2 带式输送机的参数设计计算

2 带式输送机的参数设计计算

t /h 设计参数：输送量：Q =2000

静堆积角：α=45° 输送机长度：L=380m 输送物料：原煤

33

γ=0. 9kg m 松散密度：

皮带参数：带宽：1600mm

初定设计参数：上托辊间距：a0=1200mm；下托辊间距au=3000mm；托辊槽角λ=30°。托辊辊径159mm ；托辊前倾1°23′。

2.1带速的确定

输送带的带宽B 和它的运行速度v 决定了带式输送机的输送能力。带速根据带宽和被运物料性质确定，我国带速已标准化，具体选取可参考《矿井运输提升》表2-37，初步确定带速ν=2. 5m s 。

2.2核算输送能力

由参考资料[1]式（3.3-6）Q =3. 6S νk ρ

由α=45°查表参考资料[1]2-1得θ=25°，再查表3-2得S=0.325m。

Q =3. 6⨯0. 325⨯2. 5⨯1⨯850

，满足要求。

=2486. 3t /h >2000t /h

2

2.3根据原煤粒度核算输送机带宽

由参考资料[1]式（3.3-15） B ≥2α+200

B =2α+200=(2⨯600+200) mm =1400

输送机带宽能满足输送600mm 粒度原煤要求。

2.4圆周驱动力的确定

传动滚筒上所需圆周驱动力F U 为所有运行阻力之和，即

F U =F H +F N +F S 1+F S 2+F St

或 F U =fLg [q R 0+q RU +(2q B +q G )cos β]+F N +F S 1+F S 2+F St 输送机倾角β=0︒，cos β=1。

带式输送机机长L=380m＞80m ，附加阻力明显小于主要阻力，可引入系数C 来考虑阻力，它取决于输送机的长度，按下式计算：

F U =CfLg [q R 0+q RU +(2q B +q G )c o βs ]+q G Hg +F S 1+F S 2

（N ） 式中 C —与输送机长度有关的系数，在机长大于80米时，可按式（3.4-3）计算，或从表3-5查取；

C =

L +L 0

L

f —模拟摩擦系数，根据工作条件制造、安装水平选取，参见表3-6； L —输送机的长度，m ；

2

g g m s —重力加速度，取=9.81；

q R 0—承载分支托辊每米长旋转部分质量，kg m ，用式(3.4-5)计算：

q R 0=

G 1

a 0 (3.4-5)

式中 G1――承载分支每组托辊旋转部分质量，Kg 从表3-7查询； ao ――承载分支托辊间距，m ；

q RU —回程分支托辊每米长旋转部分质量，kg m ，用式(3.4-6)计算：

q R 0=

G 2

a u (3.4-6)

式中 G2――回程分支每组托辊旋转部分质量，Kg 从表3-7查询； au ――回程分支托辊间距，m ；

q B —每米长输送带的质量，kg m ，按表3-8估计选取；

q G —每米长输送物料的质量，m ； F H —主要阻力，N ； F N —附加阻力，N ；

F S 1—特种主要阻力，即托辊前倾摩擦阻力及导料槽摩擦阻力，N ；

F S 2—特种附加阻力，即清扫器、卸料器及翻转回程分支输送带的阻力，N ； F St —倾斜阻力，N ；

H —输送机卸料段和装料段间的高差，m ； 查表3-6得：f =0.03

经计算得：C=1.236

经查询承载托辊运行阻力为F 阻0=3N,回程托辊阻力F 阻u=3N 上托辊间距a 0=1200mm ，下托辊间距a u =3000mm 。

计算q B ，初选输送带NN —100，Z=4。查表1-6，NN —100输送带的每层质量

2

kg m 1.02，上胶厚δ1=3. 0mm ，下胶厚δ2=1. 5mm ，每毫米胶料质量为2kg m 1.19。

q B =33. 6m

q G =

Q 2000

==2233. 6ν3. 6⨯2. 5m

F H =0. 03Lg (2qb +qG ) +345⨯3+127⨯3

=0. 03⨯380⨯9. 81⨯(2⨯33. 6+223) +1035+381

计算主要阻力

=33870. 2N

计算特种主要阻力

F S 1=F ε+F g 1

F ε=0

F s 1=C εμ　0L n (q B +q g ) g cos δsin ε+=3768. 5+2246. 6=6015. 1N 参考资料[1] (3.4-9.10.12)

μ2Q v 2γgl

v 2b l 2

式中 μ2—物料和导料挡板间的摩擦系数，μ2=0.5～0.7, 这里取

μ2=0.5；

b 1—导料挡板内部宽度，b 1=0.4m；

l —装有导料挡板的设备长度，取l =2m；

F S2=n 3⋅F r +F a

计算特种附加阻力

=n 3⋅(A ⋅p ⋅μ3) +F a

=5⨯(0. 016⨯10⨯10⨯0. 6) =4800N

4

参考资料[1] (3.4-13)

式中子 n 3=5,包括2个清扫器和2个空段清扫器（1个空段清扫器相当于1.5个

清扫器）。

倾斜阻力F st =0

所以：

F U =C ⋅F H +F s 1+F S 2+F St

=1. 236⨯33870. 2+6015. 1+4800 =52678. 7N (3.4-2)

传动功率计算

由参考资料[1] (3.6-1)传动滚筒轴功率P A 为：

P A =

F u ⋅v

=208. 8KW 1000

参考资料[1]

则电动机功率P M 为：

P M =

P A

=277. 5KW ηη'η"

式中 η—总机械效率，η=η1×η2 =0.96×0.98×0.94；

根据带式输送机的布置要求，传动系统采用双滚筒双电机驱动，正常工作为2台电机，则每台电机的功率为：

277. 5

=138. 75KW

2

选电动机型号为Y315M2-4,N=160KW

2.5输送带的选型

带式输送机靠摩擦传动，当胶带过松，传动滚筒分离点处张力过小，摩擦系数较低或过载时，都可能造成胶带在滚筒上打滑的现象。由于摩擦发热，在滚筒表面产生高温，会使胶带的橡胶覆盖层损坏，并引起胶带着火。在打滑时，由于胶带是绝缘体会在胶带表面产生很高的静电电势，从而产生电火花。胶带着火或产生电火花会造成煤矿井下瓦斯爆炸事故，产生的有毒气体也会酿成熏人事故。所以煤矿井下带式输送机要使用阻燃带。

阻燃带，顾名思义，是不可燃烧的或燃烧后能自行熄灭的一种胶带。在制作过程中加入了一定的原料如聚氯乙烯，以提高胶带的防火及抗静电特性。它是一

种特殊用途的胶带。阻燃带已系列化，查参考资料[1]表选取800S 型的阻燃输送带。S 表示具有阻燃和抗静电性能，800表示输送带整体纵向拉断强度为800N mm 。

输送带端头连接方法有机械连接和硫化(塑化) 连接两种。选煤厂常用的是机械连接方法，有钩卡连接、合页连接和板卡连接等。机械连接法操作较简便，但接头处强度只相当于输送带本身强度的35—40％，使用期限短。硫化胶接有热硫化和冷硫化两种胶接法。后者连接时间长，采用得比较少。硫化胶接法，先将输送带两接头部位每层的夹层对纵轴成60°至70°倾斜地切成阶梯形状，使两端头很好地相互配合，在每层夹层上涂以橡胶浆使其粘着，然后用专门的硫化设备，在整个输送带宽度范围内施加均匀面足够的压力进行热的或冷的硫化粘合连接。硫化胶接法接头强度高，牢固耐用，但操作复杂。

2.6输送带的张力计算

2.6.1输送带不打滑条件校核

由参考资料[1]式(3.5-1)输送带不打滑条件：

1

F 2(s 1) min =F U max μφ-1

e

. 7) =79018N 式中F U max =K A ⋅F U =(1. 5⨯52678

根据给定条件，取μ=0.35，双滚筒传动φ=φ1+φ2=200+200=400 查表参考资料表3-13 e

F 2(s 2) min ≥79018⨯

μφ1

=e μφ2=3. 4⨯3. 4=11. 56

则

1

=7482. 8N

11. 56-1

2.6.2输送带下垂度校核

由参考资料[1]（3.5-2）得，承载分支最小张力Fmin 为：

F 承min ≥

=

a 0(q B +q G ) g 8(h /a ) adm

1. 1⨯(33. 6+223) ⨯9. 81

8⨯0. 01

=34612. 13N

由参考资料式（3.5-3）得，回程分支最小张力Fmin 为：

F 回min ≥

=

a U q B g 8(h /a ) adm

3⨯33. 6⨯9. 818⨯0. 01=12360. 6N

2.6.3各特性点张力计算

根据不打滑条件，传动滚筒奔离点最小张力为7482.8N 输送机布置如图2.1。

图2.1 输送机布置示意图

本系统为双滚筒双驱动，功率按1：1分配，以这种分配方式时，可设两滚筒功率相同，各为总功率的1/2。其优点是电机、减速器及有关设备全一样，运转维护方便，缺点是不能充分利用相遇点一侧的滚筒1所能传递的摩擦牵引力，因而需要加大输送带的张力。

圆同驱动力F U =52678.7N 则

F y '-F l =

F U

2

F y '=Fe μα=3. 4F l

式中：

α—围抱角，取α=200°；

μ—摩擦系数，μ=0.4；

∴F l =

F U 52678. 7

==10976. 5N =F 1 4. 84. 8

F 2=17418. 7N

F 3=18115. 5N ≈F 4 F 5=1. 04F 4=18840N F 6=19040N

F 7=1. 04F 6=19801. 7N

∴令F 7=34612. 13N

F 8=68101. 33N F 9=1. 04F 8=70825. 4N F 10=F 9+3. 5F r =74185. 4N F 6=33280. 9N F 5=31630. 9N F 3=30423. 9N ≈F 4 F 2=17418. 7N F 1=29053. 8N

2.6.4确定传动滚筒合张力

F 10-1=F 1+

F U

=55393. 2N 2

传动滚筒合张力S 1=F 10+F 10-1=126218. 6N

S 2=F 1+F 10-1=84447N

确定各改向合张力：

头部改向滚筒直径1250mm 合张力为F=138.9KN 尾部改向滚筒直径1000mm 合张力为F=67.9KN 拉紧改向滚筒直径1000mm 合张力为F=59.7KN 中部改向流筒直径1000mm 合张力为F=62.1KN 确定传动滚筒F U1=FU2=26339.4N=26.3KN

初选滚筒直径为1000mm 则传动滚筒最大扭矩为

D

Mmax =F U1(FU2) max =13.2KN ⋅m

2

根据最大合张力和最大扭矩Mmax 选择传动滚筒为100100.3 M max =27KNm

2

F max =170KN J =168. 3Kg ⋅m

2.7输送带的强度校核

根据所选阻燃带，考虑采用硫化接头，取K da =12（尼龙），由《矿井运输提升》表1-3和式（3-18）可得： 由参考资料[1] 3.9-3

F max =F U +F 1=52678. 7+29053. 8=81732. 5N n 1选为9, 则GX =

F max ⋅n 181732. 5⨯9

==460 B 1600

可选输送带St630，即满足要求。

2.8拉紧行程的计算

拉紧行程∆L ≥(ε+ε1)L

=(0.01+0.001)×380

=4.18m 式中：

ε—输送带弹性伸长率和永久伸长率，由输送带生产厂家给出，通常帆布

带为0.01～0.015；

ε1—拉紧后托辊间允许的垂度，一般取0.001；

L —输送机长度；

2.9各部件选型

根据参考资料[1]进行各部件选型

传动滚筒选100100.3, 滚筒直径为1000mm ，许用扭矩27KN.m , 许用合力170KN, 轴承型号22232；

液力耦合器型号为YOX Ⅱz560

180⨯352

低速联轴器选用弹性柱销联轴器ZL

170⨯302

机头部改向滚筒直径为1000mm

机尾部改向滚筒尺寸，滚筒1直径为800mm ，许用合力220KN ，图号

100B407，滚筒2直径为500mm 许用合力75KN ，图号为100B305。

中部改向滚筒与拉近滚筒直径均为1000mm ，许用合力240KN ，图号80A108。

各滚筒表面均采用菱形铸胶表面。

托辊转速不小于600r/min,所以选托辊直径为159mm 承载托辊间距为1200mm ，回程托辊间距为3000mm