輸送設備設計計算分析

1、 輸送機系統(tǒng)部件設計計算與分析近年來部分顧客由于輸送系統(tǒng)設備的選用不當，或是制造商設計不當，因設備故障造成了較大的經(jīng)濟損失；在此我公司專門針對帶式輸送系統(tǒng)設備，收集了該行業(yè)多年來?，F(xiàn)故障數(shù)據(jù)及歷史資料，進行了全方位的分析計算，同時也大膽地進行創(chuàng)新設計，并擬訂成文共顧客參考。1 帶式輸送機的設計計算1.1 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件帶式輸送機的設計計算，應具有下列原始數(shù)據(jù)及工作條件資料（1）物料的名稱和輸送能力：（2）物料的性質(zhì)：粒度大小，最大粒度和粗度組成情況；堆積密度；動堆積角、靜堆積角，溫度、濕度、粒度和磨損性等。（3）工作環(huán)境、露天、室內(nèi)、干燥、潮濕和灰塵多少等；（4）卸料方式和卸料裝置形式

2、；（5）給料點數(shù)目和位置；（6）輸送機布置形式和尺寸，即輸送機系統(tǒng)（單機或多機）綜合布置形式、地形條件和供電情況。輸送距離、上運或下運、提升高度、最大傾角等；（7）裝置布置形式，是否需要設置制動器。原始參數(shù)和工作條件（1）輸送物料：煤（2）物料特性： 1）塊度：0300mm2）散裝密度：0.90t/3）在輸送帶上堆積角：=20°4）物料溫度：<50（3）工作環(huán)境：井下（4）輸送系統(tǒng)及相關尺寸： （1）運距：300m（2）傾斜角：=0°（3）最大運量:350t/h初步確定輸送機布置形式，如圖3-1所示：圖3-1 傳動系統(tǒng)圖1.2 計算步驟1.2.1 帶寬的確定:按給定的

3、工作條件,取原煤的堆積角為20°.原煤的堆積密度按900 kg/;輸送機的工作傾角=0°帶式輸送機的最大運輸能力計算公式為nbsp;  （3.2-1） 式中：輸送量（；帶速（；物料堆積密度（）；在運行的輸送帶上物料的最大堆積面積, K-輸送機的傾斜系數(shù)帶速選擇原則：(1)輸送量大、輸送帶較寬時，應選擇較高的帶速。(2)較長的水平輸送機，應選擇較高的帶速；輸送機傾角愈大，輸送距離愈短，則帶速應愈低。(3)物料易滾動、粒度大、磨琢性強的，或容易揚塵的以及環(huán)境衛(wèi)生條件要求較高的，宜選用較低帶速。(4)一般用于給了或輸送粉塵量大時，帶速可取0.8m/s1m/s；

4、或根據(jù)物料特性和工藝要求決定。(5)人工配料稱重時，帶速不應大于1.25m/s。(6)采用犁式卸料器時，帶速不宜超過2.0m/s。(7)采用卸料車時，帶速一般不宜超過2.5m/s；當輸送細碎物料或小塊料時，允許帶速為3.15m/s。(8)有計量秤時，帶速應按自動計量秤的要求決定。(9)輸送成品物件時，帶速一般小于1.25m/s。帶速與帶寬、輸送能力、物料性質(zhì)、塊度和輸送機的線路傾角有關.當輸送機向上運輸時，傾角大，帶速應低；下運時，帶速更應低；水平運輸時，可選擇高帶速.帶速的確定還應考慮輸送機卸料裝置類型，當采用犁式卸料車時，帶速不宜超過3.15m/s.表3-1傾斜系數(shù)k選用表傾角(°

5、;)2468101214161820k1.000.990.980.970.950.930.910.890.850.81輸送機的工作傾角=0°查DT帶式輸送機選用手冊（表3-1）(此后凡未注明均為該書)得k=1按給頂?shù)墓ぷ鳁l件,取原煤的堆積角為20°原煤的堆積密度為900kg/;考慮山上的工作條件取帶速為1.6m/s;將個參數(shù)值代入上式, 可得到為保證給頂?shù)倪\輸能力,帶上必須具有的的截面積S圖3-2 槽形托輥的帶上物料堆積截面表3-2槽形托輥物料斷面面積A槽  角帶寬B=500mm帶寬 B=650mm帶寬 B=800mm帶寬B=1000mm動堆積角20°動

6、堆積角30°動堆積角20°動堆積角30°動堆積角20°動堆積角30°動堆積角20°動堆積角30°30°0.02220.02660.04060.04840.06380.07630.10400.124035°0.02360.02780.04330.05070.06780.07980.11100.129040°0.02470.02870.04530.05230.07100.08220.11600.134045°0.02560.02930.04690.05340.07360.08400.120

7、00.1360查表3-2, 輸送機的承載托輥槽角35°，物料的堆積角為20°時，帶寬為800 mm的輸送帶上允許物料堆積的橫斷面積為0.0678，此值大于計算所需要的堆積橫斷面積,據(jù)此選用寬度為800mm的輸送帶能滿足要求。經(jīng)如上計算,確定選用帶寬B=800mm,680S型煤礦用阻燃輸送帶。680S型煤礦用阻燃輸送帶的技術(shù)規(guī)格：縱向拉伸強度750N/mm；帶厚8.5mm; 輸送帶質(zhì)量9.2Kg/m.1.2.2輸送帶寬度的核算輸送大塊散狀物料的輸送機，需要按（3.2-2）式核算，再查表2-3  （2.2-2）式中最大粒度，mm。表2-3不同帶寬推薦的輸送物料的最大粒

8、度mm帶寬B500650800100012001400粒度篩分后100130180250300350未篩分150200300400500600計算：故，輸送帶寬滿足輸送要求。2. 圓周驅(qū)動力2.1 計算公式1）所有長度（包括L80m）傳動滾筒上所需圓周驅(qū)動力為輸送機所有阻力之和，可用式（3.3-1）計算：                         &#

9、160;      （3.3-1）式中主要阻力，N；附加阻力，N；特種主要阻力，N；特種附加阻力，N；傾斜阻力，N。五種阻力中，、是所有輸送機都有的，其他三類阻力，根據(jù)輸送機側(cè)型及附件裝設情況定，由設計者選擇。2）對機長大于80m的帶式輸送機，附加阻力明顯的小于主要阻力，可用簡便的方式進行計算，不會出現(xiàn)嚴重錯誤。為此引入系數(shù)C作簡化計算，則公式變?yōu)橄旅娴男问剑?#160;              

10、0;                    （3.3-2）式中與輸送機長度有關的系數(shù)，在機長大于80m時，可按式（2.3-3）計算，或從表查取                      &#

11、160;                          （3.3-3）式中附加長度，一般在70m到100m之間；系數(shù)，不小于1.02。查DT（A）型帶式輸送機設計手冊表3-5 既本說明書表3-4表3-4系數(shù)CL80100150200300400500600C1.921.781.581.451.311.251.201.17L700800

12、90010001500200025005000C1.141.121.101.091.061.051.041.032.2 主要阻力計算輸送機的主要阻力是物料及輸送帶移動和承載分支及回程分支托輥旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生阻力的總和。可用式（2.4-4）計算：                        （3.4-4）式中模擬摩擦系數(shù)，根據(jù)工作條件及制造安裝水平?jīng)Q定，一般可按表查取。輸送

13、機長度（頭尾滾筒中心距），m；重力加速度；初步選定托輥為DT6204/C4，查表27，上托輥間距1.2m，下托輥間距 m，上托輥槽角35°，下托輥槽角°。承載分支托輥組每米長度旋轉(zhuǎn)部分重量，kg/m，用式（3.4-5）計算                              

14、0;                    （3.4-5）其中承載分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分重量，kg；承載分支托輥間距，m；托輥已經(jīng)選好，知 計算：=20.25 kg/m回程分支托輥組每米長度旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，kg/m，用式（3.3-6）計算：      &nbsp（3.3-6） 其中回程分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量回程分支托輥間距，m；kg

15、計算：=5.267 kg/m每米長度輸送物料質(zhì)量=kg/m每米長度輸送帶質(zhì)量，kg/m，=9.2kg/m=0.045×300×9.8×20.25+5.267+（2×9.2+60.734）×cos35°=11379N運行阻力系數(shù)f值應根據(jù)表3-5選取。取=0.045。表3-5 阻力系數(shù)f輸送機工況工作條件和設備質(zhì)量良好，帶速低，物料內(nèi)摩擦較小0.020.023工作條件和設備質(zhì)量一般，帶速較高，物料內(nèi)摩擦較大0.0250.030工作條件惡劣、多塵低溫、濕度大，設備質(zhì)量較差，托輥成槽角大于35°0.0350.0452.3 主要特種

16、阻力計算主要特種阻力包括托輥前傾的摩擦阻力和被輸送物料與導料槽攔板間的摩擦阻力兩部分，按式（3.3-7）計算：+                                        （3.3-7）按式（2.3-

17、8）或式（3.3-9）計算：三個等長輥子的前傾上托輥時                             （3.3-8）二輥式前傾下托輥時               

18、60;               （3.3-9）本輸送機沒有主要特種阻力，即=02.4 附加特種阻力計算附加特種阻力包括輸送帶清掃器摩擦阻力和卸料器摩擦阻力等部分，按下式計算：                       

19、60;                   （3.3-10）                              

20、                （3.3-11）                                 

21、60;               （3.3-12）式中清掃器個數(shù)，包括頭部清掃器和空段清掃器；A一個清掃器和輸送帶接觸面積，見表清掃器和輸送帶間的壓力，N/，一般取為3 N/；清掃器和輸送帶間的摩擦系數(shù)，一般取為0.50.7；刮板系數(shù)，一般取為1500 N/m。表3-6導料槽欄板內(nèi)寬、刮板與輸送帶接觸面積帶寬B/mm導料欄板內(nèi)寬/m刮板與輸送帶接觸面積A/m頭部清掃器空段清掃器5000.3150.0050.0086500.4000.0070.0

22、18000.4950.0080.01210000.6100.010.01512000.7300.0120.01814000.8500.0140.021查表3-7得   A=0.008m，取=10N/m，取=0.6，將數(shù)據(jù)帶入式（3.3-11）則=0.008×10×0.6=480 N擬設計的總圖中有兩個清掃器和一個空段清掃器（一個空段清掃器相當于1.5個清掃器）=0由式（3.3-10） 則  =3.5×480=1680 N2.5 傾斜阻力計算傾斜阻力按下式計算：（3.3-13）式中：因為是本輸送機水平運輸，所有H=0=0由式（2.4-2

23、）=1.12×11379+0+1680+0=14425N3.傳動功率計算3.1 傳動軸功率（）計算傳動滾筒軸功率（）按式（3.4-1）計算：   （3.4-1）3.2 電動機功率計算電動機功率，按式（3.4-2）計算：  （3.4-2）式中傳動效率，一般在0.850.95之間選取；聯(lián)軸器效率；每個機械式聯(lián)軸器效率：=0.98液力耦合器：=0.96；減速器傳動效率，按每級齒輪傳動效率.為0.98計算；二級減速機：=0.98×0.98=0.96；三級減速機：=0.98×0.98×0.98=0.94電壓降系數(shù)，一般取0.

24、900.95。多電機功率不平衡系數(shù)，一般取，單驅(qū)動時，。根據(jù)計算出的值，查電動機型譜，按就大不就小原則選定電動機功率。由式（3.5-1）=23080W由式（2.5-2）=2=55614W選電動機型號為YB200L-4，N=30 KW，數(shù)量2臺。3.3 輸送帶張力計算輸送帶張力在整個長度上是變化的，影響因素很多，為保證輸送機上午正常運行，輸送帶張力必須滿足以下兩個條件：（1）在任何負載情況下，作用在輸送帶上的張力應使得全部傳動滾筒上的圓周力是通過摩擦傳遞到輸送帶上，而輸送帶與滾筒間應保證不打滑；（2）作用在輸送帶上的張力應足夠大，使輸送帶在兩組托輥間的垂度小于一定值。3.4 輸送帶不打滑條件校核

25、圓周驅(qū)動力通過摩擦傳遞到輸送帶上（見圖3-3）圖3-3作用于輸送帶的張力如圖4所示，輸送帶在傳動滾簡松邊的最小張力應滿足式(28)的要求。傳動滾筒傳遞的最大圓周力。動載荷系數(shù)；對慣性小、起制動平穩(wěn)的輸送機可取較小值;否則，就應取較大值。取1.5傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)，見表3-7表3-7 傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)工作條件光面滾筒膠面滾筒清潔干燥0.250.030.40環(huán)境潮濕0.100.150.250.35潮濕粘污0.050.20取=1.5，由式  =1.5×14425=21638N對常用C=1.97該設計取=0.05；=470。=1.9721638=42626N3

26、.5 輸送帶下垂度校核為了限制輸送帶在兩組托輥間的下垂度，作用在輸送帶上任意一點的最小張力，需按式（2.5-1）和（2.5-2）進行驗算。承載分支               &nbsp;                (3.5-1) 回程分支     

27、;                               （3.5-2）式中允許最大垂度，一般0.01；承載上托輥間距（最小張力處）；回程下托輥間距（最小張力處）。取=0.01  由式（2.5-2）得：=10280 N N3.6 各特性點張力計算為了確定輸送帶作用

28、于各改向滾筒的合張力，拉緊裝置拉緊力和凸凹弧起始點張力等特性點張力，需逐點張力計算法，進行各特性點張力計算。圖3-4 張力分布點圖(1)運行阻力的計算有分離點起，依次將特殊點設為1、2、3、，一直到相遇點10點，如圖2-4所示。計算運行阻力時，首先要確定輸送帶的種類和型號。在前面我們已經(jīng)選好了輸送帶，680S型煤礦用阻燃輸送帶，縱向拉伸強度750N/mm；帶厚8.5mm;輸送帶質(zhì)量9.2Kg/m.1)承載段運行阻力由式（3.5-3）：             （3.5-3）=

29、10598N2)回空段運行阻力由式（3.5-4）            （3.5-4）=1464N=20N=10N=5N3)最小張力點有以上計算可知，4點為最小張力點(2)輸送帶上各點張力的計算1）由懸垂度條件確定5點的張力承載段最小張力應滿足=10280N2)由逐點計算法計算各點的張力因為=10280N,根據(jù)表14-3選=1.05，故有=9790N8326N=7929N7924N=7546N7526N20878N=21921N=21931N(3)用摩擦條件來驗算傳動滾筒分離點與相遇點

30、張力的關系滾筒為包膠滾筒，圍包膠為470°。由表14-5選摩擦系數(shù)=0.35。并取摩擦力備用系數(shù)n=1.2。由式（3.5-5）可算得允許的最大值為：                                     

31、0;  （3.5-5）=33340N>故摩擦條件滿足。3.7 傳動滾筒、改向滾筒合張力計算3.7.1 改向滾筒合張力計算根據(jù)計算出的各特性點張力,計算各滾筒合張力。頭部180改向滾筒的合張力:=20878+21921=42799N尾部180改向滾筒的合張力:=9790+10280=20070N3.7.2 傳動滾筒合張力計算根據(jù)各特性點的張力計算傳動滾筒的合張力:動滾筒合張力:=21926+7526=29452N3.8 傳動滾筒最大扭矩計算單驅(qū)動時,傳動滾筒的最大扭矩按式（3.7.1）計算：      

32、0;                                       （3.7.1）式中D傳動滾筒的直徑（mm）。雙驅(qū)動時,傳動滾筒的最大扭矩按式（3.7.2）計算：