自动化生产线设计-西安伟拓利-安阳自动化生产

说到皮带机相信大家并不陌生，但你对长达几公里、十几公里甚至几十公里的长距离皮带机了解多吗？它的设计没有想象的那么简单，通常要结合并考虑地形，驱动、翻转和张紧等主要部件的合理布置因素，既保证设备正常运行又兼顾供配电、维修的需要，这正是设计工作的***和难点。

尤其是矿山开采、建材行业的需求日益增加，比如建材用产品：水泥，涉及到原材料石灰石的开采运输，而矿山一般距主生产厂区有较远的距离。长距离带 式输送成为的运输方式之一。随着长距离输送皮带机制造技术和设计理念的成熟，长距离输送皮带机在水泥厂中的应用越来越多。

长距离皮带的工艺布置内容主要有：整体工艺布局、驱动装置配比及布置、翻转装置布置型式及张紧装置布置等。

1、整体布局

由于长皮带输送距离长，且都在生产区域以外，地形复杂，难免会给工艺布置带来很多意想不到的困难，所以长皮带的工艺布置是其设计中重要的一步，直接影响长皮带的***成本、工程施工难度及以后的生产运营和维护。

1）整体布置的区域布置方案要结合长皮带进料点和出料点的地理位置，选择较近的且地势起伏不大的路线，布置区域内应避免高压线、输油管线、居民密集居住区、高速公路、铁路等的影响；

2）现实的工程建设中往往不能兼顾所有问题，故需要把长皮带分成两段或者几段皮带来实现。

3）廊道的高度满足净空要求即可，尽量避免高支架，尽可能沿地势布置，减少***成本和运行成本。

4）距离居民区较近时皮带机廊道需采用封闭设计，以减少皮带机运行噪声对敏感区域环境的影响。

2、驱动装置布置

长皮带的驱动装置和普通皮带有很大区别：

普通皮带驱动装置一般都采用单驱动、低压电机、头轮作为驱动滚筒，自动化生产厂家，下行皮带机可采用尾轮作为驱动滚筒。

长皮带的驱动一般都是双驱动或者多驱动，且为多点驱动，为了降低带强，合理分布张力，一般采用中部转载布置驱动，功率很大，但考虑具体区段张力过高，如一个项目，功率5x1400KW，采用的就是头部双滚筒双驱，中部单滚筒双驱及尾部滚筒单驱的布置形式。 一般多采用高压电机，考虑布置空间和维护方便，驱动装置可布置于皮带机下方地面上，靠近皮带机头部或尾部，便于相邻皮带机集中供电。

3、翻转装置布置

皮带机翻转装置是将已绕过头部滚筒的输送带予以翻转，使其工作面朝上，而不与下托辊接触。在绕过尾部滚筒前再将其翻转复位，可避免下托辊与输送带工作面接触时，将输送带上的残留物刮落至地面上影响工作环境，节省人工清扫工作量。一般使用在长皮带上，输送距离越长，经济效益越显著。

在长皮带布置方案中，需要在长皮带的头部和尾部考虑各留出一套翻转装置的布置空间，每个翻转装置大约需30m~40m（一般取25B)，且要封闭。

4、张紧装置布置

张紧装置的作用是拉紧输送带，使之具有保证正常运行所需要的工作张力，同时也补偿输送带的伸长。

长距离皮带机的张紧装置主要根据皮带走向导致的受力不同，和周围场地的布置空间决定。选择的种类很多，例如：固定绞车张紧、自控液压张紧、双重锤张紧、重锤车式（固定绳轮式、塔架绳轮式）张紧和组合张紧。且采用静态计算的方法结合动态分析软件进行实际运行模拟，将运行中可能会出现的不利情况加以预防及控制。

相应的运输越长、胶带张力较大、胶带垂度可适当取大。

张紧装置在长皮带中的布置位置一般要靠近驱动滚筒，这样反应时间较短，张紧效果较好。

长皮带的设计是复杂的系统工程，涉及的方面较多。参考相关文献介绍长皮带的工艺布置方面的内容，在具体功率计算、张力分析、拉紧力的选取、驱动功率的配比等需要结合工艺线路及实际工况仔细分析。另外，自动化生产线设计，因长皮带一般是由上行段、下行段、水平段等多段组合布置形式，故在计算功率和张力时需分段分工况考虑。安全可靠合理经济考虑设计工艺线路及设备配置。

长距离胶带输送机除系统自动化控制即具有一般的顺序启动、顺序停机，断路、短路、过载、过流、缺相、欠电压、接地和拉紧、制动信号等保护以外，还配备以下安全保护装置：

防纵向撕裂开关 安装于胶带机尾部受料点承载段胶带下面，能随时检测出胶带纵向撕裂故障，并及时发出停机信号，防止故障扩大，减少损失。这些装置都通过电气控制系统联接到控制室进行集中控制。

防跑偏 跑偏开关安装在胶带机沿线两侧并成对安装，使开关的触辊与胶带接触部位位于触辊高度的1/3处。每隔100m左右装一组，长距离一般针对变折点设跑偏开关，针对易跑偏部位设置，一般设头尾部，中间侧适当设置。当胶带机发生跑偏时发出跑偏报警信号，实现胶带跑偏自动报警和停机功能，安阳自动化生产，以防止胶带机因过量跑偏而发生事故。该开关具有两级动作功能，一级动作用于轻度跑偏量达5%带宽时发出信号报警，二级动作用于重度跑偏量达10%带宽时动作，报警并停机。

紧急事故开关（双向拉绳开关） 紧急停机用拉绳开关，安装在胶带机沿线机架的两侧并成对安装，每隔50m左右安装一组，当胶带机出现故障时，操作人员可在胶带机的任何部位拉动拉绳开关，动作后，自锁并发出报警信号，使本胶带机及其上游的设备停机。此外，当发出开车信号后，如现场不允许开车时，也可以拉动开关，禁止胶带机启动，以避免发生设备和人身事故。

带速检测装置：在机头改向滚筒 上安装带速检测，用以监测运行线速度，若出现异常发出报警，或通过自动控制自动张紧胶带或发出报警。防止皮带打滑造成事故。溜槽堵塞检测：安装于下料溜槽两个侧壁的溜槽堵塞检测装置能够在胶带机头部漏斗、溜槽内发生堵料情况时立即发出报警和停机信号，防止事故发生。

皮带输送机的应用范围广，且工作环境一般较为恶劣，保持输送机运行中的良好工作状态，延长输送设备的使用寿命，提高运行质量，降低运营成本一直是工程技术人员追求的目标之一。

本文针对皮带输送机皮带跑偏、托辊运转不灵活这两个典型的故障，详细分析了故障原因，并提出解决问题的一些有效方法。 输送带跑偏现象及解决方案

在皮带输送机中，输送带是重要的、也是***昂贵的部件之一，其价格约占输送机总价格的25%～50%。输送带既是牵引构件，传递动力和运动，又是承载构件，支撑物料载荷，工作情况较为复杂，经常会遇到输送带跑偏的情况发生。

由于输送带跑偏可能造成输送带边缘与机架相摩擦，导致输送带边缘过早损坏，轻则影响输送机的使用寿命、影响物料的输送量；重则造成撒料、甚至停机事故的发生，直接影响生产。

1跑偏原因

引起输送带跑偏的原因主要有以下一些因素。

(1)设备自身方面：

①架体刚性差，在载荷作用下变形较大；

②滚筒的外圆圆柱度误差较大；

③托辊转动不灵活，使输送带两侧受力不均；

④滚筒间圆柱轴线的平行度误差较大；

⑤输送带本身质量有问题，自动化生产线，薄厚不均，运转时引起震动或带两边边缘的长度不一致，导致输送带跑偏；

⑥输送带的接头不平行，联接误差较大。

(2)安装调整方面：

①传动、改向滚筒轴线与输送机的中心线垂直度误差较大，运转时使输送带与水平线之间产生较大的倾角；

②托辊轴线与输送机中心线垂直度误差较大；

③机架与地面联接强度不够，机架不稳；

④导料槽、卸料槽的导料挡板安装位置不当，运转时使输送带两边受力不均引起跑偏。

(3)使用维护方面：

①清扫器的清扫性能不佳，使用中使滚筒或托辊外圆直径局部增大；②供料口位置不当，使物料在输送带上偏载；

③维护及调整不当；

④对于钢丝绳芯输送带，由于制造中各钢丝芯受力不均，使输送带在运转中发生跑偏，或输送带强差，受载后伸长量大，引起振动，发生跑偏；

⑤运转时输送机系统的振动也会引起输送带的跑偏。

2防止和消除输送带跑偏的措施

对于因设备制造方面的原因引起的输送带跑偏，主要通过提高设计、制造的精度来预防和减少输送带跑偏现象的发生。

对于因安装调整不当和日常使用方面的原因引起的跑偏，则应从以下方面加以考虑。

1) 输送带在驱动滚筒或尾部滚筒上的跑偏，通常用调整滚筒轴承座位置的方法来消除。具体情况具体分析，采用下述方法有针对性地加以解决。a. 滚筒自身转动轴线与输送机纵向中心线不垂直，造成输送带一边松一边紧，带自紧边向松边移动，发生跑偏现象。应当调整紧边的轴承座位置，以使带的横向拉力相等，消除跑偏。如果尾部滚筒为螺旋式张紧滚筒时，尾部跑偏的原因也可能是由于张紧装置的两边螺旋杆顶紧力不相等，造成失衡而引起的。

b. 滚筒轴线不水平，两端轴承高低差是引起头或尾跑偏的另一个原因。此时可通过在滚筒两端轴承座适当加减垫片的方法调平滚筒轴线，即可消除输送带的跑偏。

c. 滚筒表面粘附物料，相当于加大了滚筒局部直径，应当加强输送带的空段清扫以减少物料的粘附或灰尘在输送带上的聚积。 2) 另外，输送带在机头与机尾之间的跑偏，称为中部或局部跑偏。这类跑偏的原因较为复杂，它与输送带沿程装置的接触有关，需对具体问题进行具体分析，采用以下方法有针对性地加以解决。

a. 有载分支或无载分支托辊轴线与输送带运行中心线不垂直，引起输送带在托辊处跑偏。应将跑偏侧托辊向输送带运行方向调整。此时往往需要调整相邻几组托辊才能达到消除跑偏的目的，每组的调偏角度不应过大。

b. 输送带的接头接口与胶带中心线不垂直（喇叭口）引起的跑偏，应通过安装时提高带的联接精度来消除。

c. 向输送带上加载物料的方向不正，使物料的块度和重量沿带宽方向分布严重不均，引起跑偏，应通过适当调整落料管和导料槽位置的方法来消除。

d. 近年来，也有人提出应用气膜的方法进行输送带的调偏。但因其制造成本过高，加之目前仍有一些技术问题未能很好地解决，使得此方法一时还很难推广应用。

托辊运转不灵活的主要原因及解决措施

皮带输送机中托辊的数量很多，是输送机重要的零件之一，其价格约占输送机总价格的25%左右，托辊的维修和更换费用也是皮带输送机运营费用的重要组成部分，托辊运转情况对整个输送机的运行阻力、功率消耗、托辊和输送带的使用寿命、维护工作量及运输成本都有很大影响。

1托辊运转不灵活的原因

影响托辊运转灵活程度及其使用寿命的因素主要有以下几方面。

(1)托辊的制造质量。主要表现在轴承座的刚度不够，难以保证托辊的装配精度，从而制约了托辊运转的灵活性。

(2)密封润滑及使用维护。由于皮带输送机的工作环境较为恶劣，一般来说使用现场的粉尘都很大，轴承座的密封形式对托辊运转灵活性影响很大，如果密封不好，污物就容易进入轴承内造成托辊转动不灵活；另外，轴承润滑脂如果采用一般钙基润滑脂很容易变色变干，不能起到很好的润滑作用。

2托辊运转不灵活的解决措施

(1) 在托辊的制造工艺上保证规定的精度要求，例如冲承座的内孔精度要达到3级，管体两端的尺寸公差、同轴度和椭圆度都必须符合国标，不能超差。对产品要有严格的质量检验，保证出厂产品全部合格。

(2）密封润滑方面，设备要配备合格的润滑材料，如采用锂基润滑脂，可以改善轴承的润滑情况，这对延长托辊的使用寿命是非常必要的。

(3)轴承座采用向心球轴承支撑、塑料密封环迷宫式密封结构，这样既可保证托辊工作时受力合理，同时防尘效果好，阻力小，且装拆方便，便于维护，可有效降低输送机的运营成本。 皮带机日常维护***时，分析并解决好影响皮带输送机正常运行的一些主要问题，保证设备的良好运行，可以有效提高生产效率。

链式输送机使用寿命长， 用合金钢材经***的热处理加工而成的输送链， 其正常寿命大于 3 年，输送长度，水平输送距离可达 60 米以上，根据不同型号和输送长度来选择电机计算功率，电机功率计算方法如下：

已知输送速度 0.1m/s，输送重量 16KG，链板重量也已知，水平输送，输送拉力怎么计算，传递功率怎么计算，是用摩擦力计算吗？

P=F*V，在水平中 F 就是摩擦力 f，而不 是重力，要是数值向上的话就是重力。还有功率一

定要选大于使用功率。

减速机的减速比是根据什么条件计算的 ？电机功率除了根据传递功率，还要什么条件才能

计算呢？

减速比的计算方法

1. 定义计算方法：减速比 =输入转速÷输出转速

2. 通用计算方法：减速比 =使用扭矩÷ 9550÷电机功率×电机功率输入转数÷使用系数

3. 齿轮系计算方法：减速比 =从动齿轮齿数÷主动齿轮齿数（如果是多级齿轮减速，那么

将所有从动轮齿数÷主动轮齿数，然后将得到的结果相乘即可。

4. 皮带、链条及摩擦轮减速比计算方法 :减速比 =从动轮直径÷主动轮直径

电机功率计算公式可以参考下式

P=F×v÷60÷η

公式中的 P 功率（ KW），F 牵引力（ KN），v 速度（ m/min ），η传动机械的效率，一般是 0.8左右。

在匀速运行时牵引力 F 等于小车在轨道上运动时的 摩擦力 F=μG，μ是摩擦系数，与轮子

和导轨的状态有关： G=400KN（40 吨）

启动过程中小车从静止到加速到速，还需要另一个加速的力， F=ma，m 是小车和负载

的总质量， a 是加速度，要求加速时间短 a 越大， F也越大。

所以牵引力还要加上这部分。可以把上面考虑摩擦力计算出的 功率乘一个系数 k（可取

1.2~~2 倍）作为总功率。 K 越大，加速能力越强。

例如本例中如果 η =0.8，μ=0.1， K=1.25，则 P=F×v÷60÷η× k=0.1×400×60÷ 60÷0.8×

1.25=62.5KW.

顺便说一下，质量较大的 物体加速过程可能较长，还要考虑采用什么电机，什么样的启动方式。

计算功率里面的牵引力，是不是就是指的链条上的张力么？可以理解为链条的张力，就是传送带上的拉力。

选择合适的电机功率对链式输送机的输送物料能 起到相当重要的效果，对功率效率起到相当重要的作用。