皮带运输机选型设计1.docx
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皮带运输机选型设计1
胶带输送机选型设计
一、运煤系统
12K区、二采区1268工作面、1258工作面运煤系统由12K运煤
巷（765m，-6°～-15°）至226运煤巷（480m，10°～12°）到226
（170m，-5°～-13°）运煤联巷进入二采区改造煤仓，再经3t底卸式煤车由10t电机车牵引至地面卸载站。
12K区运煤系统全部选用皮带运输。
（一）、12k区运煤巷胶带运输机选型设计
1、设计依据
①设计运输生产率：
Qs=400t/h；
设计综采工作面最大生产能力Q=400t/h。
故设计胶带的运输生产率取值应与综采生产能力配套，即设计运输生产率：
Qs=400t/h。
②运输距离：
L=650米；
③运输安装角度：
β=-6°～-15°（此处计算时取值为-12°）；
④货载散集密度：
ρ=0.8t/m3～1.0t/m3；（此处计算时取值为1.0）；
⑤煤在胶带上堆积角：
α=30°。
2、输送能力计算
2
Q=3.6qv=3.6Aρv=KBρvc
式中：
q——每米胶带货载质量q=Aρ，kg/m；
A——胶带上货载断面积，取0.124㎡；
v——胶带运行速度，取2m/s；
K——货载断面因数；
B—胶带宽度，（暂定）B=1m；
c—倾角运输因数，取c=0.9；
2
×0.124
3
×2m/s×0.9
Q=KBρvc=3.6
㎡×1×1000/m
=803.52t/h
Q=803.52t/h>Qs=400t/h；故1米平皮带在2米/秒的运行速度上
其输送能力能够满足设计输送能力。
3、胶带宽度计算
求出胶带最小宽度B=533，暂取B=1000；宽度校核：
B≥2max+200，式中max为原煤最大块度尺寸不大于400；
则B≥2×400+200=1000
故暂定的B=1000的胶带宽度满足要求。
4、胶带运行阻力计算：
胶带及物料产生的运行阻力计算：
逐点计算
6
1
5
2
3
4
F1=Lωg（cosa2q0+cosaq+q1+q2）
式中：
L——胶带长度，m；
ω——上下胶带模拟阻力系数，0.04；
q——每米胶带货载质量，kg/m；
q=QS/3.6v=400/3.6/2=55.56kg/m；
a——皮带角度，15°；
q0——每米胶带质量，kg/m，暂取10.56kg/m；
q1——拆算到每米长度上托辊转动部份质量，查表取6kg/m；
q2——拆算到每米长度下托辊转动部份质量，按上式为
2.927kg/m；
代入上式求得:
F1=g（q+qd+q’g）Lω’cosβ±g（q+qd）Lsinβ
F1=11642.03N
物料提升阻力：
F2=Hqg=-91686.65N
头部清扫器对胶带阻力：
F3=2APμ3=720N
尾部清扫器对胶带阻力：
F4=20Bg=196.20N
2
γgl/v
2
2
=439.85N
导料板阻力：
F=μIv
b
5
2
1
给料点处物料附加阻力：
F6=Ivγv=446.40N
胶带绕过滚筒附加阻力：
F7=6000N
驱动滚筒圆周驱动力：
Fu=F2-（F1+F3+F4+F5+F6+F7）
=-72242.17N
5、传动功率计算及驱动设备选型
传动滚筒轴功率计算：
P0=FuV=-144.481kw
电动机功率计算:
Pe=1.15P0/η1η2η3η4η5
=-213kw
式中：
η1--减速器效率；取0.95
η2--偶合器效率；取0.95
η3--联轴器效率；取0.98
η4--电压降系数；取0.9
η5--不平衡系数；取0.95
根据计算，选取电机功率2×132kw，电压等级：
660v
6、胶带张力计算:
胶带在允许最大下垂度时输送带张力：
（１）胶带垂度验算:
Fzh·min≥a0（q+q0）g/8（h/a）max
Fzh·min—重段最小张力，N；
q—每米胶带货载质量，kg/m；
q=QS/3.6v=400/3.6/2=55.56kg/m；
q0—每米胶带质量，kg/m，暂取10.56kg/m；
代入上式
Fzh·min≥6080.57N
同理空段最小张力
Fk·min≥1942.38N
滚筒与胶带在临界打滑状态时输送带张力
S1min≥KAFu/3（eμФ2-1）
S1min≥18034.96
式中：
KA——滚筒起动系数，取1.5；
eμФ2——胶带传动尤拉系数，胶带围包角为210°，μ=0.3时，
计算出得3；
头部第一传动滚筒
S2=S1'+2Fu/3
S2=90277.14N
头部滚筒第一个改向滚筒合力
SG=1.41S1'
=59.38KN
尾部滚筒胶带奔离点输送带张力
S3=S2-Lωg（q+q0+q1）-F5-F6-F7-Hg（q0+q）
=9862.39N=9.9KN
因S3=9.9KN>Fzh·min=6.08KN,故重段最小张力满足要求。
（2）拉紧装置重量计算
尾部滚筒胶带趋入点输送带张力
S4=S3/Kg
=9.7KN
式中：
Kg——胶带绕过滚筒时的阻力系数，取
1.02；
拉紧装置处输送带张力
S5=S4-（L-L1）ωg（q0+q2）+（L-L1）q0gtgβ-F4
=6.3KN
拉紧力计算，采用车式拉紧
G=2.1[kFu/2（g（eμФ-1））+（q0+q2）ωL1-q0L1tgβ]
=6270.64kg=61.51KN
拉紧行程
LL≥L（ε+ε1）+ln
=15.65m
③胶带强度验算:
m=SdB/Fmax
-1
式中：
ST—胶带整本纵向拉断强度,N/m,查表得ST=1250N.cm
B—胶带宽度，cm
Fmax—胶带运行时的最大张力,N
m=1250×100×7÷72242.17=12.11
可知所选胶带输送机安全系数大于设计要求系数11，故强度满足
要求。
综上所述，经计算，12k运煤巷皮带初步选型为通用管架式平皮
带DTG100/63/2×132电机功率2×132kW，长度650m，选用PVC1250S
型胶带，带宽1000mm，输送机速度为2m/s，张紧方式为机尾小车游
动张紧，制动方式：
液压盘形制动闸。
（二）、二采区226运煤巷皮带选型设计
1、设计依据
①设计运输生产率：
Qs=400t/h；
二采区设计生产能力，Q=90万t/a=150t/h；设计综采生产能力Q=400t/h。
故设计胶带的运输生产率取值应与综采生产能力配套，即
设计运输生产率：
Qs=400t/h。
②运输距离：
L=480米；
③运输安装角度：
β=10°～12°（此处计算时取值为12°）；
④货载散集密度：
ρ=0.8t/m3～1.0t/m3；（此处计算时取值为1.0）；
⑤煤在胶带上堆积角：
α=30°。
2、输送能力计算
2
Q=3.6qv=3.6Aρv=KBρvc
式中：
q——每米胶带货载质量q=Aρ，kg/m；
A——胶带上货载断面积，取0.124㎡；
v——胶带运行速度，取2m/s；
K——货载断面因数；
B—胶带宽度，（暂定）B=1m；
c—倾角运输因数，取c=0.9；
2
×0.124
3
×2m/s×0.9
Q=KBρvc=3.6
㎡×1×1000/m
=803.52t/h
Q=803.52t/h>Qs=400t/h；故1米平皮带在2米/秒的运行速度上
其输送能力能够满足设计输送能力。
3、胶带宽度计算
求出胶带最小宽度B=533，暂取B=1000；宽度校核：
B≥2max+200，式中max为原煤最大块度尺寸不大于400；
则B≥2×400+200=1000
故暂定的B=1000的胶带宽度满足要求。
4、胶带运行阻力计算，逐点计算：
1
5
2
6
3
4
胶带及物料产生的运行阻力
F1=Lωg（cosa2q0+cosaq+q1+q2）
式中：
L——胶带长度，m；
ω——上下胶带模拟阻力系数，0.04；
q——每米胶带货载质量，kg/m；
q=QS/3.6v=400/3.6/2=55.56kg/m；
a——皮带角度，12°；
q0——每米胶带质量，kg/m，暂取10.56kg/m；
q1——拆算到每米长度上托辊转动部份质量，查表取6kg/m；
q2——拆算到每米长度下托辊转动部份质量，按上式为
2.927kg/m；
代入上式求得:
F1=g（q+qd+q’g）Lω’cosβ±g（q+qd）Lsinβ
F1=8694.27N
物料提升阻力：
F2=Hqg=54389.7N
头部清扫器对胶带阻力：
F3=2APμ3=720N
尾部清扫器对胶带阻力：
F4=20Bg=196.20N
2
γgl/v
2
2
=439.85N
导料板阻力：
F5=μ2Iv
b1
给料点处物料附加阻力：
F6=Ivγv=446.4N
胶带绕过滚筒附加阻力：
F7=6000N
驱动滚筒圆周驱动力：
Fu=F2+F1+F3+F4+F5+F6+F7）=70886.41N
5、传动功率计算及驱动设备选型
传动滚筒轴功率计算：
P0=FuV=141.77kw
电动机功率计算:
Pe=1.15P0/η1η2η3η4η5
=184kw
式中：
η1--减速器效率；取0.95
η2--偶合器效率；取0.95
η3--联轴器效率；取0.98
η4--电压降系数；取0.9
η5--不平衡系数；取0.95
根据计算，选取电机功率2×110kw，电压等级：
660v
6、胶带张力计算:
胶带在允许最大下垂度时输送带张力：
（１）胶带垂度验算:
Fzh·min≥a0（q+q0）g/8（h/a）max
Fzh·min—重段最小张力，N；
q—每米胶带货载质量，kg/m；
q=QS/3.6v=400/3.6/2=55.56kg/m；
q0—每米胶带质量，kg/m，暂取10.56kg/m；
代入上式
Fzh·min≥6080.57N
同理空段最小张力
Fk·min≥1942.38N
滚筒与胶带在临界打滑状态时输送带张力
S1min≥KAFu/3（eμФ2-1）
S1min≥21570.38
式中：
KA——滚筒起动系数，取1.5；
eμФ2——胶带传动尤拉系数，胶带围包角为210°，μ=0.3时，
计算出得3；
头部第一传动滚筒
S2=S1'+2Fu/3
S2=88582.91N
头部滚筒第一个改向滚筒合力
SG=1.41S1'
=58.27KN
尾部滚筒胶带奔离点输送带张力
S3=S2-Lωg（q+q0+q1）-F5-F6-F7-Hg（q0+q）
=15497.87N=15.5KN
因S3=15.5KN>Fzh·min=6.08KN,故重段最小张力满足要求。
（2）拉紧装置重量计算
尾部滚筒胶带趋入点输送带张力
S4=S3/Kg
=15.2KN
式中：
Kg——胶带绕过滚筒时的阻力系数，取
1.02；
拉紧装置处输送带张力
S5=S4-（L-L1）ωg（q0+q2）+（L-L1）q0gtgβ-F4
=24.2KN
拉紧力计算，采用车式拉紧
G=2.1[kFu/2（g（eμФ-1））+（q0+q2）ωL1-q0L1tgβ]
=6152.96kg=60.36KN
拉紧行程
LL≥L（ε+ε1）+ln
=12.08m
③胶带强度验算:
m=SdB/Fmax
-1
式中：
ST—胶带整本纵向拉断强度,N/m,查表得ST=1310N.cm
B—胶带宽度，cm
Fmax—胶带运行时的最大张力,N
m=1250×100×7÷70886.41=12.34
可知所选胶带输送机安全系数大于设计要求系数11，故强度满足
要求。
综上所述，经计算，226运煤巷皮带初步选型为通用管架式平皮带
DTG100/63/2×110电机功率2×110kW，长度480m，选用PVC-1250S
型胶带，带宽1000mm，输送机速度为2m/s，张紧方式为机尾小车游
动张紧，制动方式：
逆止器。
（三）、二采区226运煤联巷皮带选型设计
1、设计依据
①设计运输生产率：
Qs=400t/h；
二采区设计生产能力，Q=90万t/a=150t/h；设计综采生产能力Q=400t/h。
故设计胶带的运输生产率取值应与综采生产能力配套，即设计运输生产率：
Qs=400t/h。
②运输距离：
L=170米；
③运输安装角度：
β=-5°～-13°（此处计算时取值为-13°）；
④货载散集密度：
ρ=0.8t/m3～1.0t/m3；（此处计算时取值为1.0）；
⑤煤在胶带上堆积角：
α=30°。
2、输送能力计算
2
Q=3.6qv=3.6Aρv=KBρvc
式中：
q——每米胶带货载质量q=Aρ，kg/m；
A——胶带上货载断面积，取0.124㎡；
v——胶带运行速度，取2m/s；
K——货载断面因数；
B—胶带宽度，（暂定）B=1m；
c—倾角运输因数，取c=0.9；
2
×0.124
3
×2m/s×0.9
Q=KBρvc=3.6
㎡×1×1000/m
=803.52t/h
Q=803.52t/h>Qs=400t/h；故1米平皮带在2米/秒的运行速度上
其输送能力能够满足设计输送能力。
3、胶带宽度计算
求出胶带最小宽度B=533，暂取B=1000；宽度校核：
B≥2max+200，式中max为原煤最大块度尺寸不大于400；
则B≥2×400+200=1000
故暂定的B=1000的胶带宽度满足要求。
4、胶带运行阻力计算：
逐点计算
1
5
2
6
3
4
胶带及物料产生的运行阻力
F1=Lωg（cosa2q0+cosaq+q1+q2）
式中：
L——胶带长度，m；
ω——上下胶带模拟阻力系数，0.04；
q——每米胶带货载质量，kg/m；
q=QS/3.6v=400/3.6/2=55.56kg/m；
a——皮带角度，-13°；
q0——每米胶带质量，kg/m，暂取10.56kg/m；
q1——拆算到每米长度上托辊转动部份质量，查表取6kg/m；
q2——拆算到每米长度下托辊转动部份质量，按上式为
2.927kg/m；
代入上式求得:
F1=g（q+qd+q’g）Lω’cosβ±g（q+qd）Lsinβ
F1=3068.59N
物料提升阻力：
F2=Hqg=20841.71N
头部清扫器对胶带阻力：
F3=2APμ3=720N
尾部清扫器对胶带阻力：
F4=20Bg=196.20N
2
γgl/v
2
2
=439.85N
导料板阻力：
F5=μ2Iv
b1
给料点处物料附加阻力：
F6=Ivγv=446.4N
胶带绕过滚筒附加阻力：
F7=6000N
驱动滚筒圆周驱动力：
Fu=F2-（F1+F3+F4+F5+F6+F7）=9970.68N
5、传动功率计算及驱动设备选型
传动滚筒轴功率计算：
P0=FuV=19.94kw
电动机功率计算:
Pe=1.15P0/η1η2η3η4η5
=29.4kw
式中：
η1--减速器效率；取0.95
η2--偶合器效率；取0.95
η3--联轴器效率；取0.98
η4--电压降系数；取0.9
η5--不平衡系数；取0.95
根据计算，选取电机功率45kw，电压等级：
1140v
6、胶带张力计算:
胶带在允许最大下垂度时输送带张力：
（１）胶带垂度验算:
Fzh·min≥a0（q+q0）g/8（h/a）max
Fzh·min—重段最小张力，N；
q—每米胶带货载质量，kg/m；
q=QS/3.6v=400/3.6/2=55.56kg/m；
q0—每米胶带质量，kg/m，暂取10.56kg/m；
代入上式
Fzh·min≥6080.57N
同理空段最小张力
Fk·min≥1942.38N
滚筒与胶带在临界打滑状态时输送带张力
S1min≥KAFu/3（eμФ2-1）
S1min≥2489.14
式中：
KA——滚筒起动系数，取1.5；
eμФ2——胶带传动尤拉系数，胶带围包角为210°，μ=0.3时，
计算出得3；
头部第一传动滚筒
S2=S1'+2Fu/3
S2=12459.821N
头部滚筒第一个改向滚筒合力
SG=1.41S1'
=8.2KN
尾部滚筒胶带奔离点输送带张力
S3=S2-Lωg（q+q0+q1）-F5-F6-F7-Hg（q0+q）
=8811.37N=8.81KN
因S3=8.81KN>Fzh·min=6.08KN,故重段最小张力满足要求。
（2）拉紧装置重量计算
尾部滚筒胶带趋入点输送带张力
S4=S3/Kg
=8.6KN
式中：
K——胶带绕过滚筒时的阻力系数，取
1.02；
g
拉紧装置处输送带张力
S5=S4-（L-L1）ωg（q0+q2）+（L-L1）q0gtgβ-F4
=3.88KN
拉紧力计算，采用车式拉紧
G=2.1[kFu/2（g（eμФ-1））+（q0+q2）ωL1-q0L1tgβ]
=865.45kg=8.49KN
拉紧行程
LL≥L（ε+ε1）+ln
=5.57m
③胶带强度验算:
m=SdB/Fmax
-1
式中：
ST—胶带整本纵向拉断强度,N/m,查表得ST=1000N.cm
B—胶带宽度，cm
Fmax—胶带运行时的最大张力,N
m=1000×100×7÷9970.68=70.2
可知所选胶带输送机安全系数大于设计要求系数11，故强度满足
要求。
综上所述，经计算，226运煤联巷皮带初步选型为通用管架式平
皮带DTG100/63/45电机功率45kW，长度170m，选用PVC-1000S型胶
带，带宽1000mm，输送机速度为2m/s，张紧方式为机尾小车游动张
紧，制动装置：
盘形闸刹车。
根据以上计算方式，选出二采区运煤系统皮带型号如下：
扩大区皮带设计选型结果和预算
长度
带速
电机
胶带
金额（万
地
点
胶输送机型号
倾角
（m）
（m/s）
功率
备注
（KW）
型号
元）
利用二采区
12K运煤
DTG100/63/2×132
-15°
650
2
2×
PVC-1
运输机上山
巷
（带盘形闸刹车）
132
250S
下运胶带运
输机
226运煤
DTG100/63/2×110
10°
480
2
2×
PVC-1
巷
（逆止器）
110
250S
226运煤
DTG100/63/45带
PVC-1
利用二采区
-13°
170
2
45
282运煤巷
联巷
盘形闸刹车）
1000S
胶带运输机
合计
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