1、带式输送机的设计计算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 运或下运、提升咼度、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）
2、输送物料：煤2）物料特性：1）块度：0300mm2） 散装密度：0.90t/ m33） 在输送带上堆积角：p =20 4） 物料温度：50 C3）工作环境：井下4）输送系统及相关尺寸： （1）运距：300m（2 ）倾斜角：B =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：f i:XX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 。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
3、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DT H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
4、900kg/ m3;考虑山上的工作条件取带速为1.6m/s ;将参数值代入上式，即可得知截面积S:QS 3.6-表3-2槽形托辊物料断面面积 A槽带宽 B=500mm带B=650mm宽n带B=800mr宽n带B=1000m宽im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（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 0.0220.0260.0400.0480.0630.0760.1040.1242664830035 0.0230.0270.0430.0500.0670.0790.1110.1296837880040 0.0240.0280
5、.0450.0520.0710.0820.1160.1347733020045 0.0250.0290.0460.0530.0730.0840.1200.13663946000查表3-2,输送机的承载托辊槽角 35 ，物料的堆积角为20 时，带宽为800 mm的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的输送带能满足要求。经过计算，故确定带宽B=800mm,680S型煤矿用阻燃输送 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
6、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 2 200原煤的堆积密度按900 kg/ m3。输送机的工作倾角B =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。(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
7、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
8、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DT H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:QS 3.63.6 900 1.6 1 0.0675 m图3-2槽形托辊的带上物料堆积截面表3-2槽形托辊物料断面面积 A槽角入带宽
9、B=500mm带 宽B=650mm带 宽B=800mm带 宽B=1000mm动堆积 角 p20 动堆积 角 p30 动堆积角P20 动堆积角P30 动堆积角P20 动堆积角P30 动堆积角P20 动堆积角P30 30 0.02220.02660.04060.04840.06380.07630.10400.124035 0.02360.02780.04330.05070.06780.07980.11100.129040 0.02470.02870.04530.05230.07100.08220.11600.134045 0.02560.02930.04690.05340.07360.08400.
10、12000.1360查表3-2,输送机的承载托辊槽角35 物料的堆积角为20 时, 带宽为800 mm的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的输 送带能满足要求。经过计算，确定选用带宽B=800mm,680S型煤矿用阻燃输送带。 680S型煤矿用阻燃输送带的技术规格：纵向拉伸强度750N/mm ；带厚8.5mm;输送带质量9.2Kg/m.322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 2 200 （ 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
11、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L80m ）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(331 )计算:FU FH F N FS1 FS2 FSt(3.3-1 )式中Fh主要阻力，N ;Fn附加阻力，N ;Fsi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
12、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:式中C与输送机长度有关的系数，在机长大于 80m时，可按式（2.3-3 ）计算C （ 3.3-3）L式中Lo附加长度，一般在 70m到100m之间；C 系数，不小于1.02。C查DT n（ A）型带式输送机设计手册表3-4表3-4系数CL80100150200300400500600C1.921.781.581.451.311.251.201.17L70080090010001500200025005000C1.141.121.101.091.06
13、1.051.041.03332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支托辊旋转所产生阻力的总和。可用式(2.4-4 )计算：Fh fLgqR。qRu (2qB qG)cos ( 3.4-4 )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；L 输送机长度(头尾滚筒中心距)，m ;g重力加速度；初步选定托辊为DTII 6204/C4 ,查表得，上托辊间距a0 = 1.2m , 下托辊间距au =3 m，上托辊槽角35 ，下托辊槽角0。qRO 承载分支托辊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 )
14、a。其中G 承载分支每组托辊旋转部分重量， kg ;ao 承载分支托辊间距，m ;托辊参数，知 Gi 24.3kg计算：qRO G1=学=20.25 kg/ma。 1.2qRu回程分支托辊组每米长度旋转部分质量， kg/m，用式(336 )计算:其中G2 回程分支每组托辊旋转部分质量;au 回程分支托辊间距，m ;g2 15.8 kgqc每米长度输送物料质量qcImFh fLgqR。qRU (2qB qG)cos =0.045 X300 X9.8 X20.25+5.267+ (2 X9.2+60.734 ) Xcos35 =11379Nf运行阻力系数f值应根据表3-5选取。取f =0.045表
15、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，物料内摩擦较小0.02 0.023工作条件和设备质量一般，带速较咼，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，托辊0.035 0.045成槽角大于35 3.3.3主要特种阻力计算主要特种阻力Fs1包括托辊前倾的摩擦阻力F和被输送物料与导料槽拦板间的摩擦阻力Fgi两部分，按式(3.3-7 )计算:Fsi F + Fgi (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 oL (qB qG)gcos sin ( 3.3-8 )(2)二辊式前倾下托
16、辊时F oLqBgcos cos sin (3.3-9 )本输送机没有主要特种阻力F，即Fs!=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 (3.3/0 )Fr A P 3 (3.3-11 )Fa B k2 (3.3-12 )式中n3 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3 104 10 104 N/ m2 ；3 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/
17、m。表3-6导料槽栏板内宽、刮板与输送带接触面积带宽B导料栏板内宽刮板与输送带接触面积 A/m/mmb /m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 104N/m 2，取 3=0.6，将数 据带入式（3.3-11 ）则 Fr=0.008 X10 104 X0.6=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）
18、Fa=0由式（3.3-10 ） 则 Fs2=3.5 X480=1680 N3.3.5倾斜阻力计算倾斜阻力按下式计算：FstFst qG g 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 Fs1 Fs2 FstFu=1.12 X11379+0+1680+0=14425N3.4传动功率计算341传动轴功率（Pa）计算传动滚筒轴功率（Pa ）按式（3.4-1 ）计算：B 匸 （3.4-1 ）1000342电动机功率计算电动机功率Pm，按式（3.4-2 ）计算：Pm 耳 （3.4-2 ） 式中 一一传动效率，一般在 0.8
19、50.95之间选取；1 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，按每级齿轮传动效率为 0.98计算；二级减速机：2=0.98 X0.98=0.96三级减速机：2=0.98 X0.98 X0.98=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 ）lM230800.98 (0.98 0.98 0.98) 0.95 0.95=55614W
20、则电动机型号为 YB200L-4 , N=30 KW，数量2台。3.5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，使输送带在两组托辊间 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Fu通过摩擦传递到输送带上（见图 3-3）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。SLmi n CFmax传动滚筒传递的最大圆周力Fma
21、x Ka动载荷系数Ka 1.2 N 1.7 ；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洁干燥0.25 0.030.40环境潮湿0.10 0.150.25 0.35潮湿粘污0.050.20表3-7传动滚筒与输送带间的摩擦系数Ka=1.5 ,由式 Fu max = 1.5 X14425=21638N对常用C=1.97 e 1该设计取 =0.05 ; =470。SLmin CFmax =1.97 21638=42626N3.5.2输送带下垂度校核为了限制输送带在两组托辊间的下垂度，作用在输送带上任意
22、一点的最小张力Fmin，需按式(2.5-1 )和(2.5-2 )进行验算。承载分支 F承 min a0(qB qG)g (3.5-1)8 ha admh式中一 允许最大垂度，一般 0.01 ;a adma0承载上托辊间距（最小张力处） ；au 回程下托辊间距（最小张力处）h取 一 =0.01 由式(2.5-2 )得:a adm1.2 (9.2 60.734) 9.88 0.01F回 min 3 9 9.8 3381 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
23、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 ）:Fz q q。qtz)L z cos (q q)Lsin ) g=(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 )Fk q。qtk)L “os (qk q)Lsin ) gFe (9.2 5.27
24、) 295 0.035 cos0 9.8=1464N(3.5-3)(3.5-4)F叫2 (9.2 5.27) 4 0.035 cos09.8=20NF10 (9.2 5.27) 2 0.035 cos09.8=10NF孔4 (9.2 5.27) 1 0.035 cos09.8=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 min 1.2（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S6鱼=
25、9790NCfS5 S6 f6 8326NS4 冬=7929NCfS3 S4 f4 7924NS2 鱼=7546NCfSi S2 f2 7526N58S FZ 20878N59S8 Cf=21921NSy = S10 S9 F 910 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=0.35。滚筒为包胶滚筒，围包胶为470 。表14-5选摩擦系数 并取摩擦力备用系数n=1.2。由式（3.5-5 ）可算得允许Sy的最大值为：0.35 弊=7526 (11.2=33340N Sy故摩擦条件能够满足设计要求3.6传动滚筒、改向滚筒合张力计算361改向滚筒合张力计算根据计算出的各特
26、性点张力，计算各滚筒合张力机头部180改向滚筒的合张力：F 改 1= S8 S9=20878+21921=42799N尾部180改向滚筒的合张力：F改 2= S6 S7=9790+10280=20070N3.6.2传动滚筒合张力计算根据各特性点的张力计算传动滚筒的合张力动滚筒合张力：F1 F2 S。S=21926+7526=29452N3.7传动滚筒最大扭矩计算(3.7.2)双驱动时，传动滚筒的最大扭矩Mmax按式（3.7.2 ）计算: M FU1（ Fu 2 ） max DM max2000初选传动滚筒直径为500mm,则传动滚筒的最大扭矩为：Fu1(Fu2)max=29.452KN皿喰 2
27、9.452 5=5.4KN/m3.8拉紧力计算拉紧装置拉紧力Fo按式（3.8-1 ）计算Fo Si Si 1 （3.8-1 ）式中S拉紧滚筒趋入点张力（N ）;Sii 拉紧滚筒奔离点张力（N ）。由式（2.8-1）Fo S2 S3 =7924+7546=15470 N =15.47 KN查煤矿机械设计手册初步选定钢绳绞筒式拉紧装置3.9绳芯输送带强度校核计算(3.9-1 )式中n1 静安全系数，一般n1=7 10。运行条件好，倾角好，强度低取小值；反之，取大值。输送带的最大张力Fmax 21926 Nn选为7,由式(3.10-1 )21926 7 “c M,GX 192 N/mm800可选输送带为680S,即满足要求。
