胶带运输机选型计X

胶带运输机选型计算(一)已知条件输送长度：450m ， 输送机倾角：23.6度， 输送量：400t/h ， 输送物料堆积角：20度， 物料堆积容重：1t/m3，物料未经筛分, 最大块度：0.3m ，下运皮带，(二)确定带速、带宽、输送带及托辊参数 2.1选取带速选用带速：2m/s2.2带宽计算按下式计算必需的带宽，然后按照标准带宽予以圆整stC V k QB ⋅⋅=……………………………式(2-1)式中：B …………必需的带宽, m ； Q …………输送量, t/h ; k …………装料断面系数; V …………带速, m/s;st C ……… 倾斜系数初选带宽：1m 。

把带速v = 2m/s ，装料断面系数K = 379，倾斜系数Cst = 0.74，带入公式(2-1)得： B = 0.84m 。

2.3带宽校验对未经筛分的散状物料2.02max +≥X B ………………………式(2-2)对经过筛分的散状物料2.03+≥m X B ………………………式(2-3)由于物料未经筛分，用公式(2-2)进行校验。

B ≧ 2×0.3 + 0.2 = 0.8m 。

因此选用标准带宽B = 1m 。

2.4输送带基本参数根据带宽，初选整芯输送带规格为 1400S ，带强N = 1400N/mm ，额定拉断力Sn = N ×B = 1000×1400×1 = 1400000N ，带芯厚度d = 0.01m ，输送带单位长度质量q0 = 20.8kg/m 。

2.5托辊基本参数承载分支三托辊组转动部分质量Gtz = 14kg ，间距ltz = 1.5m ，回空分支托辊转动部分质量Gtk = 12kg ，间距ltk = 3m 。

承载、回空托辊转动部分单位长度的质量qt = Gtz / ltz + Gtk / ltk = 14/1.5 + 12/3 = 13.3kg/m 。

(三)传动滚筒圆周力和轴功率、电机功率计算 1.圆周力计算gqH q q q fLg C F t N +++=]cos )2([0β………………………式(3-1)式中： F …………传动滚筒圆周力(等于运行阻力的总和)， N ；C N ………附加阻力系数；f ………运行阻力系数；L …………输送长度，M ； g …………重力加速度，取9.87;t q ……… 承载、回空托辊转动部分单位长度的质量, kg/m ；tktktz tz t l G l G q +=……………………………………式(3-2)其中：tz G ……承载托辊转动部分质量，kg ；tk G ……回空托辊转动部分质量，kg ；tz l …… 承载托辊组间距，m ； tk l …… 回空托辊组间距，m ；0q ………输送带单位长度的质量, kg/m ；q ………输送物料单位长度的质量，kg/m ；VQq 6.3=…………………………………………式(3-3) 其中：Q ……输送量，t/h ；V ……带速度，m/s ；H …… 输送高度，m （上运时取“+”，下运时取“-”）；β……输送机倾角输送物料单位长度的质量q = 400 / (3.6 × 2) = 55.6kg/m ； 运行阻力系数f = 0.03，附加阻力系数CN = 0带入公式(3-1)得： F = 0×0.03×450×9.8×[13.3+(2×20.8+55.6)cos23.6]+9.8×55.6×(450×sin23.6) = -98163 N 。

2.轴功率计算FV P 310-=………………………………………式(3-4) 式中：P ………轴功率，kW ； F ………圆周力，N ； V ………带速度, m/s ；P = 0.001×-98163×2 = -195kW 。

3.电机功率确定电动机功率分别按如下两种工况计算。

电动工况：dd d PK P ξξη⋅⋅=……………………………式(3-5)发电工况：dd d p K P ξξη⋅=……………………………式(3-6) 式中：d P …………电动机功率, kW;d K …………功率备用系数，通常取1.0~1.2;P …………传动滚筒轴功率, kW;η…………驱动装置的传动效率，通常取0.85~0.9；ξ…………电压降系数，通常取0.90~0.95；d ξ…………多机功率不平衡系数，通常取0.90~0.95；由于是下运皮带，电动机为发电工况，按公式(3-6)计算电机功率；Pd = 2×-195×0.88 / (0.9×0.95) = -400kW 。

选用两台电动机，每台额定功率为315 kW 。

(四)输送带张力计算 4.1最小张力确定 4.11按传动条件：输送带在传动滚筒松边的最小张力应满足下式的要求。

||min F K C S a L ⋅⋅≥……………………………式(4-1) 式中： min L S ………输送带在传动滚筒松力的最小张力，即示意图中的F3min ，N ；C ………… 传动系数；a K ……… 动载荷系数，通常取1.2~1.7,对惯性小、起动平衡的输送机可取较小值，否则，就取较大值；||F ………传动滚筒圆周力，对于双传动滚筒，此值应取圆周力的二分之一，N ；采用双传动滚筒，每个滚筒的圆周力F1 = F2 = -49081N 。

传动滚筒与输送带间的摩擦系数 = 0.25，动载荷系数Ka = 1.7。

对传动滚筒Ⅰ:取围包角210度，得到传动系数C = 0.667 S3min ≧ 0.667×1.7×-49081 = -55653N 。

对传动滚筒Ⅱ：取围包角170度，得到传动系数C = 0.909 S2min ≧ 0.909×1.7×-49081 = -75844N 。

则：S3min ≧ S2min - F2 = -75844 - -49081 = -26763N 。

按传动条件应满足S3min ≧ -26763N 。

4.12按垂度条件：限制输送带下垂度所需的最小张力应满足下式的要求。

承载分支：βc o s )(8500min tz z gl q q S +≥……………………………式(4-2) 回空分支：βc o s 8500min tk k gl q S ≥………………………………式(4-3) 式中：m i n z S ………承载分支上的最小张力，N ；m i n k S ………回空分支上的最小张力，N ；q …………输送物料单位长度的质量，kg/m ；0q ………输送带单位长度的质量, kg/mtz l …… 承载托辊组间距，m ； tk l …… 回空托辊组间距，m ；β……输送机倾角承载分支按公式(4-2)：S5min ≧ (50/8) × (55.6+20.8)×9.8×1.5×cos23.6 = 6432N 。

回空分支按公式(4-3)：S4min ≧ (50/8) × 20.8×9.8×3×cos23.6 = 3502N 。

根据公式(4-4)：回空分支区段上各项阻力总和F3 = 0.03×450×9.8×(4+20.8)cos23.6 + 9.8×20.8×450×sin23.6 = 39730N 。

所以 S3min = S4min - F3 ≧ 6432- = -33298N 。

比较上述计算结果：最小张力应由传动条件确定，故取S3 = -26880N 。

4.2输送带各个张力计算在稳定情况下，输送带各点张力采用逐点计算法，各后续点的张力S i+1：sti H i i i F F S S ++=+1主要阻力F Hii i ti H i q q q fLg F βcos )(0++=…………………式(4-4)倾斜阻力F stii i sti H q q g F )(0+=……………………………… 式(4-5)S4 = S5 = S3+F3 = -26763+39730 = 12967N 。

S1 = S3+F = -26763+-98163 = -124926N 。

S2 = S3 + F/2 = -26763+-49081 = -75844N 。

4.3输送带强度校核输送带强度应满足正式条件][m m ≥…………………………………………………………式(4-6)其中：maxS S m n=……………………………………………… 式(4-7)][ηwa C K m m =……………………………………… 式(4-8)式中：m ………输送带计算安全系数； ][m ……输送带许用安全系数；n S ……输送带额定拉断力，N ；max S ……输送带上的最大张力，N ； 0m ……输送带基本安全系数；a K ……动载荷系数，通常取1.2~1.7； w C ……附加弯曲伸长折算系数；0η……输送带接头效率取输送带基本安全系数m0 = 3.0，附加弯曲伸长折算系数Cw = 1.8，接头效率取0.85，分别带入公式(4-7)和(4-8)得：m = Sn / Smax = 1400000 / -124926 = 107 [m] = 3.0×1.7×1.8 / 0.85 = 10.5 m > [m]，因此输送带满足强度要求。

(五)拉紧力和拉紧行程确定 5.1 拉紧力：m S T ⋅=2…………………………………………………………式(5-1) 式中：T ……………拉紧装置的拉紧力，N ；m S …………作用于滚筒两边输送带张力的平均值，在示意图上取S4。

T = 2S4 = 2×12967 = 25934N 。

5.2拉紧行程n t l L l ++≥)(εε………………………………………………式(5-2) 式中：l ………………拉紧行程，m ；L …………… 输送长度，m ； ε…………… 输送带允用伸长率t ε…………… 托辊间的输送带垂度率n l …………… 输送带接头所需长度，一个接头所需长度为1.0m ；l ≧ 450×(0.0025+0.001) + 2 = 11.5m ，选取 12m 。

(六)逆制力水平输送一般可不设制动设备，但当输送机对制动减速度有要求时应设制动设备，传动滚筒所需的制动力按下式确定F Ma F B -=…………………………………………………… 式(6-1)式中： B F ……………制动力，N ；M ……………输送物料和输送机转动部分总质量转换到传动滚筒上的等效质量，KG ；a ……………制动减速度，2/s m ；F ……………传动滚筒圆周力，N ；上运输送当输送机停车出现逆转时，必须设置逆止设备和制动设备，传动滚筒所需的逆止力和制动力应按输送机的最不利逆止情况计算，按下式计算)(5.1H st BN F F F -=………………………………………………式(6-2)gqH F st =…………………………………………式(6-2-1)βcos )2((0q q q fLg F t H ++=…………………… 式(6-2-2)式中，在计算H F 时，规定f 值为0.012当输送机不出现逆转时，可参照公式(6-1)来进行计算。