带式输送机总体方案设计及计算

带式输送机总体方案设计及计算本章的主要内容是通过题目所给的主要设计参数对带式输送机进行机型的确定、各种力的计算及校核。通过这些计算确保本课题所设计的带式输送机具有可使用性。1.1主要设计参数(1)使用地点:地面及井下均可使用；(2)运量Q=2500T/H；(3)运输距离L=1890m；(4)提升高度H=123m；(5)带宽B=1400m；(6)带运行速度v=4.5m/s；(7)料粒度<300mm；(8)物料比重P=900kg/n?(9)倾角6=7.4°初步确定输送机布置形式，如图3-1所示：图3-1传动系统图承载分支托辑间距，m；托辐已经选好，则已知计算得：-回程分支托辐组每米长度旋转部分重量，kg/m；通过式(4-7)计算可得：(4-7)式中一回程分支每组托辐旋转部分重量，kg；一回程分支托辑间距，m；托辐已经选好，则已知kg计算：-每米长度输送物料质量,-每米长度输送带质量，则：运行阻力系数根据表3-6选取。取。表3-6模拟阻力系数带式输送机工况工作条件和设备质量良好，带速低，物料内摩擦较小0.02按标准设计，制造，调整好，物料内摩擦系数中等0.022工作条件恶劣、多尘低温、湿度大、设备质量较差，托转成槽角大于35°0.023-0.045主要特种阻力计算主要特种阻力包括托辐的前倾的摩擦阻力和被输送物料与导料槽挡板间的摩擦阻力两部分，按式(4-8)计算：(4-8)(1)托辑前倾的摩擦阻力1)上托辑前倾阻力(4-9)2)下托辐前倾阻力(4-10)式中一槽形系数，取0.43；一装前倾托辐设备长，约为—摩擦系数，取0.35、一托辐前倾角，35°槽形托轴的侧辑朝运行方向前倾1.5。，使输送带的对中性好不易跑偏。，；一托辐槽角；由公式(4-9)和(4-10)计算得:故(2)被输送物料与导料槽挡板间的摩擦阻力式中一物料与挡板之间的摩擦系数；取0.6；-物料流量；一导料板长度；取3m；一导料板内部宽度；取0.495%则特种主要阻力：144附加特种阻力计算特种附加阻力包括输送带清扫器摩擦阻力和卸料器摩擦阻力等组成，按下式计算：(4-12)(4-13)(4-14)式中一头部清扫器个数;一空段清扫器个数；一—个头部清扫器和输送带接触面积，病，见表3-7；——个空段清扫器和输送带接触面积，〃儿见表3-7；一清扫器和输送带间的压力，N//，一般取3x10-10x1()4N/m2;一清扫器和输送带间的摩擦系数，一般取为0.5〜0.7;—刮板系数，一般取为1500N/mo表3-7导料槽栏板内宽、刮板与输送带接触面积带宽B/mm导料挡板内宽Z?/m刮板与输送带接触面积A/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：，；取，取。拟设计的总图中有一个头部清扫请和四个空段清扫器。将数据代入(4-13)得:因不设置卸料器，则由式(4-12)得145倾斜阻力计算倾斜阻力按下式进行计算：(4-15)式中一净提升高度；综上计算得出：1.5传动功率计算传动轴功率计算传动滚筒轴功率O按式(5-1)计算:5-1)电动机功率计算电动机功率()按式(5-2)计算：5-2)式中一传动效率，一般在0.85〜0.95之间选取;-联轴器效率，每个机械式联轴器效率：犷0.98,液力耦合器：7=0.96；一减速器传动效率，按每级齿轮传动效率.为0.98计算;三级减速机：小=0.98X0.98X0.98=0.94；一电压降系数，一般取0.90〜0.95；一电机功率不平衡系数，一般取〃"=0.90〜0.95,单驱动时，武=1；根据计算出的值，查电动机机型，按照就大不就小的原则选定电动机功率。由式(5-1)由式(5-2)由此选定电动机功率为型号YB630M1-4同步转速1500r/min数量二台。1.6输送带张紧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两个条件：(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，使输送带在两组托相间的垂度小于一定值。输送带张力分布点2 1图3-2张紧力分布点从分离点起，依次将特殊点设为1、2、3、……10o如图3-3所示。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，如图3-4所示；图3-4作用于输送带上的张力如图3-3所示，输送带传动滚筒松边的最小张力应满足式（6T）的要求。（6-1）传动滚筒的最大圆周力。动荷载系数；对惯性小、起制动平稳的输送机可取较小值；否则应取较大值；取;-传动滚筒与输送带间的摩擦系数,见表3-8表3-8传动滚筒与输送带之间的摩擦系数工作条件光面滚筒胶面滚筒清洁干燥0.25-0.030.40阴暗潮湿0.10-0.150.25-0.35潮湿粘污0.050.20由式对于常用该设计取0.20；470°；胶带在允许最大下垂度时输送带张力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最小张力必须满足下式；重载段分支 （6-2）空载段分支 （6-3）式中一允许最大垂度，一般0.01；-重载段上托短距离；-空载段下托辐距离；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，拉紧装置的拉紧力和凹凸弧起始点等特性点张力，需逐点张力法计算。特殊点分布如图3-3所示。（1）承载段运行阻力承载段运行阻力计算如式（6-4）所示：（6-4）计算得出：式中一输送带沿承载分支运行阻力系数；查表可得（2）回空段运行阻力回空段运行阻力计算如下式（6-5）所示：（6-5）计算得出：式中一输送带沿回空分支运行阻力系数；查表可得由于本次设计的输送距离为1890m,相比之下其他回空段阻力距离过小；所以回空段的其他阻力可以忽略不计。（3）由逐点张力法计算各点的张力分析可知点7所受的张力为重载段最小张力，所以。且；；查表可知输送带的伸长系数；故有所以满足空载段垂度要求。1.7传动滚筒、改向滚筒合张力计算改向滚筒合张力计算根据计算出的各特性张力点，计算各滚筒的合张力;头部180。改向滚筒的合张力：尾部180。改向滚筒的合张力：172传动滚筒合张力计算根据计算出的各特性张力点，计算传动滚筒的合张力;1.2带式输送机机型的选定QD80轻型固定式带输送机QD80轻型固定式带输送机与TDII型相比，其带较薄、载荷也较轻，运距一般不超过100m,电机容量不超过22kw。DX型钢绳芯带式输送机它属于高强度带式输送机，其输送带的带芯中有平行的细钢绳，一台运输机运距可达几公里到几十公里。U形带式输送机它又称为槽形带式输送机，其明显特点是将普通带式输送机的槽形托辐角由30。〜40。提高到90。使输送带成U形。这样一来输送带与物料间产生挤压，导致物料对胶带的摩擦力增大，从而输送机的运输倾角可达25°o(4)管形带式输送机U形带式输送带进一步的成槽，最后形成一个圆管状，即为管形带式输送机，因为输送带被卷成一个圆管，故可以实现闭密输送物料，可明显减轻粉状物料对环境的污染，并且可以实现弯曲运行。(5)气垫式带输送机其输送带不是运行在托辑上的,而是在空气膜(气垫)上运行，省去了托辑，用不动的带有气孔的气室盘形槽和气室取代了运行的托辐，运动部件的减少，总的等效质量减少，阻力减小，效率提高，并且运行平稳，可提高带速。但一般其运送物料的块度不超过300mm。增大物流断面的方法除了用托辐把输送带强压成槽形外，也传动滚筒合张力:传动滚筒最大扭矩计算双驱动时，传动滚筒的最大扭矩按式(8-1)计算:(8-1)初选传动滚筒直径1250mm。则传动滚筒的最大扭矩:拉紧力的计算拉紧装置的拉紧力按式(97)计算：(9-1)计算得出：输送带强度校核计算钢丝绳芯输送带的纵向拉伸强度应满足下式：(10-1)式中一静安全系数，一般取7〜10.运行条件良好,倾角好，强度低取值小，反之则取大值。。初选输送带ST3150满足强度。可以改变输送带本身，把输送带的运载面做成垂直边的，并且带有横隔板。一般把垂直侧挡边做成波状，故称为波状带式输送机，这种机型适用于大倾角，倾角在30°以上，最大可达90%（6）压带式带输送机它是用一条辅助带对物料施加压力。这种输送机的主要优点是：输送物料的最大倾角可达90°,运行速度可达6m/s,输送能力不随倾角的变化而变化,可实现松散物料和有毒物料的密闭输送。其主要缺点是结构复杂、输送带的磨损增大和能耗较大。（7）钢绳牵引带式输送机它是无级运输与带式输送机结合的产物，既具有钢绳的高强度、牵引灵活的特点，又具有带式输送机的连续、柔性的优点。DTH型固定式带式输送机是通用型系列产品，可广泛用于冶金、煤炭、交通、电力、建材、化工、轻工、粮食、和机械等行业。输送堆积密度为500~2500kg/m3的各种散状物料和成件物品，适用环境温度为-20〜40℃。故在此处选择DTII型固定带式输送机作为设计选型。1.3输送带参数相关计算.1.1输送带宽度校核输送大块散料物状的输送机，需按（L2-1）式计算，在查表3-1(3-1)式中g一最大料粒度mm；表37不同带宽推荐的输送物料的最大粒度(mm)带宽5500650800100012001400粒度未筛分150200300400500600计算结果所以题目中给定的带宽1400mm满足输送要求。.2输送带运量校核按给定的设计参数，取原煤堆积角为20。；带式输送机的最大运输能力计算公式：(3-2)式中一输送量(T/H)一带速 (mm/s)—物料比重 (kg/n?)-在运行的输送带上物料的最大堆积面积(m2)一输送机的倾斜系数输送机的工作倾角8=7.4°由下表查得=0.97表3-2倾斜系数k选用表倾2。4°6"8°10°12°14°16°18°角k1.000.990.980.970.950.930.910.890.81查表3-3,输送机的承载托辐槽角为35°,物料的堆积角为20。时；槽型托辐物料断面面积S为0.220nl2。表3-3槽型托辐物料断面面积槽角A带宽B=650带宽B=8004+bcAt市宽B=1200-HFB=1400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P30030°0.04060.04840.06380.07630.15300.18200.21300.253035°0.04330.05070.06780.07980.16300.19000.22000.264040°0.04530.05230.07100.08220.17100.19600.23700.272045°0.00.050.070.080.10.20.20.2746934364076000045070计算结果=1.6X0.22X4.5X0.97X900=3111.4T/H>2500T/H运量满足要求。初选输送带输送带的品种规格符合《GB/T4490—1994运输带尺寸》、《GB/T7984-2001输送带具有橡胶或塑料覆盖层的普通用途织物芯输送带》和《GB/T9770—2001普通用途钢丝绳芯输送带》的规定，见下表：表3-4输送带技术参数种类抗拉体强度/（N/mm*层）输送带宽度/mm5006008501000120014001600180020002200帆布4+b市CC-56VVVVVV尼龙-H4-市NN-100VVVVVNN-150VVVVVVNN-200VVVVVVNN-250VVVVVVVNN-300VVVVVVV聚酯带EP-100VVVVVVVVEP-200VVVVEP-300VJVVVJJJ钢丝-44-4+F心市St630VVVVSt800VVVVVStlOOOJJJJJJJStl250JVVVJJVStl600JVJVJVJSt2000VVVVJJJS2500JVVVJJJS3150VVJJJVJSt4000JVJJJJSt4500VVJJVVSt5000VVVJJV综合该设计机型的各类特性参数和技术特性，考虑到输送量较大，运输距离长，带宽为1400mm,且为固定用带式输送机，因此初选输送带如下：钢丝绳芯带胶带型号ST3150强度：3150N/m；单位长度胶带重量：42kg/m；1.4圆周驱动力计算公式(1)所有长度(包括£<80m)传动滚筒上所需圆周驱动力为输送机所有阻力之和，可用式4-1计算(4-1)式中一主要阻力，N；-附加阻力,N；一特种主要阻力，N；一特种附加阻力，N；一倾斜阻力，N；(2)80m对机长大于80m的带式输送机，附加阻力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，则公式变为下面的形式：(4-2)式中一与带式输送机长度有关的系数，可从下表中查得。表3-5系数C主要阻力计算L80100150200300400500600C1.921.781.581.451.251.201.181.17L70080090010001500200025005000C1.141.121.101.091.061.051.0