带式输送机毕业设计论文.doc

摘要本设计是对输送带的改造，主要是通过添加线摩擦驱动装置。本论文中主要介绍：首先，对输送带的组成，工作原理和相关参数进行了简单的介绍；其次是介绍线摩擦驱动原理及相关计算原理；最后部分是改造设计计算和校验。本设计中对比了输送带改造中常用的几种方案，最后确定采用用线摩擦驱动装置。设计中主要涉及：胶带的选型（织物层），胶带的检验，辅机长度计算和位置的确定，及辅机的组成！关键字：输送带，电动机，摩擦。ABSTRACTThe aim of this design is to alter the conveyor belt, mainly through adding the line friction drive equipment. What is mainly introduced in the present paper is as followed: First, to introduce the composition of conveyor belt, the work principle and the correlated parameter. Second, to introduce the principle of line friction drive and the correlated calculation principle. Finally, to transform the design calculation and verify it. In this design several kind of plans are contrasted which are used to transform the conveyor belt, finally the line friction drive equipment is determined to use with. The design mainly involves: the choosing of adhesive tape (fabric level), the examination of adhesive tape, the length calculation of auxiliary engine and position determination, and auxiliary engine composition!Key words: Conveyor belt, electric motor, friction. 目 录1带式输送机设计计算的基本原理1.1概述1.2主要参数的确定1.2.1带速、带宽与输送能力间的关系1.2.2胶带的许用张力1.2.3滚筒参数1.2.3按轴承承载能力计算托辊间距1.3驱动系统1.4张紧装置1.4.1张紧装置的作用1.4.2对张紧装置的要求1.4.3张紧装置的位置1.4.4张紧装置类型1.5制动装置1.5.1设置原则1.5.2位置、数量与作用点2带式输送机的线摩擦驱动2.1概 述2.2牵引型线摩擦传动的机理2.3 直线摩擦驱动设计计算原理2.3.1带有辅机的带式输送机系统的布置原则2.3.2基本符号与计算公式2.4辅机长度、台数与胶带张力3某煤矿-580强力带式输送机改造设3.1已知条件3.2 该煤矿的改造设计3.2.1煤矿提高输送能力后对胶带的校验3.2.2可行方案分析对比3.3采用线摩擦驱动装置的设计计算（选辅机装于段）致 谢 词参 考 文 献：附录英文文献英文文献翻译1带式输送机设计计算的基本原理1.1概述带式输送机的设计有两大类：一是输送机本身的结构设计；一是根据使用现场具体条件进行输送机选择的选用设计。根据设备的不同，选用设计也有良种：一是成套设备的选样；二是系列设备的选择。成套设备的选择是验算设备各部件是否符合使用条件，并通过计算确定某些运转参数。系列设备的选择是根据具体条件选择各个部件组合一台整体设备，并确定某些运转参数。选用设计可分为两步：一是初步设计，用以确定主要参数与总体布置方案；二是施工设计，具体选择部件和提供安装图纸。后者虽工作量较大，但比较简单，不予考虑。不论是结构设计还是选用设计，都需要确定一些带式输送机的基本参数。此类计算属于基本计算，此外也派生出一些其他参数的计算。设计已知资料应为：（1）散料的特性与参数：块度与块度分布、自然堆积角、密度、硬度、温度、湿度；（2）工作环境：地面、井下、严寒、高温、淋水、矿尘、气体、建筑物内外、露天；（3）所需小时输送量；（4）线路原始尺寸与布置上的限制：各段长度、倾角、转角、起始点具体位置与周围环境、前后衔接；（5）装卸点的数量与位置及相应小时的输送量。1.2主要参数的确定带式输送机的基本参数是带宽、带速与胶带强度，其他参数都由此生出来。1.2.1带速、带宽与输送能力间的关系1.2.1.1速度、带宽及二者间的配当速度愈高，散料的线密度可愈小，所需要胶带强度愈低，减速器的传动比减小，整个设备费用降低，所以提高带速是有利的。我国现行速度系列见表1-1。速度的选择应考虑如下一些因素：（1）胶带宽度愈小，高速运行时愈不够稳定，甚至容易产生严重的撒料现象。对于煤矿井下，带宽可参照表1-2选择 表1-1带速系列表（m/s）0.20.631.252.50.3150.801.603.150.4001.002.004.00表1-2胶带与速度配当表带宽B(m)0.81.01.21.4带速V(m/s)（2）固定式带式输送机，安装质量一般均较高，可取高一些速度。半固定式移动式输送机的速度较低。（3）水平或近于水平输送时速度可较高；倾角愈大，物料愈易滚动或滑动，应取较低速度。（4）倾斜安装的带式输送机，相对而言下运带式输送机应有较低速度，因下运时，物料更易在胶带上滚动与滑动。（5）输送能力的吨公里值愈大，所需要胶带强度愈大。为降低胶带强度可取较高的速度。1.2.1.2输送机的输送能力输送能力有两种表示方法，一是每小时输送的吨公里值（），一是每小时输送的物料重量吨数（）。前者才能真正衡量输送设备的能力，但后者便于在计算中和时间中应用，故常用后者，称为小时输送量。诸凡连续输送设备，小时输送量的普遍表达式为： （1-1）式中 物料线密度，/m；带速，m/s；3.6换算常数，3.6为。1.2.2胶带的许用张力织物层芯胶带的拉断强度按每层每米若干牛顿表示，其值见表1-3。织物层芯胶带的许用张力： （N） （1-2）式中 带芯宽度，mm；带芯层数，层；胶带安全系数；织物层胶带拉断强度，；胶带的许用张力，。尼龙芯层胶带的安全系数，一般取为=12。对于棉织物层芯胶带，其值见表1-4。表1-3 织物层芯胶带拉断强度表织物芯种类型号棉织物层芯一般56尼龙织物层芯NN-100NN-200NN-300100200300表1-4 棉织物层芯胶带的安全系数食物层芯数硫化接头8910机械接头101112钢绳芯胶带的拉断强度GX按每毫米宽胶带若干牛顿表示。国产钢丝绳芯胶带的拉断强度与带宽配当。钢丝绳芯胶带的许用张力： （N） （1-3）式中GX钢丝绳芯胶带拉断强度，；B胶带宽度，mm；钢丝绳胶带的安全系数，静安全系数取为，动安全系数取为5.7，当前我国按静力计算。1.2.3滚筒参数滚筒的主要尺寸是直径与宽度；主要静力学参数是容许最大静受力容许最大静扭矩。1.2.3.1滚筒的宽度滚筒的宽度决定于带宽，它们间的关系，规定如表1-5所示。滚筒宽度大于胶带宽度的原因是考虑到胶带在滚筒上可以容许的跑偏。1.2.3.2滚筒的直径国际标准与我国标准规定的滚筒直径系列值如表1-6所示。表1-5 胶带与滚筒宽度配当表带宽滚筒宽二者宽度表带宽滚筒宽二者宽度差0.40.50.650.500.600.750.101.201.401.601.401.601.800.200.801.000.951.150.151.802.002.002.20影响滚筒直径的因素如下：（1） 附加弯曲应力；（2） 胶带许用强度利用率；（3） 胶带承受弯曲载荷的频次（与胶带的导绕方式、绕过滚筒的数目、运距和速度有关）；（4） 胶带表面的面比压；（5） 使用地点与条件（地区、井下、露天、移动、固定）；（6） 覆盖胶或其上的高花纹的变形量。表1-6 标准滚筒直径系列谱 0.100.250.630.1250.3150.801.600.160.401.000.200.501.252.001.2.3按轴承承载能力计算托辊间距在一般设计中，可按托辊组的许用载荷找出应有间距。设：托辊组许用载荷，N；承载托辊组的重量（旋转部分），；承载分支托辊间距，。其余符号同前。则按力的平衡关系，应有： 于是 一般说来，承载分支间距为。倘若为大块物料，可取为表1-7中所列数据的0.8倍。表1-7 托 辊 间 距 表物料散集密度带 宽 0.50.650.81.01.2承 载 托 辊 间 距 1.51.41.41.31.31.21.11.41.31.31.21.21.11.01.31.21.21.11.11.00.9回空分支的回程托辊间距一般均取 。1.3驱动系统根据负荷的大小与胶带强度的强弱，可以采用一个或多个驱动滚筒。但是：1） 尽可能避免那种以胶带的承载面与驱动滚筒相接触来传递牵引力的情况。在这种情况下，由于胶带与滚筒间摩擦系数变化太大，因而传动不稳定，部件也易损坏。但在采用一个驱动单元驱动两个滚筒的组合方式时，这却是唯一可采用的最简便的方式。2） 驱动部位置：除非倾角很小，对于沿倾角输送，不论是爬坡还是下坡输送，均不得将驱动滚筒设于下端，这是因为胶带在下端滚筒的相遇点和分离点的张力均不可能很大。为保证足够的牵引力或制动力，就必须极大的增加胶带的张力。比较理想的方案是将驱动滚筒设于上端。但在现场有比较复杂的情况，对于下山输送（沿倾斜向上输送），驱动装置设于上端没有问题；对于上山输送（沿倾斜向下运输），受料点在上端，但随着采煤进程，受料点逐渐下移，输送机缩短时，其上端要下移，而且驱动部的移动是困难的，因此，在这种情况下可设驱动部回空分支并尽可能接近上部。对于水平输送，运距甚长与输送量过大时，可以考虑采用如下方案，这样可在很大程度上减小胶带张力，但供电、控制比较复杂。3） 坡输送时的运转状态：有四种，一种是电动机发电运转，以产生制动力的状态；一种是电动机作电动机运转，以产生牵引力的状态。倘若符合下式，则为发电制动式中：物料线密度，/m；胶带线密度，/m；承载分支托辊旋转部分线密度，/m；回空分支托辊旋转部分线密度，/m；线路倾角，爬坡输送下坡输送；承载分支运行阻力系数，一般；回空分支运行阻力系数，一般。在本书中角均按照物料走向，认定爬坡为正值，下坡为负值。故爬坡输送物料时，承载分支倾角取为正，下坡输送物料时倾角取为负。1.4张紧装置1.4.1张紧装置的作用（1）保证驱动滚筒分离点的张力；（2）保证承载分支最小张力点的必须张力；（3）补偿塑性变性与过渡工况胶带伸长度的变化；（4）胶带重新接头的必要行程。1.4.2对张紧装置的要求（1）张紧滚筒上胶带的包角应为，以免张力由于其位置的不同而变化；（2）工作可靠；（3）尽可能不出现死区，即拉紧滚筒作相反方向移动时，不致产生张力的突然变化。1.4.3张紧装置的位置（1）原则上应该是：在胶带张力尽可能最小处，以降低张紧装置的强度与规格；电动机作电动机运转时，尽可能在驱动滚筒的分离点；电动机作发电机运转时，进可能设在驱动滚筒的相遇点，以便能够及时起作用；尽可能降低胶带的弯曲次数。（2）实际位置很难满足上述全部要求，一般来说：短距离输送机在尾部；长度在300m以上的水平或近水平（5%坡度以上）输送机，在驱动滚筒的分离点处。（3）大型长距离倾斜输送机，重物拉紧，为减轻拉紧重，尽量设于下部。在采用自动调节拉紧方式时，也可设在回空分支上部驱动装置附近。从传动性能考虑，设于回空分支上部驱动装置附近最为有利。1.4.4张紧装置类型（1）固定位置拉紧，即通过移动拉紧滚筒位置进行拉紧。其特点是拉紧滚筒位置固定，不经人工操作或控制，拉紧滚筒位置不能移动。故由于负荷变化引起的长度变化和由于蠕变现象产生的伸长等原因，张紧力是变化的，所以它的可靠性较差，应经常调节拉紧滚筒位置；但其结构简单、紧凑，可用于小型输送机。一般有螺旋拉紧与锅轮卷筒绳索拉紧两种。（2）重物拉紧。理论上能保持张力恒定，但实际上，对于大多数重物拉紧而言，由于张紧装置本身有摩擦阻力存在，有死区产生，但死区范围不是太大，可以安全起到应有的作用，且工作可靠性最强。（3）自动调节拉紧。这种拉紧方式不但可起到应起的作用，而且还可以根据起动与稳定运行的工况自动调节张力，使得杂器正常运行时处于较低胶带张力状态，对于胶带是很有利的。但是张紧装置的电气控制线路较复杂，故障出现、的可能性稍大，在可靠性方面不及重物拉紧。多用于大型输送机。1.5制动装置1.5.1设置原则（1） 爬坡输送，为防止胶带逆转，应设逆止器。（2）下坡输送，为能停车，应设制动器。制动器有两种：一种是工作制动器，一种是安全停车制动器。在采用摩擦式制动器时，它装有上述二者的作用。在采用液压、液力、电磁等非刚性接触的工作制动器时，它们只能迅速降低速度，很难实现低速停车，故应再设安全停车制动器。（3） 水平或近水平输送，可不设制动器。但大型高速带式输送机，为使停车时间不延长太多，可设安全停车制动器。（4）在煤矿中采用摩擦式制动器时，应不致产生高温与火花，以防引起瓦斯煤尘爆炸事故。各种制动器的表面温度均不到超过容许值。1.5.2位置、数量与作用点（1） 在采用逆止器时，只要强度与逆止力足够，无论单滚筒驱动（可能是两个驱动单元驱动）还是多滚筒驱动时，可只将一个或能满足逆止力要求的最少数量制动器设于驱动装置处，并使逆止力最终作用到驱动滚筒上。（2） 在采用制动器时，制动器的个数应至少等于驱动滚筒的个数 ，以防止由于不设置制动器的滚筒的电动机转子（它储存能量很大）的惯性力的作用而使得承载胶带的过紧或过于松弛，造成断带或撒煤事故。（3） 在各驱动滚筒处已设制动器的前提下，并不排斥在需要较大制动力时，也可在高张力区导向滚筒处设置制动器，以确定胶带不致滑动。2带式输送机的线摩擦驱动2.1概 述作为承载构件并作为牵引构件的胶带，其带芯材料的规格数量一定，许用张力也就一定，因受许用张力的限制，吨公里输送能力也就一定。为了增大给定胶带的输送能力，人们想了许多办法，例如直线电动机驱动，托辊驱动，胶轮驱动，线摩擦驱动等等。然而当前用得最为成功的还是线摩擦驱动。带式输送机的线摩擦驱动，是挠性驱动体对于挠性牵引体（承载体）的驱动。其特点是驱动体也产生拉伸应变，驱动体可以好似钢绳或胶带；牵引体是胶带，即承载胶带。按线摩擦驱动装置的作用，可分力：承托型与牵引型。承托型线摩擦驱动装置的驱动力只是用以平衡承载胶带在驱动转置(驱动体)上的运行阻力，并不通过承载胶带输出牵引力，钢绳牵引胶带输送机属于此种类型，牵引型线线摩擦驱动庄装置的驱动力，不但平衡承载胶带在驱动装置(驱动体)上的运行阻力，而且通过承载胶带输出牵引力。其工作原理如图3-1所示；驱动胶带3绕行于驱动滚筒1和导向液筒2之间形成一个线摩擦驱动装置(以下简称线摩擦驱动装置为辅机)，承载胶带6坐于驱动胶带3上，依靠两者之间的摩擦力由驱动胶带3带动承载胶带6运行。线摩擦驱动与一般挠性牵引体的摩擦驱动的区别见表3-1。如图3-1所示，线摩擦驱动有三种布置方法：、在直线上布置；、在由大倾角变为小倾角的变坡线上的布置(凸变坡布置)；、由小倾角屯力大倾角的变坡线上的布置(凹变坡布置)。其中，是最基本的布置方式，具有表3-1中所列线摩擦驱动的充分特征。图2-1 牵引型线摩擦驱动带式输送机原理图1辅机驱动滚筒；2辅机导向滚筒；3驱动履带；4主机驱动滚筒；5主机导向滚筒；6牵引（承载）胶带；起始倾角；终了倾角如果在线路条件是当时，辅机也可以布置成图3-1的形式。此时，无论从驱动功原理还是从影响牵引力的主要因素来看，都具有表3-1中所列两种驱动方式的特征：因此图3-1的布置形式是介于二者之间的一种驱动方式。但是，如图3-1的布置方式，转角不可能很大，故张力的影响是不大的，基本上仍属于线摩擦驱动。除非万不得已，尽量避免采用图3-1这种布置方式。辅机的位置是由一些条件确定的(见后面)，限于该种条件，有时也不得不作图3-1这种布置方式。此种方式，驱动力也受张力影响但张力愈大，愈对驱动力的产主不利。线摩擦驱动的典型工况有四种；第一种是承载分支上没有物料(如图3-2)所示，此时由于在承载胶带上没有物料，承载胶带与驱动胶带间的接触压力减小，驱动力减小，但负荷也小，故尚可正常运行；第二种是承载分支上均匀分布有物抖(如图3-2所示)，此时负荷增大，但辅机上承载胶带与驱动胶带间的接触压力也增大故可正常运行；第三种是所有辅机上的驱动段上均物料而所有负荷上均有最大物流量（如图32）所示，此时驱动力最小而负荷最大，这是一种最不利的工况，虽然是一种极其偶然的工况，但却是进行设计讨应考虑的因素之一，以期在任何工况下输送机均可正常运行；第四种是所有辅机驱动段上均有最大物流量而所有负荷段上均无物料，这也是极其偶然的但却是最有利的一种工况因驱动力可达最大面负荷最小。其他工况均介于上列四种典型工况之间。考虑到在最不利工况时辅机驱动能力的降低幅度很大，辅机又不宜太长等因素，倘若单纯采用线摩擦驱动，在最不利工况下输送机将无法正常运行，因此辅饥是一种辅助驱动装置，只有在采用直接驱动装置(主驱动装置)而胶带张力受到限制无法完成任务时，才辅之以辅机，以降低胶带张力。这样，在采辅机时必须有主驱动装置，而且考虑到最不利工况工，即便采用辅机输送机的运输运距也不是无限的。辅机的作用仅仅是在胶带张力一定时，用于增大输送机的输送能力或延长其运距图2-2 带有辅机的胶带输送机的典型工况示例驱动段 ；负荷段；速度方向不宜用辅机的上下分支同时驱动承载胶带上下分支，这是因为驱动带下分支对承载带下分支的驱动是不稳定的，并且带速的微小差别导致驱动工作复杂化。带有辅机的带式输送机的具有如下优越性：（1） 可用价格低廉的普通带式输送机作长距离大运量运输，或者用同等规格的胶带能够延长其运距或增大其运量；（2） 可以延长承载胶带的寿命，这是因为：受料时物料对胶带的冲击是胶带寿命缩短的原因之一，在采用辅机时由于运距延长，承载胶带受物料冲击次数减少；胶带弯曲次数也是影响胶带寿命的因素之一，由于运距增长，承载胶带的弯曲次数相对减少；（3） 可减少中转环节，从而：可减少中转站，以降低投资；可降低物料的粉碎率；可简化运输系统和供电系统；由于不经转载，可减少鼓掌发生点；（4） 由于可采用低价格的胶带，故能够降低胶带与设备的投资；（5） 由于胶带规格降低，机械设备规格可降低，所需设备容易制造；（6） 用于变向运行的带式输送机系统中时，可降低变向起点的胶带张力，从而：使变向处线路尺寸减小；在某些困难条件下使变向运行成为可能；简化运输系统。应说明的问题：（1） 由于辅机本身有阻力，故传动效率有所降低，但甚微，而且由于采用辅机，减少了中间转载时物料提升高度的能量损失，能耗方面也有所降低。（2） 由于辅机而使胶带长度有所增加，似乎能使初期投资有所增大，但胶带消耗因承载胶带寿命的延长而有大幅度减低，更何况，可用低规格胶带，成本已有所降低，所以实际成本较低。2.2牵引型线摩擦传动的机理在探讨线摩擦传动的机理时，为简化分析，视胶带的带芯材料为完全弹性，此时，其弹性模量为常数。如图2-3所示，驱动胶带4绕行于顺时针转动的驱动滚筒1和导向、滚筒2之间，并依靠摩擦力拖动承载胶带3按速度方向运动。驱动胶带通过承载胶带输出的牵引力为.在满载时，输出牵引力为，驱动胶带的张力，由相遇点5到分离点6是逐渐增加的。因此，在5到6点之间，任意点的张力小于其后续点（）点的张力，对应点的速度关系为： （2-1）式中，与-分别为驱动胶带在与()点的张力,； -分别为驱动胶带在与()点的速度,；-驱动胶带的刚度，。由式（2-1）可见，当时，也就是说，由相遇点5到分离点6，驱动胶带是逐渐增加的。由于胶带是弹性体，如图2-3所示，可视驱动胶带为由无限多个可作相对运动的微小刚体组成，将每个刚体视为驱动滚筒，任意或()点分别视为第与第个驱动滚筒，并且各滚筒的切向线速度按式（2-1）的关系为。图2-3 线摩擦驱动模型图1辅驱动滚筒；2导向滚筒；3承载胶带；4驱动胶带；5、6分别为驱动胶带与承载胶带的相遇点与分离点；m驱动胶带驱动段上的转折点；点的编号；（）的后续点的编号设： 分别为承载胶带在与()驱动滚筒相遇点的带速，；分别为承载胶带在与驱动滚筒相遇点的张力，；承载胶带的刚度，。由于与驱动滚筒紧相邻接，其间阻力为零，下式成立： （2-2）如前所讲述，由于是驱动胶带通过承载胶带沿驱动段全长输出牵引力，应有和，但若有，根据式（2-2）自应有；但根据式（2-1），则有，于是可能有三种可能：（1）承载胶带带速与驱动胶带带速无一相等，这不是稳定运转的一种方式，在稳定运转时是不可能的。（2）至少在（i+1）滚筒相遇点两胶带速度相同：如果由于,则应有也就是说，倘若在点胶带同步，则在滚筒上承载胶带速度将大于驱动胶带；此时在滚筒上将产生制动力，即，而这与是矛盾的，所以不能成立。(3)至少在滚筒相遇点两胶带速度相同，如果则应有但故有也就是说，倘若点胶带同步，则在滚筒上滚筒速度大于胶带速度，此时在滚筒上将产生牵引力，即这是完全可能的。，也就是说在的前提下，如果，只有在滚筒的相遇点也不同步，滚筒上全部为利用弧的前提下才能产生。据上述论证，由于点的选择是任意的，于是可见，在满载时，只有相遇点5是同步的，即在相遇点5两带速相同，沿辅机驱动段全长的其他任何一点都不同步，且在产生输出牵引力的条件下，除相遇点外，任一点承载胶带速均应小于驱动胶带带速。满载时在辅机驱动段的张力曲线见图3-4。最大输出牵引力为。图3-4辅机驱动段各胶带张力分布图驱动胶带张力曲线；承载胶带张力曲线；驱动胶带由于运行阻力而产生的张力曲线；承载胶带由于输出牵引力而产生的张力曲线；驱动段全长，；利用段全长，；利用段起点；胶带张力变化规律转折点在非满载时，输出牵引力为，此时胶带张力变化规律比较复杂。下面探讨一下承载胶带张力变化规律的几种可能性：（1） 承载胶带张力按图3-4的曲线规律变化，如此则输出牵引力为。这种规律如果成立，则对应于图3-4的曲线，应栽点同步，且据前述分析只有在5点同步，所产生的为最大牵引力，应为而非牵引力，故图3-4中的曲线应成为，故曲线这种规律是不可能的。（2） 承载胶带按图3-4中曲线规律的变化，即在一个区间5-范围内承载胶带的张力没有变化，这种规律也是不可能的。因为正常运行时，在5到点的范围内，至少为了平衡运行阻力，驱动胶带的张力是变化的，只可能有少数点（如5点或点）是同步的，其他点是不同步的。于是在其他点就产生相对运动，即在5-区间有摩擦力作用于承载胶带上，那么在5-区间内承载胶带的张力就不可能是定值。（3） 承载胶带张力按图3-4中曲线规律变化，张力变化的转折点为。由于输出牵引力为，张力既然不能按渐减，也不能按保持定值后，再由至渐减，则只有这样一个可能，按渐“增到某一值后再渐减到值。所以在非满载条件下，承载胶带的张力是按（依运行方向的顺序来看）图3-4中的曲线规律变化的。原因在于时，必须按最大单位长摩擦力传递牵引力，所以曲线中段（它是段的一部分）的存在是完全可能的。问题在于何以存在段曲线和对应于点张力的输送机上点的位置：既然驱动胶带给予承载胶带的摩擦力使其按方向逐渐降低，而输出牵引力又仅为并非，因此次序有一个5-段承载张力升高的过程，以抵消的张力降低过程，使得输出牵引力为。如果存在一个升值过程，则必有一个转折点，即图3-4中的点，此点承载胶带的张力为图3-4中，驱动胶带的张力为。在5-区间，驱动胶带给予承载胶带以制动力，承载胶带张力是逐渐上升的。于是在5-范围内任一点的驱动力，据式子（3-2），点的张力与后继点点张力的关系为。在5-区间内，由于驱动胶带给予承载胶带以制动力，相当于承载胶带给予驱动胶带以牵引力，使驱动胶带张力有所下降。在辅机驱动段，如图3-4所示，驱动胶带张力变化是两种变化的合成：由于运行阻力的存在，驱动胶带的张力变化曲线为，即图中曲线；由于驱动胶带给予承载胶带以输出制动力与牵引力，驱动胶带的张力变化为曲线（双点划线）。与曲线的合成曲线即为驱动胶带的张力变化曲线。前已论及，在满载负荷时，相遇点5为同步点，在整个驱动段5到6范围内，其他任何点承载胶带速度恒小于驱动胶带速度。在非满负荷的条件下，速度关系又如何呢？现在，在下述前提下讨论这种关系：、前已证明由于在制动段5-范围内承载胶带受到制动力，故恒有；、也已很容易证明，在制动段5-范围内，驱动胶带给予承载胶带以制动力，故按曲线恒有；、回顾一下制动滚筒对于胶带的制动，至少也应有一同步点才能稳定制动，此同步点也是在相遇点，此时，胶带其他各点速度也都不大于滚筒切线速度。在上述前提下，制动段的速度关系就变的比较简单了，因为可那图3-3的模型，视承载胶带为驱动胶带，视驱动胶带为承载胶带。那么，其同步点可很容易地证为是在相遇点，并且在制动段的其他各点，驱动胶带速度均小于承载胶带速度。2.3 直线摩擦驱动设计计算原理在本节中将只涉及有关带有辅机的带式输送机直线摩擦特点的设计计算。图3-8 电动机处于驱动状态时的张力分布输送机全长，；线摩擦驱动段全长，；利用段长，；补偿段长，；辅机负荷段长，；线路倾；运行方向，；1、2、3各承载胶带张力转折点编号；、承载胶带在各点张力，；、驱动滚筒编号；线阻力，；线输出各点张力，；线输出制动力，；输出牵引力，；2.3.1带有辅机的带式输送机系统的布置原则（1） 辅机辅助性的驱动装置，故应充分发挥直接驱动承载在胶带的主驱动装置的作用。根据胶带强度与负荷条件和其他一些因素，主驱动装置将有可能只需采用单滚筒主驱动装置。如有必要和可能，最好采用双滚筒主驱动装置。在采用双滚筒主驱动装置时，二者间的驱动比是1：1还是2：1，应考虑电动机配备，负荷大小与所需最小张力与许用最大张力来确定。（2） 如图3-8所示，计算伊始，只明确辅机的任务在于驱动承载分支的承载波带。其位置、长度与数量可不先定，而先求出辅机的总长度，然后再经计算依次明确其他问题。对于运距特长的输送机，当回空分支阻力过大时，为降低承载胶带在回空分支的张力，也并不排斥在回空分支也设助推机，如图3-9所示。但这样做的效果不是很大。（3） 采用辅机的目的就是在胶带强度不够时降低胶带张力，分散驱动功率，提高设备的吨公里输送能力，因此，胶带是预先选定的。驱动胶带可采用与承载胶带相同规格的，也可采用不同规格的。图3-9 回空分支也带有辅机的带式输送机驱动系统、各2驱动滚筒编号；运行方向；（4） 驱动胶带是在承载胶带绕行圈内运行，如图3-8所示；个别情况下，在回空分支承载胶带之下运行，如图3-9所示，为减小高度尺寸，一般辅机采用一个驱动滚筒。（5） 在下运且呈发电制动运行的条件下，回程分支不能设辅机，因该辅机只有在承载胶带带动下才能呈发点运行状态，但回空分支承载胶带上无物料，很难带动辅机运行。（6） 助驱动滚筒的直径应等于主驱动滚筒的直径，证明如下：假定：由于张力的变化而产生的各种胶带速度的微小差异可以忽略不计，则驱动带内侧面的速度无论在直线段还是在驱动滚筒上都是相同的；驱动带在直线段的内侧面和外侧面的速度是相同的；承载胶带在辅机上，其内侧面与驱动胶带的外侧面相接触，速度是相同的，并且，它并不绕行于助驱动滚筒；承载胶带的内侧面，无论在直线还是驱动滚筒上，速度是相同的。因而得证：主驱动滚筒与辅机驱动滚筒的线速度应该是相同的，亦即在减速器的减速比与电动机同步转数相同的前提下，主驱动滚筒的直径与助驱动滚筒的直径应该是相同的。2.3.2基本符号与计算公式为了讨论问题的方便，列举基本符号与简易公式如下：承载胶带的线密度，/m；驱动胶带的线密度，/m；承载分支运行阻力系数；承载胶带与驱动胶带间摩擦系数，其值变化很大，为=0.31.2，设计时应按较小值选取，一般取=0.4；回空分支运行阻力系数；线路倾角，（）；额定载荷时，承载胶带在承载分支的线阻力，N/m；=+)sin无载时，承载胶带在承载分支的线阻力，N/m；=|承载胶带在回空分支的线阻力，N/m；=)sin额定载荷时，辅机通过承载胶带输出的线牵引力，N/m；=无载时，辅机通过承载胶带输出的线牵引力，N/m；=额定载荷时，驱动胶带在驱动段的线阻力，N/m；=额定载荷时，驱动胶带在驱动状态时的线总阻力，N/m；=额定载荷时，辅机通过承载胶带输出的线制动力，N/m；=无载时，辅机通过承载胶带输出的线制动力，N/m；=|额定载荷时，驱动胶带在制动力状态时的线总阻力，N/m；=2.4辅机长度、台数与胶带张力（1） 由于承载胶带的长度是已知的，主驱动滚筒的数量、包胶与否、若为双滚筒式牵引力配比也总是已知的。为充分利用承载胶带强度，于是主驱动滚筒的总牵引力也是已知的，于是可按承载胶带闭环逐点计算解出辅机驱动段总长（即辅机总长或驱动段总长）。（2） 电动机处于发电制动状态时的计算与电动机处于驱动状态的计算稍有差别。（3） 线摩擦驱动的输出牵引力与胶带上的物料间有线性关系。为保证在任何条件下都能正常运转，应按额定输送量工况与最不利工况分别计算驱动段总长度，然后取其大者作为驱动段长度。（4） 额定载荷时含有辅机区段的承载胶带张力与驱动段总长度的关系：设输送机全长；设i为该段始点，（i+1）为该段终点，则承载胶带的张力与总驱动段长度的关系为：或 式中 辅机所在区段长度，m；据额定负载时的驱动段总长度，m；（5） 最困难条件时含有辅机区段的承载胶带张力与驱动段总长度的关系如下：或 式中 据最困难公况时的驱动段总长度，m；（6） 最困难工况下的主驱动装置牵引力：最困难条件是瞬时的，因此，主驱动装置可以有较大的出力，取：式中 最困难工况下主驱动装置的牵引力，N；主驱动装置额定牵引力，N；承载胶带许用张力，N；主驱动装置分离点张力，N；瞬时过载系数。考虑到有在最困难工况下起动的可能性，故应取。由于=1.21.5，故取=1.151.35。（7） 应采用的驱动段总长度：所采用驱动段总长度为L时，则： (m)若，则无补偿段；若则补偿段，利用段。（8） 辅机的位置和数量：如图2-1所示，辅机的位置由其负载段长度标定。应满足如下要求：承载胶带在辅机起点的张力应不大与胶带的许用张力，应为：故 （m）承载胶带在辅机终点张力应不小与承载分支容许的最小张力,应为：或 （m）倘若，则取。于是应符合如下关系：上诸式中：应取负荷段长度，m；决定与许用张力的负荷段长度，m；均定于承载分支容许最小张力的负荷段长度，m.在上式的范围内，辅机的具体位置应考虑到线路布置与安装、维护、检修、移运、供电的便利。（9）含辅机区段的张力计算：该区段始、终点的承载胶带张力关系如下：或 驱动段始、终点间的承载胶带张力为：驱动段驱动胶带承载分支始、终点的张力关系如下：上诸式中，与分别为承载胶带在驱动段相遇点与分离点的张力，N；与分别为驱动胶带在驱动段相遇点与分离点的张力，N；其他符号意义同上。图2-1 辅机位置布置图输送机全长，；辅机总长，；补偿段长，；利用段长，； 、相应驱动滚筒牵引力；速度方向；计算张力用转折点编号；、第1、2负载段；回空分支阻力；3某煤矿-580强力带式输送机改造设3.1已知条件(1)线路图运输线路如图3-1所示，总长L=1113m，各段长度及输送倾角如图所示。图3-1 运输线路图(2)已经参数该煤矿-580强力皮带机安装于1996年，初期安装长度700米，于2000年5月延深至-580水平，担负-580水平原煤主提升任务。输送机型号：DX2250S原运输能力：108万吨/年，257t/h带 速：1000mm输送带：GX2500电动机型号：YB355L-6功率：250KW2转速：1000rpm电压：660V减速器型号：ZL-130减速比：31.5启动方式：直接启动传动滚筒：1250制动器 型号：BYWZ500/125制动力矩：25003.2 该煤矿的改造设计3.2.1煤矿提高输送能力后对胶带的校验（1）已知资料：1）输送能力：135万吨/年2)线路长：3）路倾角：4）输送带型号：GX25