刮板输送机设计计算及选型.docx

1、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 （4-1）刮板输送机输送量 （t/h）； 式中 Q2）；溜槽上物料装载断面 （m A 刮板链条速度（ m/s）； v3 ）。t/m 物料堆积密度（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 ：2 D1 （ 4-2） b b） h （AA A A bh Cb 10312201e242、）；A 单侧挡板溜槽上物料断面各部分的面积（式中 Am212 ）； 导向管断面面积（ mA 3 溜槽宽度（ m）； b

2、 溜槽槽口高度（ m）； h 0溜槽槽口宽度（ m）； b0刮板输送机工作时档煤净高 （m） h； 1 物料的动堆积角，取 =20?； （0.73 0.2 0.085） tan20 0tanb h（bb ） .3m 112 溜槽上框架宽度（ m）；b 1 溜槽距挡板的距离（ m）b； 2 ；）m 导向管直径（D装载系数。 C e2070.3.14 12 ）.159（m.30）0.73 0.2 0.085 00.A 056 0.087 .9 （ 24Q=36000.1591.040.9=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

3、面面积 A：Q4002 e）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：l0 R （4-3） 2sina 2 弯曲段曲率半径（m）R； 式中 相邻溜槽间的偏转角度（ ?）； 每节溜槽长度（ m）l。 01.5 28.65 R（m）3sin2 24.2.2 弯曲段长度 L 的计算 w 弯曲段长度 L：w2a 4aR L （4-4） w 弯曲段长度（ m

4、）式中 L ；w m）a 。刮板输送机一次推移步距（227. 8.65 0.6 L 4 0.628 ）（mw L=8.27m 的计算值。实用中要确保刮板输送机弯曲 段长度不小于 w 弯曲段对应的中心角的计算 4.2.30 弯曲段对应的中心 角： 0a 2arcsin （4-5）022a Lw 。 式中 rad）弯曲段对应的中心角，一般用弧度表示（ 06.0 1450.8 .30 2 arcsin rad）（0226. 278.0 N 的计算 4.2.4弯曲 段的溜槽数 ：弯曲段的溜槽数 N 2R0 N （4-6）l0L 弯曲段所需溜槽数量，输送机整体推移时 N； 式中 N l0 ）rad。 a

5、 弯曲段对应的中心角（ 0145065282 . .54 N 5.5.14.3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： Qe（kg/m） （4-7） q 3.6v 刮板输送机输送量（t/h）Q。 式中 e400q 106.8（kg/m） 3.6 1.044.3.2 刮板链条每米 长度质量 q 的计算 0 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

6、链 （准边双 链）单中链102801432013.442015.252025.21862018.463019.22263031.435.276436.039.02673042.351.076447.458.63073070.076472.03083073.688078.03496090.0100098.05.29.411.313.228.133.040.043.060.063.066.971.080.082.0 q 40.0 由表 4-1)查得 kg/m (04.3.3刮板输送机有载分支的基本运行阻力 W 的计算 zh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 W：

7、zhN) (4-8)sing (q q) W(q L q )L gcos0zh0 刮板输送机有载分支基本运行阻力( N)； W 式中 zh 刮板输送机设计长度( m )；2 ； 重力加速度，取 gg=10m/s 刮板输送机倾角( ?) ； 刮板输送机每米长度物料的质量( kg) 刮板链条每米长度的质量( kg)q；力系数；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“W (106.8 0.6 40.0 0.4) 160 10 cos0 zhq；0物料在溜槽中移动的阻+”号；反之取“”号。(106.8 40.0) 160 10 sin0 128100N 128.1kN

8、4.3.4 刮板输送机无载分支的基本运行阻力 W 的计算 K刮板输送机无载分支的基本运行阻力 W：K(4-9) sincos( WqLg 0K 刮板链条在无载分支溜槽中移动时的阻力系数；?式中刮板输送机无载分支基本运行阻力( N) W。25.6kNN ) 25600sincos0 16010 (.4 0 0 . W400K 和无载分支运行阻4.3.5刮板输送机弯曲时有载分支运行阻力 Wzh的计算 力 WK WW 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 Kzh(kN) (4-10) WW kzh1zh (kN ) (4-11)W kWK1K 刮板输送机弯曲运行时附加阻力系数。 k

9、 式中 1 (kN)W9140. 128.1 1.1zh (kN) W228.25.6 1.1 K4.3.6 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) W W) 1.21(W W k(W zhzhKK2尾部链轮回转时的附加阻力系数。 k 式中 2(kN )刮板链条绕上头部、0.186 25.6) W 1.21 (128.14.4 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 S min如图5-3比较 1点和 3点张力 S和S：31 S 1.1WS S W )(4-13 K21K1 又设机头、 机尾所需功率相

10、同， 负荷均匀，每个链轮克服阻力为总阻力 W 的一半，即1.21(W W)W Kzh 0.S S 605(W W) (4-14) Kzh3222 解式(4-13)和(4-14)可得：S S 0.605W 0.495W 0.605 128.1 0.495 25.6 64.83 K31zhS S 64.83 0 所以 S因为 S S=S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，kN3 SSmin3 kNS S.9 W.1 128.1 143 S 1.1W 31zhzh3431.21(W W)W1.21 (128.1 25.6)Kzh S 143S S .9

11、50.9kN 414222 kNS S 76 22.W W50.9 1.1 25. S 1.1K12K14.4.2 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：F F F (4-15) 215 S)F S S 0.0(S(4-16) 其中 11414F S S 0.05(S S) (4-17) 32322 刮板输送机两端链轮总牵引力( kN)； F 式中 头部链轮的牵引力 ( kN)； F1 。) FkN 尾部链轮的牵引力( 2)(kN750.9) 102. 50.9 0.05 (143.9 F 143.91 )(kN0 3) 21.7 3 0.05 (22.7F 222 (

12、kN)7123.0 F 102.7 21 4.5 刮板输送机电机功率的计算 刮板输送机满载运行时，电机功率 P 的计算 4.5.1 刮板输送机满载运行时，电机功率 P: v F k （4-18） （kW ） P 刮板输送机电机功率备用系数； 式中 k ） F；刮板输送机链轮总牵引力（ kN 刮板输送机传动效率。 041.123.7 1.1 2157.P kW）（ 90. P 的计算 4.5.2单向割煤采煤工作面刮板输送机电机功率 s ：q=0）的电机最小功率 P 采煤机下放时， 刮板输送机空载运行（ min vLgcos1.1 2q0 ） （4-19 （kW ） Pmin 100004 1.4

13、0. cos0 .1 2 40.0 160 10 11 P 65. （kW ）min9 0.1000）用式（ 4-18 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 P。=计算，即 Pmax P：刮板 输送机电机的等值功率 P和设备功率 sd22P PP.6P P 0 4-20） （） （ kWminminmaxdmaxP.2P 1 ） （ 4-21 （kW ） ds 刮板输送机满载运行时电机最大功率； P 式中 max P刮板输送机空载运行时电机最小功 率。 min22 118.81 65.165.P 06 1572157 .2 （. kW） dP 1.2 118.8 1

14、42.6（kW）s刮板输送机配用电机总功率 P=180kWP=142.6kW sz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 ?L 应等于链条在额定负载 y下的 弹性伸长量 ?L，即?L =?L。由虎克定律和上述张力代入该等式， 可得 y1T （S S S S） （kN） （4-22） 42134 链条预张力（ kN）。 T 式中1T (50.9 22.7 3 143.9) 55.1(kN) 44.6.2 链条紧链力链条紧链力 :FW TT （kN） （4-23） K1 刮板输送机链条预张力 （kN） T；式中 紧链时底链移

15、动阻力（kN）W； K接链时链条松弛量 （0.50.6t）需要的附加牵引力（ kN F），按下式计算：EAp 3 010F （kN） （4-24） 4L2）；109（N/m 刮板链条的弹性模量， 取 E=206式中 E2）；A 链条横断面积 （m 0圆环链条链环的节距； p 刮板输送机设计长度（ m）L。22 D.0263.14 023 1006 . A2 2 1 （m）04439 09201.06 10.10206 3 4.10 31F (kN)1604 T 55.1 25.6 31.4 112.1 )kN (14.7 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：Ta （4-25）

16、 2 k minTm 2时满足要求； kk 刮板输送机链条最小安全系数， 式中 minmin 刮板输送机链条最小破断载荷 （kN）T； a 刮板输送机满载启动时链条最大拉力（ kN）T。 m（kN）knTT acab刮板输送机单股链条最小破断力（ kN）； 式中 Tb 刮板输送机链条根数； n c 刮板输送机链条受力不均匀系数， 中单链 k=1。 kaa Pnb T（kN） （4-26） mv 刮板输送机电机启动力矩系数； n 式中 b 刮板输送机电机总功率； P 刮板输送机启动时总传动效率； （kN） 850 850 1 T 1a2.5 180 0.6 259.T 6（kN） m1.0485

17、0 k 3.27 2满足要求 min259.64.8 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350 t/h刮板链速破断拉力850KN中部槽尺寸(15000.92m/s63220)mm4.8.2 验算（1） 运

18、输能力的验算vF.Q 36mQ m F v 0）v 3.6（ 6035098.5）92 （0.63. 0.9 1150 602 m0. 114式中：采煤机的生产能力， t/hQm 中部槽具有的装载断面面积 Fv刮板链速度， m/sv 采煤机牵引速度， m/min0 装满系数，一般小于 1 ，这里取 0.93kg/m散煤容重，03，中部槽的装煤断面 F，kg/m30 中部槽装煤的可堆积角按， 散煤密度 1150中部槽物料断面图10.63 2 0.11030 tan.11) (0.63 2 0.F 063 0.11 222 m.094 0由上计算可知 , 当采煤机的运行方向与刮板链运行方向相同时，

19、中部槽的装煤断 面能够承受。反之，也然。(2)运行阻力计算 中部槽单位长度上的装煤量按链速计算，即Q350 kgm/105mq 3.6v3.6 0.92 =0.4 ，=0.6 ，刮板链在槽内运行的阻力系数煤在槽内运行的阻力系数 l 计算重、空段的运行阻力。sinLgq)cos( W (qq q )Lg llzhl0 3 8cos150 9.18.8 0.4) 6 (105 0. 03sin.8 918.8) 150 (105 N87933 )( qLg cossinWlkl00 )3 4cos3sin0 .8150 9.8 (. 18 12486式中：L刮板输送机长度， m刮板链单位长度的质量

20、， kg/mql 倾斜角度(3)刮板链张力计算：WW ，然后确定刮板链的和如下图所示， 按求出的重段、 空段运行总阻力 zhk最小 张力点。按逐点计算法得21W S S zh12W SS k4334双机头驱动刮板输送机计 算图 因下端有驱动装置，故 SS23 上端有驱动装置 , 故 SS14166470 51376-0.40.6-0.4=0.6 由 WW zhk ”点判定刮板链最小张力在“ 1 ，用逐点计 算法求刮板链在各点的张力为：取最小张力为 3000=3000 NS1=3000+87933=90933N +S= SW12zh - S=0.6-0.4S WW 13zhk=50765 N 因

21、此：S3 (+) S- S =0.6 WW 14zhk=63251.4 N因此：S4 (4) 电动机功率计算 重载时的电机功率 NmaxvW).21(W 1kzh Nmax 1000920.87933.21 ( 12486) 1850.1000 KW 132 空载时的电机功率 Nmin cosLg1.1 2qllv N min10000923. 00 9.8 .4 cos821.1 18. 1508501000 . KW 120 N 电动机轴功 率 d22N 0.6N NN Nminmaxdmaxmin22 120 12013260 .132 KW 131 考虑到采区特殊情况， 很难准确计算额外阻力，所以所选电动机的功率应增加 1520%的备用量。KW157131 1.15 15N 1. Nd 因此配备 240KW电动机双头驱动能满足需要。( 5)刮板链安全系数，查得 1864的C级圆环链的破断拉力为 410KN，边 取 0.85 双链负荷分配不均系数 Sd n 1.2Smax850 1.2 90933 7.7 3.5 经以上计算知，所选输送机适用。