刮板输送机选型计算
刮板输送机选型设计论文 机电专业
1 概述煤矿井下运输机械工作任务繁重，工作条件恶劣[1]。
刮板输送机是一种重要的矿山运输机械。
由于它结构简单、使用寿命长，运转可靠性高、节能高效、输送距离长、密封性能好且维修方便，在冶金、建材、化工、火电、矿山等行业里得到广泛使用。
本文对刮板输送机进行选型设计，主要有以下几方面：1、介绍了刮板输送机的工作原理和基本结构构成。
2、介绍了刮板输送机的使用范围和主要类型。
3、介绍了刮板输送机的详细选型计算设计（包括刮板输送机的机头、机尾、中间部），并进行强度验算，符合要求。
1.1刮板输送机的工作原理和基本结构组成刮板输送机是一种有挠性牵引机构的连续运输机械[2]。
溜槽是煤炭的承载机构，其牵引推运机构是绕过机头链轮和机尾链轮（或滚筒）而进行循环运动的无极闭合的刮板链。
起动电动机，经液力联轴器、减速器传动链轮而驱动刮板链连续运转，将装在溜槽中的煤炭推运到机头处卸载转运。
各种类型的刮板输送机的组成部件的型式和布置方式不完全相同，但主要结构和基本组成部件是相同的。
刮板输送机一般是由机头部、机身部和机尾部三部分组成，主要功能如下：1、机头部：由机头架和安装其上的链轮组件、联轴器、减速箱和电动机组成。
2、机尾部：机尾架、链轮组件、联轴器、减速箱、电动机。
3、机身部：中部槽、刮板链、铲煤板、挡煤板。
4、辅助装置：主要包括紧链装置、推移装置、和锚固定装置。
1.2刮板输送机的使用范围和主要类型刮板输送机适用于煤层倾角不超过25°的采煤工作面，但对于间作采煤机轨道与机组配合工作的刮板输送机，适用的煤层角度一般不超过10°。
煤层倾角大时，要采用防滑措施。
目前，采煤工作面多使用可弯曲刮板输送机，以适应机械化、综合机械化采煤的需要，与相应的采煤机、金属支架或自移式液压支架配套使用。
刮板输送机的电动机功率从7.5KW-1000KW输送能力从30t/h-3000t/h之间，常用的分类方式有以下几种[3]：（1）按牵引的条数和布置方式，可分为单中链、边双联和中双链及三链型刮板输送机。
刮板机计算书
刮板机输送机计算书一、计算简图二、原始数据输送物料：褐煤容重：ρ=0.63t/m3063堆积角ψ=30输送量： Qmax=170 t/h Im=Qmax/3.6=47.22222kg/sIV=Im/ρ=74.95591m3/s机长：L=59m 提升高度：H=0m最大倾角： δ=0 °最大倾角：机槽宽度：B= 1.35m链速：V=0.3m/s承载机槽高H=0.6m输送效率：η=0.85g=0.98三、输送量计算Q0=3600BHvη=743.58m3/h=468.4554t/h四、MS型埋刮板输送机链条张力计算刮板链条最大张力：F=Lg（2.1Mf’+Mv（f+f1（nh’/B）））得，最大张力F=123722.7N=123.7227KN物料的内摩擦系数f=0.57735物料外摩擦角系数f1=0.5f1053.1物料每米质量Mv=433.755Kg/m3.2刮板链条每米质量m=45.8Kg/m物料对机槽两侧的测压系数，nX/（1+sinψ）=83.55353动力系数，当V≦0.32m/s时，X=1.0，当V＞0.32m/s时，X=1.5，输送物料的料层高度h’= Qmaxh/Q0=0.137174m五、电机功率计算1、 圆周驱动力：FU=123722.7Nηm=0.78取K=1.1，得电机功率P0=52.34422KW选电动机型号:YKK3553-4 功率：KW选电动机型号功率总台：1台 转速：1500rpm英国Redler公司经验公式：P=（1.36QCK1+9.81LMVK2）/1000=21.59337KWC--输送长度M--每米链条质量V--链速L--刮板机长度K1--物料对机槽系数，干谷物0.93，大麦、面粉、煤1.0，淀粉、苏打、糖、水泥、木片2.0干谷物，大麦、面粉、煤，淀粉、苏打、糖、水泥、木片K2--链条对机槽系数，物料为干谷物时0.82，其它1.0电机功率P0=PK/η=28.79117KWK——电机功率储备系数1.1~1.3η--传动效率，0.82-0.9。
刮板输送机设计计算及选型讲解
4.1刮板输送机输送能力的计算4.1.1工作面刮板输送机的输送生产能力计算刮板输送机输送能力Q 按下式计算：Q =3600Av ρ （4-1）式中 Q ——刮板输送机输送量（t/h ）； A ——溜槽上物料装载断面（m 2）； v ——刮板链条速度（m/s ）； ρ——物料堆积密度（t/m 3）。
4.1.2溜槽上物料断面积A 计算图4-1 溜槽中货载最大断面积溜槽上物料断面积A ：4)(21211200321D h b b b C h b A A A A e π-⨯-++=-+= （4-2）式中 A 1、A 2——单侧挡板溜槽上物料断面各部分的面积（m 2）；A 3——导向管断面面积（m 2）； b ——溜槽宽度（m ）； h 0——溜槽槽口高度（m ）； b 0——溜槽槽口宽度（m ）；h 1——刮板输送机工作时档煤净高（m ）； α——物料的动堆积角，取α=20˚；m 3.020tan )085.02.073.0(tan )(121=︒⨯-+=⨯-+=αb b b hb 1——溜槽上框架宽度（m ）； b 2——溜槽距挡板的距离（m ）； D ——导向管直径（m ）；C e ——装载系数。
)(m 159.0 407.014.33.0)085.02.073.0(9.021087.056.022=⨯-⨯-+⨯⨯+⨯=AQ =3600×0.159×1.04×0.9=535(t/h)4.1.3刮板输送机上的物料断面面积的计算当给定工作面刮板输送机的生产能力，验算溜槽最大物料断面面积A'：159.0119.09.004.136004003600=<=⨯⨯=='A v Q A e ρ(m 2)所设计的刮板输送机中部槽尺寸满足生产能力要求。
4.2刮板输送机水平弯曲段几何参数的计算工作面刮板输送机，随着采煤机的移动，需要整体逐段向煤壁推移，使工作面刮板输送机呈蛇形弯曲状态。
刮板输送机的选型简易计算
刮板输送机的选型简易计算一．采煤机的生产能力(MG250/600-WDI型电牵引采煤机) Q1=60.h.b.V1.ρ式中：h-煤层厚度mb- 机组滚筒截深mV1- 机组平均牵引速度m/minρ- 煤的密度 1.42t/m3Q1=60×2.8×0.63×4×1.42=601 t/h根据计算的结果.初选一台输送能力等于或大于实际生产能力的刮板输送机.二.刮板输送机自身运输能力计算刮板输送机中部槽物料堆积断面如下图所示：初步选定SGZ764/400型输送机，出厂长度160m，链速1.1m/s，输送能力800t/h，Q2=3.6.q.v.ψ=3.6.A. γ.V. ψ式中：q- 输送机单位长度上的货载质量Kg/m V- 刮板链运行速度m/sA-运行物料断面积m2（0.13-0.16）γ-物料的散碎密度Kg/m3（830-1000）ψ-装满系数（0.75-0.9）Q2=3.6×0.15×1000×1.1×0.9=534 t/h其中q也可简化计算：q=Q13.6V =6013.6×1.1=151 kg/m输送能力满足要求应Q1<Q2，如满足运输地点的设计生产率，但不满足采煤机的生产能力，应降低采煤机的牵引速度控制产出量。
三．运行阻力计算（1）在重段直线段阻力计算F zh=qLg(wcosβ±sinβ)+q O Lg(w1cosβ±sinβ) N或F Zh=(qw+q1w1)Lgcosβ±(q+q1)LgsinβF Zh=150×175×10×(0.8×cos4o-sin4o)+52×175×10×(0.4×cos4o-sin4o)=191177+29963=221140 N(2). 在空段直线段阻力计算F k=q0Lg(w1cosβ（-或+)sinβ) NF K=52×175×10×(0.4×cos4o+sin4o)=42659 N式中正负号的使用:当刮板链在该段的运行方向是倾斜向上时取“+”号.倾斜向下时.取“-”号。
刮板输送机选型计算
刮板输送机的选型计算刮板输送机的选型计算主要内容包括：1.输送机运输能力的计算2.输送机运行阻力和电动机功率的验算3.刮板链的强度计算某机采工作面，煤层厚度为1.6m ，工作面长度为150m ，采煤机牵引速度为k v =3m/min ，截深0.6m ，倾角10°，向下运输，煤的实体密度为1.43/m t ，试对工作面运输设备刮板输送机进行选型设计。
已知条件：h=1.6m L=150m b=0.6m β=10° k v =3m/min ，ρ=1.43/m t 解：1.设计生产率及刮板输送机的选型A=60hb k v ρ=60 ⨯1.6⨯0.6⨯3⨯1.4=242 t/h根据A=242 t/h 初选SGB-630/150C 型刮板输送机。
SGB-630/150C 型刮板输送机的有关技术特征：出厂长度200m ，0q =18.8m kg /；m=250t/h （运输量）；P S =410000N ，v=0.868m/s ，N=75⨯2KW2.运行阻力、牵引力和功率的计算重段直线段的总阻力：（其示意图见图——）m kg v v Aq k /2.73)603868.0(6.3242)60(6.3=+⨯=+=()[]g L q q L q q zh ββωωsin )(cos W +-+= （注意：向上运行取“+”，向下运输取“-”）=[(18.3⨯0.4+73.2⨯0.7）⨯150cos10°—（18.1+73.2）⨯150sin10°]⨯1062840 N空段直线段的总阻力：()ββωsin cos W += gL q k （注意：向上运行取“-”，向下运输取“+”）=18.8 ⨯150(0.4⨯cos10°+sin10°）⨯10=16006 N考虑曲线段阻力及弯曲段的附加阻力，则总牵引力 ()k zh W +⨯=W 1.21W =1.21⨯(62840+16006)=95403 N对于各特殊点张力，按两端布置传动装置分析，首先确定最小张力点的位置，然后根据“逐点计算法”进行计算。
刮板输送机的选型计算
运行部分刮板输送机的选型计算针对煤矿机械专业通用教材中刮板输送机较为复杂的计算步骤，笔者通过多年的教学及设计实践，总结出了一套简化的计算方法。
首先，根据使用地点的设计生产率和实际运输距离，参照刮板输送机的技术特征参数，初选出一部运输能力、出厂长度均大于或等于设计生产率和实际运输距离的刮板输送机，再根据现场的实际情况（如运输距离、铺设倾角等），对初选的刮板输送机进验算。
这样就可以只通过一次计算决定驱动电动机的个数，同时确定刮板输送机是单端传动还是双端传动，从而不必进行重复计算，简化了选型计算。
1 运输能力的计算运输能力计算公式如下：q= A3.6v（1）式中，A 为运输地点的设计生产率，t/h；q 为输送机单位长度上的货载质量，kg/m；v 为刮板链运行速度，m/s。
2 运行阻力的计算在计算刮板输送机的运行阻力时，可概括为直线段、弯曲段两部分运行阻力。
2.1 直线段运行阻力直线段运行阻力包括两部分：一是货载及刮板链在溜槽中移动的阻力；二是倾斜运输时货载及刮板链的自重分力。
直线段运行阻力又分为重段阻力和空段阻力两部分（见图1）。
计算公式如下：wzh=g（qω+q0ω0）Lcosβ±g（q+q0）Lsinβ（2）wk=gLq0 （ω0cosβ±sinβ）（3）式中，wzh 为重段阻力，N；wk 为空段阻力，N；q0 为刮板链单位胶带输送机的选型计算带式输送机的选型设计有两种，一种是成套设备的选用，这只需验算设备用于具体条件的可能性，另一种是通用设备的选用，需要通过计算选着各组成部件，最后组合成适用于具体条件下的带式输送机。
设计选型分为两步：初步设计和施工设计。
在此，我们仅介绍初步设计。
初步选型设计带式输送机，一般应给出下列原始资料：1）输送长度L，m；2）输送机安装倾角,（°）;3）设计运输生产率Q，t/h；4）物料的散集密度ρ，t/m3；5)物料在输送机上的堆积角θ，（°）；6)物料的块度a，mm。
刮板输送机设计计算及选型
4.1刮板输送机输送能力的计算4.1.1工作面刮板输送机的输送生产能力计算刮板输送机输送能力Q 按下式计算：Q =3600Av ρ （4-1）式中 Q ——刮板输送机输送量（t/h ）； A ——溜槽上物料装载断面（m 2）； v ——刮板链条速度（m/s ）； ρ——物料堆积密度（t/m 3）。
4.1.2溜槽上物料断面积A 计算图4-1 溜槽中货载最大断面积溜槽上物料断面积A ：4)(21211200321D h b b b C h b A A A A e π-⨯-++=-+= （4-2）式中 A 1、A 2——单侧挡板溜槽上物料断面各部分的面积（m 2）；A 3——导向管断面面积（m 2）； b ——溜槽宽度（m ）； h 0——溜槽槽口高度（m ）； b 0——溜槽槽口宽度（m ）；h 1——刮板输送机工作时档煤净高（m ）； α——物料的动堆积角，取α=20˚；m 3.020tan )085.02.073.0(tan )(121=︒⨯-+=⨯-+=αb b b hb 1——溜槽上框架宽度（m ）； b 2——溜槽距挡板的距离（m ）； D ——导向管直径（m ）；C e ——装载系数。
)(m 159.0 407.014.33.0)085.02.073.0(9.021087.056.022=⨯-⨯-+⨯⨯+⨯=AQ =3600×0.159×1.04×0.9=535(t/h)4.1.3刮板输送机上的物料断面面积的计算当给定工作面刮板输送机的生产能力，验算溜槽最大物料断面面积A'：159.0119.09.004.136004003600=<=⨯⨯=='A v Q A e ρ(m 2)所设计的刮板输送机中部槽尺寸满足生产能力要求。
4.2刮板输送机水平弯曲段几何参数的计算工作面刮板输送机，随着采煤机的移动，需要整体逐段向煤壁推移，使工作面刮板输送机呈蛇形弯曲状态。
刮板输送机选择计算
第三节刮板输送机的选择计算刮板输送机的选择计算分两步，首先根据运输生产率和运输距离，参照刮板输送机技术特征参数进行初步选型，再在初选的基础上进行验算：内容包括：1.输送能力2.运行阻力和电动机功率3.刮板链强度一输送能力的计算刮板输送机的输送能力，是指输送机每小时运送货载的质量。
它取决于输送机每米长度上货载的质量和链速。
即Q=Q=ρv式中 Q—刮板输送机的运输能力，t/h；q—每米长度上货载的质量，kg/m；A—中部槽物料运行时的断面积，m2；ρ—物料的散碎密度，㎏/m3；v—刮板链速，m/s。
由于刮板链占据一定空间和运输角度的影响，货载实际断面积比A小一些，计算时要乘以小于1的装满系数。
故运输能力按下式计算Q=ψAρv式中ψ—装满系数，水平及向下运输时ψ=～1；倾斜向上运输时ψ=～（倾角<5º，ψ=；倾角5º～10º，ψ=；倾角>15º，ψ=）。
注意：若工作面的运输生产率为Qs（对机采工作面，等于采煤机的生产能力），则输送机的输送能力必须满足：Q≥Qs二、运行阻力和电动机功率计算为了计算电动机功率，首先要计算刮板输送机的运行阻力。
运行阻力包括1直线段运行阻力和2曲线段运行阻力。
1、直线段运行阻力直线段运行阻力是指货载及刮板链在溜槽中运行时的阻力（摩擦阻力），以及倾斜运输时货载与刮板链的自重沿斜面的分力。
W kW zh=g（qω+q11g（q+q1W k=gq1L（ω1cosβ∓sinβ）2、曲线段运行阻力曲线段运行阻力，是指刮板链绕过机头和机尾的弯曲附加阻力和轴承阻力，以及水平弯曲时，刮板链在弯曲溜槽中运行时的附加阻力。
这部分阻力计算相当复杂，通常按重段阻力Wzh 和空段阻力Wk之和的10%来考虑。
3、总阻力和牵引力W0=ωf（W zh+ W k）式中ωf—附加阻力系数，ωf =，输送机不弯曲时ωf =1。
总阻力即为主动链轮的牵引力4、电动机功率计算（1）定点装煤的刮板输送机电动机轴功率电动机的额定功率P0=（～）P所选电动机功率应大于或等于P0（2）配合采煤机使用的刮板输送机电动机的额定功率P0=（～）P所选电动机功率应大于或等于P0三、刮板链强度计算1、刮板链各点张力计算刮板链各点张力是指刮板链在各种运输阻力的作用下，在各特殊点上所受到的拉力。
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某综采工作面，煤层厚度 ，工作面长度 ，采煤机平均牵引速度
，截深 ，倾角 向下运输，煤的实体密度 。
选择的刮板输送机为SGB ——630/220，其设计长度为180m ，输送能力 ，链速
，链子的破断力 ，刮板链每米质量 ， 刮板输送机 单位长度上的载煤量 ，煤在槽内运行的阻力系数为 ,刮板链在槽内运行的阻力系数为 ，校核所选刮板输送机是否满足实际生产要求。
解：
1． 计算运输生产率
所选刮板输送机的输送能力
实际所需输送能力为 ，满足要求。
2． 运行阻力、牵引力及电动机功率计算
（1） 运行阻力
重段阻力
空段阻力 （2） 总牵引力 （3） 电动机功率 最大轴功率 最小轴功率
等效功率 考虑20％的备用功率，电动机的功率为
SGB ——630/220型刮板输送机电动机功率（2×110kW ）足够。
3． 刮板链强度验算
（1）判断最小张力点
1）
2） 3） 2.1h m =()()()()cos sin 1260.731.570.416010cos1012631.5716010sin10115095zh l l l W q q Lg q q Lg N ωωββ︒︒=+-+=⨯+⨯⨯⨯-+⨯⨯=160L m =4min k m v =0.6b m =10
β=31.4/t m ρ=450/Q t h =1.0/v m s =610000p S N =31.57/l q kg m
=120/q kg m =423.36
/Q t h =(cos sin )1601031.57(0.4cos10sin10)28669k l l
W Lgq N
ωββ︒︒=+=⨯⨯⨯+=010********.8110000.8
215.65d W v
N kW η=⨯=⨯=4123S S S S -=-21
k S S W =+43zh S S W
=+0.7ω=0.4l ω=
将2）、3）代入1）
3点为最小张力点
（2）各点张力计算
最大张力点 （3）刮板链强度验算 刮板强度足够。
结论：该工作面选用SGB ——630/220型刮板输送机，在铺设长度160m 情况下，输送能力、电动机功率和刮板链强度均满足要求。
4max
121095S S N
==max 2 3.5
1.2p S K S λ
=≥。