带式输送机的选型计算

..带式输送机的选型计算设计的原始数据与工作环境条件〔1〕工作地点为工作面的皮带顺槽〔2〕装煤点的运输生产率，=836.2〔吨/时〕；〔3〕输送长度，L=1513m与倾角β=以及货流方向为下运：〔4〕物料的散集密度，=0.9〔5〕物料在输送带上的堆积角，=30〔6〕物料的块度，a=400mm运输生产率在回采工作面，为综采机组、滚筒采煤机或刨煤机采煤时，其运输生产率应与所选采煤机械相适应。由滚筒采煤机的运输生产率，可知：〔〕设备型式、布置与功率配比应根据运输生产率Q、输送长度L和倾角，设备在该地点效劳时间，输送长度有无变化及如何变化确定设备型式。产量大、运距短、年限长使用DTⅡ型；运距大，采用DX型的；年限短的采用半固定式成套设备；在成套设备中。由于是上山或下山运输和在平巷中输送距离变化与否采用设备也有所不同。根据本顺槽条件，初步选用型可伸缩胶带输送机一部。其具体参数为：电机功率：2280kW运输能力：1300胶带宽：1200mm带速：2.5m/s设备布置方式实际上就是系统的整体布置，或称为系统方案设计。在确定了输送机构造型式下，根据原始资料及相关要求，确定传动装置、改向滚筒、拉紧装置、制动装置以及其它附属装置的数量、位置以及它们之间的相对关系，并对输送线路进展整体规划布局。功率配比是指各传动单元间所承当功率〔牵引力〕的比例。输送带宽度、带速、带型确定计算根据物料断面系数表，取根据输送机倾角，取那么由式〔7.1〕，验算带宽式〔7.1〕按物料的宽度进展校核，见式〔7.2〕式〔7.2〕式中—物料最大块度的横向尺寸，mm。那么输送机的宽度符合条件根本参数确实定计算〔1〕–—输送带没米长度上的物料质量，，可由式〔7.3〕求的；式〔7.3〕〔2〕——承载托辊转动局部线密度，,可由式〔7.4〕求的；=式〔7.4〕式中——上托辊间距，一般取。〔3〕——回空托辊转动局部线密度，kg/m，可由式〔7.5〕求的：式〔7.5〕式中——下托辊间距，一般取。〔4〕–—输送带带单位长度质量，kg/m，该输送机选用阻燃胶带，其型号为1400S，取；其他参数为：带芯强度：1400撕裂力：1540N带厚度：12mm各区段阻力计算〔1〕.承载段运行阻力，见式〔7.6〕式〔7.6〕〔2〕.空段运行阻力，见式〔7.7〕式〔7.7〕式中—输送机的倾角，当输送带在该段的运行方向是倾斜向上时sin取正号，而倾角向下时sin取负号；L—输送机长度，1513m；—形托辊阻力系数；—平行托辊阻力系数；q—输送带每米长上的物料质量，kg/m；—承载托辊转动局部线密度〔kg/m〕；—回空托辊转动局部线密度，kg/m；—胶带单位长度质量，取15.63kg/m。〔3〕.曲线段运行阻力在进展力计算时，滚筒处的阻力计算如下：绕出改向滚筒的输送带力为式〔7.8〕式中—绕出改向滚筒的输送带力，N；—绕入改向滚筒的输送带的力，N；—力增大系数。〔4〕.传动滚筒处的阻力为式〔7.9〕式中—传动滚筒出的阻力，；—输送带在传动滚筒相遇点的力，；—输送带在传动滚筒相离点的力，；C—输送机倾角系数，即考虑倾斜运输时运输能力的减小而设的系数。输送带关键点力计算与带强验算悬垂度验算为使带式输送机的运转平稳，输送带两组托辊间悬垂度不应过大。输送带的垂度与其力有关，力越大，垂度越小，力越小，垂度越大。按悬垂度要求，承载段允许的最小力见式〔7.10〕式〔7.10〕其中[]=0.025计算各点力以主动滚筒别离点为1点，依次定2、3、4、5……11点，见图7.1。由式〔7.11〕根据逐点计算法列出与的关系图7.1输送机工作示意图〔式7.11〕可知，最小力点在9点，那么联立以上两式，可解得S1=32165N按摩擦传动条件验算按摩擦传动条件来验算，见式〔7.12〕式〔7.12〕因围包角为，取，可查得那么，符合摩擦传动条件式中—输送带与滚筒之间的摩擦因数，井下一般取0.2。输送带强度验算最大力点为输送带平安系数见式〔7.13〕式〔7.13〕故输送带强度满足要求。传动滚筒牵引力与电动机功率计算牵引力计算牵引力由式〔7.14〕计算式〔7.14〕<0那么其工作在发电状态发电运行状态下电动机功率见式〔7.15〕式〔7.15〕式中—发电运行状态下输送带运行速度，；—减速器的机械效率，一般取0.8~0.85；—电动机功率备用系数，取；选择电动机容量时仍需考虑15%~20%的备用功率。空载运行时牵引力可近似计算如式〔7.16〕式〔7.16〕那么输送机空载运行时的电动机功率见式〔7.17〕式〔7.17〕通过以上验算得知，证明在所给条件下该输送机是适用的，并且可以看出电动机的备用的备用能力也是比拟大的。拉紧力与拉紧行程计算计算拉紧力，根据力的平衡条件，由式〔7.18〕计算式〔7.18〕拉紧行程，由式〔7.19〕计算式〔7.19〕矿井提升矿井提升是全矿运输系统的咽喉。因此要求其工作应具有平安性与可靠性。同时，由于它属于矿山大型设备之一，功率大，耗电多，因此提升设备的造价及运转费用就成为影响矿井生产技术指标的重要因素之一，即要求其具有经济性。提升设备的选型设计是否经济合理，对矿山的基建投资，生产能力，生产效率以及吨煤本钱有着直接的影响。提升设备选型设计只能在提升方案确定之后进展。设计依据主井矿井年产量320万吨/年年工作日320d每日工作时数18h井深252m装载高度21m卸载高度22m煤的松散比重0.95t/m3提升容器的计算选择如经过方案比拟，那么容器已定不必重新计算，否那么需按提升方案确定局部的要求进展提升容器的计算与选择。选择最大提升速度按经济提升速度选择最大提升速度，由式〔8.1〕〔m/s〕式〔8.1〕一般设计取式中—提升高度，m。=252+21+22=295m—装载高度，m；—井筒深度，m；—卸载高度，m。"规程〞规定：〔m/s〕估算一次提升循环时间估算一次提升循环时间，由式〔8.2〕式〔8.2〕=77.5s式中—提升主加速度，取=0.7~0.8，—箕斗在卸载曲轨减速与爬行时间，取=10s，—箕斗休止时间，s一次提升量的计算一次提升量的计算，见式〔8.3〕式〔8.3〕=15.787t/次式中—矿井年产量，；C—提升不均匀系数，箕斗提升C=1.15，对于罐笼提升C=1.2，罐笼兼做副井提升时C=1.25；—提升能力富裕系数，一般仅对第一水平留有；—年工作日数，d；—日提升时间，h。根据计算的，选择名义载重与相近的标准箕斗。那么选用JDZ-16/1504型箕斗。其有效容积为：17.6、箕斗自重：15t、提升钢丝绳：4根、绳间距：300mm。选择标准箕斗后，根据箕斗容积和煤的松散容量计算箕斗实际载重。见式〔8.4〕式〔8.4〕=16.72〔t〕式中—煤或矸石的松散容重，；—所选标准箕斗的有效容积，。提升最大速度确实定根据箕斗实际载重，核定实际需要的一次提升时间，见式〔8.5〕：式〔8.5〕提升最大速度由式〔8.6〕计算式〔8.6〕=6.0859〔〕根据选取提升机所允许的标准最大提升速度。估算实际提升能力实际提升时间，见式〔8.7〕式〔8.7〕=75.72〔s〕式中—标准最大提升速度，。一年实际提升量见式〔8.8〕式〔8.8〕=4162535.7〔〕钢丝绳的选择计算多绳摩擦式提升一般选用镀锌三角股钢丝绳，而立井提升多项选择用、、、、、、、、等。尾绳可选用扁钢丝绳或多层股不旋转钢丝绳。由于扁钢丝绳生产效率低、价格高，应尽量选用多层股〔不旋转〕钢绳18×7、34×7或圆股钢丝绳6×19、6×37.主井提升钢丝绳计算选择〔1〕钢丝绳的悬垂长度，见式〔8.9〕：式〔8.9〕=252+21+35=308〔m〕式中——钢丝绳的悬垂长度，m。〔2〕计算钢丝绳绳端载荷质量〔3〕计算钢丝绳单位长度质量，见式〔8.10〕式〔8.10〕=3.464kg/m〔4〕选择标准钢丝绳根据计算的，选择标准钢丝绳。选用32.5ZAA型钢丝绳两根，选用32.5ZAA型钢丝绳两根尾绳的选择因尾绳负荷较小〔只承当本身自重〕，其抗拉强度可选用，且不必校验平安系数。根据钢丝绳单位长度质量，选用47.5NAT钢丝绳两根。从选型设计上说，希望采用等重尾绳，这对于生产管理也较方便〔规格较少〕，在不能采用等重尾绳的情况下，建议选用重尾绳，当尾绳的单重略重于提升钢丝绳的总单重〔一般以不超过3%为宜〕，提升系统的动力学可以按等重尾绳的提升系统计算，不影响计算的准确性。验算主提升钢丝绳的平安系数由式〔8.11〕计算，式〔8.11〕=7.896>=7.2-0.0005H=7.046式中—主提升钢丝绳数目；—每条钢丝绳的破断拉力，N；—钢丝绳的终端载荷重量，kg；—选出的主钢丝绳单位长度重量，kg/m；—尾绳的数目；—选出的每条尾绳单位长度重量，kg/m；—钢丝绳平安系数，按规程要求选取。提升机计算选择摩擦轮直径计算根据煤矿平安规程，摩擦轮直径应符合表8.1要求表8.1摩擦轮直径的计算安安装地点结构型式井上井下落地式及有导向轮的塔式提升机无导向轮的塔式提升机上表中，d为提升钢丝绳的直径，mm；δ为提升钢丝绳中最粗的钢丝直径，mm。那么最大静力和最大静力差计算提升系统的最大静力和最大静力差计算，见式〔8.12〕和式〔8.13〕式〔8.12〕=365242.9〔N〕式〔8.13〕=164037〔N〕式中—一次提升货载重量，kg；其他符号意义大小同上。令：—不平衡系数，即尾绳与主绳每米质量差，kg/m。摩擦提升机的选择根据计算的、、、查摩擦提升机规格表，选取型多绳摩擦轮提升机，其有关技术参数为：主导轮直径D=4m、导向轮直径=4m、最大静力=600KN、最大静力差=180KN、提升机变位质量=18050kg、导向轮变位质量=3400kg等。满足，。验算主导轮衬垫比压双箕斗提升系统由式〔8.14〕计算式〔8.14〕=1.07MPa式中—主导轮直径，m；—主提钢丝绳直径，m。摩擦衬垫比压验算式中—摩擦衬垫许用比压。一般采用塑料衬垫，许用比压。那么摩擦衬垫比压符合条件提升机对井筒相对位置的计算落地式布置方式落地式布置方式如图8.1所示。图8.1落地式多绳摩擦提升机布置方式井架高度计算〔1〕井口水平至下天轮中心线距离，见式〔8.15〕式〔8.15〕=45.6〔m〕式中—天轮半径，m。〔2〕两天轮中心距ee值与布置有关，且影响到围包角的大小。e值取的过大，那么两条钢丝绳互相平行，主导轮围包角仅为180°，假设欲增大围包角，必须设置导向轮，从而使系统复杂化，且增大了维护工作量。e值取的过小，虽围包角增大，但天轮平台上吊车不好布置。一般可按式〔8.16〕计算：式〔8.16〕=1.5+1.25=2.75〔m〕〔3〕井架高度，见式〔8.17〕式〔8.17〕=45.6+2.75=48.35〔m〕应将计算出的井架高度圆整成整数，取其为48m。主导轮中心至井筒中心距离由式〔8.18〕计算式〔8.18〕=36.3〔m〕应将圆整成整数，取其为36m。钢丝绳弦长〔1〕下弦长，见式〔8.19〕式〔8.19〕=53.95〔m〕〔2〕上弦长，见式〔8.20〕式〔8.20〕=58.26〔m〕式中—天轮直径，m；—主导轮中心高出井口水平的距离，m；其余符号同上。要求不大于60m。钢丝绳的出绳角〔1〕下出绳角，见式〔8.21〕式〔8.21〕=〔度〕〔2〕上出绳角，见式〔8.22〕式〔8.22〕=52.15〔度〕下出绳角应大于15°，使钢丝绳不致触及提升机的机架或者根底。钢丝绳绕过主导轮的实际围包角实际围包角由式〔8.23〕计算式〔8.23〕=185.39〔度〕提升系统变位质量的计算预选电动机〔1〕估算电动机功率对于双容器提升，由式〔8.24〕计算：式〔8.24〕=1753.9〔kw〕式中K—矿井阻力系数，箕斗；罐笼；Q—一次提升量，kg；—减速器传动效率，单级传动为0.92，双级传动为0.85；—动力系数；箕斗提升，罐笼提升。〔2〕确定减速器传动比i和电动机转速根据所需最大提升速度和已选定的提升机型号确定减速器的传动比i，取传动比i为20。由式〔8.25〕计算：式〔8.25〕==581.16〔〕〔3〕、选择电动机根据、及供电电压等级查电动机规格表，选取标准电动机。选用JR2000-10/1730型电动机。其额定功率为2000KW、额定转速为600r/min、转子转矩为43460、过负荷系数为1.95、电动机效率为92.5%。提升机的实际最大速度计算见式〔8.26〕：式〔8.26〕==6.19〔〕提升系统的变位质量m1〕有益载荷变位质量Q，16720kg2〕提升容器变位质量，15000kg双箕斗提升：式中—提升容器箕斗〔罐笼〕自重，kg。3〕主提钢丝绳变位质量对于落地式布置，由式〔8.27〕计算：式〔8.27〕=7873.2〔kg〕4〕尾绳变位质量=5281.38〔kg〕5〕导向轮〔或天轮〕变位质量=23400=6800〔kg〕天轮的数量为两个。6〕提升机变位质量=18050〔kg〕7〕电动机变位质量，由式〔8.28〕计算式〔8.28〕=108650〔kg〕式中——电动机转子飞轮力矩，。8〕提升系统的变为质量m，见式〔8.29〕式〔8.29〕=16720+30000+7873.2+5281.38+6800+18050+108650=193374.58〔kg〕提升运动学计算提升速度阶段数确定对于底卸式箕斗提升机，为保证箕斗离开卸载曲轨时速度不能过高，需要有初加速度阶段；为使重箕斗上升到井口而进入卸载曲轨运行时，减少对井架、曲轨的冲击，提高停车的准确性，应有一个低速爬行阶段(爬行速度一般限制在不大于0.5m/s)，故应采用六阶段的速度图。提升主加速度确实定主加速度的大小确定受到四方面因素的限定：即规程要求、减速器能力、电动机过载能力以及防滑条件的约束。按双容器提升方式考虑。1〕满足规程要求，"煤矿平安规程"对提升加减速度的限制：立井中用罐笼升降人员时的加减速度不得超过0.75m/s2；斜井中升降人员的加减速度不得超过0.5m/s2。对升降物料的加减速度，规程没有规定，一般在竖井，加减速度最大不超过1.2m/s2，斜井不得超过0.7m/s2。2〕按减速器最大输出转矩计算，见式〔8.30〕式〔8.30〕=1.005〔〕式中—减速器输出最大允许输出转矩，；可由提升机规格表中查得；R—摩擦轮半径，m；K—矿井阻力系数，箕斗1.15，罐笼1.2；Q—一次提升量，kg。3〕按充分利用电动机负荷能力计算，见式〔8.31〕式〔8.31〕==1.285〔〕其中==298869〔N〕式中—电动机额定功率，kw；—提升机的实际最大速度，；其他符号同前。4〕按防滑条件计算按双容器提升开场计算，见式〔8.32〕式〔8.32〕=1.049〔〕式中—钢丝绳与主导轮衬垫间的摩擦系数；—钢丝绳绕过摩擦轮的围包角，弧度。〔1〕上升侧钢丝绳静力，见式〔8.33〕式〔8.33〕=368885〔N〕〔2〕下放侧钢丝绳静力，见式〔8.34〕式〔8.34〕=183689〔N〕式中—阻力系数，箕斗0.075：罐笼0.1；其他符号同前。〔3〕上升侧运动局部的变位质量，见式〔8.35〕式〔8.35〕=45064.8kg〔4〕下放侧运动局部变位质量，见式〔8.36〕式〔8.36〕=28473〔kg〕根据以上1〕、2〕、3〕、4〕项规定和计算结果，确定合理的主加速度值为1.005m/s2。提升主减速度速度确实定主减速度的大小确定受到三方面因素的限定，即规程规定、减速方式以及防滑条件的约束。下面按双容器提升方式考虑。1〕满足规程要求，同主加速度。2〕根据减速方式计算〔1〕自由滑行减速，见式〔8.37〕式〔8.37〕=0.915〔〕〔2〕机械制动减速，见式〔8.38〕式〔8.38〕=1.288〔〕〔3〕电动机方式减速，见式〔8.39〕式〔8.39〕=0.493〔〕3〕按防滑条件计算按提升终了考虑，由式〔8.40〕。式〔8.40〕=5.104〔〕〔1〕上升侧钢丝绳力，见式〔8.41〕式〔8.41〕=372105〔N〕〔2〕下放侧钢丝绳力，见式〔8.42〕式〔8.42〕=183450.9〔N〕〔3〕上升侧运动局部变位质量，见式〔8.43〕式〔8.43〕=45087〔kg〕〔4〕下放侧运动局部变位质量，见式〔8.44〕式〔8.44〕=28450.7〔kg〕根据上述几项的规定和计算结果，采用自由滑行减速方式，取其主减速度为0.915m/s2。速度图计算1)卸载曲轨中初加速时间为：2)箕斗在卸载曲轨中的行程3)主加速时间4)主加速阶段的行程5)主减速阶段时间6)主减速行程7)爬行时间8)抱闸停车时间9)等速行程10)等速时间11)一次提升时间，见式〔8.45〕式〔8.45〕—箕斗休止时间于是得到下面的速度图8.1图8.1提升机速度图防滑验算为了防止钢丝绳滑动，保证摩擦提升平安可靠的进展，必须进展防滑验算。对于主井提升，只需要进展提升货载的静防滑，动防滑和平安制动的动防滑验算即可。对于有下放任务的副井提升，应分别进展提升货载、提升人员、下放货载、下放人员的静防滑、动防滑和平安制动的动防滑验算。并应进展调动空罐平安制动的动防滑验算。必须满足"设计规"规定：静防滑平安系数，动防滑平安系数，及"平安规程"规定：平安制动时全部机械的减速度，在提升重载时，不得大于5m/s2，下放重载时，不得小于1.5m/s2，并不得超过钢丝绳的滑动极限。静防滑验算静防滑平安系数最小点为：等重尾绳提升系统，提升中之任意点；重尾绳提升系统，提升之终点；轻尾绳提升系统，提升之始点。轻尾绳使用较少，下面主要验算等重尾绳及重尾绳提升终了的静防滑平安系数。双容器提升以一侧提升重物，另一侧下放容器时防滑最差。〔1〕计算提升终了时，上升侧钢丝绳静力〔与上面按防滑条件计算允许减速度相应的计算公式一样〕。〔2〕计算提升终了时，下放侧钢丝绳静力〔与上面按防滑条件计算允许减速度相应的计算公式一样〕。〔3〕验算静防滑平安系数，见式〔8.46〕式〔8.46〕正常提升的动防滑验算提升货载时，容易发生滞后滑动，并以正常提升加速阶段的动防滑平安系数最小，要求动防滑平安系数。加速段动防滑平安系数最小点：对等重尾绳提升系统为加速段之任意点；对重尾绳提升系统为加速段之终点；对轻尾绳提升系统为加速度之始点。下面主要验算等重尾绳及重尾绳提升系统加速终了的动防滑平安系数。双容器提升，以提升重物下放空容器之加速段，且导向轮在下降侧防滑最差。〔1〕主加速终了时，上升侧钢丝绳的静力，见式〔8.47〕式〔8.47〕式中—自提升开场至主加速度终了容器运行的距离，m。〔2〕主加速终了时，下放侧钢丝绳的静力，见式〔8.48〕式〔8.48〕〔3〕上升侧运动局部变位质量，见式〔8.49〕式〔8.49〕〔4〕下放侧运动局部变位质量，见式〔8.50〕式〔8.50〕〔5〕验算动防滑平安系数，见式〔8.51〕式〔8.51〕提升载荷平安制动的动防滑验算提升机进展平安制动时，由于制动减速度较大，容易发生超前滑动。必须根据"规程"规定，确定需要的制动力矩，并对平安制动减速度进展验算。"规程"规定，提升机进展平安制动时，必须满足：第一、式中—提升机制动系统产生的最大制动力矩〔N·m〕；—提升系统实际的最大静力矩〔N·m〕。第二、平安制动时，全部机械的减速度在提升重载时不得大于5，下放重载时不得小于1.5；第三、平安制动时，全部机械的减速度不得超过钢丝绳的滑动极限减速度。〔1〕根据"规程"规定，计算平安制动时所需要的制动力矩进展平安制动时，为了既平安平稳的闸住提升机，又不致使提升机减速过大，防止钢丝绳打滑，一般应采用二级制动。制动时，首先施加第一级制动力矩，使制动减速度大于1.5，待速度降到零时，再施加第二级制动力矩，第二级制动力矩应大于三倍静阻力矩，以保证平安可靠的将提升机闸住。第一级制动力矩，见式〔8.52〕：式〔8.52〕第二级制动力矩，即最大制动力矩，见式〔8.53〕：式〔8.53〕〔2〕验算提升载荷实际的平安制动减速度，见式〔8.54〕式〔8.54〕〔3〕验算提升载荷的滑动极限减速度，见式〔8.55〕式〔8.55〕满足：〔4〕提高防滑平安系数的措施主要有：eq\o\ac(○,1)增加围包角。最常用的围包角有和两种。对于的形式，由于无导向轮。钢丝绳没有反向弯曲，而且构造简单，使用维护方便，应尽量采用。为了改善防滑条件可考虑增加围包角，采用的形式，这时需设置导向轮，从而使井塔高度增加，钢丝绳有反向弯曲，减少了钢丝绳的使用寿命。eq\o\ac(○,2)增加摩擦系数。可采用高摩擦