鲁集团彭庄煤矿东翼采区强力带式输送机设计应
淄矿集团先河机电限责公司 陈锋
摘：应关键点简化计算方法快速准确设计计算彭庄煤矿东翼采区强力带式输送机出设计条件计算方法结果应新技术
关键词：关键点简化计算方法强力带式输送机设计应
1前言
鲁集团彭庄煤矿年产量600万吨高产高效矿井东翼采区强力带式输送机负责矿首采区原煤输送务成该矿运输设备否安运行生产产生直接影响带式输送机设计方案满足运输参数求时求较高运行性突出济合理原重部件驱动装置托辊滚筒电控系统采国外先进技术产品具较高性价格时量考虑较高互换性便时维护
2原始设计参数
输送物料：原煤
块度：0~350mm
松散密度：09tm3
运量：1000th
机长：1401m
带速：315ms
倾角：12º~17º
提升高度：371m(运)
环境温度：10℃~40℃
工作制度：年工作300d天三班〔两班生产班检修〕班工作8时
供电电压：10000V
带式输送机胶带缠绕示意图图1示
图1 胶带缠绕示意图
Fig1
3设计计算程设备选型
利关键点张力简化计算方法型带式输送机设计程抓住设计程中影响整机运行性关键素忽略次素整合整机关键点进行逐计算
31带宽
输送量计算
B1015mm
式中
K装料断面系数K 409
Csp倾斜系数Csp085
r输送物料堆积容重r09
标准初选带宽B12m
输送物料块度验算
B≥2Xmax+022×035+0209m
选标准系列带宽B12m
32输送带
预选钢丝绳芯输送带规格ST4000
方米输送带质量q045kgm2
33托辊
选托辊直径159mm轴承4G306承载分支三托辊组Gtz316 ltz12m回空分支形托辊Gtk266 ltk3m承载回空托辊组转动局部单位长度质量qt+352kgm
34输送物料单位长度质量
q882kgm
35驱动圆周力计算
整机满载时驱动圆周力
FCNfLg[qt+(2q0+q)cosß]+gqH
106×0024×1401×98[352+(2×54+882)cos1536º]+98×882×371
399054N
f模拟摩擦系数 f＝0024
C N附加阻力系数C N＝106
ß均倾角ß1536º
36轴功率计算
P103FV103×399054×3151257KW
37电动机功率确定
Pd1765KW
驱动装置传动效率取088
电压降系数取098
机功率衡系数取095
Kd功率备系数取115
整机采头部双滚筒四电机驱动方式功率配11选四台防爆电动机台电机功率450KW型号YB560S24
4输送带张力计算
保证输送机正常运行输送机张力应满足面两条件
a 传动滚筒传递足够圆周力保证输送带滑
b 输送带两边托辊间垂度许垂度值
〔般超2％〕
41传动条件
传动滚筒均采包胶滚筒FIFII199527N
a传动滚筒II
S3min≥CFImax0667×12×199527159701N
b传动滚筒I
S2min≥CFIImax0667×12×199527159701N
FmaxKaF
Ka动载荷系数取12
C传动系数
C1〔eμθ－1〕
μ摩擦系数取025
θ传动滚筒围包角取210°
S3min≥S2minFII15970119952739826N
传动条件应满足S3min≥159701N
42垂度条件
a承载分支
S5min≥(q+ q0)gltzcosβ
×(882+ 54) ×98×12×cos1536º10078N
b回空分支
S4min≥q0gltkcosβ
×54×98×3×cos1536º 9568N
垂度条件应满足S4min S5min≥10078N
回空分支区段项阻力总F3FH3+Fst3阻力忽略计
FH3Lgμ1〔qtK＋q0cosβ〕
1401×98×0025×(886+54× cos1536º)
20914N
μ1回空段摩擦阻力系数取0025
qtk回空段米托辊质量取886
Fst3gq0H98×54×(371)190323N
F3FH3+Fst169409N
S3minS4minF310078+169409179487N
拟述计算结果张力应垂度条件确定取S3179487N
43输送带张力计算
SmaxS1S3+F179487+399054578541N
S410078N
44输送带强度校核
[m]m072
m0胶带根安系数取30
Cw附加弯曲伸长折算系数取18
0输送带接头效率取09
Ka动载荷系数取12
m83
B输送带带宽取1200
St输送带抗拉强度取4000
m83>[m]72
选ST4000输送带满足强度求
5拉紧力拉紧行程确实定
原理整机张力机尾部S4点张紧部位应设机尾根矿方现工况条件采传动滚筒部进行张紧
51拉紧力T
T2S32×179487358974N
52拉紧行程
l≥L(ε＋εt)＋Ln
1401(001+0001)+2
1741m
ε输送带许伸长率ε＝001
εt托辊组间输送带重量率取0001
Ln输送带接头需长度取2
张紧行程选18m
6逆止力确实定
FBN≥15(FstmaxFHmin)
FHminfLg[qt+(2q0+q)cosß
0024×1401×98×[352+(882+2×54)cos1536º]
73941N
FstmaxqHg882×371×98320678N
FBN≥15×(32067873941)370106N
整机逆止力矩较单SEW进口减速机身带逆止器法满足求台逆止器提供逆止力矩必须满足整机逆止力矩求设计中采液压衡逆止装置整机总逆止力矩四台液压衡式逆止器分担减少设备基建投资
7滚筒直径确实定
输送机滚筒直径受输送带附加弯曲应力受压外表面压覆盖胶变形量限制般求传动滚筒改滚筒直径应分符合规定
71传动滚筒直径确实定
D≥C0d150×000911365m
C0确定滚筒直径计算系数取150
d输送带中钢丝绳直径取00091m
钢丝绳芯输送带需校核输送带受压外表面压应满足式求
D≥159m
t钢丝绳芯输送带钢丝绳间距0015m
[p]输送带受压外表许面压取106Nm2
滚筒直径系列选传动滚筒直径D16m
计算略
8整机配置现场情况介绍
整机头部双滚筒四电机驱动采10000V高压电动机+SEW进口减速机+液体粘性软启动调速装置+液压衡逆止器整驱动部采软启动电机空载启动实现机驱动功率相互衡实现级调速载保护功
整机传动滚筒局部改滚筒均采新型强力滚筒托辊采动化托辊生产线加工制作装配精度高旋转阻力寿命长等特点整机投入现场性非常稳定
结束语：
应关键点简化计算方法原理逐点张力计算方法异舍次素抓住素减少必计算程提高工作效率根计算结果东翼采区强力带式输送机设计选型矿方实际运行说明整机设计选型合理项济技术指标均研究达国家标准求
参考文献：
[1]张钺新型带式输送机设计手册[M]北京冶金工业出版社2003
[2]学谦方佳雨矿山运输机械[M]江苏中国矿业学出版社1989
[3][美]输送设备制造商协会联合会散状物料带式输送机[M]北京机械工业出版社
陈锋
址：淄博先河机电技术科
：255120
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淄矿集团先河机电限责公司 陈锋
摘：应关键点简化计算方法快速准确设计计算彭庄煤矿东翼采区强力带式输送机出设计条件计算方法结果应新技术
关键词：关键点简化计算方法强力带式输送机设计应
1前言
鲁集团彭庄煤矿年产量600万吨高产高效矿井东翼采区强力带式输送机负责矿首采区原煤输送务成该矿运输设备否安运行生产产生直接影响带式输送机设计方案满足运输参数求时求较高运行性突出济合理原重部件驱动装置托辊滚筒电控系统采国外先进技术产品具较高性价格时量考虑较高互换性便时维护
2原始设计参数
输送物料：原煤
块度：0~350mm
松散密度：09tm3
运量：1000th
机长：1401m
带速：315ms
倾角：12º~17º
提升高度：371m(运)
环境温度：10℃~40℃
工作制度：年工作300d天三班〔两班生产班检修〕班工作8时
供电电压：10000V
带式输送机胶带缠绕示意图图1示
图1 胶带缠绕示意图
Fig1
3设计计算程设备选型
利关键点张力简化计算方法型带式输送机设计程抓住设计程中影响整机运行性关键素忽略次素整合整机关键点进行逐计算
31带宽
输送量计算
B1015mm
式中
K装料断面系数K 409
Csp倾斜系数Csp085
r输送物料堆积容重r09
标准初选带宽B12m
输送物料块度验算
B≥2Xmax+022×035+0209m
选标准系列带宽B12m
32输送带
预选钢丝绳芯输送带规格ST4000
方米输送带质量q045kgm2
33托辊
选托辊直径159mm轴承4G306承载分支三托辊组Gtz316 ltz12m回空分支形托辊Gtk266 ltk3m承载回空托辊组转动局部单位长度质量qt+352kgm
34输送物料单位长度质量
q882kgm
35驱动圆周力计算
整机满载时驱动圆周力
FCNfLg[qt+(2q0+q)cosß]+gqH
106×0024×1401×98[352+(2×54+882)cos1536º]+98×882×371
399054N
f模拟摩擦系数 f＝0024
C N附加阻力系数C N＝106
ß均倾角ß1536º
36轴功率计算
P103FV103×399054×3151257KW
37电动机功率确定
Pd1765KW
驱动装置传动效率取088
电压降系数取098
机功率衡系数取095
Kd功率备系数取115
整机采头部双滚筒四电机驱动方式功率配11选四台防爆电动机台电机功率450KW型号YB560S24
4输送带张力计算
保证输送机正常运行输送机张力应满足面两条件
a 传动滚筒传递足够圆周力保证输送带滑
b 输送带两边托辊间垂度许垂度值
〔般超2％〕
41传动条件
传动滚筒均采包胶滚筒FIFII199527N
a传动滚筒II
S3min≥CFImax0667×12×199527159701N
b传动滚筒I
S2min≥CFIImax0667×12×199527159701N
FmaxKaF
Ka动载荷系数取12
C传动系数
C1〔eμθ－1〕
μ摩擦系数取025
θ传动滚筒围包角取210°
S3min≥S2minFII15970119952739826N
传动条件应满足S3min≥159701N
42垂度条件
a承载分支
S5min≥(q+ q0)gltzcosβ
×(882+ 54) ×98×12×cos1536º10078N
b回空分支
S4min≥q0gltkcosβ
×54×98×3×cos1536º 9568N
垂度条件应满足S4min S5min≥10078N
回空分支区段项阻力总F3FH3+Fst3阻力忽略计
FH3Lgμ1〔qtK＋q0cosβ〕
1401×98×0025×(886+54× cos1536º)
20914N
μ1回空段摩擦阻力系数取0025
qtk回空段米托辊质量取886
Fst3gq0H98×54×(371)190323N
F3FH3+Fst169409N
S3minS4minF310078+169409179487N
拟述计算结果张力应垂度条件确定取S3179487N
43输送带张力计算
SmaxS1S3+F179487+399054578541N
S410078N
44输送带强度校核
[m]m072
m0胶带根安系数取30
Cw附加弯曲伸长折算系数取18
0输送带接头效率取09
Ka动载荷系数取12
m83
B输送带带宽取1200
St输送带抗拉强度取4000
m83>[m]72
选ST4000输送带满足强度求
5拉紧力拉紧行程确实定
原理整机张力机尾部S4点张紧部位应设机尾根矿方现工况条件采传动滚筒部进行张紧
51拉紧力T
T2S32×179487358974N
52拉紧行程
l≥L(ε＋εt)＋Ln
1401(001+0001)+2
1741m
ε输送带许伸长率ε＝001
εt托辊组间输送带重量率取0001
Ln输送带接头需长度取2
张紧行程选18m
6逆止力确实定
FBN≥15(FstmaxFHmin)
FHminfLg[qt+(2q0+q)cosß
0024×1401×98×[352+(882+2×54)cos1536º]
73941N
FstmaxqHg882×371×98320678N
FBN≥15×(32067873941)370106N
整机逆止力矩较单SEW进口减速机身带逆止器法满足求台逆止器提供逆止力矩必须满足整机逆止力矩求设计中采液压衡逆止装置整机总逆止力矩四台液压衡式逆止器分担减少设备基建投资
7滚筒直径确实定
输送机滚筒直径受输送带附加弯曲应力受压外表面压覆盖胶变形量限制般求传动滚筒改滚筒直径应分符合规定
71传动滚筒直径确实定
D≥C0d150×000911365m
C0确定滚筒直径计算系数取150
d输送带中钢丝绳直径取00091m
钢丝绳芯输送带需校核输送带受压外表面压应满足式求
D≥159m
t钢丝绳芯输送带钢丝绳间距0015m
[p]输送带受压外表许面压取106Nm2
滚筒直径系列选传动滚筒直径D16m
计算略
8整机配置现场情况介绍
整机头部双滚筒四电机驱动采10000V高压电动机+SEW进口减速机+液体粘性软启动调速装置+液压衡逆止器整驱动部采软启动电机空载启动实现机驱动功率相互衡实现级调速载保护功
整机传动滚筒局部改滚筒均采新型强力滚筒托辊采动化托辊生产线加工制作装配精度高旋转阻力寿命长等特点整机投入现场性非常稳定
结束语：
应关键点简化计算方法原理逐点张力计算方法异舍次素抓住素减少必计算程提高工作效率根计算结果东翼采区强力带式输送机设计选型矿方实际运行说明整机设计选型合理项济技术指标均研究达国家标准求
参考文献：
[1]张钺新型带式输送机设计手册[M]北京冶金工业出版社2003
[2]学谦方佳雨矿山运输机械[M]江苏中国矿业学出版社1989
[3][美]输送设备制造商协会联合会散状物料带式输送机[M]北京机械工业出版社
陈锋
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