带式输送机选型设计

目录TOC\o"1-5"\h\z1设计方案 12带式输送机的设计计算 1已知原始数据及工作条件 1计算步骤 2带宽的确定: 2输送带宽度的核算 5圆周驱动力 5计算公式 5主要阻力计算 6主要特种阻力计算 8附加特种阻力计算 9倾斜阻力计算 10传动功率计算 10传动轴功率（％）计算 10电动机功率计算 10输送带张力计算 11输送带不打滑条件校核 11输送带下垂度校核 12各特性点张力计算 13传动滚筒、改向滚筒合张力计算 14传动滚筒合张力计算 14改向滚筒合张力计算 16初选滚筒 17传动滚筒最大扭矩计算 18拉紧力计算 18绳芯输送带强度校核计算 183技术可行性分析 184经济可行性分析 195结论 207・

带式输送机选型设计1、设计方案将现主平洞延伸与一水平皮带下山相连，在二水平皮带下山机头重新布置一条运输联络巷与一水平皮带下山搭接。平桐、一水平皮带下山采用一条皮带，取消了原二水平皮带运输斜巷、+340煤仓、+347煤仓、+489煤仓。改造后巷道全长1783m，其中平桐+4%0,1111m,下山12.5°,672米。系统改造后皮带示意图(方案三)注：一道全长1783m.原一水平皮带下山原主平嗣及延伸原一水平皮带下山1111000+4%o1-1皮带改造后示意图2、带式输送机的设计计算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：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、露天、室内、干燥、潮湿和灰尘多少等；(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(1)输送物料：煤(2)物料特性：1)块度：0〜300mm2)散装密度：0.90t/m33)在输送带上堆积角：。=20°4)物料温度:<50℃(3)工作环境：井下(4)输送系统及相关尺寸：(1)运距：1783m(2)倾斜角：其中平桐6=0 1111m°，皮带下山12.5°,672m°B=0°(3)最大运量:700t/h(5)皮带采用双滚筒驱动，驱动滚筒围包角370°初步确定输送机布置形式，如图2-1所示：图2-1传动系统图计算步骤带宽的确定：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900kg/m3输送机的工作倾角6=12.5°带式输送机的最大运输能力计算公式为(2.2-1);・式中：Q——输送量（t/h）；v 带速（m/s）；——物料堆积密度（kg/m3）;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，或容易扬尘的以及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/s〜1m/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，当采用犁式卸料车时，带速不宜超过3.15m/s.表2-1倾斜输送机面积折减系数k倾角（°2468101214161820)7・k1.00.90.90.90.90.90.90.80.80.80987531951输送机的工作倾角按14°选择；查DTII（A）型带式输送机设计手册（表2-1）（此后凡未注明均为该书）得k=0.91按给定的工作条件，取原煤的堆积角为20°;原煤的堆积密度为900kg/m3;考虑上山运输工作条件取带速为2.5m/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=Q= Q =0.0950m23.6pvk3.6x900x2.5x0.91表2-2输送带上物料的最大截面积带宽B=800mm 带宽B=1000mm托辊槽角入运行堆积角。20°运行堆积角。30°运行堆积角。35°运行积角P20°运行堆积角。30°运行堆积角。35°35°0.06920.08220.08970.11270.13350.1457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1000mm的输送带上允许物料堆积的横断面积为0.1127m2，此值大于计算所需要的堆积横断面积,据此选用宽度为1000mm的输送带能满足要求。经如上计算,初选带宽B=1000mm,3150型钢丝绳芯输送带输送带。技术规格：表2-3 St3150型钢丝绳芯输送带输送带纵向拉伸强带厚钢丝绳最大直钢丝绳间距钢丝绳根数输送带质量度径;・3150N/mm25mm8.1mm15mm6442Kg/m2.2.2、输送带宽度的核算输送大块散状物料的输送机，需要按（2.2-2）式核算，再查表2-4B>2a+200 （2.2-2）式中a——最大粒度，mm。表2-4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=1000=2x400+200=1000故，输送带宽满足输送要求。2.3圆周驱动力计算公式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（2.3-1）计算：FU=FH+FN+FS1+FS2+FS （2.3-1）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；%一一倾斜阻力，N。五种阻力中，FH、FN是所有输送机都有的，其他三类阻力，根据输送机类型及附件装设情况定，由设计者选择。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，可用简7・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：FU=CFH+FS1+FS2+FS （2.3-2）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，或从表查取C="L0 （2.3-3）L式中L0——附加长度，一般在70m到100m之间；——系数，不小于1.02。C查〈〈DTII（A）型带式输送机设计手册〉〉表3-5既本说明书表2-5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（2.3-4）计算：F-fLg[q+q+（2q+q）cos6] （2.3-4）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；初步选定托辑：表2-6承载托辊技术参数带宽辐径长度轴承型号旋转部分质量/kg总质量/kg1000mm108mm380mm630512.2138

表2-7回程托辊技术参数带宽辐径长度轴承型号旋转部分质量/kg总质量/kg1000mm108mm1150mm630510.4322上托辐间距a0=1.2m,下托辐间距au=3m,上托辐槽角35°,下托辐槽角0qRO——承载分支托辊组每米长度旋转部分重量，kg/m，用式（2.3-5）计q=4 （2.3-5）ROa0其中G1——承载分支每组托辊旋转部分重量，kg；a0——承载分支托辊间距，m；托辐已经选好，知q=12.21kg计算：q=G=1221=10.175kg/mROa0 1.2Qru回程分支托辊组每米长度旋转部分质量，kg/m，用式（2.3-6）计算：Qru（2.3-6）Gq=-2RUa（2.3-6）U其中G2——回程分支每组托辊旋转部分质量回程分支托辊间距，m；G2=10.43kg计算：q=G=1043=3.48kg/mRUa3qG——每米长度输送物料质量c」_Qq m Gu 3.6u;・

7003.6义7003.6义2.5=77.78kg/mqB——每米长度输送带质量，kg/m,qB=42kg/mF-fLg[q+q+(2q+q)cos6]=0.03X1111X9.8义[10.175+3.48+(2X42+77.78)Xcos0°]+0.03X672X9.8X[10.175+3.48+(2X42+77.78)Xcos12.5°]=57303+33902=91205Nf运行阻力系数f值应根据表2-8选取。取f=0.03。表2-8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35°2.3.3主要特种阻力计算0.035〜0.045主要特种阻力FS1包括托辊前倾的摩擦阻力勺和被输送物料与导料槽拦板间的摩擦阻力F两部分，按式(2.3.7)计算：glFSl=F+F (2.3-7)勺按式(2.3-8)或式(2.3-9计算：(1)三个等长辊子的前倾上托辊时F=C^L(q+q)gcos6sine (2.3-8)(2)二辊式前倾下托辊时F=RLqgcos九cos6sine (2.3-9)式中：Fe一重载段等长三托辊前倾摩擦阻力C一槽型系数取0.47・u0—承载托辊与输送带的摩擦系数取0.4L一装有前倾托辊的区段长度£一前倾角F=0.4x0.4xllllx（42+77.78）x9.8xcos。。xsin1o23'=4479N£1F2=0.4x0.4x672x（42+77.78）x9.8xcos12.5°xsin1o23'=2645NFS=F1+F2=4479+2645=7124N主要特种阻力FS1=F+Fi=7124+0=7124N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F和卸料器摩擦阻力Fa等部分，按下式计算：FS2=n3-F+F （2.3-10）F=A-P川3 （2.3-11）F=B-k2 （2.3-12）式中勺一一清扫器个数，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，见表p——清扫器和输送带间的压力，N/m2，一般取为3x104-10x104N/m2；清扫器和输送带间的摩擦系数，一般取为0.5〜0.7；k2——刮板系数，一般取为1500N/m。表2-9 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/m2/mmb/m头部清扫器空段清扫器5000.3150.0050.0086500.4000.0070.018000.4950.0080.012

10000.6100.010.01512000.7300.0120.01814000.8500.0140.021查表2-9得A=0.01m2,取p=10x104N/m2,取R3=0.6,将数据带入式(2.3-11)则F=0.01X10x104X0.6=600N拟设计有两个头部清扫器和四个空段清扫器（一个空段清扫器相当于1.5个清扫器）F=0由式（2.3-10）则FS2=8X600=4800N倾斜阻力计算(2.3-13)倾斜阻力按下式计算：(2.3-13)F=q-g-H式中：H=146FS=qG-g-H=77.78x9.8x146=111288由式(2.4-2)FU=CFH+FS1+FS2+FSFU=1.05X91205+7124+4800+111288=218977N传动功率计算传动轴功率（勺）计算p二4Ap二4A1000(2.4-1)电动机功率计算电动机功率P,按式（2.4-2）计算:M(2.4-2)式中”——传动效率，一般在0.85~0.95之间选取;”——电压降系数，一般取0.90~0.95。”——多电机功率不平衡系数，一般取丁二0.90〜0.95，单驱动时，晨・1。根据计算出的PM值，查电动机型谱，按就大不就小原则选定电动机功率。218977义2.5由式（2.4-1）P= =547kWa1000由式（2.4-2）P: 547 二673KWm0.95*0.95*0.95根据带式输送机的布置要求，传动系统采用双滚筒三电机模式运作，则每台电动机的功率为：673--kW=224kW3选择三台250印的电动机。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，使输送带在两组托辊间的垂度小于一定值。输送带不打滑条件校核圆周驱动力工通过摩擦传递到输送带上（见图2-2）图2-2作用于输送带的张力如图4所示，输送带在传动滚简松边的最小张力应满足（2.5.1）的要求。;・

勺mN4。max（2-5-1）传动滚筒传递的最大圆周力£归|。动载荷系数Ka=1.2-1.7；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2-10表2-10传动滚筒与输送带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环境潮湿0.10〜0.150.25〜0.35潮湿粘污0.050.20取K=1.5，由式F=1.5X218977=328466NA Umax根据条件，双滚筒传动该设计取u=0.30；①=370。对常用C= =—1—=0.168e吁16.95-1F2i>CFu=0.168x328466=55182N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一点的最小张力勺：需按式（2.5-1）和（2.5-2）进行验算。a(q+q)g承载分支F承min(2.5-2)(2.5-3)之—0-承载分支F承min(2.5-2)(2.5-3)la人adm回程分支F>a/g0min 8fhla人admfh\式中fh\式中h-la)/adm允许最大垂度，一般<0.01；a——承载上托辊间距（最小张力处）;;・

回程下托辊间距(最小张力处)。=0.01由式(2.5-2)得:admF承minF回min>L2(42+7729.8F承minF回min8义0.01之3342,立8二15435N830.01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。图2-3张力分布点图(1)运行阻力的计算由分离点起，依次将特殊点设为1、2、3、…，一直到6点，如图2-3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，st3150型钢丝绳芯输送带，纵向拉伸强度3150N/mm；带厚25mm;输送带质量42Kg/m.1)承载段运行阻力重段阻力 F+q)(fcosP+sinP)Lg+qLfg(2.5-4)由式(2.5-4)得：Fh]=(42+77.78)x(0.03xcos0o+sin0o)x1111x9.8+10.175xllllx0.03x9.81=42448NFh2=(42+77.78)x(0.03xcos12.50+sin12.50)x672x9.8+10.175x672x0.03x9.8=195846NF卜=F卜1+Fh2=238294N空段阻力 F=qLfgcosP+qLfg-qLgsinP(2.5-5);・由式（2.5-5）得：FK1=42义1111x0.03义9.8义cos0。+3.48xllllx0.03义9.8—42xllllx9.8义sin0o=14856NF=42x672x0.03x9.8xcos12.5。+3.48x672x0.03x9.8—42x672x9.8xsin12.50=—51077NK2Fk=Fk1+FK2=—36221N⑵输送带上各点张力的计算根据不打滑条件，传动滚筒奔离点的最小张力为55182N。令S1=55182N，据此计算各点张力如表2-10S1=S2=55182NS3=1.04S2=57389NS4=S3+FK=45955N-36221N=21168NS5=1.04S4=22015NS6=S5+Fh=260309N表2-11计算式按不打滑条件计算1：1双传动2：1双传动1：2双传动S1=S255182591835110778911S3=1.04S257389615505315282067S4=S3+FK21168253291693145846S5=1.04S422105263421760847680按2:1双传动时，S5＜晨皿也，令S5=min17608S6=S5+Fh260309264636255902285974传动滚筒、改向滚筒合张力计算传动滚筒合张力计算根据工况要求7・

1、功率配比1:1时F=F=F=218977=109489Nui u2 2 2S6i-Si=FU2=109489Ne岫 2.85S=F—=109489( )=168672N6-1 u2e%%-1 2.85-1S1=S61-FU2=168672-109489=59183N第一滚筒合张力:F1=S6+S61=264636+168672=433308N第二滚筒合张力:=S61+S1=168672+59183=227855N;・;・2、功率配比1:2时F—U-322、功率配比1:2时F—U-32F——U3空犯=72992N32又218977=145985N-S]=-S]=FU2=145985N=F e>2=145985(2.85)=224896NU2e%2%2-1 2.85-1S1=S61-/2=224896-145985=78911N第一滚筒合张力：F=S6+S61=285974+224896=510870N第二滚筒合张力：=S61+S]=224896+78911=303807N3、功率配比2:1时FU123、功率配比2:1时FU12F——U2*218977=145985N33F218977=-U= =72992N3 3--S]=Fu2=72992Ne也％ 2.85S=F—=72992（ ）=112447N6-i u2e%（p2—1 2.85-1Si=S61-FU2=112447-72992=39455N第一滚筒合张力：F=S6+S6]=255902+112447=368349N第二滚筒合张力：F=S61+"=112447+51107=163554N综合以上三种情况1:2驱动时，各特性点张力最大第一滚筒合张力：F1max=511kN第二滚筒合张力：F2max=304kN按三种驱动工况计算出各特性点张力列于表2-11改向滚筒合张力计算根据计算出的各特性点张力，1:2双驱动时，各特性点张力最大，即据此计算出各滚筒合张力，确定滚筒型号。头部180改向滚筒的合张力：F改=S2+S3=78911+82067=160978N尾部180改向滚筒的合张力：F改=S4+S5=45846+47680=93526N初选滚筒输送机滚筒直径，应根据输送带带芯类型、张力等因素确定传动滚筒最小直径：D=C0xdB（3.7-1）D——传动滚筒直径（mm）C0——计算系数（钢丝绳芯输送带取145）dB——输送带钢丝绳直径（mm）;・

D=C0义dB=145义8.1=1175所以初选传动滚筒直径为1250mm查表2-12改向滚筒直径为1000mm表2-12按稳定工况确定的最小滚筒直径传动滚筒直径D最小直径允许的最高输送带张力利」用率>60%—100%>30%—60%<30%滚筒组别滚筒组别滚筒组别ABCABCABC50050040031540031525031531525063063050040050040031540040031580080063050063050040050050040010001000800630800630500630630500125012501000800100080063080080063014001400125010001250100080010001000800注：A—传动滚筒；B一改向滚筒（180D；C一改向滚筒（＜180，）2.8传动滚筒最大扭矩计算单驱动时,传动滚筒的最大扭矩M按式（3.8-1）计算：maxM =Fu-D （3.8-1）max2000式中D 传动滚筒的直径（mm）。双驱动时，传动滚筒的最大扭矩M按式（3.8-2）计算：maxM =F1（F2）max，D （3.8-2）max 2000初选传动滚筒直径为1250mm,则传动滚筒的最大扭矩为：晨1（晨2）=146KNM=146xL25=91.25kN/mmax 2查DTII（A）型带式输送机设计手册，没有符合要求的滚筒，需特殊订货。;・

拉紧力计算拉紧装置拉紧力F按式（3.9-1）计算0（3.9-1）F0=Si+Si+1（3.9-1）式中S,——拉紧滚筒趋入点张力（N）；Si+1——拉紧滚筒奔离点张力（N）。由式（3.9-1）F0=S4+S5=45846+47680=93526N查〈〈DTII（A）型带式输送机设计手册〉〉初步选定电动绞车拉紧装置。钢丝绳芯输送带强度校核计算绳芯要求的纵向拉伸强度G按式（4.0-1）计算；XG>—max--i- （4.0-1）XB式中n——静安全系数，一般4=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F=FU+?=218977+78911=297888Nn选为9,由式（3.10-1）>297888>297888义9_ 1000二2681N/mm可选输送带St3150,即满足要求3、技术可行性分析.简化了运输系统，煤炭运输变得顺畅，取消了185斜皮带，同时减少了340煤仓、347煤仓、489煤仓等中间环节。改造前的运输路线：三水平皮带下山一二水平皮带下山一340煤仓一185运输斜巷一347煤仓一一水平皮带下山一489煤仓一主平桐皮带一地面。改造后的运输路线：三水平皮带下山一二水