胶带输送机选型计算.docx

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胶带输送机选型计算

带式输送机设计

1.绪论....................................................................................................................1

2.设计原始资料....................................................................................................2

3.输送带类型的确定............................................................................................2

4.输送线路初步设计............................................................................................2

5.带宽的确定........................................................................................................3

5.1 满足设计运输能力的带宽.....................................................................3

5.2 满足物料块度条件的宽度.....................................................................4

6 基本参数的确定计算........................................................................................4

6.1 输送带线质量.........................................................................................4

6.2 物料线质量.............................................................................................4

6.3 托辊旋转部分线质量.............................................................................4

6.3.1 托辊的选择..................................................................................4

6.3.2 托辊间距的选择..........................................................................5

6.4 计算输送带许用张力.............................................................................7

6.5 滚筒的选择.............................................................................................7

6.6 计算各直线区段阻力.............................................................................9

7 输送带张力计算................................................................................................9

7 输送带强度校核..............................................................................................13

8 计算滚筒牵引力与电动机功率......................................................................13

9 拉紧力与拉紧行程.........................................................................................13

9.1 拉紧力计算...........................................................................................13

9.2 拉紧行程计算.......................................................................................14

9.3 拉紧装置的选择与布置.......................................................................14

10 制动力矩计算...............................................................................................14

11 驱动装置及其布置.......................................................................................15

1.绪论

带式输送机是输送能力最大的连续输送机械之一。

其结构简单、运行平稳、运转

可靠、能耗低、对环境污染小、便于集中控制和实现自动化、管理维护方便，在连续

装载条件下可实现连续运输。

目前国内外带式输送机正朝着长距离、高速度和大运量

方向发展。

单机运距已达 30.4km，多机串联运距最长达 208km，最宽的带式输送机带

宽为 4m。

最大运输能力已达到 3.75 万 t/h，最高带速达到 15m/s。

单条带式输送机的

装机功率达到 6×2000kW。

我国生产的带式输送机最大带宽已达到 2m，带速已达到 2

m/s，设计运输能力已达到 5.2 万 t/h，最大运距为 3.7km。

2.设计原始资料

设计运输能力：

800t/h, 运输距离：

1024m, 输送倾角：

-14°, 原煤松散密度：

0.91t/m³,煤最大块度：

300mm，煤动态堆积角：

25°，供电电压：

660v，带速：

2.5m/s。

3.输送带类型的确定

输送带是输送机的重要部件，要求它具有较高的强度和较好的挠性，其价格比较昂贵，

约占输送机总成本的 25%—50%。

在类型确定上需考虑以下几点：

（1）煤矿井下必须使用阻燃输送带，并且尽量选用橡胶贴面，其次为橡

塑贴面和塑料贴面的阻燃输送带；

（2）在同等条件下，优先选择分层带，其次整体带芯带和钢绳芯带；

（3）优先选用尼龙、维尼龙帆布层带，因在同样抗拉强度下，上述材料

比棉帆布带体轻、带薄、柔软、成槽性好、耐水和耐腐蚀；

覆盖胶的厚度主要取决于被运物料的种类和特性，给料冲击的大小。

根据原始资料和上述选择要求，本设计选择钢丝绳芯带，型号是 GX3150，其带芯强度

为 3150N/ mm，输送带质量为 42kg/m，带厚为 25mm，钢丝绳根数 64。

芯带采用硫化接头。

4.输送线路初步设计

线路初步设计的任务是根据使用地点的具体情况、用户要求或输送机类型情况，进行输

送机的整体布置。

主要内容包括驱动装置的型式、数量和安装位置的确定，拉紧装置的形式

和安装位置的确定，机头、机尾布置，装卸位置及形式，清扫装置的类型及位置的确定等。

最后根据这些内容画 出输送机的布置简图。

S1

速度2.5m/s

S8

S9

S12

S13

S7S5

S6

S3S4

S10

S11

图 1输送

机布置简图

5.带宽的确定

5.1 满足设计运输能力的带宽

B1=1.1（

Q

3600vkcγ

+0.05）                  （式 2-1）

=1.1*（

800

3600* 2.5*0.85*0.91*0.1676

+0.05）=0.9658m

式中 Q——设计运输能力，t/h;

B1——满足设计运输能力的输送带宽度，m;

K——物料断面系数，见表 1；

v—— 输送带运行速度，m/s;

γ ——物料的散状密度，t/ m3 ;

c——倾角系数，见表 2。

表 1物料断面系数 [1]

动堆积角10°20°30°40°50°

输送倾

角

0～3°

5°

10°

15°

20°

c

1

0.99

0.95

0.89

0.81

K

槽型

316

385

422

458

496

平型

67

135

172

209

247

5.2 满足物料块度条件的宽度

对于未筛分过的物料 B2 ≥ 2amax + 200 =2 ⨯ 300 + 200 =800mm，根据上列计算选取带宽

B=1000mm。

6 基本参数的确定计算

6.1 输送带线质量

根据 DTⅡ手册表 4-5 钢丝绳芯输送带规格及技术参数查得 qd =42kg/m。

6.2 物料线质量

已知设计运输能力 Q =800t/h，输送带运行速度 v =2.5m/s 时，物料线质量 q =

800

=88.89 kg/m

3.6 ⨯ 2.5

Q

3.6v

=

6.3 托辊旋转部分线质量

6.3.1 托辊的选择

回程托辊安装在空载分支上，以支承输送带。

通常采用平行托辊大型输送机。

缓冲托辊大多安装在输送机的装载点上，以减轻物料对输送带的冲

松散物

料堆积密度

t/m²

带宽    （mm）

00

4

500

650

800

1000

1200

1400

1600

2000

<0.8

1.5

1.4

1.3

1.3

0.81～1.

6

1.4

1.3

1.2

1.2

1.61～2

1.4

1.3

1.2

1.2

2.1～2.5

1.3

1.2

1.1

1.0

>2.5

1.2

1

.2

1

.1

1.1

1.0

击。

输送带运行时，由于张力的不平衡、物料偏堆积、机架变形、托辊轴承损坏以及

风载荷作用等使其产生跑偏，目前应用最为普遍的是前倾托辊，它取代了调心托辊，靠

普通槽形托辊的两侧辊向输送带运行方向倾斜 2°～3°实现防跑偏。

6.3.2 托辊间距的选择

托辊间距的选择应考虑物料性质、输送带的重度及运行阻力等条件的影响。

承载分

支托辊间距可参考表 3 选取。

缓冲托辊间距一般为承载托辊间距的 0.3-0.5 倍，约为

0.3-0.6m。

回程托辊间距可按 2-3 m 考虑或取为承载托辊间距的 2 倍。

表 4F 托辊回转部分质量（kg）[1]

托辊形式带宽（mm）

00

5

50

6

00

8        1

000

1

200

140

0

160

0

18

00

2000

槽形承

载托辊

铸

铁座

11

12

14

22

25

47

50

72

77

冲压座

8

9

11

17

20

—

—

—

—

回程托

辊、V

形托辊

铸铁座

8

10

12

17

20

39（V）

42（V）

61（V

）

65（V）

冲压座

7

9

11

15

18

—

—

—

—

头部滚筒或尾部滚筒距第一组槽形托辊的距离 s 按下式计算：

s ≥ 2.67αB

式中

s —滚筒与第一组托辊之间的距离，m；

α —托辊的成槽角，rad；

B —输送带宽度，m。

经计算可知，我设计的带式输送机的尾部滚筒距第一组槽形托辊的距离：

s ≥ 2.67αB =2.67×35×2π×1/360=1.63m

（槽型托辊成槽角α =35°； B =1m）；

头部滚筒距第一组槽形托辊的距离：

s ≥ 2.67αB =2.67×35×2π×1/360=1.63m

（槽形托辊成槽角α =35°； B =1m）。

本设计的带式输送机的带宽 B =1000mm，堆积密度 γ =0.91 t/m²，经查表 3、表 4 可知选

托辊直径 D=133mm,承载分支托辊间距 L't =1.2 m，其托辊回转部分质量 G' =17kg （冲压座）

，根据 DTⅡ手册查的承载托辊选择 35°槽型托辊，图号 DTⅡ100C514。

回程托辊间距

L''t =2.4m，其托辊回转部分质量 G'' =15kg（冲压座），根据 DTⅡ手册回程托辊选择平行下

托辊，图号 DTⅡ100C560。

因此，可求出托辊旋转部分线质量：

承载托辊旋转部分线质量为：

 q't =

t

L't 1.2

（式 2-2）

t

''t

t

=

15

2.4

=6.25kg/m  （式 2-3）

另外，在输送机的前后各加一个 10°过渡托辊，图号为 DTⅡ100C511，一个 20°过渡

托辊，图号为 DTⅡ100C512。

6.4 计算输送带许用张力

钢丝绳芯带

σ

B

（式 2-4）

=3150*1000/11=286363.6N

式中 S e —输送带许用张力，N；

σ

d

—带芯拉断强度，N/mm；

B —输送带宽度，mm；

m —输送带安全系数。

取钢丝绳芯带 m=11。

6.5 滚筒的选择

·滚筒直径的选择计算

在选择传动滚筒直径时，可按四个方面考虑：

1）为限制输送带绕过传动滚筒时产生过大的附加弯曲应力，传动滚筒直径应按下面方法

计算：

对于钢绳芯带式输送机的传动滚筒直径

D ≥ 150d =150 ⨯ 8.1=1215mm

式中 D —传动滚筒直径，mm；

d—钢丝绳直径，mm。

（式 2-5）

2）为限制输送带的表面比压，以免造成覆盖胶脱落，传动滚筒直径为：

钢绳芯带 D ≥

2Sa

Bd[p]

式中 D —传动滚筒直径，mm；

S —输送带张力，N；

B —输送带宽度，mm；

d—钢丝绳直径，mm；

a—钢丝绳间距，mm；

[p]—输送带表面许用比压，取 1MPa。

3）限制覆盖胶或花纹变形量小于 6%的，传动滚筒直径为

钢绳芯带

式中

D ≥ 35K （b + 0.5d ） [2]=35 ⨯1⨯ （15 + 0.5 ⨯ 8.1） =666.75

D —传动滚筒直径，mm；

K —围包角影响系数，当围包角小于 90°时， K =0.8，否则， K =1；

b—钢绳芯输送带上覆盖胶厚度（包括花纹高度），mm；

d—钢丝绳直径，mm。

4）改向滚筒直径可按下式确定

D1 =0.8 D =1000mm

D

2

=0.6 D =630mm

式中

D1 —尾部改向滚筒直径，mm

D

2

—其他改向滚筒直径，mm

D —传动滚筒直径，mm

综合考虑以上几条因素，我选择传动滚筒直径 D =1250mm，图号为 DTⅡ100A109Y（G）

[2]的传动滚筒；尾部改向滚筒的直径

D1 =1000mm，图号为 DTⅡ100B308（G）

[2]的尾部改向

滚筒；头部改向滚筒直径为 D2 =630mm

各个滚筒表面均为人字形沟槽的橡胶覆盖面。

工作条件

ω´（槽形）

ω"（平行）

滚动轴

承

含油轴

承

滚动轴

承

含油

轴承

清洁、干燥

0.02

0.04

0.018

0.034

少量尘埃，正常湿度

0.03

0.05

0.025

0.040

大量尘埃，湿度大

0.04

0.06

0.035

0.056

6.6 计算各直线区段阻力

对于承载分支：

W Z = gL[q + qd + q't ω（ + qd sin β [3]

（式 2-6）

=9.8×1024[（88.89+42+14.17）×0.04*cos14°-（88.89+42） ⨯ sin14°]

= -261267.6N其中（ω´=0.04）

对于回程分支：

W Z = gL[qd + q''t ω'' cos β + qd sin β ][3]

=9.8×1024×[（42+14.17）×0.035cos14°-42×sin14°]

=121107.5N（ω"=0.035）

（式 2-7）

式中

W

W

Z

K

—承载分支直线运行阻力，N；

—回程分支直线运行阻力，N；

g —重力加速度， m/s²

L —输送长度，m

β —输送倾角；

ω' —输送带在承载分支运行的阻力系数，见表 5

ω'' —输送带在回程分支运行的阻力系数，见表 5

用逐点法计算输送带关键点张力：

运行条件

光滑

裸露

的钢

滚筒

带人字形

沟槽

的橡胶覆

盖面

带人字

形沟槽的聚

胺基酸脂覆

盖面

带人字形

沟槽

的陶瓷覆

盖面

干态运行

0.35-

0.4

0.4-0.45

0.35-

0.4

0.4-0.45

清洁湿态

（有水）运行

0.1

0.35

0.35

0.35-0.4

污浊湿态

（泥土）运行

0.05-

0.1

0.25-0.3

0.2

0.35

表 6  传动滚筒与输送带间的摩擦系数[1]

S1

速度2 .5m/s

S8

S9

S12

S13

S7S5

S6

S3S4

S10

S11

图 2：

输送带设计示意图

输送带张力应满足两个条件：

１） 摩擦传动条件，即输送带的张力必须保证输送机在任何正常工况下都无输送

带打滑现象发生。

传动滚筒与输送带间的摩擦系数可参考表 6 选取，对于塑面带应相

应减少。

按摩擦条件确定：

S1 = S

1

S

2

= K S1 +W ZH ；

S 3 = KS

2

；

S 4 = S

3

；

S

5

= K S 4

；

S 6 = S

5

S

7

= K S 6

；

S

8

= K S 7 +W KZ

S

9

= K S 8

；

S

10

= S 9

；

S

S

S

11

12

13

= K S10 ；

= S11

= KS12 （取K = 1.04）

S1 - S

14

=

S14

n

e

μα

- 1）。

经查表 6 可知，摩擦系数 μ = 0.20 ，其中围包角取α = 300︒ ，摩擦备用系数取 n = 1.17

S

S

S

S

1

2

3

4

= 223954.2N ；

= -37313.4N ；

= -38805.9N ；

= -38805.9N ；

S 5 = S

6

= -40358.2N ；

S

S

S

S

S

7

8

9

10

11

= -41972.5N ；

= 79134.9N ；

= 82300.4N ；

= 82300.4N 。

= 85592.4N

S

S

12

13

= 85592.4N ；

= 89016.1N

2）垂度条件，即输送带的张力必须保证输送带在两托辊间的垂度不超过规定值，或者

满足最小张力条件

对于承载分支输送带最小张力：

S

Z min

= 5g L't （ + qd cos β

（式 2-8）

= 5 ⨯ 9.8 ⨯1.2（88.89 + 42）cos14︒

= 7467.7N

对于回程分支输送带最小张力：

S

K min

= 5g L''t qd cos β

（式 2-9）

= 5 ⨯ 9.8 ⨯ 2.4 ⨯ 42 ⨯ cos14︒

= 3993.7N

由上面计算的数值可以得知不满足垂度条件。

取回空分支的最小张力点 S2= S Z min ，则

S3=KS2=1.04*7467.6=7766.4N 根据这一条件 出各点的张力点分别为

S

S

S

S

1

2

3

4

= 268735.3N ；

= 7467.6N ；

= 7766.4N ；

= 7766.4N ；

S 5 = S

6

= 8078.1N ；

S

S

S

S

S

S

S

7

8

9

10

11

12

13

= 8401.2N ；

= 129508.7N ；

= 134689.1N ；

= 134689.1N 。

= 138729.8N

= 138729.8N

= 142897.1N

7 输送带强度校核

S

S

max

max

≤ S e

= S1 = 268735.3N

因此可知 S max ≤ S e，输送带满足强度要求。

8 计算滚筒牵引力与电动机功率

由于满载工作下电动机的运行状态，有可能是电动状态也可能是发电状态，所以在

牵引力和功率计算上有区别。

尤其应注意各种阻力的正方向和正常发电状态而空载电动状态

下的功率验算。

电动机备用功率一般按 15%-20%考虑。

1）传动滚筒的主轴牵引力：

F

0

= - S1 + S13 - 0.03（S13 + S1）[3]=-146148.9N

（式 2-10）

2）电动机功率由于主轴牵引力为负值所以电机处于发电状态

P =

K d F

0

vη ⨯10-3 [3] = 1.17 ⨯146148.9 ⨯1.05 ⨯ 2.5 ⨯ 0.8510-3 =381.5KW

（其中电动机功率备用系数为 K d = 1.17 ，传动装置的效率为η = 0.85 ）

所以电动机选 200 ⨯ 2 = 400KW ，查阅有关手册选择 Y 355L2 - 4 型三相异步电动机，其

主要技术参数：

额定功率为 200kw;转速为 1470r/min;许用扭矩为 52KN.M。

9 拉紧力与拉紧行程

输送机长度 L，m

合成纤维输送带

钢绳芯输送带

<300

0.02

0.002

301-500

0.02

0.002

501-1000

0.015

0.0017

>1000

0.01

0.0015

9.1 拉紧力计算

P = S 4 + S 5 = 7766.4 + 8078.1 = 15844.5 KN[3]

（式 2-11）

9.2 拉紧行程计算

∆L = ∆L1 + ∆L2 = K ⨯ L + 1.3B = 0.0015 ⨯1024 + 1.3 = 2.836M [