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1、大功率强力带式输送机研究概括和发展现状1.1.1 国外研究概括带式输送机在国外已有200多年的历史，早期的输送带是用皮革加纤维物质之类的材料制成的。19世纪初，采用托辐支承输送带，摩擦因数显著减小，带式输送机得到了广泛的应用。现代所指的胶带输送机主要采用托辐支承，也就是普通意义上的带式运输机。普通带式输送机的输送带为橡胶带，输送带绕过两端的传动滚筒和改向滚筒，并在整个长度上受许多托辐支承。其中，上段输送带利用槽型托辐组支承，称为上分支、承载段和重段；下段输送带称为下分支、回程段和空段。20世纪20年代，俄罗斯库兹巴斯工学院研制出了磁垫胶带输送机，其结构类似于普通的带式输送机，区别仅在于托辐由平
2、面钢铁磁铁代替。输送胶带实际上是个弹性磁铁，磁铁单位举力约为700Nm,能够提高到3000Nmo输送胶带磁性支承制作简单，可以系列生产。磁铁在输送机全线上产生稳定的推举力而不需供电。磁性支承设计简单并能够制成标准件。磁垫输送机几乎无噪音，安装、维修费用低。由于距离随输送胶带和支承间隙减少而增大，局部过载也不影响工作。磁垫带式输送机的缺点是需要专门的磁性输送胶带，保证输送胶带横向移动较为复杂，物料输送范围受限制。20世纪50年代和60年代，出现了主要采用钢芯输送带和钢绳牵引的长距离、大运量和高速度的带式输送机。钢绳芯带式输送机的工作原理与普通的带式输送机不同之处在于：输送带用钢丝绳代替织物衬垫做
3、芯体，所以有很高的强度。这种输送机能实现单机长距离运输，是运输系统得以简化，生产效率得到提高，因此得到广泛的应用。钢绳牵引带式输送机与普通带式输送机最根本的区别在于承载构件和牵引的分开，它应用钢绳作为牵引构件，把由耳槽、织物芯、横钢条、上下覆盖胶的输送带作为承载构件。这种带式输送机不但可以运煤和矿石，还可以运人，在井下、地面都可以使用。单机运行距离长，功率消耗小。整机比钢绳芯带式输送机轻，还可以在平面上拐弯。1954年，第一台钢绳牵引带式输送机在英国投入生产使用。钢绳牵引带式输送机驱动装置复杂，输送带成槽型差、转截断面小，以及钢丝绳、轮衬，钢条三大件易损的问题，严重影响这种机型的使用和发展。7
4、0年代，国外又研制了中间多级驱动形式（直线摩擦驱动、充气轮胎驱动和磁力驱动）的长距离带式运输机。直线摩擦驱动是一台长距离的带式输送机中装备若干台，短的带式输送机，借助各台短带式输送机上分支输送机与长距离带式输送机的输送带相互紧贴所产生的摩擦力，驱动长距离输送机。由于采用直线摩擦驱动形式，可以将驱动装置在长距离输送机的整个长度进行多点布置，因此，它较之普通带式输送机可大大降低输送带的张力。充气轮胎驱动形式的带式输送机，由若干充气轮胎组成一个驱动单元，其中两个自由转动的压力轮胎各压在输送带上方的左右侧，两个驱动轮胎安装在输送带下方的左右侧，并向上将输送带顶住。驱动轮胎用电动机通过齿轮进行传动。由于
5、充气轮胎压紧输送带，因而在接触部分形成一定的摩擦力，从而驱动输送带运动。中间磁力驱动装置与中间直线摩擦驱动装置的结构和工作原理相似，所不同的是它采用特制的承载带，承载带的下覆盖胶里含有能被磁铁吸附的物质，在驱动带上安装有磁铁。当驱动带通过其上的磁铁吸附承载带并产生很大的吸力时，便驱动承载带运行。磁性驱动带的长度比普通中间直线摩擦的长多短很多。他的缺点是需要制造专门的磁性输送带。对于相同的运输高度，增加输送机倾角可以缩短输送机的长度，减少占地面积，于是大倾角的带式输送机相继研究问世。增加输送机倾角的方法有:增加物料与输送带的摩擦因数、增加物料与托辐之间的压力、在输送带上设置横隔板、磁场，等等。2
6、0世纪70年代发展了多种形式的大倾角带式输送机，如花纹胶带输送机、波状挡边胶带输送机、磁力大倾角输送机、夹带输送机等。这些带式输送机都能够实现大倾角输送物料，甚至能够垂直地提升货物。近代出现了输送胶带与支承件不直接接触的带式输送机。20世纪70年代，荷兰科学家通过一系列实验和现场研究提出气垫输送带输送理论。气垫带式输送机有一条环绕在驱动滚筒和张紧滚筒之上的输送胶带，气仓布置在滚筒间有载分支输送胶带下，压缩空气从气仓中喷出，托起输送胶带,在输送胶带和托辐槽面之间形成气垫。气垫厚度0.4lmm,输送机每米长度形成气垫的能耗通常为0.30.8kw,具体还取决于带宽和载荷大小。气垫输送机的一个缺点是成
7、本高，由于供气及沿线气压损失而造成能耗较大，特别是输送线路较长时气能耗更大，另外，局部过载将妨碍输送胶带支承；它的另一个缺点就是不适合用于运输较重的物料和大块物料。1984年，匈牙利采矿研究所研制了一种以水垫代替托辐的新型带式输送机。在一个溜槽内盛静压水，水上为输送胶带，输送胶带上为输送的物料。当输送胶带下的支承浮力大于胶带上的重量，胶带连同物料就不会下沉，通过调整水的静压，就可以改变胶带与槽之间的间隙。带与槽之间的水层就成为水垫。这种水垫带式输送机较之通常的胶带运输机节省80%的运输能量，设备投资只为其一半。1.1.2 国内研究概括我国带式输送机的研究制造始于20世纪80年代。80年代初太原
8、重型机械学院开始研究开发气垫式带式输送机。1989年我国煤炭科学研究总院合肥研究所开始研究滑槽胶带输送机。1990年北京起重运输机机械研究所设计出DJ型波状挡边输送机系列，并开始推广使用。1992年12月，我国自贡运输机械总厂为四川省投资公司电冶有限公司生产了一台提升高度为104.5米，带宽800mm,输送量140th的波状挡边带式输送机。目前国内波状挡边带式输送机的系列参数为：带宽1600mm,挡边高度40Onlnb带速2.5ms,倾角90度，输送量300th.经过十余年的生产和使用实践，波状挡边带式输送机得到了不断地改进和完善。1998年北京起重运输机械研究所、青岛运输设备厂等作为起草单位
9、，制定了波状挡边带式输送机行业标准(JB/T89081999),推动了我国波状挡边带式输送机的发展。目前我国主要生产厂家有200多个，据不完全统计，国内已生产5000多台这样的输送机。1996年以来我国相继设计制造了钢绳芯带式输送机和钢绳牵引带式输机，带式输送机的研究和改善，形式一片大好，再加上国内煤矿事业等的大力发展，也不断地促使新型、高效的带式输送机的研发。不久我国带式输送机技术也将达到世界先进水平。我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。在“八五”期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产
10、品开发都取得了很大的进步川。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内空白，并对带式输送机的减低关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软起动和制动装置以及以PLe为核心的可编程电控装置，驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器等世界先进技术。1.1.3 带式输送机发展趋势(1)大运量、高速度即高生产率和低单位时间成产成本。(2)使用寿命长输送胶带与托辐的磨损是限制输送机寿命的主要原因，减少输送胶带与托辑之间的摩擦因数，增强输送胶带的耐磨性，提高托辐的性能，可以较大程度地提高输送机的使用寿命。(3)生产成本低在普通的带式输送机中
11、，托辑制造的费用占整个带式输送机的17婷25%,并且由于运动部件过多，维修费用昂贵。采用五托辐支承或非接触支承是降低带式输送机成本的最有效的方法。(4)能源消耗低80%左右的带式输送机的能量都耗损在摩擦损耗上。降低摩擦损耗的最有效方式是采用非接触式带式输送机，它所需要的电动机功率仅为普通代数式输送机的20%o（5）智能化未来机型与微型计算机密切联系，适合程序控制、智能操作。无聊的装卸、机器安装与维护都应实现智能化管理。1.1.4我国矿用带式输送机发展趋势（1）大型化、智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
12、送机今后发展的必然趋势。在今后的10年内，输送量要达到40005000th,带速要提高到6ms,顺槽可伸缩带式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10001500KW,输送带要达到PVG3150和ST6000以上。（2）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。而要靠性能外，还要不断开发研究新的技术和零部件，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、高寿命托辑等，使带式输送机的性能进一步提高。（3）扩大功能，一台机器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，做到一台机器多方面利用，使其发挥最大的经济效益。（4）开发专用机种我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（25。）直至垂直提升、长距离下运带式输送机等，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式输送机，如波状挡边带式输送机、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、大倾角下运式带式输送机等。
