8.139km长距离带式输送机设计说明书课件

8.139米长距离带式输送机

设

计

说

明

书

目录

（一）工程概况 (2)

（二）主要技术参数及总体布置 (2)

1、主要技术参数见下表。 (2)

2、总体布置 (4)

（三）设计计算方法及步骤 (4)

1、初步设计计算 (4)

2、计算机动态分析计算 (4)

（四）输送机部件配置 (5)

1、驱动装置 (5)

2、滚筒 (5)

3、托辊 (6)

4、拉紧装置 (6)

5、清扫装置 (7)

6、保护装置 (8)

（五）输送机的启动控制 (8)

（六）输送机的制动停机控制 (9)

（七）输送机的防偏措施 (9)

豫龙水泥厂8.139km带式输送机是目前国内设计、制造、安装调试的单机最长的带式输送机之一。本文简要介绍了该机的主要技术参数、设计计算方法、动态分析、主要部件配置以及启、制动控制方法等内容。

（一）工程概况

本机位于河南驻马店市确山县南东石灰石矿山区，单机长度为8.139km，是目前国内设计、制造、安装调试单机最长的带式输送机。该机除尾部内地段为室内外均为敞开式廊道，胶带机上设遮阳防雨罩。环境温度-17.4℃~41.9℃。地形较复杂，沿线有二十几个高坡点。采用尾部落料,将破碎机破碎后的石灰石输送到厂区。带宽1200mm, 带速3.5m/s，总落差28m，运量1600t/h。

该机是采用ISO设计方法进行设计计算，并用动态分析软件对各种工况进行精确的分析和计算，并以此结果作为总体布置，受力分析、结构设计、零部件选型的依据，保证了设计的可靠性和先进性。

（二）主要技术参数及总体布置

1、主要技术参数见下表。

2、总体布置

总体布置见图1，根据胶带机工艺线路布置要求及经济实用性要求，采用头部三驱动和中部转载双驱动方式驱动，可大幅度减少胶带机最大张力(较头尾驱动型式减小25%)，降低设备总投资；由于胶带机拉紧行程及拉紧力大，采用了液压绞车自动张紧装置，布置在胶带机头部低张力处，自动调整胶带机各种运行工况所需要的胶带张力；为实现长距离胶带机紧急停机，避免意外撕裂过长胶带、叠带事故及其它安全事故，在胶带机尾部设盘式液压制动装置，因该胶带机中部区域无大的坡度起伏，经动态验算分析中部无须设制动装置。

（三）设计计算方法及步骤

1、初步设计计算

由于动态分析计算需要输入带式输送机的总体布置和相关技术参数，因此，初步设计时首先采用ISO5048国际标准进行计算，包括各种运行阻力，驱动功率和沿线各点张力的计算，并以此计算结果为依据进行总体方案布置和部件选型。

2、计算机动态分析计算

国际标准的计算方法采用的是将输送带看成刚体对输送机的启制动过程进行动力学分析，实践证明，这种分析方法用于长达8km多的带式输送机，其计算结果与实际情况相差较大，满足不了对设计的经济性和可靠性的要求，故需采用动态分析进行设计计算。所谓输送机的动态分析就是将输送带按粘弹性体的力学性质，综合计入驱动装置的启制动特性、各运动体的质量分布、线路各区段的坡度变化、各种运行阻力、输送带的初始张力、输送带的挠度变化、拉紧装置的型式位置及张紧力等因素的作用，建立输送带粘弹性力学模型，求得输送带在启动和制动过程中，输送带上的不同点随时间的推移所发生的速度、加速度和张力的变化；预报按传统的静态设计方法设计的输送机可能出现的动态危险和不安全之处，对该设计提出改进和调整措施，确定优化的设计和控制参数。

我公司委托东北大学自动化学院对该输送机进行了动态分析，计算并验证其计算结果的精确性和可靠性，又委托澳大利亚ACE大陆公司进行了验算，两者计算结果差距不大；且重点计算了以下四种工况条件下的稳态运行及启动、停机过程的状况。

1）全程空载工况2）全程满载工况3）水平及上坡段满载，其它段空载工况4）下运段满载，其它段空载工况

（四）输送机部件配置

1、驱动装置

长距离带式输送机设计的关键环节之一是选择合理的驱动系统，保证输送机的启制动过程平稳、可控，消除或减小动态应力。对于该胶带机，单机长度达8Km之多，应采用具有可控启制动功能的驱动装置，控制输送机按理想的启制动曲线（如S型见图2）启动和制动，以减小输送带及承载部件的动态载荷。在综合考虑设备投资的经济性和技术可靠性，我们选择了美国道奇公司的CST可控起制动作本机的驱动系统。CST可控启制动由一台行星减速器和一套低速轴调速系统及热交换系统组成，其工作原理：操作者可根据需要，通过控制器设置所需要的加速度曲线和起动时间；在收到起动信号后，电机空载起动，达到额定速度后，液压系统开始增加离合器反应系统的压力；当反应盘相互作用时，其输出力矩将与液压系统的压力成正比；设在输出轴上的速度传感器，检测出转速并反馈给控制系统，该速度信号将与控制系统设定加速度曲线比较，其差值将用于调整反应盘压力，从而确保稳定的加速度斜率；在起动过程中，离合器滑差所产生的热量将由流经反应盘的冷却液带走并经热交换系统散热。CST可控启制动装置是长距离且线路较复杂的带式输送机的理想驱动装置，具有设定启制动速度曲线自动跟踪功能、过载保护功能、多机平衡功能和低速验带功能，启动系数可以控制在1.05~1.1之间、启制动加减速度可以控制在

0~0.05m/S2之间、控制精度为2% 。

2、滚筒

传动滚筒满足许用扭矩、许用合力要求，直径选用同时也须满足胶带工作张力限制。控制胶带覆盖胶变形量在6%内[D≥35K（d/2+δ2）]条件下选用。改向滚筒选用满足许用合力及包角条件下选用其型号。ST2500以上输送带采用传动滚筒直径φ1250mm。所有传动滚筒筒体均采用铸焊结构，轮毂与轮轴之间采用涨套联接；改向滚筒根据负载情况，筒体采用铸焊结构（合张力≥200kw）和全焊结构，焊后整体退火，消除內应力，轮毂与轮轴分别采用涨套和键联接，滚筒周向和纵向焊缝无损伤，轮毂的铸造质量经磁粉或超声波检验，滚筒组装后作静平衡试验达到

G40级；滚筒轴均为锻件，其许用扭矩及许用合力均满足设计要求。

3、托辊

根据托辊辊子静、动载荷及寿命计算，托辊直径选用φ133m,轴承选用4G306；为减小托辊前倾阻力，降低总的运行阻力，仅配置25%的前倾托辊；每10组槽形托辊中设一组全自动调心托辊，每6组下托辊中设一组全自动下调心托辊，防止胶带运行时跑偏。

对于长距离胶带机，其主要阻力由托辊旋转阻力和输送带运行阻力组成。通过计算表明，两项约占80%，因此提高托辊辊子的质量尤为重要。托辊辊子采用高性能的大滚珠、大游隙专用轴承（KA 系列）及高精度的密封圈，密封结构为非接触式迷宫密封结构，辊皮采用托辊专用有缝焊管，其园度和壁差均严格符合ISO国际标准，辊辊体与轴承座采用CO2气体保护焊，这有效地保证了托辊的性能，降低了托辊旋转阻力。

4、拉紧装置

本机采用先进的CST可控软起动技术，并控制起、制动过程的加速度α≤0.05m/s2，故本胶带机采用结构简单，使用安全可靠，维修方便的液压绞车自动拉紧装置（中国矿业大学优质产品），它由液压拉紧装置、液压站、蓄能器、电控箱、拉紧滚筒及托带装置等组成。液压绞车自动拉紧行程是可变的，可随着力的变化而自动补偿输送带的伸长量；起动拉紧力和正常运行拉紧力可根据输送机张力的需要进行调节，完全可以实现起动拉紧力为正常运行时拉紧力的1.1~1.5倍，一旦调定后，拉紧站即按预定程序自动工作，保证胶带在理想状况下运行；动态响应快，输送机起动时，胶带松边突然松驰伸长，拉紧站能立刻收缩油缸，以及时补偿胶带伸长，使紧边冲击力减少，从而使启动平稳可靠；具有断带保护功能，并能实现自动增补拉紧力的保护功能。

根据本胶带机的地形特点及空间要求，满足胶带的拉紧行程，从而简化了结构。支架上设重轨作为滑轨，拉紧车及托带装置在滑轨上移动，通过拉紧滚筒，从而实现了胶带的张紧（见图3）。