變坡長距離帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算

1、    變坡長距離帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算    蔡天嬌 曹路明摘要：闡述了多點(diǎn)變坡長距離帶式輸送機(jī)的驅(qū)動方案和制動方案，指出了多點(diǎn)變坡長距離帶式輸送機(jī)的五種典型工況，并在此基礎(chǔ)上介紹了多點(diǎn)變坡長距離帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和計(jì)算過程，為多點(diǎn)變坡長距離帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算提供了理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：多點(diǎn)變坡長距離帶式輸送機(jī)；典型工況；設(shè)計(jì)計(jì)算0 前言多點(diǎn)變坡長距離帶式輸送機(jī)兼有坡度多和輸送距離長的雙重特點(diǎn)，坡度多則輸送機(jī)具體運(yùn)行工況復(fù)雜多變，輸送距離長則對輸送帶強(qiáng)度和輸送機(jī)驅(qū)動方案的確定要求較高，這就給設(shè)計(jì)計(jì)算方法和過程帶來了一定難度。如圖1所示為某地面石灰石輸

2、送帶式輸送機(jī)線路圖，該輸送機(jī)共有13個(gè)變坡點(diǎn)，水平輸送距離3384m，機(jī)頭機(jī)尾垂高74.5m，運(yùn)量1800t/h，帶速3.15m/s，本文根據(jù)此實(shí)例具體介紹多點(diǎn)變坡長距離帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算過程。1 多點(diǎn)變坡長距離帶式輸送機(jī)驅(qū)動及制動方案的確定考慮到該機(jī)輸送距離長，運(yùn)量大，為使輸送帶最大張力點(diǎn)處的張力值最小，從而降低輸送帶強(qiáng)度和價(jià)格，提高輸送帶、滾筒及其它部件的壽命，在此采用頭二尾一（多點(diǎn)驅(qū)動）的驅(qū)動方案，通過在機(jī)尾設(shè)一驅(qū)動滾筒對輸送帶張力進(jìn)行卸載。由于機(jī)尾地理位置最高，為使該輸送機(jī)可靠制動，避免發(fā)生飛車事故，在此將制動方案確定為尾部制動。2 多點(diǎn)變坡長距離帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算雖然該多點(diǎn)變坡長距

3、離帶式輸送機(jī)具體工況復(fù)雜多變，但是可以從中找出五種典型工況：最大發(fā)電工況（下運(yùn)帶載，其他空載，=0.012）、最大電動工況（平運(yùn)上運(yùn)帶載，其他空載，=0.025）、空載工況（=0.022）、滿載工況（=0.022）和最大制動工況（機(jī)尾制動，下運(yùn)帶載，其他空載，=0.012），然后逐一進(jìn)行計(jì)算分析，根據(jù)計(jì)算的最大張緊力確定最終張緊力，最后反算各種工況下輸送帶各點(diǎn)張力值，并以此為依據(jù)對帶式輸送機(jī)部件進(jìn)行選型。2.1 基本參數(shù)的確定初選輸送帶：鋼絲繩芯帶，帶強(qiáng)1600n/mm，帶寬b=1200mm，帶質(zhì)量27kg/m2，帶厚17mm，鋼絲繩直徑d=5mm.2.1.1 物料線質(zhì)量當(dāng)已知設(shè)計(jì)運(yùn)輸能力和帶

4、速時(shí)，物料的線質(zhì)量由該式求得：式中q每小時(shí)運(yùn)輸量，t/h；2.1.2 輸送帶線質(zhì)量由輸送帶選型結(jié)果可知2.1.3 托輥的選擇承載托輥間距 lt'=1.5m回程托輥間距 lt"=3m緩沖托輥間距 lth=0.4m承載托輥直徑dt'=159mm（4g306）平行下托輥直徑159mm（4g306）平行下托輥線質(zhì)量：v型托輥直徑159mm（4g305）v型托輥線質(zhì)量：考慮到回程分支既有平行托輥又有v型托輥，而且每三個(gè)平行托輥間加一個(gè)v型托輥，在此我們?nèi)⊥休伒钠骄€質(zhì)量：2.2 基本阻力的計(jì)算2.2.1 最大發(fā)電工況其它工況的計(jì)算與此類似，在此不再贅述。2.3 輸送帶張力的計(jì)算

5、2.3.1 最大發(fā)電工況其中 k張力增加系數(shù)，取1.02得出：摩擦傳動條件：機(jī)頭采用雙滾筒雙電機(jī)1：1驅(qū)動，機(jī)尾采用單滾筒單電機(jī)驅(qū)動，機(jī)頭機(jī)尾總的功率配比為2：1。其中12功率配比，頭部驅(qū)動取12=1，尾部驅(qū)動取12=0垂度條件：szmin=5glt'（q+qd）cos=14048nskmin=5glt"qdcos=4763n其中：szmin承載段輸送帶最小張力；nskmin回程段輸送帶最小張力；n回程段機(jī)頭至最小張力點(diǎn)間的阻力為：于是：k4s1-5992skmin=4763n承載段最小張力點(diǎn)在s13處，于是：s13=k4s1+fu/3+w5-6+w7-13szmin=140

6、48n帶式輸送機(jī)的正常運(yùn)行必須同時(shí)滿足摩擦傳動條件和垂度條件，結(jié)合以上各點(diǎn)張力關(guān)系，最后得出如下方程組：解得：s1112342n在此取s1=12000n，計(jì)算得：s1=120000n，s3=122400n，s3=124848n，s4=127345ns5=129892n，s6=169987n，s7=212077n，s8=212454ns9=69090n，s10=82798n，s11=23504n，s12=26145n，s13=21274n，s14=34429n，s15=35117n，s16=35820n其它工況的計(jì)算與此類似，在此不再贅述。2.4 張力計(jì)算值匯總由于本機(jī)工況較復(fù)雜，要滿足所有工況

7、都能正常運(yùn)行，張緊裝置的張緊力需按最大值取，為此取最大發(fā)電工況下的張力：s1=120000n；然后將張緊力恒定，推算其它工況下各點(diǎn)張力如下：2.5 輸送帶強(qiáng)度驗(yàn)算考慮輸送帶的壽命、起動時(shí)的動應(yīng)力、輸送帶的接頭效果、輸送帶的磨損，以及輸送帶的備用能力，選用輸送帶時(shí)必須有一定的備用能力（即安全系數(shù)），對于強(qiáng)力大功率帶式輸送機(jī)靜安全系數(shù)一般取m7。2.5.1 最大發(fā)電工況膠帶安全系數(shù)滿足要求。2.5.2 最大電動工況此工況出現(xiàn)較少，并且該輸送機(jī)采用軟起動系統(tǒng)，動載荷小，此安全系數(shù)可以滿足要求。2.5.3 空載工況膠帶安全系數(shù)滿足要求。2.5.4 滿載工況膠帶安全系數(shù)滿足要求。2.5.5 最大制動工況

8、此工況出現(xiàn)較少，此安全系數(shù)可以滿足要求。3 電機(jī)功率的計(jì)算根據(jù)最大電動工況下輸送帶張力計(jì)算所需電機(jī)功率。輸送機(jī)的總牽引力：電機(jī)功率：綜上所述，選用3×450kw電機(jī)，機(jī)頭雙電機(jī)雙滾筒1：1配置，機(jī)尾單電機(jī)驅(qū)動，電壓等級10kv。4 制動力矩計(jì)算充分考慮輸送機(jī)的使用安全，制動器總的制動力矩不得小于該輸送機(jī)所需力矩的2倍。最大制動力矩發(fā)生在最大發(fā)電工況：式中 d傳動滾筒直徑，d=1m；阻力系數(shù)，按最不利工況取=0.012.5 拉緊裝置5.1 拉緊力的計(jì)算ph=s3+s4=124848+127345=252193n5.2 拉緊行程的計(jì)算計(jì)算拉緊行程的公式如下：在此取l=17m.式中l(wèi)-拉緊行程，m；k-伸長系數(shù)，鋼芯帶取0.002l-輸送帶長度，mb-帶寬，m考慮拉緊車長度lc=2m，動態(tài)應(yīng)變變形長度ld=0.2l=1.835m及拉緊裝置接頭長度lj=3.5m。6 軟起動裝置電動機(jī)直接啟動時(shí)會產(chǎn)生很大的起動電流，從而對電網(wǎng)沖擊很大，同時(shí)也會產(chǎn)生很大的機(jī)械沖擊，而在電動機(jī)和減速器之間加液體粘性可控軟起動裝置則會大大改善電動機(jī)的啟動性能，從而延長電動機(jī)使用壽命，減小對電網(wǎng)沖擊。同時(shí)液體粘性可控軟起動裝置是一種無級調(diào)速裝置，具有起動加速度可控的功能，是目前性能最為優(yōu)越的可控軟起動裝置之一。7 結(jié)語通過對上述五種工況的計(jì)算，確保該多點(diǎn)變坡長距離帶