帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)中托輥的計(jì)算和選擇

1、帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)中托輥的計(jì)算和選擇彭利剛(唐山開(kāi)灤鐵拓重型機(jī)械制造有限責(zé)任公司熱處理廠, 河北唐山063103)摘要 托輥是整條膠帶機(jī)的主要部件, 使用數(shù)量多, 形式多樣, 價(jià)格昂貴。托輥選擇是否合理, 直接影響帶式輸送機(jī)初期投資, 也將影響帶式輸送機(jī)的使用、維修, 更會(huì)影響帶式輸送機(jī)使用壽命。因此合理的選擇和使用托輥非常重要。關(guān)鍵詞 托輥輥徑; 輥?zhàn)虞d荷; 托輥形式中圖分類(lèi)號(hào) TH238文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B文章編號(hào) (2008) Ca lcula tion and Selection of Carry ing Roller in Design of Belt Tran sporter收稿日期 200

2、7 - 09 - 14作者簡(jiǎn)介 彭利剛(1973 - ) , 男, 河北唐山人, 助理工程師, 1997年畢業(yè)于重慶科技學(xué)院機(jī)械系。1輥徑的選擇托輥輥?zhàn)拥闹睆脚c輸送機(jī)帶寬、帶速和承載能力有關(guān)系, 與輸送機(jī)長(zhǎng)度和傾角都沒(méi)有關(guān)系。111托輥直徑與帶寬的關(guān)系托輥輥徑與長(zhǎng)度應(yīng)符合GB /T99021991 帶式輸送機(jī)托輥基本參數(shù)與尺寸的規(guī)定, 見(jiàn)表1。表1托輥直徑與帶寬的關(guān)系mm托輥直徑帶寬500 650 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 24006315 76 89 108 133 159 194 219 根據(jù)輥?zhàn)又睆胶统休d能力, 托輥輥?zhàn)臃譃檩p、中、重型

3、3種。全部采用大游隙軸承, 并保證所有輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)速不超過(guò)600 r /min。112托輥直徑與帶速的關(guān)系在確定帶速的情況下, 托輥輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)速不能太大。在同樣壽命情況下, 轉(zhuǎn)速大, 使用時(shí)間就短,轉(zhuǎn)速小, 使用時(shí)間就長(zhǎng)。但輥?zhàn)拥闹睆讲荒芴?輥?zhàn)又睆教? 整個(gè)輸送機(jī)不配套, 初期投資成本就高。在膠帶機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定: 輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)速不能超過(guò)600 r /min。托輥直徑與輸送機(jī)帶速的關(guān)系見(jiàn)表2。綜合以上情況, 根據(jù)表1和表2, 選用托輥直徑<133mm。表2托輥輥徑與轉(zhuǎn)速的關(guān)系r/min輥徑/mm帶速/m·s - 1018 110 1125 116 210 215 3115 410

4、510 61589 172 215 268 344 429 537108 142 177 221 283 354 442 557133 144 180 230 287 359 453 575159 120 150 192 240 300 379 481 601194 123 158 197 246 310 394 492219 275 349 436 5672計(jì)算選擇軸承型號(hào)托輥壽命取決于軸承的失效壽命。因此, 托輥的承載能力與軸承壽命有關(guān), 選用時(shí)應(yīng)按帶速、輸送機(jī)的生產(chǎn)能力確定載荷, 然后按輥?zhàn)拥某休d能力選擇軸承。如表3表5。表3輥?zhàn)虞d荷系數(shù)e托輥型式e一節(jié)輥1二節(jié)輥0163三節(jié)輥0180表

5、4運(yùn)行系數(shù)fs運(yùn)行條件, 每天運(yùn)行小時(shí)數(shù)/h fs< 6 01869 110> 916 111> 16 112表5沖擊系數(shù)fd物料粒度/mm帶速/m·s - 12 215 3115 315 4 5 6150100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100> 100150 1102 1103 1106 1107 1109 1113 1123> 150 300 細(xì)料中有少量最大塊1104 1106 1111 1112 1116 1124 1139> 150 300 塊料中有少量大塊1106 1109 1114 1116 11

6、21 1135 1157> 150300 1120 1132 1157 1170 1190 2130 219487第13卷第1期(總第80期)2008年2月煤礦開(kāi)采CoalMining TechnologyVo1113 No11 ( SeriesNo180)February2008本條膠帶機(jī)的托輥形式: 承載托輥采用3節(jié)輥形成的槽型托輥, 回程托輥采用1節(jié)輥形式的平行下托輥, 根據(jù)表3可查得, 承載托輥的輥?zhàn)虞d荷系數(shù)e = 018, 平行下托輥的輥?zhàn)虞d荷系數(shù)e = 1。由已知條件, 每天不多于16h出煤, 因此由表4可查得運(yùn)行系數(shù)fs = 111。一般情況下, 井下由采煤機(jī)采的煤最大塊不

7、超過(guò)350mm, 大于150 300mm 細(xì)料中有少量最大塊, 并且?guī)賤 = 215m / s, 由表5可查得沖擊系數(shù)fd = 1106。膠帶機(jī)在大巷中的運(yùn)行條件: 可以認(rèn)為正常工作和正常維修, 依此, 在表6中可查得工況系數(shù)fa= 1100。表6工況系數(shù)fa工況條件fa正常工作和維護(hù)條件1100有磨蝕或磨損性物料1110有磨蝕性高的物料1115托輥之間的間距按表7確定。表7承載分支托輥間距松散密度/kg·m - 3帶寬/mm500, 650 800, 1000 1200, 1400托輥間距/mm1600 1200 1200 1200> 1600 1000 1000 1000

8、回程分支托輥間距: 2143m; 由表7查得承載分支托輥間距a0 = 112m; 由上面的介紹, 回程分支托輥間距au = 3m。算出每秒帶式輸送機(jī)的輸送能力: Im =1200 ×100060 ×60= 33314kg/ s;由以上結(jié)論進(jìn)行托輥輥?zhàn)虞d荷的計(jì)算。211靜載荷計(jì)算承載分支托輥:P0 = 918e·a0 · (Imv+ qB ) =9108 ×018 ×112 × ( 33314 /215 + 44116 ) =1670 (N)式中, P0 為承載分支托輥靜載荷, N; a0 為承載分支托輥間距, m; e為輥?zhàn)?/p>

9、載荷系數(shù); v為帶速,m / s; qB 為每米輸送帶質(zhì)量, kg/m; Im 為輸送能力, kg/ s。回程分支托輥:Pu = 918e·au ·qB =918 ×1 ×3 ×44116 = 129812 (N)式中, Pu 為回程分支托輥靜載荷, N; au 為回程分支托輥間距, m。212動(dòng)載荷計(jì)算承載分支托輥:P0 = P0 ·fs ·fd ·fa = 1670 ×111 ×1106 ×1 =1947 (N)式中, P0為承載分支托輥動(dòng)載荷, N; fs 為運(yùn)行系數(shù); fd為沖

10、擊系數(shù); fa 為工況系數(shù)。回程分支托輥:Pu = Pu ·fs ·fa = 129812 ×111 ×1 = 1428 (N)托輥的選擇原則: 在計(jì)算結(jié)果中取靜載荷、動(dòng)載荷二者之中較大的值查輥?zhàn)映休d能力表(膠帶機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)) 來(lái)選擇輥?zhàn)? 使其承載能力大于或等于計(jì)算值, 這樣就可以保證輥?zhàn)虞S承壽命高于30000h, 轉(zhuǎn)角小于10。由以上計(jì)算結(jié)果可知: 承載分支靜載荷、動(dòng)載荷二者之中較大的值為Pu = 1947 (N) ; 回程分支靜載荷、動(dòng)載荷二者之中較大的值為Pu= 1428(N) 。帶寬B = 1200mm的帶式輸送機(jī)3節(jié)輥托輥組的托輥輥長(zhǎng)為465m

11、m, 1節(jié)輥托輥組的托輥輥長(zhǎng)為1400mm。根據(jù)上面計(jì)算結(jié)果, 從輥?zhàn)映休d能力表8中選用承載分支托輥組所使用的軸承型號(hào)為4G305, 回程分支托輥組所使用的軸承型號(hào)為4G306。3單位長(zhǎng)度承載和回程托輥組旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量普通輥?zhàn)拥男螤?、結(jié)構(gòu)尺寸如圖1所示, 其參數(shù)表如表9。圖1托輥結(jié)構(gòu)形狀由表9可查出本帶式輸送機(jī)承載分支3托輥組中每個(gè)托輥旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量為7138kg, 回程分支托輥組中單個(gè)托輥的旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量為18135kg。因此, 承載分支3 托輥組Gtz = 7138 ×3 =22114kg, ltz = 112m; 回程分支平托輥組Gtk =18135kg, ltk = 3m。承載、

12、回程托輥組轉(zhuǎn)動(dòng)部分單位長(zhǎng)度的質(zhì)量計(jì)算如下:88總第80期煤礦開(kāi)采2008年第1期表8輥?zhàn)映休d能力kN輥長(zhǎng)/mm帶速/m·s- 1軸承型號(hào)4G204 4G205 4G305 4G306輥徑/mm89 108 108 133 159 108 133 159 108 133 159465018 1145 1144 3147 3150 3148 3145 3142 3140 6197 7103 710110 1145 1144 3122 3145 3148 3145 31421 3140 6147 6193 7101125 1145 1144 2199 3120 3140 3145 3142

13、 3140 610 6144 6183116 1145 1144 2175 2195 3113 3145 3142 3140 5153 5193 6129210 1145 1144 2155 2174 2190 3145 3142 3140 5113 5150 5184215 1145 1144 2137 2154 2170 3145 3142 3140 4176 5111 51423115 1145 1144 2119 2135 2150 3145 3142 3140 4141 4173 5102410 1144 2102 2117 2130 3124 3142 3140 3140 4137

14、 4163510 2101 2114 3101 3123 3140 3178 4105 41301400018 0197 0188 0181 0191 0185 0178 1198 1193 1185110 0197 0188 0181 0191 0185 0178 1198 1193 11851125 0197 0188 0181 0191 0185 0178 1198 1193 1185116 0197 0188 0181 0191 0185 0178 1198 1193 1185210 0197 0188 0181 0191 0185 0178 1198 1193 1185215 019

15、7 0188 0181 0191 0185 0178 1198 1193 11853115 0197 0188 0181 0191 0185 0178 1198 1193 1185410 0197 0188 0181 0191 0185 0178 1198 1193 1185510 0188 0181 0185 0178 1198 1193 1185表9普通托輥參數(shù)mmD d軸承型號(hào)L b h f旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量/kg圖號(hào)質(zhì)量/kg13325 4G3053804655306007008001150140016001830 4G30646553080014001600228 17613 DTGP33

16、04 81217138 DTGP3305 91628121 DTGP3306 1017911 DTGP3307 1118610137 DTGP3308 1315111164 DTGP3310 1511716109 DTGP3312 2019719128 DTGP3313 2419921183 DTGP3314 281448113 DTGP3405 111348196 DTGP3406 121541214 DTGP3410 1714818135 DTGP3413 261752019 DTGP3414 31138qt =Gtzltz+Gtkltk=22114112+181353= 24157kg/

17、m式中, qt 為承載、回程托輥組轉(zhuǎn)動(dòng)部分單位長(zhǎng)度的質(zhì)量, kg/m; Gtz為承載托輥組轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量, kg;ltz為承載托輥組間距, m; Gtk為回程托輥組轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量, kg; ltk為回程托輥組間距, m。參考文獻(xiàn) 1 張尊敬1DT (A) 型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)M 1北京: 冶金工業(yè)出版社, 20001 2 徐寄蓉1DT固定型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)M 1北京: 冶金工業(yè)出版社, 19991 3 任文斗1運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)M 1北京: 化工工業(yè)出版社, 20001 責(zé)任編輯: 鄒正立(上接20頁(yè))于高工作阻力狀態(tài), 活柱下縮速度快, 易發(fā)生頂板下沉壓架事故, 且推進(jìn)速度對(duì)采空區(qū)防火影響很

18、大。實(shí)踐證明, 工作面推進(jìn)速度應(yīng)不低于410m /d。(5) 塔山礦是一座高度集約化生產(chǎn)的高產(chǎn)高效礦井, 按照礦井初步設(shè)計(jì), 礦井達(dá)產(chǎn)由23個(gè)工作面完成, 投產(chǎn)初期開(kāi)拓的3個(gè)盤(pán)區(qū)全部采用的“直接搭接”方式, 整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)僅地面儲(chǔ)煤廠有3050kt的緩沖能力, 要求礦井主運(yùn)系統(tǒng)必須具有很高的穩(wěn)定、可靠程度。為此主運(yùn)輸系統(tǒng)一是要可靠性程度高, 自動(dòng)控制系統(tǒng)高, 故障率低, 否則任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障, 不僅影響工作面的安全生產(chǎn), 而且會(huì)使整個(gè)礦井采掘生產(chǎn)處于停產(chǎn)狀態(tài); 二是主運(yùn)輸系統(tǒng)的能力要大, 由于放頂煤工作面瞬時(shí)煤量較大, 會(huì)造成運(yùn)輸系統(tǒng)的不均衡性, 而外部系統(tǒng)的一次停運(yùn)故障對(duì)工作面生產(chǎn)的影響時(shí)間一般在3060min, 對(duì)工作面頂板(煤) 控制相當(dāng)