斜井中帶式輸送機的設計計算

朱紅娟 裴永剛

摘要：個別煤礦根據生產需要新增混合斜井，斜井內需要鋪設帶式輸送機，根據需要對帶式輸送機的輸送帶、托輥的選取及傳動滾筒驅動力、輸送帶張力、拉緊力等的確定進行了詳細的分析和計算。

關鍵詞：帶式輸送機；參數；設計計算

中圖分類號： TD528 文獻標識碼： A

Design Calculation Of Belt Conveyor Used In Inclined Shaft

ZHU Hong-juan1，PEI Yong-gang2

(1.Henan Central South Coal Engineering Design Co., Ltd., Zhengzhou 450006,China;2.Henan Thinker Automatic Co., Ltd., Zhengzhou 450002,China)

Abstract：Individual mines often need to add mixed new hybrid inclined shaft ，inclined shaft need to lay belt conveyors, according to the need for belt conveyor ,select and determine the roller selection of the conveyor belt and transmission drum drive ,belt tension ,tension, determination made a detailed analysis and calculations.

Key words：Inclined shaft；belt conveyor；parameters；design and calculation

O前言

嵩陽煤業有限公司某礦由于現有副立井斷面偏小，大型設備及支護長材料不能正常入井，輔助提升能力不足，增設混合斜井。混合斜井采用膠帶輸送機運輸煤炭，配備絞車擔負輔助提升任務，架空乘人裝置運輸人員。本文對斜井中膠帶輸送機進行了詳細的分析和計算。

1基本參數的選定與設計計算

1.1 原始參數

運輸物料原煤

松散密度ρ/t·m-30.95

運輸能力Q/t·h-1120

輸送帶傾角δ/(0)18

輸送帶速度v/m·s-1 1.6

水平運輸距離Ln/m230

提升高度H/m74.73

運輸斜長L/m241.92

1.2 自定義參數

輸送帶寬度B=800mm，傳動滾筒直徑選取為D=630mm，其他主要滾筒直徑為φ=320mm；初選聚酯帆布芯帶EP-200，每層輸送帶總想扯斷強度為σ=300Mpa，層數Z=5，上覆蓋膠厚度b1=3mm，下覆蓋膠厚度b2=1.5mm；上托輥間距a0=1200mm,下托輥間距au=3000mm；托輥槽角λ=35°，托輥輥徑108mm,托輥前傾1°23＇；

輸送機理論運量

QL=3.6Svkρ=3.6×0.1227×1.6×0.61×950=409t/h>120t/h

式中S—輸送帶上物料最大截面積，S=0.1227m2;

k—傾斜輸送機面積折減系數，k=0.61。

單位長度輸送帶質量

qB=16.8kg/m

單位輸送物料重量

qG===20.83kg/m

承載段采用35°槽型托輥組，輥子直徑為φ1=108mm,托輥前傾1°23＇，托輥間距a0=1200mm；

承載分支托輥單位旋轉部分組件重量

qRO ===8.825kg/m

式中G1—承載分支每組托輥旋轉部分的質量，G1=10.59kg。

回程段采用普通平行型下托輥組，輥子直徑為φ2=108mm,托輥間距au=3000mm；

回程分支托輥單位旋轉部分組件重量

qRU ===3.18kg/m

式中G1—承載分支每組托輥旋轉部分的質量，G1=9.54kg。

拉緊方式 重錘拉緊，拉緊裝置至傳動滾筒距離為3000m

清掃方式 頭部布置P行合金橡膠清掃器，空段布置角形硬質合金清掃器

1.3輸送機布置形式（見圖1）

1.4 輸送機阻力計算

（1）主要阻力FH

FH= fLg[qRO+qRu+(2qB+qG) cosδ]=4535.68N

式中 f—模擬摩擦系數,0.03。

（2）傾斜阻力Fst

Fst=qGgH=20.83×9.8×74.73=15254.93N

（3）主要特種阻力Fs1

托輥前傾阻力

Fε=CεμL(qB+qG)gcosδsinε=264.23N

式中 Cε—槽形系數，Cε=0.43；

μ—托輥和輸送帶間的摩擦系數，μ=0.3；

ε—托輥前傾角度，ε=1°23＇。

導料板阻力

Fgl===511.24N

式中μ2—物料與導料板間的摩擦系數，μ2=0.6；

Iv—輸送能力，Iv==0.1198m3/s；

b1—導料槽兩欄板間寬度，b1=0.495。

主要特種阻力Fs1=Fε+Fgl=264.23+511.24=775.47N

（4）附加特種阻力Fs2

FS2=Apμ1+Bk2=0.008×10×104×0.7+0.8×1500=1760N

式中A—頭部清掃器與輸送帶接觸面積，A=0.008m2；

p—頭部清掃器與輸送帶間壓力，p=10×104Pa；

μ1—頭部清掃器與輸送帶間的摩擦系數，μ1=0.7；

k2—刮板系數，k2=1500N/m。

（5）輸送機圓周驅動力計算

FU=CFH+FS1+FS2+FSt＝22735.3N

式中C—附加阻力系數，C=0.41。

1.5傳動功率計算及驅動設備選型

傳動滾筒軸功率

PA＝=＝36.38kW

電動機功率

PM＝=＝49.00kW

式中Kd—電機功率備用系數,取1.2

η—傳動滾筒與驅動電機的傳動效率,取0.95

η1—多機驅動不平衡系數,取0.92

η2—電壓降系數,取0.92

驅動滾筒采用單滾筒驅動，因此配備電機選用Y系列電機，功率N=75kW,轉速n=980r/min，額定電壓660V。

1.6 輸送帶張力計算

（1）輸送帶不打滑條件

F2min≥FUmax=29555.89×=13557.75N

式中：FUmax—輸送帶滿載啟動或制動時出現的最大圓周驅動力，啟動時FUmax=KAFU=1.3×22735.3=29555.89N

eμΦ—歐拉系數，eμΦ=3.18

（2）輸送帶下垂度條件

承載分支最小張力

Fcmin≥==5531.61N

回程分支最小張力

Fhmin≥==6174N

（3）各特性點張力

根據不打滑條件，傳動滾筒奔離點最小張力F2min>Fcmin,滿足輸送帶垂度要求。故另S1=F2min=13557.75N，據此計算各點張力，計算結果如表1

表1各特性點張力

計算公式 數值（N）

S1=F2min 13557.75

S2=S1+2Fr 14757.75

S3=1.02S2 15052.91

S4=S3+fLg（qRU+qB）+1.5Fr 17373.97

S5=1.03S4 17895.19

S6=S5 17895.19

S7=1.04S6 18610.00

S8=S7 18610.00

S9=1.03S8 19169.33

S10=S9+fLg（qRO+qB）+1.5Fr 21490.40

S11=1.02S10 21920.20

S12=S11 21920.20

S13=1.04S12 22797.01

拉緊裝置的計算

拉緊裝置的拉緊力

F0=S6+S7=17895.19+18610.00=36505.19N

1.7 輸送帶強度校核

輸送帶接頭采用帶扣連接，其強度取帶強的80%

輸送帶層數 Z== 3.2

式中：Fmax—輸送帶最大張力，Fmax=S1+Fumax=13557.75+29555.89=43113.64N

n—穩定工況下，聚酯帆布芯帶靜安全系數，取n=12

故所選層數滿足強度條件

2 結語

本文對該礦條件下的膠帶機進行了論述，經過計算和選定所確定的數據:膠帶機的寬度、速度、托輥、電機功率、拉緊力及滾筒直徑，經過相關驗算滿足煤礦生產條件要求。

參考文獻：

[1]向光波,黃亮,欒曉慧,等.DZY100/30S型充填帶式轉載機的設計研究[J].煤礦機械.2013,(02):152-153.

[2]向光波，黃亮，欒曉慧.DZY100/30S型充填帶式轉載機的設計計算[J].煤礦機械，2013,34（12）:34-36.

[3]北京起重運輸機械研究所.DT(Ⅱ)A型帶式輸送機設計手冊[K].北京.冶金工業出版社，2003.