第三章带式输送机的设计计算知识讲解Word格式.docx
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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。
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3-1倾斜系数k选用表
倾角
(°
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
k
1.00
0.99
0.98
0.97
0.95
0.93
0.91
0.89
0.85
0.81
输送机的工作倾角=0°
查DTH带式输送机选用手册(表3-1)k可取1.00
按给顶的工作条件,取原煤的堆积角为20°
;
原煤的堆积密度为900kg/m3;
考虑山上的工作条件取带速为1.6m/s;
将参数值代入上式,即可得知截面积S:
图3-2槽形托辊的带上物料堆积截面
表3-2槽形托辊物料断面面积A
槽
带宽B=500mm
带宽B=650mm
带宽B=800mm
带宽B=1000mni
角
(n
动堆积角P
20°
30°
0.022
0.026
0.040
0.048
0.063
0.076
0.104
0.124
3
35°
0.023
0.027
0.043
0.050
0.067
0.079
0.111
0.129
7
40°
0.024
0.028
0.045
0.052
0.071
0.082
0.116
0.134
45°
0.025
0.029
0.046
0.053
0.073
0.084
0.120
0.136
9
查表3-2,输送机的承载托辊槽角35°
,物料的堆积角为
时,带宽为800mm的输送带上允许物料堆积的横断面积为
0.0678m2,此值大于计算所需要的堆积横断面积,因此选用宽度为800mnt勺输送带能满足要求。
经过计算,故确定带宽B=800mm,680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750N/mm
带厚8.5mm
输送带质量9.2Kg/m。
3.2.2输送带宽度的核算
输送大块散状物料的输送机,需要按(3.2-2)式核算,
再查表2-3
B2200
Q3.6s(3.2-1)
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。
(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。
查DTH带式输送机选用手册(表3-1)(此后凡未注明均为该书)
得k=1
原煤的堆积密度为900kg/m3;
考虑山上的工作条件取带速为1.6m/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
3.6
0.0675m2
350
3.69001.61
角入
,物料的堆积角为20°
0.0678m2,此值大于计算所需要的堆积横断面积,据此选用宽度为800mn的输送带能满足要求。
经过计算,确定选用带宽B=800mm,680型煤矿用阻燃输送带。
680S型煤矿用阻燃输送带的技术规格:
带厚8.5mm;
输送带质量9.2Kg/m.
输送大块散状物料的输送机,需要按(3.2-2)式核算,再查表
2-3
B2200(2.2-2)
式中最大粒度,mm
表2-3不同带宽推荐的输送物料的最大粒度mm
带宽B
500
650
800
1000
1200
1400
粒度
筛分后
100
130
180
250
300
未筛分
150
200
400
600
计算:
B8002300200800
故,输送带宽满足输送要求。
3.3圆周驱动力
3.3.1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
(3.3-1)计算:
FhFnFS1FS2Fst
(3.3-1)
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;
Fst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,根据输送机侧型及附件装置情况定。
2)L80m
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,为此引入系数C作简化计算,则公式变为下面的形式:
FuCFhFsiFS2Fst
(332)
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
C(3.3-3)
L
式中Lo――附加长度,一般在70m到100m之间;
C系数,不小于1.02。
C查〈〈DTH(A)型带式输送机设计手册〉〉表3-4
表3-4系数C
80
C
1.92
1.78
1.58
1.45
1.31
1.25
1.20
1.17
700
900
1500
2000
2500
5000
1.14
1.12
1.10
1.09
1.06
1.05
1.04
1.03
3.3.2主要阻力计算
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(2.4-4)计算:
FhfLg[qROqRU(2qBqG)cos](3.4-4)
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;
初步选定托辊为DTE6204/C4,查表得,上托辊间距a0=1.2m,下托辊间距au=3m上托辊槽角35°
下托辊槽角0°
qro――承载分支托辊组每米长度旋转部分重量,kg/m,用式
(3.4-5)计算
qRo(3.4-5)
ao
其中G承载分支每组托辊旋转部分重量,kg;
ao――承载分支托辊间距,m
托辊参数,知Gi24.3kg
qRo色二丝3=20.25kg/m
a。
1.2
qRu——回程分支托辊组每米长度旋转部分质量,kg/m,用式
(3.3-6)计算:
qRu(3.3-6)
au
其中G2回程分支每组托辊旋转部分质量;
au――回程分支托辊间距,m
G215.8kg
qc——每米长度输送物料质量
qc
ImQ
60.734kg/m
=350
3.61.6
qB每米长度输送带质量,kg/m,qB=9.2kg/m
FhfLg[qROqRU(2qBqG)cos]
=0.045X300X9.8X[20.25+5.267+(2X9.2+60.734)X
cos35°
=11379N
f运行阻力系数f值应根据表3-5选取。
取f=0.045。
表3-5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
0.035〜0.045
3.3.3主要特种阻力计算
主要特种阻力Fs1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Fgl两部分,按式(3.3-7)计算:
FsiF+Fgi(3.3-7)
F按式(2.3-8)或式(3.3-9)计算:
(1)三个等长辊子的前倾上托辊时
FC0L(qBqG)gcossin(3.3-8)
(2)二辊式前倾下托辊时
F0LqBgcoscossin(3.3-9)
本输送机没有主要特种阻力Fsi,即Fsi=O
334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Fr和卸料器摩擦阻
力Fa等部分,按下式计算:
Fs2n3FrFa(3.3/0)
FrAP3(3.3-11)
FaBk2(3.3-12)
式中n3――清扫器个数,包括头部清扫器和空段清扫器;
个清扫器和输送带接触面积,
m2;
P清扫器和输送带间的压力,N/m2,一般取为
3104~10104N/m2;
3――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3-6导料槽栏板内宽、刮板与输送带接触面积
/mm
导料栏板内宽
b/m
刮板与输送带接触面积A/m
头部清扫器
空段清扫器
0.315
0.005
0.008
0.400
0.007
0.01
0.495
0.012
0.610
0.015
0.730
0.018
0.850
0.014
0.021
查表3-7得A=0.008m2,取p=10104N/m2,取3=0.6,将数据带
入式(3.3-11)则Fr=0.008X10io4X0.6=480N
拟设计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)
Fa=0
由式(3.3-10)贝yFs2=3.5M80=1680N
335倾斜阻力计算
倾斜阻力按下式计算:
Fst
FstqGgH(3.3-13)
因为是本输送机水平运输,所有H=0
FStqGgH=0
由式(2.4-2)FuCFhFs1Fs2Fst
Fu=1.12X11379+0+1680+0
=14425N
3.4传动功率计算
3.4.1传动轴功率(Pa)计算
传动滚筒轴功率(Pa)按式(3.4-1)计算:
Pa弓(3.4-1)
3.4.2电动机功率计算
电动机功率Pm,按式(3.4-2)计算:
Pm耳(3.4-2)
式中一一传动效率,一般在0.85~0.95之间选取;
1――联轴器效率;
每个机械式联轴器效率:
1=0.98液力耦合器器:
1=0.96;
2――减速器传动效率,按每级齿轮传动效率为0.98计算;
二级减速机:
2=0.98刈.98=0.96
三级减速机:
2=0.98X0.98X0.98=0.94
'
――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"
0.9^0.95,单驱动
时,"
1。
根据计算出的FM值,查电动机型谱,按最大原则选定电动机功率。
由式(3.5-1)Fa=144251.6=23080W
由式(2.5-2)
23080c
Fm=2
0.98(0.980.980.98)0.950.95
=55614W
则电动机型号为YB200L-4,N=30KV,数量2台。
3.5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,为保证输送机上午正常运行,输送带张力必须满足以下条件:
(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
间的垂度小于规定值
3.5.1输送带不打滑条件校核
圆周驱动力Fu通过摩擦传递到输送带上(见图3-3)
如图4所示,输送带在传动滚简松边的最小张力应满足式(28)的
要求。
SLminCF
max
传动滚筒传递的最大圆周力FmaxKaF。
动载荷系数
Ka1.2附.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Ka1.5
――传动滚筒与输送带间的摩擦系数,见表3-7
工作条件
与输送带间的摩擦系数
取心=1.5,由式Fumax=1.5X14425=21638N
对常用c^h=i.97
e1
该设计取=0.05;
=470。
SLminCFmax=1.9721638=42626N
3.5.2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Fmin,需按式(2.5-1)和(2.5-2)进行验算。
a°
(qBqG)g
式中h——允许最大垂度,一般0.01;
aadm
——承载上托辊间距(最小张力处);
au――回程下托辊间距(最小张力处)。
订h
取_
a
=0.01由式(2.5-2)得:
adm
F承min
1.2(9.260.734)9.8
=10280N
80.01
39.29.8“
F回min
3381N
3.5.3
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。
以下是张力分布点图:
300000
(1)运行阻力的计算
有分离点起,依次将特殊点设为1、2、3、…,一直到相遇点10点,如图
3-4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,680S型煤矿用阻燃输送带,纵向拉伸强度750N/mm带厚8.5mm输送带质量9.2Kg/m.
1)承载段运行阻力
由式(3.5-3):
Fzqq。
见儿zcos(qq°
)Lsin)g
=(60.679.220.25)3000.04cos0°
9.8
=10598N
2)回空段运行阻力
由式(3.5-4)
Fkq。
qtk)LeosGq°
F^6(9.25.27)2950.035cos0°
=1464N
F叫2(9.25.27)40.035cos0°
=20N
F曾10(9.25.27)20.035cos09.8
=10N
F3«
4(9.25.27)10.035cos0°
=5N
3)
(3.5-3)
(3.5-4)
最小张力点
有以上计算可知,4点为最小张力点
(2)输送带上各点张力的计算
1)由悬垂度条件确定5点的张力
承载段最小张力应满足
2)由逐点计算法计算各点的张力
因为S7=10280N,根据表14-3选Cf=1.05,
故有S6寻=9790N
S5S6f^68326N
S4鱼=7929N
Cf
S3S4f^47924N
S2鱼=7546N
S,S2f^27526N
£
S7FZ20878N
S9S8Cf=21921N
Sy二S10S9F^1021931N
(3)用摩擦条件来验算传动滚筒分离点与相遇点张力的关系
滚筒为包胶滚筒,围包胶为470°
由表14-5选摩擦系数
=0.35。
并取摩擦力备用系数n=1.2。
由式(3.5-5)可算得允许Sy的最大值为:
(3.5-5)
SYmaxS
(1)
n
=7526(1
1.2
=33340N0
故摩擦条件能够满足设计要求
3.6传动滚筒、改向滚筒合张力计算
3.6.1改向滚筒合张力计算
根据计算出的各特性点张力,计算各滚筒合张力
机头部180改向滚筒的合张力:
F改1=S8Sg=20878+21921=42799N
尾部180改向滚筒的合张力
F改2=S6S7=9790+10280=20070N
3.6.2传动滚筒合张力计算
根据各特性点的张力计算传动滚筒的合张力
动滚筒合张力:
F1F2編S=21926+7526=29452N
3.7传动滚筒最大扭矩计算
单驱动时,传动滚筒的最大扭矩Mmax按式(3.7.1)计算:
式中D传动滚筒的直径(mr)
双驱动时,传动滚筒的最大扭矩Mmax按式(3.7.2)计算:
初选传动滚筒直径为500mm则传动滚筒的最大扭矩为
Fui(Fu2)max=29.452KN
Mmax29.4:
°
.5=5.4KN/m
3.8拉紧力计算
拉紧装置拉紧力F。
按式(3.8-1)计算
F0SiS1(3.8-1)
式中S——拉紧滚筒趋入点张力(N);
S1――拉紧滚筒奔离点张力(N)。
由式(2.8-1)
F0S233=7924+7546=15470N=15.47KN
查《煤矿机械设计手册》初步选定钢绳绞筒式拉紧装置
3.9绳芯输送带强度校核计算
Fmax口
GxHT"
(3.9-1)
式中ni静安全系数,一般ni=710。
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Fmax21926N
ni选为7,由式(3.10-1)
當192N/mm
可选输送带为680S,即满足要求。
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