皮帶拉力驗算分析

1、4. 設計參數(shù)本系統(tǒng)設計的基本參數(shù)為：輸送機的額定輸送能力為Q=600T/H，運行速度為V=3.15M/S，輸送機長度L=1300M的DTL型鋼絲繩芯帶式輸送機的結構設計。4.1 根據(jù)實際輸送量計算帶寬選取輸送帶帶寬13考慮采區(qū)上山的工作條件，為保證給定的運輸能力，輸送帶上必需具有的最大堆積橫截面積 （4-1）式中 輸送量，()；物料松散密度,()，見表4-11，本設計??；運行速度，（）；傾角系數(shù)，見表4-218，選傾角為。表4-1 各種散狀物料的特性物料名稱松散密度安息角運行方向最大傾斜角原煤表4-2 傾角系數(shù)輸送機傾角傾角系數(shù)則最大堆積橫截面積物料的動堆積角一般是安息角的，由原煤的安息角為

2、（由表4-1查?。詣佣逊e角，本設計取，選取輸送機的承載托輥槽角為。由表三選出帶寬為800mm的輸送帶上所以允許物料堆積的橫截面積為，見表4-31所示，此值大于計算所需的堆積橫截面積，據(jù)此選用寬度為1000mm的輸送帶能滿足需要。表4-3 平形和三節(jié)托輥槽形輸送帶上最大截面積F() 帶寬堆積角槽角 查表4-418，帶寬為1000mm的輸送帶，能適用于運送最大塊度為300mm的原煤。表4-4 部分帶寬適用的最大塊度()帶寬最大塊度膠帶寬度的計算13 （4-2）式中 帶寬，（）；貨載斷面系數(shù)，它與帶面上的物料動堆積角有關，見表4-520。表4-5 貨載斷面系數(shù) 動堆積角槽形平形則膠帶寬度 考慮

3、礦井的增產(chǎn)的能力，貨載塊度及膠帶的性能,選用帶寬為1000mm的膠帶合適。膠帶寬度算出后選擇標準寬度應進行塊度校核見表4-618。對于原煤：=2*300+300=900可見所選帶寬合適。表4-6 各種帶寬適用的最大塊度（）帶寬最大塊度輸送能力的驗算12滿足輸送量的要求,通過計算,驗證了所選帶寬合適。4.2 運行阻力1.主要阻力13 （4-3）式中 單位長度輸送帶上裝運的物料量, （）；單位長度輸送帶的質量，（），見表4-7；重段單位長度上分布的托輥旋轉部分的質量，（）； 空段單位長度上分布的托輥旋轉部分的質量，（）； 輸送機長度，（）； 重力加速度，（），??； 輸送帶在托輥上運行的阻力系數(shù)，見

4、表4-8； 輸送機的工作傾角。其中，由表4-8選取，由表4-9可以選用3150s型礦用阻燃輸送帶且。單位長度輸送帶上裝運的物料量 （4-4）重段、空段單位長度上分布的托輥旋轉部分的質量、如下: （4-5） （4-6）式中 重段托輥組的間距，（），見表4-91；重段托輥組旋轉部分的質量，（），見表4-101；空段托輥組旋轉部分的質量，（），見表4-101；空段托輥組的間距，（），見表4-101。則運行阻力表4-7 輸送帶質量輸送帶強度， 3150鋼繩直徑， 7.6上下覆蓋膠厚，8.7+8.7帶寬 輸送帶每米質量表4-8 阻力系數(shù)機型水平及上運型工作條件室內(nèi)清潔干燥,設備質量良好濕度正常,灰塵不大

5、,設備質量一般灰塵較多,輸送摩擦較大的物料,設備質量較差濕度大,塵大,寒冷,使用條件惡劣,設備質量較差阻力系數(shù)表4-9 上托輥間距物料密度帶寬間距表4-10 托輥轉動部分質量托輥型式帶寬托輥質量、上托輥鑄鐵座下托輥鑄鐵座上托輥間距上托輥轉動部分質量下托輥間距下托輥轉動部分質量2.附加阻力對于長距離的帶式輸送機，附加阻力明顯小于主要阻力，采用將主要阻力乘一個大于的系數(shù)來計入附加阻力的計算，以簡化運行阻力的計算，見表4-1114。表4-11 計入附加阻力的系數(shù)值3.主要特種阻力 主要特種阻力包括：由于槽形托輥的兩側輥向前傾斜引起的摩擦阻力；在輸送帶的重段沿線設有導料攔板時，物料與攔板之間的摩擦阻力

6、。托輥前傾的摩擦阻力 （4-7）式中槽形系數(shù)，?。怀休d托輥與輸送帶間的摩擦系數(shù)，?。谎b有前傾托輥的區(qū)段長度，()；側輥軸線相對于與輸送帶縱軸線垂直的平面的前傾角，取。則 由于不設裙板，主要特種阻力 （4-8）4.附加特種阻力清掃器的摩擦阻力包括頭部和尾部摩擦阻力之和，其中頭部約為，尾部約為，所以為 N （4-9）犁式卸料器的摩擦阻力 （4-10）式中 輸送帶寬,()；犁式卸料器的阻力系數(shù)，一般為； =1*1500=1500N （4-11）附加特種阻力等于清掃器和犁式卸料器的摩擦阻力之和即： （4-12）=800+1500=2300N5.傾斜阻力傾斜阻力是在傾斜安裝的輸送機上，物料提升上運要克服

7、的重力即： （4-13）4.3 牽引力及運行功率驅動滾筒上所需的牽引力是所有運行阻力之和 18 （4-14） =1.12*28401.32+79034.14+1652.06+2300 =114795.67N帶式輸送機所需運行功率帶式輸送機驅動滾筒上所需的運行功率，取決于牽引力和輸送帶的速度，即 =114795.67*4=459KW （4-15） 電動機功率 （4-16）式中 電動機功率，()；電動機功率系數(shù)，采用鼠籠型電動機時，多機驅動，?。浑妱訖C起動方式系數(shù)，一般選取為；傳動滾筒軸功率，()。則電動機功率為： =596.7KW （4-17）根據(jù)電動機所需功率選取兩臺功率為的YB2355L2-

8、4型鼠籠式隔爆電動機。4.4 輸送帶張力計算本設計輸送機的工作系統(tǒng)如圖4-1所示。圖4-1 輸送機工作系統(tǒng)圖限制輸送帶下垂度的最小張力承載分支： （4-18）式中 輸送帶最大允許垂度，取?；爻谭种?（4-19）式中 輸送帶最大允許垂度，取。輸送帶工作時不打滑需保持的最小張力 （4-20）由于采用雙滾筒驅動假設滾筒用足，按照分配，每個傳動滾筒受到最大的力的一半。 （4-21） （4-22） （4-23） （4-24）式中 下分支運行阻力，()。 （4-25）則所以令來確定各點張力。 （4-23）滿足條件。其中、為增面滾筒的張力點，張力損失忽略不計。4.5 輸送帶強度驗算 選用的3150S型阻燃輸

9、送帶的拉斷強度為3150S/MM,帶寬為1000MM，安全系數(shù)為： =3150*1000/172367.55=18.2 （4-26）由于輸送帶是鋼絲繩芯，其安全系數(shù)為，即所選帶型合適，滿足張力要求。4.6 滾筒直徑的確定根據(jù)經(jīng)驗公式20 （4-27）其中 D滾筒直徑,()；鋼絲繩直徑,()。所以選的包膠滾筒。通過表格4-13如下：4-13 鋼絲繩芯膠帶用滾筒直徑膠帶強度滾筒直徑鋼繩直徑再次驗證直徑為的傳動滾筒合適。滾筒長度 =1000+150=1150mm4.7驅動裝置的選型及計算驅動裝置的作用是將電動機的動力傳遞給輸送帶，并帶動它運行。它是由安裝在驅動架上的系列鼠籠型電機、液力偶合器、減速器

10、、ZL型彈性柱銷齒式聯(lián)軸器、制動器等組成。電動機的選型帶式輸送機常用的電動機，有鼠籠式、繞線式異步電動機。本設計為井下運輸，有防爆的要求所以采用礦用隔爆電動機，通過式（4-17）計算，本設計選用系列鼠籠式電動機，其型號為YB2355l2-4液力偶合器的選型1.液力偶合器的優(yōu)點液力偶合器，置于驅動裝置和帶式輸送機的減速器之間，它具有一般聯(lián)軸器所沒有的功能，將變速調(diào)節(jié)、力矩轉換和制動三者功能集于一身，而且還具有軟啟動和過載保護功能。帶式輸送機使用液力偶合器的好處是：.改善啟動特性。帶式輸送機在啟動時需要大的啟動力矩來克服系統(tǒng)的靜阻力矩和獲得系統(tǒng)的加速度。帶式輸送機啟動是拉力很大，往往超過允許輸送帶

11、拉力。為此希望啟動是緩慢加速，減少壓力。使用液力偶合器便可通過對工作腔延時充液，是轉速緩慢上升。.帶式輸送機在滿載時啟動，可利用電動機的啟動力矩。.過載保護可靠。當帶式輸送機因裝料過多或被物料卡死而不能運轉時，液力偶合器便發(fā)生打滑。電動機雖正常運轉，但帶式輸送機已停止工作，液力偶合器轉差率增大，液力油溫升高后，會使易熔塞熔化，使液力偶合器和電動機永遠空轉，為了防止液力油噴出而發(fā)生火災事故，井下一律使用阻燃液力油。.節(jié)約能耗。使用液力偶合器后，可選電動機的安裝功率接近帶式輸送機所需功率。.可以通過液力偶合器的油量是中間摩擦時和多驅動式帶式輸送機的各電動機功率平衡。.中間摩擦式帶式輸送機為多點驅動

12、工作方式。各電動機按順序啟動必須配有液力偶合器，否則會燒毀電動機。.使用調(diào)速液力偶合器可實現(xiàn)無極調(diào)速，以減輕振動14。2. 液力偶合器的選型根據(jù)電動機的輸入轉速和傳遞功率本設計選用型液力偶合器，其主要參數(shù)見表4-141。表4-14 YOX650型液力偶合器主要參數(shù)型號輸入轉速傳遞功率范圍啟動系數(shù)充油量， 轉動慣量主動件從動件充油量效率輸入軸孔輸出軸孔重量外形尺寸kgDL減速器的選型帶式輸送機用的減速器，有圓柱齒輪減速器和圓錐-圓柱齒輪減速器。圓柱齒輪減速器的傳動效率高，但是它要求電動機軸與輸送機垂直，驅動裝置占地寬度大，所以本設計采用圓錐-圓柱齒輪減速器，因為這種減速器具有承載能力大、傳遞效率

13、高、噪聲低、體積小、壽命長，用于輸入軸與輸出軸呈垂直方向布置，使電動機與輸送機平行布置，以減小驅動裝置的寬度。1.總傳動比的確定 傳動滾筒的角速度 （4-28）其中 帶速,（）； 傳動滾筒的半徑,（）。電動機軸的角速度 （4-29）其中 電動機軸的轉數(shù),（）； 總傳動比 （4-30）2.確定減速器的規(guī)格按公稱功率值確定減速器的公稱中心距 （4-31）其中 減速器公稱輸入功率，（），通過查表4-151選出許用功率在時為，本設計預選SEW3KC500NE減速機 被傳動機械所需功率，（）；工況系數(shù)，如表4-161，因為所受載荷為重型沖擊載荷，每天連續(xù)工作，應增加10%。表4-15 SEW減速器公稱輸

14、入功率PN公稱傳動比公稱轉速公稱中心距 輸出n1輸入n1公稱輸入功率表4-16 工況系數(shù)原料機每天工作時間載荷種類平穩(wěn)載荷中等沖擊載荷重沖擊載荷電機、渦輪機3.驗算啟動轉矩 （4-32）式中 啟動轉矩或最大轉矩，()，； 電動機的額定轉矩，()。4.驗算熱效應當減速器不附加外冷卻裝置時應滿足 （4-33）式中 減速器熱功率；環(huán)境溫度系數(shù)，如表4-171；功率利用系數(shù)，如表4-181。因為符合要求。所以選用SEW3KC500NE型減速器。表4-17 環(huán)境溫度系數(shù)冷卻方式環(huán)境溫度每小時載荷率減速器不附加外冷卻裝置表4-18 功率利用系數(shù)型式利用率SEW聯(lián)軸器的選型聯(lián)軸器可以分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸

15、器。剛性聯(lián)軸器包括凸緣聯(lián)軸器其特點為結構簡單，成本低，無補償性能，不能緩沖減振，對兩軸安裝精度較高，適用于振動很小的工況條件，連接中、高速和剛性不大的且要求對中性較高的兩軸。撓性聯(lián)軸器包括鼓形齒式，齒式，輪胎式，梅花形彈性，彈性套柱銷，彈性柱銷齒式聯(lián)軸器等等。其中彈性柱銷齒式聯(lián)軸器的特點是結構簡單，維修方便，壽命長，傳動轉矩大，具有一定補償?shù)膬奢S相對位移和一般減振性能，可部分代替齒式聯(lián)軸器，適用于連接同軸線的大，中功率，振動性能較大的傳動。本設計選用彈性柱銷齒式聯(lián)軸器，其主要參數(shù)見表4-1925所示。表4-19 ZL13彈性柱銷齒式聯(lián)軸器主要參數(shù)型號公稱轉矩許用轉速 軸孔直徑軸孔長度轉動慣量重

16、量制動器的選型及計算表4-20 一般起動與制動要求輸送機特點起動加速度最大起動時間要求避免的故障及情況上運輸送（滿載）起動時間過短，起動過快，采用的，同時要求，以免輸送機帶動不了物料提升，反而往下滑行。上運輸送（滿載）制動減速度制動時間比較短，機器傾角越大，料越多，則越短，空載制動時的較長些。輸送機的有載制動時間短，在制動過程的初始階段不應該立即上閘，以免制動過猛，會引起：（1）輸送機喘振，設備運轉不穩(wěn)定；（2）傳動滾筒處，輸送帶打滑；（3）零件破壞1.一般起動與制動要求本設計為上運輸送機其制動要求如表4-201所示。制動器按工作狀態(tài)分為常開式和常閉式，常閉式即靠彈簧或重力使其經(jīng)常處于抱閘狀態(tài)

17、，機械設備工作時松閘。常開式制動器常處于松閘狀態(tài)，抱閘時需要施加外力。由于本設計為長距離、高強度輸送機其帶速與張力都比較大，因此在設計中對起動與制動必須考慮慣性問題，其目的是要求在各種條件下起動和制動平穩(wěn)，而不致發(fā)生故障。本設計預選常開式中電力液壓塊式制動器。2.慣性力（動負荷）的計算起動與制動總慣性力包括移動部分慣性力和轉動部分慣性力兩部分。 .移動部分慣性力 （4-34）N式中 移動部分慣性力，（）； 起動或制動時間，。. 轉動部分慣性力 （4-35）式中 轉動部分慣性力，（）； 低速軸滾筒慣性力，（）； 低速軸聯(lián)軸器慣性力，（）； 轉換到低速軸的高速軸轉動部分慣性力，（）。.低速軸滾筒慣

18、性力 （4-36）.低速軸聯(lián)軸器慣性力 （4-37）.轉換到低速軸的高速軸轉動部分慣性力包括電動機、液力偶合器、制動器和轉換到高速軸上的減速器的慣性力： （4-38）式中 各滾筒半徑，（)； 平均加、減速度，()； 各轉動部分飛輪矩之和，（）； 傳動比。.總的慣性力 （4-39）轉換到高速軸上的慣性力矩為： （4-40）式中 高速軸上的慣性力矩，（）； 減速器效率，取。所以本設計選用制動器，其結構如圖4-2所示。圖4-2 制動器結構4.8 拉緊力計算拉緊的作用是使輸送帶具有足夠的張力，以保證驅動裝置所傳遞的摩擦牽引力和限定的輸送帶垂度21。1.拉緊力 （4-41）2.拉緊行程拉緊行程應根據(jù)輸送機的長度及輸送帶的類型而定，拉緊行程等于工作行程與安裝行程之和，即 工作行程主要考慮輸送帶工作一段時間后產(chǎn)生的蠕變量和由于接頭及其它損壞使輸送帶截短量。決定于輸送帶的類型和輸送帶長度，即 （4-2）式中 L輸送機的總長度，()； K輸送帶工作時的伸長系數(shù)，見表4-2121。表4-2 輸送帶工作時的伸長系數(shù)K1 輸送帶長