带式输送机作为散料运输的主要装备,被广泛应用于多个领域。随着运速、长度、动量的不断增加,其安全问题越来越成为重中之重。由于带式输送机一般在完成设计选型后直接进行生产使用,后期的运行过程中经常会由于设计能力不足、安装问题、维护问题导致发生断轴、断带等一系列事故。本文采用理论分析、仿真研究与现场工程实验相结合的方式,以某矿主斜井上运带式输送机为研究对象,分别从输送机设计、关键部件静力学、动态特性等角度进行分析,形成一套相对完整的针对带式输送机安全的研究体系,对保障带式输送机安全运行具有十分重要的意义。本文主要内容包括:首先对带式输送机的设计过程进行了分析,并以此为基础对带式输送机进行设计选型的校核,校核参数包括输送量、带宽、驱动电机功率、输送带强度、张紧行程、逆止力矩、制动力矩等,将校核结果与现场实际情况进行比对,并根据对比结果对差异进行分析。同时进行了带式输送机绿色化设计,通过机架与桁架一体化设计实现结构轻量化,通过胶带翻转装置实现运输线路洁净化,保障了带式输送机的绿色运行。对带式输送机机头处的各关键部件进行静力学分析,建立了整机的三维模型,利用ANSYS Workbench软件对其进行静力学分析。探究了2000t/h、2500t/h、2800t/h三种不同运量下滚筒、轴、胶带及机架的应力分布规律、位移情况及结构的危险区域,同时进行了应力校核,确保各部件的安全性。对输送带的静、动特性进行了研究,选取Kelvin-Voigt模型来对输送带进行等效研究,并建立了带式输送机动力学方程,为带式输送机动态特性分析提供了理论支持。分析了带式输送机常见的五种理想启动曲线,并在AMESim软件中建立了上运带式输送机的动力学仿真模型,探究不同启动方式下机头位置的输送带加速度及张力情况,得出S型启动方式是较优的启动方式。同时分析了不同启动时间下机头位置的张力情况,得出120s是较优的启动时间,对带式输送机的启动控制有一定的指导作用。最后在ANSYS Workbench软件中对带式输送机的机架部分进行了模态分析,得到其前六阶的固有频率及对应的振型情况,分析得出机架容易发生振动位移的部位;同时在带式输送机机头位置搭建实验台,对不同工况下的滚筒振动信号进行采集并进行频谱分析,得出导致振动的主要频率。