绿水洞350主运皮带机设计计算书.doc

绿水洞+350m主平硐带式输送机设计计算书机电运输科2010-2-5一、带式输送原始参数1、输送机技术参数：原始参数主运量Q400t/h主运距L5625m倾角12-0物料容重g0.9t/m3下运量Q150t/h下运距L1400m倾角0物料容重g1.6t/m3二、输送机驱动简图初定头部四驱动，驱动配比2：2。三、设计计算1. 初选输送带：输送带型号带 宽带质量带 厚钢丝绳最大直径ST2000钢丝绳芯带800mmqd=25.6kg/m20mmd=6.0mm2. 托辊选择1)本机上所有的托辊种类如下：槽形托辊：用于承载分支输送散状物料，普通段采用40槽形托辊；拐弯段采用60深槽托辊。平行下托辊：用于空载回程分支支撑输送带。V形托辊：用于承载回程分支输送矸石。缓冲托辊：安装在受料段下方，减小输送带所受的冲击，延长胶带寿命。过渡托辊：安装在滚筒与第一组托辊之间（或拐弯曲线过渡段），可使输送带逐步成槽或由槽形展平，以降低输送带边缘因成槽延伸而产生的附加应力，同时也防止输送带展平时出现撒料现象。2) 托辊间距的确定直线段托辊组间距为：承载托辊间距lt=1.5m回程托辊间距lt=3m缓冲托辊间距lth=0.5m拐弯段托辊组间距为：承载托辊间距lt=1m回程托辊间距lt=2m3)辊子选择承载辊子：(轴承4G305) 旋转质量Gt=5.5Kg回程辊子：(轴承4G305) 旋转质量Gt=13.55Kg承载回程辊子：(轴承4G305) 旋转质量Gt=7.38Kg3. 基本参数确定1) 物料线质量当已知设计运输能力和带速时，物料的线质量由下式求得:式中：Q每小时运输量，t/h;v运输带运行速度，m/s。2) 输送带线质量由输送带选型结果可知：3) 托辊旋转部分线质量qt, qt：承载：回程：承载回程：4） 局部阻力装载点物料加速阻力Wa： 其中：q物料线质量，kg/m；v带速，m/s。装载点导料槽侧板阻力：其中：带宽，m；物料集散密度，t/m3；导料槽侧板长度，m。清扫器阻力：弹簧清扫器阻力：空段清扫器阻力：总阻力为：N4. 线路阻力的计算取承载段和回程段阻力系数，承载分支阻力：所以：下皮带承载分支阻力：回程分支阻力：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，为保证输送机的正常运行，输送带的张力必须满足摩擦条件及垂度条件：满足垂度条件的最小张力值为：Szmin=5glt(q+qd)=5148NSkmin=5gltqd=3763N其中：Szmin承载段输送带最小张力；NSkmin回程段输送带最小张力；N满足摩擦传动条件：式中：C0摩擦力备用系数，取值1.3功率配比系数，取值2K传动滚筒与输送带间的摩擦系数， a=210同时满足摩擦传动条件和垂度条件，结合以上各点张力关系，得出如下方程组：用逐点张力法计算各点张力：S1S2= KS1=1.01 S1S3=S2+W2-3=1.01S1+14890S4=S3+W3-4=1.01S1+42002S5=S4+W4-5=1.01S1+31584S6=KS5 =1.02 S1+31900S7=S6+W6-7=1.02 S1+68658S8=S7+W7-8=1.02 S1+167192S9= KS8=1.03 S1+168864式中：张力增加系数，取；结合方程，解得：（单位：KN）S1=55，S2=56，S3=71，S4=98，S5=87.5，S6=88.4，S7=125，S8=223.7，S9=2266. 输送带强度验算其中：输送带安全系数;sd带芯拉断强度，N/mm；对于ST2000型带,sd=2.0KN/mm带宽，mm。7. 电动机功率的计算满载电动工况下需要的电机功率：牵引力：W=S9-S1+0.03(S1+S9)+WN=180KN 其中：电机功率备用系数，取；传动系统机械效率。l 综上，选用4台250KW电机。型号为：YKK450 3-4，电压等级10KV。8. 传动滚筒的选择选择传动滚筒直径时，可按三个方面考虑：(1) 限制输送带绕过传动滚筒时产生过大的附加弯曲应力计算滚筒直径：式中：D传动滚筒直径，mmd钢丝绳直径，mm(2) 限制覆盖胶或花纹变形量小于6的传动滚筒直径为：式中：K围包角影响系数，取K1b钢绳芯输送带上覆盖胶厚度，b8mml 综上所述，传动滚筒直径D1000mm。9. 减速器的选型根据带速、传动滚筒直径和电动机转速推知减速器的传动比为：选H3SH12+FAN型减速器，其标准传动比为31.5，其技术参数如下：型号高速轴输入转速n额定功率P1N传动比iH3SH12+FAN1500r/min388KW31.5l 选用FLENDER减速机，型号为H3SH12+FAN。10. 制动力矩的计算对长距离带式输送机，为保障停车制动时的充分安全，必须配置合理的制动装置，因此考虑系统停车减速度和惯性力来计算制动力矩，制动力和摩擦阻力平衡系统惯性力，作用在滚筒轴上制动力矩为：式中：m1皮带机直线部分惯性质量，kg；m2皮带机旋转部分惯性质量，kg；n驱动单元数；JiD驱动单元第i个旋转部件的转动惯量，kgm2；ii驱动单元第i个旋转部件至传动滚筒的传动比；Ji第i个滚筒的转动惯量，kgm2；r传动滚筒半径，0.5m；ri第i个滚筒的滚筒半径，m；Fa制动时的惯性力，N；FU*最不利工况下（）的摩擦阻力，；MZ停车时制动器所提供制动力矩，N；a停车减速度，0.3m/s2。47KNm。选择制动器型号为KZP1200/2x100数量1台，制动力矩为59KNm。11.软启动装置选择本机可采用YNRQD250/1500型液粘可控软起动装置，传递功率范围160-250kW，主要技术性能如下：1）、可以实现电动机空载起动，减小对电气和机械设备的冲击；2）、能为传动装置能提供可调的、平滑的、无冲击的起动力矩；3）、在多电动机驱动下能实现功率平衡；4）、输送机过载时能实现自动过载保护;5）、调速性能好，能实现无级调速和验带等功能。6）、正常运行时传动效率高、可靠性高、运行费用低；7）、正常工作时节省运行费用，利于设备维护；可以电机空载连续运转，避免电机频繁启动。使用YNRQD的驱动组合vtYNRQD提供的带延迟段的速度曲线12.拉紧装置的选择1.拉紧力的计算2.拉紧行程的计算=0.0025625+20.8+2.5+3.5=18.85m其中：K伸长系数，钢丝绳芯带取0.002；拉紧装置拉紧车长度，2.5m；接头长度，3.5m。考虑到施工现场条件及输送机的整体运行情况，拉紧方式采用液压自动拉紧方式，型号：ZYJ160/16.5D，取 13转弯段结构设计及转弯半径计算转弯带式输送机是通过增加托辊槽角、将转弯段的输送带内曲线抬高、将托辊倾斜安装，使输送机在转弯段运行时平衡胶带的内移力，以保证输送带转弯时的正常运行。下图是本条输送机的平面路线，全程有3处转弯。第一转弯起点A位于距离机尾1164米处，转角1.4，半径600米；第二转弯起点B位于距离机尾3372米处，转角14.4，半径600米；第三转弯起点C位于距离机尾3613.7米处，转角13，半径600米；皮带机平面线路图转弯承载段起点张力应该在考虑动负荷的情况下，按满载工况计算，这样才能充分保证本条输送机的可靠运行。1、转弯段结构形式托辊内侧各抬高角：托辊与胶带之间摩擦系数为：槽角：托辊上的载荷分配系数：转弯相遇点张力：S1=142.2kN，S3=182.5kN，S5=187kN（计算过程从略）1.1导来摩擦系数：承载段：1.2承载段转弯半径：在转弯处应保证输送带在任何正常工况下不发生跑偏，而跑偏的根本原因在于力的不平衡所致。根据转弯处诸力的平衡方程可以导出满足力学平衡条件的最小转弯半径为：A处满足力学平衡条件的弯曲半径：式中：沿输送带运行方向，直线段与曲线段相遇点输送带的张力；承载分支转弯处托辊旋转部分线质量，11kg/m；导来摩擦系数；承载分支托辊与输送带沿托辊运行阻力系数，取0.023；满足力学条件的最小转弯半径，m；输送带的线质量，25.6kg/m；转弯角度，rad。求得：RA288m。B处满足力学平衡条件的弯曲半径：式中：沿输送带运行方向，直线段与曲线段相遇点输送带的张力；承载分支转弯处托辊旋转部分线质量，11kg/m；导来摩擦系数；承载分支托辊与输送带沿托辊运行阻力系数，取0.023；满足力学条件的最小转弯半径，m；输送带的线质量， 25.6kg/m；转弯角度，rad。求得：RB371m。C处满足力学平衡条件的弯曲半径：式中：沿输送带运行方向，直线段与曲线段相遇点输送带的张力；承载分支转弯处托辊旋转部分线质量，11kg/m；导来摩擦系数；承载分支托辊与输送带沿托辊运行阻力系数，取0.023；满足力学条件的最小转弯半径，m；输送带的线质量， 25.6kg/m；转弯角度，rad。求得：Rc380m。由以上计算结果可得：A弧段、B弧段、C弧段曲率半径均为R=600m，满足设计要求。四、皮带机设计结论表参 数 名 称设 计 结 果输 送 带型号ST2000带宽800 mm线质量25.6kg/m静力学计算安全系数7.08滚筒直径(mm)驱动滚筒f1000 2个电 动 机功率配比2：2计算轴功率450kW电压等级10