皮带输送机设计计算对比研究详细版.docx

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皮带输送机设计计算对比研究详细版

文件编号：

GD/FS-5757

（安全管理范本系列）

皮带输送机设计计算对比研究详细版

InOrderToSimplifyTheManagementProcessAndImproveTheManagementEfficiency,ItIsNecessaryToMakeEffectiveUseOfProductionResourcesAndCarryOutProductionActivities.

编辑：

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单位：

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日期：

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皮带输送机设计计算对比研究详细版

提示语：

本安全管理文件适合使用于平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。

，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。

　　皮带机技术设计主要是通过理论上的分析计算，确定合理的运行参数，选出满足生产要求的输送机各个部件，或者对选定的部件参数进行验算，完成输送线路的宏观设计。

设计计算一般采用概算法或逐点法进行计算，得到驱动滚筒轴功率、电动机功率和各特性点张力，为部件选型打下基础。

　　 在皮带机初步设计阶段，要计算出传动滚筒轴功率、电动机功率以及各特性点张力。

通常采用概算法或逐点法计算上述数据，前者比较粗略，后者较精细。

以某1米带宽固定带式输送机设计为例（布置图见下图），其采用了头部传动、尾部改向、中部重锤拉紧的结构方式，设计时先后采用了两种算法，最后对最终结果进行比较，收到了较好的设计效果。

　　  概算法计算功率和各特性点张力

　　  在初步设计阶段，确定原始条件:

原煤比重γ、物料粒度Xmax、输送量Q=600t/h、倾角β=16°，

　　  头部滚筒到尾部滚筒的水平中心距Lh=162.2m，

　　  垂直拉紧滚筒中心线距头部滚筒的水平距离Lh1=135.50m

　　  托辊布置间距为：

上托辊间距l0=1.2m 下托辊间距l0'=3.0m

　　  导料槽长度根据卸料情况布置长度L=12.0m 

　　  预选带速v=2.0m/s后，算出带宽B=1m。

然后初选聚酯帆布带EP-200，6层，计算输送带单位长度的质量q0=16.28kg/m

　　 1.1.选择托辊

　　 根据运行条件及手册相关参数，先初选托辊型号，计算承载及回程托辊单位长度质量备用。

　　承载托辊组转动部分单位长度的质量qtz=11.6kg/m

　　回程托辊组转动部分单位长度的质量qtk=3.7kg/m

　　承载、回程托辊组转动部分单位长度的质量qt=15.30kg/m

　　  1.2.传动滚筒圆周力计算 

　　  1.2.1.运输物料单位长度的质量：

q=Q/（3.6×v）=83.33kg/m

　　  1.2.2.计算特种阻力:

　　  特种阻力：

Fs=Fτ+Fgl+Fb=1463.2 N

　　  托辊前倾阻力Fτ、犁式卸料器的摩擦阻力Fb为零（均没有配置）

　　  受料区加速段外输送物料与导料槽侧板间的摩擦阻力：

　　  Fgl=μ2×q2

　　×g×ιb/（103

　　×γ×b₀²）=1463.2N

　　  1.2.3.输送机的总圆周力：

　　  首先，拟选运行阻力系数f=0.026  附加阻力系数CN=1.54

　　  计算得物料的提升高度：

H=46.51m

　　  圆周力:

F=CN×f×L×g×[qt+（2q0+q）cosβ]+g×q×H+Fs=47746N

　　  1.3.功率计算

　　  1.3.1.驱动滚筒轴功率P=10-3

　　×F×v=95.5kW

　　 1.3.2.电动机功率确定：

　　功率备用系数（通常取Kd=1.2～1.3）Kd=1.3

　　驱动装置的传动功率（一般η=0.85～0.9）η=0.86

　　电压降系数（通常ξ=0.90～0.95）ξ= 0.9

　　多机功率不平衡系数（一般ξd=0.90～0.95），因为是单机驱动，取ξd=1

　　电动机的总功率：

N1=Kd×P/（η×ξ×ξd）=160.4kW

　　选择电动机型号为YKK450-4，额定功率200kW

　　  1.4.输送带张力计算：

　　  1.4.1.根据传动条件和垂度条件，计算最小张力S1

　　  拟选传动滚筒动载荷系数Ka=1.5、传动系数C=0.428，计算得出最小张力由传动条件确定，取S1=C×Ka×F=30653N

　　  采用垂直拉紧方式，计算回程分支主要阻力F回=-6596N，

　　  回程头部滚筒到垂直拉紧滚筒的各项阻力和F6=-5407N。

　　  1.4.2.各点张力计算

　　  忽略皮带和滚筒间的摩擦阻力，在比较粗略的情况下计算各个特性点张力，如下：

　　  S1=S2=S3=30653 NS4=S5=S6=S7=S8=S9=S1+F6=25246N

　　S12=S1+F回=S10=S11=24057N2.4.3输送带最大张力 Smax=S13=S1+F=78399N　　逐点法计算功率和各特性点张力

　　  2.1.计算有关数值

　　  上托辊阻力系数W'=0.04下托辊阻力系数W''=0.035

　　  上托辊单辊转动部分质量M'=4.65kg 

　　  下托辊辊子转动部分质量M''= 11.01kg

　　  单位长度煤重q=Q/（3.6×V）=83.33kg/m

　　  单位长度皮带重 q0=（6×1.58+5.1+1.7）×B=16.28kg/m（EP200型聚酯帆布带,6层,上胶厚4.5mm,下胶厚1.5mm）

　　  单位长度上托辊辊子转动部分质量 q'=3M'/l0= 11.6kg/m 

　　  单位长度下托辊辊子转动部分质量 q''=M''/10'=3.7kg/m

　　  2.2.各部阻力计算

　　  弹簧清扫器阻力（头部） W弹=100×B=100.0kg

　　  物料加速阻力W物加=q×V2

　　/（2g）=17.0kg，

　　  导料槽阻力 W导=（1.6B2

　　×γ+7）×L=101.3kg

　　  空段清扫器阻力W空=20×B= 20.0kg

　　  承载段部分阻力

　　  W上=（q+q0+q'）×Lh×w'+（q+q0）×Lh×tgβ=5347.3kg

　　  空载段（头部和垂直拉紧之间）部分阻力

　　  W下1=（q0+q''）×Lh1×w''-q0×Lh1×tgβ=-537.9kg

　　  空载段（垂直拉紧和尾部之间）部分阻力

　　  W下2=（q0+q''）×（Lh-Lh1）×w''-q0×（Lh-Lh1）tgβ=-106.0kg

　　  2.3.逐点法计算张力

　　  滚筒参数选择：

滚筒摩擦系数μ=0.35围包角α=193.62° 

　　  2.3.1.滚筒各处张力存在如下的函数关系：

　　  S13=eμα

　　×S1S8=S7

　　  S2=S1+2×W弹S9=1.03×S₈

　　  S3=1.02×S2S10=S9+W下2+W空

　　S4=S3+W下1+W空 S11=1.02×S10 

　　S5=1.03×S4S11=S12

　　S6=S5S13=1.04×S12

　　  S7=1.04×S6Smax=S13+W物加+W导+W上

　　  2.3.2.试算各特性点张力值如下:

　　S1=2423kgS8=2311kg

　　S2=2623kgS9=2380kg

　　S3=2675kgS10=2294kg

　　S4=2157kgS11=2340kg

　　S5=2222kgS12=2340kg

　　S6=2222kgS13=2434kg

　　  S7=2311kgSmax=7900kg=77420N

　　  经过上述张力初算，S13=2434kg，大于按照悬垂度核算的最小张力Fmin=l0×（q+q0）×cosβ/（0.02×8）=718kg，满足最小承载力条件，则最大张力Smax=7900kg。

　　  2.3.3.功率计算

　　 功率备用系数K=1.3，总传动效率η=0.86

　　  传动轴功率N0=（Smax-S1）×V/102=107.5kW

　　  电机传动功率N2=K×N0/η=162.5kW

　　  2.4.电机选型

　　  选择电机:

三相异步电动机,额定功率200kW

　　  两种方法算出的电动机功率分别为N1=160.5kW，N2=162.5kW，数值接近，故选择功率200kW的电动机可行。

　　  根据各处张力值计算滚筒处的合力后选择滚筒，前者最大张力Smax1=78399N，后者Smax2=7900kg=77420N，两者差值为979N,数值接近。

在第一种方法中，只是计算了关键特性点张力，因此之后部件选型应考虑可靠的余量；第二种方法逐项计算了各点张力，结果更为精细，可以为部件选型提供可靠的依据。

　　  皮带机设计也是一个经验积累的过程，应根据皮带长度、运输能力、宽度、带速等选择合适的计算方法，有时还可以用不同算法对同一设计项目进行验证，使得设计结果满足错综的现场环境要求。

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