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带式输送机

一．带式输送机的历史及应用

带式输送机的发展历史己有150余年。

早在20世纪70年代，就已经出现了运输距离达到100km的带式输送机输送线路。

带式输送机的发展主要体现在输送带上。

早期的输送带是用皮革之类的材料制成，或用皮革加纤维织物制造。

1858年，S.T.Parmalee取得了织物增强的橡胶输送带的专利。

1863年，0.C.Dodge取得了处理谷物的输送带的美国专利。

1892年，ThomasRobins发明的槽型结构的带式输送机在矿物工程中应用，确定了当代输送机的基本型式。

此后，随着物料运输量的增大，带式输送机取得了巨大的发展，出现了多种的新型结构的带式输送机。

其中具有代表性的主要有:

大倾角带式输送机、深槽带式输送机、花纹带输送机、波纹挡边以及压带式输送机等、管状带式输送机、气垫式输送机、平面转弯带式输送机、线摩擦带式输送机等。

近年来，带式输送机在矿山运输中已经逐渐开始取代汽车和机车运输，成为散状物料输送的主要装备，不断出现的新型带式输送机，扩宽了带式输送机的应用领域：

电力、冶金、化工、煤炭、矿山、港口、建材、粮食等领域。

带式输送机的特点：

1.结构简单.2.输送物料范围广泛。

3.输送量大。

4.运距长。

5.对线路适应性强。

6.装卸料方便。

7.可靠性高。

8.营运费低廉。

9.基建投资省。

10.能耗低，效率高。

11维修费少。

12.应用领域广阔，市场巨大。

二．带式输送机分类

按使用方式带式输送机分类固定带式输送机和伸缩带式输送机两大类

固定带式输送机中分为通用带式输送机，我国现行标准为DTII和TD75、DX强力皮带机。

气垫带式输送机、波装挡边带式输送机，圆管带式输送机。

通用带式输送机命名例如为DTL100/20/90,D带式，T通用，L落地式；100是指输送带带宽为1000mm；20指输送量Q=200T/H；90指带式输送机的功率为90KW。

主要用于煤场，主机，大巷。

其中固定带式输送机中有一种SPJ型吊挂皮带机,标准SPJ80,电机使用2x30kw，减速器为JS30，拉紧为手动涡轮拉紧机构，拉紧行程大，使用方便；计算使用管架结构，安装方便（我厂根据用户要求开发出一种全新伸缩吊挂机SSPJ65、SSPJ80、SSPJ100除了和标准吊挂机部件可互换为，机头卸煤架可以自由伸缩0～4m）。

伸缩带式输送机现在定型的主要有DSJ80/40/2X40（SJ80），DSJ80/40/90（1040），DSJ100/63/2X75（150），DSJ100/63/2X125（1063），DSJ100/63/2X160（1080），DSJ100/100/2X200,DSJ120/200/2X250。

其中SJ80，1040，150，1063，1080标准机型使用的减速器为专用减速器，SJ80，150使用的是侧帮机头减速器连接为内外齿套。

1040，1063，1080使用的减速器为输出轴为带锥度的空心轴，机头和驱动结构紧凑。

DSJ80/40/2X40中D指带式，S指伸缩，J指钢架。

由于DSJ伸缩带式输送机机身可以伸缩，所以一般用于掘进面和采区。

三．带式输送机主要部件

1.伸缩带式输送机部件主要有卸载部，机头传动部，转向架，储带仓，支撑车，游动车，张紧装置，机身，机尾。

卸载部，机头传动部一般为一个整体移动方便。

驱动部分一般为悬挂式或者驱动和机头整体式，出来移动方便为这样是驱动底座对地基的要求降低。

卸载部分由卸载架和卸载滚筒、头部清扫器、犁式清扫器组成，其中卸载滚筒是整个皮带机机中受力最大的滚筒，头部清扫器主要是清除机头的煤，胶带外侧煤，保证副传动滚筒的干净。

犁式清扫器主要是清除胶带外侧煤，保证主传动滚筒的干净。

机头由传动滚筒和机头架构成是整个带式输送机动力的来源，传动滚筒通过低速联轴器与减速器连接获得扭矩。

传动滚筒既受扭矩由受胶带的拉力。

驱动部分一般为电机、液力耦合器（摩擦耦合器）、减速器、低速联轴器组成。

煤矿中使用的电机为防爆电机,用于采取带式输送机电机的机壳要使用钢板焊接式的，防止有落物砸裂机壳，一般使用YBS或者YBK2系列电机。

高速轴一般使用液力耦合器，如果输送机为下运输送机则不能使用液力耦合器，使用摩擦耦合器。

耦合器起软起动的作用，（使用特点：

1.保护电机，提高电机启动能力；2.缩短电动机启动时间，改善启动性能，减少启动品均电流3.减少起动的冲击和振动，具有过载保护作用4.在多机驱动系统中能均衡和电机的负荷。

5.结构简单，运行可靠，无机械磨损，使用寿命长）。

减速器是一个扭矩放大器，将电机高转速低扭矩放大为低转速高扭矩。

SJ80和150使用的低速联轴器为内外齿套，结构简单，安装方便，尺寸小，有利于减小机头驱动部分横向尺寸。

1040，1080和1063减速器低速轴为空心轴，传动滚筒的出轴直接插入减速器内，连接简单，大大减小了驱动中心与皮带机中心的距离。

标准DSJ带式输送机驱动中SJ80、150、1040，1080和1063电机和减速器中间有一个连接罩筒，将电机和减速器连接成一个刚性整体，耦合器在罩筒中间，罩筒起到了一个空心轴的作用。

由于耦合器被罩筒包裹着，标准DSJ带式输送机的驱动中不配制动器和逆止器。

由于煤层的走向出现角度，这样导致采区工作面倾斜，需要带式输送机增加制动器或者逆止器，为了解决这一问题，我们在减速器二轴出轴，在二轴上加制动轮，利用减速器上的螺丝孔做一个制动器座固定制动器，或者在二轴上加逆止器，这样做变动小，保证所有驱动部件和其他同类机型的互换性。

制动器加在二轴需要的制动力矩比加在一周大很多，一般制动器加在高速轴效果更好，在实际中我们将耦合器选为带制动轮耦合器，同时做一个非标罩筒，在罩筒对应制动轮的地方开槽，下方架固定制动器的底座。

这样虽然制造复杂，但是制动效果好。

机头后方就是转向架、储带仓、支撑车、游动车、张紧装置，这部分统称储带部分，胶带在储带部分为四层带，通常储带长度一般分50m和100m两种，50m储带使用7节储带仓，100m储带使用11节储带仓。

转向架中有两个改向滚筒，2个拖压带滚筒，主要起到胶带改向的作用；胶带由于自重产生下垂，支撑车起到防止胶带下垂的作用是四层胶带均匀的在储带仓中分开。

游动车上有两个改向滚筒，2个拖压带滚筒，车架后有滑轮组，下方有道轨内外卡板，防止在胶带张紧和皮带机启动是小车脱轨，游动车可以在储带仓内前后行走，利用行走来收放胶带，同时起到张紧胶带的作用。

张紧装置中有滑轮组，张力缓冲器，张紧架，张紧绞车。

张紧绞车通过上面缠绕的钢丝绳来控制游动小车，滑轮组与游动车上的滑轮组向对应，利用滑轮组来放大张紧力，张力缓冲器主要是防止张力过大。

在储带部分后一般为了收放胶带方便有一个胶带收放装置，标准的收放带装置使用的是电机减速器带动卷筒来实现收放单装置，现在有很多单位研发出了液压卷带装置，原理相同，只是将电机减速器驱动部分换为了液压马达。

液压马达具有扭矩大，转速调节方便等优点，但是由于需要有液压泵和控制系统，结构复杂，制造成本大，所以价格很高。

伸缩带式输送机为了方便伸缩，机身使用的不螺栓连接方式。

一般为管架结构，结构简单，安装拆卸方便。

纵梁一般有60管或者76管；上托辊为3串铰接，两端有爬爪（爬爪有60和76爬爪）；支腿使用H型支腿，上端有相应的管座来固定纵梁管，支腿两边焊接有下托辊卡板，卡板上一般有3组固定下托辊槽，利用这3组槽来调整下托辊的位置来调胶带跑偏问题。

还有一种结构托辊两端为挂钩，纵梁管上需要加鞍座。

在输送量大的伸缩带式输送机中，由于胶带自身重量和物料的重量使用纵梁管无法承受，需要采用纵梁为槽钢结构的机身，这种结构的机身主要有两种，一种为E型销链接的结构,另一种为槽钢下焊接C型块。

E型销结构的机身，连接方便，上托辊可以调整与胶带的角度，从而实现防止胶带跑偏。

槽钢下焊接C型块这样机身上托辊使用的铰接托辊，铰接托辊组挂在了中间架的调偏杆上，利用前后搬动调偏杆，来实现改变铰接托辊和胶带的胶带来实现调整胶带跑偏。

机尾一般由尾滚筒，尾滚筒座，拉泥板，犁式清扫器，导轨，缓冲托辊组，导轨座组成。

尾滚筒是改向滚筒，尾滚筒用一副可调轴座固定在为滚筒座上，可调轴座上前后调整。

尾滚筒座起固定尾滚筒作用，上面还有滚筒罩保护滚筒，集泥座用来刮尾滚筒上面的泥并收集到集泥座里，里面的泥多到一定阶段用拉泥板清理掉。

犁式清扫器用来清理胶带上粘的物料。

导轨一是用来固定缓冲托辊组，二是起到转载机的轨道，当皮带机用在掘进面或采区时，转载机可以在机尾轨道上前后移动，一般搭接长度为15m，这样可以减少皮带机伸缩的次数。

导轨座主要起支撑作用，一般导轨座底下做成雪橇是结构这样可以增加与地面接触面积，二是方便机尾移动。

缓冲托辊组主要是用在受料点，缓冲物料下落时对皮带机的冲击。

随着转载机越来越大，质量较重。

一般现在机尾导轨要加强。

通用带式输送机主要部件有机头，驱动，机身，机尾，拉紧装置组成。

机头一般是起传动及卸载作用。

由传动滚筒，传动架，增面滚筒。

如果使用中部传动，则需要单独的一个卸载滚筒既卸载架。

卸载滚筒受到的合力为传动滚筒合力的越1.5倍，卸载架是整个带式输送机中受力最大的地方。

驱动是整个带式输送机的动力源，由电机，高速联轴器，减速器，低速联轴器组成。

如果带式输送机功率很大需要增加软起装置，电控方面使用的有变频器、软起开关，机械方面使用限矩型液力耦合器，摩擦耦合器，调速型液力耦合器，液粘软启动，CST。

减速器选用的有平行轴如ZQ、ZL、ZSY、ZLY、弗兰德H系列、SEW-P系列减速器，垂直轴减速器有DCY,DBY、弗兰德B系列、SEW-R系列减速器。

低速联轴器常用的有ZL弹性柱销齿式联轴器、链条联轴器（SPJ机型使用）、蛇簧联轴器。

国为联轴器厂家有西伯瑞，SKF，美国富克、乐兆。

机身由支腿、中间架、上托辊组、上调心托辊组、下托辊组、下调心托辊组组成。

如果带式输送机使用在露天场地，功率较小，通常使用TD75型，机身中间架和支腿现场焊接连接。

如果用于井下选用DTII型，中间架和支腿为螺栓连接，安装简单。

受料段有缓冲托辊组和导料槽，一般要再中间架上加密缓冲托辊组。

机尾由尾滚筒、尾架、空段清扫器。

尾滚筒主要是起改向作用，由于带式输送机拉紧方式不同会导致尾架的结构随之变化与之相匹配。

带式输送机是靠传动滚筒与胶带间摩擦力传递力，所以如果胶带的张力不够，在带式输送机启动和运行过程中会出现打滑现象，在机身承载段和空载段如果胶带张力过小，会导致胶带下垂。

所以在带式输送机中选择一个好的拉紧方式是很重要的，直接影响到带式输送机的正常使用。

常用的拉紧方式有，机尾螺旋拉紧，重锤垂直拉紧，机尾垂锤拉紧，重载车拉紧，绞车拉紧，手动涡轮拉紧，液压制动拉紧等方式。

如何选择拉紧方式，首要要根据带式输送机自身的参数，二是根据带式输送机的安装地形。

如果带式输送机安装在桁架上选用垂直拉紧方式最好，利用重锤块自身的重量起到拉紧作用。

如果带式输送机安装地形有坡度如主斜井，坡度较大則使用重载车拉紧方式效果最好。

液压拉紧使用范围比较广，而且控制易于自动化，效果很好。

四．带式输送机的设计计算及部件选型

设计带式输送机的主要原始参数有输送量Q、输送长度L、倾角β、带宽B、带速v。

根据以上五点设计参数可以计算出带式输送机的整机功率，在由带式输送机安装的现场环境来确定带式输送机安装布置形式，确定拉紧方式及位置。

在讲计算方法前先了解一下五点设计参数之间的相互关系及对带式输送机总功率的影响。

首先，输送量一般是由用户提出，也是我们设计带式输送机要达到的使用效果，输送长度一般由收料点和卸料点决定，如果长度太长，可以考虑用多部带式输送机来实现输送。

倾角β是由安装地形和卸载点要求决定。

带宽B和带速v决定带式输送机的理论输送量，带式输送机的总功率决定带式输送机的长短。

一般我们拿到一条带式输送机的参数一般只有输送量Q及带式输送机的长度及倾角β，而带宽和带速度一般有设计者来确定。

首先我们要先确定带式输送机的带宽和带速，带宽要根据输送物料中最大粒度B≥2α+200，同时要根据现在安装的地形尺寸，如果带式输送机为一个输送机系统中的一部与其他带式输送机直接搭接，还要看其他输送机的带速和带宽来决定，以免造成堆煤现象。

带宽B和计算上托辊槽角决定物料截面积，选的带速以后就可以确定带式输送机的理论输送量,Q理论>1.2Q,但是带速不宜选的太大，因为带式输送机GB10595中规定托辊的转速不得大于600r/min，如果带速太大则需要加大托辊的直径，而托辊在整个带式输送机中数量很多，这样会增加这个带式输送机的制造成本，如果带式输送机中胶带张力太大可以利用提高带速来降低胶带张力。

带式输送机的长度和带式输送机提升总高度是决定了带式输送机的总功率。

带式输送机中圆周驱动力为带式输送机所有阻力之和，1.主要阻力FH；2.附加阻力FN；3.特种主要阻力FS1；4.特种附加主要阻力FS2；5.倾斜阻力FST

1.主要阻力FH是物料及输送带移动和承载分支及回程分支托辊旋转所产生阻力的总和。

2.附加阻力包括加料段物料加速和输送带间的惯性阻力机摩擦阻力，加料段加速我料和导料槽两侧栏板间的摩擦阻力，输送带绕过滚筒的弯曲阻力和除传动滚筒为的改向滚筒轴承阻力四部分。

3.主要特种阻力包括托辊前倾的摩擦阻力和被输送物料与导料槽挡板间的摩擦阻力两部分。

4.附加特种阻力包括输送带清扫器摩擦阻力和犁式卸料器摩擦阻力等部分。

5.倾斜阻力，提升物料需要的力。

DTII型计算方法中阻力分解为五个阻力，这样计算结果精确，但是计算过程复杂。

一般在现场计算时我们选用TD75简易计算方便。

传动滚筒轴功率No=（K1LhV+K2LhQ±0.00273QH）K3K4+ΣN

K1LhV--输送带及托辊转动部分转动功率

K2LhQ--物料水平运输功率

0.00273QH--物料垂直提升功率

ΣN–犁式卸料器机导料板长度超过3米的附加功率

500

650

800

1000

1200

1400

0.018

0.0061

0.0074

0.0100

0.0138

0.0191

0.0230

0.020

0.0067

0.0082

0.0110

0.0153

0.0212

0.0255

0.025

0.0084

0.0103

0.0137

0.0191

0.0265

0.0319

0.030

0.0100

0.0124

0.0165

0.0229

0.0318

0.0383.

0.035

0.0117

0.0144

0.0192

0.0268

0.0371

0.0446

0.040

0.0134

0.0165

0.0220

0.0306

0.0424

0.0510

0.018

0.020

0.025

0.030

0.035

0.040

4.9x

5.15x

6.82x

8.17x

9.55x

10.89x

100

150

200

300

>300

0°

2.8

2.1

1.8

1.6

1.55

1.5

1.4

1.30

1.20

6°

1.70

1.4

1.3

1.25

1.2

1.15

12°

1.45

1.25

1.2

1.20

1.15

1.14

20°

1.3

1.2

1.15

1.13

1.10

带宽B

500

650

800

1000

1200

1400

犁式清扫器

0.3n

0.4n

0.5n

1.0n

1.4n

导料槽

0.08L

0.09L

0.10L

0.115L

0.18L

电动机功率计算

N----电机功率

K----功率备用系数

η---总传动效率

传动滚筒轴上制动

MT=

（0.00546QH-No）

在根据尤拉公式，可求出带式输送机不打滑的最小张力。

根据胶带的垂度条件，求出重载段和空载段满足垂度条件的最小张力，根据逐点张力计算法，计算出带式输送机各个部分的张力，主要是算出1.胶带的最大张力（传动滚筒驱入点）；2.张力最小点（如果带式输送机为水平布置，这张力最小点在传动滚筒奔离点，如果带式输送机为倾斜带式输送机，且下胶带的重量的分力大于下胶带的运行阻力，这张力最小点在带式输送机起坡点）；3.位置的张力，以便选取拉紧方式及拉紧力；4.机尾出胶带的张力。

计算带式输送机总功率和带式输送机各点的张力，是我们对各个部件选型的理论依据。

我们就从机头到机尾的顺序来逐个介绍带式输送机每个部分的选型。

首先是传动滚筒，传动滚筒是整个带式输送机中直接反映出力量的部件，传动滚筒通过和胶带间的摩擦力来带动整个带式输送机运行。

传动滚筒选型主要有三个参数：

1.传动滚筒的直接；2.传动滚筒筒皮的厚度；3.传动滚筒的轴承。

滚筒

选择传动滚筒我们首先根据带式输送机最大的张力确定所用的胶带，胶带有最小弯曲率，这就决定了我们的滚筒直径不能太小，而且传动滚筒直接越大，传动滚筒和胶带接触的面积越大，越有利于带式输送机的运行。

传动滚筒受到的张力决定我们选择滚筒筒皮的厚度，t=1.12ZR（Z:

滚筒所受合张力kg，R:

滚筒半径mm），传动滚筒传递的扭矩大小和传动滚筒所受合计大小决定我们所选传动滚筒轴轴承部位直径大小,D轴=17.2

。

T传动滚筒扭矩。

传动滚筒直径越大，传动滚筒轴受的扭矩越大，这样导致传动滚筒的轴承型号也相应增大，而且带式输送机速度一定，传动滚筒直径越大，减速器的速比越大，同等功率下减速器的速比越大，所选减速机型号越大。

这样导致带式输送机成本大大增加。

※由此看出传动滚筒的张力决定传动滚筒直径大小和筒皮厚度，传动滚筒扭矩决定传动滚筒所用轴承。

传动滚筒直径越大越有利于减小胶带弯曲率，有利于增大胶带和滚筒的接触面积。

但是传动滚筒直径增大：

1.将使滚筒轴的扭矩增大，从而增大传动滚筒的轴，2.将增大减速器的传动比，从而加大减速器的型号，这样会使带式输送机的制造成本增加。

所以我们选择传动滚筒的原则：

满足胶带曲率及传动滚筒和胶带接触面积下，尽量选择小直径，定了传动滚筒直径后，根据传动滚筒所受合计和扭矩选择传动滚筒的型号。

改向滚筒选择主要是根据滚筒使用的位置及滚筒所受的合力，选择改向滚筒的型号。

改向滚筒主要是起改向及增面的作用。

驱动部分

带式输送机驱动部分一般由电机，高速联轴器，减速器，低速联轴器组成。

驱动部分是带式输送机的动力源。

电机是提供原始动力，其特点是高转速、小扭矩，减速器是一个扭矩放大器，将电机提供的原始动力转换为，低转速、大扭矩，将电机的扭矩按照减速器的速比成倍放大（减速器速比如果是20，则将电机的扭矩放大20倍）。

带式输送机力传递过程是：

电机提供高转速，低扭矩的动力。

通过高速联轴器传动给减速器输入段，减速器通过机箱内齿轮啮合实现减速，将器转换为低转速，大扭矩，从输出端通过低速联轴器传递给传动滚筒，传动滚筒得到扭矩开始转动，通过传动滚筒和胶带间的摩擦力带动胶带运行。

由此可以看出，电机是动力提供源，胶带是最后力的承受者。

我们先介绍一下胶带，在分析带式输送机运行过程中，我们不能将胶带看成是刚性体，而是将胶带看成是一种粘弹体。

当带式输送机启动时，胶带受到圆周驱动力，首先是传动滚筒驱入点的胶带产生弹性变形，而后通过弹性变形的传递将拉力逐步传递到机尾，由此看出，拉力在这个胶带上传递有时间性。

如果传动滚筒快速启动，而胶带的拉力还没传递到机尾，也就是机头部胶带开始转动，而机尾部的胶带还没开始运动，这样会是机头部胶带收到的拉力增大。

最好的启动方式是，传动滚筒先缓慢转动，当整个胶带受到拉力均匀后，传动滚筒开始正常工作。

由此看出，带式输送机启动需要控制启动加速度，既控制好启动时间。

启动加速度一般控制在0.1-0.3m/s2。

我们在来分析一下带式输送机动力源既电动机，它是一个将电能转换为动能的机器。

由P=UI可以看出电机的功率是由电压和电流决定的，既电动机输出的大小是由负载决定。

当负载大，则电机电流就会增大。

一般电机的启动电流是二代电流的6倍，启动力矩是额定力矩的2倍。

选择一部电动机时，应从电源电压，频率。

同步转速。

最大力矩。

启动力矩。

效率、功率因数等项来判断电动机质量。

当电机启动是启动电流会增大到额定电流的6-7倍，如果电机长时间在大电流下工作会照成电机温度升高，从而烧坏电机。

由此看出，在带式输送机启动时，我们要尽量减少电机启动的时间，让电动机快速启动达到额定功率和转速。

注：

我们在看到电机铭牌是一般有看到防爆标志EXdIIBT4，电动机外壳防等级为IP54，电动机绝缘等级F级。

我们看看一下这些标志的意义。

EX防爆标志、d电气设备防爆形式为隔爆。

IP54指防尘为5级：

无法完全防止灰尘侵入，但侵入灰尘量不会影响灯具正常运作，防水等级为4级：

防止飞溅的水侵入防止各方向飞溅而来的水侵入。

防尘等级

0无防护无特殊的防护

1防止大于50mm之物体侵入，防止人体因不慎碰到灯具内部零件防止直径大于50mm之物体侵入。

2防止大于12mm之物体侵入，防止手指碰到灯具内部零件。

3防止大于2.5mm之物体侵入，防止直径大于2.5mm的工具，电线或物体侵入。

4防止大于1.0mm之物体侵入，防止直径大于1.0的蚊蝇、昆虫或物体侵入。

5防尘无法完全防止灰尘侵入，但侵入灰尘量不会影响灯具正常运作。

6防尘完全防止灰尘侵入。

防水等级

0无防护，无特殊的防护。

1防止滴水侵入，防止垂直滴下之水滴。

2倾斜15度时仍防止滴水侵入，当灯具倾斜15度时，仍可防止滴水。

3防止喷洒的水侵入，防止雨水、或垂直入夹角小于50度方向所喷射之水。

4防止飞溅的水侵入，防止各方向飞溅而来的水侵入。

5防止大浪的水侵入，防止大浪的水侵入。

6防止喷射的水侵入，防止喷水孔急速喷出的水侵入防止大浪的水侵入。

7防止侵水的水侵入，灯具侵入水中在一定时间或水压的条件下，仍可确保灯具正常运作。

8防止沉没的影响，灯具无期限的沉没水中在一定水压的条件下，仍可确保灯具正常运作。

电动机绝缘等级在发电机等电气设备中，绝缘材料是最为薄弱的环节。

绝缘材料尤其容易受到高温的影响而加速老化并损坏。

不同的绝缘材料耐热性能有区别，采用不同绝缘材料的电气设备其耐受高温的能力就有不同。

因此一般的电气设备都规定其工作的最高温度。

绝缘的温度等级

A级E级B级F级H级C级N级R级

最高允许温度（℃）105120130155180200220240

绕组温升限值（K）607580105125135150170

性能参考温度（℃）8095100120145155170190

电机的结构型式：

有五种基本，B3--机座带底脚、端盖无凸缘；B5--机座不带底脚、端盖有凸缘；B35--机座带底脚、端盖有凸缘；B14--机座不带底脚、端盖有小凸缘；B34--机座带底脚、端盖有小凸缘。

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