带式输送机的设计计算

1、第三章 带式输送机的设计计算3.1 已知原始数据及工作条件带式输送机的设计计算，应具有下列原始数据及工作条件资料（ 1）物料的名称和输送能力：（ 2）物料的性质：1） 粒度大小，最大粒度和粗度组成情况；2） 堆积密度；3） 动堆积角、静堆积角，温度、湿度、粒度和磨损性等。（ 3）工作环境、干燥、潮湿、灰尘多少等；（ 4）卸料方式和卸料装置形式；（ 5）给料点数目和位置；（ 6）输送机布置形式和尺寸，即输送机系统（单机或多机）综合布置形式、地形条件和供电情况。输送距离、上7运或下运、提升高度、最大倾角等；（ 7）装置布置形式，是否需要设置制动器。原始参数和工作条件如下：1）输送物料：煤2）物料特

2、性：1）块度：。300mm2）散装密度：0.90t/ m33）在输送带上堆积角：p =204）物料温度：<503）工作环境：井下4）输送系统及相关尺寸：（ 1）运距： 300m（2）倾斜角：（3 =0（ 3）最大运量:350t/h初步确定输送机布置形式，如图3-1 所示：图3-1传动系统图3.2 计算步骤3.2.1 带宽的确定：按给定的工作条件，取原煤的堆积角为20。原煤的堆积密度按900 kg/ m3。输送机的工作倾角B =0 0带式输送机的最大运输能力计算公式为Q 3.6s（3.2-1 ）式中：Q输送量（t/h）;v带速（m/s）;物料堆积密度（kg/m3）;s在运行的输送带上物料的

3、最大堆积面积，m2K-输送机的倾斜系数带速与带宽、输送能力、物料性质、块度和输送机的线路倾角有。当输送机向上运输时，倾角大，带速应低；下运时， 带速更应低；水平运输时，可选择高带速.带速的确定还应考虑输送机卸料装置类型，当采用犁式卸料车时，带速不宜超过3.15m/s。表3-1倾斜系数k选用表倾角（。）2468101214161820k1.000.990.980.970.950.930.910.890.850.81输送机的工作倾角=0查DTII带式输送机选用手册（表 3-1 ） k可取1.00按给顶的工作条件，取原煤的堆积角为20。；原煤的堆积密度为900kg/m3;考虑山上的工作条件取带速为1

4、.6m/s ;将参数值代入上式，即可得知截面积S:图3-2槽形托辐的带上物料堆积截面表3-2槽形托辐物料断面面积A槽带宽 B=500mm带宽 B=650mm带宽 B=800mm带宽 B=1000mm角动堆积动堆积动堆积动堆积动堆积动堆积动堆积动堆积角 p角 p角p角p角p角p角p角p（入）20°30°20°30°20°30°20°30°30°0.02220.02660.04060.04840.06380.07630.10400.124035°0.02360.02780.04330.05070.0

5、6780.07980.11100.129040°0.02470.02870.04530.05230.07100.08220.11600.134045°0.02560.02930.04690.05340.07360.08400.12000.1360查表3-2,输送机的承载托辑梢角35。，物料的堆积角为20°时，带宽为800 mm勺输送带上允许物料堆积的横断面积为0.0678 m2,此值大于计算所需要的堆积横断面积，因此选用宽 度为800mm勺输送带能满足要求。经过计算，故确定带宽B=800mm,680翎煤矿用阻燃输送 带。680S型煤矿用阻燃输送带的技术规格：纵向拉

6、伸强度750N/mm；带厚8.5mm；输送带质量9.2Kg/m。3.2.2 输送带宽度的核算输送大块散状物料的输送机，需要按（3.2-2 ）式核算，再查表 2-3B 2200原煤的堆积密度按900 kg/ m3输送机的工作倾角B =0 0带式输送机的最大运输能力计算公式为Q 3.6s( 3.2-1 )式中： Q 输送量( t/h)；V带速(m/s)；物料堆积密度(kg /m3) ；s 在运行的输送带上物料的最大堆积面积, m2K 输送机的倾斜系数带速选择原则：(1) 输送量大、输送带较宽时，应选择较高的带速。(2) 较长的水平输送机，应选择较高的带速；输送机倾角愈大，输送距离愈短，则带速应愈低

7、。(3) 物料易滚动、粒度大、磨琢性强的，或容易扬尘的以环境卫生 条件要求较高的，宜选用较低带速。(4) 一般用于给了或输送粉尘量大时，带速可取0.8m/s1m/s;或根据物料特性和工艺要求决定。(5) 人工配料称重时，带速不应大于1.25m/s。(6)采用犁式卸料器时，带速不宜超过 2.0m/s(7)采用卸料车时，带速一般不宜超过2.5m/s;当输送细碎物料或小块料时，允许带速为3.15m/s。(8)有计量秤时，带速应按自动计量秤的要求决定。(9)输送成品物件时，带速一般小于1.25m/s。带速与带宽、输送能力、物料性质、块度和输送机的线路倾角有 关.当输送机向上运输时，倾角大，带速应低；下

8、运时，带速更应低； 水平运输时，可选择高带速.带速的确定还应考虑输送机卸料装置类 型，当采用犁式卸料车时，带速不宜超过 3.15m/s。表3-1倾斜系数k选用表倾角(。)2468101214161820k1.000.990.980.970.950.930.910.890.850.81输送机的工作倾角=0 ;查DTII带式输送机选用手册(表3-1 )(此后凡未注明均为该书)得k=1按给顶的工作条件，取原煤的堆积角为20原煤的堆积密度为900kg/m3；考虑山上的工作条件取带速为1.6m/s;将个参数值代入上式，可得到为保证给顶的运输能力，带上必须具有的的截面积S:QS36""

9、350 0 0675 m23.6 900 1.6 1. m图3-2槽形托辐的带上物料堆积截面表3-2槽形托辐物料断面面积A带宽 B=500mm带宽 B=650mm带宽 B=800mm带宽 B=1000mm槽动堆积动堆积动堆积动堆积动堆积动堆积动堆积动堆积角入角 p角 p角p角p角p角p角p角p20°30°20°30°20°30°20°30°30°0.02220.02660.04060.04840.06380.07630.10400.124035°0.02360.02780.04330.05070

10、.06780.07980.11100.129040°0.02470.02870.04530.05230.07100.08220.11600.134045°0.02560.02930.04690.05340.07360.08400.12000.1360查表3-2,输送机的承载托辑梢角35° ,物料的堆积角为20 时，带宽为800 mm勺输送带上允许物料堆积的横断面积为 0.0678 m2, 此值大于计算所需要的堆积横断面积，据此选用宽度为800mm勺输送 带能满足要求。经过计算，确定选用带宽B=800mm,680盟煤矿用阻燃输送带。680S型煤矿用阻燃输送带的技术规

11、格：纵向拉伸强度750N/mm带厚8.5mm;输送带质量9.2Kg/m.3.2.2输送带宽度的核算输送大块散状物料的输送机，需要按（3.2-2 ）式核算，再查表2-3B 2200(2.2-2 )式中最大粒度，mm表2-3不同带宽推荐的输送物料的最大粒度mm带宽B500650800100012001400粒度筛分后100130180250300350未筛分150200300400500600计算：B 800 2 300 200 800故，输送带宽满足输送要求。3.3 圆周驱动力3.3.1 计算公式1）所有长度（包括L 80m ）传动滚筒上所需圆周驱动力FU 为输送机所有阻力之和，可用式3.3-1

12、 )3.3-1 ）计算：FUFHFNFS1 FS2FSt式中 FH 主要阻力，N；FN 附加阻力，N；FS1 特种主要阻力，N；FS2 特种附加阻力，N；FSt 倾斜阻力，N。五种阻力中，Fh、Fn是所有输送机都有的，其他三类阻力，根 据输送机侧型及附件装置情况定。2） L 80m对机长大于80m的带式输送机，附加阻力Fn明显的小于主要阻力, 为此引入系数C作简化计算，则公式变为下面的形式：FuCFhFsiFs2 F%(3.3-2 )式中C 与输送机长度有关白系数，在机长大于80m时，可按式(2.3-3 )计算C 0(3.3-3)L式中L0 附加长度，一般在 70m到100m之间；C系数，不小

13、于1.02。C查"DTH (A)型带式输送机设计手册表3-4表3-4系数CL80100150200300400500600C1.921.781.581.451.311.251.201.17L70080090010001500200025005000C1.141.121.101.091.061.051.041.033.3.2主要阻力计算输送机的主要阻力Fh是物料及输送带移动和承载分支及回程分(3.4-4 )支托辐旋转所产生阻力的总和。可用式(2.4-4 )计算：FhfLgqRo qRu (2qB qG)cos 式中f模拟摩擦系数，根据工作条件及制造安装水平决定，一般可按表查取;输送机长

14、度(头尾滚筒中心距)，mg重力加速度；初步选定托辑为 DTH 6204/C4,查表得，上托辐间距a0=1.2m, 下托辐间距au = 3 mi上托*g梢角35° ,下托辐梢角0 °。qRo 承载分支托辐组每米长度旋转部分重量，kg/m,用式(3.4-5 )计算qRo G1(3.4-5 )a。其中Gi 承载分支每组托辑旋转部分重量，kg ；a。承载分支托辐间距，m;托辐参数，知 Gi 24.3kg计算：qRo &="3 =20.25 kg/ma。1.2qRu 回程分支托辐组每米长度旋转部分质量，kg/m,用式(3.3-6 )计算：qRu 鱼(3.3-6)au

15、其中G2 回程分支每组托辑旋转部分质量；回程分支托辐间距，m;14G2 15.8 kg计算：qRu '=158=5.267 kg/m au3qG 每米长度输送物料质量qGIm Q3.660.734 kg/m 3503.6 1.6qB每米长度输送带质量，kg/m, qB=9.2kg/mFhfLgqRO qRU (2qB qG )cos =0.045 X 300X 9.8 X 20.25+5.267+ (2X 9.2+60.734 ) X cos35 =11379Nf运行阻力系数f值应根据表3-5选取。取f =0.045。表3-5阻力系数f输送机工况f工作条件和设备质量良好，带速低，物料内

16、摩擦较小0.02 0.023工作条件和设备质量一般，带速较高，物料内摩擦较大0.025 0.030工作条件恶劣、多尘低温、湿度大，设备质量较差，托辐 成槽角大于35。0.035 0.0453.3.3主要特种阻力计算主要特种阻力Fsi包括托辑前倾的摩擦阻力F和被输送物料与导15料梢拦板间的摩擦阻力Fgi两部分，按式（3.3-7 ）计算:FSl F +Fgl（ 3.3-7 ）F 按式（ 2.3-8 ）或式（3.3-9 ）计算：（ 1） 三个等长辊子的前倾上托辊时F C 0L （qB qG）g cos sin（ 3.3-8 ）（ 2） 二辊式前倾下托辊时F0L qBgcos cos sin（ 3.3

17、-9 ）本输送机没有主要特种阻力FS1 ，即FS1 =03.3.4 附加特种阻力计算附加特种阻力FS2包括输送带清扫器摩擦阻力Fr和卸料器摩擦阻 力Fa等部分，按下式计算：FS2 n3 Fr Fa（3.3-10 ）Fr A P 3（3.3-11 ）FaB k2（3.3-12 ）式中期清扫器个数，包括头部清扫器和空段清扫器；A一个清扫器和输送带接触面积，m2 ；P 清扫器和输送带间的压力，N/m2, 一般取为3 10410 104清扫器和输送带间的摩擦系数，一般取为0.50.7 ;k2 刮板系数，一般取为1500 N/m表3-6导料槽栏板内宽、刮板与输送带接触面积带宽B/mm导料栏板内宽bi /

18、m刮板与输送带接触面积A/m2头部清扫器空段清扫器5000.3150.0050.0086500.4000.0070.018000.4950.0080.01210000.6100.010.01512000.7300.0120.01814000.8500.0140.021查表 3-7 得 A=0.008m 2,取 p=10 io4 N/m2,取 3=0.6,将数据带入式（3.3-11 ）则 Fr=0.008 X 10 104 X 0.6=480 N拟设计中有两个清扫器和一个空段清扫器（一个空段清扫器相当于1.5个清扫器）Fa=0由式（3.3-10 ）贝U Fs2 =3.5 X 480=1680 N

19、3.3.5倾斜阻力计算倾斜阻力按下式计算:FstqGg H(3.3-13 )式中：因为是本输送机水平运输，所有 H=0Fst qG g H =0由式(2.4-2 ) Fu CFh Fsi Fs2 FFu=1.12X 11379+0+1680+0=14425N3.4传动功率计算3.4.1 传动轴功率（Pa）计算传动滚筒轴功率（Pa）按式（3.4-1 ）计算:3.4.2 电动机功率计算电动机功率Pm ,按式（3.4-2 ）计算:(3.4-2 )式中 一一传动效率，一般在 0.850.95之间选取;联轴器效率;每个机械式联轴器效率：1=0.98液力耦合器器：1=0.96;2 减速器传动效率，按每级齿

20、轮传动效率为0.98计算；二级减速机：2=0.98 X 0.98=0.96三级减速机：2=0.98 X 0.98 X 0.98=0.94'电压降系数，一般取 0.900.95。"多电机功率不平衡系数，一般取 “0.900.95,单驱动时, "1。根据计算出的Pm值，查电动机型谱，按最大原则选定电动机功 率。由式（3.5-1 ） pA = 14425 1.6=23080W1000由式（2.5-2 ）c23080CPM =20.98 （0.98 0.98 0.98） 0.95 0.95=55614W则电动机型号为 YB200L-4, N=30 KW数量2台。3.5输送带

21、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，为保证输送机上午正常运行，输送带张力必须满足以下条件:(1)在任何负载情况下，作用在输送带上的张力应使得全部传 动滚筒上的圆周力是通过摩擦传递到输送带上，而输送带与滚筒间 应保证不打滑；(2)作用在输送带上的张力应足够大， 使输送带在两组托辑间 的垂度小于规定值。3.5.1 输送带不打滑条件校核圆周驱动力&通过摩擦传递到输送带上(见图 3-3)图3-3作用于输送带的张力28如图4所示，输送带在传动滚简松边的最小张力应满足式(28)的要 求。SLminCFmax传动滚筒传递的最大圆周力Fmax Ka F。动载荷系数Ka 1.2 1.7

22、 ； 对惯性小、起制动平稳的输送机可取较小值；否则，就应取较大值。取 Ka 1.5传动滚筒与输送带间的摩擦系数，见表 3-7工作条件光面滚筒胶面滚筒清?吉干燥0.25 0.030.40环境潮湿0.10 0.150.25 0.35潮湿粘污0.050.20带间的摩擦系数表3-7传 动 滚 筒 与 输 送取 Ka =1.5,由式Fumax = 1.5 X 14425=21638N对常用C=L=1.97 e 1该设计取 =0.05 ;=470。“min CFmax =1.97 21638=42626N Himmax3.5.2 输送带下垂度校核为了限制输送带在两组托辐间的下垂度，作用在输送带上任意一点的

23、最小张力Fmin,需按式（2.5-1 ）和（2.5-2 ）进行验算。承载分支7: minao(qB qG)gh(3.5-1)adm回程分支 F回 mina0 qB g(3.5-2)8 ha adm式中 h允许最大垂度，一般 0.01 ;a admao 承载上托辐间距（最小张力处）au 回程下托辐间距（最小张力处）=0.01 由式(2.5-2 )得:admF 承 minF回 min1.2 (9.2 60.734) 9.8 =10280 N8 0.013 9.2 9.83381 N8 0.013.5.3各特性点张力计算为了确定输送带作用于各改向滚筒的合张力，拉紧装置拉紧力和凸凹弧起始点张力等特性点

24、张力，需逐点张力计算法，进行各特性点张力计算。以下是张力分布点图：（1）运行阻力的计算有分离点起，依次将特殊点设为 1、2、3、，一直到相遇点10点，如图3-4所示。计算运行阻力时，首先要确定输送带的种类和型号。在前面我们已经选好了输送带，680S型煤矿用阻燃输送带，纵向拉伸强度750N/mm带厚8.5mm输送带质量9.2Kg/m.1)承载段运行阻力由式(3.5-3 ):Fzq q()qtz)L zcos (qq()Lsin ) g(3.5-3 )=(60.67 9.2 20.25) 300 0.04 cos0 9.8 =10598N2)回空段运行阻力由式(3.5-4 )Fkq° q

25、tk)L kcos &q°)Lsin) g(3.5-4)F5N6(9.2 5.27) 295 0.035cos09.8=1464NF鸣2(9.2 5.27) 4 0.035 cos0 9.8=20NF9N10(9.2 5.27) 2 0.035 cos0 9.8=10NF3M(9.2 5.27) 1 0.035 cos0 9.8=5N3）最小张力点有以上计算可知，4点为最小张力点（2）输送带上各点张力的计算1）由悬垂度条件确定5点的张力承载段最小张力应满足F 承 min1.2 (9.2 60.734) 9.8 =10280N8 0.012）由逐点计算法计算各点的张力因为 S7 =10280N,根据表 14-3 选Cf=1.05 ,故有&豆=9790NCfS5 S6 Fy 8326NS4 5=7929NCFS3 S4 F为4 7924NS2 3=7546NCfSi S2 E,2 7526NS8S7Fz20878NS9 S8 Cf=21921NSY = SI0S9 F9 俨 21931N(3)用摩擦条件来验算传动滚筒分离点与相遇点张力的关系滚筒为包胶滚筒，围包胶为470 o由表14-5选摩擦系数并取摩擦力备用系数