1、1 带式输送机的选型计算1.1 设计的原始数据与工作环境条件（1）工作地点为工作面的皮带顺槽 （2）装煤点的运输生产率，=836.2（吨/时）；（3）输送长度，L =1513m与倾角=以及货流方向为下运：（4）物料的散集密度，=0.9（5）物料在输送带上的堆积角，=30（6）物料的块度，a=400mm1.2 运输生产率在回采工作面，为综采机组、滚筒采煤机或刨煤机采煤时，其运输生产率应与所选采煤机械相适应。由滚筒采煤机的运输生产率，可知： （）1.3 设备型式、布置与功率配比应根据运输生产率Q、输送长度L和倾角，设备在该地点服务时间，输送长度有无变化及如何变化确定设备型式。产量大、运距短、年限长
2、使用DT型；运距大，采用DX型的；年限短的采用半固定式成套设备；在成套设备中。由于是上山或下山运输和在平巷中输送距离变化与否采用设备也有所不同。根据本顺槽条件，初步选用型可伸缩胶带输送机一部。其具体参数为：电机功率：2280kW运输能力：1300胶带宽：1200 mm带速：2.5 m/s设备布置方式实际上就是系统的整体布置，或称为系统方案设计。在确定了输送机结构型式下，根据原始资料及相关要求，确定传动装置、改向滚筒、拉紧装置、制动装置以及其它附属装置的数量、位置以及它们之间的相对关系，并对输送线路进行整体规划布局。功率配比是指各传动单元间所承担功率（牵引力）的比例。1.4 输送带宽度、带速、带
3、型确定计算根据物料断面系数表，取根据输送机倾角，取则由式（7.1），验算带宽 式（7.1）按物料的宽度进行校核，见式（7.2） 式（7.2）式中 物料最大块度的横向尺寸，mm。则输送机的宽度符合条件1.5 基本参数的确定计算（1）输送带没米长度上的物料质量，可由式（7.3）求的； 式（7.3）（2）承载托辊转动部分线密度，,可由式（7.4）求的；= 式（7.4）式中上托辊间距，一般取。（3）回空托辊转动部分线密度，kg/m，可由式（7.5）求的： 式（7.5）式中下托辊间距，一般取。（4）输送带带单位长度质量，kg/m，该输送机选用阻燃胶带，其型号为1400S，取；其他参数为： 带芯强度：14
4、00 撕裂力：1540N 带厚度：12mm1.6 各区段阻力计算（1）.承载段运行阻力，见式（7.6） 式（7.6）（2）.空段运行阻力，见式（7.7） 式（7.7） 式中输送机的倾角，当输送带在该段的运行方向是倾斜向上时sin取正号，而倾角向下时sin取负号；L输送机长度，1513m；形托辊阻力系数；平行托辊阻力系数；q输送带每米长上的物料质量，kg/m；承载托辊转动部分线密度（kg/m）；回空托辊转动部分线密度，kg/m；胶带单位长度质量，取15.63 kg/m。（3）.曲线段运行阻力在进行张力计算时，滚筒处的阻力计算如下：绕出改向滚筒的输送带张力为 式（7.8）式中 绕出改向滚筒的输送带
5、张力，N； 绕入改向滚筒的输送带的张力，N； 张力增大系数。 （4）.传动滚筒处的阻力为 式（7.9）式中 传动滚筒出的阻力，； 输送带在传动滚筒相遇点的张力，； 输送带在传动滚筒相离点的张力，； C输送机倾角系数，即考虑倾斜运输时运输能力的减小而设的系数。1.7 输送带关键点张力计算与带强验算1.7.1 悬垂度验算为使带式输送机的运转平稳，输送带两组托辊间悬垂度不应过大。输送带的垂度与其张力有关，张力越大，垂度越小，张力越小，垂度越大。按悬垂度要求，承载段允许的最小张力见式（7.10） 式（7.10）其中=0.0251.7.2 计算各点张力以主动滚筒分离点为1点，依次定2、3、4、511点，
6、见图7.1。由式（7.11）根据逐点计算法列出与的关系图7.1 输送机工作示意图（式7.11）可知，最小张力点在9点，则联立以上两式，可解得S1=32165N1.7.3 按摩擦传动条件验算按摩擦传动条件来验算，见式（7.12） 式（7.12）因围包角为，取，可查得则，符合摩擦传动条件式中 输送带与滚筒之间的摩擦因数，井下一般取0.2。1.7.4 输送带强度验算最大张力点为输送带安全系数见式（7.13） 式（7.13）故输送带强度满足要求。1.8 传动滚筒牵引力与电动机功率计算1.8.1 牵引力计算牵引力由式（7.14）计算 式（7.14） =7.2-0.0005H=7.046式中 主提升钢丝绳
7、数目；每条钢丝绳的破断拉力，N；钢丝绳的终端载荷重量，kg；选出的主钢丝绳单位长度重量，kg/m；尾绳的数目；选出的每条尾绳单位长度重量，kg/m；钢丝绳安全系数，按规程要求选取。2.4 提升机计算选择2.4.1 摩擦轮直径计算根据煤矿安全规程，摩擦轮直径应符合表8.1要求表8.1 摩擦轮直径的计算安装地点结构型式井上井下落地式及有导向轮的塔式提升机无导向轮的塔式提升机上表中，d为提升钢丝绳的直径，mm；为提升钢丝绳中最粗的钢丝直径，mm。则2.4.2 最大静张力和最大静张力差计算提升系统的最大静张力和最大静张力差计算，见式（8.12）和式（8.13） 式（8.12） =365242.9 （N
8、） 式（8.13） =164037（N）式中 一次提升货载重量，kg；其他符号意义大小同上。令：不平衡系数，即尾绳与主绳每米质量差，kg/m。2.4.3 摩擦提升机的选择根据计算的、查摩擦提升机规格表，选取型多绳摩擦轮提升机，其有关技术参数为：主导轮直径D=4m、导向轮直径=4m、最大静张力=600KN、最大静张力差=180KN、提升机变位质量=18050kg、导向轮变位质量=3400kg等。满足，。2.4.4 验算主导轮衬垫比压双箕斗提升系统由式（8.14）计算 式（8.14） =1.07MPa 式中 主导轮直径，m；主提钢丝绳直径，m。摩擦衬垫比压验算式中 摩擦衬垫许用比压。一般采用塑料衬
9、垫，许用比压。则摩擦衬垫比压符合条件2.5 提升机对井筒相对位置的计算2.5.1 落地式布置方式落地式布置方式如图8.1所示。 图8.1 落地式多绳摩擦提升机布置方式2.5.2 井架高度计算（1）井口水平至下天轮中心线距离，见式（8.15） 式（8.15） =45.6（m）式中 天轮半径，m。（2）两天轮中心距ee值与布置有关，且影响到围包角的大小。e值取的过大，则两条钢丝绳互相平行，主导轮围包角仅为180，若欲增大围包角，必须设置导向轮，从而使系统复杂化，且增大了维护工作量。e值取的过小，虽围包角增大，但天轮平台上吊车不好布置。一般可按式（8.16）计算： 式（8.16）=1.5+1.25=
10、2.75 （m）（3）井架高度，见式（8.17） 式（8.17）=45.6+2.75=48.35（m）应将计算出的井架高度圆整成整数，取其为48m。2.5.3 主导轮中心至井筒中心距离由式（8.18）计算 式（8.18）=36.3 （m）应将圆整成整数，取其为36m。2.5.4 钢丝绳弦长（1）下弦长，见式（8.19） 式（8.19） =53.95（m）（2）上弦长，见式（8.20） 式（8.20） =58.26（m）式中 天轮直径，m； 主导轮中心高出井口水平的距离，m； 其余符号同上。 要求不大于60m。2.5.5 钢丝绳的出绳角（1）下出绳角，见式（8.21） 式（8.21） =（度）（
11、2）上出绳角，见式（8.22） 式（8.22） =52.15（度）下出绳角应大于15，使钢丝绳不致触及提升机的机架或者基础。2.5.6 钢丝绳绕过主导轮的实际围包角实际围包角由式（8.23）计算 式（8.23）=185.39（度）2.6 提升系统变位质量的计算2.6.1 预选电动机（1）估算电动机功率对于双容器提升，由式（8.24）计算： 式（8.24） =1753.9（kw）式中 K矿井阻力系数，箕斗；罐笼； Q一次提升量，kg； 减速器传动效率，单级传动为0.92，双级传动为0.85； 动力系数；箕斗提升，罐笼提升。（2）确定减速器传动比i和电动机转速根据所需最大提升速度和已选定的提升机型
12、号确定减速器的传动比i，取传动比i为20。由式（8.25）计算： 式（8.25）= =581.16（）（3）、选择电动机根据、及供电电压等级查电动机规格表，选取标准电动机。选用JR2000-10/1730型电动机。其额定功率为2000KW、额定转速为600r/min、转子转矩为43460、过负荷系数为1.95、电动机效率为92.5%。提升机的实际最大速度计算见式（8.26）： 式（8.26）=6.19（）2.6.2 提升系统的变位质量m 1）有益载荷变位质量Q，16720kg 2）提升容器变位质量，15000kg双箕斗提升：式中 提升容器箕斗（罐笼）自重，kg。 3）主提钢丝绳变位质量 对于落
13、地式布置，由式（8.27）计算： 式（8.27） =7873.2（kg） 4）尾绳变位质量=5281.38（kg） 5）导向轮（或天轮）变位质量=23400=6800（kg）天轮的数量为两个。 6）提升机变位质量 =18050（kg） 7）电动机变位质量，由式（8.28）计算 式（8.28） =108650 （kg）式中 电动机转子飞轮力矩，。 8）提升系统的变为质量m，见式（8.29） 式（8.29）=16720+30000+7873.2+5281.38+6800+18050+108650=193374.58 （kg）2.7 提升运动学计算2.7.1 提升速度阶段数确定对于底卸式箕斗提升机，
14、为保证箕斗离开卸载曲轨时速度不能过高，需要有初加速度阶段；为使重箕斗上升到井口而进入卸载曲轨内运行时，减少对井架、曲轨的冲击，提高停车的准确性，应有一个低速爬行阶段(爬行速度一般限制在不大于0.5m/s)，故应采用六阶段的速度图。2.7.2 提升主加速度的确定主加速度的大小确定受到四方面因素的限定：即规程要求、减速器能力、电动机过载能力以及防滑条件的约束。按双容器提升方式考虑。1）满足规程要求，煤矿安全规程对提升加减速度的限制：立井中用罐笼升降人员时的加减速度不得超过0.75m/s2；斜井中升降人员的加减速度不得超过0.5m/s2。对升降物料的加减速度，规程没有规定，一般在竖井，加减速度最大不
15、超过1.2m/s2，斜井不得超过0.7 m/s2。2）按减速器最大输出转矩计算，见式（8.30） 式（8.30） =1.005 （）式中 减速器输出最大允许输出转矩，；可由提升机规格表中查得； R摩擦轮半径，m； K矿井阻力系数，箕斗1.15，罐笼1.2； Q一次提升量，kg。3）按充分利用电动机负荷能力计算，见式（8.31） 式（8.31）= =1.285 （）其中= =298869 （N）式中 电动机额定功率，kw； 提升机的实际最大速度，；其他符号同前。4）按防滑条件计算 按双容器提升开始计算，见式（8.32） 式（8.32） =1.049（）式中 钢丝绳与主导轮衬垫间的摩擦系数； 钢丝
16、绳绕过摩擦轮的围包角，弧度。（1）上升侧钢丝绳静张力，见式（8.33） 式（8.33） =368885（N）（2）下放侧钢丝绳静张力，见式（8.34） 式（8.34）=183689（N）式中 阻力系数，箕斗0.075：罐笼0.1； 其他符号同前。（3）上升侧运动部分的变位质量，见式（8.35） 式（8.35） =45064.8 kg（4）下放侧运动部分变位质量，见式（8.36） 式（8.36） =28473 （kg）根据以上1）、2）、3）、4）项规定和计算结果，确定合理的主加速度值为1.005m/s2。2.7.3 提升主减速度速度的确定主减速度的大小确定受到三方面因素的限定，即规程规定、减速
17、方式以及防滑条件的约束。下面按双容器提升方式考虑。1）满足规程要求，同主加速度。2）根据减速方式计算（1）自由滑行减速，见式（8.37） 式（8.37） =0.915（）（2）机械制动减速，见式（8.38） 式（8.38） =1.288（）（3）电动机方式减速，见式（8.39） 式（8.39） =0.493（）3）按防滑条件计算 按提升终了考虑，由式（8.40）。 式（8.40）= 5.104（）（1）上升侧钢丝绳张力，见式（8.41） 式（8.41） =372105（N）（2）下放侧钢丝绳张力，见式（8.42） 式（8.42） =183450.9 （N）（3）上升侧运动部分变位质量，见式（8
18、.43） 式（8.43） =45087 （kg）（4）下放侧运动部分变位质量，见式（8.44） 式（8.44） =28450.7 （kg）根据上述几项的规定和计算结果，采用自由滑行减速方式，取其主减速度为0.915m/s2。2.7.4 速度图计算1)卸载曲轨中初加速时间为：2)箕斗在卸载曲轨中的行程3)主加速时间4)主加速阶段的行程5)主减速阶段时间6)主减速行程7)爬行时间8)抱闸停车时间9)等速行程10)等速时间11)一次提升时间，见式（8.45） 式（8.45）箕斗休止时间于是得到下面的速度图8.1图8.1 提升机速度图2.8 防滑验算为了防止钢丝绳滑动，保证摩擦提升安全可靠的进行，必须
19、进行防滑验算。对于主井提升，只需要进行提升货载的静防滑，动防滑和安全制动的动防滑验算即可。对于有下放任务的副井提升，应分别进行提升货载、提升人员、下放货载、下放人员的静防滑、动防滑和安全制动的动防滑验算。并应进行调动空罐安全制动的动防滑验算。必须满足设计规范规定：静防滑安全系数，动防滑安全系数，及安全规程规定：安全制动时全部机械的减速度，在提升重载时，不得大于5m/s2，下放重载时，不得小于1.5 m/s2，并不得超过钢丝绳的滑动极限。2.8.1 静防滑验算静防滑安全系数最小点为：等重尾绳提升系统，提升中之任意点；重尾绳提升系统，提升之终点；轻尾绳提升系统，提升之始点。轻尾绳使用较少，下面主要
20、验算等重尾绳及重尾绳提升终了的静防滑安全系数。双容器提升以一侧提升重物，另一侧下放容器时防滑最差。 （1）计算提升终了时，上升侧钢丝绳静张力（与上面按防滑条件计算允许减速度相应的计算公式相同）。 （2）计算提升终了时，下放侧钢丝绳静张力（与上面按防滑条件计算允许减速度相应的计算公式相同）。 （3）验算静防滑安全系数，见式（8.46） 式（8.46）2.8.2 正常提升的动防滑验算 提升货载时，容易发生滞后滑动，并以正常提升加速阶段的动防滑安全系数最小，要求动防滑安全系数。 加速段动防滑安全系数最小点：对等重尾绳提升系统为加速段之任意点；对重尾绳提升系统为加速段之终点；对轻尾绳提升系统为加速度之
21、始点。下面主要验算等重尾绳及重尾绳提升系统加速终了的动防滑安全系数。双容器提升，以提升重物下放空容器之加速段，且导向轮在下降侧防滑最差。（1）主加速终了时，上升侧钢丝绳的静张力，见式（8.47） 式（8.47） 式中 自提升开始至主加速度终了容器运行的距离，m。（2）主加速终了时，下放侧钢丝绳的静张力，见式（8.48） 式（8.48）（3）上升侧运动部分变位质量，见式（8.49） 式（8.49） （4）下放侧运动部分变位质量，见式（8.50） 式（8.50） （5）验算动防滑安全系数，见式（8.51） 式（8.51） 2.8.3 提升载荷安全制动的动防滑验算提升机进行安全制动时，由于制动减速度
22、较大，容易发生超前滑动。必须根据规程规定，确定需要的制动力矩，并对安全制动减速度进行验算。规程规定，提升机进行安全制动时，必须满足：第一、式中 提升机制动系统产生的最大制动力矩（Nm）；提升系统实际的最大静力矩（Nm）。第二、安全制动时，全部机械的减速度在提升重载时不得大于5，下放重载时不得小于1.5；第三、安全制动时，全部机械的减速度不得超过钢丝绳的滑动极限减速度。（1）根据规程规定，计算安全制动时所需要的制动力矩进行安全制动时，为了既安全平稳的闸住提升机，又不致使提升机减速过大，防止钢丝绳打滑，一般应采用二级制动。制动时，首先施加第一级制动力矩，使制动减速度大于1.5，待速度降到零时，再施
23、加第二级制动力矩，第二级制动力矩应大于三倍静阻力矩，以保证安全可靠的将提升机闸住。第一级制动力矩，见式（8.52）： 式（8.52） 第二级制动力矩，即最大制动力矩，见式（8.53）： 式（8.53） （2）验算提升载荷实际的安全制动减速度，见式（8.54） 式（8.54）（3）验算提升载荷的滑动极限减速度，见式（8.55） 式（8.55）满足：（4）提高防滑安全系数的措施主要有：增加围包角。最常用的围包角有和两种。对于的形式，由于无导向轮。钢丝绳没有反向弯曲，而且结构简单，使用维护方便，应尽量采用。为了改善防滑条件可考虑增加围包角，采用的形式，这时需设置导向轮，从而使井塔高度增加，钢丝绳有反
24、向弯曲，减少了钢丝绳的使用寿命。增加摩擦系数。可采用高摩擦系数、高比压的新型摩擦衬垫材料，这是改善防滑条件的最好途径。增加主导轮轻载侧钢丝绳的静张力。可增加容器自重，采用加重容器。为了便于增加容器的自重，通常在容器上留有适当的位置，以安装配重。这种方法简单易行，应用较广，缺点是增加了提升系统的运动质量和惯性力，从而使电动机容量增加。采用单容器平衡锤提升。由于平衡锤重量为容器自重加有益载荷之半，故提升系统的静张力差也为双容器提升之半，静张力差减少则防滑安全系数增大。这种提升方式对多水平提升最为有利，但提升能力比双容器提升小一半。2.9 提升动力学计算双容器提升系统动力学计算所依据的基本公式见式（
25、8.56）：上提动力学公式： 式（8.56）依据动力学方程式可计算出各速度段起点与终点的拖动力F，将各点用直线有序相连既得到相应的力图。 则提升机的力图如图8.2所示。图8.2 提升机力图2.10 提升电动机容量验算由提升力图和速度图可以看出，在一次提升循环中，提升机滚筒圆周上的托动力、速度都是变化的。选择的提升机电动机是否能满足各种运行状态的要求，要通过验算才能确定。验算内容按温升条件、过负荷条件分别进行（由于本矿主井为摩擦式提升，故不需进行特殊力条件的验算）。2.10.1 按电动机允许发热条件 式（8.57）式中 提升容器的最大提升速度，m/s; 提升机械减速器的效率，二级传动时为0.85
26、； 提升电动机作用在滚筒圆周上的等效力，N。 等效时间，s，计算见式（8.58） 式（8.58）故则 2000kw 符合条件。2.10.2 按正常运行时电动机过负荷能力验算式中 力图中最大的托动力，N; 初选电动机的额定输出力，N; 初选电动机的最大过负荷系数，此电机为1.95。则电机符合条件2.11 提升电耗和效率的计算2.11.1 每次提升电耗因为电耗等于功率乘以时间，故提升电耗可计算如下：一次提升电耗见式（8.59） 式（8.59）式中 力图中各阶段变化力，N； 提升容器实际最大提升速度，m/s; 考虑提升机的附属设备（如润滑油泵、制动油泵等）耗电量的附加系数 减速器效率，取0.85；电动机效率，取0.92。则 2.11.2 吨煤电耗吨煤电耗由式（8.60）计算 式（8.60）式中 m一次提升货载质量，t；2.11.3 年电耗吨煤电耗由式（8.61）计算 式（8.61）式中 矿井年产量，t/年。2.11.4 一次提升有益电耗一次提升有益电耗由式（8.62）计算 式（8.62）2.11.5 提升设备的效率提升设备的效率由式（8.63）计算式（8.63）
