带式输送机的设计计算.docx

1、带式输送机的设计计算第三章 带式输送机的设计计算3.1 已知原始数据及工作条件带式输送机的设计计算，应具有下列原始数据及工作条件资料（1）物料的名称和输送能力：（2）物料的性质：1） 粒度大小，最大粒度和粗度组成情况；2） 堆积密度；3） 动堆积角、静堆积角，温度、湿度、粒度和磨损性等。（3）工作环境、干燥、潮湿、灰尘多少等；（4）卸料方式和卸料装置形式；（5）给料点数目和位置；（6）输送机布置形式和尺寸，即输送机系统（单机或多机）综合布置形式、地形条件和供电情况。输送距离、上运或下运、提升高度、最大倾角等；（7）装置布置形式，是否需要设置制动器。原始参数和工作条件如下：1）输送物料：煤2）物

2、料特性： 1 ）块度： 0300mm2）散装密度： 0.90t/ m33）在输送带上堆积角： =204）物料温度： 503）工作环境：井下4）输送系统及相关尺寸： （1）运距： 300m（2）倾斜角： =0（3）最大运量 :350t/h初步确定输送机布置形式，如图 3-1 所示：图 3-1 传动系统图3.2 计算步骤3.2.1 带宽的确定 :按给定的工作条件 , 取原煤的堆积角为 20。原煤的堆积密度按 900 kg/ m3 。输送机的工作倾角 =0。带式输送机的最大运输能力计算公式为Q 3.6s（3.2-1 ）式中： Q 输送量（ t / h) ；v 带速（ m / s) ；物料堆积密度（

3、kg / m3 ）；s在运行的输送带上物料的最大堆积面积 , m2K- 输送机的倾斜系数带速与带宽、输送能力、物料性质、块度和输送机的线路倾角有。当输送机向上运输时，倾角大，带速应低；下运时，带速更应低；水平运输时，可选择高带速 . 带速的确定还应考虑输送机卸料装置类型，当采用犁式卸料车时，带速不宜超过 3.15m/s 。表 3-1 倾斜系数 k 选用表倾角2 4 6 8 10 12 14 16 18 20( )k1.000.990.980.970.950.930.910.890.850.81输送机的工作倾角 =0查 DT带式输送机选用手册（表 3-1 ）k 可取 1.00按给顶的工作条件 ,

4、 取原煤的堆积角为 20；原煤的堆积密度为 900kg/ m3 ；考虑山上的工作条件取带速为 1.6m/s ；将参数值代入上式 , 即可得知截面积 S：SQ3500.0675 m23.63.6900 1.6 1图 3-2 槽形托辊的带上物料堆积截面表 3-2 槽形托辊物料断面面积 A带宽 B=500mm 带宽带宽带宽槽B=650mmB=800mmB=1000mm角动堆动堆动堆动堆动堆动堆动堆动堆( 积角积角积角积角积角积角积角积角)2030203020302030300.0220.0260.0400.0480.0630.0760.1040.12426648300350.0230.0270.04

5、30.0500.0670.0790.1110.12968378800400.0240.0280.0450.0520.0710.0820.1160.13477330200450.0250.0290.0460.0530.0730.0840.1200.13663946000查表 3-2, 输送机的承载托辊槽角 35，物料的堆积角为 20 时，带宽为 800 mm的输送带上允许物料堆积的横断面积为 0.0678m2 ，此值大于计算所需要的堆积横断面积 , 因此选用宽度为 800mm的输送带能满足要求。经过计算 , 故确定带宽 B=800mm,680S型煤矿用阻燃输送带。680S型煤矿用阻燃输送带的技术

6、规格：纵向拉伸强度 750N/mm；带厚 8.5mm；输送带质量 9.2Kg/m。输送大块散状物料的输送机，需要按（ 3.2-2 ）式核算，再查表 2-3原煤的堆积密度按 900 kg/ m3 。输送机的工作倾角 =0。带式输送机的最大运输能力计算公式为Q 3.6s （3.2-1 ）式中： Q 输送量（ t / h) ；v 带速（ m / s) ；物料堆积密度（ kg / m3 ）；s在运行的输送带上物料的最大堆积面积 , m2K- 输送机的倾斜系数带速选择原则：(1)输送量大、输送带较宽时，应选择较高的带速。(2)较长的水平输送机，应选择较高的带速；输送机倾角愈大，输送距离愈短，则带速应愈低

7、。(3)物料易滚动、粒度大、磨琢性强的，或容易扬尘的以环境卫生条件要求较高的，宜选用较低带速。(4)一般用于给了或输送粉尘量大时， 带速可取 0.8m/s1m/s ；或根据物料特性和工艺要求决定。(5) 人工配料称重时，带速不应大于 1.25m/s 。(6)采用犁式卸料器时，带速不宜超过 2.0m/s 。(7)采用卸料车时，带速一般不宜超过 2.5m/s ；当输送细碎物料或小块料时，允许带速为 3.15m/s 。(8)有计量秤时，带速应按自动计量秤的要求决定。(9)输送成品物件时，带速一般小于 1.25m/s 。带速与带宽、输送能力、物料性质、块度和输送机的线路倾角有关. 当输送机向上运输时，

8、 倾角大，带速应低；下运时，带速更应低；水平运输时，可选择高带速 . 带速的确定还应考虑输送机卸料装置类型，当采用犁式卸料车时，带速不宜超过 3.15m/s 。表 3-1 倾斜系数 k 选用表倾角2 4 6 8 10 12 14 16 18 20( )k1.000.990.980.970.950.930.910.890.850.81输送机的工作倾角 =0;查 DT带式输送机选用手册 （表 3-1 ）( 此后凡未注明均为该书 )得 k=1按给顶的工作条件 , 取原煤的堆积角为 20;原煤的堆积密度为 900kg/ m3 ;考虑山上的工作条件取带速为 1.6m/s;将个参数值代入上式 , 可得到为

9、保证给顶的运输能力 , 带上必须具有的的截面积 S：SQ3500.0675 m23.63.6900 1.6 1图 3-2 槽形托辊的带上物料堆积截面表 3-2 槽形托辊物料断面面积 A带宽 B=500mm 带 宽 带 宽 带 宽B=650mm B=800mm B=1000mm槽动堆动堆动堆动堆动堆动堆动堆动堆角积角积角积角积角积角积角积角积角2030203020302030300.0220.0260.0400.0480.0630.0760.1040.12426648300350.0230.0270.0430.0500.0670.0790.1110.12968378800400.0240.028

10、0.0450.0520.0710.0820.1160.1347733020045 0.025 0.029 0.046 0.053 0.073 0.084 0.120 0.13663946000查表 3-2, 输送机的承载托辊槽角 35，物料的堆积角为20时，带宽为 800 mm的输送带上允许物料堆积的横断面积为 0.0678m2 ，此值大于计算所需要的堆积横断面积 , 据此选用宽度为 800mm的输送带能满足要求。经过计算 , 确定选用带宽 B=800mm,680S型煤矿用阻燃输送带。680S 型煤矿用阻燃输送带的技术规格：纵向拉伸强度 750N/mm；带厚 8.5mm;输送带质量 9.2Kg

11、/m.输送大块散状物料的输送机，需要按（ 3.2-2 ）式核算，再查表2-3B 2 200（2.2-2 ）式中 最大粒度， mm。表 2-3 不同带宽推荐的输送物料的最大粒度 mm带宽 B500650800100012001400粒度 筛 分 100 130 180 250 300 350后未 筛 150 200 300 400 500 600分计算： B 800 2 300 200 800故，输送带宽满足输送要求。3.3 圆周驱动力3.3.1 计算公式1）所有长度（包括 L80m）传动滚筒上所需圆周驱动力 FU 为输送机所有阻力之和，可用式（3.3-1 ）计算：FU FH FN FS1 FS

12、 2 FSt（3.3-1 ）式中 FH 主要阻力， N；FN 附加阻力， N；FS1 特种主要阻力， N；FS 2 特种附加阻力， N；FSt 倾斜阻力， N。五种阻力中， FH 、 FN 是所有输送机都有的，其他三类阻力，根据输送机侧型及附件装置情况定。2） L 80m对机长大于 80m的带式输送机，附加阻力 FN 明显的小于主要阻力，为此引入系数 C作简化计算，则公式变为下面的形式：FU CFH FS1 FS 2 FSt（3.3-2 ）式中 C 与输送机长度有关的系数，在机长大于 80m 时，可按式（2.3-3 ）计算LL0（3.3-3）CL式中 L0 附加长度，一般在 70m到 100m

13、之间；C 系数，不小于 1.02 。C 查DT（ A）型带式输送机设计手册 表 3-4表3-4系数CL80100150200300400500600C1.921.781.581.451.311.251.201.17L70080090010001500200025005000C1.141.121.101.091.061.051.041.033.3.2 主要阻力计算输送机的主要阻力 FH 是物料及输送带移动和承载分支及回程分支托辊旋转所产生阻力的总和。可用式（ 2.4-4 ）计算：FH fLg qRO qRU (2qB qG )cos （3.4-4 ）式中 f 模拟摩擦系数，根据工作条件及制造安装

14、水平决定，一般可按表查取；L 输送机长度（头尾滚筒中心距） ，m；g重力加速度；初步选定托辊为 DT 6204/C4，查表得，上托辊间距 a0 1.2m，下托辊间距 au m，上托辊槽角 35，下托辊槽角。qRO 承载分支托辊组每米长度旋转部分重量， kg/m，用式（3.4-5 ）计算G1qROa0（3.4-5 ）其中 G1 承载分支每组托辊旋转部分重量， kg；a0 承载分支托辊间距， m；托辊参数，知 G1 24.3kg计算： qROG1= 24.3 =20.25 kg/ma01.2qRU 回程分支托辊组每米长度旋转部分质量， kg/m，用式（3.3-6 ）计算：G2qRUaU（3.3-6

15、 ）其中 G2 回程分支每组托辊旋转部分质量；aU 回程分支托辊间距， m；G2 15.8 kg计算： qRUG2=15.8 =5.267 kg/maU3qG 每米长度输送物料质量= 35060.734 kg/m3.61.6qB 每米长度输送带质量， kg/m， qB =9.2kg/m=0.045 300 9.8 20.25+5.267+ （2 9.2+60.734 ）cos35=11379Nf 运行阻力系数 f 值应根据表 3-5 选取。取 f =0.045 。表3-5 阻力系数 f输送机工况工作条件和设备质量良好， 带速低，物料内摩擦0.02 0.023较小工作条件和设备质量一般， 带速较

16、高， 物料内摩0.025 0.030擦较大工作条件恶劣、 多尘低温、 湿度大，设备质量较0.035 0.045差，托辊成槽角大于 353.3.3 主要特种阻力计算主要特种阻力 FS1 包括托辊前倾的摩擦阻力 F 和被输送物料与导料槽拦板间的摩擦阻力 Fgl 两部分，按式（ 3.3-7 ）计算：FSl F + Fgl（3.3-7 ）F按式（ 2.3-8 ）或式（ 3.3-9 ）计算：（1） 三个等长辊子的前倾上托辊时F C 0L (qB qG ) g cos sin（2） 二辊式前倾下托辊时F 0 L qB g cos cos sin（3.3-8 ）（3.3-9 ）本输送机没有主要特种阻力 FS

17、1 ，即 FS1 =03.3.4 附加特种阻力计算附加特种阻力 FS2 包括输送带清扫器摩擦阻力 Fr 和卸料器摩擦阻力 Fa 等部分，按下式计算：FS2 n3 Fr Fa(3.3-10 ）Fr A P 3(3.3-11 ）Fa B k2(3.3-12 ）式中 n3 清扫器个数，包括头部清扫器和空段清扫器；A一个清扫器和输送带接触面积， m2 ；P 清扫器和输送带间的压力， N/ m2 ，一般取为 3 10 4 10 104N/ m2 ；3 清扫器和输送带间的摩擦系数，一般取为 0.50.7 ；k2 刮板系数，一般取为 1500 N/m。表 3-6 导料槽栏板内宽、刮板与输送带接触面积带宽 B

18、 导料栏板内宽 刮板与输送带接触面积 A/m2/mm b1 /m 头部清扫器 空段清扫器500 0.315 0.005 0.008650 0.400 0.007 0.01800 0.495 0.008 0.0121000 0.610 0.01 0.0151200 0.730 0.012 0.0181400 0.850 0.014 0.021查表 3-7 得 A=0.008m 2 ，取 p =10 104 N/m2 ，取 3 =0.6 ，将数据带入式（ 3.3-11 ）则 Fr =0.008 10 104 0.6=480 N拟设计中有两个清扫器和一个空段清扫器 （一个空段清扫器相当于 1.5 个

19、清扫器）Fa =0由式（ 3.3-10 ） 则 FS 2 =3.5 480=1680 N3.3.5 倾斜阻力计算倾斜阻力按下式计算： FStFSt qG g H（3.3-13 ）式中：因为是本输送机水平运输，所有 H=0FSt qG g H =0由式（ 2.4-2 ） FU CFH FS1 FS 2 FStFU =1.12 11379+0+1680+0=14425N3.4 传动功率计算3.4.1 传动轴功率（ PA ）计算传动滚筒轴功率（ PA ）按式（ 3.4-1 ）计算：FUPA1000（3.4-1 ）3.4.2 电动机功率计算电动机功率 PM ，按式（ 3.4-2 ）计算：PMPA （3

20、.4-2 ）式中 传动效率，一般在 0.850.95 之间选取；1 联轴器效率；每个机械式联轴器效率： 1 =0.98液力耦合器器： 1 =0.96 ；2 减速器传动效率，按每级齿轮传动效率为 0.98 计算；二级减速机： 2 =0.98 0.98=0.96三级减速机： 2 =0.98 0.98 0.98=0.94 电压降系数，一般取 0.900.95 。 多电机功率不平衡系数， 一般取 0.90 0.95 ，单驱动时，1。根据计算出的 PM 值，查电动机型谱，按最大原则选定电动机功率。由式（ 3.5-1 ） PA =14425 1.6 =23080W1000由式（ 2.5-2 ）PM =23

21、0802(0.980.980.98)0.950.980.95=55614W则电动机型号为 YB200L-4，N=30 KW，数量 2 台。3.5 输送带张力计算输送带张力在整个长度上是变化的，影响因素很多，为保证输送机上午正常运行，输送带张力必须满足以下条件：（1）在任何负载情况下， 作用在输送带上的张力应使得全部传动滚筒上的圆周力是通过摩擦传递到输送带上，而输送带与滚筒间应保证不打滑；（2）作用在输送带上的张力应足够大， 使输送带在两组托辊间的垂度小于规定值。3.5.1 输送带不打滑条件校核圆周驱动力 FU 通过摩擦传递到输送带上（见图3-3 ）图 3-3 作用于输送带的张力如图 4所示，输

22、送带在传动滚简松边的最小张力应满足式 (28) 的要求。传动滚筒传递的最大圆周力 Fmax K a F 。动载荷系数 K a 1.2 1.7 ；对惯性小、起制动平稳的输送机可取较小值 ; 否则，就应取较大值。取 K a 1.5传动滚筒与输送带间的摩擦系数，见表 3-7表3-7工作条件传光面滚筒胶面滚筒动滚清洁干燥0.25 0.030.40筒与环境潮湿0.10 0.150.25 0.35输送潮湿粘污0.050.20带间的摩擦系数取 K A =1.5 ，由式 FU max =1.5 14425=21638N对常用 C= 1 =1.97e 1该设计取 =0.05 ； =470 。SL min CFm

23、ax =1.97 21638=42626N3.5.2 输送带下垂度校核为了限制输送带在两组托辊间的下垂度，作用在输送带上任意一点的最小张力 Fmin ，需按式（ 2.5-1 ）和（ 2.5-2 ）进行验算。a0 (qBqG ) g(3.5-1)承载分支 F承 minh8aadma0 qB g回程分支 F回 minh8aadm（3.5-2 ）式中 h 允许最大垂度，一般 0.01 ；a adma0 承载上托辊间距（最小张力处） ；au 回程下托辊间距（最小张力处） 。取 h=0.01由式（ 2.5-2 ）得：aadm承1.2 （ 9.260.734) 9.8 =10280 NF min80.01F回 min39.29.83381 N80.013.5.3 各特性点张力计算为了确定输送带作用于各改向滚筒的合张力，拉紧装置拉紧力和凸凹弧起始点张力等特性点张力， 需逐点张力计算法， 进行各特性点张力计算。以下是张力分布点图：