摘 要
该课题是结合实际工程问题而制订出的一个题目，其目的是设计一套能够在给定场合下安全可靠运行的带式输送机系统。
本文是对通用设备（DT Ⅱ系列通用固定带式输送机）的选型计算，需要通过计算选择各组成部件。最后组合成使用于具体条件下的带式输送机。
本文设计的带式输送机为下坡运输，因此要分满载运行状态和空载运行状态两种不同工况进行分析。然后比较不同工况下所需的牵引力和电机功率，并按照最困难的工况选取出带式输送机的各部件来组成符合实际工程要求的输送机系统。
本文通过对输送机各部件的选型计算和某些重要部件的设计以使整个系统能够在给定场合下安全可靠的完成预期的任务。
关键词 带式输送机 ；盘式制动器；PLC
目 录
1绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
1.1 带式输送机的发展及现状„„„„„„„„„„„„„„„1 1.2 带式输送机的发展趋势„„„„„„„„„„„„„„„„9 1.3带式输送机常见问题及解决方 „„„„„„„„„„„„„10
2 下运带式输送机的静力学设计 „„„„„„„„„„„„„13
2.1 输送带选择计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„13 2.2 托辊的选择计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„15 2.3 基本参数计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18 2.4 计算牵引力及电机功率„„„„„„„„„„„„„„„„23 2.5 滚筒的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„25 2.6 减速器的选型„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„26 2.7 制动力矩的计算及制动器的选择„„„„„„„„„„„„28 2.8 联轴器的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„29 2.9 拉紧力及拉紧行程的计算及拉紧装置的选择 „„„„„„29 2.10 软起动的选择 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„32
3 带式输送机的动力学特性研究 „„„„„„„„„„„„„35
3.1起动性能的分析 „„„„„„„„„„„„„„„„„„35 4 带式输送机电控装置 „„„„„„„„„„„„„„„„38
4.1电气控制操作系统开发设计技术要求 „„„„„„„„„38
5 结论 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„41 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„42 致谢 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„43
1 绪论
带式输送机是最重要的现代散状物料输送设备，它广泛的应用电力、粮食、冶金、化工、煤炭、矿山、港口、建材等领域。近年来，带式输送机因为它所拥有的输送料类广泛、 输送能力范围宽、输送路线的适应性强以及灵活的装卸料和可靠性强费用低的特点，已经成为煤矿井下散料运输的主要装备，在社会经济结构中扮演越来越重要的角色。煤矿井下用带式输送机向大功率、大运量、长距离方向发展的同时, 如何实现软启动与自动张紧, 逐渐向智能化、自动化、人性化方向发展, 是目前煤矿井下带式输送机的发展方向。因此我们开拓思维、努力创新并结合自己原有的知识和现有的资料对其进行创新完善。在此过程中检验自己的创新能力使其应用的范围更加广泛
1.1 带式输送机的发展及现状
现代所指的胶带输送机主要指采用托辊支承，也就是普通意义上的胶带输送机。普通胶带输送机的输送带为橡胶带，输送带绕过两端的传动滚筒，并在整个长度上支承在许多托辊上。其中，输送带上面的分支为有载分支；而橡胶带下面的分支为无载分支。输送带既是胶带输送机的牵引件，又是承载货物的承载机构。工作时，由电动机通过减速器驱动传动滚筒，依靠传动滚筒与输送带之间的摩擦力，使输送带连续运动，被运物品靠它与输送带之间的摩擦力，随输送带运动到卸载地点卸载。普通胶带输送机根据工作位置是否固定不变，可分为固定式胶带输送机和移动式胶带输送机；根据驱动电机和可否正反转，可分为正转胶带运输机和可逆式输送机；另外也可以做成机架伸缩以改变输送距离的可伸缩胶带输送机等。
带式输送机的组成如图1.1所示，主要有输送带、驱动装置（电动机、减速机、软启动装置、制动装置、联轴器）、传动滚筒、改向滚筒、托辊组、拉紧装置、卸料器、机架、漏斗、导料槽、安全保护装置以及电气控制系统等组成。
图1.1 带式输送机组成示意图
的胶带在滑槽内滑动, 由于当时条件下摩擦系数与胶带的耐磨性没有办法解决, 所以得不到应用与推广。在采用托辊支承以后, 摩擦系数显著减少, 胶带输送机得到了广泛应用。但是托辊的数量以及托辊的维护成为制约胶带输送机发展的最大障碍, 特别在高速运输场合, 其缺点更加明显。20世纪70、80年代出现了非接触式胶带输送机采用气垫、磁垫、液垫的形式, 使胶带与支承件不直接接触, 该种机型大大节省了金属材料, 降低了生产成本, 更适合高速、大运量场合。
带式输送机按承载断面可以分为平形、槽形、双槽形（压带式）、波纹挡边斗式波纹挡边袋式、吊挂式圆管形、固定式和移动式圆管形等8大类；按驱动方式分，带式输送机又可分为三大类：有辊式（输送带全由托辊支撑运转）、无辊式（输送带靠气垫、磁垫、水垫支撑运转）、直线驱动方式（将电动机驱动变为直线电动机驱动方式）。 带式输送机与其他散状物料输送机以及汽车、铁路运输相比，有以下优点：
1) 结构简单。带式输送机的结构由传动滚筒、改向滚筒、托辊或无辊式部件、驱动装置、输送带等几大件组成，仅有十多种部件，能进行标准化生
产，并可按需要进行组合装配，结构十分简单。
2) 输送物料范围广。带式输送机的输送带具有抗磨、耐酸碱、耐油、阻燃等各种性能，并耐高低温，可按需求进行制造，因而能输送各种散料、块料、化学品、生熟料和混凝土
3) 输送量大。运量可从每小时几公斤到几千吨，而且是连续不间断运送，这是火车、汽车运输望尘莫及的。
4) 运距长。单机长度可达十几公里一条，在国外已十分普及，中间无需任何转载点。德国单机60公里一条已经出现。越野的带式输送机常使用中间摩擦驱动方式，使输送长度不受输送带强度的限制。
5) 对线路适应性强。现代的带式运输机在越野敷设时，已从槽形发展到圆管形，他可以在水平及垂直面上打弯，打破了槽形带式输送机不能转弯的限制，因而能依山靠水，沿地形而走，可节省大量修隧道、桥梁的基础建设。
6) 装卸料十分方便。带式输送机可根据工艺流程的需要，可在任何点上进行装、卸料。圆管式带式输送机也是如此。还可以在回程段上装、卸料，进行反向运输。
7) 可靠性高。由于结构简单，运动不见自重轻，只要输送带不被撕破，寿命可长达十年之久，而金属结构部件，只要防锈好，几十年也不坏。
8）营运费低廉。带式输送机的磨损件仅为托滚和滚筒，输送带寿命长，自动化程度高，使用人员很少，平均没公里不到一人，消耗的汽油和电力也很少。
9）基础建设投资低。火车、汽车输送的坡度都很小，因而延长不大，修建的路基长。而带式输送机一般可在20度以上，如果用圆管式90度都能上去，又能水平转弯，大大节省了基础建设投资。另外，通过合理设计也可以大量节约基建投资。现在国外带式输送机每公里成本费为100万～300万美元，国内为人民币500万元，其中输送带占整机成本的30%～35%。随着化学工业的发展，输送带成本将进一步下降。
10）能耗低，效率高。由于运动部件自重轻，无效运量少，在所有连续式和非连续式运输中，带式输送机能耗最低，效率最高。
11）维修费用少。带式输送机运动部件仅是滚筒和托辊，输送带又十分耐磨。相比之下，火车、汽车磨损部件要多得多，并且更换磨损件也比较频繁，经济效益差。
12）应用领域广泛。市场巨大。根据调查，我国现有带式输送机约200万台，其中，锅炉上煤约40万台；煤矿约120万台；火力发电厂167座，每厂约3KM ，折合1万台；建材厂和水泥厂6千个，平均每厂50台，共计
30万台；港口码头约1万，不包括卸船机和散货装船机等。
综上所述，带式输送机的优越性已十分明显，它是国民经济中不可缺少的关键设备。加之国际互联网络化的实现，又大大缩短了带式输送机的设计、开发、制造、销售的周期，使它更加具有竞争力。 带式输送机的经济效益比较如下列表所示：
表1.1 中国铁路、公路和带式输送机运输的经济性比较表 。
注：《燃化通讯》，1987年。
注：《燃化通讯》，1987年。
注：《燃化通讯》，1987年。
表1.5 中国山西铝厂龙门山石灰石矿带式输送机与电机车、卡车运输方案
注：《连续输运技术》，1987年第三期。
随着国民经济的飞速发展, 矿山、建材、化工、港口、粮食、电力、煤
炭等部门对散状物料的输送提出了新的要求, 要求带式输送机以长距离(指单机输送长度, 国外最长达15000m, 国内最长达8984m) 、大运量(高带速和大带宽) 和大倾角输送物料, 同时提出无公害环保输送散体物料的要求。因此, 带式输送机已不只是厂内及车间与车间之间的输送设备, 而成为可以与汽车运输相竞争的输送设备。无论国外还是国内的建材及矿山行业, 在这两种运输方案的对比选择后, 最终还是较多地选择以长距离、大运量的带式输送机代替汽车运输的方案。其原因是采用汽车运输不仅要修建公路, 购买汽车一次性投资大, 而且日常的公路和汽车维修费用也很高; 带式输送机输送散状物料是连续的物料流, 生产效率高。
目前, 国外最大带速已达12m/s，国内的最大带速达5.18m/s,最大输送量8400t/h。当然, 增加输送带的宽度也可以提高输送量(国外采用的最大带宽是3300mm), 但增加带宽使整机所有相关尺寸增大, 增加了设备的总投资。特别是输送带的成本要占整机成本的30～50%,而且距离越长, 运量越大, 占的比例就越大。同时, 大带宽需要相应的硫化设备用于输送带和输送带接头的硫化。因此我国目前所采用的最大带宽为2200～2400mm 。今后的发展趋势是提高带速以提高输送量。当然, 提高带速受到托辊转速(主要是轴承转速) 的限制, 国外生产的轴承转速可达1000rmin 。而国内设计规范中规定不大于600r/min。如何生产出与托辊配套的高质量轴承也是轴承行业需要深入探讨的课题。
近年来, 增加带式输送机的运输长度成为减少输送散状物料费用的有效手段, 增加运输长度不但减少了带式输送机成本, 而且改进了输送机性能。设计出性能更可靠、寿命更长、使用期投资更低的高强度长距离带式输送机一直是输送机技术中的一项革新方向。通过引进国外先进国家的带式输送机整套设备及技术, 以及国内广大科研技术人员的共同努力, 可以说国内设计和制造长距离、大运量带式输送机的水平已经可以满足国内市场的需求, 但是一些关键技术尚需引起重视并加以深入研究和开发。长距离带式输送机的驱动系统作为整机的枢纽, 必须有效地控制好整条输送机, 最大可能地保证输送机的最佳输送性能, 且尽量减少对输送机各部件的负荷, 尤其是机电部件的负荷和动力。同时, 长距离带式输送机需要消耗大量的电能, 实验表明, 用在带式输送机上的电能70%被用于克服滞动力, 这就使得长距离带式输送机的胶带张力控制和带动力都是极为重要的。因此, 在提高输送机所用胶带性能的同时, 长距离带式输送机的驱动系统必须能够满足各种综合动力的技术要求, 以适应输送各种物料的需要。 （1）驱动系统的技术要求 A. 输送机控制性能
长距离带式输送机的驱动系统必须从加(减) 速度、过载、负荷分配、输送带张力控制等方面有效地对输送机进行全程控制。
加(减) 速度控制：在小于最大设计载荷的任何载荷情况下, 驱动系统都必须前后均匀地给输送带加(减) 速, 且加速段要长, 以防止物料滑落、胶带在滚筒上打滑和过度张紧运动。
过载控制：驱动系统应能防止输入功率和扭矩越过安全设施进入输送机, 以免产生故障。同时, 还应具备随时排除输送机阻卡现象的功能。
负荷分配：多机驱动情况下, 载荷应根据设计规范合理地分配给各驱动
装置, 避免因导致个别或多个驱动装置过载而影响输送机各部件运行质量, 造成不必要的运行故障。
输送带张力控制：输送带的正确张力是保证输送机安全可靠运行的首要条件之一。但带式输送机起止瞬间形成的带张力会给输送机的运行和控制带来很大的不利影响, 严重的破坏性张力波可能会使长距离带式输送机迅速减速乃至停机。因此, 驱动装置必须按要求控制住进入输送机的输送功率, 使输送带随时保持良好的张力。 B. 输送机驱动性能
驱动系统是输送机的关键设备, 它的各部件都应具备最佳的可靠性, 都必须严格按照标准和规范精心设计和制造。在使用期间, 要配备良好的监控设备, 随时了解掌握输送机运行情况, 避免突然事故和阻卡现象给输送机造成的损失, 减少维修和停机次数, 提高长距离带式输送机的使用效率。 C. 最小电应力
对长距离带式输送机来说, 如果所有电机同时启动, 电源系统中的电压负荷急剧增大, 导致电压下降, 使电机启动时间延长乃至困难, 对电机产生应力, 因此, 当在最小电压时, 驱动系统也必须能使主要电机及时启动。同时, 电机每次启动时产生的极大电流会使电机温度增高, 而电机启动所需时间越长, 电流持续时间越长, 温度也越高, 电机的热化损坏也越快, 从而使绝缘体的耐热性能下降, 并最终在绝缘体内进行化学物质的变化, 使绝缘体完全失去功能, 最后毁坏电机。因此, 要尽量以最小电应力进入电机, 且启动次数尽可能减少, 启动时间尽可能缩短, 使电机有良好的使用环境。 D. 最小机械应力
由于驱动系统的载荷分配不均, 特别是急速启动情况下, 包括不可控制的启动情况, 以及不能逆止输送机的情况直接影响输送机的主要驱动装置及其他部件上的应力。针对产生的原因, 必须对长运距带式输送机的驱动系统进行恰当的设计, 在恰当分配各驱动装置载荷的情况下, 设立适长的启动斜面并采用S 型启动斜面以减少输送带应力。同时实行软启动以对输入功率和扭矩进行最大程度的限制, 提高输送机的安全性, 而减少对输送带的要求因素, 这样就有效地降低输送机的成本。
胶带要正常运行必须是封闭环路, 将一个以上的胶带端部连接起来才能形成无极胶带同路, 而接头强度只能达到该胶带强度的70%～90%。因此, 钢芯胶带的最薄弱处就是它的接头, 所以如何确定接头的最佳连接方法就成为提高胶带实际强度的关建。对胶带的安全性, 现主要基于四项不同的设计规范, 即运行张力、起动张力、胶带延伸性和寿命的递减、接头动态效能的
损失。对运行张力虽通常按最高张力条件确定, 但由于造成接头疲劳的额定运行张力约占最高设计张力的80%,故很难达到；起动张力是一种不常出现的周期性条件, 可根据停机和启动的频率来确定是否应视为持续起作用的疲劳因素；对胶带延伸应力和性能退化应该视为一种持续负到运行数值中, 由于利用新技术, 胶带接头间的动态强度达到了一个新水平, 现在钢绳的耐用性倒成了限制接头高效能的因素, 橡胶性能的改进使无沦何种强度的胶带均能获得效果良好的高效能接头。
(2） 长距离带式输送机合理的驱动装置 A. 驱动方式的确定
从输送带强度对功率的影响, 考虑降低初期投资及提高输送机运行的可靠性, 长运距带式输送机的驱动宜采用中间驱动的方式, 其最大优点是可有效降低输送带的张力, 使输送机的输送长度理论上不受输送带张力的影响而无限延长，同时, 采用中间驱动还可以使巨大的总功率分解成多个较小的单元驱动功率, 便于实现输送机主要驱动原部件的标准化、系列化和通用化。中间驱动有两种形式, 即卸载式中间驱动和摩擦式中间驱动, 由经济性和操作性比较优劣, 建议采用卸载式中间驱动方式。驱动装置由电动机、减速器、液力凋速装置、制动器等元部件组成, 为使电动机、减速器、调速型液力偶合器等的连接基本处于水平, 可以考虑该连接与底座采用浮动支撑的连接形式, 达到对中性好、调整容易、拆装方便的效果。 B. 电机功率合理分配
设计中可采用带有调速型液力偶合器的驱动装置有效地解决多机驱动中的电机负载不平衡问题。
1.2 带式输送机的发展趋势
1) 设备大型化、提高运输能力
为了适应高产高效集约化生产的需要，带式输送机的输送能力要加大。长距离、高带速、大运量、大功率是今后发展的必然趋势，也是高产高效矿井运输技术的发展方向。在今后的10a 内输送量要提高到3000～4000 t/h，还速提高至4～6m/s，输送长度对于可伸缩带式输送机要达到3000m 。对于钢绳芯强力带式输送机需加长至5000m 以上，单机驱动功率要求达到1000～1500 kW ，输送带抗拉强度达到6000 N/mm（钢绳芯）和2500 N/mm（钢绳芯）。尤其是煤矿井下顺槽可伸缩输送技术的发展，随着高产高效工作面的出现及煤炭科技的不断发展，原有的可伸缩带式输送机，无论是主参数，还是运性
能都难以适应高产高效工作面的要求，煤矿现场急需主参数更大、技术更先进、性能更可靠的长距离、大运量、大功率顺槽可伸缩带式输送机，以提高我国带式输送机技术的设计水平，填补国内空白，接近并赶上国际先进工业国的技术水平。其包含7个方面的关键技术：⑴带式输送机动态分析与监控技术；⑵软起动与功率平衡技术；⑶中间驱动技术；⑷自动张紧技术；⑸新型高寿命高速托辊技术；⑹快速自移机尾技术；⑺高效储带技术。 2) 提高元部件性能和可靠性
设备开机率的高与低主要取决于元部件的性能和可靠性。除了进一步完善和提高现有元部件的性能和可靠性，还要不断地开发研究新的技术和元部件，如高性能可控软起动技术、动态分析与监控技术、高效贮带装置、快速自移机尾、高速托辊等，使带式输送机的性能得到进一步的提高。 3 )扩大功能，一机多用化
拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用，使其发挥最大的经济效益。开发特殊型带式输送机，如弯曲带式输送机、大倾角或垂直提升输送机等。
1.3 带式输送机常见问题及解决方法
1) ．带式输送机的发展状况及常见问题和决方法
长距离、大运量、较大倾角的下运带式输送机的使用，可较大幅度地减少开采区的巷道工程量，降低基建费用和缩短施工周期，发电运行时还可向电网输电，具有较大的经济效益，是一种极具发展前途的节能设备。但由于带速高，移动部分和转动部分的惯性很大，其下滑的惯性力矩也很大，生产中经常出现打滑、滚料、飞车等事故，因此制动是关键问题。目前国内外煤
矿常用的制动方式有液力制动装置、液压制动装置和盘式制动装置等3种。带液力制动系统的下运机是国家“六五”重点科技攻关项目，主要是通过在输送机的驱动装置中安装液力制动系统，分2步实现制动，即先由该系统将输送机运行速度减慢(加速度保持在0.1～0.3 m/s2的范围内) ，降至额定速度的1／3，然后由机械抱闸最终制动，当井下发生突然停电事故时，仍可实现二级制动。目前能够达到的主参数为：倾角β=-25゜, 运量Q=1 500 t/h，
带速V=3.15 m/s，运距L=2000m。 2 ) 输送带的打滑及解决办法
输送带在运行中，打滑的原因是多方面的，常见的原因及解决办法有： A. 初张力太小。输送带离开滚筒处的张力不够造成输送带打滑。这种情况一般发生在启动时，解决的办法是调整拉紧装置，加大初张力。
B. 传动滚筒与输送带之间的摩擦力不够造成打滑。其不要原因多半是输送 带上有水或环境潮湿。解决办法是在滚筒上加些松香末。但要注意不要用手投加，而应用鼓风设备吹入，以免发生人身事故。
C. 尾部滚筒轴承损修和更换已经损坏或转动不灵活的部件，使阻力增大造成打滑。 坏不转或上下托辊轴承损坏不转的太多。造成损坏的原因是机尾浮沉太多，没有及时检
D. 启动速度太快也能形成打滑。此时可慢速启动。如使用鼠笼电机，可点动两次后再启动，也能有效克服打滑现象。
D. 输送带的负荷过大，超过电机能力也会打滑。此时打滑有利的一面是对电机起到了保护作用。否则时间长了电机将被烧毁。但对于运行来说则是打滑事故。 克服输送带打滑现象，首先要找到打滑原因，方可采取有效解决措施。
3) 输送带的跑偏及其处理
带式输送机运行时输送带跑偏是最常见的故障之一。跑偏的原因有多种，其主要原因是安装精度低和日常的维护保养差。
安装过程中，头尾滚筒、中间托辊之间尽量在同一中心线上，并且相互平行，以确保输送带不偏或少偏。另外，带子接头要正确，两侧周长应相同。 在使用过程中，如果出现跑偏，则要作以下检查以确定原因，进行进行调整。
输送带跑偏时常检查的部位和处理方法有：
A. 检查托辊横向中心线与带式输送机纵向中心线的不重合度。如果不重合度值超过3mm ，则应利用托辊组两侧的长形安装孔对其进行调整。具体方法是输送带偏向哪一侧，托辊组的哪一侧向输送带前进的方向前移，或另外一侧后移。
B. 检查头、尾机架安装轴承座的两个平面的偏差值。若两平面的偏差大于1mm ，则应对两平面调整在同一平面内。头部滚筒的调整方法是：若输送带向滚筒的右侧跑偏，则滚筒右侧的轴承座应当向前移动或左侧轴承座后移；若输送带向滚筒的左侧跑偏，则滚筒左侧的轴承座应当向前移动或右侧轴承座后移。尾部滚筒的调整方法与头部滚筒刚好相反。
C. 检查物料在输送带上的位置。 物料在输送带横断面上不居中，将导致输送带跑偏。如果物料偏到右侧，则皮带向左侧跑偏，反之亦然。在使用时应尽可能的让物料居中。为减少或避免此类输送带跑偏可增加挡料板，改变物料的方向和位置。
在给定条件下，带式输送机选型设计计算合理与否关系到能否高效、安
全、可靠地完成生产任务。一般说来，带式输送机的选型设计有两种方法：一种是成套供应的设备（或已有设备）的计算，对于这一类运输机的设计计算无需进行参数和部件的选择，一般只需核算生产能力、电动机功率和输送带强度等是否满足有关规定的要求；另一种是对通用设备（如TD75、DT Ⅱ系列通用固定带式输送机和DX 系列钢丝绳芯带时输送机等）的选型计算，需要通过计算选择各组成部件（如：输送带、滚筒、托辊、驱动装置„„），最后组合成使用于具体条件下的带式输送机。该设计主要进行的是后一种设计。带式输送机的设计程序大体分两步，第一步是初步设计，主要是通过理论上的计算选出合适的输送机部件，或者完成对已选部件的验算；第二步是施工设计，主要完成对已选部件的安装布置图纸设计工作。
由于该种皮带输送机既有上坡运输又有下坡运输，最困难得工况就不一定时在满载时，因此要分不同工况进行分析。第一种工况是满载运行状态，输送带各段都满载的运行状态。大多数情况下，此状态为输送机系统最困难的工况，所以必须对正常运行工况进行设计计算，以确定各主要点输送带张力、电机功率、张紧力的结论；；第二种工况是最大电动状态，如果忽略此工况，有可能出现电机堵转，闷车而烧坏，而且这种工况也随起动和停车过程的出现而不断出现。对于本输送机系统的最大电动状态是在线路空载的情况出现。。比较这前两种工况下所需的牵引力和电机功率，按照最困难的工况进行各部件的选取。
2 下运带式输送机的静力学设计
2.1输送带选择计算
1. 带速的确定
输送带运行速度是输送机设计计算的重要参数，在输送量一定时，适当提高带速，可减少带宽。目前带式输送机推荐的带速为1.25～4m/s，参考表1，取V=2.5m/s。
2. 带宽的确定 1）按输送能力确定带宽
B 1=
Q
式（2.1） Kv γC
查《设计选用手册》可知ρ=30︒，K=458，C=0.99，则代入公式（2.1）
B 1=0.939m
2）按输送物料的块度确定带宽B 2
B 2≥2a max +200=800mm
1000B 由于B =max {1, B 2}， 则取B=1000m
3. 输送带种类的选择
我国目前生产的输送带有以下几种：尼龙分层输送带、塑料输送带、整
体带芯阻燃带、钢丝绳芯带等。
在输送带类型确定上应考虑如下因素：
1） 为延长输送带使用寿命，减小物料磨损，尽量选用橡胶贴面，其次
为橡塑贴面和塑料贴面的输送带；
2） 在煤矿生产中，同等条件下优先选择整体阻燃带和钢丝绳芯带； 3） 在大倾角输送中，为了改善成槽性，高强输送带采用钢丝绳芯带较
为理想；
4） 覆盖胶的厚度主要取决于被运物料的种类和特性，给料冲击的大
小、带速与机长，输送原煤之类的矿石，为防止撕裂，可以加防撕网。
5） 根据机长和带强来具体确定带型，长距离一般采用钢丝绳芯带，高
强度也一般采用钢丝绳芯带等。
查《DT Ⅱ设计选用手册》表17（见附录二）选用钢丝绳芯输送带ST630, 参数如下：
图2.1 下运带式输送机结构简图
2.2 托辊的选择计算
托辊组是用于支承输送带及输送带上承载的物料，保证带稳定运行的装
置，托辊组的形式的选择可根据托辊在不同部位的情况选择。本机上所有的
托辊种类如下：
a) ．槽形托辊：用于承载分支输送散状物料，采用35°槽形托辊。 b) ．平行托辊：用于回程分支支撑输送带。
c) ．缓冲托辊：安装在受料段下方，减小输送带所受的冲击，延长带的使用寿命。
d) ．调心托辊：设置用于调整输送带跑偏。
e) ．过渡托辊：安装在滚筒与第一组托辊之间，可使输送带逐步或成槽由槽形展平，以降低输送带边缘因成槽延伸而产生的附加应力，同时也防止输送带展平时出现撒料现象。
1. 托辊直径和长度的确定
托辊长度的选择可以直接通过输送带的宽度、托辊组中的托辊数和托辊间的连接和布置方式确定。托辊的直径和托辊轴的直径以及轴承可根据托辊所受的载荷情况选择。托辊直径的大小直接影响托辊的使用寿命，直径越大寿命越大，对带的承托效果也越好。托辊的直径根据表2.6并结合实际使用情况确定。
托辊阻力系数托辊轴承目前均采用滚动轴承，迷宫式密封，由于旋转部件不与密封直接接触，所以运行阻力小。 查《DT Ⅱ设计选用手册》可选
上托辊直径为φ133，下托辊直径为φ133。
2. 托辊间距的确定
托辊间距应满足两个条件：即辊子轴承的承载能力及输送带的下垂度。承载托辊间距可根据表2.7查得，下托辊间距一般取2倍的上托辊间距。受料处托辊间距视物料容重和块度而定，一般取为上托辊间距的1/2～1/3。生产经验证明，在确定加料段下面的托辊间距时，应力求使物料负荷的主要部分位于两个托辊之间的输送带上。头部滚筒到第一组槽形托辊的间距可取为上托辊间距的1～1.3倍，尾部滚筒到第一组托辊间距不小于上托辊间距。 由上述及表2.5，2.6，2.7可选托辊如下：
上托辊选用三辊式30°槽形托辊，托辊直径为φ133； 下托辊选用单辊式平形托辊，托辊直径为φ133；
'由表可查得托辊间距：l ' l ' G '=22kg G ''=17kg ； t =1. 2m t =3m
托辊轴承采用滚动轴承迷宫式密封ω'=0. 03 ω''=0.025；
3. 过渡段托辊组的布置
在输送机的头尾部，输送带由平形变成槽形或者由槽形变成平形的段叫过渡段。在过渡段，输送带的倾角由零逐渐过渡到最大槽角。如果过渡段托辊组的布置不合理，将直接影响输送带的强度和寿命；尤其在高张力区，影
响更为
严重，所以必须重视高张力区托辊组的过渡布置，达到设计的合理化。过渡段的布置如图2.2所示。
2.3 基本参数计算
1. 输送带线质量
对于输送带线质量可以通过查表和计算两种方法求得。在这里由于是通用型设备的设计，所以可以通过《DT Ⅱ设计选用手册》表查得
q d =19kg ⨯1m =18kg/m 2. 物料线质量
输送带上物料的线质量
Q 900q = ==100kg/m
3.6v 3. 6⨯2. 53. 托辊转动部分线质量
q 't =q 't ' =
G '22==18.3kg/m l 't 1.2
G ''17==5.7kg /m ''l t 3
4. 线路阻力计算
线路阻力（输送带运行阻力）包括直线阻力和弯曲段阻力。弯曲段阻力一般考虑阻力系数K(K=1.03～1.07) 。述基本阻力外，还受附加阻力，包括物料在装载点加速时与输送带之间的摩擦阻力简称物料加速阻力；装料点的导料槽摩擦阻力；清扫装置的摩擦阻力；中间卸料装置的阻力等。下面分别予以计算
1） 直线阻力计算：
承载段和空载段直线阻力的计算公式分别如下： W k =gL [(q t ''+q d ) ⋅ω''⋅cos β-q d sin β] 式（2.7）
W z =gL [(q +q t ''+q d ) ⋅ω'⋅cos β+(q +q d )sin β] 式（2.8） 将各段上的参数分别代入公式（2.7），（2.8）
W 5-6=ω''（q d +q 't '）gl 2cos3.7︒+q d gl 2sin3.7︒
=0. 025⨯(18+5. 7) ⨯9. 8⨯840⨯cos 3. 7︒+18⨯9. 8⨯840⨯sin 3. 7︒ =14429N
W 1-2=ω'(q +q d +q 't )gl 1cos β1-(q +d q )gl 1sin β1
︒=0. 03⨯(100+18+18.3)⨯9.8⨯840cos3.7-(100+18)⨯9. 8
⨯840⨯sin3.7=-29095N 2）局部阻力
︒
（1）装载点物料加速阻力W a
11
W a =qv 2=⨯100⨯2.52=312.5N
22（2）装载点导料槽侧板阻力W b
W b =l (16B 2γ+70)
其中 B －带宽，m
γ－物料集散密度，t/m3
l －导料槽侧板长度，m
W b =1. 5⨯(16⨯12⨯0.9+70) =126.6N
（3）清扫器阻力：W c
弹簧清扫器阻力： W c =(700~1000)B ≈900B =900N
'=200B =200N 空段清扫器阻力：W C
5. 输送带张力的计算
1） 用逐点法计算输送带关键点张力，输送带张力应满足两个条件：
(1) 摩擦传动条件：即输送带的张力必须保证输送机在任何正常工况下都无
输送带打滑现象发生。
C 0
式（2.9） S l =S y
r 12+1K -1+C 0式中 Sy -送带强度，N ；
S l －输送带与传动滚筒分离点处张力，N ；
K －传动滚筒与输送带间的摩擦系数, 采用包胶滚筒，K =e μα； α－输送带与传动滚筒间的围包角，取α=225︒；
C 0－摩擦力备用系数，取C 0=1.3；
（2） 垂度条件：即输送带的张力必须保证输送带在两托辊间的垂度不超过规定值，或满足最小张力条件。在输送带自重和载荷重量的作用下，输送带在两托辊之间必然有悬垂度。托辊间距愈大或输送带张力愈小，其垂度愈大。如果垂度过大输送带在两组托辊之间将发生松弛现象，可能导致物料撒落且将引起输送带运行阻力加大，故各国均规定了允许的最大垂度值。ISO5048中规定输送带垂度不超过托辊间距的0.5%～2.0%,我国设计规范中规定为2.5%。
为满足输送带的垂度条件，对于任何一个运输系统，承载分支输送带的最小张Szmin 需满足
S zmin ≥5g l 't (q+qd )cos β 式（2.10）
回程分支输送带的最小张力S kmin 需满足
S kmin ≥5gl t "q d cos β 式（2.11）
有上述可以看出，输送带张力的计算方法有两种：一种是根据摩擦传动条件并利用“逐点张力法”求出个特殊点的张力值，然后验算输送带的垂度条件；另一种是根据垂度条件求出输送带上某一确定点的张力，然后按“逐点张力法”计算出各点的张力，再验算摩擦传动条件。 2）张力计算
为了充分降低输送带的张力, 只要满足摩擦条件和垂度条件, 就能保证输送机的驱动条件, 且由于该布置形式不容易定性的判断最小张力点的位置，所以我们先按摩擦条件进行计算, 然后验算垂度条件。有输送带布置形式可知：
根据摘要中有关叙述和该输送带的具体情况可知，计算张力需分两种不同工况来分析，即满载和空载。
a ， 首先计算满载运行工况即物料再输送带上均匀分布的情况，取K=1.05，由以上可求得：
S 1
S 2=S 1+W 1-2+W a +W b =S 1-28656N S 3=KS 2+W t =1. 05S 1-29189N S 5=S 4=S 3=10. 5S 1-29189N S 6=S 5+W 5-6=1. 05S 1-14760N S 7=KS 6=1. 1025S 1-15498N S 8=S 7=1. 1025S 1-15498N S 9=KS 8=1. 157625S 1-16273N S 10=S 9=1. 157625S 1-16273N S 11=KS 10=1. 2155063S 1-17087N S 12=S 11=1. 2155063S 1-17087N
则有S 1=0. 823S 12+14507N 输出牵引力 F 0'=S 1-S 12=14075N -0. 2155063S 1
S 12(e μα-1)
额定牵引力 F 0=
n
由F 0=F 0'可得：
S 12=7024N 由公式可得各点张力： S 1=19838N ; S 2=-8818N
因而应按垂度条件计算：
S 2=S zmin ≥5g (q +q d )l 't cos β=6924N
'β=3300N S kmin ≥5gq d l 't cos S 3=KS 2+W t =8170N S 3>S k min 满足条件
则逐点法计算张力得：
S 1=35580N ; S 2=6924N ; S 3=8170N ; S 4=8170N ; S 5=8170NS 6=22599N ;
S 7=23729N ; S 8=23729N ; S 9=24915N ; S 10=24915N ; S 11=26161N ; S 12=26161N
由于
S 135580==1.86
所以满足摩擦条件。 验算带强：
考虑输送带的寿命、起动时的动应力、输送带的接头效果、输送带的磨损，以及输送带的备用能力，选用输送带时必须有一定的备用能力（即安全系数），对于强力大功率带式输送机静安全系数一般取m ≥7，动安全系数m d ≥5。
σB 630⨯1000n =d ==17.7
S max 35580由于n>7,所以满足强度要求
b, 计算空载时各点张力：
W 1-2=-616N W 5-6=14429N
由摩擦条件的公式可以算出
S 12=K 4S 1+K 4W 1-2+K 3W 5-6=1. 22S 1+16013N 则S 1=0. 82S 12-13125N
S 12(e μα-1) 由于F 0'=F 0则有S 1-S 12=解得：
n
S 12=-8360N
只有按垂度条件计算：
S 2=S z min =5gq d l t 'cos β=5⨯9. 8⨯1. 2⨯18⨯cos 3. 7︒=1056N
S 3=KS 2+W t =2009N
S k min =5g l t ''q d cos β=5⨯9. 8⨯3⨯18⨯cos 3. 7︒=3300N S 3
所以令S 3=S k min =3300N 则由逐点法计算得：
S 3-W t
=2137N ; S 1=S 2-W 1-2=2753N ; S 5=S 4=S 3=3300N K
S 6=S 5+W 5-6=17729N ; S 7=KS 6=18615N ; S 8=S 7=18615N ; S 9=KS 8=19546N ; S 10=S 9=19546N ; S 11=KS 10=20524N ; S 2=
S 12=S 11=20524N
S 120524==7.46>3. 84 S 122753
验算带强
n =
630⨯1000
=30.7>7
20524
满足强度要求。
2.4 计算牵引力及电机功率
1. 牵引力的计算
传动滚筒表面牵引力W '的普遍表达式为
W '=S y -S l ，N 式（2.13）
考虑到传动滚筒轴承摩擦阻力及输送带在传动滚筒上的弯曲阻力，传动滚筒主轴牵引力W 的普遍表达式为
W =(S y -S l )+(0. 03~0. 05)(S y -S l )，N 式（2.14） 2. 电机功率的计算
1） 当W>0时，表示传动滚筒输出牵引力，所需电动机的功率为
Wv
P =K 式（2.15）
1000η
式中 η------包括联轴器和减速器的总传动效率，一般取0.8~0.85；
2） 当W
P '=K W v 'η⨯10-3 式（2.16）
式中 v '------电机作发电制动时对应得输送带速度，一般取v '=1.05v, m/s。 但是，当输送带空载或非满载运行时仍将处于电动工作状态，因此还必须计算此工况下的电动机功率为
W 'v
P ''=K
1000η 式（2.17） 式中 W '------ 空载或非满载下运行工况是传动滚筒主轴牵引力。
此时，带式输送机所需电动机功率为
W =max {W ', W ''} 式（2.18）
选择电机功率与数量应符合如下要求：
(1) 额定总功率P e ≥P ；
(2) 考虑到台数和单电动机功率符合各驱动滚筒牵引力配比； (3) 尽可能用同一型号电动机，以减少备用台数 3） 分别计算满载和空载牵引力和所需电机功率
a ，满载运行工况时的牵引力及电机功率（见式（2.14），(2.15)）
W =S 12-S 1+0. 04(S 12+S 1)=11889N
P =K
Wv
取K=1.15，η=0.85 1000η
11889⨯2. 5
=40.2kw
1000⨯0. 85
P a =1. 15⨯
b ，空载运行工况时
牵引力为
W =S 12-S 1+0. 04(S 12+S 1)=18702N
电机功率为
P b =K
Wv
=63.3kw 1000η
有以上可知电机功率P ≥{P a , P b }则查《DT Ⅱ设计选用手册》可选电机为
一台75kw 的YB280S-4型电机，其主要参数见下表：
2.5滚筒的选择
传动滚筒是传递带式输送机功率的圆柱形筒。而改向滚筒仅作为引导输送带改变方向的圆柱形筒。改向滚筒部承担转矩，结构比较简单。传动滚筒和驱动装置相联，是带式输送机最重要的部件，驱动功率的大小往往取决于传动滚筒表面同输送带之间的摩擦系数和输送带在该滚筒上的包角。 按驱动方式分，传动滚筒有：
1）外驱动式，即驱动装置放在传动滚筒的外面，减速器直接同传动滚筒输入轴相联。
2）内驱动方式，即将驱动装置全部放在传动滚筒内，此种方式又称为电动滚筒。如果仅将减速器装入在筒内，称为齿轮滚筒，或称外装式减速滚筒适用于大功率带式输送机。
按轴承内孔大小分，传动滚筒可分为： （1）轻型，孔径在50～100㎜； （2）中型，孔径在120～180㎜； （3）重型，孔径在200～220㎜。
这种分类对于改向滚筒也是适用。外面铸上一层橡胶的滚筒称为铸胶滚筒；用机械方法包上一层橡胶的滚筒称为包胶滚筒；什么不包的滚筒称为光面滚筒。改向滚筒常为光面滚筒。 按外形分，传动滚筒可分为：
1）鼓形滚筒。用钢板卷圆焊接而成，中间部分筒径大于两边筒径约几毫米，目的是防止输送带跑偏。
2）叶片式滚筒。滚筒由许多横向叶片组成，目的是便于清洁输送带，此类滚筒又称为自清扫滚筒。如果将叶片改为圆钢棒，称为棒式滚筒。自然也可以将圆柱形钢壳上开上横槽，也可起到自清扫作用，此类滚筒称为格栅滚筒。
3）沟槽胶面滚筒。滚筒的护面开上菱形、人字形、直线形、环形、梯形则分别称为菱形护面、人字形护面等各种护面形状的滚筒，其目的是增大摩擦系数和便于排出黏着物料。传动滚筒护面常选 1. 传动滚筒的选择
选择传动滚筒直径时，可按四个方面考虑：
1） 限制输送带绕过传动滚筒时产生过大的附加弯曲应力计算滚筒直径
D 1≥150d =150⨯3=450mm 式中D －传动滚筒直径，mm ；
d －钢丝绳直径，mm 。
2） 为限制输送带表面比压，以免造成覆盖胶脱落的滚筒直径
2Sa 2⨯34304⨯10D 0≥==229mm
Bd p 1000⨯3⨯1
式中 S－输送带张力，N （此处以最大张力S max 代入）； B －输送带宽度，mm ；
a －钢丝绳间距，mm 查表得a=10mm；
[p]－输送带表面许用比压，取[p]＝1Mpa=1N/mm2。
3） 限制覆盖胶或花纹变形量小于6％的传动滚筒直径为
D ≥35K (b +0. 5d ) =35⨯1⨯(5+0. 5⨯3)=227. 5mm
式中K －围包角影响系数，当围包角小于90°时，K ＝0.8，否则K ＝1；
b －钢绳芯输送带上覆盖胶厚度，mm 查表得b ＝5mm 。
4） 当输送带弯曲频次高时，滚筒直径要相应大一点，以补偿高频次弯曲疲劳破坏程度。
综上所述，传动滚筒直径
D =max {D 1, D 2, D 3} 则选传动滚筒直径为630mm 。
根据滚筒所受合力查《DT Ⅱ设计选用手册》可选传动滚筒型号及主要参数为
2. 改向滚筒的选择
1）尾部改向滚筒直径
尾部改向滚筒的直径取
D 2=630mm
根据滚筒所受合力查《DT Ⅱ设计选用手册》可选传动滚筒型号及主要参数为
2）其他改向滚筒直径为
D 3=315mm
根据滚筒所受合力查《DT Ⅱ设计选用手册》可选传动滚筒型号及主要参数为
2.6减速器的选型
根据带速、传动滚筒直径和电动机转速推知减速器的传动比为:
πnD 3. 14⨯1480⨯0. 63i ===19. 5
60v 60⨯2. 5
查《DT Ⅱ设计选用手册》可选用DCY 型公称减速比为20的减速器，其主要技术参数如下：
根据下面的公式验算减速器功率
P m =P e fS A 式（2.19）
式中 Pm --------选用功率，kw ；
P e ---------实际负载功率，kw
f----------工况系数，如表2.8所示； S A --------安全系数，如表2.9所示。
查表可知f=1.5；S A =1.2代入数值计算得：P m =75⨯1. 5⨯1. 2=135kw 由于P m
式中 PG ————热功率，kw ；
f W ————环境温度系数，如表2.10所示； f A ————功率利用系数。
P 135
查表可知f W =0.89；f A =m ==0. 69，代入公式（2.19）可求
P N 195
P e f W f A =195⨯0. 89⨯0.69=119. 75kw 由于P G
2.7 制动力矩的计算及制动器的选择
根据带式输送机技术要求制动装置产生的制动力矩不得小于该输送机所需制动力矩的1.5倍以上。
制动力矩的计算公式为：
M z =0. 75gl 1D [qsin β1-(q +2q d +q 't +q 't ')ωcos β1]
式（2.20）
'''+0. 75gDl 2[qsin β2-(q +2q d +q t +q t )ωcos β2]把参数代入公式（2.20）计算求得
M Z =12526N ⋅m
一台驱动装置制动力为6463N ·m.
查《DT Ⅱ设计选用手册》（见附表三）可选KZP-φ1000, 其主要技术参数为：
2.8 联轴器的选择
驱动装置中的联轴器分为告、高速轴联轴器和低速轴联轴器，它们分别安装在电动机与减速器之间和减速器与传动滚筒之间。常见的高速轴联轴器有尼龙柱销联轴器、液力偶合器等；常见的低速轴联轴器有十字滑块联轴器、和棒销联轴器等。
高速轴上的扭矩为：
9550P 9550⨯75T 高===483. 95N ⋅m n 1480
T 低=T 高⋅i ⋅η=483. 95⨯20⨯0. 8=7743. 2N ⋅m
由《DT Ⅱ设计选用手册》可查得，高速轴联轴器选用ML8型梅花形弹性联轴器，低速联轴器选用ZL7型弹性柱销齿式联轴器。其主要参数为：
2.9 拉紧力及拉紧行程的计算及拉紧装置的选择
1. 拉紧力的计算
a ，满载运行工况时
PH a =S 8+S 9=23729+24915=48644N
b, 空载运行工况时
PH b =18615+19546=38161N
则拉紧力PH =max {PH a , PH b }=48644N
2. 拉紧行程的计算
首先计算出输送带的长度L d
L d =2L +0. 5π(D +D 1+4D 2)+AN +L z
其中 L ——输送机长度，m ；
D 、D 1、D 2、D 3——驱动滚筒及主要改向滚筒直径，m ；
A ——接头长度，取接头长度2m ；
N ——接头数目，按每100m 一个接头；
L r ——输送带在其他方面增加的长度，取15m 。
把数据代入公式可求得
L d =1737m
根据实际情况，输送带的长度应该具有足够的备用，所以建议购买1800m 。 计算拉紧行程
∆L =KL +1. 5B +L c +L d +L j 式（2.21）
式中 ∆L －拉紧行程，m
L－输送带长度，m
B －带宽，m
K －伸长系数，钢芯带取0.002,
考虑拉紧装置接头长度L j =3. 5m ，拉紧车长度L C =2m ，及动态应变变形长度L d =0. 2∆L 。代入公式（2.21）求得
∆L =0. 002⨯1737+1. 5⨯1+2+3. 5+0. 2∆L
∆L=21m
3. 拉紧装置的选择
输送带是橡胶和纤维织品两者复合而成的，在应用中运行一段时间后输送带会发生蠕变而变长，在启动、制动过程中也会发生蠕变现象，只有拉紧装置进一步收紧才不会发生打滑现象。因此，拉紧装置是保证带式输送机正常运行不可缺少的部件，它的功能有：
（1） 使输送带在传动滚筒上形成正压力，靠摩擦力将传动滚筒的圆周力传
递出来。
（2） 限制输送带在托辊间的垂度，防止输送带在托辊间距内过分松弛而丧
失槽形，引起物料和输送带跑偏，增加运行阻力。
（3） 补偿输送带的弹性伸长和线粘性伸长。时间长了输送带会自动伸长，
而且再过度工况下发生永久伸长。同时，在启动、制动时输送带自动
收紧，可免除机振动。
（4） 为重连接头提供必要的行程。
（5） 在长距离带式输送机中，拉紧装置对其拉力产生重大影响。
带式输送机上采用的拉紧装置可分为固定式拉紧装置和自动垃紧装置。 固定式拉紧装置的拉紧滚筒在带式输送机运转过程中位置是固定的，这种拉紧方式结构简单、紧凑、对污染不敏感，工作可靠；缺点是输送机运转过程中由于输送带的弹性变形和塑性伸长引起的张降低，可能导致输送带在滚筒上打滑。它又可分重力式拉紧装置和刚性拉紧装置。重锤式、水箱式都属于拉紧装置。其中重力拉紧装置始终使输送带初拉力保持恒定，在启动制动时会产生上下振动，但惯性力很快消失。重锤拉紧装置是利用重锤的重量产生拉紧力，并保证输送带在各种工况下有恒定的拉紧力，可以自动补偿由于温度改变和磨损而引起输送带的伸长变化。该种装置结构简单、工作可靠、维护量小，是一种经济较理想和拉紧装置，特别适用于固定带式输送机，但该装置占用空间较大，工作拉紧力不能自动调整且拉紧行程有限。根据使用场合的不同，可分为重锤垂直拉紧装置和重锤车式拉紧装置（如图2.4）等。刚性拉紧装置有螺旋拉紧、手动或电动拉紧装置等几种，它们的拉紧力是固定不变的，不能自动调整。在安装后，拉紧一次可运行一段时间，但还要收紧，以消除蠕变。
自动式拉紧装置，自动拉紧装
置是一种在输送机工作中能按一
定的要求自动调节拉紧力的拉紧
装置。它使输送带具有合理的张
力，自动补偿输送带的弹性变形和
塑性变形，尤其是在起动时可以增
图2.4 车式重锤拉紧装置示意图 大拉紧，防止起动过程中输送带打
滑，工作时，减正常小拉紧力，保
证输送带的安全性。由于带式输送机是恒定转矩的，因此输送带拉力是固定的，自动测力拉紧装置以拉紧力作为反馈信号随时间变化设定拉力，进行比较，并随时调整拉紧装置的改向滚筒的位移。如启动时会自动加大拉紧力，运转时恢复恒定拉力，对延长输送带寿命十分有利。自动式拉紧装置有两种形式：电动式和液压式。电动式分为干簧管式和电阻应变片式两类。干簧管式拉紧装置用于干簧管式触点的断通来控制继电器开关，使电动机带动绞车正反转。电阻应变片式用电阻应变片组成拉力传感器。拉力传感器由四个电阻应变片接成电桥组成。当输送带拉里始终时，传感器的电桥保持平衡，因
而无信号输出；当输送带的拉力大于或小于额定拉力时，电桥的应变片手拉伸或压缩，电阻就增加或减小，电桥失去平衡，其对角线输出端出现不平衡电压，该电压与输送带的拉力变化值成正比。该电压用电压放大器进行放大后，用信号比较器同人工设定值进行比较，再送入执行器执行，从而完成拉紧装置的任务。执行器多选用电动绞车。电阻应变片要有恒流源供给电流。液压式拉紧装置的直线往复动作直接由液压活塞完成，具有占地小，动作灵活的特点。
根据该输送机的具体情况，拉紧装置可选液压自动拉紧，根据有关资料可选YZL 系列液压自动拉紧装置，具体型号为YZL2-100/3.5的液压拉紧装置。
2.10 软起动的选择
带式输送机正向高速度、大运量、大功率、长运距方向发展，由于速度快，且在重载和超载条件下工作，起动电流过大，对电网的冲击增大，压降增加，造成起动困难，且电机直接起动输送机起动加速度过大，使输送带松边拉紧装置反应速度滞后，输送带的垂度加大，造成功率传递不平衡，起动不平稳。软起动技术是改善起动条件的主要手段。软起动技术是在一定的起动时间内，控制起动加速度，确保带式输送机按所要求的加速度曲线平稳起动达到额定的运行速度，同时使电机的起动电流和输送带的起动张力控制在允许范围内。
目前采用的软起动方式有：
（1） 机械软启动 液力偶合器、液体粘性软启动等。
（2） 机电软启动 可变速直流起动、绕线转子电机驱动，CST 等。
（3） 电控软起动 可控硅软起动、变频器、PSI 系列固态降压软启动
等。
常见的软起动系统有：
调速型液力偶合软起动：它是通过工作液传递能量的，泵轮通过输入轴与电机相连，蜗轮通过输出轴与减速器相连。工作时，在偶合器工作腔中充满工作液，当输入轴带动泵轮旋转时，进入工作腔的工作液在叶片的带动下，
由于离心力的作用沿泵轮的内侧流向外缘，形成高压高速环流冲击蜗轮，使蜗轮随泵轮同向转动。工作液在蜗轮中由外缘流向内侧的过程中减压减速，转换乘机械能，通过输出轴输出，带动减速器工作。周而复始，实现从电机到减速器的能量传递。
液体粘性软起动系统：它是利用液体的粘性即油膜剪切力来传递扭矩的，其结构如图2.5所示，其结构主要有主、从动轴，主、从动摩擦片，控制油缸，弹簧，壳体及密封件等组成。当主动轴带动主动摩擦片旋转时，通过摩擦片之间的粘性流体形成油膜带
动从动摩擦片旋转，当改变控制
油缸中的油压大小来调节主、从
动摩擦片之间的油膜厚度，可改控制油
变从动摩擦片输出的转速和扭矩
的大小，从而实现带式输送机各
项驱动要求和可控软起动功能。
可控起动传输（CST ）软启动系统：它是一个带有电-液反馈控制及齿轮减速器，在低速轴端装有线形、湿性离合器的机电一体化的高技术驱动系统。由机械传动系统、电-液制系统、风冷却交换器、油泵组件及冷却控制器系统组成。如图2.6所示。电-液控
制系统是CST 系统的“大脑”，它
对整个硬件系统提供完整的控制，
主要包括电控器、液压控制器、数
字测速器等。通过固态数字逻辑电
路提供准确的加速度控制，整个工
图2.6 CST系统组成 作过程通过计算机工作站编程控
制及屏幕显示。采用CST 软启动系
统，用户可根据实际需要，通过控
制器设置所需要的加速度曲线和启动时间。在收到启动信号后，电机空载启
1— 输入轴;2—壳体；3—控制油缸；4——弹簧； 5—主动摩擦片；6—从动摩擦片；7—输出轴 图2.5 液体粘性软起动系统机械结构图
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，其输出扭矩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，该速度信号与控制系统设置的加速度曲线比较，其差值将用于调整反应盘的压力，从而确保稳定的加速度曲线的斜率。
可控硅软起动系统：是通过控制可控硅的相位角来实现对起动电压的控制，从而实现降压起动。可控硅软起动系统的电压控制范围更广，一般在（20%～100%）U ε之间，使起动电流由原来的高出正常运行的6～10倍降到2～3倍，因此，其启动性能优越于传统意义上的减压起动。可控硅主回路采用3对反并联、利用全数字技术来实现对电机起动电压、电流的控制，从而实现带式输送机的软启动。
有上述可知，采用调速型液力偶合器和液体粘性软起动系统实现带式输送机的软起动，可实现输送机的功率平衡及低速沿带，在普通用户中使用比较广泛，但因其体积较大及一定的功率损失的缺点在井下使用受到一定的限制，CST 软起动系统是专为煤矿高带速、大运量、长运距的带式输送机而设计的，它集机械、电气、液压、微电子与一体，是煤矿用户的理想选择，但前期巨大投入让许多用户无法承受。可控硅软启动系统是今后软起动的发展方向，随着科学技术的发展，其性能将更加稳定，是传统软起动的替代品。
根据该输送机的具体情况，软起动装置可以选择液力藕合器，具体型号为YOX Ⅱ450
3 带式输送机的动力学特性研究
3.1起动性能的分析
带式输送机起动越快, 起动加速度就越大, 对机械和电气的冲击也越明显, 所以很有必要进行起动加速度、起动时间的计算，以保证设计的带式输送机能安全可靠起动。
1. 等效运动质量的计算
等效运动质量是指带式输送机所有运动部件按动能相等的原则等效到驱动滚筒周边的质量。其中包括承载分支的托辊旋转质量、输送带质量、物料质量、回程分支的旋转质量、托辊旋转质量、滚筒旋转质量以及液粘可控软起动装置、减速机等等所有旋转部件的等效质量。
① 承载分支的运动质量m ′可由下式计算：
m '=(q d +q +0. 9q 't )l 式（2.22）
把q d =18kg/m,q=100kg/m,q 't =18.3kg /m 代入公式（2.22）求得
m '=113223.74k g
② 回程分支的质量m ″可由下式计算：
'm ''=(q d +0. 9q 't )l 式（2.23）
把q d =18kg/m,q 't '=5.7kg /m 代入公式（2.23）求得
m ''=19475.46kg
注：托辊旋转部分的质量等效到托辊周边上时，近似按托辊旋转部分质量的90％计算。其它旋转部件的等效质量
③减速机高速轴的转动质量为：J i =0. 06126kg ⋅m 2
④液力耦合器的惯量为：J Z =1. 02kg ⋅m 2
⑤高速轴联轴器的转动惯量：J M =0. 387kg ⋅m 2
低速轴联轴器的转动惯量：J L =9. 22kg ⋅m 2;
J D =J i +J Z +J M
等效到减速器高速轴上的转动惯量为：= 0.06216+1.02+0.387
=1. 469kg ⋅m 2
则等效到减速器低速轴上的转动惯量为：J 'D =J D i 2
= 1.469 ⨯20=587. 6kg ⋅m 22
由输送带布置图可知每个滚筒的转动惯量为
表3.1滚筒转动惯量表
所有滚筒的转动惯量为：J g =38.3+26.5+30=94.8kg.m2
以上转动惯量等效到滚筒周边上的等效质量可按下式计算
4J m D =2 式（2.24） D
'+J g +J L +Jg +JL ， kg·㎡； 式中 J ―旋转部件转动惯量，J=J D
D ―驱动滚筒直径，m 。
代入公式（2.24）可求得
4⨯(587. 6+94.8+9. 22) m D ==6970.22kg 20. 63
2. 输送带起动时安全系数校核
原来输送机是以静态的方法计算出输送带的安全系数。但在起动带式输送机时，输送带的安全系数不可能用静态时的安全系数，那么起动时其安全系数到底有多大，这是一个必须校核的问题。一般在起动时按0.3m/s2的最大加速度来进行带式输送机的动力学计算，则起动时的惯性阻力为：
⨯0. 3=42602W a =∑m ⋅a =113223.74+19475.46+6970.22. 26N
F '=W +W a
此时要求驱动装置能提供的驱动力为：=18702+42602.26
=61304. 26N (r +1)(K -1)+C 0'+F '=S 1'12' 验算起动时的摩擦条件，则有： S 1=3. 8S 1C 0'=21894.38N '+F '=83198.64N 求得S 1 ，S 1
动安全系数的验算：m =σd ⋅B
S dmax =630⨯1000=7. 6 83198.64
由于m 〉7，所以满足条件。
1） 起动时电机功率验算：
电动机起动功率：
W d ⋅v F '⋅v 61304.26⨯2.5 P d ====194.51kw 1000η⋅ηd 1000η⋅ηd 1000⨯0. 85⨯0. 927
验算在这种情况下的电机转矩
9550P 9550⨯194.51d T '===1. 255kN ⋅m n 1480
查电机参数可知电机启动转矩大于此转矩，因此能够满足条件。
4 带式输送机电控装置
4.1电气控制操作系统开发设计技术要求
根据下运带式输送机的工作特点和现场使用经验，结合本带式输送机的具体要求，可以采用KZW660型带式输送机微机控制装置。它主要由TH5-24S 型矿用本质安全型带式输送机操作台、防爆电控箱以及各种保护传感器等组成。控制系统与液体粘性可控软起动装置配合可实现主拖动电动机空载起动和负载可控起动、手动功率平衡、运行状态和故障LED 显示以及电机电流、输送带速度、软启动控制油压等数字显示，同时还能对运行状态下主要部件的温度进行实时监测与数字显示等。该系统既能实现集控、自动、手动、调试等控制。整个系统工作性能可靠、操作维护方便、用户掌握容易。
控制装置型号含义：
1. 电控装置的功能
1) 控制系统采用660V 电压控制方式，电控设备为矿用一般型或矿用
防爆型。
2) 采用可编程控制器（PLC ）为控制核心，PLC 主要实现以下功能：
(1) 可以与给煤机等其它设备实现闭锁；
(2) 控制1台液力耦合器可控软起动装置实现电机可控软启动；
(3) 实现电机电流的预设置，当电流超过设定值时，系统报警；
3) 能实现集控、自动、手动和调试四种操作方式；
4) 具有急停闭锁、打滑（超速）、跑偏、断带、防撕裂、拉紧行程控制、堆煤（堵塞）、满仓、超温、洒水、烟雾等保护功能；
5) 能实现故障自动停车、对位显示故障点及声光报警，具备跑偏与急停位置、输送带速度、电机电流电压的LED 显示功能；
6) 具有沿线起动信号预告和打点联络，带式输送机和给煤机之间的联络联锁，实现正常顺序起、停控制；
7) 8) 9) 车；
具备液耦合器可控软起动装置压力指示和保护控制； 具备输送机全线故障紧急停车装置；
具备检测带式输送机的跑偏装置，不严重时开关动作实现延时停
10) 具备检测、显示输送机的速度功能、提供打滑、超速、停车信号和低速抱闸信号，并报警显示；
11) 具有输送机起动预警和故障报警及沿线联络信号装置； 2. 控制系统基本组成
根据上述要求设计整个控制系统基本组成如图4.1所示。
图4.1 控制系统构成框图
3. 监控操作台面板布置图
TH5—24S 型矿用本质安全型带式输送机操作台是一台人机控制接口装置，它主要由各种主令开关、按钮、状态指示灯、数字化显示仪表等组成。
控制台上有两块面板，即斜面板和平面面板。斜面板上装有各种数字显示表与LED 指示灯，将设备运行情况实时地反应给操作者以便了解设备的运
行状况；平面面板实际上是一块指令面板，在其上装有各种转换开关和控制按钮。如电控图纸所示，指令集被分为三个相对独立的分指令集，即自动控制指令、公用指令和手动控制指令。
所谓公用指令是指这些指令不管是在自动控制下还是手动控制下，对它们的操作都是有效的。其中一部分指令必须在开车前选定而在运行中禁止操作，它们是控制方式选择﹑运行方式选择和油泵选择；其余公用指令可随时根据需要进行操作。 4. 防爆控制箱的设计
防爆控制箱主要由PLC 、输入输出电路、小型继电器、电流互感器以及熔断器等组成。该柜主要完成各种逻辑控制、数字运算、接受控制台指令并控制各辅助电动机（冷却、润滑泵电动机）运转或停止。同时为控制台提供控制电源。
5. 高压起动开关的作用
高压起动开关负责完成主电机的运转与停止控制。并设有过流、欠压、漏电等电气所需要的保护。
5结论
表5.1带式输送机设计结论
参考文献
[1] 机械工业部北京起重运输机械研究所编.DT Ⅱ型固定式带式输送机设计选用手册. 北京. 冶金工业出版社，1994； [2]周满山，于岩，张媛等. 带凹凸变坡的带式输送机设计. 矿山机械，2001.6； [3]李永堂，吴厚昌，李铁民. 胶带输送机凹曲线运行曲率计算. 江苏煤炭.2000.4
[4] 王新伟等. 软启动在带式输送机中的应用. 矿山机械，2005.4； [5] 张钺主编. 新型带式输送机设计手册. 冶金工业出版社；
[6] 成大先主编. 机械设计手册. 北京：化学工业出版社，1993； [7] 赵明生主编. 机械工业手册. 北京：机械工业出版社，1997；
[8] 于岩 李维坚. 运输机械设计. 北京：中国矿业大学出版社，1998； [9] 孙可文. 带式输送机的传动理论与设计计算. 煤炭工业出版社； [10] 程居山主编. 矿山机械. 中国矿业大学出版社，1997； [11] 宋伟刚. 通用带式输送机设计. 机械工业出版社，2005
致 谢
在论文将完成之际，我谨怀诚挚的心情向指导老师丁保华老师以崇高的敬意和深深的谢意，感谢他在我论文撰写过程中给予的热情关怀、帮助，悉心指导。他渊博的学识和严谨的治学态度使我受益匪浅。值此毕业之际，谨以此文向他表示最诚挚的感谢。
同时也感谢所有关心，支持和帮助过我的各级领导、老师、同学、同事和朋友。
由于本人水平有限，论文中难免有不足之处，恳请各位专家、教授指正，再次表示衷心的感谢。
摘 要
该课题是结合实际工程问题而制订出的一个题目，其目的是设计一套能够在给定场合下安全可靠运行的带式输送机系统。
本文是对通用设备（DT Ⅱ系列通用固定带式输送机）的选型计算，需要通过计算选择各组成部件。最后组合成使用于具体条件下的带式输送机。
本文设计的带式输送机为下坡运输，因此要分满载运行状态和空载运行状态两种不同工况进行分析。然后比较不同工况下所需的牵引力和电机功率，并按照最困难的工况选取出带式输送机的各部件来组成符合实际工程要求的输送机系统。
本文通过对输送机各部件的选型计算和某些重要部件的设计以使整个系统能够在给定场合下安全可靠的完成预期的任务。
关键词 带式输送机 ；盘式制动器；PLC
目 录
1绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
1.1 带式输送机的发展及现状„„„„„„„„„„„„„„„1 1.2 带式输送机的发展趋势„„„„„„„„„„„„„„„„9 1.3带式输送机常见问题及解决方 „„„„„„„„„„„„„10
2 下运带式输送机的静力学设计 „„„„„„„„„„„„„13
2.1 输送带选择计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„13 2.2 托辊的选择计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„15 2.3 基本参数计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18 2.4 计算牵引力及电机功率„„„„„„„„„„„„„„„„23 2.5 滚筒的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„25 2.6 减速器的选型„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„26 2.7 制动力矩的计算及制动器的选择„„„„„„„„„„„„28 2.8 联轴器的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„29 2.9 拉紧力及拉紧行程的计算及拉紧装置的选择 „„„„„„29 2.10 软起动的选择 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„32
3 带式输送机的动力学特性研究 „„„„„„„„„„„„„35
3.1起动性能的分析 „„„„„„„„„„„„„„„„„„35 4 带式输送机电控装置 „„„„„„„„„„„„„„„„38
4.1电气控制操作系统开发设计技术要求 „„„„„„„„„38
5 结论 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„41 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„42 致谢 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„43
1 绪论
带式输送机是最重要的现代散状物料输送设备，它广泛的应用电力、粮食、冶金、化工、煤炭、矿山、港口、建材等领域。近年来，带式输送机因为它所拥有的输送料类广泛、 输送能力范围宽、输送路线的适应性强以及灵活的装卸料和可靠性强费用低的特点，已经成为煤矿井下散料运输的主要装备，在社会经济结构中扮演越来越重要的角色。煤矿井下用带式输送机向大功率、大运量、长距离方向发展的同时, 如何实现软启动与自动张紧, 逐渐向智能化、自动化、人性化方向发展, 是目前煤矿井下带式输送机的发展方向。因此我们开拓思维、努力创新并结合自己原有的知识和现有的资料对其进行创新完善。在此过程中检验自己的创新能力使其应用的范围更加广泛
1.1 带式输送机的发展及现状
现代所指的胶带输送机主要指采用托辊支承，也就是普通意义上的胶带输送机。普通胶带输送机的输送带为橡胶带，输送带绕过两端的传动滚筒，并在整个长度上支承在许多托辊上。其中，输送带上面的分支为有载分支；而橡胶带下面的分支为无载分支。输送带既是胶带输送机的牵引件，又是承载货物的承载机构。工作时，由电动机通过减速器驱动传动滚筒，依靠传动滚筒与输送带之间的摩擦力，使输送带连续运动，被运物品靠它与输送带之间的摩擦力，随输送带运动到卸载地点卸载。普通胶带输送机根据工作位置是否固定不变，可分为固定式胶带输送机和移动式胶带输送机；根据驱动电机和可否正反转，可分为正转胶带运输机和可逆式输送机；另外也可以做成机架伸缩以改变输送距离的可伸缩胶带输送机等。
带式输送机的组成如图1.1所示，主要有输送带、驱动装置（电动机、减速机、软启动装置、制动装置、联轴器）、传动滚筒、改向滚筒、托辊组、拉紧装置、卸料器、机架、漏斗、导料槽、安全保护装置以及电气控制系统等组成。
图1.1 带式输送机组成示意图
的胶带在滑槽内滑动, 由于当时条件下摩擦系数与胶带的耐磨性没有办法解决, 所以得不到应用与推广。在采用托辊支承以后, 摩擦系数显著减少, 胶带输送机得到了广泛应用。但是托辊的数量以及托辊的维护成为制约胶带输送机发展的最大障碍, 特别在高速运输场合, 其缺点更加明显。20世纪70、80年代出现了非接触式胶带输送机采用气垫、磁垫、液垫的形式, 使胶带与支承件不直接接触, 该种机型大大节省了金属材料, 降低了生产成本, 更适合高速、大运量场合。
带式输送机按承载断面可以分为平形、槽形、双槽形（压带式）、波纹挡边斗式波纹挡边袋式、吊挂式圆管形、固定式和移动式圆管形等8大类；按驱动方式分，带式输送机又可分为三大类：有辊式（输送带全由托辊支撑运转）、无辊式（输送带靠气垫、磁垫、水垫支撑运转）、直线驱动方式（将电动机驱动变为直线电动机驱动方式）。 带式输送机与其他散状物料输送机以及汽车、铁路运输相比，有以下优点：
1) 结构简单。带式输送机的结构由传动滚筒、改向滚筒、托辊或无辊式部件、驱动装置、输送带等几大件组成，仅有十多种部件，能进行标准化生
产，并可按需要进行组合装配，结构十分简单。
2) 输送物料范围广。带式输送机的输送带具有抗磨、耐酸碱、耐油、阻燃等各种性能，并耐高低温，可按需求进行制造，因而能输送各种散料、块料、化学品、生熟料和混凝土
3) 输送量大。运量可从每小时几公斤到几千吨，而且是连续不间断运送，这是火车、汽车运输望尘莫及的。
4) 运距长。单机长度可达十几公里一条，在国外已十分普及，中间无需任何转载点。德国单机60公里一条已经出现。越野的带式输送机常使用中间摩擦驱动方式，使输送长度不受输送带强度的限制。
5) 对线路适应性强。现代的带式运输机在越野敷设时，已从槽形发展到圆管形，他可以在水平及垂直面上打弯，打破了槽形带式输送机不能转弯的限制，因而能依山靠水，沿地形而走，可节省大量修隧道、桥梁的基础建设。
6) 装卸料十分方便。带式输送机可根据工艺流程的需要，可在任何点上进行装、卸料。圆管式带式输送机也是如此。还可以在回程段上装、卸料，进行反向运输。
7) 可靠性高。由于结构简单，运动不见自重轻，只要输送带不被撕破，寿命可长达十年之久，而金属结构部件，只要防锈好，几十年也不坏。
8）营运费低廉。带式输送机的磨损件仅为托滚和滚筒，输送带寿命长，自动化程度高，使用人员很少，平均没公里不到一人，消耗的汽油和电力也很少。
9）基础建设投资低。火车、汽车输送的坡度都很小，因而延长不大，修建的路基长。而带式输送机一般可在20度以上，如果用圆管式90度都能上去，又能水平转弯，大大节省了基础建设投资。另外，通过合理设计也可以大量节约基建投资。现在国外带式输送机每公里成本费为100万～300万美元，国内为人民币500万元，其中输送带占整机成本的30%～35%。随着化学工业的发展，输送带成本将进一步下降。
10）能耗低，效率高。由于运动部件自重轻，无效运量少，在所有连续式和非连续式运输中，带式输送机能耗最低，效率最高。
11）维修费用少。带式输送机运动部件仅是滚筒和托辊，输送带又十分耐磨。相比之下，火车、汽车磨损部件要多得多，并且更换磨损件也比较频繁，经济效益差。
12）应用领域广泛。市场巨大。根据调查，我国现有带式输送机约200万台，其中，锅炉上煤约40万台；煤矿约120万台；火力发电厂167座，每厂约3KM ，折合1万台；建材厂和水泥厂6千个，平均每厂50台，共计
30万台；港口码头约1万，不包括卸船机和散货装船机等。
综上所述，带式输送机的优越性已十分明显，它是国民经济中不可缺少的关键设备。加之国际互联网络化的实现，又大大缩短了带式输送机的设计、开发、制造、销售的周期，使它更加具有竞争力。 带式输送机的经济效益比较如下列表所示：
表1.1 中国铁路、公路和带式输送机运输的经济性比较表 。
注：《燃化通讯》，1987年。
注：《燃化通讯》，1987年。
注：《燃化通讯》，1987年。
表1.5 中国山西铝厂龙门山石灰石矿带式输送机与电机车、卡车运输方案
注：《连续输运技术》，1987年第三期。
随着国民经济的飞速发展, 矿山、建材、化工、港口、粮食、电力、煤
炭等部门对散状物料的输送提出了新的要求, 要求带式输送机以长距离(指单机输送长度, 国外最长达15000m, 国内最长达8984m) 、大运量(高带速和大带宽) 和大倾角输送物料, 同时提出无公害环保输送散体物料的要求。因此, 带式输送机已不只是厂内及车间与车间之间的输送设备, 而成为可以与汽车运输相竞争的输送设备。无论国外还是国内的建材及矿山行业, 在这两种运输方案的对比选择后, 最终还是较多地选择以长距离、大运量的带式输送机代替汽车运输的方案。其原因是采用汽车运输不仅要修建公路, 购买汽车一次性投资大, 而且日常的公路和汽车维修费用也很高; 带式输送机输送散状物料是连续的物料流, 生产效率高。
目前, 国外最大带速已达12m/s，国内的最大带速达5.18m/s,最大输送量8400t/h。当然, 增加输送带的宽度也可以提高输送量(国外采用的最大带宽是3300mm), 但增加带宽使整机所有相关尺寸增大, 增加了设备的总投资。特别是输送带的成本要占整机成本的30～50%,而且距离越长, 运量越大, 占的比例就越大。同时, 大带宽需要相应的硫化设备用于输送带和输送带接头的硫化。因此我国目前所采用的最大带宽为2200～2400mm 。今后的发展趋势是提高带速以提高输送量。当然, 提高带速受到托辊转速(主要是轴承转速) 的限制, 国外生产的轴承转速可达1000rmin 。而国内设计规范中规定不大于600r/min。如何生产出与托辊配套的高质量轴承也是轴承行业需要深入探讨的课题。
近年来, 增加带式输送机的运输长度成为减少输送散状物料费用的有效手段, 增加运输长度不但减少了带式输送机成本, 而且改进了输送机性能。设计出性能更可靠、寿命更长、使用期投资更低的高强度长距离带式输送机一直是输送机技术中的一项革新方向。通过引进国外先进国家的带式输送机整套设备及技术, 以及国内广大科研技术人员的共同努力, 可以说国内设计和制造长距离、大运量带式输送机的水平已经可以满足国内市场的需求, 但是一些关键技术尚需引起重视并加以深入研究和开发。长距离带式输送机的驱动系统作为整机的枢纽, 必须有效地控制好整条输送机, 最大可能地保证输送机的最佳输送性能, 且尽量减少对输送机各部件的负荷, 尤其是机电部件的负荷和动力。同时, 长距离带式输送机需要消耗大量的电能, 实验表明, 用在带式输送机上的电能70%被用于克服滞动力, 这就使得长距离带式输送机的胶带张力控制和带动力都是极为重要的。因此, 在提高输送机所用胶带性能的同时, 长距离带式输送机的驱动系统必须能够满足各种综合动力的技术要求, 以适应输送各种物料的需要。 （1）驱动系统的技术要求 A. 输送机控制性能
长距离带式输送机的驱动系统必须从加(减) 速度、过载、负荷分配、输送带张力控制等方面有效地对输送机进行全程控制。
加(减) 速度控制：在小于最大设计载荷的任何载荷情况下, 驱动系统都必须前后均匀地给输送带加(减) 速, 且加速段要长, 以防止物料滑落、胶带在滚筒上打滑和过度张紧运动。
过载控制：驱动系统应能防止输入功率和扭矩越过安全设施进入输送机, 以免产生故障。同时, 还应具备随时排除输送机阻卡现象的功能。
负荷分配：多机驱动情况下, 载荷应根据设计规范合理地分配给各驱动
装置, 避免因导致个别或多个驱动装置过载而影响输送机各部件运行质量, 造成不必要的运行故障。
输送带张力控制：输送带的正确张力是保证输送机安全可靠运行的首要条件之一。但带式输送机起止瞬间形成的带张力会给输送机的运行和控制带来很大的不利影响, 严重的破坏性张力波可能会使长距离带式输送机迅速减速乃至停机。因此, 驱动装置必须按要求控制住进入输送机的输送功率, 使输送带随时保持良好的张力。 B. 输送机驱动性能
驱动系统是输送机的关键设备, 它的各部件都应具备最佳的可靠性, 都必须严格按照标准和规范精心设计和制造。在使用期间, 要配备良好的监控设备, 随时了解掌握输送机运行情况, 避免突然事故和阻卡现象给输送机造成的损失, 减少维修和停机次数, 提高长距离带式输送机的使用效率。 C. 最小电应力
对长距离带式输送机来说, 如果所有电机同时启动, 电源系统中的电压负荷急剧增大, 导致电压下降, 使电机启动时间延长乃至困难, 对电机产生应力, 因此, 当在最小电压时, 驱动系统也必须能使主要电机及时启动。同时, 电机每次启动时产生的极大电流会使电机温度增高, 而电机启动所需时间越长, 电流持续时间越长, 温度也越高, 电机的热化损坏也越快, 从而使绝缘体的耐热性能下降, 并最终在绝缘体内进行化学物质的变化, 使绝缘体完全失去功能, 最后毁坏电机。因此, 要尽量以最小电应力进入电机, 且启动次数尽可能减少, 启动时间尽可能缩短, 使电机有良好的使用环境。 D. 最小机械应力
由于驱动系统的载荷分配不均, 特别是急速启动情况下, 包括不可控制的启动情况, 以及不能逆止输送机的情况直接影响输送机的主要驱动装置及其他部件上的应力。针对产生的原因, 必须对长运距带式输送机的驱动系统进行恰当的设计, 在恰当分配各驱动装置载荷的情况下, 设立适长的启动斜面并采用S 型启动斜面以减少输送带应力。同时实行软启动以对输入功率和扭矩进行最大程度的限制, 提高输送机的安全性, 而减少对输送带的要求因素, 这样就有效地降低输送机的成本。
胶带要正常运行必须是封闭环路, 将一个以上的胶带端部连接起来才能形成无极胶带同路, 而接头强度只能达到该胶带强度的70%～90%。因此, 钢芯胶带的最薄弱处就是它的接头, 所以如何确定接头的最佳连接方法就成为提高胶带实际强度的关建。对胶带的安全性, 现主要基于四项不同的设计规范, 即运行张力、起动张力、胶带延伸性和寿命的递减、接头动态效能的
损失。对运行张力虽通常按最高张力条件确定, 但由于造成接头疲劳的额定运行张力约占最高设计张力的80%,故很难达到；起动张力是一种不常出现的周期性条件, 可根据停机和启动的频率来确定是否应视为持续起作用的疲劳因素；对胶带延伸应力和性能退化应该视为一种持续负到运行数值中, 由于利用新技术, 胶带接头间的动态强度达到了一个新水平, 现在钢绳的耐用性倒成了限制接头高效能的因素, 橡胶性能的改进使无沦何种强度的胶带均能获得效果良好的高效能接头。
(2） 长距离带式输送机合理的驱动装置 A. 驱动方式的确定
从输送带强度对功率的影响, 考虑降低初期投资及提高输送机运行的可靠性, 长运距带式输送机的驱动宜采用中间驱动的方式, 其最大优点是可有效降低输送带的张力, 使输送机的输送长度理论上不受输送带张力的影响而无限延长，同时, 采用中间驱动还可以使巨大的总功率分解成多个较小的单元驱动功率, 便于实现输送机主要驱动原部件的标准化、系列化和通用化。中间驱动有两种形式, 即卸载式中间驱动和摩擦式中间驱动, 由经济性和操作性比较优劣, 建议采用卸载式中间驱动方式。驱动装置由电动机、减速器、液力凋速装置、制动器等元部件组成, 为使电动机、减速器、调速型液力偶合器等的连接基本处于水平, 可以考虑该连接与底座采用浮动支撑的连接形式, 达到对中性好、调整容易、拆装方便的效果。 B. 电机功率合理分配
设计中可采用带有调速型液力偶合器的驱动装置有效地解决多机驱动中的电机负载不平衡问题。
1.2 带式输送机的发展趋势
1) 设备大型化、提高运输能力
为了适应高产高效集约化生产的需要，带式输送机的输送能力要加大。长距离、高带速、大运量、大功率是今后发展的必然趋势，也是高产高效矿井运输技术的发展方向。在今后的10a 内输送量要提高到3000～4000 t/h，还速提高至4～6m/s，输送长度对于可伸缩带式输送机要达到3000m 。对于钢绳芯强力带式输送机需加长至5000m 以上，单机驱动功率要求达到1000～1500 kW ，输送带抗拉强度达到6000 N/mm（钢绳芯）和2500 N/mm（钢绳芯）。尤其是煤矿井下顺槽可伸缩输送技术的发展，随着高产高效工作面的出现及煤炭科技的不断发展，原有的可伸缩带式输送机，无论是主参数，还是运性
能都难以适应高产高效工作面的要求，煤矿现场急需主参数更大、技术更先进、性能更可靠的长距离、大运量、大功率顺槽可伸缩带式输送机，以提高我国带式输送机技术的设计水平，填补国内空白，接近并赶上国际先进工业国的技术水平。其包含7个方面的关键技术：⑴带式输送机动态分析与监控技术；⑵软起动与功率平衡技术；⑶中间驱动技术；⑷自动张紧技术；⑸新型高寿命高速托辊技术；⑹快速自移机尾技术；⑺高效储带技术。 2) 提高元部件性能和可靠性
设备开机率的高与低主要取决于元部件的性能和可靠性。除了进一步完善和提高现有元部件的性能和可靠性，还要不断地开发研究新的技术和元部件，如高性能可控软起动技术、动态分析与监控技术、高效贮带装置、快速自移机尾、高速托辊等，使带式输送机的性能得到进一步的提高。 3 )扩大功能，一机多用化
拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用，使其发挥最大的经济效益。开发特殊型带式输送机，如弯曲带式输送机、大倾角或垂直提升输送机等。
1.3 带式输送机常见问题及解决方法
1) ．带式输送机的发展状况及常见问题和决方法
长距离、大运量、较大倾角的下运带式输送机的使用，可较大幅度地减少开采区的巷道工程量，降低基建费用和缩短施工周期，发电运行时还可向电网输电，具有较大的经济效益，是一种极具发展前途的节能设备。但由于带速高，移动部分和转动部分的惯性很大，其下滑的惯性力矩也很大，生产中经常出现打滑、滚料、飞车等事故，因此制动是关键问题。目前国内外煤
矿常用的制动方式有液力制动装置、液压制动装置和盘式制动装置等3种。带液力制动系统的下运机是国家“六五”重点科技攻关项目，主要是通过在输送机的驱动装置中安装液力制动系统，分2步实现制动，即先由该系统将输送机运行速度减慢(加速度保持在0.1～0.3 m/s2的范围内) ，降至额定速度的1／3，然后由机械抱闸最终制动，当井下发生突然停电事故时，仍可实现二级制动。目前能够达到的主参数为：倾角β=-25゜, 运量Q=1 500 t/h，
带速V=3.15 m/s，运距L=2000m。 2 ) 输送带的打滑及解决办法
输送带在运行中，打滑的原因是多方面的，常见的原因及解决办法有： A. 初张力太小。输送带离开滚筒处的张力不够造成输送带打滑。这种情况一般发生在启动时，解决的办法是调整拉紧装置，加大初张力。
B. 传动滚筒与输送带之间的摩擦力不够造成打滑。其不要原因多半是输送 带上有水或环境潮湿。解决办法是在滚筒上加些松香末。但要注意不要用手投加，而应用鼓风设备吹入，以免发生人身事故。
C. 尾部滚筒轴承损修和更换已经损坏或转动不灵活的部件，使阻力增大造成打滑。 坏不转或上下托辊轴承损坏不转的太多。造成损坏的原因是机尾浮沉太多，没有及时检
D. 启动速度太快也能形成打滑。此时可慢速启动。如使用鼠笼电机，可点动两次后再启动，也能有效克服打滑现象。
D. 输送带的负荷过大，超过电机能力也会打滑。此时打滑有利的一面是对电机起到了保护作用。否则时间长了电机将被烧毁。但对于运行来说则是打滑事故。 克服输送带打滑现象，首先要找到打滑原因，方可采取有效解决措施。
3) 输送带的跑偏及其处理
带式输送机运行时输送带跑偏是最常见的故障之一。跑偏的原因有多种，其主要原因是安装精度低和日常的维护保养差。
安装过程中，头尾滚筒、中间托辊之间尽量在同一中心线上，并且相互平行，以确保输送带不偏或少偏。另外，带子接头要正确，两侧周长应相同。 在使用过程中，如果出现跑偏，则要作以下检查以确定原因，进行进行调整。
输送带跑偏时常检查的部位和处理方法有：
A. 检查托辊横向中心线与带式输送机纵向中心线的不重合度。如果不重合度值超过3mm ，则应利用托辊组两侧的长形安装孔对其进行调整。具体方法是输送带偏向哪一侧，托辊组的哪一侧向输送带前进的方向前移，或另外一侧后移。
B. 检查头、尾机架安装轴承座的两个平面的偏差值。若两平面的偏差大于1mm ，则应对两平面调整在同一平面内。头部滚筒的调整方法是：若输送带向滚筒的右侧跑偏，则滚筒右侧的轴承座应当向前移动或左侧轴承座后移；若输送带向滚筒的左侧跑偏，则滚筒左侧的轴承座应当向前移动或右侧轴承座后移。尾部滚筒的调整方法与头部滚筒刚好相反。
C. 检查物料在输送带上的位置。 物料在输送带横断面上不居中，将导致输送带跑偏。如果物料偏到右侧，则皮带向左侧跑偏，反之亦然。在使用时应尽可能的让物料居中。为减少或避免此类输送带跑偏可增加挡料板，改变物料的方向和位置。
在给定条件下，带式输送机选型设计计算合理与否关系到能否高效、安
全、可靠地完成生产任务。一般说来，带式输送机的选型设计有两种方法：一种是成套供应的设备（或已有设备）的计算，对于这一类运输机的设计计算无需进行参数和部件的选择，一般只需核算生产能力、电动机功率和输送带强度等是否满足有关规定的要求；另一种是对通用设备（如TD75、DT Ⅱ系列通用固定带式输送机和DX 系列钢丝绳芯带时输送机等）的选型计算，需要通过计算选择各组成部件（如：输送带、滚筒、托辊、驱动装置„„），最后组合成使用于具体条件下的带式输送机。该设计主要进行的是后一种设计。带式输送机的设计程序大体分两步，第一步是初步设计，主要是通过理论上的计算选出合适的输送机部件，或者完成对已选部件的验算；第二步是施工设计，主要完成对已选部件的安装布置图纸设计工作。
由于该种皮带输送机既有上坡运输又有下坡运输，最困难得工况就不一定时在满载时，因此要分不同工况进行分析。第一种工况是满载运行状态，输送带各段都满载的运行状态。大多数情况下，此状态为输送机系统最困难的工况，所以必须对正常运行工况进行设计计算，以确定各主要点输送带张力、电机功率、张紧力的结论；；第二种工况是最大电动状态，如果忽略此工况，有可能出现电机堵转，闷车而烧坏，而且这种工况也随起动和停车过程的出现而不断出现。对于本输送机系统的最大电动状态是在线路空载的情况出现。。比较这前两种工况下所需的牵引力和电机功率，按照最困难的工况进行各部件的选取。
2 下运带式输送机的静力学设计
2.1输送带选择计算
1. 带速的确定
输送带运行速度是输送机设计计算的重要参数，在输送量一定时，适当提高带速，可减少带宽。目前带式输送机推荐的带速为1.25～4m/s，参考表1，取V=2.5m/s。
2. 带宽的确定 1）按输送能力确定带宽
B 1=
Q
式（2.1） Kv γC
查《设计选用手册》可知ρ=30︒，K=458，C=0.99，则代入公式（2.1）
B 1=0.939m
2）按输送物料的块度确定带宽B 2
B 2≥2a max +200=800mm
1000B 由于B =max {1, B 2}， 则取B=1000m
3. 输送带种类的选择
我国目前生产的输送带有以下几种：尼龙分层输送带、塑料输送带、整
体带芯阻燃带、钢丝绳芯带等。
在输送带类型确定上应考虑如下因素：
1） 为延长输送带使用寿命，减小物料磨损，尽量选用橡胶贴面，其次
为橡塑贴面和塑料贴面的输送带；
2） 在煤矿生产中，同等条件下优先选择整体阻燃带和钢丝绳芯带； 3） 在大倾角输送中，为了改善成槽性，高强输送带采用钢丝绳芯带较
为理想；
4） 覆盖胶的厚度主要取决于被运物料的种类和特性，给料冲击的大
小、带速与机长，输送原煤之类的矿石，为防止撕裂，可以加防撕网。
5） 根据机长和带强来具体确定带型，长距离一般采用钢丝绳芯带，高
强度也一般采用钢丝绳芯带等。
查《DT Ⅱ设计选用手册》表17（见附录二）选用钢丝绳芯输送带ST630, 参数如下：
图2.1 下运带式输送机结构简图
2.2 托辊的选择计算
托辊组是用于支承输送带及输送带上承载的物料，保证带稳定运行的装
置，托辊组的形式的选择可根据托辊在不同部位的情况选择。本机上所有的
托辊种类如下：
a) ．槽形托辊：用于承载分支输送散状物料，采用35°槽形托辊。 b) ．平行托辊：用于回程分支支撑输送带。
c) ．缓冲托辊：安装在受料段下方，减小输送带所受的冲击，延长带的使用寿命。
d) ．调心托辊：设置用于调整输送带跑偏。
e) ．过渡托辊：安装在滚筒与第一组托辊之间，可使输送带逐步或成槽由槽形展平，以降低输送带边缘因成槽延伸而产生的附加应力，同时也防止输送带展平时出现撒料现象。
1. 托辊直径和长度的确定
托辊长度的选择可以直接通过输送带的宽度、托辊组中的托辊数和托辊间的连接和布置方式确定。托辊的直径和托辊轴的直径以及轴承可根据托辊所受的载荷情况选择。托辊直径的大小直接影响托辊的使用寿命，直径越大寿命越大，对带的承托效果也越好。托辊的直径根据表2.6并结合实际使用情况确定。
托辊阻力系数托辊轴承目前均采用滚动轴承，迷宫式密封，由于旋转部件不与密封直接接触，所以运行阻力小。 查《DT Ⅱ设计选用手册》可选
上托辊直径为φ133，下托辊直径为φ133。
2. 托辊间距的确定
托辊间距应满足两个条件：即辊子轴承的承载能力及输送带的下垂度。承载托辊间距可根据表2.7查得，下托辊间距一般取2倍的上托辊间距。受料处托辊间距视物料容重和块度而定，一般取为上托辊间距的1/2～1/3。生产经验证明，在确定加料段下面的托辊间距时，应力求使物料负荷的主要部分位于两个托辊之间的输送带上。头部滚筒到第一组槽形托辊的间距可取为上托辊间距的1～1.3倍，尾部滚筒到第一组托辊间距不小于上托辊间距。 由上述及表2.5，2.6，2.7可选托辊如下：
上托辊选用三辊式30°槽形托辊，托辊直径为φ133； 下托辊选用单辊式平形托辊，托辊直径为φ133；
'由表可查得托辊间距：l ' l ' G '=22kg G ''=17kg ； t =1. 2m t =3m
托辊轴承采用滚动轴承迷宫式密封ω'=0. 03 ω''=0.025；
3. 过渡段托辊组的布置
在输送机的头尾部，输送带由平形变成槽形或者由槽形变成平形的段叫过渡段。在过渡段，输送带的倾角由零逐渐过渡到最大槽角。如果过渡段托辊组的布置不合理，将直接影响输送带的强度和寿命；尤其在高张力区，影
响更为
严重，所以必须重视高张力区托辊组的过渡布置，达到设计的合理化。过渡段的布置如图2.2所示。
2.3 基本参数计算
1. 输送带线质量
对于输送带线质量可以通过查表和计算两种方法求得。在这里由于是通用型设备的设计，所以可以通过《DT Ⅱ设计选用手册》表查得
q d =19kg ⨯1m =18kg/m 2. 物料线质量
输送带上物料的线质量
Q 900q = ==100kg/m
3.6v 3. 6⨯2. 53. 托辊转动部分线质量
q 't =q 't ' =
G '22==18.3kg/m l 't 1.2
G ''17==5.7kg /m ''l t 3
4. 线路阻力计算
线路阻力（输送带运行阻力）包括直线阻力和弯曲段阻力。弯曲段阻力一般考虑阻力系数K(K=1.03～1.07) 。述基本阻力外，还受附加阻力，包括物料在装载点加速时与输送带之间的摩擦阻力简称物料加速阻力；装料点的导料槽摩擦阻力；清扫装置的摩擦阻力；中间卸料装置的阻力等。下面分别予以计算
1） 直线阻力计算：
承载段和空载段直线阻力的计算公式分别如下： W k =gL [(q t ''+q d ) ⋅ω''⋅cos β-q d sin β] 式（2.7）
W z =gL [(q +q t ''+q d ) ⋅ω'⋅cos β+(q +q d )sin β] 式（2.8） 将各段上的参数分别代入公式（2.7），（2.8）
W 5-6=ω''（q d +q 't '）gl 2cos3.7︒+q d gl 2sin3.7︒
=0. 025⨯(18+5. 7) ⨯9. 8⨯840⨯cos 3. 7︒+18⨯9. 8⨯840⨯sin 3. 7︒ =14429N
W 1-2=ω'(q +q d +q 't )gl 1cos β1-(q +d q )gl 1sin β1
︒=0. 03⨯(100+18+18.3)⨯9.8⨯840cos3.7-(100+18)⨯9. 8
⨯840⨯sin3.7=-29095N 2）局部阻力
︒
（1）装载点物料加速阻力W a
11
W a =qv 2=⨯100⨯2.52=312.5N
22（2）装载点导料槽侧板阻力W b
W b =l (16B 2γ+70)
其中 B －带宽，m
γ－物料集散密度，t/m3
l －导料槽侧板长度，m
W b =1. 5⨯(16⨯12⨯0.9+70) =126.6N
（3）清扫器阻力：W c
弹簧清扫器阻力： W c =(700~1000)B ≈900B =900N
'=200B =200N 空段清扫器阻力：W C
5. 输送带张力的计算
1） 用逐点法计算输送带关键点张力，输送带张力应满足两个条件：
(1) 摩擦传动条件：即输送带的张力必须保证输送机在任何正常工况下都无
输送带打滑现象发生。
C 0
式（2.9） S l =S y
r 12+1K -1+C 0式中 Sy -送带强度，N ；
S l －输送带与传动滚筒分离点处张力，N ；
K －传动滚筒与输送带间的摩擦系数, 采用包胶滚筒，K =e μα； α－输送带与传动滚筒间的围包角，取α=225︒；
C 0－摩擦力备用系数，取C 0=1.3；
（2） 垂度条件：即输送带的张力必须保证输送带在两托辊间的垂度不超过规定值，或满足最小张力条件。在输送带自重和载荷重量的作用下，输送带在两托辊之间必然有悬垂度。托辊间距愈大或输送带张力愈小，其垂度愈大。如果垂度过大输送带在两组托辊之间将发生松弛现象，可能导致物料撒落且将引起输送带运行阻力加大，故各国均规定了允许的最大垂度值。ISO5048中规定输送带垂度不超过托辊间距的0.5%～2.0%,我国设计规范中规定为2.5%。
为满足输送带的垂度条件，对于任何一个运输系统，承载分支输送带的最小张Szmin 需满足
S zmin ≥5g l 't (q+qd )cos β 式（2.10）
回程分支输送带的最小张力S kmin 需满足
S kmin ≥5gl t "q d cos β 式（2.11）
有上述可以看出，输送带张力的计算方法有两种：一种是根据摩擦传动条件并利用“逐点张力法”求出个特殊点的张力值，然后验算输送带的垂度条件；另一种是根据垂度条件求出输送带上某一确定点的张力，然后按“逐点张力法”计算出各点的张力，再验算摩擦传动条件。 2）张力计算
为了充分降低输送带的张力, 只要满足摩擦条件和垂度条件, 就能保证输送机的驱动条件, 且由于该布置形式不容易定性的判断最小张力点的位置，所以我们先按摩擦条件进行计算, 然后验算垂度条件。有输送带布置形式可知：
根据摘要中有关叙述和该输送带的具体情况可知，计算张力需分两种不同工况来分析，即满载和空载。
a ， 首先计算满载运行工况即物料再输送带上均匀分布的情况，取K=1.05，由以上可求得：
S 1
S 2=S 1+W 1-2+W a +W b =S 1-28656N S 3=KS 2+W t =1. 05S 1-29189N S 5=S 4=S 3=10. 5S 1-29189N S 6=S 5+W 5-6=1. 05S 1-14760N S 7=KS 6=1. 1025S 1-15498N S 8=S 7=1. 1025S 1-15498N S 9=KS 8=1. 157625S 1-16273N S 10=S 9=1. 157625S 1-16273N S 11=KS 10=1. 2155063S 1-17087N S 12=S 11=1. 2155063S 1-17087N
则有S 1=0. 823S 12+14507N 输出牵引力 F 0'=S 1-S 12=14075N -0. 2155063S 1
S 12(e μα-1)
额定牵引力 F 0=
n
由F 0=F 0'可得：
S 12=7024N 由公式可得各点张力： S 1=19838N ; S 2=-8818N
因而应按垂度条件计算：
S 2=S zmin ≥5g (q +q d )l 't cos β=6924N
'β=3300N S kmin ≥5gq d l 't cos S 3=KS 2+W t =8170N S 3>S k min 满足条件
则逐点法计算张力得：
S 1=35580N ; S 2=6924N ; S 3=8170N ; S 4=8170N ; S 5=8170NS 6=22599N ;
S 7=23729N ; S 8=23729N ; S 9=24915N ; S 10=24915N ; S 11=26161N ; S 12=26161N
由于
S 135580==1.86
所以满足摩擦条件。 验算带强：
考虑输送带的寿命、起动时的动应力、输送带的接头效果、输送带的磨损，以及输送带的备用能力，选用输送带时必须有一定的备用能力（即安全系数），对于强力大功率带式输送机静安全系数一般取m ≥7，动安全系数m d ≥5。
σB 630⨯1000n =d ==17.7
S max 35580由于n>7,所以满足强度要求
b, 计算空载时各点张力：
W 1-2=-616N W 5-6=14429N
由摩擦条件的公式可以算出
S 12=K 4S 1+K 4W 1-2+K 3W 5-6=1. 22S 1+16013N 则S 1=0. 82S 12-13125N
S 12(e μα-1) 由于F 0'=F 0则有S 1-S 12=解得：
n
S 12=-8360N
只有按垂度条件计算：
S 2=S z min =5gq d l t 'cos β=5⨯9. 8⨯1. 2⨯18⨯cos 3. 7︒=1056N
S 3=KS 2+W t =2009N
S k min =5g l t ''q d cos β=5⨯9. 8⨯3⨯18⨯cos 3. 7︒=3300N S 3
所以令S 3=S k min =3300N 则由逐点法计算得：
S 3-W t
=2137N ; S 1=S 2-W 1-2=2753N ; S 5=S 4=S 3=3300N K
S 6=S 5+W 5-6=17729N ; S 7=KS 6=18615N ; S 8=S 7=18615N ; S 9=KS 8=19546N ; S 10=S 9=19546N ; S 11=KS 10=20524N ; S 2=
S 12=S 11=20524N
S 120524==7.46>3. 84 S 122753
验算带强
n =
630⨯1000
=30.7>7
20524
满足强度要求。
2.4 计算牵引力及电机功率
1. 牵引力的计算
传动滚筒表面牵引力W '的普遍表达式为
W '=S y -S l ，N 式（2.13）
考虑到传动滚筒轴承摩擦阻力及输送带在传动滚筒上的弯曲阻力，传动滚筒主轴牵引力W 的普遍表达式为
W =(S y -S l )+(0. 03~0. 05)(S y -S l )，N 式（2.14） 2. 电机功率的计算
1） 当W>0时，表示传动滚筒输出牵引力，所需电动机的功率为
Wv
P =K 式（2.15）
1000η
式中 η------包括联轴器和减速器的总传动效率，一般取0.8~0.85；
2） 当W
P '=K W v 'η⨯10-3 式（2.16）
式中 v '------电机作发电制动时对应得输送带速度，一般取v '=1.05v, m/s。 但是，当输送带空载或非满载运行时仍将处于电动工作状态，因此还必须计算此工况下的电动机功率为
W 'v
P ''=K
1000η 式（2.17） 式中 W '------ 空载或非满载下运行工况是传动滚筒主轴牵引力。
此时，带式输送机所需电动机功率为
W =max {W ', W ''} 式（2.18）
选择电机功率与数量应符合如下要求：
(1) 额定总功率P e ≥P ；
(2) 考虑到台数和单电动机功率符合各驱动滚筒牵引力配比； (3) 尽可能用同一型号电动机，以减少备用台数 3） 分别计算满载和空载牵引力和所需电机功率
a ，满载运行工况时的牵引力及电机功率（见式（2.14），(2.15)）
W =S 12-S 1+0. 04(S 12+S 1)=11889N
P =K
Wv
取K=1.15，η=0.85 1000η
11889⨯2. 5
=40.2kw
1000⨯0. 85
P a =1. 15⨯
b ，空载运行工况时
牵引力为
W =S 12-S 1+0. 04(S 12+S 1)=18702N
电机功率为
P b =K
Wv
=63.3kw 1000η
有以上可知电机功率P ≥{P a , P b }则查《DT Ⅱ设计选用手册》可选电机为
一台75kw 的YB280S-4型电机，其主要参数见下表：
2.5滚筒的选择
传动滚筒是传递带式输送机功率的圆柱形筒。而改向滚筒仅作为引导输送带改变方向的圆柱形筒。改向滚筒部承担转矩，结构比较简单。传动滚筒和驱动装置相联，是带式输送机最重要的部件，驱动功率的大小往往取决于传动滚筒表面同输送带之间的摩擦系数和输送带在该滚筒上的包角。 按驱动方式分，传动滚筒有：
1）外驱动式，即驱动装置放在传动滚筒的外面，减速器直接同传动滚筒输入轴相联。
2）内驱动方式，即将驱动装置全部放在传动滚筒内，此种方式又称为电动滚筒。如果仅将减速器装入在筒内，称为齿轮滚筒，或称外装式减速滚筒适用于大功率带式输送机。
按轴承内孔大小分，传动滚筒可分为： （1）轻型，孔径在50～100㎜； （2）中型，孔径在120～180㎜； （3）重型，孔径在200～220㎜。
这种分类对于改向滚筒也是适用。外面铸上一层橡胶的滚筒称为铸胶滚筒；用机械方法包上一层橡胶的滚筒称为包胶滚筒；什么不包的滚筒称为光面滚筒。改向滚筒常为光面滚筒。 按外形分，传动滚筒可分为：
1）鼓形滚筒。用钢板卷圆焊接而成，中间部分筒径大于两边筒径约几毫米，目的是防止输送带跑偏。
2）叶片式滚筒。滚筒由许多横向叶片组成，目的是便于清洁输送带，此类滚筒又称为自清扫滚筒。如果将叶片改为圆钢棒，称为棒式滚筒。自然也可以将圆柱形钢壳上开上横槽，也可起到自清扫作用，此类滚筒称为格栅滚筒。
3）沟槽胶面滚筒。滚筒的护面开上菱形、人字形、直线形、环形、梯形则分别称为菱形护面、人字形护面等各种护面形状的滚筒，其目的是增大摩擦系数和便于排出黏着物料。传动滚筒护面常选 1. 传动滚筒的选择
选择传动滚筒直径时，可按四个方面考虑：
1） 限制输送带绕过传动滚筒时产生过大的附加弯曲应力计算滚筒直径
D 1≥150d =150⨯3=450mm 式中D －传动滚筒直径，mm ；
d －钢丝绳直径，mm 。
2） 为限制输送带表面比压，以免造成覆盖胶脱落的滚筒直径
2Sa 2⨯34304⨯10D 0≥==229mm
Bd p 1000⨯3⨯1
式中 S－输送带张力，N （此处以最大张力S max 代入）； B －输送带宽度，mm ；
a －钢丝绳间距，mm 查表得a=10mm；
[p]－输送带表面许用比压，取[p]＝1Mpa=1N/mm2。
3） 限制覆盖胶或花纹变形量小于6％的传动滚筒直径为
D ≥35K (b +0. 5d ) =35⨯1⨯(5+0. 5⨯3)=227. 5mm
式中K －围包角影响系数，当围包角小于90°时，K ＝0.8，否则K ＝1；
b －钢绳芯输送带上覆盖胶厚度，mm 查表得b ＝5mm 。
4） 当输送带弯曲频次高时，滚筒直径要相应大一点，以补偿高频次弯曲疲劳破坏程度。
综上所述，传动滚筒直径
D =max {D 1, D 2, D 3} 则选传动滚筒直径为630mm 。
根据滚筒所受合力查《DT Ⅱ设计选用手册》可选传动滚筒型号及主要参数为
2. 改向滚筒的选择
1）尾部改向滚筒直径
尾部改向滚筒的直径取
D 2=630mm
根据滚筒所受合力查《DT Ⅱ设计选用手册》可选传动滚筒型号及主要参数为
2）其他改向滚筒直径为
D 3=315mm
根据滚筒所受合力查《DT Ⅱ设计选用手册》可选传动滚筒型号及主要参数为
2.6减速器的选型
根据带速、传动滚筒直径和电动机转速推知减速器的传动比为:
πnD 3. 14⨯1480⨯0. 63i ===19. 5
60v 60⨯2. 5
查《DT Ⅱ设计选用手册》可选用DCY 型公称减速比为20的减速器，其主要技术参数如下：
根据下面的公式验算减速器功率
P m =P e fS A 式（2.19）
式中 Pm --------选用功率，kw ；
P e ---------实际负载功率，kw
f----------工况系数，如表2.8所示； S A --------安全系数，如表2.9所示。
查表可知f=1.5；S A =1.2代入数值计算得：P m =75⨯1. 5⨯1. 2=135kw 由于P m
式中 PG ————热功率，kw ；
f W ————环境温度系数，如表2.10所示； f A ————功率利用系数。
P 135
查表可知f W =0.89；f A =m ==0. 69，代入公式（2.19）可求
P N 195
P e f W f A =195⨯0. 89⨯0.69=119. 75kw 由于P G
2.7 制动力矩的计算及制动器的选择
根据带式输送机技术要求制动装置产生的制动力矩不得小于该输送机所需制动力矩的1.5倍以上。
制动力矩的计算公式为：
M z =0. 75gl 1D [qsin β1-(q +2q d +q 't +q 't ')ωcos β1]
式（2.20）
'''+0. 75gDl 2[qsin β2-(q +2q d +q t +q t )ωcos β2]把参数代入公式（2.20）计算求得
M Z =12526N ⋅m
一台驱动装置制动力为6463N ·m.
查《DT Ⅱ设计选用手册》（见附表三）可选KZP-φ1000, 其主要技术参数为：
2.8 联轴器的选择
驱动装置中的联轴器分为告、高速轴联轴器和低速轴联轴器，它们分别安装在电动机与减速器之间和减速器与传动滚筒之间。常见的高速轴联轴器有尼龙柱销联轴器、液力偶合器等；常见的低速轴联轴器有十字滑块联轴器、和棒销联轴器等。
高速轴上的扭矩为：
9550P 9550⨯75T 高===483. 95N ⋅m n 1480
T 低=T 高⋅i ⋅η=483. 95⨯20⨯0. 8=7743. 2N ⋅m
由《DT Ⅱ设计选用手册》可查得，高速轴联轴器选用ML8型梅花形弹性联轴器，低速联轴器选用ZL7型弹性柱销齿式联轴器。其主要参数为：
2.9 拉紧力及拉紧行程的计算及拉紧装置的选择
1. 拉紧力的计算
a ，满载运行工况时
PH a =S 8+S 9=23729+24915=48644N
b, 空载运行工况时
PH b =18615+19546=38161N
则拉紧力PH =max {PH a , PH b }=48644N
2. 拉紧行程的计算
首先计算出输送带的长度L d
L d =2L +0. 5π(D +D 1+4D 2)+AN +L z
其中 L ——输送机长度，m ；
D 、D 1、D 2、D 3——驱动滚筒及主要改向滚筒直径，m ；
A ——接头长度，取接头长度2m ；
N ——接头数目，按每100m 一个接头；
L r ——输送带在其他方面增加的长度，取15m 。
把数据代入公式可求得
L d =1737m
根据实际情况，输送带的长度应该具有足够的备用，所以建议购买1800m 。 计算拉紧行程
∆L =KL +1. 5B +L c +L d +L j 式（2.21）
式中 ∆L －拉紧行程，m
L－输送带长度，m
B －带宽，m
K －伸长系数，钢芯带取0.002,
考虑拉紧装置接头长度L j =3. 5m ，拉紧车长度L C =2m ，及动态应变变形长度L d =0. 2∆L 。代入公式（2.21）求得
∆L =0. 002⨯1737+1. 5⨯1+2+3. 5+0. 2∆L
∆L=21m
3. 拉紧装置的选择
输送带是橡胶和纤维织品两者复合而成的，在应用中运行一段时间后输送带会发生蠕变而变长，在启动、制动过程中也会发生蠕变现象，只有拉紧装置进一步收紧才不会发生打滑现象。因此，拉紧装置是保证带式输送机正常运行不可缺少的部件，它的功能有：
（1） 使输送带在传动滚筒上形成正压力，靠摩擦力将传动滚筒的圆周力传
递出来。
（2） 限制输送带在托辊间的垂度，防止输送带在托辊间距内过分松弛而丧
失槽形，引起物料和输送带跑偏，增加运行阻力。
（3） 补偿输送带的弹性伸长和线粘性伸长。时间长了输送带会自动伸长，
而且再过度工况下发生永久伸长。同时，在启动、制动时输送带自动
收紧，可免除机振动。
（4） 为重连接头提供必要的行程。
（5） 在长距离带式输送机中，拉紧装置对其拉力产生重大影响。
带式输送机上采用的拉紧装置可分为固定式拉紧装置和自动垃紧装置。 固定式拉紧装置的拉紧滚筒在带式输送机运转过程中位置是固定的，这种拉紧方式结构简单、紧凑、对污染不敏感，工作可靠；缺点是输送机运转过程中由于输送带的弹性变形和塑性伸长引起的张降低，可能导致输送带在滚筒上打滑。它又可分重力式拉紧装置和刚性拉紧装置。重锤式、水箱式都属于拉紧装置。其中重力拉紧装置始终使输送带初拉力保持恒定，在启动制动时会产生上下振动，但惯性力很快消失。重锤拉紧装置是利用重锤的重量产生拉紧力，并保证输送带在各种工况下有恒定的拉紧力，可以自动补偿由于温度改变和磨损而引起输送带的伸长变化。该种装置结构简单、工作可靠、维护量小，是一种经济较理想和拉紧装置，特别适用于固定带式输送机，但该装置占用空间较大，工作拉紧力不能自动调整且拉紧行程有限。根据使用场合的不同，可分为重锤垂直拉紧装置和重锤车式拉紧装置（如图2.4）等。刚性拉紧装置有螺旋拉紧、手动或电动拉紧装置等几种，它们的拉紧力是固定不变的，不能自动调整。在安装后，拉紧一次可运行一段时间，但还要收紧，以消除蠕变。
自动式拉紧装置，自动拉紧装
置是一种在输送机工作中能按一
定的要求自动调节拉紧力的拉紧
装置。它使输送带具有合理的张
力，自动补偿输送带的弹性变形和
塑性变形，尤其是在起动时可以增
图2.4 车式重锤拉紧装置示意图 大拉紧，防止起动过程中输送带打
滑，工作时，减正常小拉紧力，保
证输送带的安全性。由于带式输送机是恒定转矩的，因此输送带拉力是固定的，自动测力拉紧装置以拉紧力作为反馈信号随时间变化设定拉力，进行比较，并随时调整拉紧装置的改向滚筒的位移。如启动时会自动加大拉紧力，运转时恢复恒定拉力，对延长输送带寿命十分有利。自动式拉紧装置有两种形式：电动式和液压式。电动式分为干簧管式和电阻应变片式两类。干簧管式拉紧装置用于干簧管式触点的断通来控制继电器开关，使电动机带动绞车正反转。电阻应变片式用电阻应变片组成拉力传感器。拉力传感器由四个电阻应变片接成电桥组成。当输送带拉里始终时，传感器的电桥保持平衡，因
而无信号输出；当输送带的拉力大于或小于额定拉力时，电桥的应变片手拉伸或压缩，电阻就增加或减小，电桥失去平衡，其对角线输出端出现不平衡电压，该电压与输送带的拉力变化值成正比。该电压用电压放大器进行放大后，用信号比较器同人工设定值进行比较，再送入执行器执行，从而完成拉紧装置的任务。执行器多选用电动绞车。电阻应变片要有恒流源供给电流。液压式拉紧装置的直线往复动作直接由液压活塞完成，具有占地小，动作灵活的特点。
根据该输送机的具体情况，拉紧装置可选液压自动拉紧，根据有关资料可选YZL 系列液压自动拉紧装置，具体型号为YZL2-100/3.5的液压拉紧装置。
2.10 软起动的选择
带式输送机正向高速度、大运量、大功率、长运距方向发展，由于速度快，且在重载和超载条件下工作，起动电流过大，对电网的冲击增大，压降增加，造成起动困难，且电机直接起动输送机起动加速度过大，使输送带松边拉紧装置反应速度滞后，输送带的垂度加大，造成功率传递不平衡，起动不平稳。软起动技术是改善起动条件的主要手段。软起动技术是在一定的起动时间内，控制起动加速度，确保带式输送机按所要求的加速度曲线平稳起动达到额定的运行速度，同时使电机的起动电流和输送带的起动张力控制在允许范围内。
目前采用的软起动方式有：
（1） 机械软启动 液力偶合器、液体粘性软启动等。
（2） 机电软启动 可变速直流起动、绕线转子电机驱动，CST 等。
（3） 电控软起动 可控硅软起动、变频器、PSI 系列固态降压软启动
等。
常见的软起动系统有：
调速型液力偶合软起动：它是通过工作液传递能量的，泵轮通过输入轴与电机相连，蜗轮通过输出轴与减速器相连。工作时，在偶合器工作腔中充满工作液，当输入轴带动泵轮旋转时，进入工作腔的工作液在叶片的带动下，
由于离心力的作用沿泵轮的内侧流向外缘，形成高压高速环流冲击蜗轮，使蜗轮随泵轮同向转动。工作液在蜗轮中由外缘流向内侧的过程中减压减速，转换乘机械能，通过输出轴输出，带动减速器工作。周而复始，实现从电机到减速器的能量传递。
液体粘性软起动系统：它是利用液体的粘性即油膜剪切力来传递扭矩的，其结构如图2.5所示，其结构主要有主、从动轴，主、从动摩擦片，控制油缸，弹簧，壳体及密封件等组成。当主动轴带动主动摩擦片旋转时，通过摩擦片之间的粘性流体形成油膜带
动从动摩擦片旋转，当改变控制
油缸中的油压大小来调节主、从
动摩擦片之间的油膜厚度，可改控制油
变从动摩擦片输出的转速和扭矩
的大小，从而实现带式输送机各
项驱动要求和可控软起动功能。
可控起动传输（CST ）软启动系统：它是一个带有电-液反馈控制及齿轮减速器，在低速轴端装有线形、湿性离合器的机电一体化的高技术驱动系统。由机械传动系统、电-液制系统、风冷却交换器、油泵组件及冷却控制器系统组成。如图2.6所示。电-液控
制系统是CST 系统的“大脑”，它
对整个硬件系统提供完整的控制，
主要包括电控器、液压控制器、数
字测速器等。通过固态数字逻辑电
路提供准确的加速度控制，整个工
图2.6 CST系统组成 作过程通过计算机工作站编程控
制及屏幕显示。采用CST 软启动系
统，用户可根据实际需要，通过控
制器设置所需要的加速度曲线和启动时间。在收到启动信号后，电机空载启
1— 输入轴;2—壳体；3—控制油缸；4——弹簧； 5—主动摩擦片；6—从动摩擦片；7—输出轴 图2.5 液体粘性软起动系统机械结构图
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，其输出扭矩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，该速度信号与控制系统设置的加速度曲线比较，其差值将用于调整反应盘的压力，从而确保稳定的加速度曲线的斜率。
可控硅软起动系统：是通过控制可控硅的相位角来实现对起动电压的控制，从而实现降压起动。可控硅软起动系统的电压控制范围更广，一般在（20%～100%）U ε之间，使起动电流由原来的高出正常运行的6～10倍降到2～3倍，因此，其启动性能优越于传统意义上的减压起动。可控硅主回路采用3对反并联、利用全数字技术来实现对电机起动电压、电流的控制，从而实现带式输送机的软启动。
有上述可知，采用调速型液力偶合器和液体粘性软起动系统实现带式输送机的软起动，可实现输送机的功率平衡及低速沿带，在普通用户中使用比较广泛，但因其体积较大及一定的功率损失的缺点在井下使用受到一定的限制，CST 软起动系统是专为煤矿高带速、大运量、长运距的带式输送机而设计的，它集机械、电气、液压、微电子与一体，是煤矿用户的理想选择，但前期巨大投入让许多用户无法承受。可控硅软启动系统是今后软起动的发展方向，随着科学技术的发展，其性能将更加稳定，是传统软起动的替代品。
根据该输送机的具体情况，软起动装置可以选择液力藕合器，具体型号为YOX Ⅱ450
3 带式输送机的动力学特性研究
3.1起动性能的分析
带式输送机起动越快, 起动加速度就越大, 对机械和电气的冲击也越明显, 所以很有必要进行起动加速度、起动时间的计算，以保证设计的带式输送机能安全可靠起动。
1. 等效运动质量的计算
等效运动质量是指带式输送机所有运动部件按动能相等的原则等效到驱动滚筒周边的质量。其中包括承载分支的托辊旋转质量、输送带质量、物料质量、回程分支的旋转质量、托辊旋转质量、滚筒旋转质量以及液粘可控软起动装置、减速机等等所有旋转部件的等效质量。
① 承载分支的运动质量m ′可由下式计算：
m '=(q d +q +0. 9q 't )l 式（2.22）
把q d =18kg/m,q=100kg/m,q 't =18.3kg /m 代入公式（2.22）求得
m '=113223.74k g
② 回程分支的质量m ″可由下式计算：
'm ''=(q d +0. 9q 't )l 式（2.23）
把q d =18kg/m,q 't '=5.7kg /m 代入公式（2.23）求得
m ''=19475.46kg
注：托辊旋转部分的质量等效到托辊周边上时，近似按托辊旋转部分质量的90％计算。其它旋转部件的等效质量
③减速机高速轴的转动质量为：J i =0. 06126kg ⋅m 2
④液力耦合器的惯量为：J Z =1. 02kg ⋅m 2
⑤高速轴联轴器的转动惯量：J M =0. 387kg ⋅m 2
低速轴联轴器的转动惯量：J L =9. 22kg ⋅m 2;
J D =J i +J Z +J M
等效到减速器高速轴上的转动惯量为：= 0.06216+1.02+0.387
=1. 469kg ⋅m 2
则等效到减速器低速轴上的转动惯量为：J 'D =J D i 2
= 1.469 ⨯20=587. 6kg ⋅m 22
由输送带布置图可知每个滚筒的转动惯量为
表3.1滚筒转动惯量表
所有滚筒的转动惯量为：J g =38.3+26.5+30=94.8kg.m2
以上转动惯量等效到滚筒周边上的等效质量可按下式计算
4J m D =2 式（2.24） D
'+J g +J L +Jg +JL ， kg·㎡； 式中 J ―旋转部件转动惯量，J=J D
D ―驱动滚筒直径，m 。
代入公式（2.24）可求得
4⨯(587. 6+94.8+9. 22) m D ==6970.22kg 20. 63
2. 输送带起动时安全系数校核
原来输送机是以静态的方法计算出输送带的安全系数。但在起动带式输送机时，输送带的安全系数不可能用静态时的安全系数，那么起动时其安全系数到底有多大，这是一个必须校核的问题。一般在起动时按0.3m/s2的最大加速度来进行带式输送机的动力学计算，则起动时的惯性阻力为：
⨯0. 3=42602W a =∑m ⋅a =113223.74+19475.46+6970.22. 26N
F '=W +W a
此时要求驱动装置能提供的驱动力为：=18702+42602.26
=61304. 26N (r +1)(K -1)+C 0'+F '=S 1'12' 验算起动时的摩擦条件，则有： S 1=3. 8S 1C 0'=21894.38N '+F '=83198.64N 求得S 1 ，S 1
动安全系数的验算：m =σd ⋅B
S dmax =630⨯1000=7. 6 83198.64
由于m 〉7，所以满足条件。
1） 起动时电机功率验算：
电动机起动功率：
W d ⋅v F '⋅v 61304.26⨯2.5 P d ====194.51kw 1000η⋅ηd 1000η⋅ηd 1000⨯0. 85⨯0. 927
验算在这种情况下的电机转矩
9550P 9550⨯194.51d T '===1. 255kN ⋅m n 1480
查电机参数可知电机启动转矩大于此转矩，因此能够满足条件。
4 带式输送机电控装置
4.1电气控制操作系统开发设计技术要求
根据下运带式输送机的工作特点和现场使用经验，结合本带式输送机的具体要求，可以采用KZW660型带式输送机微机控制装置。它主要由TH5-24S 型矿用本质安全型带式输送机操作台、防爆电控箱以及各种保护传感器等组成。控制系统与液体粘性可控软起动装置配合可实现主拖动电动机空载起动和负载可控起动、手动功率平衡、运行状态和故障LED 显示以及电机电流、输送带速度、软启动控制油压等数字显示，同时还能对运行状态下主要部件的温度进行实时监测与数字显示等。该系统既能实现集控、自动、手动、调试等控制。整个系统工作性能可靠、操作维护方便、用户掌握容易。
控制装置型号含义：
1. 电控装置的功能
1) 控制系统采用660V 电压控制方式，电控设备为矿用一般型或矿用
防爆型。
2) 采用可编程控制器（PLC ）为控制核心，PLC 主要实现以下功能：
(1) 可以与给煤机等其它设备实现闭锁；
(2) 控制1台液力耦合器可控软起动装置实现电机可控软启动；
(3) 实现电机电流的预设置，当电流超过设定值时，系统报警；
3) 能实现集控、自动、手动和调试四种操作方式；
4) 具有急停闭锁、打滑（超速）、跑偏、断带、防撕裂、拉紧行程控制、堆煤（堵塞）、满仓、超温、洒水、烟雾等保护功能；
5) 能实现故障自动停车、对位显示故障点及声光报警，具备跑偏与急停位置、输送带速度、电机电流电压的LED 显示功能；
6) 具有沿线起动信号预告和打点联络，带式输送机和给煤机之间的联络联锁，实现正常顺序起、停控制；
7) 8) 9) 车；
具备液耦合器可控软起动装置压力指示和保护控制； 具备输送机全线故障紧急停车装置；
具备检测带式输送机的跑偏装置，不严重时开关动作实现延时停
10) 具备检测、显示输送机的速度功能、提供打滑、超速、停车信号和低速抱闸信号，并报警显示；
11) 具有输送机起动预警和故障报警及沿线联络信号装置； 2. 控制系统基本组成
根据上述要求设计整个控制系统基本组成如图4.1所示。
图4.1 控制系统构成框图
3. 监控操作台面板布置图
TH5—24S 型矿用本质安全型带式输送机操作台是一台人机控制接口装置，它主要由各种主令开关、按钮、状态指示灯、数字化显示仪表等组成。
控制台上有两块面板，即斜面板和平面面板。斜面板上装有各种数字显示表与LED 指示灯，将设备运行情况实时地反应给操作者以便了解设备的运
行状况；平面面板实际上是一块指令面板，在其上装有各种转换开关和控制按钮。如电控图纸所示，指令集被分为三个相对独立的分指令集，即自动控制指令、公用指令和手动控制指令。
所谓公用指令是指这些指令不管是在自动控制下还是手动控制下，对它们的操作都是有效的。其中一部分指令必须在开车前选定而在运行中禁止操作，它们是控制方式选择﹑运行方式选择和油泵选择；其余公用指令可随时根据需要进行操作。 4. 防爆控制箱的设计
防爆控制箱主要由PLC 、输入输出电路、小型继电器、电流互感器以及熔断器等组成。该柜主要完成各种逻辑控制、数字运算、接受控制台指令并控制各辅助电动机（冷却、润滑泵电动机）运转或停止。同时为控制台提供控制电源。
5. 高压起动开关的作用
高压起动开关负责完成主电机的运转与停止控制。并设有过流、欠压、漏电等电气所需要的保护。
5结论
表5.1带式输送机设计结论
参考文献
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[8] 于岩 李维坚. 运输机械设计. 北京：中国矿业大学出版社，1998； [9] 孙可文. 带式输送机的传动理论与设计计算. 煤炭工业出版社； [10] 程居山主编. 矿山机械. 中国矿业大学出版社，1997； [11] 宋伟刚. 通用带式输送机设计. 机械工业出版社，2005
致 谢
在论文将完成之际，我谨怀诚挚的心情向指导老师丁保华老师以崇高的敬意和深深的谢意，感谢他在我论文撰写过程中给予的热情关怀、帮助，悉心指导。他渊博的学识和严谨的治学态度使我受益匪浅。值此毕业之际，谨以此文向他表示最诚挚的感谢。
同时也感谢所有关心，支持和帮助过我的各级领导、老师、同学、同事和朋友。
由于本人水平有限，论文中难免有不足之处，恳请各位专家、教授指正，再次表示衷心的感谢。