皮带运输机毕业论文

皮带运输机毕业论文
摘要
设计一种用于皮带运输机的液压自动张紧装置，分析了其他张紧装置的优缺点的同时，认为此种液压自动张紧装置具有工作较平稳、对空间要求低、性能可靠等优点，是一种较先进、较完善、适合于大型带式输送机的张紧装置。

根据要求，本文分三部分（张紧装置的总体结构设计、（张紧装置的总体结构设计、张紧装置的液压系统设计与计算、张紧装置的液压系统设计与计算、张紧装置的液压系统设计与计算、张紧油缸的设计与张紧油缸的设计与计算）对此种液压自动张紧装置进行了分析；同时，绘制了结构布置图、系统原理图、零件图及装配图等。

关键词：皮带机、自动张紧装置、液压系统、张紧液压缸
目 录
摘要²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
第一章 绪论²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
1.1 1.1 皮带运输机简述²皮带运输机简述²皮带运输机简述²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
1.1.1 皮带运输机的工作原理²皮带运输机的工作原理²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
1.1.2 皮带运输机的构成及特点²皮带运输机的构成及特点²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
1.2 1.2 国内外皮带运输机的发展现状与差距²国内外皮带运输机的发展现状与差距²国内外皮带运输机的发展现状与差距²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²² 1.
2.1 国外皮带运输机技术现状²国外皮带运输机技术现状²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
1.2.2 国内皮带运输机技术现状²国内皮带运输机技术现状²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
1.2.3 国内外皮带运输机技术的主要差距²国内外皮带运输机技术的主要差距²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
1.3 1.3 皮带运输机张紧装置的研究概况²皮带运输机张紧装置的研究概况²皮带运输机张紧装置的研究概况²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²² 1.3.1 皮带运输机张紧装置的类型²皮带运输机张紧装置的类型²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
1.3.2 现有皮带运输机张紧装置的原理及特点²现有皮带运输机张紧装置的原理及特点²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
1.3.3 液压式自动张紧装置的设计²液压式自动张紧装置的设计²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
1.4 1.4 本文所研究的主要内容²本文所研究的主要内容²本文所研究的主要内容²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
第二章 皮带运输机液压张紧装置的总体结构
²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²² 2.1 2.1
皮带运输机张紧装置的总体结构的确定皮带运输机张紧装置的总体结构的确定 ²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²² 2.1.1 执行部件的选择²执行部件的选择²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
2.1.2 控制部件的选择²控制部件的选择²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
2.1.3 动力及其他部件的选择²动力及其他部件的选择²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
2.2 2.2 绘制张紧装置的系统结构布置简图²绘制张紧装置的系统结构布置简图²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
2.2.1 拉紧装置总体组成及其作用²拉紧装置总体组成及其作用²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
2.2.2 系统结构布置简图²系统结构布置简图²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
第三章 张紧装置的液压系统设计²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
3.1 3.1 设计参数和满足要求分析²设计参数和满足要求分析²设计参数和满足要求分析²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
3.2 3.2 液压系统设计²液压系统设计²液压系统设计²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
3.2.1 工况分析并确定液压缸参数²工况分析并确定液压缸参数²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
3.2.2 拟定液压系统原理图²拟定液压系统原理图²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
3.33.3 液压泵的计算与选择²液压泵的计算与选择²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
3.43.4 驱动电机的计算与选择²驱动电机的计算与选择²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
3.5 3.5 比例阀的选择²比例阀的选择²比例阀的选择²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
3.6 3.6 阀类元件的选择²阀类元件的选择²阀类元件的选择²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
3.6.1 电磁换向阀的选择²电磁换向阀的选择²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²² 3.6.2 溢流阀的选择²溢流阀的选择²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
3.6.3 背压阀的选择²背压阀的选择²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
3.6.4 液控单向阀的选择²液控单向阀的选择²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
3.6.5 调速阀的选择²调速阀的选择²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
3.7 3.7 液压附件的选择²液压附件的选择²液压附件的选择²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
3.7.1 滤油器的选择²滤油器的选择²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
3.7.2 压力表的选择²压力表的选择²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
3.7.3 压力继电器的选择²压力继电器的选择²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
3.7.4 油管的计算与选择²油管的计算与选择²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
3.7.5 蓄能器、油箱的选择²蓄能器、油箱的选择²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
3.8 3.8 液压系统主要性能的验算²液压系统主要性能的验算²液压系统主要性能的验算²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
第四章 液压缸的设计与计算²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
4.1 4.1 液压缸类型的选择²液压缸类型的选择²液压缸类型的选择²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²² 4.1.1 液压缸的类型²液压缸的类型²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
4.1.2 液压缸的安装形式²液压缸的安装形式²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
4.2 4.2 液压缸主要技术参数的确定²液压缸主要技术参数的确定²液压缸主要技术参数的确定²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
4.3 4.3 液压缸各组件的设计²液压缸各组件的设计²液压缸各组件的设计²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
4.3.1 缸筒的设计与计算²缸筒的设计与计算²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
4.3.2 活塞杆的设计与计算²活塞杆的设计与计算²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
4.3.3 活塞的设计与计算²活塞的设计与计算²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
4.3.4 导向套的设计与计算²导向套的设计与计算²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
4.3.5 端盖和缸底的设计与计算²端盖和缸底的设计与计算²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
4.3.6 其他零件的设计与计算²其他零件的设计与计算²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
第五章 外设的选用²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
5.1 5.1 绞车的选型²绞车的选型²绞车的选型²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
5.2 5.2 滑轮的设计与选用²滑轮的设计与选用²滑轮的设计与选用²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
5.3 5.3 油缸固定及负载连接²油缸固定及负载连接²油缸固定及负载连接²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
第六章 系统建模仿真²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
6.1 6.1 皮带运输机液压张力控制系统建模²皮带运输机液压张力控制系统建模²皮带运输机液压张力控制系统建模²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
6.1.1 比例阀²比例阀²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
6.1.2 液压缸和负载²液压缸和负载²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
6.2 6.2 系统传递函数及仿真结果²系统传递函数及仿真结果²系统传递函数及仿真结果²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²² 结束语²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²² 参考文献²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²² 对本课程的建议²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²
第一章 绪论
1.1皮带运输机简述皮带运输机简述
带式输送机，又称胶带输送机，现在俗称“皮带”。

皮带运输机是一种以摩擦驱动方式连续运输物料的机械，可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。

皮带运输机既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。

除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。

所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。

于现代化的各种工业企业中。

皮带运输也是一种长距离、皮带运输也是一种长距离、大批量、大批量、大批量、高速运输货物原料的运输体系，高速运输货物原料的运输体系，高速运输货物原料的运输体系，它被广泛的它被广泛的应用于工业生产中，如冶金、煤炭、港口、建筑、食品加工等。

运输机的输送带是一种弹性体，从它起始点和卸载点之间有大量的能量储存与消耗。

这种能量将使皮带产生较大的张力[1]。

1.1.1 皮带运输机的工作原理皮带运输机的工作原理 带式输送机的结构示意图如图1-1所示，输送带绕经驱动滚筒①和机尾换向滚筒⑤形成无机闭合带。

上下两股输送带是由安装在机架上的托辊③支承着。

拉紧装置的作用是给输送带正常运转所需要的张紧力。

工作时，驱动滚筒通过它与输送带之间的摩擦力驱动输送带运行。

货载装载输送带上并与其一起运行。

带式输送机一般是利用上分支输送带输送货载的，并且在端部卸载。

利用专门的卸载装置也可在中间卸载。

1.1.2 皮带运输机的构成及特点皮带运输机的构成及特点
1．皮带运输机的构成．皮带运输机的构成
皮带运输机主要由输送带、驱动装置、托辊及支架、拉紧装置、制动装置、储带装置和清扫装置组成。

装置和清扫装置组成。

2．皮带运输机特点．皮带运输机特点
皮带运输机铺设倾角一般为16°~ 18°，一般向上运输取较大值，向下运输取较小值。

带式输送机能力大、调度组织简单、维护方便，因而运营费低。

此外，结构简单、运行平稳可靠、运行阻力小、耗电量低、容易实现自动化也是它的特点。

单、运行平稳可靠、运行阻力小、耗电量低、容易实现自动化也是它的特点。

1.2 国内外皮带运输机的发展现状与差距[2]
1.2.1 国外皮带运输机技术现状国外皮带运输机技术现状
目前，国外皮带运输机技术的发展很快，其大体向两个方向发展：一方面是体现在皮带运输机的外形上，在皮带运输机的外形上，使皮带运输机多元化、使皮带运输机多元化、使皮带运输机多元化、应用范围扩大化，应用范围扩大化，应用范围扩大化，例如国外生产的各例如国外生产的各种管状带式皮带运输机、高倾角带式皮带运输机等各种机型；另一方面体现在国外皮带运输机在本身的装备和技术上都有了显著的提高，特别是高速度、长距离、超运量、高保障等大型皮带运输机已经成了主要的发展方向，其主要是开发利用了皮带运输机的远程监控技术和动态分析。

的远程监控技术和动态分析。

目前，目前，目前，国外使用的皮带运输机，国外使用的皮带运输机，国外使用的皮带运输机，其技术指标已经达到表其技术指标已经达到表1-1所示，主要有以下特点：所示，主要有以下特点：
（1）应用机电一体化、计算机监控以及动态分析等高新技术，并采用自动张紧装置和大功率软启动技术，对皮带运输机的各项参数实施动态监测和远程控制，对皮带运输机的各项参数实施动态监测和远程控制，极大极大程度地减小了皮带的动张力，运输效率很高。

程度地减小了皮带的动张力，运输效率很高。

（2）设备扩大化。

其设备和主要技术参数都向着大型化方面发展，以满足年产值达到300～500万吨以上的高产效益。

万吨以上的高产效益。

（3）新型元件生产技术。

例如皮带运输机的各种先进大功率变频装置和保护装置、自动清理滚筒装置、高寿命托辊等。

又例如英国FSW 生产的一种顺槽带式皮带运输机采用了先进的变频调速与液粘差速设备，其运输能力可以达到3000t/h 以上，皮带运输机的机尾和新型转载机配套使用时，可以随着工作面的推移而自动快速移动，所需人工作业少，生产效率高。

动，所需人工作业少，生产效率高。

（4）采用中间驱动与多机驱动及其皮带运输机变向运行、功率平衡控制等先进技术，理论上使单个皮带运输机运行长度不受限制，并且保障了运输系统设备的互换性、通用性与驱动装置的可靠性。

性、通用性与驱动装置的可靠性。

表1-1 国外皮带运输机的主要技术指标国外皮带运输机的主要技术指标
主要技术参数主要技术参数
可伸缩皮带运输机可伸缩皮带运输机 大巷与斜井固定式强力皮带运
输机输机 运输距离/m 
2000~3000 
>3000 运输量/1-·h t 2500~3000 
3000~4000 带速/1-·s m 3.5~4 
4~5,最高达到8 驱动总功率/kW 
1200~2000 1500~3000,最大达到10100 
1.2.2 国内皮带运输机技术现状国内皮带运输机技术现状
80年代末期以来，我国皮带运输机也有了很大的发展，对皮带运输机的关键技术研究和新产品的开发业已经取得了可喜的成绩。

例如我国生产的顺槽可伸缩式皮带运输机与大倾角长距离皮带运输机成套设备等，在产品技术和性能上都有了极大的提高，填补了国内的空白，关于皮带运输机的主要元部件和关键技术都进行了深入的理论研究以及进行了产品开发，论研究以及进行了产品开发，已经研制成功了许多软启动和制动设备。

已经研制成功了许多软启动和制动设备。

已经研制成功了许多软启动和制动设备。

目前，目前，目前，我国使我国使用的皮带运输机，其主要技术指标如表1-2所示。

所示。

表1-2 国内皮带运输机的主要技术指标国内皮带运输机的主要技术指标
主要技术参数主要技术参数
可伸缩皮带运输机 大巷与斜井固定式强力皮带机 运输距离/m 
1000~2000 1000~4000 运输量/1-·h t
800~1800 
1000~2000 带速/1-·s m 2~3.5 
2.5~4 
驱动总功率/kW 
250~750 750~1500 
1.2.3 国内外皮带运输机技术的主要差距国内外皮带运输机技术的主要差距
1） 控制系统上的差距控制系统上的差距
（1）监控装置）监控装置
目前，日本、美国、德国等一些制造皮带运输机的大公司都广泛使用高档的PLC ，开发了先进的程序软件和完整的自动远程监控系统，实现了对皮带运输机进行实时数据采集、处理、存储、故障诊断及查询等功能。

我国的许多生产厂家虽然也在逐步采用PLC 计算，但大多数仍停留在电子图版的应用水平上，还没有真正利用计算机计算精度高、存储信息量大、逻辑推理能力强和运算速度快等优点来代替人工设计造型及校核等工作。

及校核等工作。

（2） 皮带运输机保护装置皮带运输机保护装置
国外的皮带运输机除了安装防跑偏、打滑、撕裂、自动洒水、急停闭锁开关等保护装置外，近些年又研制成功了许多先进的监测装置。

例如对传动滚筒和变向滚筒的温度可以进行实时监测的温度监测系统、运输带纵向撕裂以及接头监测系统、烟雾报警与自动灭火装置等。

而我国现有的防跑偏、打滑、堆煤、超温洒水等装置的寿命、可靠性、灵敏性都较低。

可靠性、灵敏性都较低。

（3） 驱动方式驱动方式
我国都采用硬齿面减速器和调速型液力耦合器。

而国外传动方式较多，如CST 可控传动系统、BOSS 系统等，控制精度较高。

系统等，控制精度较高。

2）皮带运输机的核心技术上的差距）皮带运输机的核心技术上的差距
（1）皮带运输机的动态分析与监控技术）皮带运输机的动态分析与监控技术
动态设计和远程监控是长距离、高运量、大功率皮带运输机的关键技术，这也是制约着大型皮带运输机发展的技术核心。

我国现在采用刚性理论对皮带运输机进行分析研究分析，并规定了设计的规范。

在运输带的设计中，采用的安全系数很高（一般都取n=10左右），其实这与现实情况相差较远。

现实中运输带都是具有粘弹性的物体，长距离运输带对驱动装置的启动、制动力的动态响应过程比较复杂，不能单靠用刚体力学来计算和分析。

目前关于皮带运输机的应用软件和动态设计方法已经有许多种，达到对皮带运输机的动张力进行动态监测和分析，大大降低了皮带的安全系数，延长了使用寿命，确保了皮带运输机运行的可靠性，使大型皮带运输机的设计达到了较高水平，并且使皮带运输机的成本特别是运输带成本实现了大幅度降低。

水平，并且使皮带运输机的成本特别是运输带成本实现了大幅度降低。

（2） 可控软启动技术和功率均衡技术可控软启动技术和功率均衡技术
对于长距离、高运量的皮带运输机，因为其功率大、传输距离远并且多个电机驱动，动，所以一般都采用软启动的方式，所以一般都采用软启动的方式，所以一般都采用软启动的方式，以使皮带运输机的动张力得到减小。

以使皮带运输机的动张力得到减小。

以使皮带运输机的动张力得到减小。

同时控制皮同时控制皮带运输机的启动加速度在0.1～0.32/s
m 范围内，从而避免造成皮带的涌浪现象，降低
对皮带运输机元部件的冲击。

由于电机特性与制造方面都存在误差，所以各驱动点的功率可能不均衡，一旦其中一个电机的功率过大将会导致电机烧毁，所以应该控制电机之间的功率平衡。

目前国内皮带运输机的软启动和功率平衡问题基本都通过采用调速型液力耦合器来实现，但是其可靠性及调节精度与国外相比还有很大的差距。

国外皮带运输机的软启动与功率平衡基本是通过比例阀和控制系统去实现，具有达到98%以上的调节精度，但是其价格昂贵。

以上的调节精度，但是其价格昂贵。

1.3 皮带运输机张紧装置的研究概况皮带运输机张紧装置的研究概况
输送带最初是由传送带发展而来的，随着输送机的用途不断扩大和科学技术的发展,输送带为了满足输送机的要求输送带为了满足输送机的要求,,品种不断扩大，
但所有的输送机在运行一段时间后都有可能使输送带变长、变形等都有可能使输送带变长、变形等,,输送带的变长由弹性伸长和永久伸长组成。

所以，需要采用拉紧装置来克服由于输送带变长而带来的缺陷。

皮带运输机张紧装置又称为“皮带运输机拉紧装置”，是矿用带式输送机不可缺少的重要组成部分是矿用带式输送机不可缺少的重要组成部分,,它直接关系到带式输送机的安全运行及使用寿命等。

带式输送机的安全运行及使用寿命等。

1.3.1 皮带运输机张紧装置的类型[3]
现有张紧装置大致有六种，分别是：重锤车式张紧装置、螺旋式张紧装置、垂直式张紧装置、钢绳绞车式张紧装置、电控式自动张紧装置和液压式自动张紧装置。

1.3.2 现有皮带运输机张紧装置的原理及特点现有皮带运输机张紧装置的原理及特点
1．重锤车式张紧装置．重锤车式张紧装置
如图1-2所示，机尾换向滚筒①固定在小车②上，垂直悬吊的重锤③和小车②相连，由于重锤③的重量可以为一定值，由于重锤③的重量可以为一定值，所以皮带的张力、所以皮带的张力、所以皮带的张力、拉紧力恒定，拉紧力恒定，拉紧力恒定，同时重锤靠自重张同时重锤靠自重张紧，能自动补偿皮带的伸长；但其需要的空间大，占地面积大，往往受空间限制而无法使用，宜于使用在固定式长距离运输机上。

法使用，宜于使用在固定式长距离运输机上。

图1-2 重锤车式张紧装置 1.滚筒；2.移动小车；3.重锤重锤
2．螺旋式张紧装置．螺旋式张紧装置
如图1-3所示，拉紧滚筒的轴承座安装在活动架上，活动架可以在导轨上滑动，旋转螺旋杆使活动架上的螺母和活动架一起前进和后退，旋转螺旋杆使活动架上的螺母和活动架一起前进和后退，达到张紧和放松的目的。

达到张紧和放松的目的。

其结构简单，但行程太小，只适用于短距离的运输机上，且当皮带自行伸长时，不能自动张紧。

动张紧。

图1-3 螺旋式张紧装置 图1-4垂直式张紧装置
3．垂直式张紧装置．垂直式张紧装置
如图1-4所示，其装置是利用重锤的重力拉紧，其特点同“重锤车式张紧装置”。

4．钢绳绞车式张紧装置．钢绳绞车式张紧装置
如图1-5所示，这种张紧装置是利用小型绞车张紧。

绞车一般用蜗轮蜗杆减速器带动卷筒来缠绕钢绳从而张紧皮带。

带动卷筒来缠绕钢绳从而张紧皮带。

这种张紧装置的优点是体积小、这种张紧装置的优点是体积小、这种张紧装置的优点是体积小、拉力大，拉力大，拉力大，所以被所以被广泛运用到井下带式运输机中，但其不能自行张紧。

广泛运用到井下带式运输机中，但其不能自行张紧。

图1-5钢绳绞车式张紧装置
5．电控自动张紧装置．电控自动张紧装置
自动张紧装置不仅能根据主动滚筒的牵引力来自动调节拉紧力，而且还能补偿皮带的伸长。

如图1-6 所示，是电控自动张紧装置的一种，此张紧装置只能保持张紧力恒定，相当于重锤式拉紧装置，不能根据及其工况随时改变张紧力。

恒定，相当于重锤式拉紧装置，不能根据及其工况随时改变张紧力。

图1-6 电控自动张紧装置
1.控制箱；
2.永久磁铁；
3.控制杆；
4.弹簧；
5.缓冲器；
6.电动机；
7.减速器；
8.链传动；
9.传动齿轮；10.滚筒；11.钢丝绳；12.拉紧滚筒及活动小车；13.皮带皮带
电动机6起动后，经过弹性连轴节带动蜗轮减速器7，再经过传动装置8（链传动）带动下面的滚筒，下面的滚筒通过传动比为1：1的齿轮9带动上面的滚筒，两个滚筒10旋转方向相反，这样通过钢绳11可以移动小车12，使皮带13存储或放出。

从而使皮带张紧或放松。

从而使皮带张紧或放松。

1.3.3 液压式自动张紧装置的设计液压式自动张紧装置的设计
液压式自动张紧装置由很多形式，其最终目的就是不仅能根据主动滚筒的牵引力来自动调节拉紧力，而且还能补偿皮带的伸长以及在输送机皮带调整时能方便操作等。

等。

本“设计”设计的液压式自动张紧装置采用了液压缸和绞车结合的方式，一定程度上满足了上述目的。

程度上满足了上述目的。

液压式自动张紧装置，与电力、气压传动相比，具有以下特点：液压式自动张紧装置，与电力、气压传动相比，具有以下特点：
（1）液压传动装置能在运行过程中进行无级调速，调速范围大；）液压传动装置能在运行过程中进行无级调速，调速范围大；
（2）在同样功率下，体积小、质量轻、惯性小、结构紧凑，能传递较大的力和转矩；转矩；
（3）工作较平稳、反应快、冲击小、可高速启动、制动和换向、换制动较简单，操作较方便、省力、易实现自动化；操作较方便、省力、易实现自动化； （4）易于实现过载保护，可以自行润滑，因此使用寿命较长；）易于实现过载保护，可以自行润滑，因此使用寿命较长；
（5）可简单地实现直线运动和回转运动，其布置也具有很大的灵活性；）可简单地实现直线运动和回转运动，其布置也具有很大的灵活性；
（6）由于其元件实现了系列化、标准化、通用化，容易设计制造和推广使用；）由于其元件实现了系列化、标准化、通用化，容易设计制造和推广使用；
（7）因功率损失等原因所产生的热量可以由流动着的油液带走，因此避免了局部温升现象；部温升现象；
1.4 本文所研究的主要内容本文所研究的主要内容
（1）主要介绍本课题的背景、意义及国内外的发展状况；）主要介绍本课题的背景、意义及国内外的发展状况；
（2）对皮带运输机张紧装置进行分析；）对皮带运输机张紧装置进行分析；
（3）在现有张紧装置的基础上，设计一种液压式自动张紧装置，并完成控制系统的设计；统的设计；
（4）完成张紧装置主要部件液压缸的设计；）完成张紧装置主要部件液压缸的设计；
（5）对系统建模仿真。

）对系统建模仿真。

第二章 皮带运输机液压张紧装置的总体结构
2.1 皮带运输机张紧装置的总体结构的确定皮带运输机张紧装置的总体结构的确定
通过对整个张紧装置的作用以及应满足的要求的分析和选择，确定装置应具有的部件如下。

部件如下。

2.1.1 执行部件的选择执行部件的选择
为了保证输送机能够正常运转，张紧装置是必不可少的装置之一。

张紧装置有四个主要作用：个主要作用：
（1）保证皮带运输机驱动滚筒分离点的足够张力，从而保证驱动装置依靠摩擦传动所必须传递的摩擦牵引力，以带动输送机正常运转。

传动所必须传递的摩擦牵引力，以带动输送机正常运转。

（2）保证承载分支最小张力点的必须张力，限制输送带在托辊之间垂度，保证皮带运输机的正常运行，不致因输送带松弛而导致打滑、跑偏等现象。

皮带运输机的正常运行，不致因输送带松弛而导致打滑、跑偏等现象。

（3）补偿塑性变形与过渡工况时输送带伸长量的变化。

由于负载变化会引起输送带发生长度变化，送带发生长度变化，蠕变现象也会造成输送带伸长，蠕变现象也会造成输送带伸长，蠕变现象也会造成输送带伸长，张紧力是变化的，张紧力是变化的，张紧力是变化的，必须经常调节必须经常调节拉紧滚筒的位置，才能保证皮带运输机的正常运行。

拉紧滚筒的位置，才能保证皮带运输机的正常运行。

（4）为输送带重新接头作必要的行程准备。

每部带式输送机都有若干个接头，可能在某一时间接头会出现问题，必须截头重做，拉紧装置为带式输送机已准备了负荷以外的输送带，这样接头故障就可以通过放松拉紧装置重新接头来解决问题。

荷以外的输送带，这样接头故障就可以通过放松拉紧装置重新接头来解决问题。

可见，拉紧装置应具有自动调节拉紧力、响应快、体积小、控制简单、等特点。

根据设计要求，液压自动拉紧装置的执行元件可选择工程液压缸结合调度绞车的形式，形式，以满足皮带机在正常工作、以满足皮带机在正常工作、以满足皮带机在正常工作、断带调整、断带调整、断带调整、重新街头以及位置转移时对拉紧装置的重新街头以及位置转移时对拉紧装置的不同要求。

不同要求。

2.1.2 控制部件的选择控制部件的选择
（1）皮带运输机在煤矿生产中大多用在井下和地上选煤厂，在井下使用时应保证其工作过程中不产生电火花，所以张紧装置应有防爆控制箱。

证其工作过程中不产生电火花，所以张紧装置应有防爆控制箱。