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)07-0097-021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]2tanθ6(2)S2=[l3+(b-l3)2cosλ][(b-l3)2sinλ](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=0θ———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!007#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]2tanθ4(5)S2=[2×l1cosλ1+(b-2l1)2cosλ2]·(b-2l1)2sinλ2(6)S3=l12sin2λ12(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=1138900(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.经验交流