第三章带式输送机的设计计算.docx

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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）物料特性：

1）块度：

0〜300mm

2）

散装密度：

0.90t/

3）

在输送带上堆积角:

P=20

4）

物料温度：

＜50C

3）工作环境：

井下

4）输送系统及相关尺寸:

（1）运距:

300m

（2）倾斜角:

（3）最大运量:

350t/h

初步确定输送机布置形式，如图3-1所示:

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900kg/m3。

输送机的工作倾角（3=0°。

带式输送机的最大运输能力计算公式为

Q=3.6sP（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，m2

K----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

（。

）

1.00

0.99

0.98

0.97

0.95

0.93

0.91

0.89

0.85

0.81

输送机的工作倾角=0查DTII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，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:

S=Q=——350——=00675m2

S3.6?

'.3.69001.61.m

图3-2槽形托辐的带上物料堆积截面

表3-2槽形托辐物料断面面积A

槽

带宽B=500mm

带宽B=650mm

带宽B=800mm

带宽B=1000mm

角

动堆积

角p

（人）

20°

30°

20°

30°

20°

30°

20°

30°

0.0222

0.0266

0.0406

0.0484

0.0638

0.0763

0.1040

0.1240

35°

0.0236

0.0278

0.0433

0.0507

0.0678

0.0798

0.1110

0.1290

40°

0.0247

0.0287

0.0453

0.0523

0.0710

0.0822

0.1160

0.1340

45°

0.0256

0.0293

0.0469

0.0534

0.0736

0.0840

0.1200

0.1360

查表3-2,输送机的承载托辑梢角35°,物料的堆积角为20

时，带宽为800mm的输送带上允许物料堆积的横断面积为0.0678

m,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,680盟煤矿用阻燃输送带。

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/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900kg/m3。

输送机的工作倾角（3=0°。

带式输送机的最大运输能力计算公式为

Q=3.6suP（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，m2

K----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。

（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/s〜1m/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，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

（。

）

1.00

0.99

0.98

0.97

0.95

0.93

0.91

0.89

0.85

0.81

输送机的工作倾角=0;

查DTII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，可得到为保证给顶的运输能力，带上必须

具有的的截面积S:

S=3.6♦

350

3.69001.61

=0.0675m2

图3-2槽形托辐的带上物料堆积截面

表3-2槽形托辐物料断面面积A

带宽B=500mm

带宽B=650mm

带宽B=800mm

带宽B=1000mm

槽

动堆积

角人

角p

20°

30°

20°

30°

20°

30°

20°

30°

0.0222

0.0266

0.0406

0.0484

0.0638

0.0763

0.1040

0.1240

35°

0.0236

0.0278

0.0433

0.0507

0.0678

0.0798

0.1110

0.1290

40°

0.0247

0.0287

0.0453

0.0523

0.0710

0.0822

0.1160

0.1340

45°

0.0256

0.0293

0.0469

0.0534

0.0736

0.0840

0.1200

0.1360

查表3-2,输送机的承载托辑梢角35°,物料的堆积角为20时，带宽为800mm勺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勺输送带能满足要求。

经过计算，确定选用带宽B=800mm,680盟煤矿用阻燃输送带。

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/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

（2.2-2）

2-3

B_21200

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B

500

650

800

1000

1200

1400

粒度

筛分后

100

130

180

250

300

350

未筛分

150

200

300

400

500

600

计算：

B=800=2300200=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L〈80m）

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）

（3.3-1）计算：

Fu=Fh.Fn.FsiFs2Fst

式中Fh——主要阻力，N;

Fn——附加阻力，N;

Fsi——特种主要阻力，N;

Fs2——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=CFhFsiFs2Fst

（3.3-2）

式中C——与输送机长度有关白系数，在机长大于80m时，可按式

（2.3-3）计算

（3.3-3）

式中Lo——附加长度，一般在70m到100m之间;

C——系数，不小于1.02。

C查〈〈DTH（A）型带式输送机设计手册〉〉表3-4

表3-4系数C

100

150

200

300

400

500

600

1.92

1.78

1.58

1.45

1.31

1.25

1.20

1.17

700

800

900

1000

1500

2000

2500

5000

1.14

1.12

1.10

1.09

1.06

1.05

1.04

1.03

3.3.2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

支托辐旋转所产生阻力的总和。

可用式（2.4-4）计算：

Fh=fLg[qRo+qRu+（2qB+qG）cos6]（3.4-4）

式中f——模拟摩擦系数，根据工作条件及制造安装水平决定，一般可按表查取；

L——输送机长度（头尾滚筒中心距），m1

g重力加速度；

初步选定托辑为DTH6204/C4,查表得，上托辐间距a0=1.2m,下托辐间距au=3mi上托*g梢角35°,下托辐梢角0°。

qRo——承载分支托辐组每米长度旋转部分重量，kg/m,用式

（3.4-5）计算

qRo=G1（3.4-5）

a。

其中Gi——承载分支每组托辑旋转部分重量，kg；

a。

承载分支托辐间距，

托辐参数，知G1=24.3kg

计算：

qRo=G1=竺3=20.25kg/ma。

1.2

qRu——回程分支托辐组每米长度旋转部分质量，kg/m,用式

（3.3-6）计算：

qRu=袅（3.3-6）

其中G2——回程分支每组托辑旋转部分质量；

au——回程分支托辐间距，m;

G2=15.8kg

计算：

qRU=G2=158=5.267kg/mau3-

qG——每米长度输送物料质量

350

==60.734kg/m

3.61.6

qB每米长度输送带质量，kg/m,qB=9.2kg/m

=0.045X300X9.8乂[20.25+5.267+（2乂9.2+60.734）乂

cos35尸11379N

f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，物料内摩擦较小

0.02〜0.023

工作条件和设备质量般，带速较高，物料内摩擦较大

0.025〜0.030

工作条件恶劣、多尘低温、湿度大，设备质量较差，托辐成

槽角大于35。

0.035〜0.045

1.1.3主要特种阻力计算

主要特种阻力Fsi包括托辑前倾的摩擦阻力展和被输送物料与导料梢拦板间的摩擦阻力Fgi两部分，按式（3.3-7）计算：

Fsi=%+Fgi（3.3-7）

F.式（2.3-8）或式（3.3-9）计算：

（1）三个等长辗子的前倾上托辗时

%=CJoL^qB+qG）gcos^sin名（3.3-8）

（2）二辗式前倾下托辗时

F\=RoL粗Bgcos儿cos6sin名（3.3-9）

本输送机没有主要特种阻力Fsi,即Fsi=0

1.1.4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:

Fr=AP4

（3.3-11）

Fa=Bk2（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3M104〜10M104N/m2;

为——清扫器和输送带间的摩擦系数，一般取为0.5〜0.7;

k2——刮板系数，一般取为1500N/m。

表3-6导料槽栏板内宽、刮板与输送带接触面积

带宽B

/mm

导料栏板内宽

b]/m

刮板与输送带接触面积A/m2

头部清扫器

空段清扫器

500

0.315

0.005

0.008

650

0.400

0.007

0.01

800

0.495

0.008

0.012

1000

0.610

0.01

0.015

1200

0.730

0.012

0.018

1400

0.850

0.014

0.021

查表3-7得A=0.008m2,取p=10>d04N/m2,取名=0.6,将数据带

入式（3.3-11）则Fr=0.008X10X104X0.6=480N

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个清扫器）

Fa=0

由式（3.3-10）贝UFS2=3.5X480=1680N

1.1.5倾斜阻力计算

倾斜阻力按下式计算：

Fst

Fst=qGgH（3.3-13）

式中：

因为是本输送机水平运输，所有H=0

Fst=qGgH=0

由式（2.4-2）Fu=CFh+Fsi+Fs2+FSt

Fu=1.12x11379+0+1680+0

=14425N

3.4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:

1000

（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:

Pm二

nnn

（3.4-2）

式中”——传动效率，一般在0.85〜0.95之间选取；

i——联轴器效率；

每个机械式联轴器效率：

i=0.98

液力耦合器器：

1=0.96;

工——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=0.98X0.98=0.96

三级减速机：

”2=0.98X0.98X0.98=0.94

%——电压降系数，一般取0.90〜0.95。

B——多电机功率不平衡系数，一般取4=0.9010.95,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".6=2308ow

1000

由式（2.5-2）

23080八

Pm=2

0.98（0.980.980.98）0.950.95

=55614W

则电动机型号为YB200L-4,N=30KW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：

3.5.1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；

3.5.2在输送带上的张力应足够大，使输送带在两组托辑间的垂度小于规定值。

3.5.3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=KaF。

动载荷系数（=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Ka=1.5

」——传动滚筒与输送带间的摩擦系数，见表3-7

工作条件

光面滚筒

胶面滚筒

清洁干燥

0.25〜0.03

0.40

环境潮湿

0.10〜0.15

0.25〜0.35

潮湿粘污

0.05

0.20

传

动

滚

筒

输

带间的摩擦系数」

3-7

取Ka=1.5,由式Fumax=1.5X14425=21638N

对常用C=-^--

=1.97

该设计取^=0.05;邛=470

SLmin-CFmax=1.9721638=42626N

3.5.4输送带下垂度校核

为了限制输送带在两组托辐间的下垂度，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

承载分支F承min_

a°（qBqG）g

8以

apadm

（3.5-1）

（3.5-2）

回程分支F回min-a■户

aadm

…h

式中|hI——允许最大垂度，一般<0.01；

\aadm

a0——承载上托辐间距（最小张力处）；au——回程下托辐间距（最小张力处）。

一h..一

取.口I=0.01由式（2.5-2）得:

aadm

1.2x（9.2+60.734）M9.8_cgcz

F承min=10280N

80.01

F回minI9.29.8=3381N

80.01

3.5.3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：

（1）运行阻力的计算

有分离点起，依次将特殊点设为1、2、3、…，一直到相遇点10点，如图

计算运行阻力时，首先要确定输送带的种类和型号。

在前面我们已经选好了输送带，680S型煤矿用阻燃输送带，纵向拉伸强度750N/mm带厚8.5mm输送带质量9.2Kg/m.

1）承载段运行阻力

由式（3.5-3）:

Fz=[（q+q（o+qtz）LcozcosP十（q+q0）LsinP）】g（3.5-3）

=1（60.67+9.2+20.25）^300^0.04父cos01父9.8

=10598N

2）回空段运行阻力

由式（3.5-4）

Fk=Rq。

+/儿环8$P-（qk+q°）LsinP）]g（3.5-4）

=1464N

=20N

=10N

=5N

3）最小张力点

有以上计算可知，4点为最小张力点

（2）输送带上各点张力的计算

1）由悬垂度条件确定5点的张力

承载段最小张力应满足

F承min-「2坦2RM9.8=10280N

80.01

2）由逐点计算法计算各点的张力

因为S7=10280N,根据表14-3选Cf=1.05,

故有S6=_SL=9790N

&=S6-F5L6=8326N

S4二房=7929N

S3=S4-F3L4=7924N

S=&=7546N

S=S2-F（2=7526N

S8=S7Fz=20878N

A=S8Cf=21921N

Sy=Si0=S9F9L10=21931N（3）用摩擦条件来验算传动滚筒分离点与相遇点张力的关系滚筒为包胶滚筒，围包胶为470，由表14-5选摩擦系数k=0.35并取摩擦力备用系数n=1.2。

由式（3.5-5）可算得允许Sy的最大值为：

e^-1

SYmax=&（1+）（355）

0.35470-e180"-1=7526（1-）

1.2

=33340N>SY

故摩擦条件能够满足设计要求。

3.6传动滚筒、改向滚筒合张力计算

3.6.1改向滚筒合张力计算

根据计算出的各特性点张力，计算各滚筒合张力。

机头部180。

改向滚筒的合张力：

F改1=S8Sg=20878+21921=42799N

尾部180.改向滚筒的合张力：

F改2=&S7=9790+10280=20070N

3.6.2传动滚筒合张力计算根据各特性点的张力计算传动滚筒的合张力

动滚筒合张力:

Fi=F2=6。

S=21926+7526=29452N

3.7传动滚筒最大扭矩计算

单驱动时，传动滚筒的最大扭矩Mmax

式中D一一传动滚筒的直径（mm。

双驱动时，传动滚筒的最大扭矩Mmax

初选传动滚筒直径为500mm则传动滚筒的最大扭矩为

Fui（Fu2）max=29.452KN

Mmax

29.4520.5

=5.4KN/m

3.8拉紧力计算

拉紧装置拉紧力Fo按式（3.8-1）计算

Fo=Si+Si由（3.8-1）

式中S——拉紧滚筒趋入点张力（N）;

S书拉紧漆筒奔离点张力（N）。

由式（2.8-1）

Fo=S2S3=7924+7546=15470N=15.47KN

查《煤矿机械设计手册》初步选定钢绳绞筒式拉紧装置。

3.9绳芯输送带强度校核计算

绳芯要求的纵向拉伸强度Gx按式（3.9-1）计算；

FFmaxnl

（3.9-1）

式中ni——静安全系数，一般ni=710。

运行条件好，倾角好，强度低取小值；反之，取大值。

输送带的最大张力Fmax=21926N

ni选为7,由式（3.10-1）

219267

一800

=192N/mm

可选输送带为680S,即满足要求。

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