刮板输送机设计计算

刮板输送机设计计算

一、 运输能力

1.1 运输量的确定

输送量为刮板输送机每小时的运输能力。通常可按下式计算：

Q=3600Aϕρ1ν (1-1)

式中 Q——刮板机实际输送量（t/h）； A——中间槽槽体断面面积（m）；

ϕ——物料装填系数，ϕ值受链速、物料品种、粒度、水分等多种因

素影响，一般选ϕ=0.5～0.75，对于洗选物料、泥类物料、大粒度分级物料、水分大于20%以上的物料,应取下限；

ρ1——物料的堆积密度（t/m），ρ1小于物料的实体密度ρ2（t/m）； ν——刮板链条的运行速度(m/s)，通常刮板输送机有0.63、0.75、

0.85、0.95、1.06、1.25和1.5等7种速度规格,在满足运输量的前提下尽量选择低速,对于物料中含有粒度较大(大于13mm)的产品偏多,及水分较多(大于20%)的物料,应选用低速。

3

3

2

1.2 中间槽槽体尺寸的确定

Q 由式(1-1)可得: A= （1-2）

3600ϕρ1ν

由中间槽槽体断面面积，根据我国刮板机溜槽尺寸表可以选取中间槽槽长槽 宽和槽高。

表1-1 我国刮板输送机溜槽尺寸表

项目 宽度

280

320 125 150

420 150 160

尺 寸（mm） 520 150

630 150 190 22

1200

1200 1500

1500

1500

620 180

730

222

280 1500 1800

764

830 222

高度

125

长度

二、运行阻力

刮板输送机在运行过程中，一般要克服以下阻力: (1)货载及刮板链在重载段上的运行阻力； (2)倾斜运输时货载的自重分力； (3)刮板链在回空段上的运行阻力； (4)刮板链绕过机头尾链轮链条弯曲阻力； (5)传动装置阻力。

2.1 输送机重段阻力

Wzh

=(q⋅ω+q0⋅ω')L⋅cosβ±(q+q0)⋅L⋅sinβ （kN） （2-1）

式中 L——刮板输送机设计长度（m）； β——刮板输送机倾角（˚）；

q——刮板输送机每米长度物料的重量（kN/m）； q0——刮板链条每米长度的重量（kN/m）； ω——物料在溜槽中移动的阻力系数； ω'——刮板链条在溜槽中移动的阻力系数；

“±”——根据刮板链条向上运输时取“+”号；反之取“－”号。

2.2 输送机回空段阻力

WK

=q0L(ω'cosβ sinβ)（kN） （2-2）

2.3 输送机总运行阻力

W=k1(Wzh+WK) (kN) (2-3)

式中 k1——刮板链条绕上头部、尾部链轮回转时的附加阻力系数。

三、 刮板输送机链条张力

3.1 最小张力点张力的确定

理论上Smin

力值。

表3-1 初拉力值

=0最好，为了安全，设计时都大于零。下表为不同宽度下初拉

B（mm） 600 4000

800 6000

1000 7000

1200 8000

1400 9000

Smin(N)

3.2 用逐点计算法计算链条各特殊点张力

（1）机头驱动时输送机各特殊点张力的确定

S1=Smin （3-1） S2=S1+WK （3-2） S3=k1S2 （3-3） S4=S3+Wzh （3-4）

式中 k1——刮板链条绕上头部、尾部链轮回转时的附加阻力系数； S1——链条脱离机头链轮时啮合点处的张力（kN）；

S2——链条进入机尾链轮时啮合点处的张力（kN）；

S3——链条脱离机尾链轮时啮合点处的张力（kN）；

S4——链条进入机头链轮时啮合点处的张力（kN）；

S4-S1=S2-S3 （3-5） S2=S1+WK （3-6） S4=S3+Wzh （3-7）

（2） 机头机尾驱动时输送机各特殊点张力的确定

由式（3-5），（3-6），（3-7）可得

S1-S3=(Wzh-WK)/2 （3-8）

计算式（3-8）可得最小张力点，此处假设式（3-8）值大于零，即S3为最小张力点

S3=Smin，由式（3-7）和（3-8）可得

S4-S1=(Wzh+WK)/2=W/2 （3-9）

即各特殊点张力均可求得。

四、 刮板输送机牵引力和电机功率的计算

本章节只计算机头驱动时输送机电机功率。

4.1 机头链轮处阻力

F4-1=k0(S4+S1) (kN) (4-1)

式中 k0——机头链轮处阻力系数，k0

=0.05

4.2 机头链轮总 牵引力

F0=S4-S1+F4-1 (kN) (4-2)

4.3 电机功率

P=k

F0ν

η

(kW) (4-3)

式中 η——减速器传动效率

k——功率备用系数

五、链条预张力和紧链力的计算

5.1 链条预张力的计算

平直输送机刮板链条所需预紧力为输送机刮板链条上四个特殊点张力的

算术平均值：

T0=

5.2 紧链力的计算

链条紧链力:

S1+S2+S3+S4

(kN) (5-1)

4

T=T0+WK+F'（kN） （5-2）

式中 T0——刮板输送机链条预张力（kN）； WK——紧链时底链移动阻力（kN）；

F'——接链时链条松弛量（0.5～0.6t）需要的附加牵引力（kN），按

下式计算：

F'=

EA0p

⨯103（kN） （5-3） 4L

式中 E——刮板链条的弹性模量； A0——链条横断面积（m2）； p——圆环链条链环的节距； L——刮板输送机设计长度（m）。

六、 链条强度计算 链条的安全系数:

K=λSpi/S≥5~6 (6-1)

式中 λ——刮板输送机链条受力不均匀系数，一般取λ

=0.8；

Sp——链条断裂拉力（kN）；

由此可得

i ——链条数；

——最大输送功率加给刮板链的最大牵引力（kN）。

S

KS

SP=≤[SP] （6-2）

λi

七、 焊接刮板强度计算

SP=q0⋅ω'⋅∆L⋅cosβ+q0⋅∆L⋅sinβ≤[SP] （7-1）

式中 SP——物料对刮板的最大压力（kN）；

[SP]——刮板能够承受的许用压力 （kN）；

∆L——刮板之间间隔长度 (m)；

q

——刮板链条每米长度的重量（kN/m）；

ω'——刮板链条在溜槽中移动的阻力系数；

β——刮板输送机倾角（˚）。

参考文献

[1] 石国祥,余汪洋. 刮板和埋刮板输送机. 机械工业出版社, 1991:4-88 [2] 《运输机械设计选用手册》编辑委员会. 运输机械设计选用手册. 化学工

业出版社, 1999：551-555

[3] 徐广明,杨伟红. 刮板输送机链条预紧力、紧链力计算方法探讨. 煤炭工

程, 2002,30(1)

[4] 周三爱,王再辉. 刮板输送机的设计与使用. 饲料工业, 2008,29(21)

[5] 王琳. 刮板输送机的优化设计. 煤矿机械, 2007,28(10)

[6] 徐广明,杨伟红. 刮板输送机运行阻力计算分析. 煤矿机械, 2009,30(1)