矿井运输与提升带式输送机.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,矿井运输与提升带式输送机,*,PPT,文档演模板,Office,PPT,矿井运输与提升带式输送机,2025/10/31 周五,矿井运输与提升带式输送机,矿井运输与提升带式输送机,矿井运输与提升带式输送机,矿井运输与提升带式输送机,概述,带式输送机的结构组成,带式输送机的传动理论,带式输送机的设计与计算,带式输送机在露天矿山的应用,本章学习内容,2025/10/31 周五,5,矿井运输与提升带式输送机,6.1 概述,带式输送机的组成部分,带式输送机的特点,带式输送机的类型,带式输送机的应用与发展,6.2 带式输送机的结构组成,输送带,托辊和滚筒,驱动、拉紧、制动、辅助装置,本次课主要内容,2025/10/31 周五,6,矿井运输与提升带式输送机,带式输送机是由承载的输送带兼作牵引机构的连续运输设备，可输送矿石、煤炭等散装物料和包装好的成件物品。,由于它具有运输能力大、运输阻力小、耗电量低、运行平稳、安全可靠、在运输途中对物料的损伤小等优点，被广泛应用于国民经济的各个部门。在矿井巷道内采用带式输送机运送矿石等物料，对建设现代化矿井有重要作用。,6.1 概述,2025/10/31 周五,7,矿井运输与提升带式输送机,带式输送机的组成部分,带式输送机是以输送带兼做牵引机构和承载机构的一种连续动作式运输设备，它在矿山地面及地下运输中得到了极其广泛的应用。常规的矿用胶带机主要由：胶带、托辊、和拉紧、驱动等装置组成。,6.1.1 带式输送机的组成部分,2025/10/31 周五,8,矿井运输与提升带式输送机,带式输送机的特点,与其它运输设备相比较，有明显的优点：,输送能力大,国内8400t/h，国外37500t/h,输送距离长,国内单机长度15.84Km，国外最长220km,地形适应能力强,结构简单、安全可靠,运营成本低廉,自动化程度高,具有受天气影响程度低、寿命长等特点,6.1.2 带式输送机的特点,2025/10/31 周五,9,矿井运输与提升带式输送机,随着工业技术的发展，根据使用条件和生产环境设计出了多种多样的机型。目前，带式输送机已发展成为一个庞大的家族，按输送结构可分为普通型和特殊型两大类。,普通型,：,常规的开式槽型和直线布置的带式输送机。,特殊型,：,钢丝绳牵引带式输送机、中间多驱动带式输送机、管形带式输送机、大倾角带式输送机、气垫带式输送机。,6.1.3 带式输送机的类型,2025/10/31 周五,10,矿井运输与提升带式输送机,钢丝绳牵引带式输送机是一种强力带式输送机，在我国煤矿,斜井,中曾广泛应用。,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。,钢丝绳牵引带式输送机示意图如图3-33所示。,一、钢丝绳牵引带式输送机,矿井运输与提升带式输送机,图3-33 钢丝绳牵引带式输进机,1钢丝绳驱动装置；2摩擦绳轮；3导向绳轮；4牵引钢丝绳；5转向绳轮组；6分绳轮,7卸载斗；8卸载滚筒；9中间托绳轮；10装载装置；11机械保护装置；,12输送带张紧车；13输送带张紧滚筒；14钢丝蝇张紧蝇轮；15钢丝绳张紧车；,16拉紧用绞车；17辅送带和钢丝绳张紧重锤；18输送带,矿井运输与提升带式输送机,优点是：,输送距离长，输送能力大。由于胶带只作承载机构，不作牵引机构，胶带所受张力较小，因此输送距离长。国内输送机输送距离已达2.6km，输送能力已达1000 t/h；,功率消耗少。因牵引钢丝绳支承在托绳轮上，故其运行阻力较小，所以降低了电动机功率消耗；,运行平衡。因胶带本身有横向钢条，故刚性好，在胶带下面又有钢丝绳支承，胶带运行平衡物料撒落情况减小.,由于单机长度大，转载次数少，操作简单，敢便于实现自动化。,钢丝绳牵引带式输送机与普通带式输送机相比较,矿井运输与提升带式输送机,主要缺点是：,设备费用和基建投资高。因为传动装置复杂，且体积大，在井下需占很大的硐室；,胶带工艺复杂，制造成本高，而且有些矿井胶带使用寿命较短；,钢丝绳和托绳轮的寿命短，因而换绳工作量和托绳轮维修工作量很大。,钢丝绳牵引带式输送机与普通带式输送机相比较,矿井运输与提升带式输送机,中间多驱动带式输送机是,长距离带式输送机的一种形式,，它是在长距离的机身中，间隔一定距离设置一台短的驱动带，如下图所示。,每条驱动带有自己的驱动装置和拉紧装置,。,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。,二、中间多驱动带式输送机,矿井运输与提升带式输送机,中间驱动带式输送机,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。,二、中间多驱动带式输送机,矿井运输与提升带式输送机,圆管式胶带输送机是用托辊逐渐把腔带逼成管形，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。其结构原理如下图所示。,三、圆管式胶带输送机,矿井运输与提升带式输送机,圆管式胶带输送机原理图,1尾部滚筒；2加料口；3有载分支；4六边形托辊；,5卸料区段；6驱动滚筒；7结构架；8托辊；9物料；,10无载分支；L1,L3过渡段；L2输送段,矿井运输与提升带式输送机,优点,：,由于圆管式胶带输送机物料形成封闭运输，因而减少了环境污染，占地面积小，并能任意转弯和增大物料运输角度。,因此，它有着突出的优点，我国已生产这种产品，国外目前已有20多个国家使用，是很有发展前途的一种新型运输设备。,三、圆管式胶带输送机,矿井运输与提升带式输送机,四、大倾角带式输送机,大倾角输送机,能在超临界角度的情况下运送物料。,通常用下面几种措施使物料不下滑也不向外撒料：,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。,矿井运输与提升带式输送机,大倾角带式输送机优点：,既可减少占地面积又能节省运输费用，实践证明，用大倾角机可缩短运距1/21/3，如图所示，既缩短了基本建设周期，又减少了投资。,倾角不同的两种运输机械所占面积比较,1-普通带式输送机；2-大倾角带式输送机,矿井运输与提升带式输送机,气垫带式输送机是20世纪70年代首先在荷兰研制成功的一种新型连续输送设备。,目前，美国、英国、日本、俄罗斯等国都在研制生产这种输送设备，并广泛应用于煤炭、化工、粮食等部门输送各种散状物料。,理论和实践证明：气垫带式输送机有效地克服了上述通用带式输送机的缺点,具有较好的特性。,五、气垫带式输送机,矿井运输与提升带式输送机,(一)气垫带式输送机的原理及结构,气垫管式输送机的结构原理如图所示。,气垫带式输送机原理图,1驱动滚筒；2过渡托辊；3物料；4气膜；5输送带；6气箱；7改向滚筒；8气孔；,9下托辊；10鼓风机,矿井运输与提升带式输送机,结构简单，运动部件特别少它具有性能可靠和维修费用较低等优点；,物料在输送带上完全静止，减少了粉尘，并降低或几乎消除了运行过程中的振动，有利于提高输送机的运行速度，其最高带速已达8m/s；,在气垫带式输送机上，负载的输送带和盘槽的摩擦阻力实际上和带速无关，一台长距离的静止的负载气垫带式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。,(二)气垫带式输送机的特点,矿井运输与提升带式输送机,由于气垫输送机没有承载托辊及阻力，因此,功率消耗比通用带输送机低,，也,不需要更换和修理托辊的费用,。,不发生盘槽与输进带接触而损坏胶带的现象。鼓分机的维修费仅为槽形托辊修费的一小部分。,气垫输送带的磨损和撕裂现象比槽形托辊输送带少得多，原因是气垫输送带在通过盘槽时不出现挠曲和摩擦。,它是一种新兴的正在发展中的设备，其优良性能受到人们的高度重视，在不久的将来，定能得到迅速的发展。,(三)气垫带式输送机经营费用和制造成本的分析,矿井运输与提升带式输送机,6.1.4 带式输送机的应用与发展,带式输送机的应用范围十分广泛，在现代大型露天矿山运输中发挥着不可替代的作用。目前，带式输送机的主要发展方向是向大型化和新型结构的特种带式输送机。,目前，国内对于大型、长距离、高带速、大功率、大输送量等输送机参数定义为：,大型带式输送机：驱动功率不小于1000KW，机长不小于1500；,小型带式输送机：驱动功率75KW以内，长80m以内；,大输送量：不小于3000t/h；,高带速：不小于4m/s。,2025/10/31 周五,26,矿井运输与提升带式输送机,目前世界上单机最长的带式输送机，长30.4Km，用在澳大利亚铝钒土矿。,总长最长的是由17条带式输送机组成，全长220.6Km在荷兰鹿特丹矿山上。,运量最大的是在德国一露天矿使用的带式输送机，Q=37500t/h，V=7.4m/s，V,max,=9m/s。,国外应用情况,2025/10/31 周五,27,矿井运输与提升带式输送机,宝钢三号高炉上料带式输送机带宽2200mm,机长347m,倾角11.5度，上料能力5500t/h，装机功率4355kw，上述技术叁数均为同类产品全国之最。,山西晋城矿务局带宽1400mm，带速4m/s，单机长度7.6km 的长距离带式输送机，是目前国内单机最长的带式输送机。,元宝山露天煤矿运量7800t/h 带速5.85m/s 装机总功率6560kw的带式输送机，运量、带速等技术叁数均为全国之最。,为山西阳泉矿务局三矿主井提供的机长3631m，带宽1400mm,装机功率31000kw的带式输送机，是目前国内单机驱动功率最大的带式输送机。,国内应用情况,矿井运输与提升带式输送机,6.2 带式输送机的结构组成,输送带,托辊和滚筒,驱动、拉紧、制动、辅助装置,6.3 带式输送机的传动原理,摩擦传动原理,传动滚筒的牵引力,双滚筒驱动,本次课主要内容,2025/10/31 周五,29,矿井运输与提升带式输送机,概述,带式输送机的结构组成,带式输送机的传动理论,带式输送机的设计与计算,带式输送机在露天矿山的应用,本章学习内容,2025/10/31 周五,30,矿井运输与提升带式输送机,6.2 带式输送机的结构原理,带式输送机有多种类型，以适应在不同条件下使用的需要，但其基本组成部分相同，只是具体结构有所区别。,其中用得最多的是,通用型带式输送机,，国内目前采用的是DT型固定式带式输送机系列，该系列带式输送机由许多标准部件组成，各部件的规格也都成系列，按不同的使用条件和工况进行选型设计，组合成整台带式输送机。,矿井运输与提升带式输送机,6.2.1 带式输送机的基本组成,带式输送机的基本组成部分是：,输送带,、,托辊、驱动装置,(包括传动滚筒)、,机架,、,拉紧装置,和,清扫装置,。,输送带绕经传动滚筒和改向滚筒、拉紧滚筒接成环形，拉紧装置给输送带以正常运行所需的张力。工作时，驱动装置驱动传动滚筒，通过传动滚筒与输送带之间的摩擦力带动输送带连续运行，装到输送带上的物料随它一起运行到端部卸出，利用专门的卸载装置也可在中间部位卸载。,图31所示是带式输送机的结构简图。,矿井运输与提升带式输送机,图3-l 带式输送机的结构简图,1拉紧装置；2装载装置；3 改向滚筒；4上托辊；,5输送带；6下托辊；7机架；8清扫装置；9驱动装置,矿井运输与提升带式输送机,6.2.2 输送带,输送带在带式输送机中既是,牵引机构,又是,承载机构,。它不仅应有足够的强度，还要有相应的承载能力。为此，输送带是由,承受拉力并具有一定宽度的柔性带芯,、,上下覆盖层,及,边线保护层,构成。我国目前生产的输进带有以下几种：,橡胶输送带,塑料输送带,钢丝绳芯胶带,矿井运输与提升带式输送机,(一)橡胶输送带,橡胶输送带简称胶带，它是由若干层帆布组成带芯，层与层之间用橡胶粘在一起，并在外面覆以橡胶保护层，上面覆的橡胶称为,上保护层,，也是承载面，上保护层的橡胶厚度为6mm；下面覆的橡胶称为,下保护层,，下保护层的橡胶厚度为1.5mm。,矿井运输与提升带式输送机,(二)塑料输送带,塑料输送带使用维尼龙和棉混纺织物编织成整体平带芯，外面覆以聚氯乙烯塑料，整芯塑料输送带生产工艺简单、生产率高、成本低、质量好。,优点,：,耐油、耐酸、耐腐蚀等，因此大多用于温度变化不大的场所，如化工及煤矿井下等工业部门。,矿井运输与提升带式输送机,(三)钢丝绳芯胶带,钢丝绳芯胶带是一种高强度的输送带。其主要特点是使用钢丝绳代替帆布层。钢丝绳芯胶带可分为无布层和有布层两种类型。我国目前生产的均为无布层的钢丝绳芯胶带。,矿井运输与提升带式输送机,(三)钢丝绳芯胶带,与普通胶带输送机相比，钢丝绳芯胶带输送机有,以下优点：,单机运输距离长,运输能力大,经济效益好,结构简单,使用寿命长,运行速度大,以下缺点：,胶带横向强度低,较易断丝,胶带的接头比较困难和复杂,矿井运输与提升带式输送机,输送带限于运输的条件，出厂时一般制成,100m,的带段，使用时，需要将若干条带段连接在一起。,输送带的连接方式有,机械法,、,硫化法,和,冷粘法,三种。,机械法,连接接头有,铰接合页,、,铆钉夹板,和,钩状卡,三种，如下图所示。,用机械法连接时输送带接头处的强度被削弱的情况很严重，一般只能相当于原来强度的3540%，且用寿命短。但在便拆装式的带式输送机上还只能采用这种连接方式。,(四)输送带的连接,矿井运输与提升带式输送机,机械方法连接接头,(a)铰接合页接头；(b)铆钉夹板接头；(c)钩状卡接头,(四)输送带的连接,矿井运输与提升带式输送机,硫化法,是利用橡胶与芯体的粘结力，把两个端头的带芯粘连在一起。,多层帆布带硫化胶合接头,V,(四)输送带的连接,矿井运输与提升带式输送机,钢丝绳的二级错位搭接,(四)输送带的连接,矿井运输与提升带式输送机,6.2.3 托辊,托辊是承托输送带使它的垂度不超过限定值以减少运行阻力，保证带式输送机平稳运行的部件。,托辊沿带式输送机全长分布，数量很多，其总重约占整机的3040，价值约占整机的20，所以，托辊质量的好坏直接影响输送机的运行，而且托辊的维修费用已成为带式输送机运营费用的重要组成部分，这就要求托辊运行阻力小，运转可靠，使用寿命长等。,矿井运输与提升带式输送机,托辊按,用途不同,分为,承载托辊,、,调心托辊,和,缓冲托辊,三种。,6.2.3 托辊,矿井运输与提升带式输送机,(一)承载托辊,承载装运物料,和,支承返回的输送带,用，有,槽形托辊,和,平行托辊,两种。,矿井运输与提升带式输送机,矿井运输与提升带式输送机,(二)调心托辊,是,将槽形或平形托辊安装在可转动的支架上构成,，如图所示。当输送带在运行中偏向一侧时(称为,跑偏,)，调心托辊能使输送带返回中间位置。,矿井运输与提升带式输送机,(三)缓冲托辊,安装在输送机受料处的特殊承载托辊用于,降低输送带所受的冲击力，,从而保护输送带。,它在结构上有多种形式，例如,橡胶圈式、弹簧板支承式、弹簧支承式或复合式,，下图所示为其中两种形式。,(a)橡胶圈式；(b)弹簧支承式,矿井运输与提升带式输送机,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；而对于长距离、大功率、高带速的带式输送机。,采用的驱动装置,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。,带式输送机采用,可控方式,使输送带启动，这样可,减少输送带及各部件所受的动负荷及启动电流,。,6.2.4 驱动装置,矿井运输与提升带式输送机,(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,等。,电动机,常用的电动机有鼠笼式、绕线异步式电动机。,在有防爆要求的场合，应选用矿用隔爆型。,联轴器,驱动装置的联轴器分为高速联轴器和低速联轴器，分别安装在电动机与减速器之间和减速器与传动滚筒之间。,矿井运输与提升带式输送机,环形锁紧器的安装位置图,1滚筒；2Hsl60 P环形锁紧器；3滚筒轴；,4轴承座；5 HS 120 P环形锁紧器；6减速器低速空心轴,(一)驱动装置的组成,矿井运输与提升带式输送机,减速器,带式输送机用的减速器，有圆柱齿轮减速器和圆锥圆柱齿轮减速器。,传动滚筒,依靠它与输送带之间的摩擦力带动输送带运行的部件。分类：钢制光面滚筒、包胶滚筒和陶瓷滚筒。,(一)驱动装置的组成,矿井运输与提升带式输送机,矿井运输与提升带式输送机,传动滚筒直径的大小,影响输送带绕经滚筒时的附加弯曲应力及输送带在滚筒上的比压,。,为使弯曲应力不过大，对于帆布层芯体的输送带，传动滚筒的直径D与帆布层数z之比值可做如下确定：,当采用硫化接头时，Dz125；,当采用机械接头时，Dz100；,移动式和井下便拆装式输送机：D/z80；,钢丝绳芯输送带：D/d150，其中d为钢丝绳的直径。,(二)传动滚筒直径的选择,矿井运输与提升带式输送机,分类：,驱动装置的布置按,电动机数目,分为：,单电机驱动、多电机驱动,。,按,传动滚筒的数目,分为：,单滚筒驱动,、,多滚筒驱动,。,下图所示是DX型钢丝绳芯带式输送机的典型布置方式。,(三)驱动装置的布置,矿井运输与提升带式输送机,矿井运输与提升带式输送机,机架是,用于支承滚筒及承受输送带张力,的装置，它包括,机头架,、,机尾架,和,中间架,等，各种类型的机架结构不同。,井下用便拆装式带式输送机中，机头架、机尾做成结构紧凑便于移置的构件。中间架则是便于拆装的结构，有钢丝绳机架、无螺栓连接的型钢机架两种。钢丝绳机架如下图所示。,6.2.5 机架,矿井运输与提升带式输送机,绳架吊挂式支架,1紧绳装置；2钢丝绳；3下托辊；,4绞接式上托辊；5分绳架；6 中间吊架,6.2.5 机架,矿井运输与提升带式输送机,作用：,使输送带具有足够的张力，保证输送带和传动滚筒之间产生力使输送带不打滑，并限制输送带在各托辊间的垂度，使输送带正常运行。,6.2.6 拉紧装置,常见的几种拉紧装置,(a)螺旋拉紧装置；(b)垂直拉紧装置；,(c)重锤式拉紧装置；(d)钢丝绳绞车拉紧装置；,矿井运输与提升带式输送机,图3-19 YZL型液压绞车自动拉紧装置,6.2.6 拉紧装置,矿井运输与提升带式输送机,带式输送机用的制动装置有逆止器和制动器。,逆止器是供向上运输的输送机停车后限制输送带倒退用。,制动器是供向下运输的输送机停车用，水平运输若需要准确停车或紧急制动，也应装设制动器。,6.2.4 制动装置,矿井运输与提升带式输送机,工作原理,：如图a所示。,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。,适用条件,：,由于塞带制动器的制动力有限，故只适用于倾角和功率不大的输送机。,一、逆止器,逆止器有多种，,最简单的是塞带逆止器,。,矿井运输与提升带式输送机,滚柱逆止器,工作原理：,如图(b)所示。,优点：,空行程小，动作可靠。这种逆止器的最大逆止力矩已不能满足大型带式输送机的需要。,新式的异形块逆止器承载能力高，结构紧凑，其止最大逆止力矩能达700000 N.M。,一、逆止器,矿井运输与提升带式输送机,制动器：闸瓦制动器、盘式制动器。,工作原理：,闸瓦制动器通常采用电动液压推杆制动器，如图所示。,特点：,结构紧凑，但制动副的散热性能不好，不能单独用于下运带式输送机。,二、制动器,矿井运输与提升带式输送机,电动液压推杆制动器,1制动轮；2制动臂；3制动瓦衬垫；4制动瓦块；5底座；,6调整螺钉；7电液驱动器；8制动弹簧；9制动杠杆；10推杆,矿井运输与提升带式输送机,安装在电动机与减速器之间的一套制动装置，称为,盘式制动器,。图(a)所示是总体布置，图(b)所示是盘式制动器。,二、制动器,盘式制动器,1减速器；2制动盘轴承座；3制动缸；,4制动盘；5制动缸支座；6电动机,矿井运输与提升带式输送机,清扫装置是,为卸载后的输送带清扫表面粘着物,之用,。,最简单的清扫装置是,刮板式清扫器,，是用重锤或弹簧使刮板紧压在输送带上。此外，还有旋转刷、指状弹性刮刀、水力冲刷、振动清扫等。采用哪种装置，视所运物料的粘性而定。,输送带的清扫效果，对延长输送带的使用寿命和双滚筒驱动的稳定运行有很大影响，在设计和使用中都必须给予充分的注意。,6.2.8 清扫装置,矿井运输与提升带式输送机,矿井运输与提升带式输送机,装载装置由,漏斗,和,挡板,组成。,对装载装置的,要求,：,当物料装在输送带的正中位置时，应使物料落下时能有一个与输送方向相同的初速度；,当运送物料中有大块时，应使碎料先落在输送带垫底，大块物料后落入输送带以减轻对输送带的损伤。,6.2.9 装载装置,矿井运输与提升带式输送机,概述,带式输送机的结构组成,带式输送机的传动理论,带式输送机的设计与计算,带式输送机在露天矿山的应用,本章学习内容,2025/10/31 周五,70,矿井运输与提升带式输送机,6.3.1 胶带的摩擦传动原理,带式输送机所需要的,牵引力,是,通过传动滚筒与胶带之间的摩擦力来传递的,。图所示为带式输送机传动原理。,原理：,当电动机经减速器带动传动滚筒转动时，传动滚筒靠摩擦力带动胶带沿圈中所示箭头方向运动，使得胶带与传动滚筒相遇点的张力F,y,大于分离点的张力F,L,。F,y,与F,L,之差值为传动滚筒所传递的牵引力。,6.3 带式输送机的传动原理,矿井运输与提升带式输送机,带式输送机传动原理图,矿井运输与提升带式输送机,取AB这段长度的胶带为隔离体，如图3-24(c)所示。当传动滚筒顺时针转动时，作用在单元体上的力有：A点的张力F；B点的张力F+dF，与F成d角；传动滚筒对胶带的法向反力dN及摩擦力dN。为滚筒与胶带之问的摩擦系数。当忽略胶带自重、离心力和弯曲力矩时，该单元体受力平衡方程为：,6.3.1 胶带的摩擦传动原理,矿井运输与提升带式输送机,因此，上述方程组可简化为：,(略去二次微量 项)，解上述方程组，得：,（63）,6.3.1 胶带的摩擦传动原理,矿井运输与提升带式输送机,式(6-3)为一阶常微分方程。解之可得出张力随围包角变化而变化的函数,F=f(）,在极限平衡状态下，当围包角由0增加到时，张力由F,l,增加到F,ymax,。利用这两个边界条件，对微分方程式(6-3)两边定积分得：,解上式，得：,同理，对于围包弧上任意一点A的张力F可以表示为：,（6-5）,（6-4）,6.3.1 胶带的摩擦传动原理,矿井运输与提升带式输送机,相遇点张力F,y,随负载的增加而加大，当负载增加过多时，就会出现相遇点张力F,y,与分离点张力F,l,之差大于传动滚筒与胶带间的极限摩擦力，胶带将在滚筒上打滑而不能工作。若使胶带不在滚筒上打滑，必须满足如下条件：,F,l,F,y,F,ymax,(6-6),6.3.1 胶带的摩擦传动原理,矿井运输与提升带式输送机,传动滚筒上胶带张力变化曲线,右图所示是按式(6-4)、(6-6)绘制的胶带张力变化规律曲线。,从图中可以看出，胶带张力在BC弧内按,欧拉公式,(6-4)所反映的规律变化，在c点胶带的张力达到,F,y,，在CA弧内胶带的张力保持不变。,6.3.1 胶带的摩擦传动原理,矿井运输与提升带式输送机,胶带是弹性体，在张力作用下要产生弹性伸长，而且受力越大变形越大。而胶带张力由相遇点到分离点是逐渐变小的，也就是说在相遇点被拉长的胶带，在向分离点运动时，就会随着张力的减小而逐渐收缩。,在这个过程中，,胶带与滚筒之间便产生相对滑动,，称其为,弹性滑动,(或叫,弹性蠕动,),，显然，弹性滑动,只发生在传动滚筒上有张力差的一段胶带内,。这个张力差就是滚筒传递给胶带的牵引力。也就是说在传递牵引力的围包弧内必然有弹性滑动现象。这段由弹性滑动产生的弧叫滑动弧，,滑动弧所对应的中心角叫利用角，张力没有变化的包角,叫静止角。,滑动弧随着相遇点张力的增大而增加,。,6.3.1 胶带的摩擦传动原理,矿井运输与提升带式输送机,由式(6-4)可知，带式输送机单滚筒传动装置可能传递的最大牵引力为：,(6-7),在实际使用中，考虑到摩擦系数和运行阻力的变化，以及启动加速时的动负荷影响，应使摩擦牵引力有一定的富裕量作为备用。因此，设计采用的摩擦牵引力 F,u,应为：,6.3.2 传动装置的牵引力,n为摩擦力备用系数(又称起动系数)，可取n1.31.7,。,（6-8）,矿井运输与提升带式输送机,从式(6-7)、(6-8)中可以看出，提高传动装置牵引力有如下方法：,增大 。,增大摩擦系数。,增大围包角a。,6.3.2 传动装置的牵引力,矿井运输与提升带式输送机,采用双滚筒传动形式主要有：头部双滚筒、尾部双滚筒和头、尾单滚筒等。在实际中，头部双滚筒又可分为以下两种情况：,一是两滚筒通过一对齿数相同的传动齿轮联接(即刚性联接)；,6.3.3 双滚筒传动牵引力的分配,矿井运输与提升带式输送机,二是两个滚筒分别传动。,双滚筒分别驱动时，两个驱动滚筒都传递牵引力，当输送带在两个滚筒上传递的牵引力都小于按摩擦条件决定的极限值时，,每个滚筒上都同时存在滑动弧和静止弧,。,6.3.3 双滚筒传动牵引力的分配,矿井运输与提升带式输送机,具有刚性联接的双滚筒传动，两个滚筒的转数相同。,具有刚性联接的双滚筒上胶带张力变化曲线,一、刚行联接的双滚筒传动,若两滚筒的直径也相等，则从图中可以看出，胶带由滚筒的D点到滚筒I的B点的张力是相等的，故B点可以看做是D点的继续。,当滚筒II传递的牵引力达到极限值后，滚筒开始传递牵引力。这时，静止角仅存在于滚筒上,。,矿井运输与提升带式输送机,滚筒可能传递的最大牵引力为：,滚筒可能传递的最大牵引力为：,式中，F为两滚筒间胶带的张力。,传动装置可能传递的总牵引力为：,式中：,一、刚行联接的双滚筒传动,(6-9),矿井运输与提升带式输送机,在这种情况下，两滚筒分别用单独的电动机驱动。设计时在总功率确定后，需要解决如何分配两个滚筒所传递的功率问题。运转中由于两台电机的特性差别、两滚筒直径的差别以及输送带弹性的影响，两台电机的实际输出功率与设计时分配的功率往往不同。,传动功率的分配，有按,最小张力分配,和,按比例分配,两种方式。,二、双滚筒分别传动,矿井运输与提升带式输送机,从式(6-7)可以看出，总的摩擦牵引力,F,umax,一定时，为使,F,L,最小，在摩擦系数不变的条件下，要充分利用围包角 。若两滚筒的围包角分别为 和 ，如图所示。,（一）按最小张力分配,指传递一定的牵引力，输送带的张力最小。,二、双滚筒分别传动,矿井运输与提升带式输送机,则相遇点一侧的滚筒I所能传递的最大牵引力为：,分离点一侧的滚筒所能传递的最大牵引力为,：,(6-13),(6-12),（一）按最小张力分配,矿井运输与提升带式输送机,（6-15),(6-14),当滚筒的围包角充分利用，都是利用,2,角时：,将式(6-14)代入式(6-12)得：,（一）按最小张力分配,矿井运输与提升带式输送机,为充分利用围包角，应按式(615)和式(613)求得的牵引力计算和配备两个滚筒所需要的电动机功率。,按图所示的围包方式，一般情况下 ，代入式(6-15)，(6-13)得：,、,（6-16),（6-17),（一）按最小张力分配,矿井运输与提升带式输送机,由：,（6-18）,得：,（6-19）,式：(6-19)是传递一定的摩擦牵引力,F,u.max,时，按式(6-16)，(6-17)配备两滚筒电机时，输送带分离点应有的张力。,（一）按最小张力分配,矿井运输与提升带式输送机,优点：,传递一定的牵引力时，输送带张力最小，有利于输送带运行。,缺点：,很难选到合适的电动机，且两滚筒所用的电动机功率及减速器不同，设计和使用都不便。,（一）按最小张力分配,矿井运输与提升带式输送机,这是按比例将总功率分到两个滚筒上,通常采用按,1:1,和,2:1,两种分配方式。,（1）按1:1分配,以这种方式分配时，可设,两滚筒功率相同，各为总功率的1/2,。,优点：,电机、减速器及有关设备全一样，运转维护方便，因此采用较多。,缺点：,不能充分利用相遇点一侧的滚筒所能传递的摩擦牵引力，因而需要加大输送带的张力。,（二）按比例分配,矿井运输与提升带式输送机,（2）按2:1分配,这是,将相遇点一侧的滚筒I的功率按两倍于滚筒分配,。,优点：,两滚筒既可使用相同的电机、减速器及有关设备，又可充分发挥滚筒I的摩擦牵引力。传递同样牵引力时，所需输送带的张力比按1:1分配小得多。,缺点：,滚筒I需两套电机和减速器，占地面积大,。,（二）按比例分配,矿井运输与提升带式输送机,概述,带式输送机的结构组成,带式输送机的传动理论,带式输送机的设计与计算,带式输送机在露天矿山的应用,本章学习内容,2025/10/31 周五,94,矿井运输与提升带式输送机,带式输送机的设计计算分,设计计算,和,选型计算型,两种。,前者是按给定的工作条件经计算选用DT型/QD80型的标准零部件组成固定式带式输送机的整机。,后者是按给定的使用条件选用有定型规格的整机产品。,两种情况下的计算方法基本是一致的。,6.4 带式输送机的设计与计算,矿井运输与提升带式输送机,固定式带式输送机一般无定型整机产品，但其各个部件如输送带、滚筒组件、驱动装置、托辊组件、机架、拉紧装置、制动装置、清扫装置、电控及保护装置都有标准系列，可供选用。,设计时，按给定的工作条件经过计算和优化，再选用适当规格的标准部件组成输送机的整机,。,6.4 带式输送机的设计与计算,矿井运输与提升带式输送机,带式输送机的计算内容有：,输送能力,及相关参数、,运行阻力,、,牵引力,及,牵引功率,、,输送带强度验算,、,拉紧力,和,制动力矩,。,下面给出详细的计算步骤和计算方法。,6.4 带式输送机的设计与计算,矿井运输与提升带式输送机,原始数据及工作条件,带式输送机的计算应具有下列原始数据：,带式输送机的使用地点及工作环境；,带式输送机的布置形式及尺寸：运输距离、倾角及向上运输还是向下运输；,所运物料名称和运输量，,所运物料的性质：块度、松散密度、堆积角、温度、湿度、磨琢性、腐蚀性；,装载和卸载情况。,6.4 带式输送机的设计与计算,矿井运输与提升带式输送机,带式输送机的最大输送能力是由输送带上物料的最大截面积、带速和设备倾斜系数决定的，即：,(323),如考虑物料的质量，则上式可写成：,(324),式中：,Q,v,为容积输送能力m,3,/h；Q为输送能力t/h；,A为输送带上物料的最大横断面积m,2,；,v为输送带的运行速度m/s；r为物料的松散密度；,k为输送机的倾斜系数。,6.4.1 输送能力及相关参数,矿井运输与提升带式输送机,对于沿水平运行的输送带可用一辊、二辊和三辊承托，物料在输送带上的最大横断面积如图6-29所示。,(a)具有一个承载托辊,图629 物料的最大堆积面积,(一)计算方法,矿井运输与提升带式输送机,（6-26）,（6-27）,（6-25）,式中：,b,为有效带宽 m，,B,2m，,b,=0.9,B,-0.05;,B,2m，,b,=,B,-0.25；,为动堆积角，一般为安息角的50%75%；,为槽角，对于单辊组成的槽形，,=0；,3为中心托辊长，设计时一般取0.38,b,0.4,b,，对于单辊或二辊组成的槽形，3=0。,计算方法如下：,由上可知，输送带的带宽B和它的运行速度v决定了带式输送机的输送能力。,(一)计算方法,2025/10/31 周五,101,矿井运输与提升带式输送机,最佳带宽与带速的匹配,，应经优化设计确定，特别是对大型带式输送机。一般来说，带宽大，不仅使输送带加重，还会使整机加重、占地加宽、造价升高。因此，适当提高带速可有效解决这一问题。但过分提高带速，也会带来负面效应，如所需电动机功率加大，则运营费用增加。同时，维护工作量和难度也要加大。,对设计人员而言，,应从,技术,和,经济,方面综合考虑，以,吨量运输费用最低,为目标函数，经优化设计最终确定带宽和带速。,(二)参数选择,矿井运输与提升带式输送机,带式输送机的运行阻力由以下几种阻力组成：,主要阻力F,H,、附加阻力F,N,、特种主要阻力F,s1,、特种附加阻力F,s2,、倾斜阻力F,st,。,这五种阻力不是每种带式输送机都有，如特种阻力,F,s1,，F,s2,只出现在某些设备中。,6.4.2 运行阻力,矿井运输与提升带式输送机,主要阻力包括：,托辊旋转阻力,和,输送带的前进阻力,。,托辊旋转阻力,是由托辊轴承和密封间的摩擦产生的,；,输送带的前进阻力,是由于输送带在托辊上反复被压凹陷，以及输送带和物料经过托辊时反复弯曲变形产生的,。,(一)主要阻力,矿井运输与提升带式输送机,计算方法如下：,式中：,f,为模拟摩擦系数，参见表6-23；,(6-28),L,为输送机长度(头、尾滚筒中心距)，m；,g,为重力加速度，,g,=9.81m/s2；,为输送机的工作倾角。当输送机倾角小于18,时，可取cos,1；,q,B,为每米长输送带的质量，kg/m；,q,G,为每米长输送物料的质量，kg/m；,q,RO,为承载分支托辊每米长旋转部分的质量，kg/m；,q,RU,为回程分支托辊每米长旋转部分的质量，kg/m。,(一)主要阻力,矿井运输与提升带式输送机,附加阻力包括：,物料在装卸段被加速的惯性阻力和摩擦阻力,；物料在装载段的导料挡侧壁上的摩擦阻力；除,驱动滚筒以外的滚筒轴承阻力,；输送带在,滚筒上绕行的弯曲阻力,。,附加阻力的计算：,的计算见表6-24。,（6-32）,(二)附加阻力,矿井运输与提升带式输送机,6,矿井运输与提升带式输送机,特种主要阻力包括：,由于槽形托辊的两侧辊向前倾斜引起的摩擦阻力,；在输送带的重段沿线设有导料挡板时，,物料与挡板之间的摩擦阻力,。,特种主要阻力的计算：,（6-34）,(三)特种主要阻力,矿井运输与提升带式输送机,特种附加阻力包括：输送带清扫器的阻力；犁式卸料器的阻力；卸料车的阻力；空段输送带的翻转阻力。,特种附加阻力的计算：,（6-35）,的计算见表6-26,(四)特种附加阻力,矿井运输与提升带式输送机,6,矿井运输与提升带式输送机,倾斜阻力是在倾斜安装的输送机上，物料上运时要克服的重力，或物料下运时的负重力。,倾斜阻力的计算式：,（,6-36,）,(六)牵引力,带式输送机传动滚筒上所需牵引力(圆周力)是所有运行阻力之和，即：,（6-37）,(五)倾斜阻力F,ST,矿井运输与提升带式输送机,(一)胶带张力,由式(6-8)可知，为了满足启动要求(启动时胶带张力较大，另外有时会出现超载和意外载荷，胶带张力也会增大)及摩擦阻力和运行阻力的变化，牵引力应有一定的储备能力，保证滚筒与胶带不打滑。,6.4.3 胶带张力、托辊间垂度计算及胶带强度校核,则相遇点的最大张力为：,（6-38）,矿井运输与提升带式输送机,分点离的最小张力为：,（6-39）,这里的,F,l.min,不一定是运输机最小张力点，而要根据运输机布置情况和倾角大小确定，且要满足垂度要求。如果满足不了垂度要求，则由垂度要求确定F,l.min,，再反求最大张力F,y.max,输送机其他各点的张力利用逐点计算法求出。,(一)胶带张力,矿井运输与提升带式输送机,承载段垂度要求胶带最小张力点的张力为：,(6-40),回程段垂度要求胶带最小张力点的张力为：,(6-41),(二)托辊间垂度的计算,矿井运输与提升带式输送机,式中，为胶带强度；B为带宽；m为安全系数。,计算出胶带最大张力F,MAX,后，应验算胶带的强度。帆布胶带校核帆布层Z的计算如下：,（6-44）,整芯塑料带及钢丝绳芯胶带的强度计算如下：,（6-43）,式中，m为整芯塑料带及钢丝绳芯胶带的安全系数。,(三)胶带张度校核,矿井运输与提升带式输送机,(一)驱动滚筒所需功率,驱动滚筒所需功率可按下式求得：,（6-45）,6.4.4 带式输送机所需的传动功率,矿井运输与提升带式输送机,电动机所需功率可按下式求得,：,（6-46）,如果是反馈运转，则其电动机功率为：,式中：为反馈传动效率，一般取0.951.0。,（6-47）