斜井中带式输送机的设计计算

朱红娟 裴永刚

摘要：个别煤矿根据生产需要新增混合斜井，斜井内需要铺设带式输送机，根据需要对带式输送机的输送带、托辊的选取及传动滚筒驱动力、输送带张力、拉紧力等的确定进行了详细的分析和计算。

关键词：带式输送机；参数；设计计算

中图分类号： TD528 文献标识码： 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

嵩阳煤业有限公司某矿由于现有副立井断面偏小，大型设备及支护长材料不能正常入井，辅助提升能力不足，增设混合斜井。混合斜井采用胶带输送机运输煤炭，配备绞车担负辅助提升任务，架空乘人装置运输人员。本文对斜井中胶带输送机进行了详细的分析和计算。

1基本参数的选定与设计计算

1.1 原始参数

运输物料原煤

松散密度ρ/t·m-30.95

运输能力Q/t·h-1120

输送带倾角δ/(0)18

输送带速度v/m·s-1 1.6

水平运输距离Ln/m230

提升高度H/m74.73

运输斜长L/m241.92

1.2 自定义参数

输送带宽度B=800mm，传动滚筒直径选取为D=630mm，其他主要滚筒直径为φ=320mm；初选聚酯帆布芯带EP-200，每层输送带总想扯断强度为σ=300Mpa，层数Z=5，上覆盖胶厚度b1=3mm，下覆盖胶厚度b2=1.5mm；上托辊间距a0=1200mm,下托辊间距au=3000mm；托辊槽角λ=35°，托辊辊径108mm,托辊前倾1°23＇；

输送机理论运量

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

式中S—输送带上物料最大截面积，S=0.1227m2;

k—倾斜输送机面积折减系数，k=0.61。

单位长度输送带质量

qB=16.8kg/m

单位输送物料重量

qG===20.83kg/m

承载段采用35°槽型托辊组，辊子直径为φ1=108mm,托辊前倾1°23＇，托辊间距a0=1200mm；

承载分支托辊单位旋转部分组件重量

qRO ===8.825kg/m

式中G1—承载分支每组托辊旋转部分的质量，G1=10.59kg。

回程段采用普通平行型下托辊组，辊子直径为φ2=108mm,托辊间距au=3000mm；

回程分支托辊单位旋转部分组件重量

qRU ===3.18kg/m

式中G1—承载分支每组托辊旋转部分的质量，G1=9.54kg。

拉紧方式 重锤拉紧，拉紧装置至传动滚筒距离为3000m

清扫方式 头部布置P行合金橡胶清扫器，空段布置角形硬质合金清扫器

1.3输送机布置形式（见图1）

1.4 输送机阻力计算

（1）主要阻力FH

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

式中 f—模拟摩擦系数,0.03。

（2）倾斜阻力Fst

Fst=qGgH=20.83×9.8×74.73=15254.93N

（3）主要特种阻力Fs1

托辊前倾阻力

Fε=CεμL(qB+qG)gcosδsinε=264.23N

式中 Cε—槽形系数，Cε=0.43；

μ—托辊和输送带间的摩擦系数，μ=0.3；

ε—托辊前倾角度，ε=1°23＇。

导料板阻力

Fgl===511.24N

式中μ2—物料与导料板间的摩擦系数，μ2=0.6；

Iv—输送能力，Iv==0.1198m3/s；

b1—导料槽两栏板间宽度，b1=0.495。

主要特种阻力Fs1=Fε+Fgl=264.23+511.24=775.47N

（4）附加特种阻力Fs2

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

式中A—头部清扫器与输送带接触面积，A=0.008m2；

p—头部清扫器与输送带间压力，p=10×104Pa；

μ1—头部清扫器与输送带间的摩擦系数，μ1=0.7；

k2—刮板系数，k2=1500N/m。

（5）输送机圆周驱动力计算

FU=CFH+FS1+FS2+FSt＝22735.3N

式中C—附加阻力系数，C=0.41。

1.5传动功率计算及驱动设备选型

传动滚筒轴功率

PA＝=＝36.38kW

电动机功率

PM＝=＝49.00kW

式中Kd—电机功率备用系数,取1.2

η—传动滚筒与驱动电机的传动效率,取0.95

η1—多机驱动不平衡系数,取0.92

η2—电压降系数,取0.92

驱动滚筒采用单滚筒驱动，因此配备电机选用Y系列电机，功率N=75kW,转速n=980r/min，额定电压660V。

1.6 输送带张力计算

（1）输送带不打滑条件

F2min≥FUmax=29555.89×=13557.75N

式中：FUmax—输送带满载启动或制动时出现的最大圆周驱动力，启动时FUmax=KAFU=1.3×22735.3=29555.89N

eμΦ—欧拉系数，eμΦ=3.18

（2）输送带下垂度条件

承载分支最小张力

Fcmin≥==5531.61N

回程分支最小张力

Fhmin≥==6174N

（3）各特性点张力

根据不打滑条件，传动滚筒奔离点最小张力F2min>Fcmin,满足输送带垂度要求。故另S1=F2min=13557.75N，据此计算各点张力，计算结果如表1

表1各特性点张力

计算公式 数值（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

拉紧装置的计算

拉紧装置的拉紧力

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

1.7 输送带强度校核

输送带接头采用带扣连接，其强度取带强的80%

输送带层数 Z== 3.2

式中：Fmax—输送带最大张力，Fmax=S1+Fumax=13557.75+29555.89=43113.64N

n—稳定工况下，聚酯帆布芯带静安全系数，取n=12

故所选层数满足强度条件

2 结语

本文对该矿条件下的胶带机进行了论述，经过计算和选定所确定的数据:胶带机的宽度、速度、托辊、电机功率、拉紧力及滚筒直径，经过相关验算满足煤矿生产条件要求。

参考文献：

[1]向光波,黄亮,栾晓慧,等.DZY100/30S型充填带式转载机的设计研究[J].煤矿机械.2013,(02):152-153.

[2]向光波，黄亮，栾晓慧.DZY100/30S型充填带式转载机的设计计算[J].煤矿机械，2013,34（12）:34-36.

[3]北京起重运输机械研究所.DT(Ⅱ)A型带式输送机设计手册[K].北京.冶金工业出版社，2003.