完整word版刮板输送机设计计算和选型.docx
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完整word版刮板输送机设计计算和选型
4.1刮板输送机输送能力的计算
4.1.1工作面刮板输送机的输送生产能力计算
刮板输送机输送能力Q按下式计算:
（4-1）
C=3600AvP
式中Q刮板输送机输送量（
t/h）；
A溜槽上物料装载断面
（m2）；
v――刮板链条速度（m/s）;
P――物料堆积密度（t/m3）。
4.1.2溜槽上物料断面积A计算
图4-1溜槽中货载最大断面积
溜槽上物料断面积A:
式中A、A
1
八"宀2"3我山0十产（叫勺宀1
单侧挡板溜槽上物料断面各部分的面积（
2兀D2
（4-2）
m2）;
A3――导向管断面面积（m）;
b――溜槽宽度（m；
hc――溜槽槽口高度（m；bc—溜槽槽口宽度（m；h1—刮板输送机工作时档煤净高（m；
a物料的动堆积角，取a=2C?
;
h,=（b+b2-d）Xtana=（0.73+0.2-0.085）xtan20°=0.3m
b1—溜槽上框架宽度（m；
b2――溜槽距挡板的距离（m；
D――导向管直径（m；
Ce――装载系数。
A=0.56X0.087+1^0.9天（0.73+0.2-0.085）天0.3-31竺0也=0.159（m2）
Q=3600X）.159X1.04X）.9=535（t/h）
4.1.3刮板输送机上的物料断面面积的计算
400
当给定工作面刮板输送机的生产能力，验算溜槽最大物料断面面积A':
心需=3600：
1004“.厂0.119"=0.159曲
所设计的刮板输送机中部槽尺寸满足生产能力要求。
4.2刮板输送机水平弯曲段几何参数的计算
工作面刮板输送机，随着采煤机的移动，需要整体逐段向煤壁推移，使工作
面刮板输送机呈蛇形弯曲状态。
如图4-2所示。
r
图4-2刮板输送机水平弯曲段示意图
3
2
4^5
4.2.1弯曲段曲率半径R的计算
弯曲段曲率半径R：
（4-3）
（4-4）
式中Lw
弯曲段长度（m；
式中R弯曲段曲率半径（m；
相邻溜槽间的偏转角度（?
）；
Io—每节溜槽长度（m。
15
R=——=28.65（m）2xsin—
2
4.2.2弯曲段长度Lw的计算
弯曲段长度Lw：
Lw=J4aR-a2
a――刮板输送机一次推移步距（m。
Lw=如0"28.65-0.62=8.27
（m
实用中要确保刮板输送机弯曲段长度不小于Lw=8.27m的计算值。
4.2.3弯曲段对应的中心角ao的计算
弯曲段对应的中心角a
（4-5）
a0=2arcsh
式中a。
——弯曲段对应的中心角,
一般用弧度表示（rad）。
ao=2xarcsin0.6
；=8.30。
=0.145
J8.272+0.62
（rad）
4.2.4弯曲段的溜槽数N的计算
弯曲段的溜槽数N:
（4-6）
式中N――弯曲段所需溜槽数量，输送机整体推移时
=_L
—1。
ao弯曲段对应的中心角（rad）。
N=空空聾5=5.54
1.5
4.3刮板输送机运行阻力的计算
4.3.1刮板输送机每米长度物料质量q的计算
刮板输送机每米长度物料质量q：
（4-7）
式中Q刮板输送机输送量（t/h）。
400
=106.8（kg/m）
432刮板链条每米长度质量qo的计算
刮板链条每米长度质量，与链条直径、刮板链条形式及溜槽宽度等因素有关,
其数值如表4-1所示。
表4-1刮板链条每米长度质量qo
链条直径
（mm
溜槽宽度
（mm
刮板链条每米长度质量（kg/m）
边双链
中双链
（准边双链）
单中链
10
280
一
一
5.2
14
320
一
13.4
9.4
420
一
15.2
11.3
520
一
25.2
13.2
18
620
18.4
一
一
630
19.2
一
一
22
630
31.4
35.2
28.1
764
36.0
39.0
33.0
26
730
42.3
51.0
40.0
764
47.4
58.6
43.0
30
730
一
70.0
60.0
764
一
72.0
63.0
30
830
一
73.6
66.9
880
一
78.0
71.0
34
960
一
90.0
80.0
1000
一
98.0
82.0
由表4-1查得q。
=40.0（kg/m）
433刮板输送机有载分支的基本运行阻力W的计算
图4-3刮板输送机运行阻力计算图
刮板输送机有载分支的基本运行阻力W:
Wzh=（q©+q0©'）LQcosP±（q+q0）丄qsinP（N）（4-8）
式中W刮板输送机有载分支基本运行阻力（N）;
L――刮板输送机设计长度（m；
2
g重力加速度，取g=1Om/s；
B――刮板输送机倾角（?
）；
q――刮板输送机每米长度物料的质量（kg）；
qo――刮板链条每米长度的质量（kg）；
CD――物料在溜槽中移动的阻力系数;
D'刮板链条在有载分支溜槽中移动时的阻力系数;
“±”一一根据刮板链条向上运输时取“+”号；反之取“-”号。
Wzh=（106.8X0.6+40.0X0.4）咒160%10XcosO°+
（1O6.8+40.0）X160%10XsinO°=128100N=128.1kN
434刮板输送机无载分支的基本运行阻力VK的计算
刮板输送机无载分支的基本运行阻力W：
（4-9）
Wk=qoLg（E'cosP+sinP）（N）
式中CD?
――刮板链条在无载分支溜槽中移动时的阻力系数;
W刮板输送机无载分支基本运行阻力（N））
Wk=40.0x160x10x（0.4Xcos0°—Sin0"）=25600N=25.6kN
435刮板输送机弯曲时有载分支运行阻力Wzh和无载分支运行
阻力WK的计算
刮板输送机弯曲时有载分支运行阻力Wzh和无载分支运行阻力WK:
Wzh=kiWzh（kN）
（4-10）
WK=k1WK（kN）
（4-11）
式中k1——刮板输送机弯曲运行时附加阻力系数。
Wzh=1.1x128.1=140.9（kN）
WK=1.1x25.6=28.2（kN）
4.3.6刮板输送机运行总阻力W的计算
刮板输送机运行总阻力W
式中k2
W=k2（Wzh+WK）=1.21（Wzh+Wk）
（kN）
（4-12）
刮板链条绕上头部、尾部链轮回转时的附加阻力系数。
W=1.21X（128.1+25.6）=186.0（kN）
4.4刮板输送机链条张力和牵引力的计算
4.4.1计算各特殊点的张力
1.确定给定条件中最小张力点张力Smin
如图5-3比较1点和3点张力S1和S3：
S^S1+WK=S,+1.1WK
（4-13）
又设机头、机尾所需功率相同，负荷均匀，每个链轮克服阻力为总阻力的一半，即
S2—S3=—=
W1.21（Wzh+WK）=0.605（WZh+Wk）
（4-14）
解式（4-13）和（4-14）可得:
S1-S3=0.605Wzh-0.495Wk=0.605x128.1-0.495x25.6=64.83
因为Si-S3=64.83
所以S1>S
S3=Smin
S
图4-4链条张紧力计算示意图
2.用逐点计算法计算链条各点张力
图4-4中,
S3=Smin=3kN
S4=S3+Wzh=S3+1.1Wzh=3+1.1X128.1=143.9kN
S1=S4_W弋-j21（Wzh+Wk）=143.9-匸21"28.1^25.6'50.9kN2
S2=S1+WK7+1.1Wk=50.9+1.1X25.6=22.7kN
442刮板输送机两端链轮总牵引力
刮板输送机两端链轮总牵引力F：
其中
Fi=S4-Si+0.05（S4+S1）
（4-15）
（4-16）
F2=S2-S3+0.05（S2+S3）
（4-17）
式中
F――刮板输送机两端链轮总牵引力（kN）;
F1――头部链轮的牵引力（kN）;
F2――尾部链轮的牵引力（kN）。
F1=143.9-50.9+0.05x（143.9+50.9）=102.7
（kN）
F2=22.7-3+0.05x（22.7+3）=21.0（kN）
F=102.7+21.0=123.7（kN）
4.5刮板输送机电机功率的计算
4.5.1刮板输送机满载运行时，电机功率P的计算
刮板输送机满载运行时，电机功率P:
（4-18）
式中k——刮板输送机电机功率备用系数;
F――刮板输送机链轮总牵引力（kN）;
n刮板输送机传动效率。
p"123".。
4=157.2（kW）
0.9
4.5.2单向割煤采煤工作面刮板输送机电机功率PS的计算
采煤机下放时，刮板输送机空载运行（q=0）的电机最小功率Pmin：
Pin
_1.1x2q0Lg⑷9osPv（纳
1000n
（4-19）
PminJ"2®"16"10心"Os0W.04=65.1
1000x0.9
（kW）
单向割煤工作面采煤机割煤时，刮板输送机电机最大功率为
Pmax用式（4-18）
计算，即PmauP。
刮板输送机电机的等值功率Pd和设备功率Ps：
Pd=0.6jPmax+PmaxPmin中Piin（kW）
（4-20）
Ps=1.2Pd（kW）
（4-21）
式中Pmax刮板输送机满载运行时电机最大功率;
fin刮板输送机空载运行时电机最小功率。
Pd=0.6%J157.22+157.2x65.1+65.12=118.8（kW
Ps=1.2咒118.8=142.6（kW
刮板输送机配用电机总功率Pz=180kW>S=142.6kW
所以，电机可用。
4.6链条预张力和紧链力的计算
4.6.1链条预张力
由定义可知，链条预张力引起链条的弹性伸长量？
Ly应等于链条在额定负载
下的弹性伸长量？
L,即?
Ly=?
L。
由虎克定律和上述张力代入该等式，可得
1
T=—（S1+S2+S3+S4）（kN）
4
（4-22）
式中T——链条预张力（kN）。
T=1＞：
（50.9+22.7+3+143.9）=55.1（kN）
462链条紧链力
链条紧链力：
「=T+Wk+F‘（kN）
（4-23）
式中T――刮板输送机链条预张力（kN）;
W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:
EAoP
4L佔（kN）
（4-24）
式中E刮板链条的弹性模量，取E=206Xl09（N/m2）;
A0――链条横断面积（m）；
P――圆环链条链环的节距;
L刮板输送机设计长度（m。
兀D2
=2咒3.14咒0.026=1.06X10=（帘）
4"60
206"09"06"宀0.092"0亠31.4（kN）
h=55.1+25.6+31.4=112.1（kN）
4.7刮板输送机牵引机构强度的验算
刮板输送机牵引链强度验算:
式中
kmin—
—2
Tm
（4-25）
Tm
Ta刮板输送机链条最小破断载荷（
kN）；
刮板输送机满载启动时链条最大拉力（
kN）。
kmin――刮板输送机链条最小安全系数，kmin>2时满足要求;
Ta=ncTbka（kN）
式中
Tb――刮板输送机单股链条最小破断力（kN）;
nc――刮板输送机链条根数;
ka
刮板输送机链条受力不均匀系数，中单链
ka=1。
（kN）
（4-26）
式中
nb刮板输送机电机启动力矩系数;
P——刮板输送机电机总功率;
n'刮板输送机启动时总传动效率;
Ta=1X850X1=850（kN）
Tm，5"80".6=259.6（kN）
1.04
kmin
85乞=3.27>2满足要求
259.6
4.8刮板输送机的选型
刮板输送机是连续动作式运输机械的一种，由于其机身低矮，可以弯曲,运输能力大，结构强度高，能适应采煤工作面较恶劣的工作条件。
它除了运煤外,还能给采煤机作运行轨道；作为移置液压支架的支点；清理工作面的浮煤；悬挂电缆、水罐、乳化液管等。
它是缓倾斜长壁采煤工作面唯一的运输设备。
481预选
根据MG300-V型双滚筒采煤机的生产能力可初步选用SGD-630/180型刮板
输送机。
基本参数如下表:
运输能力
350t/h
刮板链速
0.92m/s
破断拉力
>850KN
中部槽尺寸
（1500x630%220）mm
4.8.2验算
（1）运输能力的验算
Qrn=3.6F丫V屮
F”=Qm
3.W（v-黑）
60
350
5.98
3.6咒0.9咒1150咒（0.92———）
60
2
=0.114m
式中:
Qm――采煤机的生产能力，t/h
F'――中部槽具有的装载断面面积
V刮板链速度，m/s
Vo
采煤机牵引速度，m/min
屮一一装满系数，一般小于1,这里取0.9
Y散煤容重，kg/m3
中部槽装煤的可堆积角按30°，散煤密度1150kg/m3，中部槽的装煤断面F,
按下图所示的形状，从几何关系可求得:
中部槽物料断面图
10.63-2x0.110
F=0.63X0.11+—x（0.63-2x0.11）xxtan300
2
2
-0.094m
由上计算可知，当采煤机的运行方向与刮板链运行方向相同时，中部槽的装煤断面能够承受。
反之，也然。
（2）运行阻力计算
中部槽单位长度上的装煤量按链速计算，即
3.6v3.6x0.92
350=105kg/m
煤在槽内运行的阻力系数«=0.6，刮板链在槽内运行的阻力系数©I=0.4，
计算重、空段的运行阻力。
Wzh=（q豹+qi«>^i）LgcosP—（q+qJLgsinP
=（105X0.6+18.8X0.4）x150X9.8Xcos30
-（105+18.8）x150x9.8xsin30
-87933N
Wk=qiLg（«|cosP+sinP）
=18.8x150x9.8x（0.4cos30+sin30）
=12486N
式中:
L刮板输送机长度，m
ql刮板链单位长度的质量，kg/m
P――倾斜角度
（3）刮板链张力计算:
如下图所示，按求出的重段、
空段运行总阻力Wzh和Wk，然后确定刮板链的
最小张力点。
按逐点计算法得
S2=S^Wzh
2
1
S4=S3+Wk
因下端有驱动装置，故S2>S3
双机头驱动刮板输送机计算图
上端有驱动装置,故S4>Si
由0.6Wzh-0.4Wk=0.6X51376-0.4咒16647>0
判定刮板链最小张力在“1”点
取最小张力为3000,用逐点计算法求刮板链在各点的张力为:
Si=3000N9=Si+Wzh=3000+87933=90933N
S3-S1=0.6Wzh-0.4Wk因此：
S3=50765N
S4-S1=0.6（Wzh+Wk）
因此：
$=63251.4N
（4）电动机功率计算
重载时的电机功率
Nmax
Nmax
_1.21（Wzh+Wk）v
空载时的电机功率
Nmin
Nmin—
1.1x2qiLgcosPv
1000n
1000n
1.21X（87933+12486）x0.92
1000X0.85
=132KW
1.1X2x18.8x1507.8x0.4xcos30x0.92
10007.85
=120KW
电动机轴功率Nd
Nd=0.6jNmax+NmaxNmin+N=0.6j1322+132x120+1202=131KW
考虑到采区特殊情况，很难准确计算额外阻力，所以所选电动机的功率应增加15〜20%勺备用量。
N=1.15XNd=1.15"31=157KW
因此配备2>M0KW电动机双头驱动能满足需要。
（5）刮板链安全系数，查得18^64的C级圆环链的破断拉力为410KN边
Sd
双链负荷分配不均系数A取0.85
n=
12SI.厶j»max
12汽90933
=7.7》3.5
经以上计算知，所选输送机适用。
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