输送机械毕业设计说明书.doc

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1、目录目录任务书摘要1第1章 概述31.1国内外带式输送机的发展与现状31.1.1国外煤矿用带式输送机技术现状和发展趋势41.1.2国内煤矿用带式输送机的技术现状及存在的问题41.1.3我国煤矿用带式输送机的发展51.2下运带式输送机6第2章 长距离下运带式输送机关键技术分析72.1带式输送机的组成72.2驱动方案的确定72.3下运输送机制动技术82.3.1大功率下运带式输送机的制动原理92.3.2目前主要的制动装置原理与性能102.3.3制动器的选用原则132.4下运带式输送机软起动技术142.4.1目前主要的软起动装置原理与性能142.5新型下运带式输送机驱动组合及其控制过程16第3章大倾角

2、下运带式输送机设计计算193.1已知条件：193.2输送带的选择与设计计算193.2.1输送带运行速度的选择203.2.2由带速带宽验算输送能力203.3驱动力及所取传动功率的计算203.3.1圆周驱动力：203.3.2初选输送带：213.3.3传动功率计算：223.2输送带张力计算233.2.1按不打滑条件计算：233.2.2按垂度条件：243.2.3输送带张力确定253.3制动力的计算及制动器的选择253.3.1制动力的计算：25参考文献39致谢41大倾角下运带式输送机摘要 本文在常规下运带式输送机设计方法的基础上，分析了常见驱动方式和制动方式用于长运距、大运量下运带式输送机上的优缺点，提

3、出该运输机可采用的驱动和制动方式;分析了常见软起动装置及其选型方法，归纳总结出长运距下运带式输送机设计中的关键问题和可靠驱动方案和制动方式优化组合的可行方案;通过常规设计计算，提出了合理确定张紧位置、张紧方式及张紧力大小的方法;总结了驱动装置及各主要部件的选型依据。 1.在长距离、大运量、高速、大功率带式输送机动态性能不可忽视，加设可控软起动装置是目前唯一有效的解决办法。只有保证起车过程中加速度足够小，该输送机的起动运行就平稳，不会有大的冲击。 2.长距离变坡下运带式输送机运行工况复杂，在设计方面需考虑各种可能的工况，并计算最危险工况下输送机的各项参数，同时为保证运行过程中输送机各组成部分能适

4、应载荷及工况的变化需将拉紧力统一，然后重新计算各工况下输送机参数，最终确定整机参数。 本文的研究表明，对长运距、大运量变坡下运带式输送机，综合考虑各方面的因素，采用合理的驱动方案、制动方式和软启动装置组合，并用动态分析和仿真的结果确定制动和软启动方案，可有效保证长运距、下运带式输送机的可靠运行。关键词：带式输送机 下运 启动 制动ABSTRACT Based on the design method for the conventional Downwards TransportingBelt-Conveyer(DTBC), the common used driving and brakin

5、g devices were analyzed in thecondition of long-distance and heavy-capacity. The driving and braking types werepresented for this kind of conveyer. The soft-starting devices and their type-selection wereanalyzed. The key points were summarized for designing the long-distance, heavy-capacity 1.The dy

6、namical performance of the conveyer can not be ignored under the situationof long distance, heavy capacity and large power. It is the only effective means to add softstarting device. Only when the acceleration is small enough during the starting period, theoperation of the conveyer will run smoothly

7、 and without serious shock. 2. Due to the complicated operational condition of long-distance and varying slopeDTBC, it is necessary to consider every kind of possible working conditions during itsdesign and calculate the parameters in the most dangerous condition. At the same time, it is necessary t

8、o uniform the tensioning force in order to suit the variations of the load andcondition. Then the conveyers parameters should be re-calculated under various conditionsand the parameters could be determined finally. The research of this paper shows that by using reasonable combination of driving sche

9、me, braking mode and soft-starting device and by determining the schemes for brakingand soft-starting from the dynamical analysis and simulation, the reliable operation could be guaranteed for the long-distance, heavy-capacity and varying slope DTBC. The conclusions of the paper would be significant

10、 in theory and practice for the future development of this kind of conveyer.Key words: Belt-conveyer, Downwards transportation, Starting, Braking第1章 概述带式输送机是最重要的现代散状物料输送设备，它广泛应用于电力、冶金、化工、煤矿、港口、建材、粮食等领域。 带式输送机的产生已有150多年的历史了，早期的输送带是用皮革加纤维织物制造;有关输送带的最早文献是由OliverEvans于1795年在美国费城出版的“MillersGuide”上发表的，当时输

11、送带被描述为“在一框或槽里的两个滚筒上旋转的薄而柔软的宽环皮带或帆布带”;1858年，S.T.Parmalee取得了织物增强的橡胶输送带专利;1863年，O.C.Dodge关于处理谷物的输送带被授予美国专利;1892年，ThomasRobins发明的槽型结构的带式输送机在矿物工程中应用，确定了当代带式输送机的基本形式。早期带式输送机都功率小、运距短、速度低。自20世纪60年代末以来，带式输送机进入了一个崭新的发展阶段，具体表现为:多品种，高速度，大功率，大运量，长运距等。目前，带式输送方式是散料最可靠、最经济的输送方式之一，带式输送机是冶金、矿山、水泥、码头、化工、粮食等行业最主要的运输设备之

12、一。据调查，国际上带式输送机最高带速已超过15m/s，最大带宽达到4m，运量最高可达37000t/h,单机最大装机容量达6200kw，多机串联运距可达206km。1.1国内外带式输送机的发展与现状 长距离、大运量、高速是带式输送机的最新发展方向。与其他运输设备(如机车类)相比，带式输送机不仅具有长距离(单机长度可达5000米，而且可以实现多机进行串联搭接，运距可达206千米 )、大运量、连续运输的特点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中控制，经济效益十分明显。带式输送机运行维护费用远远低于公路汽运方式，而且只要生产时间超过5年，带式输送机输送方式比公路汽运的总投资要小得多所以在企业的生产过程中

13、，凡能实现带式输送机输送的场合，一般都采用连续的带式输送机输送。与其他设备相比，带式输送机有以下优点： (1)输送物料种类广泛; (2)输送能力范围宽; (3)输送线路的适应性强; (4)灵活的装卸料，可以灵活实现一点或多点受料或卸料; (5)可靠性和安全性高: (6)费用低。 国外对于长距离地面输送带式输送机的研究和使用较早，主要用于港口、钢厂、水泥厂、矿山等场合。带式输送机也是煤矿最为理想的高效连续运输设备，特别是煤矿高产高效现代化的大型矿井，带式输送机己成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。1.1.1国外煤矿用带式输送机技术现状和发展趋势国外带式输送机技术的发展主要表现在三个方

14、面:(1)带式输送机功能多元化、应用范围扩大化，如大倾角带式输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型;(2)带式输送机本身的技术向长运距、大运量、高带速等大型带式输送机方向发展;(3)带式输送机本身关键零部件向高性能、高可靠性方向发展。在煤矿井下，由于受环境条件的限制，其带式输送机的技术指标要比地面用带式输送机的指标为低。带式输送机的驱动部是整机组成的关键部件。驱动部配置是否合适，直接影响带式输送机能否正常运行。长距离、大运量带下运带式输送机对驱动部的要求比通用带式输送机的要求更高，它要求驱动装置能提供平稳、平滑的起动和停车制动力矩，以保证输送带不出现超速、打滑及输送带上的物料不出

15、现滚料和滑料现象。为此要求驱动装置具有一个制动力可随时调整的制动器，以保证起动和停车制动的可控，极大地减小对物料的冲击。同时，在输送机空载起车时还必需保证起动的平稳性。1.1.2国内煤矿用带式输送机的技术现状及存在的问题 从20世纪80年代起，我国煤矿用带式输送机也有了很大发展，对带式输送机的关键技术研究和新产品的开发都取得了可喜的成果，输送机产品系列不断增多，从定型的SDJ, SSJ, STJ, DT等系列发展到多功能、适应特种用途的各种带式输送机系列，但这一阶段的发展大都基于我国70年代前后引进带式输送机的变形和改进，主体结构没有大的变化。进入90年代后，随着煤矿现代化的发展和需要，我国对

16、大倾角带式输送机、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机及长运距、大运量带式输送机及其关键技术、关键零部件进行了理论研究和产品开发，应用动态分析技术和中间驱动与智能化控制等技术，研制成功了软启动和制动装置以及PLC控制为核心的防爆电控装置。我国煤矿高产高效矿井配套国产带式输送机的水平基本达到了国际水平。目前，在带式输送机产品中，主要存在的问题但关键零部件的可靠性水平还有待于进一步提高。在煤矿井下，由于煤层和井下地质结构等原因，有时不得不采用下运带式输送机。由于下运方式对制动技术、可靠性、安全性等要求较高，在矿井开拓及运输方式设计时，大都尽量避免下运1.1.3我国煤矿用带式输送机的发展a.大型化、智

17、能化为了适应高产高效集约化生产的需要，带式输送机的运输能力要加大，控制自动化水平要提高，长运距、高带速、大运量、大功率是带式输送机今后发展的必然趋势。在今后的10年内，输送量要达到4000-5000t/h，带速要提高到6m/s，顺槽可伸缩输送机头部集中驱动要达到3000米，对于固定强力带式输送机要达到5000米，单机驱动功率1000 1500Kw,输送带要达到PVG3150和ST6000以上。b.提高关键零部件的性能和可靠性设备开机率的高低主要取决于输送机关键零部件的性能和可靠性。而要提高关键零部件的性能和可靠性，除了进一步完善和提高现有零部件的性能和可靠性外，还要不断开发研究新的技术和零部件

18、，如高性能可控软启动技术、动态分析与监控技术、高效储带装置、快速自移机尾、高寿命托辊等，使带式输送机的性能进一步提高。c.扩大功能，一机多用化 带式输送机是一种理想的连续运输设备，但目前其效能还没有充分发挥，资源有所浪费。如将带式输送机结构作适当修改，并采取一定的安全措施，就可拓展到运人、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。d.开发专用机种 中国煤矿的地质条件差异较大，在运输系统的布置上经常会出现一些特殊要求，如弯曲、大倾角(250)直至垂直提升、长运距下运带式输送机等，而有些场合常规的带式输送机是无法满足要求的。为了满足煤矿井下的某些特殊要求，应开发满足这些特殊要求带

19、式输送机，如波纹挡边输送机、管状带式输送机、平面转弯带式输送机、线摩擦多驱动带式输送机、大倾角上运带式输送机、大倾角下运带式输送机等，对多种特殊用途的输送机进行了较详细的论述。运输方式，这也是目前下运带式输送机应用较少的原因。1.2下运带式输送机 下运带式输送机受地形条件(如起伏较大)和装载量的影响，其起动工况比较复杂，应考虑如下几种: (1)负载量小或空载，松闸后带式输送机不能自起动; (2)负载量较大，松闸后带式输送机能自起动，但自然加速度较小; (3)负载量大，松闸后带式输送机能自起动，且自然加速度较大。下运带式输送机在正常运行时，电动机也存在发电工况、电动工况交织运行的问题，所以在设计

20、中，一般较少考虑软起动装置。带式输送机配置软起动装置，可有效降低起、制动过程的动张力，延长输送带及接头的使用寿命，甚至可降低输送带强度，具有很大的经济意义。对此煤矿安全规程作了相应规定。由于下运带式输送机一般情况下电动机工作在发电工况，空载时电动机工作在电动工况。目前常用的下运带式输送机驱动部典型设备配置。第2章 长距离下运带式输送机关键技术分析2.1带式输送机的组成如图2-1所示，其主要零部件有:输送带、驱动装置(电动机、改向滚筒、减速机、软起动装置、制动器、联轴器、逆止器)、传动滚筒、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。1机头卸载改向滚筒，2机

21、头卸载机架，3拉紧装置，4机身H机架，5上托辊组，6中间架，7下托辊，8机尾改向滚筒，9机尾改向机架，10改向滚筒，II传动机架，12传动滚筒，13缓冲托辊组，14导料槽，15电机，16液粘软启动，17减速器，18输送带，19联轴器，20软制动装置，21联轴器，22清扫器，23安全保护装置，24电气控制系统 图2-1下运带式输送机组成示意图2.2驱动方案的确定 带式输送机的驱动部是整机组成的关键部件。驱动部配置是否合适，直接影响带式输送机能否正常运行。长距离、大运量带下运带式输送机对驱动部的要求比通用带式输送机的要求更高，它要求驱动装置能提供平稳、平滑的起动和停车制动力矩，以保证输送带不出现超

22、速、打滑及输送带上的物料不出现滚料和滑料现象。为此要求驱动装置具有一个制动力可随时调整的制动器，以保证起动和停车制动的可控，极大地减小对物料的冲击。同时，在输送机空载起车时还必需保证起动的平稳性。 下运带式输送机受地形条件(如起伏较大)和装载量的影响，其起动工况比较复杂，应考虑如下几种: (1)负载量小或空载，松闸后带式输送机不能自起动; (2)负载量较大，松闸后带式输送机能自起动，但自然加速度较小; (3)负载量大，松闸后带式输送机能自起动，且自然加速度较大。 下运带式输送机在正常运行时，电动机也存在发电工况、电动工况交织运行的问题，所以在设计中，一般较少考虑软起动装置。2.3下运输送机制动

23、技术 制动系统是下运带式输送机的关键组成部分。制动系统功能是否完善、性能的好坏，直接影响着整机的安全与可靠运行。其主要性能应体现在以下几个方面: (1)制动力矩可控。对于大功率下运带式输送机，一般都要求制动系统能提供平滑的、无冲击的制动力矩，以减小对设备的动应力，从而改善整机的受力状况，延长整机的寿命，提高设备的可靠性。一般要求制动减速度在0.1-0.3 m/sZ之内。 (2)具有断电可靠制动。对于长距离、大运量的带式输送机，考虑到工作的特殊性，在突然断电时，制动装置仍能平稳、安全、可靠地制动，以防止出现飞车事故。 (3)具有定车功能。在下运带式输送机带载停车时，如果制动装置没有定车功能，则输

24、送机不可能零速保持，必然造成生产事故。对于没有定车作用的制动系统，必须增加机械闸定车，这样既增加了设备，又增加了出现隐患的可能，一般情况下是不可取的。 (4)具有重载起车制动力矩零速保持功能。下运带式输送机经常会带载制动停车，在这种情况下起车控制比较困难，而且比较危险。如果制动装置没有重载起车制动力矩零速保持功能，起动加速度将不可控，起动时冲击大。这一点对于大倾角下运带式输送机尤其重要。 (5)实现多机制动力矩平衡。长距离、大功率的下运带式输送机一般多采用多点驱动和多机驱动，而制动装置数量与驱动装置相配套，为防止单台制动装置制动力矩过大而出现滚筒打滑，保证工作可靠性，各台制动装置应能做到制动力

25、矩平衡。 (6)易实现井下防爆要求。在制动停车过程中，下运带式输送机的全部动能都将通过制动系统变成热能，使制动装置的温升在短时间内急剧升高。 (7)尽量做到节能。下运带式输送机的电机正常工作时处于发电状态，为了使电机能尽可能多地发电，希望制动装置在正常工作时输出最小的制动力。2.3.1大功率下运带式输送机的制动原理在下运带式输送机制动过程中，制动器不但要能克服负载力矩的作用，同时要不断地吸收制动过程产生的热量。我们可以把下运带式输送机制动系统简化成如图2-2所示的力学模型。其中M!是折算到驱动滚筒上的负载力矩，J:是带式输送机等效到驱动滚筒上的转动惯量，w (t)是输送机驱动滚筒的角速度，Mz

26、是制动系统提供的制动力矩，i为制动器与驱动滚筒间的传动比，为制动器与驱动滚筒间的机械效率。 （1） 、带式输送机系统联轴器制动器图2-2下运带式输送机制动系统力学模型则制动力矩为式（2）式中a为输送机的减速度，一般取。.1 -0.3 m/s2 ; R驱动滚筒半径。 设计制动器时，其设计制动力矩应有备用能力，一般取上式计算值的1.5倍。制动器在整个制动中的制动为式（3）积分后得式（4） 式中Vo输送机正常运行速度，m/s ;由公式(2)可知，当制动减速度a取较小时，制动器的制动力矩可以较小，但是由公式(4)可知，此时要求制动器所作的制动功也大，要求制动器的热容量也要大。在现场使用中，有时制动器的

27、制动力矩设置不当，制动时间过长，产生了大量的热，使得制动器温升过高。但是当制动减速度a过大时，虽然产生的发热量小了，但要求制动器输出的制动力矩大了，对输送机系统的机械冲击也大，甚至出现减速机齿轮损坏或断轴事故。所以一般情况下，对于大功率的下运带式输送机都要采用可控制动系统，同时要求制动器具有较大的热容量可良好的散热条件，以免出现以上事故。2.3.2目前主要的制动装置原理与性能 针对下运带式输送机的制动技术要求，目前国内已应用和开发研究成的大功率可控制动装置主要有以下几种:自冷盘式制动装置、液力制动器和液压制动器。a.防爆自冷盘式制动装置 防爆自冷盘式制动装置主要由机械盘闸和可控液压站组成，其工

28、作原理是通过制动器对工作盘施加擦擦制动力而产生制动力矩，通过液压站调整制动器中油压的大小可以调整正压力，从而调整制动力矩的大小。液压站采用了电液比例控制技术，所以制动系统的制动力矩可以根据工作需要自动进行调整，实现良好的可控制动。为了保证不出现火花，一般制动盘安装在中低速轴，要求线速度不大于1 Om/s。为了使制动器具有良好的散热性，保证制动盘温度，根据风机原理把制动盘做成中空结构的强制冷却方式，使制动过程中绝对不超过150。根据下运带式输送机驱动系统的要求，当大功率或多机驱动时，可以在减速机与电机之间加液力偶合器实现功率平衡(对于别的制动系统也一样)。其制动力矩可由下式计算:Mz=2nNfR

29、 (5)式中n制动闸对数; N制动器对制动盘面的正压力，它与液压油压和弹簧 预调量有关; F闸皮与制动盘之间的摩擦系数; R等效制动半径。b.液压制动器当用电机驱动液压泵时需要输出力矩，同样通过输送机系统带动液压泵也会产生力矩，此时液压油泵对输送机产生的是同样大小的阻尼力矩，当阻尼力矩足够大时，就会制动输送机实现制动。一般情况下，为减小泵的尺寸，液压泵多布 置在高速轴根据工作原理不同，液压制动可以分为两种制动形式，一种是调压制动，其工作原理是根据下式: 式中Pb液压油泵出口油压; P0液压油泵进口油压; Q泵的排量。 从上式可以看出，当调节泵出口压力Pb的大小就可以调整制动力矩Mz的大小，从而

30、实现输送机的可控制动。另一种是调速制动，其工作原理是根据下式: Q=nqv (7) 式中Q液压油泵的流量; V液压泵的转速: 液压油泵的容积效率。 由上式可知，当改变液压油泵的流量Q时，就可以改变输送机的转速n，从而实现制动器的可控制动。液压制动系统通过控制油压或流量，可以做到理想的下运带式输送机制动减速度。对于大功率下运带式输送机的制动，一般采用高压大流量变量柱塞泵，当制动输送机时，排量调到最大，而输送机正常运行时，排量调到最小。由于液压泵长时处于高速运转状态，磨损快，寿命短，在制动过程中，大量的制动热由液压油带走，并经水冷散热器散热，增加了附设系统;当油温过高时，液压元件易出现故障，同时油

31、液由于大流量的循环运转和温度变化，很容易变质，进一步影响液压控制系统的可靠性;同时当输送机定车时，由于液压泵和液压系统的泄漏，必须专门加推杆抱闸加以定车用。c.液力制动器液力偶合器可以传递力扭，当把偶合器的涡轮固定时，就会对泵轮带动的高速液流产生巨大的阻力矩，使其减速。液力制动系统就是根据这个原理进行设计的。液力制动系统主要由带泵轮、涡轮的液力制动偶合器和液压冷却控制组成。其制动原理根据下式:式中B泵轮力矩系数; P工作介质的密度; n B泵轮转速; D循环圆有效直径。 上式可知，当结构参数一定时，液力制动系统的制动力矩与泵轮的转速有关，当泵轮的转速为零时，液力制动系统不可能输出制动力矩;而泵

32、轮力矩系数入B与偶合器的充液量有关，充液量越多，泵轮力矩系数入B越大，所以可以通过调整充液量来改变制动力矩的大小，实现下运输送带式输送机的可控制动。由于泵轮与涡轮不是刚性联接，液力制动偶合器的寿命长。液力制动偶合器的放置位置直接影响其本身尺寸的大小，所以一般放置在高速轴。液力制动系统不可能把输送机制动到零速，当泵轮速度低于400r/min时必须使用机械闸制动，它的液压控制冷却系统同液压制动系统，同样存在油温过高或油质差时易出现故障。d.液粘制动装置 液体粘性制动装置(又称湿式制动器)是利用摩擦片在粘性液体中的摩擦力来传递力矩的。为了实现带式输送机各项制动性能要求，可以采用常闭式结构，主要由主动

33、轴、被动鼓，主、从动摩擦片，控制油缸、动摩擦片不动，使得主、从动摩擦片间产生摩擦力作用，当改变控制油缸中的油压大小可以调节主、从动摩擦片之间的压紧力，进一步改变主动摩擦片与从动摩擦片间的摩擦力矩，从而实现带式输送机各项制动技术要求。湿式制动器的主、从动摩擦片都在粘性润滑油中工作，它是通过润滑油来进行冷却散热，通过控制油压来改变摩擦片间的压紧力，从而使得摩擦片的润滑状态由液体油膜剪切区变到混合摩擦区，最终过渡到边界摩擦区的不同工作状态。 在制动过程中，由于控制油压与油膜承载力的共同作用，主、从动摩擦片将由液体剪切状态与混合摩擦状态之间变化，所以制动力矩的计算应按不同状态来进行分析;当压紧力较小，

34、而油膜间隙较大时，主、从动摩擦片将主要处于液体剪切状态，此时的力矩计算应按液体摩擦模型进行研究;当压紧力较大，而摩擦片间隙小到一定程度则得用边界摩擦状态来计算。2.3.3制动器的选用原则 根据以上各种制动器的原理及性能，依据我国煤矿井下长运距、大运量下运带式输送机的工作特点，结合我厂多年生产下运带式输送机配套制动装置的经验，制动器的选型应考虑以下几个原则:(1)考虑输送机的工作重要性，当输送机工作场所十分重要时，如主运输输送机，应重点考虑可靠性配置，可采用液粘制动器加盘闸制动器，实现双保险。(2)考虑输送机(长度短、运量小)制动力矩大小，制动力矩小，相应动载冲击小，可选用普通推杆制动器;否则，

35、应选用可控制动器，如液粘制动器或可控盘闸制动器。(3)输送机带速，当输送机带速高时，应选用可控制动器，或者选用液力或液压制动器先实现降速，速度降低以后，再加制动闸进行定车制动。(4)考虑输送机(长度、运量)动载荷大小，动载荷较大时，必须采用可控制动器，当要求制动精度高时，选用液粘制动器，否则选用可控盘闸制动器。(5)考虑输送机经济性，性能要求越好，投资价格越高。一般情况选用可控盘闸制动器，既可实现可控制动，又能实现定车，且结构简单，相应投资也较小。2.4下运带式输送机软起动技术下运带式输送机空载运行时，电动机处耸电动晕行状态，此时起车仍需保持平稳的起动力矩，特别是对长距离、大运量的带式输送机，

36、因其动态响应较大，直接起动会引起输送带强烈震荡造成断带或对驱动部各组成部分的寿命产生致命的影响。为此对长距离、大运量、大功率下运带式输送机，引入软起动装置尤为重要。2.4.1目前主要的软起动装置原理与性能常用的下运带式输送机软起动装置主要有以下几种:液体粘性软起动装置、CST、液力偶合器、变频器等。A液体粘性软起动装置 液体粘性软起动系统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，由主、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的旋转，当改变控制油缸中的油压大小来调节主、从动摩擦片

37、之间的油膜厚度，可以改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。b.液力偶合器 液力偶合器主要分限矩型液力偶合器和调速型液力偶合器两种，主要是以液体为介质传递功率的软起动装置。主要由泵轮、涡轮、外壳等组成。泵轮经输入轴与电机相连，为功率输入端;涡轮经输出轴与减速器相连，为功率输出端，两者结构形状相似，成轴向对称排列，共同组成液流循环圆。工作时，由供油泵向循环圆中充入工作油，当电动机驱动泵轮旋转时，进入泵轮的工作油在叶片的带动下，因离心力的作用由泵轮内侧流向外缘，形成高压高速液流冲击涡轮叶片，使涡轮与泵轮同向旋转，工作油在涡轮中由外缘流向内侧，将流入涡轮

38、中的高能液流转变成输出轴的机械能，从而实现能量的柔性传递。限矩型液力偶合器的充液量不变，起到柔性联轴节的作用，能实现电机空载起动、过载保护等作用，但起动加速度不可控，通常被用在小型输送机上。 调速型液力偶合器通过电动执行器来调节勺管的插入深度实现调节循环圆内工作液体的充液量的。因此起动力矩可控，通常被用于中大型输送机上或倾角较大的场合。 采用调速型液力偶合器作为软起动传动装置可以做到延长起动时间、改善输送机满载起动性能。主要优点如下: (1)实现软起动(可控起动) 起动时偶合器中无油，电动机带动泵轮空载起动，起动时间短，大电流冲击时间短。待电动机起动完毕，控制系统才控制勺管外移，向偶合器供油，

39、涡轮力矩逐渐增大，当涡轮力矩大于负载力矩时，输送机开始起动。在起动过程中电控系统时刻根据输送机的实际加速度值来调节勺管的移动，使输送机的加速度保持在0.1 -0.3m/s2范围内。 (2)完成功率平衡调节 工作中，控制系统通过测定每台电动机的负荷电流情况来控制勺管的移动量达到均衡电动机功率的目的，调节精度达5%。 (3)具有过载保护功能，提高机械使用寿命 由于采用液体作传动介质，它能吸收、减少外载荷的振动与冲击，偶合器上设有易熔塞，过载时液体可将易熔塞熔化喷出，所以保护了传动系各元件，提高了机械的使用寿命。 但是这种系统有以下不足之处:(1)在正常工作时，一般有3-5%的滑差，此时具有3-5%

40、的传动效率损失，而且输送机械大都长时长期工作，使偶合器发热量大，并浪费大量的能量; (2)调速型液力偶合器在起动过程中始终存在一个不稳定的过渡区，使得起动性能还不理想;(3)液力偶合器的体积较大，系统控制性能和控制精度较差。2.5新型下运带式输送机驱动组合及其控制过程 多数下运带式输送机采用以下几种驱动部组合方式: (1)电动机一制动装置一减速器一滚筒 (2)电动机一限矩型液力偶合器一制动装置一减速器一滚筒 (3)电动机一限矩型液力偶合器一减速器一可控制动装置一滚筒 (4)电动机一软启动一减速器一液压软制动一盘式制动装置一滚筒 (5)电动机一软启动一减速器一液力软制动一盘式制动装置一滚筒 (6

41、)电动机一软启动一减速器一可控盘式制动装置一滚筒 (7)电动机一软启动一减速器一液粘软制动一滚筒 其中方式(1)一(3)多用于小型(短距离、小倾角、小运量、低带速)下运机上方式;(4)一(7)较适于大倾角下运输送机上。由上述方案可见，下运输送机可控制动装置必不可少;并且目前对下运输送机电动工况的可控起动问题有所忽视。对于长距离、大运量下运带式输送机，可控制动装置必不可少，同时可控起动装置也成为必须。 为此我们提出一种经济实用的长距离、大运量、大功率下运带式输送机的驱动部组合方案。该方案驱动部主要有以下设备组成:电动机、联轴器、调速型液力偶合器、减速机、可控制动装置、驱动滚筒等组成该方案将可控起

42、动技术与可控制动技术有效结合，实现了复杂工况长距离下运带式输送机的可控安全起动。 采用以上驱动组合的下运带式输送机的起动和停车过程如下: (1)开机准备:先给软起动装置的电气系统和液压系统送电，使主、从动摩擦片闭合，可控制动装置逐渐松闸，如果是重载，按起动要求重车逐渐自动起动带式输送机。 (2)当输送带在装满物料的情况下起动带式输送机时，不能直接对电机送电，否则起动太快，物料容易出现下滑或滚料，所以在这种情况下而是靠煤的下滑力起动输送机，当逐渐松开制动器，输送带带动电机旋转，通过速度传感器检测旋转速度，当速度达到近电机同步运行转速时，PLC控制电机自动送电起动，从而使电机运行于正常的发电状态，

43、这样可以大大减小电机起动时对电气和机械的冲击。而且向下输送的角度越大，起动加速度越大。为了保证起动平稳，通过速度反馈改变制动器施加的制动力，根据不同的制动力，把加速度控制在0.3m/s2之内，保证起动过程的平稳性。 (3)电机直接起动控制，当输送机空载或轻载，逐渐松开制动器时，输送机不能自动起动，这时根据测速装置检测输送机处于零速状态或起车太慢时，需要采用调速型液力偶合器来可控起动带式输送机，此时的可控起动过程完全同上运带式输送机的起动过程。 (4)正常运行时，调速型液力偶合器开度最大，传动效率达到最大。 (5)当多电机驱动时，出现某台电机超载，需要功率平衡时，根据电机的电流反馈来进行调速型液

44、力偶合器的输入与输出速度调节(具体详见电气部分)，来进行多电机间的功率平衡调节。一般只要带式输送机系统设计合理，都能保证系统的多机功率平衡。 (6)停车时，按预定的减速度要求进行闭环改变可控制动系统的制动力矩，使带式输送机按预定的减速度减速，实现可控停车。 (7)当输送机在带载停车时，不能直接切断电机，否则容易出现飞车现象，造成严重事故。为此在停机时，先对输送机施加制动力，当检测到电机旋转速度降到其同步速度时，再对电机断电，这样在施加制动力降速时，可以充分利用电机的制动力，使停车更平稳。当输送机的速度降至电机的同步速度时，调速型液力偶合器勺管全部插入，保证电机与输送机系统的同步切除，保证了可控

45、制动系统进一步按要求减速停车。 (8)如果停车时，带式输送机是空载(即主电机处于电动状态)，则可以同上运带式输送机的停车过程结合可控制动装置进行联合停车制动。 (9)定车时，可控制动装置抱闸，主电机停机，调速型液力偶合器的液压和电气系统停电。 (10)在起动和停车过程中出现故障，如输送带跑偏、撕带、油温过高等等，调速型液力偶合器和可控制动装置的电气控制系统会自动根据要求可控停机。第3章 大倾角下运带式输送机设计计算设计内容设 计 计 算计算结果3.1已知条件3.2输送带的选择与设计计算3.2.1输送带运行速度的选择3.2.2由带速带宽验算输送能力3.3驱动力及所取传动功率的计算3.3.2初选输送带：3.3.3传动功率计算：3.2输送带张力计算3.2.1按不打滑条件计算：3.2.2按垂度条件：