1、南宁矿业有限公司皮带运输机选型计算3200 采区运输下山皮带运输机南宁矿业机电科运输下山皮带运输机选型计算3200 采区皮带运输下山倾角为 13-19，机尾水平为-55m 水平、机头水平为-17m 水平，向上运煤进入煤仓，皮带运输上山长度为 150米，运输生产率按单个采煤面 360t/6h，即 Q=60 t/h 计算，煤的散集密度 Y=0.9t/m3。设计安装 1 条皮带运输机，运输机带宽 B=650mm，运行速度 2m/s。每天运输时间为 16h18h.一、原始参数 1、运输物料：原煤堆积密度： =0.9t/m 动堆积角：=202、运输能力：第一个给料点 Q1= 150.00 t/h（自尾部
2、起）第二个给料点 Q2= 0.00 t/h一、二给料点距离：L 12= 0.00 m3、胶带几何特征：（自尾部）第一段水平长度 L1=15.000m,倾角 1=19.27=0.3363 弧度，提升高度 H1=5.245m第二段水平长度 L2=83.500m,倾角 2=14.35=0.25 弧度，提升高度 H2=21.362m第三段水平长度 L3=83.500m,倾角 3=18.41=0.32 弧度，提升高度 H3=15.312m4、水平运输距离：L=144.500m5、胶带运行速度：V= 2m/s6、净提升高度：H=L ， tg=41.917m二、自定义参数1、胶带宽度：B=650=0.65m
3、2、输送机理论运量：Q=3600Sv k式中：S输送机带上物料最大截面积 ：S=0.04416k倾斜输送机面积折减系数：k=0.8100Q=36000.0441620.810.9 带速 V=2.00m/s理论运量：Q=232t/h 松散密度 =0.90t/m由于实际运量：Q 1=150t/h 小于理论运量 Q=232t/h 满足输送要求。3、初选胶带：尼龙帆布带 胶带型号：NN300 =300N/mm初选层数=3 覆盖胶带厚度=3.0+1.5mm 胶带总厚度=8.25mm计算层数=1.154、每米机长胶带质量：q B=6.104kg/m5、每米机长物料质量：式中：qG1= Q1/3.6v qG
4、2= Q2/3.6v 带速 v=2m/s=150/3.62=0/3.63.62 运输能力 Q1=150.00 t/h=20.84 kg/m 故 qG= qG1+ qG2=20.84 kg/m6、滚筒组：（1 ）初选头部传动滚筒 DCd 式中：系数 C=90=903.75芯层厚度 d=3.7500=337.500mm 所选胶带需要的传动滚筒最小直径为：500mm传动滚筒直径 D=500mm 表面覆盖：菱形胶传动滚筒直径满足要求！（2）初选尾部改向滚筒直径 400mm7.托辊组： 重载段：采用 35槽角三托辊组， 辊子直径 89mm辊子轴承型号;6204/C4 辊子轴径 20mm查表单个上辊转动部
5、分质量 G1 =2.15 kg n=3 a0-上托辊组间距；a 0 = 1.50 qRO = nG 1 /a 0 32.15/1.5 =4.300 = kg/m每米机长上辊子旋转部分质量： qRO = 4.300kg/m 空载段：平托辊 辊子直径 89mm辊子轴承型号：6204/C4 20mm 辊子轴径 20mm查表单个下辊转动部分质量 G2 = kg n= 1 a u-下托辊组间距；au = 3.00q RU = nG 2 /a u 15.79/3 = 1.930=kg/m每米机长下辊子旋转部分质量： qRU = 1.930kg/m 辊子旋转转速： 式中：带速 v=2.00 m/s= 302
6、/3.140.0445 辊子半径 r= 0.0445mm=429.18= rpm 辊子旋转转速小于 600rpm，满足要求!8.上下胶带模拟阻力系数：f= 0.03009. 胶带与传动滚筒之间的摩擦系数： =0.350010.拉紧方式： 液压自动拉紧 拉紧位置至头部距离：L0 =30.000 m11.清扫方式：头部布置 H 型合金橡胶清扫器，尾部布置角型硬质合金清扫器12.导料槽：1500 设置节数=3 节 导料板长度：l=4.5m三、输送机布置型式（见附图）四、辊子载荷校核 静载荷校核重载段辊子校核P0 = ea 0 g(Im/v+q B ) = 0.81.59.81(41.7/2+6.10
7、4) =317.30 = N 式中：e-辊子载荷系数 e= 0.80 ； Im-输送能力； Im=Q/3.6=150/3.6= 41.70 kg/s上托辊组间距 a0 =1.50m 带速 v= 2.00 m/s胶带质量 qB = 6.104kg/m辊子额定载荷 P0e = 2170.00 辊子静载荷满足要求! 空载段辊子校核Pu = ea u q B g= 136.1049.81= 179.64 N式中：e-辊子载荷系数; e= 1.00 下托辊组间距 au =3.00胶带质量 qB =6.10 kg/m辊子额定载荷 Pue = 813.00 辊子静载荷满足要求! 动载荷校核重载段辊子校核P
8、0 = P 0 f s f d f a= 317.31.21.061.1= 443.97 N式中：f s-运行系数；每天运行小时数:16 小时 fs= 1.20f d-冲击系数；物料粒度组成：150300mm 块料中有少量大块 fd= 1.06f a-工况系数；有磨蚀或磨损性物料 fa= 1.10 重载段辊子净载荷 P0 =317.30N辊子额定载荷 P0e = 2170.00N 辊子动载荷满足要求。 空载段辊子校核P u = P u f s f a= 179.651.21.1=237.14N式中：空载段辊子静载荷 Pu =179.65N运行系数 fs = 1.20 工况系数 fa =1.10
9、辊子额定载荷 Pue = 813.00 N 辊子动载荷满足要求!五、输送机阻力计算1. 主要阻力：胶带及物料产生的运行阻力 FHF H = F HO +F HU式中：F HO - 承载段主要阻力；F HU - 回程段主要阻力;F HO = fgL 1 (q B +q G1 +q G2 )cos1 +L 2 (q B +q G1 +q G2 )cos2 +L 3 (q B +q G1 +q G2 )cos3 +Lq RO -F H12 = fg(q B +q G1 +q G2 )(L 1 cos1 +L 2 cos2 +L 3 cos3 )+Lq RO -F H12 =0.039.81(6.10
10、35+20.84+0)(15cos1+83.5cos2+46cos3+144.54.3-0= 1282.68NF HU = fgL 1 q B cos1 +L 2 q B cos2 +L 3 q B cos3 +Lq RU = fgq B (L 1 cos1 +L 2 cos2 +L 3 cos3 )+Lq RU = 0.039.816.1035(15cos1+83.5cos2+46cos3)+144.51.93=331.22NF H = F HO +F HU= 1282.69+331.22= 1613.90N式中：水平输送长度 L= 144.500m 胶带阻力系数 f=0.030第一段倾角
11、1 =0.336 弧度 胶带质量 qB=6.104kg/m第一段长度 L1 = 15.000m 物料质量 qG1=20.84 kg/m第二段倾角 2 = 0.250 弧度 物料质量 qG2 =0.00 kg/m第二段长度 L2 =83.500m 上辊子旋质 qRO =4.300kg/m第三段长度 L3 = 46.000mF H12 = L12fqG2cos1=0.000 N2. 附加阻力 FNFN = FbA +Ff +F1 +Ft1）给料点处物料附加阻力 FbAFbA = Ivv= 0.050.9100 02式中: 物料流量Iv=0.050 m /sIv物料流量; Iv= Q/3600= 1
12、50/36000.9=0.050 m /s堆积密度=0.90 kg/m = 90.00N 带速v=2.00m/s2) 胶带绕过滚筒附加阻力F 1主要滚筒个数共计3个，按每个滚筒204.96N计算。滚筒阻力系数按： 1.040F1 = 3204.96=614.88N3) 其它附加阻力之和Ff +F t =400.00NFN=F bA +F f +F 1 +F t =90+614.88+400=1104.88N3. 特种主要阻力Fs1F S1 = F+F gl1)托辊前倾阻力F上托辊前倾阻力F1 = F11 +F12 +F13F11= C 0 gL1 (q G +q B )-L1 q G2 cos
13、1 sin= 0.430.359.810(20.84+6.104) -00cos19.27sin1.5=0.00NF12= C 0 gL2 (q G +q B )cos2 sinF=0.430.359.810(20. 84+6.104)0.00mcos14.35sin1.50.00 m =0.00NF12=C 0 gL3 (q G +q B )cos3 sin= 0.430.359.810(20.84+6.104) cos18.41sin1. 5=0.00N式中：C槽形系数；C= 0.43 L装前倾托辊设备长；前倾托辊设置： 不设置 L10.000m其中1-2给料点间装备L 1 =0.00m
14、L20.00m L30.00m下托辊前倾阻力F 2 =F21 +F22 +F23F21=0 L1 q B gcoscos1 sinF= 0.3506.1049.81cos0cos19.27sin0=0.00NF22=0 L2 q B gcoscos2 sinF= 0.3506.1049.81cos0cos14.35sin0=0.00NF23=0 L3 q B gcoscos3 sinF= 0.3506.1049.81cos0cos18.41sin0=0.00NF1 = F11 +F12 +F13 =0+0+0=0.00NF2 = F21 +F22 +F23 =0+0+0=0.00N故F 1=
15、F1+ F2=0+0=0.00N摩擦系数 0 = 0.35 物料质量Q G=20.84kg/m 物料质量q G2=0.00 kg/m 胶带质量 qB=6.10 kg/m托辊前倾角 ; =1.50=0.0300弧度托辊槽角； =0 =0.0000弧度托辊前倾角 ; =0.00=0.0000弧度2)被输送物料与导料栏板之间的摩擦阻力Fg1F1=2IV2gl/v2b12=0.70.0520.910009.814.5/220.42=108.64N故特种主要阻力 Fs1 = F+F gl= 0+108.64=108.64N式中：2物料与导料板之间的摩擦系数； 20.70物料流量 Iv=0.050m/s
16、堆积密度 =0.90t/ m导料板长度 l=4.50m 带速 v=2.00m/sb 1导料板内部宽度 b 10.40m4. 特种附加阻力 Fs2F s2 = F r +F a1）头部清扫器对胶带阻力(按照设置 2个清扫器计算)F r1 = 2AtP3= 20.007900000.7=882.00N式中：At 清扫器与胶带接触面积; At= 0.0070mP清扫器与胶带之间的压力； P= 90000.003清扫器与胶带之间的摩擦系数；3 =0.702）空段清扫器对胶带阻力个清扫器计算）（按1 个清扫器计算)F r2 = AwP31= 0.01900000.71=630.00N故 F r = F
17、r1 +F r2= 882+630=1512.00N式中：Aw 清扫器与胶带接触面积； Aw= 0.01003) 犁式卸料器附加阻力Fa = Bk 2= 0.650=0.00N故 附加特种阻力Fs2 = F r +F a=1512+0=1512.00N式中：是否设犁式卸料器？ 不设置 带宽B= 0.65mk 2刮板系数； k20.00N/m5. 倾斜阻力FsF st = q G1 gH+q G2 gH= 20.849.8141.917+09.8141.917=8569.47N式中：提升高度H=41.917 m 物料质量qG1 = 20.840kg/m 物料质量qG2 =0.000 kg/m第2
18、点提升高度H= (L1-L12)tag1+L2tag2+L3tag3=41.917m6. 驱动滚筒圆周驱动力F u = F H +F N +F S1 +F S2 +F S= 1613.9+1104.88+108.64+1512+8569.47=12908.88N式中：主要阻力FH = 1613.90N 附加阻力FN =1104.88N特种主要阻力Fs1 =108.64N 特种附加阻力Fs2 = 1512.00N倾斜阻力Fst = 8569.47N六、传动功率计算及驱动设备选型1.传动滚筒轴功率计算P A = F u V= 12908.882=25817.77w=25.82Kw式中：圆周驱动力F
19、= 12908.88N 带速v= 2.00m/s2.电动机功率计算P M = P A /12=25.82/0.980.9410.950.95=31.01Kw联轴器数量: 每个效率为:0.981 软启动方式： 液力偶合器 减速器级数: 每级效率为:0.983功率取整PM = 32.00Kw式中：1-联轴器效率；1 = 0.980 2-减速器效率； 2 =0.941-电压降系数； = 0.950 -不平衡系数； = 0.9503.电动机选型:采用2 个滚筒驱动采用2 台电机驱动 ,计算电机功率：N= 采用16Kw, 电压等级：660v，电动机转速 1500 nrpm；电动机应有1.2备用系数，实选
20、电机功率N=22 Kw 电动机型号： YBS-22-4，共计 2台。4.减速器选型：选用JS30 (JS30A)减速机组合 号电机型号 联轴器或偶合器 减速机型号 制动器型号 逆止器型号 联轴器或偶 合器护罩 制动器护罩 67 Y180M-4 MLL5F-I-20048x112/25x82MT5b DCY160-20 YWZ5-200/ 0 0 W1F-39 驱动装置图号 驱动装置架图号 驱动装置架H高 驱动装置架重量 装配形式 总重 Q321Z1067S(N) J321Z1044 710 118 3 431.3 传动滚筒直径Dr=0.50m,带速V=2.00m/s，滚筒转速n2 = 76.3
21、9，减速器减速比i=22.24 实际带速V=1.77 m/s按照DTII 型Y-DCY(Y-DBY)驱动进行计算选型5.低速轴弹性柱销联轴器选型：Tc=K*9550*Pw/n=3354.58N.m=3.35KN.mTn N.m工况系数 K=2.00 驱动需要的轴功率 Pw=13.17Kw工作转速 n=75.00 rpm可根据 ZL 型弹性柱销齿式联轴器公称扭矩 TN 选择具体规格。6.高速轴弹性联轴器选型：Tc= K*9550*Pw/n=185.63 N.m=0.19KN.mTn N.m工况系数 2.00 驱动需要的轴功率 Pw=185.63工作转速 n=1500.00 rpm可根据MLL型梅
22、花形弹性联轴器公称扭矩TN选择具体规格。七、输送带张力计算1.逆止力矩计算F1 =1613.9N 小于物料提升阻力 F2 =8569.47N输送带运行阻力小于物料提升阻力，输送带会逆转，因此设置逆止器。输送机实际逆转力矩为：MnF st -0.8Lng(2qB +qRO +qRU )+q GngH/sindr=8569.5-0.8144.50.0129.81(26.104+4.3+1.93)+20.840.0129.8141.92/sin0.25= 2017.32 N.m式中：倾斜阻力Fst = 8569N 水平长度L=144.500 mn-胶带下滑时对托辊的模拟阻力系数；n = 0.0120
23、胶带质量q B =6.104 kg/m 物料质量q G = 20.84 kg/m 上辊子旋质q RO = 4.300 kg/m 下辊子旋质q RU =1.93kg/m dr-驱动滚筒半径；dr= 0.2500m 倾角（弧度）= 0.34提升高度 H= 41.917 m逆止力矩计算有效，此逆止器安装于减速器低速轴或者传动滚筒轴上。2.胶带在允许最大下垂度时输送带张力 重载段允许最小张力S zmina 0 (q G +q B )g/8(h/a) max= 1.5(20.84+6.104)9.81/80.01= 4955.92N式中：a 0-上托辊组间距；a 0 =1.50 m 物料质量q G =
24、20.84kg/m 胶带质量q B =6.104 kg/m (h/a) max-两托辊组间允许的胶带垂度；(h/a) max = 0.010 空载段允许最小张力S kmina u q B g/8(h/a) max= 36.1049.81/80.01= 2245.33N式中：a u-下托辊组间距；a u =3.00 m 胶带质量q B= 6.104kg/m3.第一传动滚筒(1)第一传动滚筒奔离点输送带张力S1=S2= 12202.51 N (2)第一传动滚筒趋入点输送带张力S1= S1+Fu/2 = 18656.95 N 式中：圆周驱动力 Fu= 12908.88N4.头部改向滚筒 头部改向滚筒
25、奔离点输送带张力St1= S1= 18656.95 N 头部改向滚筒趋入点输送带张力St2=St1/1.04= 17939.38 N5.头部改向滚筒合力St= St1+St2 = 36596.33 N = 36.60KN 6.尾部滚筒胶带奔离点输送带张力 S4=S2 -FHO-FbA-(Ff+Ft)-F1-Fg1-Fa-Fst-HgqB=17939.38-1282.69-90-400-0-108.64-0-8569.47-41.929.816.1035S4=4978.826.10 N式中：趋入点S 2（St2 ）=17939.38N 承载段主要阻力FHO=1282.68N给料点附加阻力 FbA
26、=90.00N 其它附加阻力 Ff+Ft=400.00N上托辊前倾阻力F 1=0.00N 导料板阻力F g1=108.64N犁式卸料器附加阻力F a=0.00N 倾斜阻力 Fst=8569.47N 胶带质量q B=6.10kg/m 提升高度H=41.917m因S 4=4978.82N大于S zmin=4955.93N 满足重载段胶带垂度要求。7.尾部滚筒胶带趋入点输送带张力S 3=S4/Kg = 4978.82/1.04 N= 4787.32 N式中：尾部奔离点张力S 4=4978.82NKg-胶带绕过滚筒时的阻力系数；K g=1.04因 S3=4787.33N 大于 Skmin=2245.3
27、3N满足空载段胶带垂度要求。8.拉紧装置处输送带张力S5= S3-(L-L0)fg(qB+qRU)+qBgH-Fr2=4787.33-（144.5-30 ）0.039.81(6.104+1.93) +6.119.8131.94-630= 5798.51N式中：尾部趋入点张力S 3= 4787.32 N 水平长度L=144.50m拉紧距头部L0=30.00m 胶带阻力系数f=0.0300胶带质量q B =6.10kg/m 下辊子旋质 qRU =1.93kg/m拉紧位置距尾部高度 H=31.931m空段清扫器阻力 Fr2= 630.00N因 S5=5798.51N 大于 Skmin=2245.33
28、N满足空载段胶带垂度要求。9.拉紧力计算M=2S5= 25798.51=11597.01 N=11.6KN式中：S 5=5798.51N 最大拉紧力为：M=12.00 KN10.输送带总长度及拉紧行程（1）输送带总长度（粗略计算） L D = L Z +L A N+L式中：L D输送带订货总长度；L拉紧装置增加长度， 液压自动拉紧按6m估算；L Z几何尺寸决定的输送带周长：L Z = 2*(L1/COS1+L2/COS2+L3/COS3)+*(D+D1)/2 = 2(15/COS19.27+83.5/COS14.35+46/COS18.41)+（0.5+0.4)/2= 302.535m式中：
29、长度 L1=15m， L2= 83.5m， L3= 46mm取整数L Z =303.0m 倾角1=19.27 2=14.353=18.41L A接头长度 mL A = (Z-1)b+Bctg60)/1000 =0.98m胶带宽度B= 650.00 mm 织物芯阶梯宽度b= 300.00mm 胶带层数Z=3 N接头数N= L Z /L0=303/200=1.52每卷胶带长度：L0=200 m取接头数为整数 N= 2 个接头所以输送带总长度 LD =L Z +L A N+L= 303+0.982+6=310.95m，取整数长度 LD=311.00m（2）拉紧行程L LL Z (+1 )/2+Sa=
30、 302.535(0.02+0.001)/2=3.18m。11.头部传动滚筒合力第二传动滚筒 Ft2=Fumax/2+2S2min= 16781.56/2+25748.07= 19886.92 NF t = 19.89KN式中：第二滚筒奔离点输送带张力S2=5748.07N最大驱动圆周力Fumax 16781.56第一传动滚筒Ft1= Fumax/2+2S1min= 16781.56/2+212202.52 = 32795.82 NFt1= 32.8KN式中：第一滚筒奔离点输送带张力S1=12202.51N最大驱动圆周力Fumax16781.56N12.尾部改向滚筒合力F w = S 3 +S
31、 4 = 4787.33+4978.82= 9766.14N=9.77KN式中：S 3 = 4787.32 N S 4 = 4978.82N 13.头部传动滚筒最大扭距Mn= KAFudr/2= 1.312908.890.25/2 =2097.7N.m =2.1KN.m 式中：K A-滚筒起动系数；K A =1.30圆周驱动力Fu = 12908.88Ndr-驱动滚筒半径；滚筒直径Dr=500.00 mm dr= 0.250 m八、胶带安全验算胶带接头采用硫化连接计算胶带层数 Z= Fmaxn/B =1.15 层 小于初选胶带层数Z=3.00层式中：初选胶带强度=300.00N/mm 静安全系
32、数n= 12带宽B= 650.00mm 稳定工况胶带最大张力 Fmax= 18656.95N胶带强度满足要求。九、安全保护装置设置根据煤矿安全规程第 373 条规定：采用滚筒驱动式带式输送机运输时，应遵守下列规定：1、必须使用阻燃输送带。带式输送机托辊的非金属材料零部件和包胶滚筒的胶料，其阻燃性和抗静电性必须符合有关规定。2、巷道内应有充分照明。3、必须装设驱动滚筒防滑保护、堆煤保护和防跑偏保护装置。4、应装设温度保护、烟雾保护和自动洒水装置。5、在主要运输巷道内安设的带式输送机还必须装设：5.1、输送带张锦力下降保护装置和防撕裂保护装置。5.2、在机头和机尾防止人员与驱动滚筒和导向滚筒相接触的防护栏。6、倾斜井巷中使用的带式输送机，上运时，必须装设防逆转装置和制动装置。7、液力耦合器严禁使用可燃性传动介质。8、带式输送机巷道中行人跨越带式输送机处应设过桥。9、带式输送机应加设软启动装置。
