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皮带输送机选型设计


胶带输送机的选型设计
1 概述
带式输送机的选型设计有两种,一种是成套设备的选用,这只需验算设备用 于具体条件的可能性, 另一种是通用设备的选用, 需要通过计算选着各组成部件, 最后组合成适用于具体条件下的带式输送机。 设计选型分为两步:初步设计和施工设计。在此,我们仅介绍初步设计。 初步选型设计带式输送机,一般应给出下列原始资料: 1)输送长度 L,m; 2)输送机安装倾角 b ,(°); 3)设计运输生产率 Q,t/h; 3 4)物料的散集密度ρ,t/m ; 5)物料在输送机上的堆积角θ, (°) ; 6)物料的块度 a,mm。 计算的主要内容为: 1)运输能力与输送带宽度计算; 2)运行阻力与输送带张力计算; 3)输送带悬垂度与强度的验算; 4)牵引力的计算及电动机功率确定。 带式输送机的优点是运输能力大,而工作阻力小,耗电量低,约为刮板输送机 耗电量的 1/3~1/5。因在运输过程中物料与输送带一起移动,故磨损小,物料的破 碎性小。由于结构简单,既节省设备,又节省人力,故广泛应用于我国国民经济的 许多工业部门 。国内外的生产实践证明,带式输送机无论在运送能力方面,还是 在经济指标方面,都是一种较先进的运送设备。 目前在大多数矿井中, 主要有钢丝绳芯带式输送机和钢丝绳牵引带式输送机 两种类型,它们担负着煤矿生产采区乃至整个矿井的主运输任务。由于其铺设距 离较长且输送能力较大,故称其为大功率带式输送机。在煤矿生产中,还有装机 功率较小的通用带式输送机,这些带式输送机在煤矿中也起着不可缺少的作用。

2 原始数据与资料
(1) 矿井生产能力 160 万吨/年,以最大的生产能力为设计依据; (2) 矿井小时最大运输生产率为 A= 1.25 ×
1

160 ×104 = 476 吨/小时; 300 ×14

(3) 主斜井倾斜角度: β = 13o ; (4) 煤的牌号:原煤; (5) 煤的块度:400 毫米; (6) 煤的散集容重 λ = 1 t/m 3 ; (7) 输送机斜长 950m;

3 7 9 2 1 8

4

5 6

设计计算示意图

3.胶带宽度的计算
o 选取胶带速度 v=2 米/秒;按堆积角 ρ = 30 [见附录表 1]得 K=458;又按 β = 16o [见附录表 2]得 C=0.95

所以带宽

B=
=

A K ?ν ? γ ? C

476 458 × 2 × 1× 0.95 =0.74m
考虑矿井的增产潜力,货载块度[附录表 6]及胶带的来源,选用 1 米宽的阻燃胶 带。B=1 米的 GX2000 型钢绳芯胶带,单位长度重量[查手册] qd = 25kg/m ,胶带厚度 d=17mm。

2

4 胶带运行阻力与张力计算
4.1 重段阻力计算
2-3 段阻力 W2—3 为
W2-3 ( q + qd + qg ′ ) L2 ?3 ω ′ cos β + ( q + qd ) L2 ?3 sin β =
式中:

q ——每米长的胶带上的货载重量 kg/m,可由 q =
q= A 476 = = 66.1 kg/m 3.6ν 3.6 × 2

A 式得; 3.6ν

q d ——每米长的胶带自重 kg/m, q d = 25kg/m ;
q g ′ ——为折算到每米长度上的上托辊转动部分的重量 kg/m,

qg ' =
式中
Gg ′

Gg ′ lg ′

=

22 = 18.3kg/m 1.2
[见附录表 3]

——为每组上托辊转动部分重量 kg, ; lg ′ lg′ = 1 ~ 1.5m l = 1.2m ——上托辊间距 m,一般取 ;取 g ′ 。

L2?3

——输送机 2-3 段长度 m;

ω′ ——为槽形托辊阻力系数[见附录表 4] ω′ = 0.04 ; β ——输送机的倾角;其中 sin β 项的符号,当胶带在该段的运行方向式倾斜向上时取正
号;而倾斜向下时取负号;



W2 ?3 = (66.1 + 25 + 18.3) × 916 × 0.04 × 0.974 +

( 66.1 + 25 ) × 916 × 0.225

= 22680kg

3-4 段的阻力 W3-4 为

W3? 4 = ? S3 + q + qd + qg t R ? θω ′ + ( q + qd ) H ? ?
式中

(

)

S3 ——胶带在该点上的张力(同下式中 S1 、 S 2 、 S4 、 S5 、 S6 、 S7 、 S8 、 S 9 )
kg。

qg t ——凸弧段上托辊单位长度重量 kg/m,
qg ′ =
式中

Gg ′ lg ′

=

22 = 73.3kg/m ; 0.3

Gg ′ ——凸弧段上托辊转动部分重量,根据选用的托辊实际重量
[见附录表 3]为 Gg ′ = 22kg ;

lg ′ ——凸弧段上托辊间距 m,一般 lg ′ = 2 ~ 3m ,故取 lg ′ = 0.3m ;

R ——凸弧段曲率半径,由图可知 R = 35m ;
3

θ ——中心角为θ = 6 + 6 = 0.34 弧度;
35

H ——凸弧段提升高度 H = 1.35m 。
这里应按悬垂度 要求,求得 S 2 之后再计 S 3和W3?4

S 2 = 5 ( q + qd ) lg ′ cos β =5 × ( 66.1+25 ) ×1.2 × 0.974 = 532kg
S3 = S 2 + W2?3 = 532 + 22680 = 23212kg
∴W3?4 = ? 23212 + ( 66.1 + 25 + 73.3) × 35? × 0.34 × 0.04 ? ? + ( 66.1 + 25 ) × 1.35 = 517kg

W4?5 段阻力为:

W4?5 = ( q + qd + qg ′ ) L4?5 ω ′ = 96.3kg
L4?5 ——输送机 4-5 段长度 m;

= ( 66.1 + 25 + 18.3) × 22 × 0.04

4.2 空段阻力计算
6-7 段虽有圆弧部分,但影响较小,仍可按直线段计算

W6?7 = ( qd + qg′′ ) L6 ? 7 ω ′′
式中

qg′′ ——下托辊单位长度重量, qg ′′ =

Gg ′′ (kg/m) ; l g ′′

Gg′′ ——下托辊(平行托辊)转动部分重量[见附录表 3]为 15kg;
lg′′ ——下托辊间距为 3m。

∴ qg ′′ =

15 = 5kg/m 3

ω ′′ ——胶带在下托辊上运行阻力系数,[见附录表 4]选取 ω ′′ = 0.035
∴W6? 7 = ( 25 + 5 ) × 40 × 0.035 = 42kg
4

L6?7 ——输送机 6-7 段长度 m;

1-9 段阻力 W1?9 为

W1?9 = ( qd + qg ′′ ) L1?9 cosβ ω ′′ ? qd L1?9 sinβ = ?4050kg

= ( 25 + 5 ) × 880 × 0.974 × 0.035 ? 25 × 880 × 0.225

L1?9 ——输送机 1-9 段长度 m;
8-9 段阻力 W8?9 为

W8?9 = ( qd + q g ′′ ) L8?9 ω ′′

= ( 25 + 5 ) × 7 × 0.035 = 7.35kg

L8?9 ——输送机 8-9 段长度 m;
胶带张力计算 4.3 胶带张力计算
S 2 = 532kg , (前面已经计算)

S1 =

S2 532 = = 502kg 1.06 1.06

S3 = S2 + W2?3 = 532 + 22680 = 23212kg S4 = S3 + W3?4 = 23212 + 517 = 23729kg
S5 = S 4 + W4?5 = 23729 + 96.3 = 23825.3kg S6 = 1.06S5 = 1.06 × 23825.3 = 25255kg

S7 = S6 + W6?7 = 25255 + 42 = 25297kg
S9 = S1 ? W1?9 = 502 ? ( ?4050 ) = 4552kg

S8 = S9 ? W8?9 = 4552 ? 7.35 = 4545kg

5

5 胶带打滑条件的验算
e ?α = S7 25297 = = 5.57 S8 4545

?α = ln 5.57 = 1.72
核算围包角 α ;在煤矿中因运行条件差,故取带人字形沟槽的橡胶覆盖面

? = 0.35 [见附录表 5],则
a=
式中

1.72 180° 1.72 180° × = × = 394.4° ? π 0.25 3.14

? ——胶带与滚筒之间的摩擦系数,可按[附录表 5]选取。选取 ?
时 应充分考虑滚筒表面的材料及空气干湿度等具体条件。

的值

所选设备的实际设备围包角应大于 394.4°

6 胶带强度验算与电机功率计算 胶带强度验算与
6.1 胶带强度验算
已知最大张力

Smax = S7 = 25297kg
求的安全系数
m=
式中

BGX 100 × 2000 = = 7.9 > 7 S max 25297

B——胶带宽度,cm;

GX ——胶带断裂强度 kg/cm;

m ——安全系数,最小安全系数要求大于 7,重大载荷时,一般可取 10~12。
因为

m 值大于 7,符合要求。

6.2 电机功率计算

6

N=K

W0v ( S ? S8 ) × 2 = 1.2 × 7 102η 102 × 0.95

= 1.2 ×

( 25297 ? 4545 ) × 2
102 × 0.95

= 514kw
式中

N——电动机功率 kw; K——安全制动系数,K=1.2:

W0 ——主轴牵引力 kg, W0 = S7 ? S8 ;

η ——电动机效率,取 0.95.

7

附录 A
附录表 1
堆积角 ρ K 槽型 平行

货载断面系数表
10 316 67 20 385 135 25 422 172 30 458 209 35 496 247

附录表 2

输送机倾斜角系数表
0 ~ 10 10 ~ 15
0.95

β
c

15 ~ 20
0.9

1

附录表 3

托辊转动部分重量表
带宽 B(mm)

托 辊 型 式

500

650

800

1000 (kg) 22 17 17 15

1200

1400

Gg′ 、 Gg′′
槽 型 平 行 铸铁座 冲压座 铸铁座 冲压座 11 8 8 7 12 9 10 9 14 11 12 11

25 20 20 18

57 22 23 21

附录表 4
工 作 条 件

托辊阻力系数

ω′
滚动轴承

(槽形) 含油轴承 0.04 0.05 0.06

ω ′′
滚动轴承 0.028 0.025 0.035

(平行) 含油轴承 0.034 0.040 0.056

清洁干燥 少量尘埃正常湿度 大量尘埃湿度大

0.02 0.03 0.04

8

附录表 5 传动滚筒与输送带间的摩擦因素 ?
滚筒覆盖面 光滑裸露的 运行条件 钢滚筒 带人字形沟 槽的橡胶覆 盖面 干态运行 清洁潮湿(有水)运行 污浊的湿态(泥浆、粘 土)运行 0.35~0.40 0.10 0.05~0.10 0.40~0.45 0.35 0.25~0.30 带人字形沟 槽的聚氨酯 覆盖面 0.35~0.40 0.35 0.20 带人字形沟 槽的陶瓷覆 盖面 0.40~0.45 0.35~0.40 0.35

附录表 6

带宽与物料块度
物料中大块的含量(质量百分率%)

带宽 B/mm

5

10

20

50

80

90

100

物料的最大块度尺/mm 800 350 300 250 220 200 170 160

1000 1200 1400

450 500 600

360 450 500

350 400 450

300 350 400

250 300 350

220 280 330

200 250 300

9

10


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