南四至南三皮带巷胶带输送机选型与验算
2021-12-16胡万忠
胡万忠
开滦能源化工股份有限公司范各庄矿业分公司,中国·河北 唐山 063109
1 引言
随着该公司资源枯竭,生产区域不断萎缩,三水平南五、南四采区为矿井主力采区,将担负矿井80%的原煤产量。在考虑节能、环保、便于维护对南四至南三皮带巷所安装的皮带选型和验算。
2 皮带选型验算
2.1 皮带选型设计依据
①输送物料特性:
矸石安息角:ρ=20°;容重:γ=0.9t/m3;最大粒度:Xmax=0.35m。
②输送量:Q=1500t/h。
③输送长度:L1=140.466m;L2=28.288m(总长L=168.754m)。
2.2 预选皮带参数
①带速:初选V=2.5m/s;
②带宽:初选B=1.4m。
2.2.1 按输送量计算
其中,K 为装料断面系数,418;Cm为倾斜系数,0.97。
2.2.2 按输送物料块验算带宽
选择带宽B=1.4m,符合要求。
2.2.3 输送带
预选阻燃整芯输送带,规格为:PVG1600,皮带强度:1600N/mm。
输送带额定拉断力:
单位长度质量:qd=33.614kg/m(上下胶厚6、4mm)。
带芯厚度:δ=9.8mm。
3 传动滚筒圆周力和轴功率计算
3.1 圆周力计算
承载分支空载主要阻力:
其中,CN为附加阻力系数,1.077;f 为运行阻力系数,0.03。
回空分支主要阻力:
输送物料单位长度的质量:
q=Q/3.6/V=1500/3.6/2.5=166.67kg/m
物料主要阻力:
空载时主要阻力:
FHk=Fsh+Fkh=24046 +16710=40756N
重载时主要阻力:
FHz=Fsh+Fkh+Fwh=24046 +16710 +30928=71684N
重载时物料倾斜阻力:
Fwst=q·H·g=166.67×36.05×9.81=58947N
输送带倾斜阻力:
Fost=qd·H·g=33.614×36.05×9.81=11889N
物料与导料槽之间的摩擦阻力:
其中,l 为导料槽拦板长度m,4.5m;b1为料槽两拦板长度,0.85;μ2为物料与导料拦板的摩擦系数,0.7;Iv为输送能力,1500/3600/0.9=0.463m3。
头部清扫器摩擦阻力:
Fr1=N3·A·p·μ3=1×0.014×100000×0.7=980N
空段清扫器摩擦阻力:
Fr2=N3·A·p·μ3=1×0.021×100000×0.7=1470N
其中,N3为清扫器个数,1 个头部,1 个空段;A 为清扫器和输送带接触面积,头部:0.014 空段:0.021;p 为清扫器和输送带间的压力N/m2,100000;μ3为清扫器和输送带间的摩擦系数,0.7。
重载时圆周力:
Fz=FHz+Fwst+Fg+Fr1+2Fr2
3.2 轴功率
经比较,最高点以后满载时,轴功率最大为:
Pz=Fz·V/1000=135870×2.5/1000=340kW
3.3 传动方式及电动机功率的确定
传动装置使用永磁电动滚筒,采用双滚筒的传动方式,低压防爆变频调速控制方式[1]。
每台电动机计算功率:
其中,Kd为功率备用系数,1.2;η 为传动装置的效率,0.98×0.98×0.98=0.94;ζd为多机功率不平衡系数,0.96;ζ 为电压降系数,0.95;n 为传动装置数目,2。
按两个滚筒的功率配比1 ∶1 选择,每台电机实选功率为:315kW。
4 输送带张力计算
4.1 最小张力计算
圆周力F=135870N。
4.1.1 按传动条件
对传动滚筒II:
选取围包角θII=210°,传动系数CII=0.667。
S3min≥CⅠⅠ·Ka·FⅠⅠ=0.667×1.5×67935=67969N
其中,μ 为传动滚筒采用包胶滚筒时摩擦系数,0.25;Ka为动载荷系数,1.5。
对传动滚筒Ⅰ:
选取围包角θⅠ=210°,传动系数CⅠ=0.667。
S2min≥CⅠ·Ka·FⅠ=0.667×1.5×67935=67969N
S3min≥S2min-FⅡ=67969-67935=34N
比较上述计算结果,按传动条件应满足S3min≥67969N[2]。
4.1.2 按垂度条件
承载分支:
回空分支:
按垂度条件应满足[3]:
5 结语
矿井二水平南四至南三为后期主要运输环节,二水平南四、南五原煤运输由矿车拉运变为皮带运输,提高安全性、可靠性和运输能力,同时,更加容易实现集中控制、减人提效。