煤矿用带式输送机的设计与选用

鹤岗斯达机电设备制造有限责任公司 张维维

带式输送机结构简单，运输距离长，在煤矿生产过程中，带式输送机作为主要的生产设备具有重要作用。由于煤矿用带式输送机设备的工作环境较为苛刻，具有一定的特殊性，因此，其设计计算、制造和安装应用都有严格的要求。本文，笔者主要介绍了煤矿用带式输送机的设计计算过程，以供同行参考。

一、重要参数设计

为确保物料在带上输送的过程中不会散落，要计算带上最大物料的横截面积S、最大输送能力Q和输送带宽度B。在设计参数的过程中，输送能力与带速、带宽具有如下关系。

式（1）、式（2）和式（3）中，b是可用宽度，I3是辊的长度，θ是物料堆积角度，ν是初给带速，ρ是物料密度，k是倾斜输送机面积折减系数，α是物料最大粒度。可用宽度b和输送带宽度B度具有如下关系。

根据上述公式，可计算出S，Q和B的值。由于k会随带式输送机倾角的增大而减小，因此将采用二次插值的方式来确定k的精确值。差值计算公式如下。

式（6）和式（7）中，δ是已知的倾角；δ1和δ2是查询到的紧邻倾角，在确定k的值后，方可确定Q的准确值。

二、传动滚筒圆周驱动和功率的计算

传动滚筒圆周驱动力计算公式如下。

式（8）中，FH是主要阻力，FN是附加阻力，Fst是倾斜阻力，Fs是特种阻力。

1.带式输送机中所产生的FH主要是由物料和输送带，以及承载和回程分支通过移动与托辊旋转产生。其计算公式为

式（9）中，L是头尾中心距，qt是承载和回程分支托辊旋转质量，q是物料质量。

2.附加阻力FN的计算。计算公式如下。

式（10）中，f为输送带和物料输送两者间的惯性阻力，Ff为摩擦阻力，Fr为清扫器的摩擦阻力，Fc为过渡弧段张力所产生的附加阻力，Fw为弯曲阻力，Ft为改向滚动筒轴承阻力。

3.倾斜阻力Fst的计算。计算公式如下。

式（11）中，H是输送的高度。

4.特种阻力Fs的计算。计算公式如下。

式（12）中，Ft为三辊或二辊式装置前倾上下阻力，Fl为加速段外摩擦阻力，Fb为卸料器摩擦阻力。

5.在煤矿用带式输送机中，由于传动滚筒圆周驱动功率受到驱动装置效率的影响，而在实际的计算中，功率只有在通过高、低速联轴器和减速机等部件才能与传动滚筒连接，因此所需功率要大于理论功率。计算公式如下。

式（11）中，η是联轴器与减速机效率，η'是电压降系数，η''是驱动功率不平衡系数。

三、张力和强度计算

为了确保输送带垂度，当带式输送机进行满载运行的时候，最小张力Fmin计算公式如下。

在稳定运行时，最小张力Fmin计算公式为

强度计算必须满足m≥[m]条件。

四、启动与制动过程中的参数验算

在启动和制动过程中必须要克服惯性，因此要考虑动负荷因素的影响，避免在不利情况下发生物料和输送带间的打滑。

五、部件选取原则

带式输送机中的输送带、电机、减速器和传动滚筒和托辊等应用部件都是用专业的生产厂家生产，因此，在选取这些部件时，要根据实际情况，几何厂家提供的产品样本选用合适的部件。其他所需装置则可按照设计选用手册选取，对保护装置的选取则需要根据安全规范自制。

六、结论

煤矿带式输送机运行的环境较为特殊，对带式输送机的要求也较高。为了确保带式输送机运输过程的安全，充分发挥长距离、高带速和较大运载量的优势，对煤矿带式输送机进行设计计算是非常必要的。设计人员要结合煤矿运输的实际情况，严格按照国家和行业标准，设计出合理的煤矿用带式输送机，以保障煤矿的安全、稳定生产。