某煤矿带式输送机的选型设计

1、安徽矿业职业技术学院毕业设计说明书设计题目作者姓名学号系部专业指导教师2013年4月16日本次毕业设计是关于带式输送机的选型设计。主要是分析输送机 选型原则和计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给 定参数要求进行选型设计。目前，胶带输送机正朝着长距离，高速度， 低摩擦的方向发展，近年来出现的气垫式胶带输送机就是其中的一 个。在胶带输送机的设计、制造以及应用方面，目前我国与国外先进 水平相比仍有较大差距，国内在设计制造带式输送机过程中存在着很 多不足。本次带式输送机设计代表了设计的一般过程，对今后的选型设 计工作有一定的参考价值。 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l

2、bookmark4 o Current Document 第一章初选胶带输送机号1 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 1.1已知原始参数和几个工作条件 1 HYPERLINK l bookmark31 o Current Document 第二章胶带宽度的选型计算及验算2 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 2.1带宽的确定22.2带宽的核算5 HYPERLINK l bookmark49 o Current Document 第三章胶带运行阻力的计算6 HYPERLINK l bookmark52

3、 o Current Document 3.1主要阻力计算6 HYPERLINK l bookmark61 o Current Document 3.2主要特种阻力计算8 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 3.3特种附加阻力计算8 HYPERLINK l bookmark85 o Current Document 3.4倾斜阻力的计算 10 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 3.5圆周驱动力的计算10 HYPERLINK l bookmark94 o Current Document 第四章胶带

4、张力的计算11 HYPERLINK l bookmark97 o Current Document 4.1张力点的计算要求与公式 114.2各特性张力的计算 12 HYPERLINK l bookmark123 o Current Document 第五章胶带悬度的验算14 HYPERLINK l bookmark126 o Current Document 5.1胶带下垂度的计算公式14 HYPERLINK l bookmark139 o Current Document 5.2胶带强度的检验 14 HYPERLINK l bookmark155 o Current Document 第六章

5、 胶带强度的验算 15 HYPERLINK l bookmark158 o Current Document 6.1输送带强度验算15 HYPERLINK l bookmark167 o Current Document 第七章 电动机的选型计算 16 HYPERLINK l bookmark170 o Current Document 7.1传动轴功率计算16 HYPERLINK l bookmark179 o Current Document 7.2电动机功率计算16 HYPERLINK l bookmark185 o Current Document 第八章 拉紧力的计算17 HYPER

6、LINK l bookmark188 o Current Document 8.1拉紧力17致谢 18参考文献 19第一章初选胶带输送机型号1.1已知原始参数和几个工作条件:、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。（4）（5）工作环境、露天、室内、干燥、潮湿和灰尘多少等;卸料方式和卸料装置形式;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、提升高度、

7、最大倾角等;（7）装置布置形式，是否需要设置制动器。二、原始数据及工作参数1)2)输送物料:物料特性:煤(1)块度：0200mm（2）散装密度：0.8t/m3在输送带上堆积角：p =203)工作环境:4)(4)井下物料温度：50C输送系统及相关尺寸：（1）运距：300m(2)倾斜角：P =0最大运量:380t/h初步确定输送机布置形式见附带图纸。第二章 胶带宽度的选型计算及验算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800 kg/ m 3；输送机的工作倾角6 =0 ；带式输送机的最大运输能力计算公式为：Q = 3.6Svpk式中：Q输送量（t/h）；V带速（m

8、 / s）；P 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-输送机的倾斜系数表2-1倾斜系数k选用表倾角（）2468101214161820k1.000.990.980.970.950.930.910.890.850.81查DTII带式输送机选用手册（表2-1）得k=1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。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。物料易滚动、粒度大、磨琢性强的，或容易扬尘的以及环境卫生条件要 求较高的，宜选用较低带速。一般用于给了或输送粉尘量大时，带速可取0.8m/s1m/s；或根

9、据物料特 性和工艺要求决定。人工配料称重时，带速不应大于1.25m/s。采用犁式卸料器时，带速不宜超过2.0m/s。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。有计量秤时，带速应按自动计量秤的要求决定。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，当采用犁式卸料车时，带速 不宜超过3.15m/s.原煤的堆积密度为800kg/ m 3 ;考虑山上的工作条件取带速

10、为2m/s;将个参数值代入上式，可得到在运行的输送带上的最大堆积面积:380=0.65973.6 x 800 x 2 x1图2-1槽形托辊的带上物料堆积截面表2-2槽形托辊物料断面面积A槽角入带宽 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P30300.02220.02660.04060.04840.06380.07630.10400.1240350.02360.02780.04330.05070.06780.07980.11100.1290400.024

11、70.02870.04530.05230.07100.08220.11600.1340450.02560.02930.04690.05340.07360.08400.12000.1360查表2-2,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 m 2，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。经如上计算,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680N/mm；横向拉伸强度265N/mm；带厚8mm;输送带质量8Kg/m.安全

12、性能：该输送带已通过阻燃测试及静电测试等试验，并获得了合格证煤安标志及客 户认可。最长使用寿命：带体的使用寿命由以下几点因素决定，由经向、纬向长丝及覆盖棉纺编织 而成密实的带芯；浸上特别配方的PVC料使带芯与盖胶之间达到极高粘合强度； 特别配方的盖胶；从而使带体耐冲击、抗撕裂、抗磨耗。本输送带具有整芯阻燃带耐磨、抗静电、防水、阻燃、强度高、安全性能优 异以及与其他阻燃输送带相比成本更低、价格更低廉等特点，是目前国内外比较 通用、流行的阻燃输送带品种之一，特别适合于煤矿等井下坡度不大的输送场所。 产品特征：本输送带采用整体带芯作为骨架材料，经浸渍、涂挂具有极好的抗静电、阻 燃等性能的PVC材料后

13、塑化而制成。接头性能：根据带体强力及带芯结构，使用机械扣连接，其强力可达带体强力的 50%-90% ；使用硫化接头，其强力可达到带强力的60%-90%。多种形式的接头 方式可满足客户的不同需要，保障系统的安全、高效运行。2.2带宽度的核算输送大块散状物料的输送机，需要按表2-3核实。表2-3单位：mm带宽50065080010001200140016001800200022002400最大块度100150200300350350350350350350350整芯阻燃输送带680s，B=800，qB=8Kg/m,根据表格2-3，带宽满足最大块 度要求。第三章胶带运行阻力的计算3.1主要阻力的计算

14、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（3-1）计算：F - fLgq + q + （2q + q ）cos 5 （3-1）HRO RUB G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；8输送机的工作倾角，当输送机的工作倾角小于18时，可取8邓21；qB每米长输送带的质量，Kg/m，8kg/m；qG 每米长度输送物料质量，Kg/m，qRo 承载分支托辊组每米长度旋转部分重量，kg/m，qRu 回程分支托辊组每米长度旋转部分质量，kg/m，表3-1阻力系数f输送机工

15、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，托辊成槽角大于350.035 0.045每米长输送带物料的质量qG、承载分支托辊每米长旋转部分的质量qR0、回程分支托辊每米长旋转部分的质量qRu，分别按以下各式计算:mRu =12Kg，则:取托辊间距lR0 =1.2m，lRu =3m；查表 3-2，m”=14Kg，Q 380一 =52.78 kg/m；3&3.6 x 2；q= ro = 11.67 kg/m；RO y 1.2RUm 121RU=3式中 Q输送

16、能力，t/h；mR0 承载分支一组托辊旋转部分的质量，kg，查表3-2；mRU 回程分支一组托辊旋转部分的质量，kg，查表3-2； lR0 承载分支（上）托辊的间距，m，lRU 回程分支（下）托辊的间距，m。表3-2托辊选装部分的质量mR0和mRU单位：kg托辊型式（轴承座型式）带宽/mm800100012001400160018002000上托辊铸铁座冲压座14222547507277111720一一一一下托辊铸铁座冲压座12172039426165111518一一一一F = fLg q + q + (2q + q )cos 6 HRO RUB G=0.045X300X9.8X 11.67+

17、4+ (2X8+52.78)Xcos35=9527Nf运行阻力系数f值应根据表3-4选取。取f =0.045。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，托辊成槽角大于350.035 0.045表3-3阻力系数f3.2主要特种阻力的计算主要特种阻力Fs 1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七两部分，按式（3-2）计算:（3-2）托辊前倾的摩擦阻力七按式（3-3）或式（3-4）计算:重段等长三托辊（3-3）（3-4）F =

18、 C |ix L （q + q ）g cosP sin8 sa & 0 & B G空段V形托辊F = Lq g cos人 cos P sin 8物料与导料栏板板间的摩擦阻力：由于不设导料挡板七二0；本输送机没有主要特种阻力F1，故Fs 1=03.3特种附加阻力的计算特种附加阻力包括：输送带清扫器的阻力；梨式卸料器的阻力；卸料车的阻 力；空段输送带的翻转阻力。特种附加阻力的计算：（3-5）（3-6）（3-7）F un Fc+七输送带清扫器的摩擦阻力F = Ap R 3梨式卸料器的摩擦阻力F广 Bka式中n清扫器个数，包括头部清扫器和空段清扫器；3A个清扫器和输送带接触面积，m2，见表3-4；B输

19、送带的宽度；P 清扫器和输送带间的压力，N/ m2, 一般取为3 x10410 x104 n/ m 2 ；R 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/m。表3-4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5刮板与输送带接触面积A/m 2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 3-4 得，A = 0.008m2，取 p -10

20、 x 104 Nim2，取 r = 0.6，将数据带入式（3-6） 则：F = 0.008 x 10 x 104 x 0.6 = 480N梨式卸料器的摩擦阻力；取k = 1500Nm，根据式（3-7）得，F = Bk =0.8X1500=1200N拟设计的总图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），将数值代入式（3-5），故：F2=3.5X480+1200=2880N3.4倾斜阻力的计算倾斜阻力是在倾斜安装的输送的输送机上的，物料上运时要克服的重力，或物料 下运时的负重力。倾斜阻力按式（3-8）计算：F = q Hg = q Lg sin s式中：H输送机提升或

21、下降物料的高度，m。因为本输送机是水平运输，所有H=0，所以，F = q Hg = q Lg sin S =03.5圆周驱动力的计算带式输送机的运行阻力由以下几种阻力组成：主要阻力F ；附加阻力H；F :特种主要阻力F :特种附加阻力F ；倾斜阻力F。Nsis2st传动滚筒上所需圆周驱动力七为输送机所有阻力之和，可用式（3-8）计算:F = F + F + F + F + FSt（3-8）UHNS 1S 2,式中F -H主要阻力，N；F N附加阻力，N；F S1-一特种主要阻力，N；F S 2特种附加阻力，N；F St-一倾斜阻力，N。五种阻力中，七、是所有输送机都有的，其他三类阻力，根据输送

22、机类 型及附件装设情况定，由设计者选择。对机长大于80m的带式输送机，附加阻力七明显的小于主要阻力，可用简 便的方式进行计算，不会出现严重错误。为此引入系数C作简化计算，则公式变（3-9）为下面的形式:F = CF + F + F + FU H S1S 2St式中C 与输送机长度有关的系数，在机长大于80m时，可按式（3-10）计算，或从表查取(3-10)式中L0附加长度，一般在70m到100m之间;C 系数，不小于1.02。C查DTII(A)型带式输送机设计手册表3-5表3-5系数CL80100150200300400500600C1.921.781.581.451.311.251.201.

23、17L70080090010001500200025005000C1.141.121.101.091.061.051.041.03由式(3-9)可得圆周驱动力七，将各项运行阻力代入式中得，F = CF + F + F + FU HS1S 2StF =1.31X9527+0+2880+0=15360 N第四章胶带张力的计算4.1张力点的计算要求与公式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两个条件：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；作用在输送带上的张力

24、应足够大，使输送带在两组托辊间的垂度小于 一定值。为了保证滚筒与输送带不打滑，牵引力应有一定的储备能力，则相遇点的最大张力为:F = F （ 一-一 +1） y maxU g 1分离点的最小张力为:Fl max式中p的取值按表4-1选取。表4-1驱动滚筒与橡胶带之间的摩擦因数运行条件光滑裸露的钢滚 筒带人字行沟槽的 橡胶覆盖面带人字行沟槽的 聚氨酯胶覆盖面带人字行沟槽的 陶瓷覆盖面干态运行0.35 0.40.4 0.450.35 0.40.4 0.45清洁湿态（有 水）运行0.10.350.350.35 0.4污浊湿态（泥 土）运行0.05 0.10.25 0.30.20.35分离点不一定是运

25、输机最小张力点根据运输机布置情况和倾角大小而定，且 要满足垂度要求。根据足点计算法，计算输送带各点的张力，并分别确定承载段 和回程段最小张力。最小张力如不能满足垂度要求，则根据垂度要求确定的最小 张力，按逐点计算法重新计算各点张力。4.2各特性张力计算输送机线路布置如图4-1所示按启动时要求，求出F、F，取n=1.3，a =a +a，p =0.41212F = F = F (n + 1) = 15360 x ( + 1) = 18164 N1 max U e呻 一 18.12 一 1181648.12=2237 N正常运行时各点的张力: 忽略传动部分的长度，空段阻力*为:F = q Lfg c

26、os P + q Lfg - q Lg sin P k BRUB=(8 x cos0 + 4) x 300 x 0.025 x 9.8 - 8 x 300 x 9.8 x sin。=882N重段阻力Fzh为:F疽(qB + qG )( 0+遍 P )Lg + qR0Lfg=(8 + 52.78) x (0.025 x cos 0 + sin 0) x 300 x 9.8 +11.67 x 300 x 9.8 x 0.025=5325N输送带各点张力：F3 w F2 = 2237 NF4 = F3 + Fk = 2237 + 882 = 3119 NF5 = F6 - Fh w F - F h

27、= 18164 - 5325 = 12839 N第五章胶带悬垂度的验算5.1胶带下垂度的计算公式承载段托辊要求输送带最小张力点的张力：f g (q g 二 q Q、m inf8 m_axIRO回程段托辊要求输送带最小张力点的张力：f， g ?rum in- f8 m ax(5-1)(5-2)IRU式中max、9密分别为重段和空段许用的最大垂度。f femISO标准规定输送带许用的最大下垂度应满足产=产 a 2，具体设RO RU计时可参阅相关手册。5.2胶带强度的检验分别找出重段和空段最小张力点，校核重段垂度和空段垂度。由上章张力点的计算值可知道，重段最小张力点在5点上，空段最小张力点 在3点。

28、重段垂度所需要的最小张力为F (q +q)g二(8 + 52.78)x竺x 12 二 4467Nmin Qf8 X 0.028 maxIROf5 Fmin，满足垂度要求，通过。空段垂度所需要的最小张力为Fmin=1470N8 x 0.02q - g -18 x 9.8 x 3B8 f RU8 maxIRUF3F； in满足垂度要求，通过。第六章胶带强度的验算6.1输送带强度验算计算出输送带的最大张力后，应验算输送带的强度，对于帆布芯输送带按式(6-1)计算帆布层数(6-1)mFm axB a式中m安全系数，按表6-1选取；o输送带纵向扯断强度，N/mm 层;B带宽，mm。表6-1帆布芯输送带安

29、全系数帆布层数3-45-89-12硫化接头8910机械接头101112整芯输送带和钢丝绳芯输送带的强度按下式计算：mFa = m axB(6-2)钢丝绳芯输送带的安全系数取m=10。680 x 800 = 29.9418164整芯输送带的安全系数取m=9, a B m = Fmax输送带强度满足要求。第七章电动机的选型计算7.1传动轴功率计算带式输送机驱动滚筒上所需的运动功率，取决与牵引力（圆周力）和输送带 的速度，即(7-1)F u10()0式中N A传动滚筒轴所需要的运动功率，KW。N =u A 100015360 x 2100030 .72 kw7.2电动机功率计算计入驱动设备的传动效率

30、，所需要的运行功率对具有正功率的输送机(7-2)对具有反馈功率的输送机Nm = Nn 2(7-3)式中 门1 传动效率，一般在0.850.95之间选取;门2反馈传动效率，一般在0.951.0之间选取。选用驱动电动机时，应按实际情况的需要，计入负载起动的动负载、电压降、双 机功率分配不均等因素的影响，将上述计算值乘一个启动系数，启动系数的大小 按实际需要选用。根据计算出的心值，查电动机型谱，按就大不就小原则选定电动机功率。N =二 x 2 = 30720 x 2 = 72282 W m 门0.851选用电动机型号YBS40-4，N=40 KW，台数2台。YBS40-4电机型号解析：Y代表三相异步

31、电机；B代表防爆；S代表输送机专 用；40代表电机功率40KW； 4代表电机级数4级。YBS电机作用：驱动煤矿井下刮板机、皮带输送机、转载机、破碎机等设备 的专用电动机；机座由钢板焊接成；风罩、接线盒、绝缘结构采取加强措施；电 气性能、安装尺寸、额定功率等均匀与YB2电动机相同。YBS电动机防爆性能：隔爆型ExdI适用煤矿井下采掘工作面。YBS电动机主要技术参数：额定电压：380/660V、660/1140额定频率：50Hz额定功率：40KW第八章拉紧力的计算8.1拉紧力拉紧装置的拉紧力，按拉紧装置的位置，根据算的张力值计算。拉紧力等于 输送带在拉紧滚筒两端的张力之和。带式输送机所需的拉紧力，在启动、稳