大倾角带式输送机输送能力的设计计算

大倾角带式输送机输送能力的设计计算

赵道军

(东莞市隆泰实业有限公司,广东东莞523291)

收稿日期:2007—04—29

摘要:从理论上解析大倾角带式输送机物料横截面积的计算过程,并通过具体实例验证大倾角皮带机输送量的计算的合理性。

关键词:大倾角;带式输送机;横截面积;输送量

中图分类号:TD528+.1文献标识码:B文章编号:1009-9492(2007)07-0097-02

1前言

带式输送机作为重要的散装物料输送设备,它的应用

越来越广泛,同时人们对所使用的带式输送设备的要求也

越来越高。普通带式输送机铺设角度只能达到12°～16°,

现在采用大倾角皮带机,角度最大可以达到27.5°,如果采

用花纹胶带,角度最大可以达到31°,但是必须设计合理,

配置先进,否则就会物料下滑、撒煤等情况。

大倾角带式输送机运输成为必然趋势,提高大倾角带

式输送机设计水平势在必行。本文以大倾角带式输送机的

输送能力为研究对象,详细分析大倾角带式输送机的横截

面积和输送量计算方法。

2设计的主要思路

大倾角带式输送机的输送能力主要取决于物料在输送

带上的横截面积,首先分析普通皮带机,即承载托辊为三

节辊时物料在输送带上的横截面积;再计算大倾角皮带

机,即承载托辊为四节棍时物料在输送带上的横截面积,

从而计算出深槽角大倾角皮带机的输送能力。

最后以汾西矿务局双柳煤矿主斜井皮带机为例,详细

阐述大倾角皮带机输送能力计算的具体事项,并以该皮带

机在煤矿上的实际使用效果,说明大倾角皮带机输送能力

理论计算的正确性。

3设计的具体内容

(1)计算输送带上最大的物料横截面积

带式输送机的输送量受到运行输送带的装料横截面面

积的影响,装料横截面面积取决于输送带的动堆积角及装

料条件[2]。在计算横截面面积时,应采用等效的、简便的

几何断面面积,一般承载托辊为三节辊时,槽型截面(如

图1)的面积S按式(1)计算。

S=S1+S2(1)

S1=[l3+(b-l3)cosλ]2

tanθ

6(

2)

S2=[l3+(

b-l3)

2c

osλ][

(b-l3)

2s

inλ](3)

S———物料槽型截面面积;

S1———物料上半段槽型截面面积;

S2———物料上半段槽型截面面积。

式中b———输送带可用宽度,按以下原则取值:

B≤2m,b=0.9B-0.05m;

B≤2m,b=B-0.25m;

l3———中间辊长度m;对于一辊或二辊的托辊组,l3=0 θ———物料的运行堆积角;

B———带宽。

如图1所示,由于参考标准不一样,符号略有出入,

图1等长三辊槽形截面

97机电工程技术2!"00"7#年第$36%卷第"07#期

图2深槽角前倾托辊截面

对照两标准,核对符号如下:

S1=A1,S2=A2,θ=ρ。

因为大倾角皮带机采用的深槽型四节托辊,利用同样

的原理也可推导出深槽角节四托辊的横截面积(如图2)。槽型截面的面积S按式(4)计算。

S=S1+S2+S3(4)

S1=[2l1cosλ1+(b-2l1)cosλ2]2

tanθ

4(

5)

S2=[2×l1cosλ1+(

b-2l1)

2

cosλ2]·(

b-2l1)

2

sinλ2(6)

S3=l

12sin2λ1

2(

7)

S3———物料底部槽型截面面积

皮带截面积:

SPI=b×dpi(8)

dpi———胶带厚度

S=S1+S2+S3-SPI(9)

(2)输送能力计算

已知带宽,输送能力为:

Q=3.6Svkρ[1](10)

式中:S———物料横截面面积;v———带速,m/s;

ρ———堆积密度,kg/m3;

大倾角带式输送机,输送物料原煤,带宽B=1200mm,输

送能力Q=900t/h,物料粒度0～300mm,堆积密度ρ=

900kg/m3;运行堆积角θ=20°;带速V=3.15m/s,机长

610m;提升高度258m;倾斜角度δ=25°。矿井巷道中间略

有坡度。现验算以下运量是否满足要求。

上托辊为深槽角前倾托辊,下托辊为V型前倾托辊,

上托辊间距a0=1200mm,下托辊间距au=3000mm,上托

辊主辊槽角λ1=25°,辊长465mm,辊径133mm,承载分

支托辊槽角λ2=60°,辊长465mm,辊径133mm,托辊前

倾1°30'。

输送带上最大的物料横截面积S=S1+S2+S3

由式(8)、(9)可得皮带截面积:

SPI=0.026m2

由式(4)-(7),S=S1+S2+S3-SPI=0.1549m2

由式(10),输送能力Q=1138>900(t/h),满足输送

量要求。

5实际使用结果

该皮带机受料点在机尾,从煤仓直接卸料,通过给

煤机将煤卸到该皮带机上,因此给料比较均匀,没有出

现输送量变动太大的情况。煤层均匀地铺在输送带上。

很少出现撒煤,落料等现象;煤炭中水分很少,机尾也

没有出现堆煤现象;启动平稳,整个运转过程噪音小,

上托辊组采用前倾托辊组,整条皮带机沿线基本没有出

现跑偏现象。正常运行时,根据计算运量只要不超过

1138t/h,就能满足皮带机的正常运转,该皮带机的最大

运输量接近900t/h,完全满足了大倾角皮带机的使用要

求。此皮带机已于2006年初交付双柳煤矿使用。

6结束语

通过计算物料在大倾角带式输送机上的装料截面面

积,准确计算出在一定带速和带宽下的最大运量,为带式

输送机的设计选型提供依据。

参考文献:

[1]机械工业部北京起重运输研究所.DTⅡ型固定式带式输送机设计选用手册[M].北京:冶金工业出版社,1994.

[2]宋伟刚.通用带式输送机设计[M].北京:机械工业出版

社,2006.

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