（毕设全套）带式输送机断带保护装置设计（含CAD图纸）

由于夹紧制动动作是随着输送带下滑动作自动实现的，夹紧力的大小随着输送带下滑动作自动实现的，夹紧轮的大小随着胶带下滑力的大小而自动适应，无需其他控制就可实现自动断带保护，从而防止了输送带和物料下滑堆积与巷道，避免事故的进步扩大。

图.自适应摩擦棘轮式断带保护器支架弹簧加紧杆摩擦式扇型棘爪偏心凸轮支撑轴夹紧轮型滚动下落胶带抓捕器抓捕装置主要结构如图.，当胶带正常运行时，抓捕辊高高举起，它们不与胶带接触，不影响物料的运输。

只有特制的托辊位于胶带下面随胶带前进而转动。

当胶带倒转或断带后胶带下滑时，特制托辊则跟着反转，反转时带动托辊轴起倒转，倒转的轴则带动个螺旋副运动，当达到我们控制的倒转长度时，则可推动抓捕辊的固定卡爪，使抓捕辊沿内装齿条的直槽快速旋转下落，继而滑入斜槽，并在倒转胶带的带动下继续沿斜面运动，因而把胶带紧紧的卡住在抓捕辊和基砧之间，由于抓捕辊旋转下落，可以把胶带上的煤屑清除掉，使抓捕的更可靠。

正常状态抓捕器抓捕状态抓捕器图.型滚动下落胶带抓捕器双向抓捕器抓捕器由左右两个抓捕臂两个单向抓捕辊和与其对应的带下单向托辊组成。

工作状态如图.所示。

左侧单向抓捕辊允许转向与胶带运行方向相反，右侧抓捕辊允许转动方向与胶带运行方向相同，胶带正常工作时，左侧的抓捕臂与单向抓捕辊由电磁铁悬置，右侧抓捕臂与单向抓捕辊始终悬浮在胶带上，如图所示。

设带的运行方向为向右，当胶带发生断带时，断带信号迅速由传感器传给控制系统，控制系体接到信号后，发出控制指令，迅速切断驱动电路和悬置磁铁电源，电磁铁掉电后，左侧抓捕臂和单向抓捕辊在重力作用下落下，由于左侧抓捕辊的允许转向与带速方向相反，抓捕器与胶带产生较大的摩擦阻力，悬臂在摩擦阻力拖动下逆时针摆动，逐步抓紧并卡死胶带，如图所示。

同理，当胶带发生逆转时，右侧的悬臂立即在摩擦力的作用下，抓紧胶带。

正常状态抓捕器抓捕状态抓捕器图.双向抓捕器比较，上述各种断带保护装置主要分为两大类类是使用单向托辊和阻尼板的摩擦制动的方法另类是采用抓捕原理的方法。

第类方法是将皮带的上托辊按定比例换成单向托辊，在下层皮带下方安放阻尼板。

当皮带因断裂下滑或逆转时，因上托辊不可逆转，利用托辊对上层皮带的滑动摩擦阻力，使上皮带不能长距离下滑下层皮带因松弛与阻尼板接触，因摩擦而制动。

为了防止下层皮带的下滑要在皮带下面安放大量的阻尼板。

这种方法需要将大多数或全部托辊更换为单向托辊，而单向托辊是非标准产品，价格较高，使用寿命短，次性改造工程量大，且长期投资也较大。

第二类采用抓捕原理的方法又可分为两种。

其，主要是在胶带上下侧设置抓捕装置，并配上传感装置清煤装置和抓捕装置等组成抓捕器，当胶带断带时，胶带上下侧的抓捕装置动作，把下滑皮带紧紧抓住。

般选用电机液压执行元件驱动，在井下各种电器设备还要考虑防爆等问题，因此该设备造价昂贵，投资较大，工程量大，维护烦琐，很少在煤矿生产中应用，而且常常发生误动作，比如，在井下恶劣的环境下，传感器常常失效，若在正常的情况下传感器给出断带信号，则产生误动作，影响生产旦事故发生，没有检测到，抓捕将失败。

其二，是利用皮带断带后下滑或逆转来触发相应的抓捕机构制动下滑的皮带。

利用这种原理的设计方案仅国内就公布了十余项专利，但是实施起来均有很大的困难。

.本设计研究的主要内容本设计对带式输送机的断带进行了分析，结合现有带式输送机断带保护装置，设计了偏心轮夹紧机构，整个系统由偏心轮机构液压泵站单片机检测控制系统组成。

应用速度传感器与单片机对带式输送机断带进行动态检测控制，从而通过设计的液压系统控制偏心轮夹紧机构，尽可能有效及时地进行断带保护。

夹紧机构的设计.断带的原因从目前大量的带式输送机断带事故分析可知，带式输送机断带原因大概有以下几种。

齿轮减速器损坏，液力耦合器喷液或电动机逆转。

输送带接头质量问题。

输送带接头分为机械接头和硫化接头，机械接头的质量远不如硫化接头，所以现在已很少采用。

就硫化接头而言，如果未按要求控制硫化温度和硫化压力，温度和压力在硫化板上分布不均，温度和压力的保持时间设定不合理，采用不合理的材料等对硫化工艺均有影响。

运输中因其它东西卷入而引起运输载荷突然增加。

比如大块矸石或其它质量特别大的物体突然混在正在运输的煤中。

启动和停车时应力变化大。

带式输送机的启动和停车也会造成输送带断裂，般最好在空载下启动输送机。

输送带自身质量不过关，输送带服务年限过长，输送带长时间超负荷运输，日常维护不到位。

物料分配不均，输送带跑偏。

带式输送机有空载段和超载段，使输送带受力不均。

为了防止由这些原因引起的断带事故，除了进行人为的检修和维护外，在输送机沿线上布置断带保护装置尤为重要。

因为它可以避免突发事故，随时处于待命状态。

在输送带正常工作时，它不影响物料运输，当断带事故发生时，布置的断带保护装置便马上动作，迅速抓住断裂下滑的输送带，减少事故损失。

.断带抓捕器的性能要求了解现场对断带捕捉器的性能要求是正确设计断带捕捉器的关键。

断带捕捉器应有如下性能在断带或逆转时均起作用非断带或无逆转时不能误动作捕捉力应有足够的作用带宽，最好整个带宽捕捉。

以使输送带在承压许可范围内。

提高单台捕捉器的捕捉力在捕捉力施加时，应清除大部分物料捕捉力缓施。

以便输送带的制动减速度不致过大。

避免过大惯性力。

造成二次断带结构力求简单。

.夹紧机构的组成部分及工作原理夹紧机构采用偏心轮实现夹紧，整个机构主要由动作执行元件单片机检测系统液压系统组成。

主要执行动作元件是偏心轮和液压缸。

安装时整个偏心轮夹紧机构安装在带式输送机两边对称的机架上，安装保证偏心轮的两端面与胶带上表面垂直胶带两边缘部分由偏心轮下方通过偏心轮的中心线与托辊中心线重合。

工作原理当带式输送机出现断带故障时，通过安装在上运皮带下面的速度传感器检测出断带信号，由转换器送入单片机，经单片机判断处理后发出动作指令，驱动滚筒电动机断电，同时液压系统中的电磁换向阀换向导通，驱动液压缸活塞杆伸出带动偏心轮转动，直至夹紧皮带。

整个保护系统原理图如下图.图.系统原理图速度传感器单片机控制系统液压系统偏心轮夹紧机构驱动滚筒电机.夹紧机构所需理论夹紧力的计算设计所选带式输送机的特征参数带宽安装时最大倾角最大运输能力输送长度运输物料原煤带速.。

输送带特征参数型号钢丝绳芯胶带钢丝绳直径.带厚胶带每米质量.。

根据带带式输送机最大运输能力计算公式，可计算出输送带上物料的最大横断面积。

.式中输送带上物料的最大横断面积输送带的运行速度物料的松散密度，原煤输送机的倾斜系数，.由公式求得输送带上物料的最大横断面积.带式输送机运送长度为米，整个输送机每隔米安装套夹紧机构，物料与胶带每米的总重量.由总重量和输送机的倾角，由下图.胶带的受力分析，可计算出物料与胶带每米总重量在沿斜面垂直斜面方向上的分力。

图.胶带的受力分析沿斜面分力垂直斜面分力由以上计算可知偏心轮有效的实现夹紧胶带，必须产生的夹紧力为.，夹紧力是依靠偏心轮与胶带间的摩擦产生的，查手册取胶带与偏心轮之间的摩擦系数.，则所需偏心轮产生的正压力为为了能安全有效地制动胶带，取安全系数将正压力扩大倍，此时偏心轮产生的正压力与夹紧力为正压力.夹紧力带式输送机断带时所需的夹紧力为.，设计偏心轮夹紧所产生的夹紧力为.，满足断带夹紧要求。

.偏心轮夹紧旋转角度与活塞杆行程的确定偏心轮夹紧旋转角度的确定夹紧机构安装时，取偏心轮与胶带之间的距离为胶带受压压缩变形为偏心轮的直径偏心距结构尺寸如图.可知偏心轮的位移.由公式可计算出偏心轮夹紧胶带所旋转的角度.可求得.，设计取偏心轮夹紧胶带所旋转的角度。

图.偏心轮夹紧位移图活塞杆行程的确定根据实际设计，由偏心轮夹紧位移图，可知则活塞杆的行程偏心轮的结构设计材料偏心轮采用钢，偏心轮外圆面滚粗花尺寸偏心轮的直径偏心距偏心轮外圆柱面的宽度。

与轴的连接结构采用键连接。

偏心轮夹紧机构安装简图如下图.夹紧机构安装横截面视图夹紧机构截面视图图.偏心轮夹紧机构安装简图夹紧液压缸偏心轮胶带托辊液压泵站的计算与设计.液压系统方案的设计液压系统设计作为液压主机设计的重要组成部分，设计必须满足工作需要的全部技术要求，且静动态性能好效率高结构简单工作安全可靠寿命长经济性好使用维护方便。

.确定回路方式选用开式回路，即执行元件的排油回油箱，油液经过沉淀冷却后再进入液压泵的进口。

.选用液压油液设计液压系统选用矿油型液压油作为工作介质.确定液压泵类型及调速方式选用变量液压泵调速，选用蓄能器，补偿液压系统泄露，保持系统的压力恒定。

.选用执行元件根据系统动作要求，选用单活塞杆液压缸，设计选型的带式输送机安装套夹紧机构，故设计需要个双作用液压缸。

.换向回路的选择该系统设计选用三位四通电动换向阀的换向回路，个换向阀同时控制同位置的两个液压缸。

此时各执行元件的顺序互锁联动等要求由电气控制系统实现。

.执行元件同步动作设计系统中套夹紧机构，个液压缸，为保证同位置的个液压缸能同时动作，设计选用分流阀，基本上能达到个液压缸同步运行。

.液压系统的原理图本设计液压泵站系统原理如图.所示。

当输送机正常工作时，电磁换向阀无电关闭，电动机带动油泵工作，此时溢流阀调定压力为.。

图.液压系统的原理图电磁溢流阀液控单向阀电磁换向阀蓄能器压力继电器压力表电动机液压泵过滤器油箱压力继电器接点与液压站电动机的控制开关的接线原理如图.所示。

图.控制开关的接线原理压力继电器高压接点为，高压调定压力为，当压力小于时，接通，当压力大于时，关断低压接点为，低压调定压力为.，当压力小于.时，接通，大于.时，关断。

当液压系统压力达到时，关断此时已断，液压站电动机停电，此时靠系统蓄能器和单向阀保压，当系统压力