刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算及選型

1、4.1刮板輸送機(jī)輸送能力的計(jì)算4.1.1工作面刮板輸送機(jī)的輸送生產(chǎn)能力計(jì)算刮板輸送機(jī)輸送能力Q按下式計(jì)算：Q=3600Av （4-1）式中 Q刮板輸送機(jī)輸送量（t/h）； A溜槽上物料裝載斷面（m2）； v刮板鏈條速度（m/s）； 物料堆積密度（t/m3）。4.1.2溜槽上物料斷面積A計(jì)算圖4-1 溜槽中貨載最大斷面積溜槽上物料斷面積A： （4-2）式中 A1、A2單側(cè)擋板溜槽上物料斷面各部分的面積（m2）； A3導(dǎo)向管斷面面積（m2）； b溜槽寬度（m）； h0溜槽槽口高度（m）； b0溜槽槽口寬度（m）； h1刮板輸送機(jī)工作時(shí)檔煤凈高（m）； 物料的動(dòng)堆積角，取=20； b1溜槽上框架寬度

2、（m）； b2溜槽距擋板的距離（m）； D導(dǎo)向管直徑（m）； Ce裝載系數(shù)。Q=3600×0.159×1.04×0.9=535(t/h)4.1.3刮板輸送機(jī)上的物料斷面面積的計(jì)算當(dāng)給定工作面刮板輸送機(jī)的生產(chǎn)能力，驗(yàn)算溜槽最大物料斷面面積A'：(m2)所設(shè)計(jì)的刮板輸送機(jī)中部槽尺寸滿足生產(chǎn)能力要求。4.2刮板輸送機(jī)水平彎曲段幾何參數(shù)的計(jì)算工作面刮板輸送機(jī)，隨著采煤機(jī)的移動(dòng)，需要整體逐段向煤壁推移，使工作面刮板輸送機(jī)呈蛇形彎曲狀態(tài)。如圖4-2所示。圖4-2 刮板輸送機(jī)水平彎曲段示意圖4.2.1彎曲段曲率半徑R的計(jì)算彎曲段曲率半徑R： （4-3）式中 R彎曲段曲率

3、半徑（m）； '相鄰溜槽間的偏轉(zhuǎn)角度（）； l0每節(jié)溜槽長(zhǎng)度（m）。(m)4.2.2彎曲段長(zhǎng)度Lw的計(jì)算彎曲段長(zhǎng)度Lw： （4-4）式中 Lw彎曲段長(zhǎng)度（m）； a刮板輸送機(jī)一次推移步距（m）。（m）實(shí)用中要確保刮板輸送機(jī)彎曲段長(zhǎng)度不小于Lw=8.27m的計(jì)算值。4.2.3彎曲段對(duì)應(yīng)的中心角0的計(jì)算彎曲段對(duì)應(yīng)的中心角： (4-5)式中 彎曲段對(duì)應(yīng)的中心角，一般用弧度表示（rad）。（rad）4.2.4彎曲段的溜槽數(shù)N的計(jì)算彎曲段的溜槽數(shù)N： (4-6)式中 N彎曲段所需溜槽數(shù)量，輸送機(jī)整體推移時(shí)； a0彎曲段對(duì)應(yīng)的中心角（rad）。4.3刮板輸送機(jī)運(yùn)行阻力的計(jì)算4.3.1刮板輸送機(jī)每米

4、長(zhǎng)度物料質(zhì)量q的計(jì)算刮板輸送機(jī)每米長(zhǎng)度物料質(zhì)量q：(kg/m) (4-7)式中 Qe刮板輸送機(jī)輸送量(t/h)。（kg/m）4.3.2刮板鏈條每米長(zhǎng)度質(zhì)量q0的計(jì)算刮板鏈條每米長(zhǎng)度質(zhì)量，與鏈條直徑、刮板鏈條形式及溜槽寬度等因素有關(guān)，其數(shù)值如表4-1所示。表4-1 刮板鏈條每米長(zhǎng)度質(zhì)量q0鏈條直徑（mm）溜槽寬度（mm）刮板鏈條每米長(zhǎng)度質(zhì)量（kg/m）邊雙鏈中雙鏈（準(zhǔn)邊雙鏈）單中鏈102805.21432013.49.442015.211.352025.213.21862018.463019.22263031.435.228.176436.039.033.02673042.351.040.076

5、447.458.643.03073070.060.076472.063.03083073.666.988078.071.03496090.080.0100098.082.0由表4-1查得（kg/m）4.3.3刮板輸送機(jī)有載分支的基本運(yùn)行阻力Wzh的計(jì)算圖4-3 刮板輸送機(jī)運(yùn)行阻力計(jì)算圖刮板輸送機(jī)有載分支的基本運(yùn)行阻力Wzh：（N） (4-8)式中 Wzh刮板輸送機(jī)有載分支基本運(yùn)行阻力（N）； L刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度（m）； g重力加速度，取g=10m/s2； 刮板輸送機(jī)傾角（）； q刮板輸送機(jī)每米長(zhǎng)度物料的質(zhì)量（kg）； q0刮板鏈條每米長(zhǎng)度的質(zhì)量（kg）； 物料在溜槽中移動(dòng)的阻力系數(shù)； 

6、9;刮板鏈條在有載分支溜槽中移動(dòng)時(shí)的阻力系數(shù)； “±”根據(jù)刮板鏈條向上運(yùn)輸時(shí)取“+”號(hào)；反之取“”號(hào)。4.3.4刮板輸送機(jī)無載分支的基本運(yùn)行阻力WK的計(jì)算刮板輸送機(jī)無載分支的基本運(yùn)行阻力WK：（N） (4-9)式中 刮板鏈條在無載分支溜槽中移動(dòng)時(shí)的阻力系數(shù)； WK刮板輸送機(jī)無載分支基本運(yùn)行阻力（N）。4.3.5刮板輸送機(jī)彎曲時(shí)有載分支運(yùn)行阻力和無載分支運(yùn)行阻力的計(jì)算刮板輸送機(jī)彎曲時(shí)有載分支運(yùn)行阻力和無載分支運(yùn)行阻力 ：（kN） (4-10)（kN） (4-11)式中 k1刮板輸送機(jī)彎曲運(yùn)行時(shí)附加阻力系數(shù)。(kN)(kN)4.3.6刮板輸送機(jī)運(yùn)行總阻力W的計(jì)算刮板輸送機(jī)運(yùn)行總阻力W：（

7、kN） (4-12)式中 k2刮板鏈條繞上頭部、尾部鏈輪回轉(zhuǎn)時(shí)的附加阻力系數(shù)。（kN）4.4刮板輸送機(jī)鏈條張力和牽引力的計(jì)算4.4.1計(jì)算各特殊點(diǎn)的張力1.確定給定條件中最小張力點(diǎn)張力Smin如圖5-3比較1點(diǎn)和3點(diǎn)張力S1和S3： （4-13）又設(shè)機(jī)頭、機(jī)尾所需功率相同，負(fù)荷均勻，每個(gè)鏈輪克服阻力為總阻力W的一半，即 （4-14）解式(4-13)和(4-14)可得：因?yàn)?所以S1>S3 S3=Smin圖4-4 鏈條張緊力計(jì)算示意圖2.用逐點(diǎn)計(jì)算法計(jì)算鏈條各點(diǎn)張力圖4-4中，kNkNkNkN4.4.2刮板輸送機(jī)兩端鏈輪總牽引力刮板輸送機(jī)兩端鏈輪總牽引力F： (4-15)其中 (4-16)

8、 (4-17)式中 F刮板輸送機(jī)兩端鏈輪總牽引力（kN）； F1頭部鏈輪的牽引力（kN）； F2尾部鏈輪的牽引力（kN）。（kN）（kN）（kN）4.5刮板輸送機(jī)電機(jī)功率的計(jì)算4.5.1刮板輸送機(jī)滿載運(yùn)行時(shí)，電機(jī)功率P的計(jì)算刮板輸送機(jī)滿載運(yùn)行時(shí)，電機(jī)功率P:（kW） （4-18）式中 k刮板輸送機(jī)電機(jī)功率備用系數(shù)； F刮板輸送機(jī)鏈輪總牽引力（kN）； 刮板輸送機(jī)傳動(dòng)效率。（kW）4.5.2單向割煤采煤工作面刮板輸送機(jī)電機(jī)功率Ps的計(jì)算采煤機(jī)下放時(shí)，刮板輸送機(jī)空載運(yùn)行（q=0）的電機(jī)最小功率Pmin：（kW） （4-19）（kW）單向割煤工作面采煤機(jī)割煤時(shí)，刮板輸送機(jī)電機(jī)最大功率為Pmax用式（

9、4-18）計(jì)算，即Pmax=P。刮板輸送機(jī)電機(jī)的等值功率Pd和設(shè)備功率Ps：（kW） （4-20）（kW） （4-21）式中 Pmax刮板輸送機(jī)滿載運(yùn)行時(shí)電機(jī)最大功率； Pmin刮板輸送機(jī)空載運(yùn)行時(shí)電機(jī)最小功率。（kW）（kW）刮板輸送機(jī)配用電機(jī)總功率Pz=180kW>Ps=142.6kW所以，電機(jī)可用。4.6鏈條預(yù)張力和緊鏈力的計(jì)算4.6.1鏈條預(yù)張力由定義可知，鏈條預(yù)張力引起鏈條的彈性伸長(zhǎng)量Ly應(yīng)等于鏈條在額定負(fù)載下的彈性伸長(zhǎng)量L，即Ly =L。由虎克定律和上述張力代入該等式，可得（kN） （4-22）式中 T鏈條預(yù)張力（kN）。（kN）4.6.2鏈條緊鏈力鏈條緊鏈力:（kN） （4

10、-23）式中 T刮板輸送機(jī)鏈條預(yù)張力（kN）； WK緊鏈時(shí)底鏈移動(dòng)阻力（kN）； F'接鏈時(shí)鏈條松弛量（0.50.6t）需要的附加牽引力（kN），按下式計(jì)算：（kN） （4-24）式中 E刮板鏈條的彈性模量，取E=206×109(N/m2)； A0鏈條橫斷面積（m2）； p圓環(huán)鏈條鏈環(huán)的節(jié)距； L刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度（m）。（m2）（kN）（kN）4.7刮板輸送機(jī)牽引機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的驗(yàn)算刮板輸送機(jī)牽引鏈強(qiáng)度驗(yàn)算： （4-25）式中 kmin刮板輸送機(jī)鏈條最小安全系數(shù)，kmin2時(shí)滿足要求；Ta刮板輸送機(jī)鏈條最小破斷載荷（kN）； Tm刮板輸送機(jī)滿載啟動(dòng)時(shí)鏈條最大拉力（kN）。（kN）

11、式中 Tb刮板輸送機(jī)單股鏈條最小破斷力（kN）； nc刮板輸送機(jī)鏈條根數(shù)； ka刮板輸送機(jī)鏈條受力不均勻系數(shù)，中單鏈ka=1。（kN） （4-26）式中 nb刮板輸送機(jī)電機(jī)啟動(dòng)力矩系數(shù)； P刮板輸送機(jī)電機(jī)總功率； '刮板輸送機(jī)啟動(dòng)時(shí)總傳動(dòng)效率；（kN）（kN）滿足要求4.8刮板輸送機(jī)的選型刮板輸送機(jī)是連續(xù)動(dòng)作式運(yùn)輸機(jī)械的一種，由于其機(jī)身低矮，可以彎曲，運(yùn)輸能力大，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，能適應(yīng)采煤工作面較惡劣的工作條件。它除了運(yùn)煤外，還能給采煤機(jī)作運(yùn)行軌道；作為移置液壓支架的支點(diǎn)；清理工作面的浮煤；懸掛電纜、水罐、乳化液管等。它是緩傾斜長(zhǎng)壁采煤工作面唯一的運(yùn)輸設(shè)備。4.8.1預(yù)選根據(jù)MG300-W

12、型雙滾筒采煤機(jī)的生產(chǎn)能力可初步選用SGD-630/180型刮板輸送機(jī)?；緟?shù)如下表：運(yùn)輸能力350 t/h刮板鏈速0.92m/s破斷拉力850KN中部槽尺寸(1500630220)mm4.8.2驗(yàn)算(1)運(yùn)輸能力的驗(yàn)算式中：采煤機(jī)的生產(chǎn)能力，t/h中部槽具有的裝載斷面面積刮板鏈速度，m/s 采煤機(jī)牽引速度，m/min裝滿系數(shù)，一般小于1，這里取0.9散煤容重，kg/m3中部槽裝煤的可堆積角按300，散煤密度1150 kg/m3，中部槽的裝煤斷面F，按下圖所示的形狀，從幾何關(guān)系可求得：中部槽物料斷面圖 由上計(jì)算可知,當(dāng)采煤機(jī)的運(yùn)行方向與刮板鏈運(yùn)行方向相同時(shí)，中部槽的裝煤斷面能夠承受。反之，也然

13、。（2）運(yùn)行阻力計(jì)算中部槽單位長(zhǎng)度上的裝煤量按鏈速計(jì)算，即煤在槽內(nèi)運(yùn)行的阻力系數(shù)=0.6，刮板鏈在槽內(nèi)運(yùn)行的阻力系數(shù)=0.4，計(jì)算重、空段的運(yùn)行阻力。 式中：L刮板輸送機(jī)長(zhǎng)度，m刮板鏈單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，kg/m傾斜角度（3）刮板鏈張力計(jì)算：如下圖所示，按求出的重段、空段運(yùn)行總阻力和，然后確定刮板鏈的最小張力點(diǎn)。2134雙機(jī)頭驅(qū)動(dòng)刮板輸送機(jī)計(jì)算圖按逐點(diǎn)計(jì)算法得因下端有驅(qū)動(dòng)裝置，故>上端有驅(qū)動(dòng)裝置,故>由0.6-0.4=0.651376-0.416647>0判定刮板鏈最小張力在“1”點(diǎn)取最小張力為3000，用逐點(diǎn)計(jì)算法求刮板鏈在各點(diǎn)的張力為：S1=3000 NS2= S1+=3000+87933=90933 NS3- S1=0.6-0.4因