【《某可伸缩式带式输送机设计计算过程案例》4000字】

某可伸缩式带式输送机设计计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u24912某可伸缩式带式输送机设计计算过程案例 1204641.1工作条件与原始参数： 1219901.2带式输送机运行阻力的计算： 2285361.1.1主要阻力 2321451.1.2附加阻力 5274651.3输送带张力计算 583931.3.1最小张力的限制条件 6287311.3.2输送带下垂度的限制 7118421.3.3运行阻力的计算 8149851.3.4各特性点张力计算 982711.3.5输送带验算 12302301.4传动功率计算 13109181.4.1滚筒传动轴功率计算 13188731.4.2电机功率计算 13232761.5传动滚筒相关参数计算 14117751.5.1传动滚筒合张力计算 14273761.5.2传动滚筒直径选择 14294561.5.3传动滚筒的最大扭矩计算 14147261.5.4传动滚筒直径验算 15139701.6拉紧行程与拉紧力计算 15182621.6.1拉紧行程计算 15209241.6.2拉紧力计算 151.1工作条件与原始参数：可伸缩带式输送机的工作条件以及初始参数如下：1）输送机输送物料：原煤2）运输物料特性：（1）块度：0～300mm （2）散装密度：900kg/m3 （3）在输送带上堆积角：30°3）带式输送机工作环境：安装地点：煤矿综采工作面的顺槽运输，或一般采煤工作面的顺槽运输和巷道掘进运输。环境温度：-10～40℃。4）输送系统及相关尺寸：（1）输送长度：800m （2）输送带宽度:800毫米 （3）输送量:400t/h （4）输送带速度:2m/s1.2带式输送机运行阻力的计算：圆周驱动力：输送机的运行阻力主要由主要阻力FH、附加阻力SN、提升阻力FSt和特种阻力Fs等几部分，这些阻力的和Fw等于从传动滚筒传递到输送带上的 Fw=FH＋FN＋FSt1.1.1主要阻力由于本次设计的输送机为水平运输，所以输送机的主要阻力可以被看作是输送带的前进阻力和承载分支及回程分支托辊的旋转阻力之和。可以根据一下公式计算： FH=fLg[式中：f——模拟摩擦因数，根据表1.3查取； L——输送机长度，本此设计取800m； g——重力加速度，g=9.81 ——输送机的工作倾角，设计中取0°； qB——输送带单位长度的质量，预选PVGs800型号输送带，取qB=15.0kg/m； qG——每米长度输送物料的质量，kg/m； qRO——承载分支托辊每米长旋转部分的质量，kg/m；表1.1摩擦因数其中，每米长输送物料质量： qG= 式（1.3）承载分支托辊每米长旋转部分的质量： qRO= 式（1.4）回程分支： qRU= 式（1.5）式中:Q——输送能力，设计中取400t/h； v——带速，设计中取2m/s； mRO——承载分支中一组托辊旋转部分的质量，查表1.4取14kg； mRU——回程分支中一组托辊旋转部分的质量，查表1.4取，12kg； lRO——承载分支托辊的间距，一般取1～1.5m； lRU——回程分支托辊的间距，一般取2～3m。表1.2 托辊旋转部分的质量根据查表可以选取mRO=14kg，mRU=12kg，lRO=1.2m，lRU=1.4m，带入公式可得：每米长输送物料质量： qG=/m承载分支托辊单位长旋转部分的质量：回程分支托辊每米长旋转部分的质量：由于所设计带式输送机工作面在在井下，适度大，环境比较恶劣，根据查表1.3取f=0.045代入式(1.5)中，可计算出主要阻力：FH=fLg[qRO＋qRU＋(2qB＋qG)cos]=36103.55N1.1.2附加阻力附加阻力主要是由物料在各个运输环节物料与输送带、导料槽侧板等部件产生的摩擦阻力组成。在机身长度大于80m的长距离的带式输送机运转过程中，其主要阻力远远大于其附加阻力，此时,为了方便计算，通常会把附加阻力划到主要阻力中去,同时不会因此使一些操作者担心出现任何严重的计算错误。具体的计算方法来说就是把主要的运动阻力数乘以某个阻力系数即FH＋FN式中：C——与输送机长度有关的系数。可以直接查表获取。根据本次设计输送机的数据可从表1.3中查出C的数值，即C取1.13。表1.3附加阻力计入系数综上，所以可得，可以算出FW=1.1336103.55=40797.01N1.3输送带张力计算输送带张力在整个过程由于会受到很多因素的影响从而不断发生变化，为了保证输送机能够正常工作，输送带必须满足以下条件：(1)首先在输送带任何一种负载情况下，都要保证滚筒与输送带之间不会出现打滑的现象；(2)为了能让两组托辊间的输送带的垂度小于一定值，必须保证有足够大的张力作用在输送带上。1.3.1最小张力的限制条件在制动滚筒和传动滚筒上，为了能够通过摩擦力的传递在起动、制动或者稳定工作情况下出现的总的圆周力Fmax需要最下的输送带张力。应该满足：F2min≥=式（1.7）式中：FUmax—满载带式输送机启动或制动时出现的最大圆周驱动力， N——为满载制动时的最大圆周驱动力； ——可以根据按表1.4查取； ——本次设计取480°； Ka——动载荷系数，Ka=1.2～1.7。设计中取Ka=1.32。取=0.2；取480°代入计算得：F2min≥==1181.14N表1.4传动滚筒与输送带的摩擦因数1.3.2输送带下垂度的限制只有输送带在两组托辊间的下垂度不会过大，才能保证带式输送机能够稳定运转。其张力决定着皮带的下垂度，张力越大，垂度越小。所以为了限制输送带的下垂度，使输送带能更好的工作与运转，作用在输送带上的最小张力需要满足以下条件：承载分支： Fcmin≥ 式（1.8）回程分支： FHmax≥ 式式中：——最大下垂度，一般取0.01； qG——每米长度输送物料的质量，取55.56kg/m； lRO——承载上托辊间距（最小张力处）根据表格取1.3； lRU——回程下托辊间距（最小张力处）根据表格取1.6。一般输送带在两个托辊间产生的下垂度应小于两个托辊间距的2.5%。上托辊间距参考见表1.5。在受料点处的托辊之间间距一般控制在300−600mm,而且一定要选择缓冲托辊。从机尾滚筒中心到第一个槽形上托辊的间距为800-1000mm。下托辊间距一般可以取2-3m,或者根据经验直接取上托辊间距的2倍。1.5上托辊间距带入计算可得：承载分支：Fcmin≥==11248.146N回程分支：FHmax≥==4781.38N1.3.3运行阻力的计算运行阻力在承载段以及回空段的计算如下 FCz=[（qG＋qB＋qRO）LZ1cos±（qG＋qB）Lsin]g式（1.10） FHz=[（qB＋qRU）LZ2cosqBLsin]g 式（1.11）式中：qB——输送带单位长度的质量，取15kg/m qRU——回程分支托辊每米长旋转部分的质量，取5kg/m ——槽型托辊阻力系数，按表1.6查取; ——平形托辊阻力系数，根据表1.6查取； ——运输机倾角，由于本设计的输送机为水平运输，所以本设计取0°，表1.6托辊阻力系数代入数据中，可以得承载段阻力FCz=[（qG＋qB＋qRO）LZ1cos±（qG＋qB）Lsin]g 式（1.12）=[（55.56＋15＋11.67）×200×0.04cos0]g=6453.41N回空段阻力：F1-2=[（15＋5）×9.27×0.035]×9.80=63.74NF3-4=[（15＋5）×5.08×0.035]×9.80=34.82NF5-6=[（15＋5）×1.67×0.035]×9.80=18.27NF7-8=[（15＋5）×1.42×0.035cos20°＋15×1.41×sin20°]×9.81=80.061NF9-10=[（15＋5）×1.66×0.035]×9.81=18.27NF11-12=[（15＋5）×5.07×0.036]×9.80=34.82NF13-14=[（15＋5）×0.035×（695＋100cos20°）＋15×（695＋100×sin20°）]×9.81=121514.68NF17-18=[(15＋5)×4×0.035]9.8=27.47N1.3.4各特性点张力计算本设计需要采用逐点计算法计算各特征点的张力。本次输送机设计采用双电机和双滚筒驱动以及液压拉紧装置。以主动滚筒的分离点为 1点，特殊点依次设为1、2、3、，直到最后相遇，如下图所示。已知： FCz=6453.41NF1-2=63.73NF3-4=34.82NF5-6=18.27NF7-8=80.061NF9-10=18.28NF11-12=34.83NF13-14=121514.69NF17-18=27.48N由计算可知，5点与9点为最小张力由垂度条件确定15点的张力： F承min≥==10381.9N 式（1.13）由逐点法计算各点的张力：因为F15=10381.9N，CF选择1.05F14===9888.48NF13=F14－F13-14=9888.48－121514.68=111626.2NF12===106310.67NF11=F12－F11-12=－106310.67－34.82=106345.49NF10===101281.42NF9=F10－F9-10=－101281.42－18.27=101299.69NF8===96475.9NF7=F8－F7-8=－96475.9－80.06=96555.96NF6===91958.06NF5=F6－F5-6=－91958.06－18.27=91976.33NF4===87596.50NF3=F4－F3-4=－87596.50－34.82=87631.32NF2===83458.4NF1=F2－F1-2=－83458.4－63.73=83521.13NF16=F15＋FCz=10381.9＋6453.41=16836.31NF17=F16CF=16836.31×1.05=17678.13NFY=F18=F17＋F17-18=17678.13＋27.47=17705.6N图1.1各特性点分布图(3)各特性点张力校核：采用包胶滚筒，选定围包角为480°。选摩擦因数μ=0.2。摩擦力备用系数选取n=1.2。由计算可算得允许FY的最大值为： FYmax=F1（1＋） 式（1.14） =83521.13×（1＋） =383656.66＞FY=17705.6所以满足摩擦条件。1.3.5输送带验算(1)不打滑条件验算为了保证输送带在正常运输过程中不打滑，应使输送带在传动滚筒松边的最小张力应满足：F2min≥根据已知数据可知：F1=83521.14所以满足要求下垂度条件验算为了限制输送带的下垂度，作用在输送带承载分支和回程分支上任意一点的最小张力应满足如下要求：承载：Fcmin回程：FHmax根据验算可得输送带下垂度满足要求输送带强度验算帆布带的强度校核应该满足公式： 式（1.15）式中：Fmax——输送带最大张力，N； m——根据表1.7查取； ——取350N/(mm·层)； B——本设计取800mm Z——输送带层数。表1.7接头帆布层数Z为9层，输送带最大张力为特性点1处，取m=9，进行校核可得；==29.51≤350因此输送带满足所需强度条件。1.4传动功率计算1.4.1滚筒传动轴功率计算可根据下列公式对滚筒传动轴功率进行计算 式（1.16）式中：PA——传动轴功率；kw FU——取40797.02N V——带速；m/s则，满载状态下PA=FU.V10001.4.2电机功率计算根据以下公式进行计算 式（1.17）式中：ηM由于满载运行时，会损耗部分功率，所以发动机额定功率应为：PM=PAηM所以可以选择2×45kw电机1.5传动滚筒相关参数计算作为带式输送机中最重要的传递动力的部件，传动滚筒的作用无疑是巨大的。滚筒可以可以划分为单、双滚筒驱动两种类型。从目前的适用范围讲，通常单滚筒驱动会与功率较低的发动机搭配一起使用。采用双滚筒传动的优势是结构紧凑,对滚筒的牵引力也可以通过改变围包角的方式进行改变，大多适合于功率较高的输送机，因此比较适用于井下生产。在煤矿井下日常生产中多数情况下会选择多台电机分别驱动搭配双滚筒驱动，并且为了保证两个滚筒能够以相同的速度共同传动的目的，可以通过选择齿轮传动来实现。假如采用双滚筒驱动时无须进行牵引,则可以考虑采用多点驱动。1.5.1传动滚筒合张力计算根据算得的特性点的张力计算传动滚筒的合张力=83522.14＋17705.7=101227.71N1.5.2传动滚筒直径选择根据初始数据，本次设计输送带宽为800mm，根据查阅相关表格可以选取传动滚筒的直