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帶式紅棗上料和卸料系統(tǒng)設(shè)計小論文
摘要
本次畢業(yè)設(shè)計是關(guān)于礦用固定式帶式輸送機的設(shè)計。首先對膠帶輸送機作了簡單的概述；接著分析了帶式輸送機的選型原則及計算方法；然后根據(jù)這些設(shè)計準(zhǔn)則與計算選型方法按照給定參數(shù)要求進行選型設(shè)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，機尾和導(dǎo)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(shè)計、制造以及應(yīng)用方面,目前我國與國外先進水平相比仍有較大差距,國內(nèi)在設(shè)計制造帶式輸送機過程中存在著很多不足。
本次帶式輸送機設(shè)計代表了設(shè)計的一般過程, 對今后的選型設(shè)計工作有一定的參考價值。
關(guān)鍵詞：帶式輸送機；選型設(shè)計；主要部件
Abstract
The design is a graduation project about the belt conveyor used in coal mine. 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.
Keyword: belt conveyor; Lectotype Design;main parts.
1輸送機張緊裝置的分類
張緊裝置可分為固定式張緊裝置和自動式張緊裝置兩大類。
(1)固定式張緊裝置。固定式張緊裝置分重錘式張緊裝置和剛性張緊裝置。重錘式、水箱式都屬于重力張緊裝置。重歷式張緊裝置始終使輸送帶初拉力保持恒定，在啟動制動時會產(chǎn)生上下振，但慣性力很快消失。剛性張緊裝置有螺旋張緊、手動或電動張緊裝置等幾種，它們的張緊力是固定不變的，不能自動調(diào)整，在安裝后，張緊一次可運行一段時間，但還要收緊一次，以消除蠕變。
(2)自動式張緊裝置。自動測力張緊裝置以張緊力作為反饋信號隨時間變化設(shè)定拉力，進行比較，并隨時調(diào)整張緊裝置的該向滾筒的位移。如啟動時會自動加大張緊力，運輸時恢復(fù)恒定拉力，對延長輸送帶壽命十分有利。
2帶式輸送機膠帶跑偏的原因與治理
帶式輸送機由于具有結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，并且維護方便，可以實現(xiàn)不同距離運送物料的要求等特點，因此，被廣泛應(yīng)用在礦山、冶金、電力、港口、煤炭等部門，是生產(chǎn)工程中最常用的一種輸送機械。但帶式輸送機在工作過程中會出現(xiàn)不同情況的問題，其中以膠帶在運行中跑偏最為常見。所謂膠帶跑偏，就是帶式輸送機在運轉(zhuǎn)過程中膠帶中心線脫離輸送機的中心線而偏向一邊的現(xiàn)象稱之為膠帶跑偏。
膠帶跑偏可能造成物料撒落和浪費，使膠帶的邊緣與機架相互磨損，使膠帶過早損壞，從而大大降低膠帶的使用壽命。膠帶又是輸送機的重要組成部分，其用量大價格較高，在整個輸送機的成本中占了很大的比重大約為50%。當(dāng)膠帶跑偏嚴(yán)重時膠帶將脫離托輥掉下來，或者發(fā)生膠帶劃破等嚴(yán)重事故，使帶式輸送機不能正常工作。由于生產(chǎn)過程的連續(xù)性和設(shè)備之間的聯(lián)鎖性，如果其中一條帶式輸送機發(fā)生故障，就會影響其他設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，造成整個生產(chǎn)過程的瓦解，因此，分析和研究帶式輸送機輸送膠帶跑偏的機理和原因，找出減小和消除膠帶跑偏現(xiàn)象的方法，在實際生產(chǎn)過程中具有重要意義。
在帶式輸送機中，由于輸送機膠帶既是牽引構(gòu)件，靠它來傳遞運動和動力，又是承載件，用來支承物料載荷。而在帶傳動中，傳動帶只是牽引構(gòu)件，用來傳遞運動和動力。在實際工作中，根據(jù)不同的工作條件，可以選用不同質(zhì)地的傳送帶，常用的傳送帶類型有：鋼絲芯帶、強力尼龍芯帶、橡膠帆布帶等。此處以平皮帶為例加以分析，圖1為平帶傳動原理圖。
傳送帶不工作時，由于傳送帶張緊在兩滾筒上，故傳送帶兩邊的拉力應(yīng)相等，都等于初拉力F0。當(dāng)傳送帶以順時針方向轉(zhuǎn)動工作時，緊邊拉力為F1，松邊拉力為F2。則傳送帶工作時的有效拉力Fe為
Fe=F1-F2。
如果近似地認為傳送帶工作時的總長度保持不變，則傳送帶的緊邊拉力的增量，應(yīng)等于傳送帶松邊的減少量，
即 F0=(F1+F2)/2。
由上兩式可得 F1=F0+Fe/2，
F2=F0-Fe/2。
將柔韌體摩擦的歐拉公式F1= F2efa代入上式得
Fe0=2F0(efa-1)/(efa+1)。
式中： F0——輸送帶的初拉力；
F1——輸送帶的緊邊拉力；
F2——輸送帶的松邊拉力；
f——輸送帶與帶輪之間的摩擦系數(shù)；
a——帶在帶輪上的包角；
Fe0——帶所能傳遞的最大有效拉力。
由此可知：輸送帶的最大牽引力是與初拉力F0成正比的；最大牽引力隨著包角A的增大而增大；最大牽引力隨著摩擦系數(shù)的增大而增大。通常帶式輸送機膠帶的寬度較寬，這是由帶式輸送機的工作所決定的。因此，帶式輸送機的牽引力和初拉力在帶寬上的分布比較復(fù)雜，如果載荷在帶寬上分布不均勻，就會使輸送帶跑偏。因此，在其他參數(shù)一定的情況下，輸送膠帶是否跑偏，主要由輸送機的牽引力或初拉力在帶寬上的分布狀況決定。所有使力在輸送膠帶帶寬方向上發(fā)生偏載的因素，都是使輸送膠帶跑偏的原因。
3 帶式輸送機膠帶跑偏的原因
造成膠帶跑偏的原因很多，但其根本原因就是使膠帶的受力沿帶寬方向分布不均造成的，根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場的實際情況，找出膠帶跑偏的主要原因有以下幾個方面。
(1) 輸送帶自身的質(zhì)量或制造質(zhì)量問題。如：邊緣成波紋狀，帶厚不均勻，或有小缺口等弊病。
(2) 輸送機的安裝方面存在問題。如：輸送機頭、尾部滾筒、托輥的軸線不平行；所有滾筒和托輥的軸線與輸送機機架的中心線不垂直；各落料點不在膠帶中心，使膠帶承載面上受力不均。
(3) 在粘接膠帶接口時，由于膠帶接頭不正，即接口與膠帶中心線不垂直造成膠帶受力不均而導(dǎo)致跑偏現(xiàn)象的發(fā)生。
(4) 托輥轉(zhuǎn)動不靈活，托輥太稀或連續(xù)缺托輥，使膠帶兩側(cè)受力不等。
(5) 清掃器不能充分發(fā)揮作用，造成物料粘結(jié)在托輥和改向滾筒上，使其形成了錐形或凸凹形狀，從而膠帶受到側(cè)向水平分力，發(fā)生跑偏。
其自動糾偏機理為：在膠帶跑正的情況下，A，B段鋼絲繩與拉緊小車架構(gòu)成了等腰三角形結(jié)構(gòu)，且A，B段鋼絲繩受力相當(dāng)。假如尾部膠帶向左側(cè)跑偏，膠帶中心線就會偏移拉緊滾筒長度上的中心線，拉緊小車因受膠帶相對偏斜力的反作用，而相應(yīng)產(chǎn)生順時針角偏斜趨勢，而由A，B段鋼絲繩及小車架構(gòu)成的等腰三角形就會遭到破壞，A段鋼絲繩(因增長的趨勢)成為緊邊，B段鋼絲繩(因縮短的趨勢)成為松邊，重錘力G在A段繩上分力大于B段，即G1>G2，即產(chǎn)生一對令拉緊小車逆時針偏轉(zhuǎn)的力偶。因此，在重錘與膠帶拉力的共同作用下，小車就會產(chǎn)生逆時針角偏轉(zhuǎn)，并向正中的趨勢發(fā)展，皮帶隨之跑正，A，B段鋼絲繩受力相當(dāng)，如圖2所示。
4 防止膠帶跑偏的主要措施
根據(jù)以上列舉的影響膠帶跑偏的眾多因素，可以采取適當(dāng)?shù)拇胧┘右苑乐埂?
(1) 邊緣成波紋狀，帶厚不均勻等膠帶自身制造過程中出現(xiàn)的問題，對于使用者來說，只有在選購膠帶時，選擇質(zhì)量好的產(chǎn)品。
(2) 提高安裝質(zhì)量，把膠帶跑偏控制在一定的范圍。
帶式輸送機安裝的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如下：
?頭尾機架中心線對輸送機縱向中心線不重合度不應(yīng)超過3mm。
?頭尾機架(包括拉緊架)安裝軸承座的2個平面應(yīng)在同一平面內(nèi)，其偏差不應(yīng)大于1mm。
?中間架支腿不垂直度或?qū)ㄖ锏孛娴牟淮怪倍炔粦?yīng)超過0.3%。
?中間架在鉛垂面內(nèi)的不直度應(yīng)小于1%。
?中間架接頭處，左右、高低的偏移均不超過1mm。
?中間架間距的偏差不應(yīng)超過±1.5mm，相對標(biāo)高差不應(yīng)超過間距的0.2%。
?托輥橫向中心與帶式輸送機縱向中心線的不重合度不應(yīng)超過3mm；托輥架的軸線應(yīng)與輸送機中心線垂直，有凹凸弧的膠帶應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求緩慢變向。
?帶式輸送機的傳動軸中心線與機架的中心線應(yīng)垂直，使傳動滾筒寬度的中心與機架的中心線重合，減速機的軸線與傳動軸線平行，同時，所有軸線和滾筒都應(yīng)找正，根據(jù)帶式輸送機的寬窄，軸的水平誤差可以在0.5至1.5mm。
(3) 對于膠帶接口不正的問題，除了加強人員的技術(shù)培訓(xùn)外，改善膠帶的粘接工藝，由過去的冷粘方式改為采用熱硫化膠階梯斜角形接頭方式。因為，斜角形接頭的接觸面積隨截斷角度的減小而增大，且斜角接頭在運轉(zhuǎn)時所受應(yīng)力不會集中在同一橫截面上，因此不易發(fā)生接頭開裂現(xiàn)象，同時易于對合準(zhǔn)確，并能較好地保證接頭處中心線和膠帶中心線保持一致，使其內(nèi)部受力均勻，防止運行中跑偏。
(4) 在管道卸料點處增加一緩沖調(diào)整板，該裝置不但可以對卸料點進行調(diào)整，還可以有效地將輸送的物料均勻堆卸在膠帶上，防止物料下落時對膠帶產(chǎn)生不均勻的側(cè)向力而導(dǎo)致膠帶跑偏。
(5) 對于輸送機由于托輥出現(xiàn)問題而導(dǎo)致膠帶跑偏的，除了及時更換、安裝、修理損壞的托輥外，還可以用以下措施進行糾正。即側(cè)托輥向輸送帶運行方向前傾防跑偏法。
5 使用中如何調(diào)整膠帶跑偏
在實際使用中，由于影響膠帶跑偏的因素很多，隨著各種情況的變化，仍可能會出現(xiàn)輸送膠帶的跑偏。膠帶跑偏的規(guī)律是：當(dāng)滾筒旋轉(zhuǎn)軸線與膠帶運行方向垂直時，膠帶向緊邊跑，即膠帶向滾筒直徑增大的方向跑；當(dāng)滾筒或托輥旋轉(zhuǎn)軸線與膠帶運行方向不垂直時，膠帶向滾筒或托輥先接觸的那邊跑。
掌握好了這個規(guī)律，工作中出現(xiàn)膠帶跑偏現(xiàn)象時，應(yīng)首先分析其原因，找出主要原因后，再動手調(diào)整，不要盲目行事。
調(diào)整膠帶跑偏的工作應(yīng)在空載運轉(zhuǎn)時進行，一般從輸送機頭部卸載滾筒開始，沿著膠帶運行方向先調(diào)整回程段，后調(diào)整承載段，切忌多人同時動手，每調(diào)整一次以后都要讓膠帶運行幾圈后才能決定是否需要再調(diào)整。在滾筒處跑偏，可以調(diào)整滾筒，在其他地方跑偏，就調(diào)整托輥。調(diào)整托輥應(yīng)在一側(cè)，切勿兩側(cè)同時調(diào)，調(diào)整換向滾筒和托輥時的一般原則如圖3所示。在換向滾筒處膠帶往哪邊跑即調(diào)緊哪邊。
如圖3a所示；在托輥處膠帶往哪邊跑就在哪邊將托輥朝膠帶運動方向偏轉(zhuǎn)一個角度，但一次不能調(diào)得太多，要根據(jù)膠帶運動情況適當(dāng)調(diào)整，如圖3b所示。
6 結(jié)束語
以上綜述了有關(guān)膠帶跑偏的機理、產(chǎn)生的原因、防止跑偏的措施以及使用者如何調(diào)整膠帶跑偏，在以后的生產(chǎn)實踐中如能對這一問題引起足夠的重視，并能認真地在日常的維護中做好膠帶跑偏工作，則對提高帶式輸送機的設(shè)備完好率和使用壽命都會產(chǎn)生明顯的影響。輸送機時橡膠和纖維織品兩者復(fù)合而成的制品，在應(yīng)用中的重錘張進裝置，在運行一段時間后，重錘會自動下降一段距離，使輸送帶變長。這說明輸送帶發(fā)生了蠕變，在啟動、制動過程中也會產(chǎn)生蠕變現(xiàn)象。此時張緊裝置就必須進一步收縮才不會發(fā)生打滑現(xiàn)象。
由此可見，張緊裝置是保證帶式輸送機正常運轉(zhuǎn)必不可少的重要部件。該論文主要介紹了帶式輸送機的自動張緊裝置的設(shè)計過程，詳細的介紹了各個液壓元件的選取。自動張緊裝置的設(shè)計是張緊裝置的設(shè)計的一個重大變革。