运转，装到胶带上的货载运到端部后，由于胶带的转向而卸裁。,2. 适用范围（1）适用倾角可用于水平及倾斜运输。向上运输：最大倾角20（原煤），最大倾角18（块煤）向下运输：最大倾角18若运送附着性和粘结性大的物料时，倾角可大一些。（2）适用地点采区顺槽、采区上下山及主要运输平巷、平硐和主斜井、地面等。,3.优缺点（1）优点 运输能力大，运输距离长，工作阻力小，耗电量低，约为刮板输送机耗电量的1/31/5，且在运输过程中，货载与胶带一起移动，故磨损小，货载的破碎性小。（2）缺点 胶带成本高且易损坏，故与其它运输设备相比，初期投资高，又不适于运送有棱角的货载。对弯曲巷道的适应性还比较差。,二、带式输送机的类型,胶带输送机有多种类型，以适应不同条件下适用，但其组成基本相同，只是具体结构有所区别。我国使用最早和最多的是通用型带式输送机。1965年，煤矿井下开始使用绳架吊挂式带式输送机；60年代后期，在平硐中使用了钢丝绳牵引的带式输送机；70年代中期先后开发了可伸缩式带式输送机和钢丝绳芯带式输送机；80年代后又开发了大倾角、气垫式和管状等多种带式输送机的新产品。,型号：TD-75型特点：机架固定在底板或基础上。一般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。拆装麻烦，不能满足机采工作面推进速度快的采区运输需要。,（一）通用固定式带式输送机,通用固定式带式输送机,结构特点：（1）机身结构为绳架式。由两根纵向平行的钢丝绳代替刚性机 架。结构简单，节省钢材，可利用废旧钢丝绳，节约设备 投资，安装拆卸及调整都很方便。,（二）绳架吊挂式带式输送机,结构特点：（2）机身中间机架吊挂在巷道顶梁上，高度可以调节，适应底 板起伏不平，便于清扫巷道。（3）间隔60m安装一个紧绳托架，以张紧机架钢丝绳。（4）铰接槽型托辊组钩挂在钢丝绳架上，在组托辊间装有分绳 架，以保证两根机架钢丝绳的间距。,绳架吊挂式带式输送机,绳架吊挂式带式输送机,应用：采区顺槽、集中平巷、采区上下山。,（三）钢丝绳牵引带式输送机,特点：以钢丝绳作为牵引机构，胶带只起承载作用，不承受牵引力。应用：主斜井运输,胶带结构：由上层覆盖胶、下层覆盖胶、充填胶、帆布层、弹簧方钢条、耳槽等组成。,类型：国产有三种类型。一是钢丝绳吊挂式可伸缩放带输送机，有SD-150型和SD-80型，其机身与SPJ-800型绳架吊挂式相似；二是落地架式可仲缩胶带输送机，有SJ-80型和SSP-1000型；三是落地吊挂混合式可伸缩胶带输送机，有SDJ-150型。,（四）可伸缩带式输送机,特点：能够比较灵活而又迅速的伸长和缩短。传动原理和普通胶带机一样，在结构上的比普通胶带机多一个储带仓和一套储带装置，当移动机尾进行伸缩时，储带装置可相应的放出或收缩一定长度的胶带，利用胶带在储带仓内多次折返和收放的原理调节输送机长度。应用：主要用于长壁采煤面的顺槽和巷道掘进时的运输工作。,储带装置,型号,（五）中间多驱动带式输送机,总体布置：在长距离的机身中，间隔一定距离设置一台短的驱动带。每条驱动带有自己的驱动装置和拉紧装置。主带运行：驱动带运行时，依靠它与主输送带之间的摩擦力，带动主输送带运行。还可以在主输送带的两端也设置驱动装置直接带动主输送带。,优点：把牵引力分散到各中间驱动部位，使主输送带所受的张力大为降低；在长运距中，可采用低强度的输送带，使初期投资降低；在运输距离分散加长的场合采用这种输送机，可随运距的加长逐渐增加驱动装置，避免在初期设置大功率的驱动装置。缺点：在多台分散的驱动装置之间，难以保持同步运转。,（六）气垫带式输送机,1.特点 用设有气室的盘槽代替托辊，由盘槽上的气孔喷出的气流在盘槽和输送带之间形成气膜，支承胶带，形成气膜状态下的非接触支承。从而显著地减少了摩损，克服了通用带式输送机的缺点。,2.原理及结构 输送带围绕改向滚筒和驱动滚筒运行。承载带的支撑体是一个封闭的长形箱体，其上部为槽形，承载带由气膜支承在槽里运行；下带仍采用托辊支承。鼓风机产生的压气送入气箱，沿气箱纵向散布，并通过气孔进入槽面，从小孔流出的压气支承输送带。,优点：结构简单，维修费用低。因运动部件大大减少；运行平稳，工作可靠。物料在输送带上完全静止，减少了粉尘，并降低或消除了振动，有利于提高带速，其最高带速已达8m/s。能耗少。经过对样机在不同运量工况下实测，可节电816，若采用水平运输，则可节电2025。启动性能好。输送带和盘槽的摩擦阻力和带速无关，一台长距离静止的输送机只要形成气膜，不需要其他措施便能立即启动；气垫带式输送机采用箱形断面，其支承有良好的刚度和强度，且易于制造。,（七）大倾角胶带输送机,特点：能在超临界角度的情况下运送物料。使物料不下滑也不向外撒料的措施：增加物料对输送带表面的摩擦力；在普通输送带上增设与输送带一起移动的横隔板；增加物料与胶带的正压力。优点：既可减少占地面积又能节省运输费用， 通过缩短运距，既缩短了基本建设周期，又减少了投资。,1深槽形带式输送机,特点：采用深槽双排V形四托辊装置，配普通光面输送带。原理：主要是借助深槽托辊组使输送带形成深槽，使输送带与物料之间产生挤压，导致物料对输送带的摩擦力增大，从而实现大倾角运输。适用：2528的向上或下运输。运距一般在600m1000m。,通用固定式带式输送机,2.花纹带式输送机,特点：胶带承载面具有凸棱（花纹），可阻止物料下滑。花纹形状：波浪形、棱锥形、圆锥形、网状形和人字形等。花纹 高度为540mm。适用：2532的向上运输。用于运送散装物料或成品件。缺点：花纹带清扫困难，其传动功率受花纹与换向滚筒之间的比压许用值的限制，机长不易过长，设备造价大于普通机。国内煤矿少用。,3波状挡边带式输送机,特点：使用波状挡边输送带。倾角90，最大提升高度100m，提升速度2.5 m/s，输送能力1200m3/h。,在普通输送带上增设与输送带一起移动的横隔板,4.压带式输送机,该机型向上运输可达90。在主输送带的承载段上加一个连续循环、同步运行的辅助输送带，在辅助带的工作段背面加压，将主输送带上所装物料压住不让它下滑。在下口将物料装入主输送带后，物料进入倾斜段时，被辅助带压住，随输送带一起运行，到上口卸出。,图12-9压带式带式输送机垂直提升布置形式1-主输送带；2-辅助带；3-气垫；4-气室,5.圆管式带式输送机,特点：用托辊逐渐把胶带逼成管形，其他部分如滚筒、张紧装置、驱动装置和普通胶带输送机的结构相同。原理：从尾部滚筒到皮带卷成管形这段距离称为过渡段，加料口一般设在过渡段之间，在过渡段后胶带变成圆管形。在输送段皮带同物料一起稳定运行。当达到卸料区段后，胶带同物料一起又从圆管形变成槽形，而到头部滚筒胶带变为平形。在空段（或称回程段）也是如此。 有的圆管式运输机上部是圆管形，下部是平形。优点：由于物料成封闭运输，因而减少了环境污染，占地面积也小，并能任意转弯和增大物料运输角度。,缺点：不适于多点装载的场合；输送带在运行中展开、卷起次数多，受到剧烈的弯曲和张缩。适用于粉末状、粉尘状物料的输送。,圆管式胶带输送机,圆管式胶带输送机,一、输送带作用：既是承载件又是牵引件，不仅要有承载能力，还要有足够的 抗拉强度和一定的挠性。,7-2 带式输送机的结构,胶带输送机主要由胶带、托辊与机架、传动装置、拉紧装置、清扫装置、制动装置等组成。,构成：带芯、上下覆盖层、边缘保护层。,带芯：由各种织物（棉织物、化纤织物以及混纺材料等）或钢丝绳构 成。是骨架层，几乎承受输送带工作时的全部负荷。,主要用于通用固定式、绳架吊挂式和可伸缩式胶带输送机。,（一）胶带类型,1. 普通胶带,覆盖胶：保护中间带芯不受机械损伤和腐蚀。上覆盖胶层 较厚（36mm），是承载面，直接承受物料的冲击和磨损。下覆盖胶层 较薄（1.5mm，减小托辊的压陷阻力），与支承托辊接触，主要承受压力。侧边覆盖胶 是当跑偏使侧面和机架相碰时，保护其不受机械损伤。,（1）橡胶带（胶带）,多芯胶带。由多层浸胶帆布作带芯，经压延成型、贴覆盖胶和边胶、硫化结合成整体。,（2）塑料带,整芯胶带。由维尼龙和棉混纺织物编织成整体平带芯，经浸渍糊状聚氯乙烯塑化后，与刻有花纹的软聚氯乙烯覆盖面加热挤压而成。优点：生产工艺简单、原料丰富、成本低、质量好。整编带芯厚度小，不会发生层间开裂，覆盖层损坏易修复。还具有耐油、耐酸、耐腐蚀等。缺点：伸长率较大，不耐低温，易老化，摩擦因数较低。,（3）橡塑带,结构同塑料胶带。上下覆盖面用橡胶经硫化压制而成。除具有塑料胶带的优点外，还具有柔韧性好，不易打滑，爬坡角度大，低温适应性强等特点。,2. 钢丝绳芯胶带,特点：是使用钢丝绳代替帆布层。分为普通型和加强型。普通型由纵向排列的（高强度的钢丝顺绕制成的）钢丝绳作带芯，外包中间胶和覆盖胶制成。加强型又称防撕裂型，在纵向钢丝绳与覆盖胶之间，加了12层由合成纤维线绳或钢丝横向排列组成的横向加强层，增强了防撕裂性。,钢丝绳芯胶带的优点,强度高，伸长小，抗冲击和耐弯曲性能好；带体柔软，成槽性好。故可长距离、大运量、高速度地铺设和运行。,4波状挡边输送带,4波状挡边输送带,3. 波状挡边输送带,在具有横向刚性基带的表面两侧，粘上适当高度的形状为可弯曲、可伸缩的波状挡边，再将具有一定强度和弹性的横隔板通过二次硫化方式粘在挡边与基带之间，使三者成为一个整体柔性带式结构。用于大倾角波状挡边带式输送机。,图12-14 波状挡边胶带结构示意图1-横隔板； 2-波状挡边； 3-基带,普通橡胶带和塑料带为易燃品，在煤矿井下使用很不安全。我国规定禁止在煤矿井下使用非阻燃输送带，并已制定出矿用阻燃输送带标准，于1987年6月起实施。,所谓阻燃带是指在生产胶带过程中加入一定量的阻燃剂和抗静电剂等材料，经塑化和硫化而成。,胶带阻燃要求,（二）胶带的连接,胶带出厂标准长度为100m，使用时要按需进行连接。接法有：,接头处的强度被削弱，只达到原强度的 3540，且使用寿命短。在便拆装式的带式输送机上采用的连接方式。,原理：先将胶带按帆布层切成阶梯型斜角切口，并使接头处很好的搭接，将连接用的胶料置于连接部位，在一定的压力、温度和时间作用下，使缺少弹性和强度的生胶变成具有高弹性、高粘结强度的熟胶，从而使得两条输送带的芯体连在一起。,特点：不可拆卸的连接形式。接头强度高，且接口平整。对滚筒表面不产生损害。接头静强度可达输送带本身强度的8590 。,2.硫化连接法,应用：常用于多层芯输送带和钢绳芯输送带的连接。,特点：也称冷硫化，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。,3冷粘连接法,适用：多层芯输送带。,4塑化连接法,特点：对于整编芯体的输送带，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温度和压力。塑化接头的强度可达到输送带本体强度的7580。,适用：塑料带。,作用：支承滚筒、托辊及承受输送带的张力。,三、托辊与机架,（一）机架,作用：支承胶带，使其悬垂度不超过要求，保证平稳运转。结构：托辊由中心轴、轴承、管体及密封圈等组成。,（二）托辊,（1）槽形托辊 装运物料，由三个等长托辊组成，槽角一般为30或更大。上托辊间距一般为1.5m。,分类：按用途不同分为承载托辊、调心托辊和缓冲托辊,图12-20 深槽型托辊结构,用于支承回空段胶带，在装载量不大的输送机上部承载段有时也使用平行托辊，如选煤厂的手选胶带。下托辊间距一般为3m。,（2）平形托辊和V形托辊,图12-21 平行和V形托辊,结构：将槽形或平形托辊安装在可转动的支架上构成。,2.调心托辊,跑偏：胶带运行时，由于张力不平衡，物料偏心堆积，机架变形，托辊损坏等原因，会使其不能正常运行而不跑偏。,作用：调整胶带，使其正常运行而不跑偏。,工作原理：设置：一般重载段每隔10组设一组，回空段每隔610组设一组。,利用锥型托辊的不同线速度的调偏机理，达到防止和纠正运送带跑偏,3. 缓冲托辊作用：安装在输送机装载处，用于降低输送带所受的冲击力，从而保护输送带。结构：与一般托辊相同，只是在管体外部加装橡胶圈。,图12-22 缓冲托辊1-轴；2，13-挡圈；3-橡胶圈；4-轴承座；5-轴承；6-管体；7-密封圈；8，9-外、内密封圈；10，12-垫圈；11-螺母,托辊组的间距应保证胶带的下垂度不超过托辊间距2.5%。上托辊间距：10001500；下托辊间距：20003000（或取上托辊间距的2倍。）,三、驱动装置作用：将电动机的动力传递给输送带，并带动它运行。功率不大的带式输送机一般采用电动机直接启动的方式；长距离、大功率、高带速的带式输送机，采用的驱动装置须满足下列要求：电动机无载启动；输送带的加、减速度特性任意可调；能满足频繁启动的需要；有过载保护；多电动机驱动时，各电机的负荷均衡。,（一）驱动装置的组成电动机、联轴器、减速器和传动滚筒组及控制装置。,1.传动滚筒作用：是传递动力的主要部件，依靠它与输送带之间的摩擦力带动输送带运行。分类：钢制光面滚筒、包胶滚筒、陶瓷滚筒。钢制光面滚筒 制造简单，缺点是表面摩擦因数小，一般用在短距离输送机中。包胶滚筒和陶瓷滚筒的主要优点是表面摩擦因数大，适用于长距离大型带式输送机中。用于井下时，胶面应采用阻燃材料。,电动滚筒电动滚筒将电机和减速齿轮全安装在滚筒内，其中内齿轮装在滚筒端盖上，电动机经两级减速齿轮带动滚筒旋转。,2.改向滚筒改向滚筒有钢制光面滚筒和光面包(铸)胶滚筒。包(铸)胶的目的是为了减少物料在其表面粘结，以防输送带的跑偏与磨损。,（二）驱动装置的布置,每个驱动滚筒也可配置两个驱动单元,对降低驱动单元的体积有利，但存在功率不平衡问题,目前常用的可控驱动装置有4种1.直流拖动调速装置、2.交流变频调速装置、3.液力调速装置、4.CST可控驱动装置。,五、拉紧装置作用：一是保证胶带有足够的张力，使驱动滚筒与胶带间产生足够的摩擦力； 二是限制胶带在两托辊间的垂度，使输送机能正常运行。拉紧装置应布置在胶带张力最小处或靠近驱动滚筒的松边处。以使拉紧力和拉紧行程最，张紧响应速度最快。,1. 螺旋拉紧装置行程小，适用于机长小于80m的短距离输送机。,（一） 固定式拉紧装置,2.重力式拉紧装置利用重锤自动拉紧。这两种拉紧装置拉力恒定，适用于固定式长距离输送机。占用空间大。重载车式适于倾角大于12的上运输送机。,3. 固定绞车拉紧装置使用的是电动绞车和普通测力机构。 体积小，拉力大，应用广泛。,以上几种固定式拉紧装置的拉紧力大小，是按整机重载启动时，满足输送带与驱动滚筒不打滑所需张紧力确定的，而输送机在稳定运行时所需张紧力较启动时小，由于拉紧力恒定不可调，所以输送带在稳定运行工况下，仍处于过张紧状态，从而影响其寿命、增加能耗。,（二）自动式拉紧装置,1.自动液压绞车拉紧装置,特点是在工作过程中拉紧力大小可调，即输送机在不同的工况下(启动、稳定运行、制动)工作时，拉紧装置能够提供合理的所需拉紧力。它适应于大型带式输送机。,液压绞车、拉紧力传感器及电气控制装置(采用PLC控制)相互配合，来调整启动、运行、制动及打滑时所需的牵引力。主要优点是动态响应快，拉紧行程大，是一种具有发展前途的拉紧装置。,2.自动液压拉紧装置,3自动电动绞车拉紧装置,组成布置与自动液压绞车拉紧装置基本相同，但使用的是电动绞车。工作时，通过测力机构的电阻应变式张力传感器模拟反应并转换为电信号，与电控系统给定值比较，控制绞车的正转、反转和停止，实现自动调整拉紧力。它缺点是动态响应差。,六、制动装置作用：（1）正常停机，即输送机在空载或满载情况下停车时能可靠的制动住输送机；（2）紧急停机，当工作不正常或发生紧急事故时，实现紧急制动。制动装置包括逆止器和制动器。逆止器用于倾角大于4向上运输的满载输送机，在突然断电或发生事故时停车制动，防止倒转。制动器用于各种情况的制动。,（一）逆止器1. 塞带式原理：靠制动带与输送带之间的摩擦力制止输送带倒行。制动力的大小：决定于制动带塞入输送带与滚筒之间的包角及输送带的张力。优点：结构简单，容易制造。缺点：必须倒转一段距离才能制动，而输送带倒行将使装载点堆积洒料。适用：倾角和功率不大的输送机。,2. 滚柱式原理：停车后，输送带倒转时，星轮反向转动，滚柱挤入切口的窄侧，滚柱愈挤愈紧，将星轮楔住。滚筒被制动后不能旋转。,优点：空行程小，动作可靠。,注意：多驱动的带式输送机采用几个逆止器时，若不能保证各逆止器均匀分担逆止力矩，每个逆止器都必须按能单独承担输送机的全部逆止力矩选定。,（二） 制动器分：闸瓦制动器和盘式制动器。1. 闸瓦制动器,采用电动液压推杆制动器，装在减速器输入轴的制动轮联轴上。通电后，由电液驱动器推动松闸。失电时弹簧抱闸。制动力是由弹簧和杠杆加在闸瓦上的。,2. 盘形制动器,用于大型带式输送机，安装在电动机与减速器之间，水平、向上、向下运输时均可采用。,七、清扫装置,作用是清扫输送带表面的黏着物，如煤粉等，防止粘结在滚筒表面，引起输送带磨损、跑偏、电动机功率不平衡等。,八、保护装置与监控技术,打滑防护系统的工作原理：采用传感器分别测量带速和驱动滚筒速度，然后进行比较，正常运行时两者无差值，因而无输出。如发生打滑，则有差值输出，经延时后进行保护。,（一）打滑保护装置,输送带打滑驱动滚筒转动而输送带不动或不同步运行。,危害：轻则将输送带磨损、高温烧断造成停车； 重则烧毁输送带，引起矿井重大火灾事故。,（二）超速保护装置,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。保护原理类似于打滑保护 。,防跑偏装置的工作原理：成对安装在输送机托辊两侧支架上(每50m安装一对)，它有两级工作行程。当输送带跑偏至一定程度时，输送带迫使立辊旋转20并发生报警信号，若输送带继续跑偏，迫使立辊旋转至35时则整机自动停车。,（三）跑偏保护装置,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。,危害：输送带边缘与机架相互摩擦，使输送带边胶损坏，同时还会增加运行阻力导致输送带打滑。跑偏严重时会撒煤，甚至输送带脱离了机架或滚筒。,（四）纵向撕裂保护装置,在输送机运行中，当有铁棒、尖角矿石等异物落到输送带上卡住时，会造成输送带纵向撕裂，其撕裂部分主要在装载点，因而该装置安装在装载处的上输送带下方。常用的有超声波检测器、测振式检测装置等十余种输送带纵向撕裂保护装置。,此外还有：烟雾保护、堆煤保护、超温自动洒水装置和自动洒水降尘装置等保护装置。,胶带与主动滚筒之间产生的摩擦力就是使胶带运行的牵引力。,7-3 胶带输送机的传动理论,据挠性体摩擦传动原理知：在驱动滚筒相遇点胶带张力Sy大于分离点的张力Sl，且Sy随着负载的增大而增大，是胶带运行的动力。但Sy的增大是有一定限度的，超之，就打滑。要保证正常运行必须使相遇点张力Sy与分离点的张力Sl 保持一定的关系。,一、带式输送机的摩擦传动原理,在极限平衡状态下，胶带的围包角由0增大到时，则张力dS将由SL增大到Symax,同理，对于围包弧上任一点A的的张力S 可表示为：,Sy随着负载的增大而增大，当Sy增大到Symax时，胶带将在滚筒上打滑而不能工作。故不打滑的条件是：,挠性体摩擦传动的欧拉公式,结论1） 的极限情况下，张力曲线按bca（指数规律）变化。2） 的情况下，张力曲线按bca变化，滑动弧随着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，当Sy增加到极限值时，整个围包角都变成滑动角，如果负载继续增加，将产生打滑。,图12-41 胶带在驱动滚筒上的张力变化曲线,二、牵引力及提高牵引力的途径和方法,在极限状态下，平衡力矩方程为,式中 Womax驱动滚筒所能传递的最大牵引力，N。,输送机实际传递的最大摩擦牵引力Womax为,式中 C0摩擦力备用系数，对于井下设备一般取C0 =1.151.20。,由 式知，提高传动装置牵引力有如下方法：增大Sl。由拉紧装置来实现，同时也会使Sy大大提高， 往往胶带强度不允许，故只能在小范围内进行。增大围包角。可采用双滚筒或多滚筒传动。单滚筒传 动时，可采用导向滚筒的方法。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。,