150米皮带计算.doc

南宁矿业有限公司皮带运输机选型计算3200采区运输下山皮带运输机南宁矿业机电科运输下山皮带运输机选型计算3200采区皮带运输下山倾角为13-19，机尾水平为-55m水平、机头水平为-17m水平，向上运煤进入煤仓，皮带运输上山长度为150米，运输生产率按单个采煤面360t/6h，即Q=60 t/h计算，煤的散集密度Y=0.9t/m3。设计安装1条皮带运输机，运输机带宽B=650mm，运行速度2m/s。每天运输时间为16h18h.一、原始参数 1、运输物料：原煤堆积密度： =0.9t/m 动堆积角：=202、运输能力：第一个给料点Q1= 150.00 t/h （自尾部起）第二个给料点Q2= 0.00 t/h 一、二给料点距离：L12= 0.00 m3、胶带几何特征：（自尾部）第一段水平长度L1=15.000m,倾角1=19.27=0.3363 弧度，提升高度H1=5.245m第二段水平长度L2=83.500m,倾角2=14.35=0.25 弧度，提升高度H2=21.362m第三段水平长度L3=83.500m,倾角3=18.41=0.32 弧度，提升高度H3=15.312m4、水平运输距离：L=144.500m5、胶带运行速度：V= 2m/s6、净提升高度：H=L，tg=41.917m二、自定义参数1、胶带宽度：B=650=0.65m2、输送机理论运量：Q=3600Sv k式中：S输送机带上物料最大截面积 ：S=0.04416 k倾斜输送机面积折减系数：k=0.8100Q=36000.0441620.810.9 带速 V=2.00m/s理论运量：Q=232t/h 松散密度=0.90t/m由于实际运量：Q1=150t/h 小于理论运量Q=232t/h 满足输送要求。3、初选胶带：尼龙帆布带 胶带型号：NN300 =300N/mm初选层数=3 覆盖胶带厚度=3.0+1.5mm 胶带总厚度=8.25mm计算层数=1.154、每米机长胶带质量：qB=6.104kg/m5、每米机长物料质量：式中： qG1= Q1/3.6v qG2= Q2/3.6v 带速v=2m/s=150/3.62=0/3.63.62 运输能力Q1=150.00 t/h=20.84 kg/m 故qG= qG1+ qG2=20.84 kg/m6、滚筒组： （1）初选头部传动滚筒 DCd 式中：系数C=90=903.75 芯层厚度d=3.7500=337.500mm所选胶带需要的传动滚筒最小直径为：500mm 传动滚筒直径D=500mm表面覆盖：菱形胶传动滚筒直径满足要求！（2）初选尾部改向滚筒直径400mm 7.托辊组： 重载段：采用35槽角三托辊组， 辊子直径89mm 辊子轴承型号;6204/C4 辊子轴径20mm 查表单个上辊转动部分质量G1 =2.15 kg n=3 a0-上托辊组间距；a0 = 1.50 qRO = nG 1 /a 0 32.15/1.5 =4.300 = kg/m每米机长上辊子旋转部分质量： qRO = 4.300kg/m 空载段：平托辊 辊子直径89mm辊子轴承型号：6204/C4 20mm 辊子轴径20mm查表单个下辊转动部分质量G2 = kg n= 1 a u-下托辊组间距；au = 3.00q RU = nG 2 /a u 15.79/3 = 1.930=kg/m每米机长下辊子旋转部分质量： qRU = 1.930kg/m 辊子旋转转速： 式中：带速 v=2.00 m/s= 302/3.140.0445 辊子半径r= 0.0445mm=429.18= rpm 辊子旋转转速小于600rpm，满足要求!8.上下胶带模拟阻力系数：f= 0.03009. 胶带与传动滚筒之间的摩擦系数： =0.350010.拉紧方式： 液压自动拉紧 拉紧位置至头部距离：L0 =30.000 m11.清扫方式：头部布置H型合金橡胶清扫器，尾部布置角型硬质合金清扫器12.导料槽：1500 设置节数=3节 导料板长度：l=4.5m三、输送机布置型式（见附图）四、辊子载荷校核 静载荷校核重载段辊子校核P0 = ea 0 g(Im/v+q B ) = 0.81.59.81(41.7/2+6.104) =317.30 = N 式中：e-辊子载荷系数e= 0.80 ； Im-输送能力； Im=Q/3.6=150/3.6= 41.70 kg/s上托辊组间距a0 =1.50m 带速v= 2.00 m/s胶带质量qB = 6.104kg/m辊子额定载荷P0e = 2170.00 辊子静载荷满足要求! 空载段辊子校核Pu = ea u q B g= 136.1049.81= 179.64 N式中：e-辊子载荷系数; e= 1.00 下托辊组间距au =3.00 胶带质量qB =6.10 kg/m辊子额定载荷Pue = 813.00辊子静载荷满足要求! 动载荷校核重载段辊子校核P 0 = P 0 f s f d f a= 317.31.21.061.1= 443.97 N式中：f s-运行系数；每天运行小时数:16小时fs= 1.20 f d-冲击系数；物料粒度组成：150300mm块料中有少量大块 fd= 1.06 f a-工况系数；有磨蚀或磨损性物料fa= 1.10重载段辊子净载荷P0 =317.30N辊子额定载荷P0e = 2170.00N 辊子动载荷满足要求。 空载段辊子校核P u = P u f s f a= 179.651.21.1=237.14N式中：空载段辊子静载荷Pu =179.65N运行系数fs = 1.20 工况系数fa =1.10辊子额定载荷Pue = 813.00 N 辊子动载荷满足要求!五、输送机阻力计算1. 主要阻力：胶带及物料产生的运行阻力FHF H = F HO +F HU式中：F HO - 承载段主要阻力；F HU - 回程段主要阻力;F HO = fgL 1 (q B +q G1 +q G2 )cos1 +L 2 (q B +q G1 +q G2 )cos2 +L 3 (q B +q G1 +q G2 )cos3 +Lq RO -F H12 = fg(q B +q G1 +q G2 )(L 1 cos1 +L 2 cos2 +L 3 cos3 )+Lq RO -F H12 =0.039.81(6.1035+20.84+0)(15cos1+83.5cos2+46cos3+144.54.3-0= 1282.68NF HU = fgL 1 q B cos1 +L 2 q B cos2 +L 3 q B cos3 +Lq RU = fgq B (L 1 cos1 +L 2 cos2 +L 3 cos3 )+Lq RU = 0.039.816.1035(15cos1+83.5cos2+46cos3)+144.51.93=331.22NF H = F HO +F HU= 1282.69+331.22= 1613.90N式中：水平输送长度L= 144.500m 胶带阻力系数f=0.030 第一段倾角1 =0.336弧度 胶带质量qB=6.104kg/m 第一段长度 L1 = 15.000m 物料质量qG1=20.84 kg/m 第二段倾角2 = 0.250弧度 物料质量qG2 =0.00 kg/m 第二段长度 L2 =83.500m 上辊子旋质qRO =4.300kg/m 第三段长度 L3 = 46.000m F H12 = L12fqG2cos1=0.000 N2. 附加阻力FNFN = FbA +Ff +F1 +Ft1）给料点处物料附加阻力FbAFbA = Ivv= 0.050.9100 02式中: 物料流量Iv=0.050 m /s Iv物料流量; Iv= Q/3600= 150/36000.9=0.050 m /s堆积密度=0.90 kg/m = 90.00N 带速v=2.00m/s2) 胶带绕过滚筒附加阻力F1主要滚筒个数共计3个，按每个滚筒204.96N计算。滚筒阻力系数按： 1.040F1 = 3204.96=614.88N3) 其它附加阻力之和Ff +F t =400.00NFN=F bA +F f +F 1 +F t =90+614.88+400=1104.88N3. 特种主要阻力Fs1F S1 = F+F gl1)托辊前倾阻力F上托辊前倾阻力F1 = F11 +F12 +F13F11= C 0 gL1 (q G +q B )-L1 q G2 cos1 sin= 0.430.359.810(20.84+6.104) -00cos19.27sin1.5=0.00NF12= C 0 gL2 (q G +q B )cos2 sinF=0.430.359.810(20. 84+6.104)0.00mcos14.35sin1.50.00 m =0.00NF12=C 0 gL3 (q G +q B )cos3 sin= 0.430.359.810(20.84+6.104) cos18.41sin1. 5=0.00N式中：C槽形系数；C= 0.43 L装前倾托辊设备长；前倾托辊设置： 不设置 L10.000m其中1-2给料点间装备L1 =0.00m L20.00m L30.00m下托辊前倾阻力F2 =F21 +F22 +F23F21=0 L1 q B gcoscos1 sinF= 0.3506.1049.81cos0cos19.27sin0=0.00NF22=0 L2 q B gcoscos2 sinF= 0.3506.1049.81cos0cos14.35sin0=0.00NF23=0 L3 q B gcoscos3 sinF= 0.3506.1049.81cos0cos18.41sin0=0.00NF1 = F11 +F12 +F13 =0+0+0=0.00NF2 = F21 +F22 +F23 =0+0+0=0.00N故F1= F1+ F2=0+0=0.00N摩擦系数0 = 0.35 物料质量QG=20.84kg/m 物料质量qG2=0.00 kg/m 胶带质量qB=6.10 kg/m托辊前倾角; =1.50=0.0300弧度托辊槽角； =0 =0.0000弧度托辊前倾角; =0.00=0.0000弧度2)被输送物料与导料栏板之间的摩擦阻力Fg1F1=2IV2gl/v2b12=0.70.0520.910009.814.5/220.42=108.64N故特种主要阻力Fs1 = F+F gl= 0+108.64=108.64N式中：2物料与导料板之间的摩擦系数； 20.70 物料流量Iv=0.050m/s 堆积密度=0.90t/ m 导料板长度l=4.50m 带速v=2.00m/sb 1导料板内部宽度 b 10.40m4. 特种附加阻力Fs2F s2 = F r +F a1）头部清扫器对胶带阻力(按照设置 2个清扫器计算) F r1 = 2AtP3= 20.007900000.7=882.00N式中：At清扫器与胶带接触面积; At= 0.0070mP清扫器与胶带之间的压力； P= 90000.003清扫器与胶带之间的摩擦系数；3 =0.702）空段清扫器对胶带阻力个清扫器计算）（按1个清扫器计算)F r2 = AwP31= 0.01900000.71=630.00N故 F r = F r1 +F r2= 882+630=1512.00N式中：Aw清扫器与胶带接触面积；Aw= 0.01003) 犁式卸料器附加阻力Fa = Bk 2= 0.650=0.00N故 附加特种阻力Fs2 = F r +F a=1512+0=1512.00N式中：是否设犁式卸料器？ 不设置 带宽B= 0.65m k 2刮板系数；k20.00N/m5. 倾斜阻力FsF st = q G1 gH+q G2 gH= 20.849.8141.917+09.8141.917=8569.47N式中：提升高度H=41.917 m 物料质量qG1 = 20.840kg/m 物料质量qG2 =0.000 kg/m第2点提升高度H= (L1-L12)tag1+L2tag2+L3tag3=41.917m6. 驱动滚筒圆周驱动力F u = F H +F N +F S1 +F S2 +F S= 1613.9+1104.88+108.64+1512+8569.47=12908.88N式中：主要阻力FH = 1613.90N 附加阻力FN =1104.88N特种主要阻力Fs1 =108.64N 特种附加阻力Fs2 = 1512.00N倾斜阻力Fst = 8569.47N六、传动功率计算及驱动设备选型1.传动滚筒轴功率计算P A = F u V= 12908.882=25817.77w=25.82Kw式中：圆周驱动力F= 12908.88N 带速v= 2.00m/s2.电动机功率计算 P M = P A /12=25.82/0.980.9410.950.95=31.01Kw联轴器数量: 每个效率为:0.981 软启动方式： 液力偶合器 减速器级数: 每级效率为:0.983功率取整PM = 32.00Kw式中：1-联轴器效率；1 = 0.980 2-减速器效率； 2 =0.941-电压降系数； = 0.950 -不平衡系数； = 0.9503.电动机选型: 采用2个滚筒驱动采用2台电机驱动,计算电机功率：N= 采用16Kw,电压等级：660v，电动机转速 1500 nrpm；电动机应有1.2备用系数，实选电机功率N=22 Kw 电动机型号： YBS-22-4，共计2台。4.减速器选型：选用JS30 (JS30A)减速机传动滚筒直径Dr=0.50m,带速V=2.00m/s，滚筒转速n2 = 76.39，减速器减速比i=22.24 实际带速V=1.77 m/s按照DTII型Y-DCY(Y-DBY)驱动进行计算选型5.低速轴弹性柱销联轴器选型：Tc=K*9550*Pw/n=3354.58N.m=3.35KN.mTn N.m工况系数K=2.00 驱动需要的轴功率Pw=13.17Kw工作转速n=75.00 rpm可根据ZL型弹性柱销齿式联轴器公称扭矩TN选择具体规格。6.高速轴弹性联轴器选型：Tc= K*9550*Pw/n=185.63 N.m=0.19KN.mTn N.m工况系数2.00 驱动需要的轴功率Pw=185.63工作转速n=1500.00 rpm可根据MLL型梅花形弹性联轴器公称扭矩TN选择具体规格。七、输送带张力计算组合 号电机型号 联轴器或偶合器 减速机型号 制动器型号逆止器型号联轴器或偶 合器护罩 制动器护罩 67 Y180M-4 MLL5F-I-20048x112/25x82MT5b DCY160-20 YWZ5-200/ 0 0 W1F-39 驱动装置图号 驱动装置架图号 驱动装置架H高 驱动装置架重量 装配形式 总重 Q321Z1067S(N) J321Z1044 710 118 3 431.3 1.逆止力矩计算F1 =1613.9N小于物料提升阻力F2 =8569.47N输送带运行阻力小于物料提升阻力，输送带会逆转，因此设置逆止器。输送机实际逆转力矩为：MnF st -0.8Lng(2qB +qRO +qRU )+q GngH/sindr=8569.5-0.8144.50.0129.81(26.104+4.3+1.93)+20.840.0129.8141.92/sin0.25= 2017.32 N.m式中：倾斜阻力Fst = 8569N 水平长度L=144.500 mn-胶带下滑时对托辊的模拟阻力系数；n = 0.0120胶带质量qB =6.104 kg/m 物料质量qG = 20.84 kg/m 上辊子旋质qRO = 4.300 kg/m 下辊子旋质qRU =1.93kg/m dr-驱动滚筒半径；dr= 0.2500m 倾角（弧度）= 0.34提升高度H= 41.917 m逆止力矩计算有效，此逆止器安装于减速器低速轴或者传动滚筒轴上。2.胶带在允许最大下垂度时输送带张力 重载段允许最小张力S zmina 0 (q G +q B )g/8(h/a) max= 1.5(20.84+6.104)9.81/80.01= 4955.92N式中：a0-上托辊组间距；a0 =1.50 m 物料质量qG = 20.84kg/m 胶带质量qB =6.104 kg/m (h/a) max-两托辊组间允许的胶带垂度；(h/a) max = 0.010 空载段允许最小张力S kmina u q B g/8(h/a) max= 36.1049.81/80.01= 2245.33N式中：a u-下托辊组间距；au =3.00 m 胶带质量qB= 6.104kg/m3.第一传动滚筒(1)第一传动滚筒奔离点输送带张力S1=S2= 12202.51 N (2)第一传动滚筒趋入点输送带张力S1= S1+Fu/2 = 18656.95 N 式中：圆周驱动力Fu= 12908.88N4.头部改向滚筒 头部改向滚筒奔离点输送带张力St1= S1= 18656.95 N 头部改向滚筒趋入点输送带张力St2=St1/1.04= 17939.38 N5.头部改向滚筒合力St= St1+St2 = 36596.33 N = 36.60KN 6.尾部滚筒胶带奔离点输送带张力 S4=S2 -FHO-FbA-(Ff+Ft)-F1-Fg1-Fa-Fst-HgqB=17939.38-1282.69-90-400-0-108.64-0-8569.47-41.929.816.1035S4=4978.826.10 N式中：趋入点S2（St2）=17939.38N 承载段主要阻力FHO=1282.68N给料点附加阻力FbA=90.00N 其它附加阻力Ff+Ft=400.00N上托辊前倾阻力F1=0.00N 导料板阻力Fg1=108.64N犁式卸料器附加阻力Fa=0.00N 倾斜阻力Fst=8569.47N 胶带质量qB=6.10kg/m 提升高度H=41.917m因S4=4978.82N大于Szmin=4955.93N 满足重载段胶带垂度要求。7.尾部滚筒胶带趋入点输送带张力S3=S4/Kg = 4978.82/1.04 N= 4787.32 N式中：尾部奔离点张力S4=4978.82NKg-胶带绕过滚筒时的阻力系数；Kg=1.04因S3=4787.33N大于Skmin=2245.33N满足空载段胶带垂度要求。8.拉紧装置处输送带张力S5= S3-(L-L0)fg(qB+qRU)+qBgH-Fr2=4787.33-（144.5-30）0.039.81(6.104+1.93) +6.119.8131.94-630= 5798.51N式中：尾部趋入点张力S3= 4787.32 N 水平长度L=144.50m拉紧距头部L0=30.00m 胶带阻力系数f=0.0300胶带质量qB =6.10kg/m 下辊子旋质qRU =1.93kg/m拉紧位置距尾部高度H=31.931m空段清扫器阻力Fr2= 630.00N因S5=5798.51N大于Skmin=2245.33N满足空载段胶带垂度要求。9.拉紧力计算M=2S5= 25798.51=11597.01 N=11.6KN式中：S5=5798.51N 最大拉紧力为：M=12.00 KN10.输送带总长度及拉紧行程（1）输送带总长度（粗略计算） L D = L Z +L A N+L式中：L D输送带订货总长度；L拉紧装置增加长度， 液压自动拉紧按6m估算；L Z几何尺寸决定的输送带周长：L Z = 2*(L1/COS1+L2/COS2+L3/COS3)+*(D+D1)/2 = 2(15/COS19.27+83.5/COS14.35+46/COS18.41)+（0.5+0.4)/2= 302.535m式中： 长度L1=15m， L2= 83.5m， L3= 46mm取整数LZ =303.0m 倾角1=19.27 2=14.353=18.41L A接头长度 mL A = (Z-1)b+Bctg60)/1000 =0.98m胶带宽度B= 650.00 mm 织物芯阶梯宽度b= 300.00mm 胶带层数Z=3 N接头数N= L Z /L0=303/200=1.52每卷胶带长度：L0=200 m取接头数为整数N= 2个接头所以输送带总长度LD =L Z +L A N+L= 303+0.982+6=310.95m，取整数长度LD=311.00m（2）拉紧行程L LL Z (+1 )/2+Sa= 302.535(0.02+0.001)/2=3.18m。11.头部传动滚筒合力第二