采矿工程开题报告

附表4

河南工程学院

本科毕业设计（论文）开题报告

课题来源：1.科(教) 研项目；2.实验；3.生产实习；4.工程实践；5.社会调查；6.其它

胶带输送机张紧装置演化历史综述

（一）胶带输送机张紧装置的发展概述

胶带运输机张紧装置的作用是:(1)保证胶带在驱动滚筒分离点具有适当的张力，以防止胶带打滑;（2)保证胶带周长上各点具有必要的张力，以防止由于胶带的悬垂度过大引起胶带运动不平稳而撒料;（3）补偿胶带的塑性伸长和过渡工况下弹性伸长的变化;（4）为胶带的重新接头提供必要的胶带长度;(5)对于综采工作面用的可伸缩式胶带输送机，可用来贮存多余的胶带[1]。

为了保证胶带输送机的正常运转、起动和制动，对张紧装置的布置要考虑以下几点：（1）张紧装置要尽可能布置在胶带张力最小处，以便减少张紧装置的结构尺寸，工作时减小胶带附加力；（2）长度在300m以上的水平运输或者坡度在5%以下的倾斜输送机，张紧装置应设在紧靠驱动滚筒的空载侧；（3）对于距离较短的胶带输送机和坡度为5%以上的上倾输送机，张紧装置应尽量布置在输送机尾部，并用尾部滚筒作为紧张滚筒；（4）不论哪一种张紧装置都必须布置或张紧滚筒绕入和绕出分支与滚筒的位移线平行，而且施加的拉紧力要通

过滚筒的中心[2]。张紧装置的行程应根据输送机的长度和轮廓来确定。以织物作衬垫的输送机的张紧行程约为机长的1.5%-2.0%，钢丝绳芯带的张紧行程约为机长的0.5%[3]。（二）张紧装置的种类张紧装置按其结构型式可以分为螺杆式、重锤式、绞车式和油气缸式等[4]。

1、螺杆式

螺杆式张紧装置可以分为刚性螺杆式及弹簧螺杆式。按螺杆的受力形式可以分为受拉和受压螺杆式。

刚性螺杆式张紧装置就是利用人力旋转螺杆进行张紧的。这类装置的特点是结构简单，外形尺寸较小。但由于输送机牵引构件在工作过程中并不是保持张力恒定，因此，必须定期进行检查和调整。在调整过程中，不能保证张力恒定，过载时不能自动调节张力。所以，它只适用于张紧行程比较短的小型胶带输送机[5]。

对于弹簧螺杆式张紧装置，由于弹簧的弹性，比刚性螺杆式张紧装置较能适应牵引构件的张力变化。对于可移式胶带输送机，推荐优先采用弹簧螺杆式张紧装置。

2、重锤式

重锤式张紧装置应用较为广泛，它能保证胶带在各种运行工况下有足够大的恒定张力，以自动补偿由于温度、弹性和磨损而引起的胶带长度的变化，并能在偶然过载时降低输送带的高峰载荷值[6]。根据输送机的配置和重锤行程的大小，张紧小车可以垂直布置，也可以水平布置。但由于结构比较庞大，需要较大的空间，所以一般把它用在井上或井下主要巷道的长距离固定式或吊挂式大型胶带输送机上。重锤可以采用金属块，也可以采用水箱[7]。输送机起动前，开动水泵，使水箱充水，增加重量。在胶带达到必要的张力后，水箱的浮子使水泵停止，输送机进入稳定的运转状态后，电磁阀动作，使水箱中水溢出，保持胶带输送机在较小的张力下完成正常的工作[8]。

3、绞车式

纹车式张紧装置按动力源的类型可以分为风动、手动、电动和液压式。

风动绞车式张紧装置由压风管路给风马达供气，驱动绞车转动，绞车产生的拉力与压风管路的风压成正比。由于绞车旋转部分具有质量，同时拉力在绞车上存在一定的损失，因而在气动马达和气泵起动与停止时，张紧力会发生一定的变化。由于风动纹车满足不了使用要求，所以，这种风动式绞车已不常用，并将有逐渐被淘汰的趋势[9]。

手动纹车式张紧装置，由于绞车动作不需要其它动力，具有结构比较简单和操作维护容易的特点，所以在国内应用比较广泛。比较常用的是蜗轮一蜗杆手动绞车式张紧装置，如SPJ-800型可伸缩式胶带输送机就采用这种形式的张紧装置[10]。

由于绞车式张紧装置的张紧行程可以很长，同时可以配合可伸缩式胶带输送机的储带仓工作，所以，可伸缩式胶带输送机应用这种张紧装置的较多，并且大多为电动纹车。

电动绞车的张紧装置，按张紧力的控制方式可以分为手动和自动控制两种。所谓手动，就是在张紧装置上安装一个用于测定胶带张力的测力器。当观测到测力器的指标超出所允许的范围时，人为地启动电动机来进行调节，直到满足要求为止。这种形式的张紧装置结构较简单，维护容易，但需要人来监护[11]。

自动控制式张紧装置是近代胶带输送机广泛应用的张紧形式。张紧装置能测出胶带的张力并能自动调节，补偿胶带的弹性变形和塑性伸长，使胶带具有比较合理的张力图。典型的自动控制式绞车张紧装置，它一般均需要安装一套传感器来实现监控。一种监控方法是通过输送带打滑的监护仪器进行监控。这种仪器是在驱动滚筒边缘线速度与胶带线速度出现差值时进行控制。说明输送机这时在滚筒上打滑[12]。

另一种方法是在张紧钢丝绳上安装张力传感器，通过钢丝绳张力来反映胶带张力，实现对张紧程度的控制。今后，这种自动控制式张紧装置的应用，特别是在大型胶带输送机上的应用会更加普遍。这类张紧装置的缺点就是结构复杂，外形尺寸比较大，造价高，对污染比较敏感[13]。

液压绞车式张紧装置，采用液压马达来驱动张紧绞车运转，具有很好的防爆性能，也容易实现对拉紧装置的自动控制，国内应首先开发应用这类张紧装置。

4. 油气缸式

按照供给缸体的动力来分，这类张紧装置可以分为风动式与液压式两种。由于风动式的运动部分质量较小，风动张紧气缸的损失要比风动绞车式小得多，因而速度变化很容易。虽然张紧力要受风压的影响，然而气缸活塞杆的拉力可以进行调节与控制，效果比风动纹车式张紧装置要好得多。对比表明，风动气缸式张紧装置比风动绞车式张紧装置可获得稳定的工作状态[14]。

液压油缸式张紧装置的液压油缸能够适应频繁的动作要求，而且体积小，不同规格的蓄能器可以使与张紧行程有关的作用力保持一条几乎恒定的、直至累进的特性曲线。与压力成正比的张紧力及其上下限都是可以调节的，并且对液压油缸的自动控制也比较容易实现[15]。

（三）、发展趋势

1、胶带输送机，特别是大型胶带输送机，应向着整机自动控制，即张紧装置和其它部分联机控制的方向发展，实现微机控制与监测。

2、为了使胶带输送机在非稳定运转状态下得到保护性的运行，其张紧装置的选型设计时，应保证驱动部、胶带和张紧装置之间的协调，起动时张紧力要恒定。

3、对于小型胶带输送机，应选用结构简单的张紧装置(如弹簧螺杆式、重锤式和液、气缸式等)。对于大型胶带输送机(如钢丝绳芯、钢丝绳牵引胶带输送机)应选用张紧力恒定的(如以水箱作为重锤或具有随动式的电动或液压式)张紧装置。

4、由于液压系统具有动作快，容易实现自动控制，所以，应研制结构比较简单实用的自动控制式液压张紧装置[16]。

参考文献

[1]原蕾,吴霞. 胶带运输机张紧装置的分析与确定[J]. 应用能源技术, 2011，30(9):5-8.

[2]王学成，张维果，刘英林. 悬臂式掘进机现状及发展浅析[J] . 煤矿机械，2010，31(08)：1-3.

[3]崔云龙. 简明建井工程手册（上、下册）[M]. 北京：煤炭工业出版社，2004.

[4]王喜胜，姜希琴，王学成. 我国悬臂式掘进机新技术的应用与发展[C]. 中国矿业大学出版社，2007.

[5]杨光，梁美健. 试论煤炭企业安全生产保障机制[M]. 矿业安全与环保，2005.

[6]徐修洋，斤新菊，柴兆华. 枣滕矿区采面顶板事故分析及防治[M]. 矿山压力与顶板管理，2001.

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[9]陈奇，汤家轩. 中国煤炭工业高产高效矿井[M]. 北京：中国矿业大学出版社，2005.

[10]林在康，王斌，谭超. 采矿CAD开发及编程技术[M]. 北京：中国矿业大学出版社，1998.

[11]Bill Red. Longwall mining in South Africa. Coal, Vol 99 No.10 Oct, 1994.

[12]Ming Zhang, Jia Jun Ren, Lei Dong, et al. Analysis of dynamic Characteristics of