带式输送机主要技术参数的计算与设备选型

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  带式输送机主要技术参数的计算与设备选型 【摘 要】合理的胶带选型和输送机主要技术参数的计算是带式输送 机设计中的一个重要组成部分,在现场应用中应做到既安全,又经济 合理。本文结合笔者工作实际,对北方某矿运输上山—运输石门区间 带式输送机主要技术参数的计算及设备选型进行了分析, 以便同行交 流与借鉴。 【关键词】带式输送机;技术参数;设备选型 1 工程概况 北方某矿矿井年产量 5.0Mt/a,工作制度:年工作 330d,每天四 班作业,其中三班生产,一班准备,日净提升时间 18h。矿井井下采 用带式输送机担负原煤的运输任务。井下运输上山为下运巷道,上部 标高+750m,井筒倾角 11°,斜长 1132m。运输石门为水平巷道,水 平长 665m。运输上山至运输石门装备一台带式输送机,担负矿井煤 炭运输任务。 2 带式输送机运输量、带宽、带速的选择 (1)带式输送机运输量(Q)的确定。根据生产能力计算公式: Q=A×K/M×N=1089t/h,式中:Q—矿井小时生产能力,t/h; A—矿 井年产量, t/a; K—不均衡系数, K=1.15; M—年工作日数 (330d) ; N—日净提升小时数(18h)。 经计算,根据采煤面后期最大峰值量 2200t/h 的要求,若要实现 煤流的连续、正常运输,就需要设立一个大容量的煤仓来进行缓解, 其工程量太大。综合考虑各种生产因素,运输上山—运输石门带式输 送机运输能力后期按 2200t/h 考虑,以满足矿井的生产需要。 (2)带宽、带速的选择。对于带式输送机而言,带宽和带速是 非常重要的两个参数, 选用合理的带宽和带速能使带式输送机的运行 更加经济、可靠。选择带宽过大势必增加井筒断面,增加初期投资。 提高带速可以有效降低输送带的强度,减少投资,但又受制于托辊的 质量、管理维护水平及输送机安全等多方面的影响。本矿井生产规模 5.0 Mt/a,根据矿井小时运输能力 2200t/h 来进行选型,则选择带宽 B=1400mm,V=3.5m/s 能满足要求。 根据公式 Q=3600SVkρ 进行验算,式中:S—输送带上物料的最 大截面积(取 0.23m2); K—倾斜输送机面积折减系数(取 0.94); ρ——物料松散密度(取 0.9 t/m3)。經计算 Q=2452t/h,带式输送 机带宽与带速满足运量要求。 3 带式输送机主要技术参数计算 (1)圆周驱动力计算。带式输送机正常运行时总阻力与总圆周 力计算公式为:F=F1+F2+F3+F,其中 F1=(q+q0+q)ωL·cosβ―输 送机承载段阻力,kg;F2=(q0+q”)ω”L·cosβ―输送机空载段 阻力,kg;F3=q·L·sinβ=q.H―输送机提升阻力,kg。其中:q ― 每米带式输送机物料重量 kg/m;q=Q/3.6V=2200/(3.6×3.5)=174 kg/m;q-上托辊转动部分重量 q=39kg/m;q -下托辊转动部分重量 q=13 kg/m;ω-承载段运行阻力系数 ω =0.035;ω-空载段运行 阻力系数 ω =0.03;q0 -输送带每米重量 q0=59 kg/m;β —输送 机倾角,β=-11°/0°;F-附加阻力 kg ,F=442kg。 经过计算, F1=(q+q0+q) ω·L1·cosβ1+(q+q0+q) ω·L2·cosβ2=16829 kg; F2= (q0+q”) ω”β1+ (q0+q”) ω”.L2.cosβ2=3818 kg;F3=q·H=-34794 kg, F=F1+F2+F3+F=16829+3818-34794+442=-13705kg。 (2)功率计算。带式输送机正常运行时滚筒总的轴功率: PA=FV/102=470kW,若 2 驱动,则每台驱动电机所需驱动功率: PM=1.4×PA/2=329kW,每台电动机选型功率为 560kW,共 3 台(两用 一备)。 (3)输送带张力计算。运输上山—运输石门输送机采用头部双 滚筒传动,功率配比 1:1:1。根据输送机布置形式,确定第一传动 滚筒的围包角 α1=210°,μ1=0.25,K1=2.5;第二传动滚筒的围包 角 190°,μ2=0.25,K2=2.3。 则:Fu=Fu1+Fu2=2Fu2 ,Fu2=Fu/2=-13705/2=6853kg,考虑第二 传动滚筒 k2 值用足, 按双传动滚筒张力计算, 有: S2-S1-2= Fu2=6853 kg, S1-2= Fu2k2/ (k2-1) =6853×2.5/ (2.50-1) =11445 kg, S2=S1-2 +Fu2=11445+6853=18298 kg,S1=S2+Fu=18298+13705=32003 kg, S3=S4=S2-F2-q0H=18298-3818-59×199.97=2682 kg。 (4)按输送带允许最大下垂度计算最小张力。承载分支: Smin≥a0(q0+q)/8(h/a)max=3495 kg,回程分支:Smin≥auq0/8 (h/a)max=2213 kg,取(h/a)max=0.01,可见 S4、S3 的值不满足 承载分支、回程分支最小张力要求。 再按垂度条件中的承载分支最小张力计算输送带最大张力,取 S3=S4=3495 kg,S2=S3+F2+ q0H=3495+3818+59×199.97=19075 kg, S1=S2+Fu=19075+13705=32780 kg,S1-2=S2-Fu2=19705-3818=15887 kg (5)校核。S1 /S1-2 =32780÷15887=2.06≤k1 =2.30,满足要 求。S1-2 /S2 =15887÷19075=0.83≤k2=2.50,满足要求。 4 结束语 由于胶带价格较高,投资占整部带式输送机的比重较大。在设计 中,输送带的安全系数是一个经验值,不仅应考虑安全、可靠、寿命 及制造质量、经济成本,此外还要考虑接头效率、启动系数