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1、1第 3 章 带式输送机的设计计算设计胶带输送机时，要知道输送机的工作条件（如使用地点、运距、倾角及被运货载的性质，如散集容重、快度等） ，以及装载和卸载方式等，根据工作条件的要求合理地确定输送机的传动系统和结构方案。第 3.1 节 原始数据（1） 输送机长度：1000m（2） 带速：v=2.5m/s（3） 选择带宽 B=1.2m 的 GX2000 型钢丝绳芯胶带 3.2 输送机输送量的计算取 v 表示胶带运动速度（m/s） ，q 表示单位长度胶带内货载的重量（kg/m）,则胶带输送机的输送能力为(3-1)3.6 ( / )Qv t h单位长度的载荷 q 值决定于被运货载的断面积 F（m2）及
2、其容重 （t/m3） ， 对于连续货流的胶带输送机单位长度重量为(3-2)1000(/)qFkg m将式（3-2）代入（3-1）式，则得（3-3）3600( / )QFvt h货载断面积 F 的大小主要取决于胶带的宽度。如图 31 所示为槽形胶带上货 载的断面。图 31 槽形胶带上货载断面2货载断面由梯形断面 F1和圆弧面积 F2组成。在胶带宽度 B 上，货载的总 宽度为 0.8B，中间托辊长为 0.4B，货载在带面上的堆积角为 ，并堆积成一 个圆弧面，其半径为 r，中心角为 2。则梯形面积为12(0.40.8 ) 0.2tan30 2 0.0693BBBFBo圆弧面积为222(2sin2 )
3、 2 0.4()(2sin2 )/2sinrFB总面积为12220.40.063()(2sin2 )/2sinFFFBB即 (3-4)220.40.063()(2sin2 )/2sinFB式中 货载的堆积角， （弧度） ；将式（3-4）代入（3-3） ，化简后，可得胶带输送机的输送能力2( / )QKB v C t h式中 B胶带的宽度（m） ；输送量（t/h） ；Q带速（m/s）;v货载散集容重(t/m3)；货载断面系数，K 值与货载的堆积角 值有关，KC输送机倾角系数。 查文献 1 带宽 B=1.2m 的 GX2000 型钢丝绳芯胶带的单位长度重量3qd=35kg/m，胶带厚度为 17mm
4、，由表 3-19 查得 K=458。又按 =0查表 3- 20 得 C=1；查表 3-18 选取 =0.9将以上数据代入公式得22( / )458 1.22.5 0.9 1 1483.9 /QKB v C t ht h 取1450 /Qt h又 3.6Qqv则 3.6 1450/3.6/2.5161.1/Qqvkg m 其中 q单位长度胶带上载货重量（kg/m）胶带运行速度（m/s）v3.3 胶带运行阻力的计算lg L1234Wzhlg4图 32 胶带输送机运行阻力计算示意图。 图 32 为胶带输送机运行阻力的计算示意图。图中未标明输送机的倾角， 它可以是水平的，也可以是倾斜的。图中 3-4
5、段为运送货载段，胶带在这一段 托辊上所遇到的阻力，为重段运行阻力，用 Wzh 表示，1-2 段为回空段，胶带 在这一段的阻力位空段运行阻力，用 Wk 表示。在一般情况下，重段和空段的 运行阻力可以分别表示如下： ()cos() sinzhdgdWqqqLwqqL“ “()cossinkdgdWqqLwq L3.3.1 重段运行阻力的计算重段的阻力 Wzh 为(3-7) ()cos() sinzhdgdWqqqLwqqL式中 输送机的倾角，这里取 =0；输送机长度；L、分别为槽形、平行托辊阻力系数,查表 3-25 得w“w=0.03，=0.025；w“wq每米长的胶带上的货载重量（kg/m）,由
6、以上求得q=161.1 kg/m;每米长的胶带自重（kg/m） ，查文献 1 取=35kg/m;dqdq、分别为折算到每米长度上的上、下托辊转动部分的重量gq“gq（kg/m） ，其中 g g gGql5“ “ “g g gGql、分别为到每组上、下托辊转动部分的重量（kg）gG“gG查表 3-26 得=25kg， =25kg;gG“gG上托辊间距（m）,一般取=11.5m,这里取=1.5m,glglgl下托辊间距（m）,一般=23m，这里取=3m.“gl“gl“gl把以上数据代入（3-7）式得 重段运行阻力(161.1 3525/1.5) 1000 0.03cos0(161.1 35) 10
7、00 sin06383()zhWkgoo3.3.2 空段运行阻力的计算计算公式： “ “()cossinkdgdWqqLwq L式中 每米长的胶带自重(kg/m),这里=35kg/mdqdq折算到每米长度上的下托辊转动部分的重量(kg/m);其中“gq“ “ “ 25 3 8.33/g g gGqlkg m胶带在下托辊上运行阻力系数，查表 3-25 选取=0.025“w“w6(358.33) 1000 0.025 cos035 1000 sin01084kWkgoo3.4 胶带张力的计算输送带作为带式输送机的牵引机构，在承受为克服输送带运行阻力所必需 的牵引力的同时，由于带式输送机是靠驱动滚筒
8、与输送带之间的摩擦力传递牵 引力，它的张力还要满足滚筒摩擦传动的需要。除此之外，为防止输送带在两 托辊之间有过大的垂度，输送带的张力还要满足它的垂度不超过规定值的需要。输送带作为牵引构件，它的张力沿输送机全长是变化的，需要采用逐点法 求算它在各点的张力。参照设计计算示意图 33。图 33 胶带输送机传动系统设计计算示意图3.4.1 各点张力的计算用逐点计算法列出为克服运行阻力，输送带各点的张力关系。 为简化计算，输送带在滚筒上绕行的弯曲阻力及滚筒轴承的阻力两项合并，按 输送带的张力增加 5%计算。由 3212SSS7321.06SS得 210.97SS所以32111.061.06 0.971.
9、03SSSS又43111.061.06 1.031.092SSSS “ 544 54“4 5441()(3525/3) 987.782 0.0251070.11.0921070.1dgSSWSqqLSSS又 65111.061.06 (1.0921070.1)1.161134.3SSSS766 7SSW又 6 7“6 7()(161.1 3525/1.5) 1000 0.036383dgWqqqL 766 7111.161134.363831.167517.3SSWSS 87111.061.06 (1.167517.3)1.237968.4SSSS 988 9SSW8又 “ 8 9“8 9()
10、(3568.43/3) 8.825 0.025 12.7dgWqqL （3-8）981112.71.237968.4 12.71.237981.1SSSS根据欧拉公式得： (3-9)91(1)eSSn 式中 滚筒围包角，取=420;n摩擦力备用系数，取 n=1.2; 胶带与滚筒之间的摩擦系数，根据煤矿井下使用条件，输送机 胶面驱动滚筒，采区空气潮湿，查文献 1 表 3-27 选取 =0.2。将以上数据代入欧拉公式得：9114.33 1(1)3.81.2SSS联立式（3-8）和（3-9）解得=3106 kg, =11802.8 kg，从而可得其他各1S9S点张力为：210.970.97 3106
11、3012.8SSkg311.031.03 31063199.2SSkg411.0921.092 31063391.8SSkg511.0921071.14462.9SSkg611.161134.34737.3SSkg711.167517.311120.3SSkg811.237968.411788.8SSkg93.4.2 计算满足输送带垂度要求所需的张力图 34 所示为输送带张力与垂度的关系，可列出下列关系式：(3-10)2 min max()cos8dgqq l gSy图 34 托辊间胶带的下垂度式中 输送带在重段的最小张力，N；minS重段托辊间距，一般取=11.5m,这里取=1.5m；glg
12、lgl每米长的胶带自重(kg/m),这里=35kg/m；dqdq每米长的胶带上的货载重量（kg/m） ，由以上算得=164.0kg/m;qq输送机的倾角，这里取=9；输送带最大允许垂度，按=0.025计。maxymaxygl将值代入上式得maxy10min5()cos5 (161.1 35) 1.5 9.8 cos9 14235.9dgSqq l gN o3.4.3 验算各点张力由以上算得=14235.9kg，大于以上所算得的重段的最小张力值，所minS以应以=14235.9 kg 作为重段的最小张力，即 S6=14235.9 kg。由此可得minSs1=11294.5kg,S2=10955.
13、7kg,S3=11633.3kg,S4=12333.6kg,S5=13404.7kg, S7=20619 kg, S8=21860.6kg, S9=21873.3kg.3.5 胶带打滑条件的验算由以上求得 4.33e=1.46核算围包角：在煤矿中因运转条件较差，一般取=0.2，则 1.46 1801.46 180 3.14 418ooo实际设备围包角为 415，故值符合要求。113.6 胶带强度的验算已知最大张力 S9=21873.3kg，本输送机选用的是 GX2000 型钢绳芯胶带，带宽 B=1.2m，拉断强度为 2000N/cm.根据煤矿用阻燃输送带的安全系数公式：maxdS BmS式中阻
14、燃带的整体纵向拉断强度，N/cm;dSB阻燃带宽度，cm;输送带运行所受到的最大静张力，N。maxS将已知数据代入公式，求得安全系数 max 120 2000 21873.3 11dS BmS输送机重大载荷时，取安全系数 m=10，实际求得 m 值为 11，大于 10，满足 安全要求。3.7 电机功率的计算计算公式：电机功率0 102KW VN将已知数据代入上式，得911.2() 2.5 102 0.9 1.2 (21873.3 11294.5) 2.5 102 0.9 345.7SSNKW 3.8 传动装置的选用及验算123.8.1 电动机的选用根据上面算得电动机功率为 345.7KW，本输送机主要用于矿山，故电动机 选用 Y2-355L-4 异步电动机，传动方式为双电机传动。额定电流 IN=556 A额定转数 n=1480r/min;额定功率 N=315KW3.8.2 减速器的选择已知传动滚筒直径 D=0.83m; 滚筒的最大扭矩为0 2 1.2 (21873.3 11294.5) 0.83 2 5268.2kK
