刮板输送机设计计算及选型.doc
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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=3600Avρ（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（m2）；
v——刮板链条速度（m/s）；
ρ——物料堆积密度（t/m3）。
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：
（4-2）
式中A1、A2——单侧挡板溜槽上物料断面各部分的面积（m2）；
A3——导向管断面面积（m2）；
b——溜槽宽度（m）；
h0——溜槽槽口高度（m）；
b0——溜槽槽口宽度（m）；
h1——刮板输送机工作时档煤净高（m）；
α——物料的动堆积角，取α=20˚；
b1——溜槽上框架宽度（m）；
b2——溜槽距挡板的距离（m）；
D——导向管直径（m）；
Ce——装载系数。
Q=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'：
（m2）
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。
如图4-2所示。
图4-2刮板输送机水平弯曲段示意图
4.2.1弯曲段曲率半径R的计算
弯曲段曲率半径R：
（4-3）
式中R——弯曲段曲率半径（m）；
α'——相邻溜槽间的偏转角度（˚）；
l0——每节溜槽长度（m）。
（m）
4.2.2弯曲段长度Lw的计算
弯曲段长度Lw：
（4-4）
式中Lw——弯曲段长度（m）；
a——刮板输送机一次推移步距（m）。
（m）
实用中要确保刮板输送机弯曲段长度不小于Lw=8.27m的计算值。
4.2.3弯曲段对应的中心角α0的计算
弯曲段对应的中心角：
（4-5）
式中——弯曲段对应的中心角，一般用弧度表示（rad）。
（rad）
4.2.4弯曲段的溜槽数N的计算
弯曲段的溜槽数N：
（4-6）
式中N——弯曲段所需溜槽数量，输送机整体推移时；
a0——弯曲段对应的中心角（rad）。
4.3刮板输送机运行阻力的计算
4.3.1刮板输送机每米长度物料质量q的计算
刮板输送机每米长度物料质量q：
（kg/m）（4-7）
式中Qe——刮板输送机输送量（t/h）。
（kg/m）
4.3.2刮板链条每米长度质量q0的计算
刮板链条每米长度质量，与链条直径、刮板链条形式及溜槽宽度等因素有关，其数值如表4-1所示。
表4-1刮板链条每米长度质量q0
链条
直径
（mm）
溜槽
宽度
（mm）
刮板链条每米长度质量（kg/m）
边双链
中双链
（准边双链）
单中链
10
280
—
—
5.2
14
320
—
13.4
9.4
420
—
15.2
11.3
520
—
25.2
13.2
18
620
18.4
—
—
630
19.2
—
—
22
630
31.4
35.2
28.1
764
36.0
39.0
33.0
26
730
42.3
51.0
40.0
764
47.4
58.6
43.0
30
730
—
70.0
60.0
764
—
72.0
63.0
30
830
—
73.6
66.9
880
—
78.0
71.0
34
960
—
90.0
80.0
1000
—
98.0
82.0
由表4-1查得（kg/m）
4.3.3刮板输送机有载分支的基本运行阻力Wzh的计算
图4-3刮板输送机运行阻力计算图
刮板输送机有载分支的基本运行阻力Wzh：
（N）（4-8）
式中Wzh——刮板输送机有载分支基本运行阻力（N）；
L——刮板输送机设计长度（m）；
g——重力加速度，取g=10m/s2；
β——刮板输送机倾角（˚）；
q——刮板输送机每米长度物料的质量（kg）；
q0——刮板链条每米长度的质量（kg）；
ω——物料在溜槽中移动的阻力系数；
ω'——刮板链条在有载分支溜槽中移动时的阻力系数；
“±”——根据刮板链条向上运输时取“+”号；反之取“－”号。
4.3.4刮板输送机无载分支的基本运行阻力WK的计算
刮板输送机无载分支的基本运行阻力WK：
（N）（4-9）
式中ω˝——刮板链条在无载分支溜槽中移动时的阻力系数；
WK——刮板输送机无载分支基本运行阻力（N）。
4.3.5刮板输送机弯曲时有载分支运行阻力和无载分支运行阻力的计算
刮板输送机弯曲时有载分支运行阻力和无载分支运行阻力：
（kN）（4-10）
（kN）（4-11）
式中k1——刮板输送机弯曲运行时附加阻力系数。
（kN）
（kN）
4.3.6刮板输送机运行总阻力W的计算
刮板输送机运行总阻力W：
（kN）（4-12）
式中k2——刮板链条绕上头部、尾部链轮回转时的附加阻力系数。
（kN）
4.4刮板输送机链条张力和牵引力的计算
4.4.1计算各特殊点的张力
1.确定给定条件中最小张力点张力Smin
如图5-3比较1点和3点张力S1和S3：
（4-13）
又设机头、机尾所需功率相同，负荷均匀，每个链轮克服阻力为总阻力W的一半，即
（4-14）
解式（4-13）和（4-14）可得：
因为所以S1>S3S3=Smin
图4-4链条张紧力计算示意图
2.用逐点计算法计算链条各点张力
图4-4中，
kN
kN
kN
kN
4.4.2刮板输送机两端链轮总牵引力
刮板输送机两端链轮总牵引力F：
（4-15）
其中（4-16）
（4-17）
式中F——刮板输送机两端链轮总牵引力（kN）；
F1——头部链轮的牵引力（kN）；
F2——尾部链轮的牵引力（kN）。
（kN）
（kN）
（kN）
4.5刮板输送机电机功率的计算
4.5.1刮板输送机满载运行时，电机功率P的计算
刮板输送机满载运行时，电机功率P:
（kW）（4-18）
式中k——刮板输送机电机功率备用系数；
F——刮板输送机链轮总牵引力（kN）；
η ——刮板输送机传动效率。
（kW）
4.5.2单向割煤采煤工作面刮板输送机电机功率Ps的计算
采煤机下放时，刮板输送机空载运行（q=0）的电机最小功率Pmin：
（kW）（4-19）
（kW）
单向割煤工作面采煤机割煤时，刮板输送机电机最大功率为Pmax用式（4-18）计算，即Pmax=P。
刮板输送机电机的等值功率Pd和设备功率Ps：
（kW）（4-20）
（kW）（4-21）
式中Pmax——刮板输送机满载运行时电机最大功率；
Pmin——刮板输送机空载运行时电机最小功率。
（kW）
（kW）
刮板输送机配用电机总功率Pz=180kW>Ps=142.6kW
所以，电机可用。
4.6链条预张力和紧链力的计算
4.6.1链条预张力
由定义可知，链条预张力引起链条的弹性伸长量∆Ly应等于链条在额定负载下的弹性伸长量∆L，即∆Ly=∆L。
由虎克定律和上述张力代入该等式，可得
（kN）（4-22）
式中T——链条预张力（kN）。
（kN）
4.6.2链条紧链力
链条紧链力:
（kN）（4-23）
式中T——刮板输送机链条预张力（kN）；
WK——紧链时底链移动阻力（kN）；
F'——接链时链条松弛量（0.5～0.6t）需要的附加牵引力（kN），按下式计算：
（kN）（4-24）
式中E——刮板链条的弹性模量，取E=206×109（N/m2）；
A0——链条横断面积（m2）；
p——圆环链条链环的节距；
L——刮板输送机设计长度（m）。
（m2）
（kN）
（kN）
4.7刮板输送机牵引机构强度的验算
刮板输送机牵引链强度验算：
（4-25）
式中kmin——刮板输送机链条最小安全系数，kmin≥2时满足要求；
Ta——刮板输送机链条最小破断载荷（kN）；
Tm——刮板输送机满载启动时链条最大拉力（kN）。
（kN）
式中Tb——刮板输送机单股链条最小破断力（kN）；
nc——刮板输送机链条根数；
ka——刮板输送机链条受力不均匀系数，中单链ka=1。
（kN）（4-26）
式中nb——刮板输送机电机启动力矩系数；
P——刮板输送机电机总功率；
η'——刮板输送机启动时总传动效率；
（kN）
（kN）
满足要求
4.8刮板输送机的选型
刮板输送机是连续动作式运输机械的一种，由于其机身低矮，可以弯曲，运输能力大，结构强度高，能适应采煤工作面较恶劣的工作条件。
它除了运煤外，还能给采煤机作运行轨道；作为移置液压支架的支点；清理工作面的浮煤；悬挂电缆、水罐、乳化液管等。
它是缓倾斜长壁采煤工作面唯一的运输设备。
4.8.1预选
根据MG300-W型双滚筒采煤机的生产能力可初步选用SGD-630/180型刮板输送机。
基本参数如下表：
运输能力
350t/h
刮板链速
0.92m/s
破断拉力
850KN
中部槽尺寸
（1500630220）mm
4.8.2验算
（1）运输能力的验算
式中：
——采煤机的生产能力，t/h
——中部槽具有的装载断面面积
——刮板链速度，m/s
——采煤机牵引速度，m/min
——装满系数，一般小于1，这里取0.9
——散煤容重
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