设计带式输送机传动装置.docx
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设计带式输送机传动装置
第五章工作面生产系统
第一节运输系统
一、运煤系统：
工作面→xx下山煤柱面进风巷刮板输送机→xx下山煤柱面进风巷胶带机→xx下山煤柱面进风巷三部胶带机→xx下山煤柱面进风巷二部胶带机→xx下山煤柱面进风巷一部胶带机→xx强力胶带机→xx二部胶带机→xx一部胶带机→西正五皮带巷→主井煤仓→主井→地面
基本情况
xx下山煤柱面工作面运输长度108m，平均坡度-3°。
设备选型
根据采区的基本情况和炮采生产出煤不均匀的特点及我矿已采工作面的经验，工作面集中出煤时间为每天12小时，日产量979吨，故设计生产率为：
A=979t/12h=81.6t/h。
工作面切巷最长108m.
（1）切巷刮板输送机选型计算
1、选用SGB-630/75型刮板输送机，工作面切巷最长108m，倾角3°。
SGB-630/75型刮板输送机的技术特征：
出厂长度L=xx0m,刮板链单位长度质量q0=18.8kg/m,运输量m=250t/h,刮板链破断力Sp=410000N,链速V=0.868m/s,电动机功率N=75kw,采用边双圆环链,YL-450型液力偶合器。
示意图如下：
2、运行阻力，牵引力和功率计算
重段运行阻力：
Wzh=[（q0ω0+qω）Lcosβ+（q0+q）Lsinβ]g
=[（18.8×0.35+81.6×0.8）×108×cos3°+（18.8+81.6）×108×sin3°]×10
=83117N
空段运行阻力：
WK=q0gL（ωcosβ-sinβ）
=18.8×10×70×（0.35×cos3°-sin3°）
=3910N
式中：
Wzh---重段运行阻力
q0---刮板链单位长度质量18.8kg/m
q---单位货载质量，81.6kg/m
ω0---刮板链在溜槽内移动的阻力系数，取0.35
ω---货载在溜槽内移动的阻力系数，取0.8
L---刮板机铺设长度，取108m
β---刮板机铺设倾角，取3°
g---重力加速度，取10m/s2
考虑到曲线段阻力及弯曲段附加阻力，则总牵引力：
W0=1.21×（Wzh+Wk）
=1.21×（83117+3910）
=105302N
电机轴上的总功率计算：
Nmax=W0V/1000η
=105302×0.868/（1000×0.8）
=114.3kw
Nmin=q0ω0LcosβVg/413η
=18.5×0.35×108×cos3°×0.868×10/（413×0.8）
=18.3kw
Nd=0.6
=74.7kw
考虑20%的备用功率，取电机功率备用系数K=1.2，则
N=1.2Nd=1.2×74.7=90kw
选用2×75kw电机，双端布置满足要求。
3、链子强度验算
根据公式，按两端布置传动装置分析，根据“逐点计算法”进行计算，首先确定最小张力点的位置。
因WK-nAW0/n=WK-W0/2=（3910-105320/2）＜0
故最小张力点在3点
按两端布置的传动装置，链子的最小张力点在3处。
Smax=W0+Smin
Smax-----链子的最大静张力
Smin-----链子的最小静张力
为了保证刮板链的正常运转，每条链的最小静张力一般取Smin=2000～5000N，这里取Smin=5000N
Smax=W0+Smin=105320+5000=110320N
Sˊmax=1.2Smin
式中:
Sˊmax------最大动张力
1.2-------动张力取最大静张力的20%
Sˊmax=1.2×110320=132384N
链子的强度系数为：
K=2λSp/Sˊmax
式中:
K------刮板链的强度安全系数
λ-----两条链的负荷分配不均匀系数，圆环链为0.85
Sp------刮板链的破断力
K=2×0.85×410000/132384
=5.26＞4.2
链子强度满足要求。
（2）进风巷刮板输送机选型计算
1、进风巷选用SGB-620/40型刮板输送机，铺设长度40m，坡度27°，向下运输。
SGB-620/40型刮板输送机的技术特征：
出厂长度L=100m,刮板链单位长度质量q0=13.5kg/m,运输量m=xx0t/h,刮板链破断力Sp=188000N,链速V=0.868m/s,电动机功率N=40kW,采用模锻边双圆环链,YL-400型液力偶合器。
示意图如下：
2、运行阻力，牵引力和功率计算
重段运行阻力：
Wzh=[（q0ω0+qω）Lcosβ-（q0+q）Lsinβ]g
=[（13.5×0.35+81.6×0.8）×40×cos27°-（13.5+81.6）×40×sin27°]×10
=7680N
空段运行阻力：
WK=q0gL（ω0cosβ+sinβ）
=13.5×10×40×（0.35×cos27°+sin27°）
=4136N
式中：
Wzh---重段运行阻力
q0---刮板链单位长度质量13.5kg/m
q---单位货载质量，113.4kg/m
ω0---刮板链在溜槽内移动的阻力系数，取0.35
ω---货载在溜槽内移动的阻力系数，取0.8
L---刮板机铺设长度，取60m
β---刮板机铺设倾角，取11°
g---重力加速度，取10m/s2
考虑到曲线段阻力及弯曲段附加阻力，则总牵引力：
W0=1.21×（Wzh+Wk）
=1.21×（7680+4136）
=14297N
电机轴上的总功率计算：
Nmax=W0V/1000η
=14297×0.868/（1000×0.8）
=xx.5kw
Nmin=q0ω0LcosβVg/413η
=13.5×0.35×40×cos27°×0.868×10/（413×0.8）
=4.4kw
Nd=0.6
=18.2kw
考虑20%的备用功率，取电机功率备用系数K=1.2，则
N=1.2Nd=1.2×18.2=22kw
选用40kw电机，可满足要求。
3、链子强度验算
根据公式，按两端布置的传动装置，链子的最小张力点在3处。
Smax=W0+Smin
Smax-----链子的最大静张力
Smin-----链子的最小静张力
为了保证刮板链的正常运转，每条链的最小静张力一般取Smin=2000～5000N，这里取
Smin=5000N
Smax=W0+Smin=14297+5000=19297N
Sˊmax=1.2Smin
式中:
Sˊmax------最大动张力
1.2-------动张力取最大静张力的20%
Sˊmax=1.2×19297=23xx6N
链子的强度系数为：
K=2λSp/Sˊmax
式中:
K------刮板链的强度安全系数
λ-----两条链的负荷分配不均匀系数，圆环链为0.85
Sp------刮板链的破断力
K=2×0.85×188000/23xx6
=13.8＞4.2
链子强度满足要求。
综上知刮板输送机选型合适。
（3）工作面胶带输送机选型计算
1、根据xx下山煤柱面设计情况，回采期间运输巷布置4部胶带输送机，运输线设备配置如下：
序号
设备名称
型号
运输
倾角
铺设
长度
功率
运输
能力
设备编号
1
带式输送机
DTL80/18.5/30
10°
50m
18.5kw
300t/h
一部
2
带式输送机
DSJ80/40/40
20°
170m
40kw
400t/h
二部
3
带式输送机
DTL80/18.5/30
3°
25m
18.5kw
300t/h
三部
4
带式输送机
DSJ80/40/2*40
-27°
170m
2*40kw
400t/h
四部
根据上述设备配备情况，选择运距较大，运输倾角大的第一部胶带机进行计算，回采期间生产率为81.6t/h,煤的散集集密度为1.0t/m3，货载在胶带上的堆积角为30°，货载的最大块度为200mm。
2.1、胶带输送机选型计算
第一部胶带机选用DTL80/18.5/30型胶带运输机，向上运输，倾角10°。
其技术数据为：
电机功率为40kw,带宽800mm,带速为2m/s，胶带的层数为6，胶带拉断力：
p=800N/mm，运输能力为300t/h,上托辊间距1.5m,下托辊间距3m。
（1）计算胶带宽度，选定胶带速度
因为所选胶带机的输送能力为400t/h，大于设计运输生产率为81.6t/h，故胶带宽度满足要求。
选定胶带速度v=2m/s。
对带宽进行块度校核：
B≥2amax+200=2×300+200=800mm
（2）运行阻力及胶带张力计算
计算示意图如下：
重段运行阻力:
WZh=g[（q＋qd＋q′g）Lω′cosβ-（q＋qd）Lsinβ]
式中:
g——重力加速度
q——单位长度货载质量（kg/m）
qd——单位长度胶带质量（㎏/m）
q′g——重段托辊单位长度质量（kg/m）
q″g——空段托辊单位长度质量（kg/m）
L——输送机工作长度（m）
ω′——槽形托辊的阻力系数
ω″——平形托辊的阻力系数
β——输送机铺设倾角（度）
q=A/（3.6V）
=81.6/（3.6×2）
=11.33kg/m
查表知:
qd=10.1kg/m
q′g=G′g/L′g
=14/1.5
=9.3kg/m
q″g=G″g/L″g
=12/3
=4kg/m
ω′=0.04
ω″=0.04
WZh=g[（q＋qd＋q′g）Lω′cosβ+（q＋qd）Lsinβ]
=10×[（11.3＋10.1＋9.3）×50×0.04cos10°+（11.3＋10.1）×50×sin10°]
=2463N
空段运行阻力
Wk=gL[（qd＋q″g）ω″cosβ-qdsinβ]
=10×50×[（10.1＋4）×0.04cos10°-10.1sin10°]
=-600N
3、胶带张力计算
由逐点法求胶带各点张力
S2=S1＋Wk=S1-600
S3=1.05S2=1.05（S1-600）=1.05S1-630
S4=S3＋Wzh=1.05S1+2463-600=1.05S1+1863
S5≈S6=1.05S4=1.05（1.05S1+1863）=1.11S1+1863
依摩擦条件并考虑摩擦力备用系数列方程
S1=S6[1＋（eμα-1）/n]
式中:
μ——胶带与滚筒之间的摩擦系数，井下一般取0.2
α——胶带在滚筒上的围包角α=5.24
n———摩擦力备用系数，设计一般取1.xx～1.2
S6=S1[1＋（e0.2×5.24-1）/1.xx]
=2.6S1
由以上方程联立解得：
S1=1862N
S2=1262N
S3=1325N
S4=3788N
S5≈S6=3978N
4、悬垂度验算
重段最小张力点S4=3788N
按悬垂度要求的最小张力为：
Smin=5×（q＋qd）L′gcosβg
=5×（11.3＋10.1）×1.5×cos10°×10
=xx80N＞S3
故悬垂度不满足要求。
由于Smin＞S3，故悬垂度不满足要求，为保证胶带悬垂度满足要求，令S3=xx80N代入原方程组解得：
S1=2105N
S2=xx05N
S3=xx80N
S4=4043N
S5=4245N
S6=4245N
为保证带式输送机张紧力符合要求，目前采用张紧绞车张紧，以达到张力不小于xx80N。
5、胶带强度验算
胶带允许承受的最大张力为
Smax=
Smax—胶带允许承受的最大张力；
B—胶带宽度,mm；
Gx-每毫米宽胶带的拉断力800N/mm；
n—胶带的安全系数,（查表n=11）；
阻燃性胶带允许承受的最大张力为
Smax=
=
=58181（N）＞S6
故胶带强度满足要求。
6、牵引力与电机功率计算
输送机主轴牵引力为：
W0=S6-S1＋0.04（S1＋S6）
=4245-2105＋0.04×（4245+2105）
=2394N
电机功率：
Nd=W0V/1000η
=2394×2/（1000×0.85）
=5.5kw
考虑20%的备用功率,则
N=1.2Nd
=1.2×5.5
=6.6kw
通过以上计算，选用一台18.5kw电机，能满足工作面运输能力。
2.2、胶带输送机选型计算
第二部胶带机选用DSJ80/40/40型胶带运输机，向上运输，倾角20°。
其技术数据为：
电机功率为40kw,带宽800mm,带速为2m/s，胶带拉断力：
p=800N/mm，运输能力为400t/h,上托辊间距1.5m,下托辊间距3m。
（1）、计算胶带宽度，选定胶带速度
因为所选胶带机的输送能力为400t/h，大于设计运输生产率为81.6t/h，故胶带宽度满足要求。
选定胶带速度v=2m/s。
对带宽进行块度校核：
B≥2amax+200=2×300+200=800mm
（2）、运行阻力及胶带张力计算
计算示意图如下：
重段运行阻力:
WZh=g[（q＋qd＋q′g）Lω′cosβ-（q＋qd）Lsinβ]
式中:
g——重力加速度
q——单位长度货载质量（kg/m）
qd——单位长度胶带质量（㎏/m）
q′g——重段托辊单位长度质量（kg/m）
q″g——空段托辊单位长度质量（kg/m）
L——输送机工作长度（m）
ω′——槽形托辊的阻力系数
ω″——平形托辊的阻力系数
β——输送机铺设倾角（度）
q=A/（3.6V）
=81.6/（3.6×2）
=11.33kg/m
查表知:
qd=10.1kg/m
q′g=G′g/L′g=14/1.5=9.3kg/m
q″g=G″g/L″g=12/3=4kg/m
ω′=0.04
ω″=0.04
WZh=g[（q＋qd＋q′g）Lω′cosβ+（q＋qd）Lsinβ]
=10×[（11.3＋10.1＋9.3）×170×0.04cos20°+（11.3＋10.1）×170×sin20°]
=14404N
空段运行阻力
Wk=gL[（qd＋q″g）ω″cosβ-qdsinβ]
=10×170×[（10.1＋4）×0.04cos20°-10.1sin20°]
=4971N
3、胶带张力计算
由逐点法求胶带各点张力
S2=S1＋Wk=S1-4971
S3=1.05S2=1.05（S1-4971）=1.05S1-5219
S4=S3＋Wzh=1.05S1+14404-5219=1.05S1+9185
S5≈S6=1.05S4=1.05（1.05S1+9185）=1.11S1+9644
依摩擦条件并考虑摩擦力备用系数列方程
S1=S6[1＋（eμα-1）/n]
式中:
μ——胶带与滚筒之间的摩擦系数，井下一般取0.2
α——胶带在滚筒上的围包角α=5.24
n———摩擦力备用系数，设计一般取1.xx～1.2
S6=S1[1＋（e0.2×5.24-1）/1.xx]
=2.6S1
由以上方程联立解得：
S1=6472N
S2=xx01N
S3=xx77N
S4=xx981N
S5≈S6=16780N
4、悬垂度验算
重段最小张力点S3=xx77N
按悬垂度要求的最小张力为：
Smin=5×（q＋qd）L′gcosβg
=5×（11.3＋10.1）×1.5×cos20°×10
=xx08N＜S3
故悬垂度满足要求。
5、胶带强度验算
胶带允许承受的最大张力为
Smax=
Smax—胶带允许承受的最大张力；
B—胶带宽度,mm；
Gx-每毫米宽胶带的拉断力800N/mm；
n—胶带的安全系数,（查表n=11）；
阻燃性胶带允许承受的最大张力为
Smax=
=
=58181（N）＞S6
故胶带强度满足要求。
6、牵引力与电机功率计算
输送机主轴牵引力为：
W0=S6-S1＋0.04（S1＋S6）=16780-6472＋0.04×（16780-6472）=10720N
电机功率：
Nd=W0V/1000η=10720×2/（1000×0.85）=25.2kw
考虑20%的备用功率,则
N=1.2Nd=1.2×25.2=30.3kw
通过以上计算，选用一台40kw电机，能满足工作面运输能力。
2.3、胶带输送机选型计算
第三部胶带机选用DTL80/18.5/30型胶带运输机，平巷运输，倾角3°。
其技术数据为：
电机功率为18.5kw,带宽800mm,带速为2m/s，胶带拉断力：
p=800N/mm，运输能力为300t/h,上托辊间距1.5m,下托辊间距3m。
（1）、计算胶带宽度，选定胶带速度
因为所选胶带机的输送能力为300t/h，大于设计运输生产率为81.6t/h，故胶带宽度满足要求。
选定胶带速度v=2m/s。
对带宽进行块度校核：
B≥2amax+200=2×300+200=800mm
（2）、运行阻力及胶带张力计算
计算示意图如下：
重段运行阻力:
WZh=g[（q＋qd＋q′g）Lω′cosβ-（q＋qd）Lsinβ]
式中:
g——重力加速度
q——单位长度货载质量（kg/m）
qd——单位长度胶带质量（㎏/m）
q′g——重段托辊单位长度质量（kg/m）
q″g——空段托辊单位长度质量（kg/m）
L——输送机工作长度（m）
ω′——槽形托辊的阻力系数
ω″——平形托辊的阻力系数
β——输送机铺设倾角（度）
q=A/（3.6V）=81.6/（3.6×2）=11.33kg/m
查表知:
qd=10.1kg/m
q′g=G′g/L′g=14/1.5=9.3kg/m
q″g=G″g/L″g=12/3=4kg/m
ω′=0.04
ω″=0.04
WZh=g[（q＋qd＋q′g）Lω′cosβ+（q＋qd）Lsinβ]
=10×[（11.3＋10.1＋9.3）×25×0.04cos3°+（11.3＋10.1）×25×sin3°]
=586N
空段运行阻力
Wk=gL[（qd＋q″g）ω″cosβ-qdsinβ]
=10×25×[（10.1＋4）×0.04cos3°-10.1sin3°]=18N
3、胶带张力计算
由逐点法求胶带各点张力
S2=S1＋Wk=S1+18
S3=1.05S2=1.05（S1+18）=1.05S1-19
S4=S3＋Wzh=1.05S1+586-19=1.05S1+567
S5≈S6=1.05S4=1.05（1.05S1+567）=1.11S1+850
依摩擦条件并考虑摩擦力备用系数列方程
S1=S6[1＋（eμα-1）/n]
式中:
μ——胶带与滚筒之间的摩擦系数，井下一般取0.2
α——胶带在滚筒上的围包角α=5.24
n———摩擦力备用系数，设计一般取1.xx～1.2
S6=S1[1＋（e0.2×5.24-1）/1.xx]=2.6S1
由以上方程联立解得：
S1=570N
S2=588N
S3=614N
S4=1xx5N
S5≈S6=1212N
4、悬垂度验算
重段最小张力点S3=xx77N
按悬垂度要求的最小张力为：
Smin=5×（q＋qd）L′gcosβg
=5×（11.3＋10.1）×1.5×cos3°×10=1602N＞S3
故悬垂度不满足要求。
由于Smin＞S3，故悬垂度不满足要求，为保证胶带悬垂度满足要求，令S3=1602N代入原方程组解得：
S1=xx07N
S2=xx25N
S3=1602N
S4=2188N
S5=2297N
S6=2297N
为保证带式输送机张紧力符合要求，目前采用张紧绞车张紧，以达到张力不小于1602N。
5、胶带强度验算
胶带允许承受的最大张力为
Smax=
Smax—胶带允许承受的最大张力；
B—胶带宽度,mm；
Gx-每毫米宽胶带的拉断力800N/mm；
n—胶带的安全系数,（查表n=11）；
阻燃性胶带允许承受的最大张力为
Smax=
=
=58181（N）＞S6
故胶带强度满足要求。
6、牵引力与电机功率计算
输送机主轴牵引力为：
W0=S6-S1＋0.04（S1＋S6）=2297-xx07＋0.04×（2297+xx07）=942N
电机功率：
Nd=W0V/1000η=942×2/（1000×0.85）=2.2kw
考虑20%的备用功率,则
N=1.2Nd=1.2×2.2=2.7kw
通过以上计算，选用一台18.5kw电机，能满足工作面运输能力。
2.4、胶带输送机选型计算
第四部胶带机选用DSJ80/40/2*40型胶带运输机，平巷运输，倾角27°。
其技术数据为：
电机功率为18.5kw,带宽800mm,带速为2m/s，胶带拉断力：
p=800N/mm，运输能力为300t/h,上托辊间距1.5m,下托辊间距3m。
（1）计算胶带宽度，选定胶带速度
因为所选胶带机的输送能力为300t/h，大于设计运输生产率为81.6t/h，故胶带宽度满足要求。
选定胶带速度v=2m/s。
对带宽进行块度校核：
B≥2amax+200=2×300+200=800mm
（2）、运行阻力及胶带张力计算
计算示意图如下：
重段运行阻力:
WZh=g[（q＋qd＋q′g）Lω′cosβ-（q＋qd）Lsinβ]
式中:
g——重力加速度
q——单位长度货载质量（kg/m）
qd——单位长度胶带质量（㎏/m）
q′g——重段托辊单位长度质量（kg/m）
q″g——空段托辊单位长度质量（kg/m）
L——输送机工作长度（m）
ω′——槽形托辊的阻力系数
ω″——平形托辊的阻力系数
β——输送机铺设倾角（度）
q=A/（3.6V）=81.6/（3.6×2）=11.33kg/m
查表知:
qd=10.1kg/m
q′g=G′g/L′g=14/1.5=9.3kg/m
q″g=G″g/L″g=12/3=4kg/m
ω′=0.04
ω″=0.04
WZh=g[（q＋qd＋q′g）Lω′cosβ-（q＋qd）Lsinβ]
=10×[（11.3＋10.1＋9.3）×170×0.04cos27°-（11.3＋10.1）×170×sin27°]
=-14656N
空段运行阻力
Wk=gL[（qd＋q″g）ω″cosβ-qdsinβ]
=10×170×[（10.1＋4）×0.04cos27°-10.1sin27°]
=--6940N
3、胶带张力计算
由逐点法求胶带各点张力
S2=S1＋Wk=S1-6940
S3=1.05S2=1.05（S1-6940）=1.05S1-7287
S4=S3＋Wzh=1.05S1-7287-14656=1.05S1-21943
S5≈S6=1.05S4=1.05（1.05S1-21943）=1.11S1-23040
依摩擦条件并考虑摩擦力备用系数列方程
S1=S6[1＋（eμα-1）/n]
式中:
μ——胶带与滚筒之间的摩擦系数，井下一般取0.2
α——胶带在滚筒上的围包角α=5.24
n———摩擦力备用系数，设计一般取1.xx～1.2
S1=S6[1＋（e0.2×5.24-1）/1.xx]
=2.6S6
由以上方程联立解得：
S1=
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