皮带机基础

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第一章皮带机基础知识

工种定义：

(1)初级工应掌握制图基础知识、钳工基础知识、电工基础知识、润滑基础知识、强力带式输送机结构知识、操作知识、入井知识、电气设备防爆与保护接地等。

(2)中级工应掌握制图基础知识、钳工基础知识、电工基础知识、液压知识、带式输送机组成部分的结构及作用、检修保养、故障判断与排除。并且了解硫化设备的构造及使用。

(3)高级工应掌握强力带式输送机的摩擦传动原理和常见机型的结构特点，能计算电动机的功率。强力带式输送机的特点及发展趋势，掌握多电机驱动摩擦牵引力的分配原理，能进行输送带的张力计算。带式输送机自1795年发明以来，经过长期的发展，功能不断完善，应用领域不断扩大，已在各行各业特别是煤炭企业中广泛应用。

带式输送机是以橡胶输送带、钢带、钢纤维带、塑料带和化纤带作为传送物料和牵引工件的输送机械，是一种具有挠性牵引构件的连续运输设备。其特点是承载物料的输送带也是传递动力的牵引件(钢丝绳牵引带式输送机例外)，这与其他输送机械有着显著的区别。承载带在托辊上运行，也可用气垫、磁垫代替托辊作为无运行阻力支撑承载带运行。它在连续式输送机械中是应用最为广泛的一种。

一、带式输送机组成部分及分类

1．带式输送机组成部分及作用：

带式输送机的结构类型多种多样，其特征各不相同，但其基本组成部分主要由输送带、驱动装置、托辊、机架、拉紧装置、制动装置、清扫装置、装载装置、电气控制及保护系统九部分组成。输送带既是承载构件又是牵引构件(钢丝绳牵引带式输送机的输送带只作承载构件)；驱动装置将电机的动力传递给输送带；托辊用来承载输送带，使其垂度不超过限定值；机架用来固定托辊架及滚筒等部件；拉紧装置使输送带有足够的张力，以保证驱动装置传递的摩擦牵引力，并限定输送带垂度，防止输送带打滑；制动装置可使输送机平稳停车，防止倒转；清扫装置用采清除卸载后的输送带表面粘着的异物；装载装置用来向输送带装载货物；电气控制及保护系统用来控制电动机按一定程序运行，并保护各相关设备，防止发生重大事故。这九部分是统一的整体，无论哪一部分工作不正常，带式输送机都不能正常运转。

2．带式输送机的分类

带式输送机分类方法很多，如按牵引方式的不同，其分类如下：

1、滚筒驱动带式输送机

2、钢丝绳牵引带式输送机

二、带式输送机的特点及发展趋势

1．带式输送机的特点

(1)结构简单。带式输送机的结构主要由传动滚筒、改向滚筒、托辊或无托辊部件、驱动装置、制动装置、输送带等几大部件组成。其组成部件少，通用性强，便于进行标准化生产，并可按需要进行组合装配，且由于结构简单，运行可靠，效率高，易于实现自动化。

(2)输送物料范围广泛。带式输送机的输送带可根据输送物件的特性，制造成具有抗磨、阻燃、耐腐蚀、耐高低温等各种性能要求的输送带，因而能输送各种散料、块料、化学品和混凝土等。

(3)输送量大。运量可从每小时几千克到几千吨，而且是连续不问断运送，这是其 ２ 他运输设备无法比拟的。

(4)运距长。单机长度可达十几千米一条，在国外已十分普及，中间无需任何转载点。当使用中间摩擦驱动方式，可使输送长度大幅度增加，理论上可不受输送带强度的限制。

(5)装卸料十分方便。带式输送机可根据生产工艺需要，在任何点上进行装、卸料。还可在回程段上装、卸料，进行反向运输。

(6)可靠性高。由于结构简单，运动部件重量轻，只要输送带不被损坏，寿命相对较长；金属结构部件，只要防锈好，也不易损坏；易损件托辊损坏后，更换、维修较为方便、快捷。

(7)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。

(8)适应性强、应用领域广阔。现代的带式输送机。已从平形、槽形发展到圆管形等，从直线运输发展到可在水平及垂直面上转弯，打破了带式输送机不能转弯的限制，能沿地形而走，可节省大量的基建投资。它是国民经济中不可缺少的关键运输设备，因而应用十分广泛。

综上所述，带式输送机的优越性已十分明显。但也存在一些不足，如输送带成本高、易损坏，不适宜于运送尖锐的、有棱角的货物等。

2．带式输送机的发展趋势

(1)向大型化、高速化方向发展。带式输送机由于诸多的优点，已成为目前我国煤矿生产输送系统的主要运输设备。随着我国高产高效、现代化矿井的不断涌现，对煤炭输送的要求也越来越高，带式输送机向长运距、高带速、大运量、大功率的方向发展。目前，我国固定式和可伸缩带式输送机的最高带速可达4 m／s，带强为ST40000国外发达国家带式输送机的最高带速已达8 m／s，带宽可达2 m，单机长度可达16 km，单机驱动功率可达1100 kW，带强可达ST7300。

(2)开展动态分析研究，不断完善驱动技术。动态分析研究对了解输送机的工作状态、完善输送机的设计理论，有着十分重要的意义。根据动态分析的结果确定输送机的启动、制动方案，各驱动点和张紧点的布置及功率分配方案，可降低输送带的设计强度和输送机启动、制动时对电网和设备的冲击影响。

我国在带式输送机驱动装置的研究方面，近几年来先后研制出调速型液力耦合器、可控硅软启动装置、CST启动传输装置(目前国产的CST装置的最大传动功率仅为500 kW)等。国外较为成熟的先进技术有美国IX)DGE公司的CST启动传输装置，其传动功率大，自动化程度高，可控制输送机的启动速度和加速度；ABB公司的变频调速驱动装置可直接控制输出扭矩，可适用于单机和多机驱动，具有较高的传动效率。这些驱动系统同时可以通过载荷量的在线检测控制加载，实现多个驱动装置保持速度同步和功率平衡。

(3)向多点驱动技术方向发展。带式输送机向大型化方向发展，解决输送带的强度问题，无疑是一个重要的途径。但制造实用型高强度输送带，则受到现有材料、生产技术条件的限制，且也不可能无限度的提高。而采用多点驱动技术，在理论上可不受输送带强度的限制。多点驱动技术的关键是各驱动点的功率分配、功率平衡和启动延迟技术。我国目前由于未能有效地解决以上问题，因而输送机上的驱动点不能布置过多，一般为2点驱动，这就限制了输送机的单机长度和运量。国外设计的装机总功率达10100 kW的带式输送机即得益于这些关键难题的解决。．

(4)实现在线监测和实时监控。输送机运行状态的在线检测和实时监控不仅有助于了解设备的运行状况，提高设备运行的稳定性和可靠性，也是煤矿安全生产必不可少的一种技术手段。同时对输送机主要运行参数的实时检测数据还可为动态性能研究和其他 ３ 关键技术和元部件的研究提供依据。发达国家的在线检测和实时监控功能主要有输送机运行速度、功率、载荷分布、加载量控制和输送带撕裂、火灾监测等。我国在这方面差距相对比较大，不仅监控设备功能少，而且灵敏度和可靠性都较差。

第二章 皮带机常见类型及适用条件

带式输送机应用广泛，类型颇多，适应条件各有侧重。目前，煤炭系统应用较多的主要有通用固定式带式输送机、可伸缩带式输送机、DX型钢丝绳芯带式输送机(强力带式输送机)和钢丝绳牵引带式输送机(钢缆带式输送机)几种。

一、通用带式输送机

1．固定式带式输送机

这种带式输送机的主要特点是机架固定在地板上或基础上。一般用于运输距离不太长，需长时间使用的地点。如矿井地面选煤厂及井下固定运输巷道。常用的型号有TD型等。

2．可伸缩带式输送机

可伸缩带式输送机最大的优点是能够比较灵活而又迅速地伸长或缩短。在结构上主要特点是比普通带式输送机多了一个储带仓和一套储带装置。当移动机尾进行伸缩时，储带装置可相应地放出或收缩一定长度的输送带，利用输送带在储带仓内多次折返和收放的原理调节输送机的长度。这种输送机主要用于前进或后退式长壁采煤工作面的顺槽运输和巷道掘进时的运输。国产可伸缩带式输送机有落地式、吊挂式和混合式三种类型。

(1)落地式可伸缩带式输送机

这种机型的主要特点是非固定部分浮放在巷道底板上，机身采用无螺栓联结的落地结构，承载托辊采用挂钩式铰接托辊，以满足井下快速装拆和移动的要求。适用条件广泛，目前煤矿井下应用较为 普遍，如S1)蹭1000、SSJl200／2X200型等。

(2)钢丝绳吊挂式可伸缩带式输送机

这种机型的主要特点是机身结构为绳架式，用两根纵向平行布置 的钢丝绳代替一般带式输送机的刚性机架。因此，结构简单，节省钢材，安装拆卸及调整都很方便。同时，由于机身吊挂在巷道支架上，高度易于调节，便于清扫巷道底板浮煤，适应于底板不稳定的巷道。

第三章 皮带机的基本结构

一、输送带

输送带最初是由帆布传送带发展而来，1868年出现了两层骨架的橡胶输送带，1892年才解决了橡胶输送带的成槽能力，随后发明了阻燃带、钢丝绳芯带、芳纶带等特种输送带，扩大了带式输送机的应用领域。

（1）．输送带的结构

输送带由芯体和履盖层构成，芯体承受拉力，履盖层保护芯体不受损伤和腐蚀。不同的输送带芯体的材料不同。普通输送带芯体材料为帆布、涤纶、维尼龙、尼龙等；钢丝绳芯输送带芯体材料为按一定间隙排列的多根柔软的钢丝绳。

（2）．阻燃输送带

普通橡胶和塑料制造的输送带一旦着火蔓延很快，容易发生恶性事故。特别是煤矿井下，环境条件恶劣，易于造成非阻燃输送带的着火事故，一旦引起火灾，将极易引发瓦斯、煤尘爆炸等重大恶性事故，严重威胁矿井及矿工的生命安全。为此，《煤矿安全规程》第三百七十三条规定：采用滚筒驱动带或输送机运输时，必须使用阻燃输送带。

（3）.钢丝绳芯运输带

钢丝绳芯运输带分无布层和有布层两种。目前使用的为无布层。运输带的层面胶采 ４ 用高强度、耐磨、耐冲击和耐老化胶料制成，其厚度一般规定为6mm～8mm。中间芯胶用粘着力较高的胶料，以便把钢丝绳紧紧的粘成一体。中间胶厚度根据钢丝绳直径不同而异。钢丝绳采用高级碳钢的镀锌纲丝，按交错捻制成钢丝绳。在芯胶中左、右捻钢丝绳相间排列，以防输送带跑偏及本身扭转o

7．钢丝绳芯输送带的发展趋势

钢丝绳芯输送带最大的缺点是容易发生纵向撕裂事故，给企业造成巨大的经济损失，虽然强力带式输送机有纵向撕裂保护，但效果往往不太理想。为提高钢丝绳芯输送带的抗撕裂性能，目前均采用比较成熟的结构型式，主要的有以下三种：

(1)横向钢丝绳加强型。

(2)钢丝绳编织物增强型。它是以钢丝绳编织物为骨架，两面履盖橡胶层制成输送带。由于编织物的关系，提高了输送带的横向强度。

(3)横向合成纤维线绳加强型。它是采用高强性能合成纤维线绳横向加强的一种结构形式。

二、驱动装置：

驱动装置是带式输送机的动力来源，其作用是将电动机的动力传递给输送带，并带动它运行完成输送货载的任务。驱动装置主要由电动机、联轴器、减速器和传动滚筒等组成。驱动装置根据输送机使用情况的不同，有多种形式的组合方式，如带制动器的驱动装置等。但归纳起来有下列两种情况：

(1)电动机与减速器之间的联接，一种使用液力耦合器，一种使用联轴器。如果使用笼型电动机，电机与减速器之间一般用液力耦合器连接，使输送机轻载启动，如井下常用的可伸缩带式输送机；对于单机功率较大的电动机，常采用调速型液力耦合器或可控硅软启动装置，便于控制启动时间及加速度，减小冲击电流。对于使用交流绕线型电动机，电机与减速器之间常用联轴器连接，如绕线型电动机，可改变转子上串联电阻调节电动机启动力矩和启动时间，达到使输送机平稳启动的目的。