膠帶輸送機(jī)選型計(jì)算

1、帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)目錄1.緒論12.設(shè)計(jì)原始資料23.輸送帶類型的確定24.輸送線路初步設(shè)計(jì)25.帶寬的確定35.1滿足設(shè)計(jì)運(yùn)輸能力的帶寬35.2滿足物料塊度條件的寬度46基本參數(shù)的確定計(jì)算46.1輸送帶線質(zhì)量46.2物料線質(zhì)量46.3托輥旋轉(zhuǎn)部分線質(zhì)量4托輥的選擇4托輥間距的選擇56.4計(jì)算輸送帶許用張力76.5滾筒的選擇76.6計(jì)算各直線區(qū)段阻力97輸送帶張力計(jì)算97輸送帶強(qiáng)度校核138計(jì)算滾筒牽引力與電動(dòng)機(jī)功率139 拉緊力與拉緊行程139.1拉緊力計(jì)算139.2拉緊行程計(jì)算149.3拉緊裝置的選擇與布置1410 制動(dòng)力矩計(jì)算1411 驅(qū)動(dòng)裝置及其布置151.緒論帶式輸送機(jī)是輸送能力最大的連

2、續(xù)輸送機(jī)械之一。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行平穩(wěn)、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、能耗低、對(duì)環(huán)境污染小、便于集中控制和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、管理維護(hù)方便，在連續(xù)裝載條件下可實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸。目前國(guó)內(nèi)外帶式輸送機(jī)正朝著長(zhǎng)距離、高速度和大運(yùn)量方向發(fā)展。單機(jī)運(yùn)距已達(dá)30.4km，多機(jī)串聯(lián)運(yùn)距最長(zhǎng)達(dá)208km，最寬的帶式輸送機(jī)帶寬為4m。最大運(yùn)輸能力已達(dá)到3.75萬(wàn)t/h，最高帶速達(dá)到15m/s。單條帶式輸送機(jī)的裝機(jī)功率達(dá)到6×2000kW。我國(guó)生產(chǎn)的帶式輸送機(jī)最大帶寬已達(dá)到2m，帶速已達(dá)到2 m/s，設(shè)計(jì)運(yùn)輸能力已達(dá)到5.2萬(wàn)t/h，最大運(yùn)距為3.7km。2.設(shè)計(jì)原始資料設(shè)計(jì)運(yùn)輸能力：800t/h, 運(yùn)輸距離：1024m, 輸送傾角：-

3、14°, 原煤松散密度：0.91t/m³, 煤最大塊度：300mm，煤動(dòng)態(tài)堆積角：25°，供電電壓：660v，帶速：2.5m/s。3.輸送帶類型的確定輸送帶是輸送機(jī)的重要部件，要求它具有較高的強(qiáng)度和較好的撓性，其價(jià)格比較昂貴，約占輸送機(jī)總成本的25%50%。在類型確定上需考慮以下幾點(diǎn)：（1） 煤礦井下必須使用阻燃輸送帶，并且盡量選用橡膠貼面，其次為橡塑貼面和塑料貼面的阻燃輸送帶；（2） 在同等條件下，優(yōu)先選擇分層帶，其次整體帶芯帶和鋼繩芯帶；（3） 優(yōu)先選用尼龍、維尼龍帆布層帶，因在同樣抗拉強(qiáng)度下，上述材料比棉帆布帶體輕、帶薄、柔軟、成槽性好、耐水和耐腐蝕；覆蓋膠

4、的厚度主要取決于被運(yùn)物料的種類和特性，給料沖擊的大小。根據(jù)原始資料和上述選擇要求，本設(shè)計(jì)選擇鋼絲繩芯帶，型號(hào)是GX3150，其帶芯強(qiáng)度為3150N/ mm，輸送帶質(zhì)量為42kg/m，帶厚為25mm，鋼絲繩根數(shù)64。芯帶采用硫化接頭。4.輸送線路初步設(shè)計(jì)線路初步設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)使用地點(diǎn)的具體情況、用戶要求或輸送機(jī)類型情況，進(jìn)行輸送機(jī)的整體布置。主要內(nèi)容包括驅(qū)動(dòng)裝置的型式、數(shù)量和安裝位置的確定，拉緊裝置的形式和安裝位置的確定，機(jī)頭、機(jī)尾布置，裝卸位置及形式，清掃裝置的類型及位置的確定等。最后根據(jù)這些內(nèi)容畫 出輸送機(jī)的布置簡(jiǎn)圖。圖1 輸送機(jī)布置簡(jiǎn)圖5.帶寬的確定 5.1滿足設(shè)計(jì)運(yùn)輸能力的帶寬 B1=

5、1.1（+0.05） (式2-1)=1.1*（+0.05）=0.9658m 式中 Q設(shè)計(jì)運(yùn)輸能力，t/h; B1滿足設(shè)計(jì)運(yùn)輸能力的輸送帶寬度，m; K物料斷面系數(shù)，見表1； v 輸送帶運(yùn)行速度，m/s; 物料的散狀密度，t/; c傾角系數(shù)，見表2。表1 物料斷面系數(shù) 1動(dòng)堆積角10°20°30°40°50°K槽型316385422458496平型67135172209247表2 傾角系數(shù) 1輸送傾角03°5°10°15°20°c10.990.950.890.815.2滿足物料塊度條件的寬度 對(duì)于

6、未篩分過(guò)的物料=2=800mm，根據(jù)上列計(jì)算選取帶寬B=1000mm。6基本參數(shù)的確定計(jì)算6.1輸送帶線質(zhì)量根據(jù)DT手冊(cè)表4-5鋼絲繩芯輸送帶規(guī)格及技術(shù)參數(shù)查得=42kg/m。6.2物料線質(zhì)量已知設(shè)計(jì)運(yùn)輸能力=800t/h，輸送帶運(yùn)行速度=2.5m/s時(shí)，物料線質(zhì)量=88.89 kg/m6.3托輥旋轉(zhuǎn)部分線質(zhì)量6.3.1托輥的選擇回程托輥安裝在空載分支上，以支承輸送帶。通常采用平行托輥大型輸送機(jī)。 緩沖托輥大多安裝在輸送機(jī)的裝載點(diǎn)上，以減輕物料對(duì)輸送帶的沖擊。 輸送帶運(yùn)行時(shí)，由于張力的不平衡、物料偏堆積、機(jī)架變形、托輥軸承損壞以及風(fēng)載荷作用等使其產(chǎn)生跑偏，目前應(yīng)用最為普遍的是前傾托輥，它取代了

7、調(diào)心托輥，靠普通槽形托輥的兩側(cè)輥向輸送帶運(yùn)行方向傾斜2°3°實(shí)現(xiàn)防跑偏。6.3.2托輥間距的選擇托輥間距的選擇應(yīng)考慮物料性質(zhì)、輸送帶的重度及運(yùn)行阻力等條件的影響。承載分支托輥間距可參考表3選取。緩沖托輥間距一般為承載托輥間距的倍，約為m。回程托輥間距可按2-3 m考慮或取為承載托輥間距的2倍。表3 承載托輥間距參考表（m）1松散物料堆積密度t/m²帶寬 (mm)40050065080010001200140016002000<0.81.51.41.31.30.811.61.41.31.21.21.6121.41.31.21.22.12.51.31.21.11

8、.0>2.51.21.21.11.11.0表4 F托輥回轉(zhuǎn)部分質(zhì)量（kg）1托輥形式帶寬（mm）500650800100012001400160018002000槽形承載托輥鑄鐵座111214222547507277沖壓座89111720回程托 輥、V形托輥鑄鐵座81012172039（V）42（V）61（V）65（V）沖壓座79111518頭部滾筒或尾部滾筒距第一組槽形托輥的距離s按下式計(jì)算： 式中 滾筒與第一組托輥之間的距離，m；托輥的成槽角，rad；輸送帶寬度，m。經(jīng)計(jì)算可知，我設(shè)計(jì)的帶式輸送機(jī)的尾部滾筒距第一組槽形托輥的距離： =2.67×35×2×

9、1/360=1.63m（槽型托輥成槽角=35°；=1m）；頭部滾筒距第一組槽形托輥的距離： =2.67×35×2×1/360=1.63m（槽形托輥成槽角=35°；=1m）。本設(shè)計(jì)的帶式輸送機(jī)的帶寬=1000mm，堆積密度=0.91 t/m²，經(jīng)查表3、表4可知選托輥直徑D=133mm,承載分支托輥間距=1.2 m，其托輥回轉(zhuǎn)部分質(zhì)量=17kg （沖壓座），根據(jù)DT手冊(cè)查的承載托輥選擇35°槽型托輥，圖號(hào)DT100C514?；爻掏休侀g距=2.4m，其托輥回轉(zhuǎn)部分質(zhì)量=15kg（沖壓座），根據(jù)DT手冊(cè)回程托輥選擇平行下托輥，圖號(hào)

10、DT100C560。因此，可求出托輥旋轉(zhuǎn)部分線質(zhì)量：承載托輥旋轉(zhuǎn)部分線質(zhì)量為：=14.17kg/m （式2-2）回程托輥旋轉(zhuǎn)部分線質(zhì)量為：=6.25kg/m （式2-3）另外，在輸送機(jī)的前后各加一個(gè)10°過(guò)渡托輥，圖號(hào)為DT100C511，一個(gè)20°過(guò)渡托輥，圖號(hào)為DT100C512。6.4計(jì)算輸送帶許用張力鋼絲繩芯帶 （式2-4）=3150*1000/11=286363.6N式中輸送帶許用張力，N； 帶芯拉斷強(qiáng)度，N/mm； 輸送帶寬度，mm；輸送帶安全系數(shù)。取鋼絲繩芯帶m=11。6.5滾筒的選擇·滾筒直徑的選擇計(jì)算在選擇傳動(dòng)滾筒直徑時(shí)，可按四個(gè)方面考慮：1）為

11、限制輸送帶繞過(guò)傳動(dòng)滾筒時(shí)產(chǎn)生過(guò)大的附加彎曲應(yīng)力，傳動(dòng)滾筒直徑應(yīng)按下面方法計(jì)算：對(duì)于鋼繩芯帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)滾筒直徑=150=1215mm （式2-5）式中 傳動(dòng)滾筒直徑，mm；d鋼絲繩直徑，mm。2）為限制輸送帶的表面比壓，以免造成覆蓋膠脫落，傳動(dòng)滾筒直徑為：鋼繩芯帶=2×286363.6/1000×1000000=1.06 mm式中 傳動(dòng)滾筒直徑，mm； 輸送帶張力，N； 輸送帶寬度，mm； d鋼絲繩直徑，mm； a鋼絲繩間距，mm； 輸送帶表面許用比壓，取1MPa。3）限制覆蓋膠或花紋變形量小于6%的，傳動(dòng)滾筒直徑為鋼繩芯帶 2=35=666.75式中 傳動(dòng)滾筒直徑，mm

12、； 圍包角影響系數(shù)，當(dāng)圍包角小于90°時(shí)，=0.8，否則， =1； b鋼繩芯輸送帶上覆蓋膠厚度（包括花紋高度），mm； d鋼絲繩直徑，mm。4）改向滾筒直徑可按下式確定=0.8=1000mm=0.6=630mm式中 尾部改向滾筒直徑，mm其他改向滾筒直徑，mm傳動(dòng)滾筒直徑，mm綜合考慮以上幾條因素，我選擇傳動(dòng)滾筒直徑=1250mm，圖號(hào)為DT100A109Y(G) 2的傳動(dòng)滾筒；尾部改向滾筒的直徑=1000mm，圖號(hào)為DT100B308(G) 2的尾部改向滾筒；頭部改向滾筒直徑為=630mm 各個(gè)滾筒表面均為人字形溝槽的橡膠覆蓋面。6.6計(jì)算各直線區(qū)段阻力對(duì)于承載分支：3 （式2-6

13、） =9.8×1024（88.89+42+14.17）×0.04*cos14°-（88.89+42）sin14°= -261267.6N 其中（´=0.04）對(duì)于回程分支：3 （式2-7）=9.8×1024×（42+14.17）×0.035cos14°-42×sin14°=121107.5N （"=0.035）式中 承載分支直線運(yùn)行阻力，N；回程分支直線運(yùn)行阻力，N；重力加速度， m/s²輸送長(zhǎng)度，m輸送傾角；輸送帶在承載分支運(yùn)行的阻力系數(shù)，見表5輸送帶在回程分支運(yùn)

14、行的阻力系數(shù)，見表5表5 輸送帶沿托輥運(yùn)行的阻力系數(shù)1工作條件´（槽形）"（平行）滾動(dòng)軸承含油軸承滾動(dòng)軸承含油軸承清潔、干燥0.020.040.0180.034少量塵埃，正常濕度0.030.050.0250.040大量塵埃，濕度大0.040.060.0350.0567輸送帶張力計(jì)算用逐點(diǎn)法計(jì)算輸送帶關(guān)鍵點(diǎn)張力：圖2：輸送帶設(shè)計(jì)示意圖輸送帶張力應(yīng)滿足兩個(gè)條件：） 摩擦傳動(dòng)條件，即輸送帶的張力必須保證輸送機(jī)在任何正常工況下都無(wú)輸送帶打滑現(xiàn)象發(fā)生。傳動(dòng)滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)可參考表6選取，對(duì)于塑面帶應(yīng)相應(yīng)減少。表6 傳動(dòng)滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)1運(yùn)行條件光滑裸露的鋼滾筒帶人字形

15、溝槽的橡膠覆蓋面帶人字形溝槽的聚胺基酸脂覆蓋面帶人字形溝槽的陶瓷覆蓋面干態(tài)運(yùn)行清潔濕態(tài)（有水）運(yùn)行0.10.350.35污濁濕態(tài)（泥土）運(yùn)行0.20.35按摩擦條件確定：； ；。經(jīng)查表6可知，摩擦系數(shù)，其中圍包角取，摩擦備用系數(shù)??；。；2）垂度條件，即輸送帶的張力必須保證輸送帶在兩托輥間的垂度不超過(guò)規(guī)定值，或者滿足最小張力條件對(duì)于承載分支輸送帶最小張力： （式2-8） 對(duì)于回程分支輸送帶最小張力： （式2-9） 由上面計(jì)算的數(shù)值可以得知不滿足垂度條件。取回空分支的最小張力點(diǎn)S2=，則S3=KS2=1.04*7467.6=7766.4N根據(jù)這一條件 出各點(diǎn)的張力點(diǎn)分別為 ；。7輸送帶強(qiáng)度校核 8

16、計(jì)算滾筒牽引力與電動(dòng)機(jī)功率 由于滿載工作下電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，有可能是電動(dòng)狀態(tài)也可能是發(fā)電狀態(tài)，所以在牽引力和功率計(jì)算上有區(qū)別。尤其應(yīng)注意各種阻力的正方向和正常發(fā)電狀態(tài)而空載電動(dòng)狀態(tài)下的功率驗(yàn)算。電動(dòng)機(jī)備用功率一般按15%-20%考慮。1）傳動(dòng)滾筒的主軸牽引力： 3=-146148.9N （式2-10）2）電動(dòng)機(jī)功率由于主軸牽引力為負(fù)值所以電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)3=381.5KW（其中電動(dòng)機(jī)功率備用系數(shù)為，傳動(dòng)裝置的效率為）所以電動(dòng)機(jī)選200，查閱有關(guān)手冊(cè)選擇型三相異步電動(dòng)機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)：額定功率為200kw;轉(zhuǎn)速為1470r/min;許用扭矩為52KN.M。9 拉緊力與拉緊行程9.1拉緊力計(jì)算K

17、N3 （式2-11）9.2拉緊行程計(jì)算3 （式2-12）式中 L輸送機(jī)總長(zhǎng)度，m； K輸送帶工作時(shí)的伸長(zhǎng)系數(shù)，見表7，可知K=0.0015表7 輸送帶伸長(zhǎng)系數(shù)K 3輸送機(jī)長(zhǎng)度L，m合成纖維輸送帶鋼繩芯輸送帶<3000.020.002301-5000.020.002501-10000.0150.0017>10000.010.00159.3拉緊裝置的選擇與布置通常確定拉緊裝置的位置時(shí)需要考慮以下三點(diǎn)：·拉緊裝置應(yīng)盡量安裝在靠近傳動(dòng)滾筒的空載分支上，以利于起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，對(duì)運(yùn)距很短的輸送機(jī)可布置在機(jī)尾部，并將尾部滾筒作為拉緊滾筒；·拉緊裝置應(yīng)盡可能布置在輸

18、送帶張力最小處，這樣可以減少拉緊力，縮小拉緊行程；·應(yīng)使輸送帶在拉緊滾筒的繞入和繞出分支方向與滾筒位移線平行，而且施加的拉緊力要通過(guò)滾筒中心。根據(jù)輸送機(jī)設(shè)計(jì)原始資料和已計(jì)算出的拉緊力和拉緊行程，綜合考慮上述各種拉緊裝置類型和特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)選擇使用液壓拉緊裝置，型號(hào)為TYZL-100/3，拉緊裝置布置在中間改向滾筒一端（如輸送帶布置簡(jiǎn)圖所示）。 10 制動(dòng)力矩計(jì)算 根據(jù)井下用帶式輸送機(jī)技術(shù)要求，制動(dòng)裝置或逆止裝置產(chǎn)生的制動(dòng)力矩不得小于該輸送機(jī)所需制動(dòng)力矩的1.5倍。 1）對(duì)于電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的帶式輸送機(jī)所需制動(dòng)裝置的總制動(dòng)力矩為：1 （式2-13）式中 制動(dòng)裝置作用在傳動(dòng)滾筒軸上的總制動(dòng)力矩，Nm； 傳動(dòng)滾筒直徑，m； 輸送機(jī)長(zhǎng)度，m； 托輥?zhàn)枇ο禂?shù)，取值為0.0122）對(duì)于發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)的帶式輸送機(jī)所需制動(dòng)裝置的總制動(dòng)力矩為： （式2-14）式中 制動(dòng)裝置作用在傳動(dòng)滾筒軸上的總制動(dòng)力矩，Nm； 傳動(dòng)滾筒直徑，m； 輸送帶速度，m/s