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摘要：矿井开采是整个国家乃至世界的工业基础，而其产品运输又是最重要的工序之一，它的成本直接关系到工业各部门。其中皮带机运输是井下原煤生产的一道重要工序，皮带机能否安全、高效的工作会对整个原煤生产系统起到举足轻重的作用。本文以胶带输送机的设计与应用为例，浅析一下皮带机运输在煤矿生产中的重要性!
关健词：煤矿 胶带输送机 应用 设计
中图分类号：X752文献标识码：A文章编号：
一胶带输送机的应用范围
胶带输送机是化工、煤炭、冶金、建材、电力、轻工、粮食及交通运输等部门广泛使用的运输设备。输送堆积密度为500～2500kg/m3的各种散装物料和成件物品，使用环境温度为-20～40℃。
胶带输送机可沿水平或倾斜线路运行，使用平面输送带沿倾斜工作时，不同物料的最大运输倾角可参阅表4-1[5]。同一类物料的湿度和块度组成对最大运输倾角有影响。运送物料最大倾角不能大于20℃，运送散装物料倾角为最大倾角的80％。
二胶带输送机的设计
1.胶带输送机的基本参数
Ⅰ.胶带宽度B
500、650、800、1000、1200、1400、1600、1800、2000、2200mm
Ⅱ.名义带速V
1.0、1.25、1.6、2.0、2.5、3.15、（3.55）、4.0、（4.5）、5.0m/s
注：①尽可能不要采用3.55、4.5的规格
②使用时超过本系列范围应符合GB987
2.胶带输送机设计参数计算
2.1设计参数
设计生产率Q=200T/h；胶带输送机机运行距离L=350m；胶带输送机向上运输倾角β=15°，煤炭密度0.92T/。
2.1.1确定带宽，带速
输送带是胶带输送机中的拽引构件和承载构件,是胶带输送机最主要的部件.其价格一般占整机价格的30％～40％或以上.因而,选择适用的输送带、降低输送带所承受的张力、保护输送带在使用中不被损坏、方便输送带的安装以及更换和维修、延长输送带的使用寿命等成为输送机设计的核心内容。
本系列胶带输送机采用普通型输送带,有专业输送带制造厂生产,抗拉体(芯层)有棉帆布、尼龙帆布、聚酯帆布、织物整体带芯和钢绳芯等品种。
初选胶带的输送能力：
Iv= / s=217.4 /h
选取带宽B=800㎜,带速v=1.0m/s,托辊槽角为35°，输送能力为248/h，则输送能力
Q=248×0.92=228.2T/h>200T/h
满足输送能力。
2.1.2 传动滚筒上所需圆周驱动力F（所有阻力之和）计算
按传动滚筒上所需圆周驱动力公式计算：
式中： C—系数，按ISO5048计算或按表1.1查取；
f—模拟摩擦系数，根据工作条件及制造、安装水平选取，
参见表1.2；
L—输送机长度（头、尾滚筒中心距），m；
g—重力加速度，；
qRO—承载分支托辊每米长旋转部分质量,Kg/m；
qRU—回程分支托辊每米长旋转部分质量,Kg/m；
qB—每米长输送带的质量, Kg/m；
qG—每米长输送物料的质量，Kg/m；
FH—主要阻力,N；
FN—附加阻力,N；
FS1—特种主要阻力,即托辊前倾摩擦阻力及导料槽摩擦阻力,N,
FS2—特种附加阻力,清扫器、卸料器及翻转回程分支输送带的阻力,
表1.1 系数C（装料系数在0.7～1.1范围内）
表 1.2 模拟摩擦系数f（推荐值）
查表1.1，1.2得 Ｃ＝1.28 f=0.024
初选输送带 B800 、PVG800S，带取5层，上下覆盖胶厚 =8.0 ， 上盖胶质量为 9.5㎏/㎡，下覆盖胶质量 1.70㎏/㎡。PVG800S输送带的每层质量为 1.42㎏/㎡。
qB=1.42×5×0.8＋（9.5＋1.70）×0.8=14.64㎏/m
按公式 qG=计算qG
qG===㎏/m
查表得托辊的参数：
①上托辊为三辊式前倾槽形托辊：89，L=315mm，轴承为4G204
②下托辊为平行下托辊：=89，L=950mm，轴承为4G204。
③上托辊间距ao=1.2m,下托辊间距 au=3m, 受料处的托辊间距为上托辊间距的1/2～1/3, 在此取为 0.5m。
④上托辊传动部分质量为q/Ro=2.58㎏, n=3；下托辊传动部分质量为qRu=7.15㎏, n=1。则可求：
㎏/m
㎏/m
计算FS1： ＋
托辊的前倾阻力及导料槽阻力按表得：
取
=0.45×0.35×350×（14.64＋55.56）×9.8×cos15×sin2
=1278.4N
式中：/s，l=4.5（中間受料处导料挡板长），b1=0.495，0.6，v=1.0m/s
＋=1278.4＋357.67=1636.06N
计算Fs2：
=AP =0.016×7××0.6=672N
A：（清扫器接触面积）=2×0.01×0.8=0.016㎡
：（清扫器与输送带间的摩擦系数）=0.6
=1.28×0.024×350×9.8×〔6.45＋2.38＋（2×14.64＋55.56）〕＋55.56×350×9.8＋1636.06＋672=61487.8N
2.1.3传动功率计算
传动滚筒轴功率：=61487.8×1=61.5KW
驱动电机轴功率：
式中：
液力偶合器效率0.96,三级减速器效率0.94,功率不平衡系数0.94,按参考文献[1]第二部分型谱表第九节选取驱动装置组合号为192号,传动滚筒为,从参考文献[1]第十节中选取驱动单元中各部件：电机—,功率75KW，液力偶合器—YOXⅡ560，减速器—DCY355—40,联轴器-YF-60。
2.1.4输送带张力的计算
输送带最小张力校核：
（1）按输送带不打滑条件：
由表37、38查得=0.35, = , =3.60, 取1.5
=61487.4×1.5=92231.7N
=35473.7N
（2）按输送带允许最大下垂度计算最小张力
承载分支：
=10319.4N
由=35473.7N计算 输送机各点张力：
图1.4张力分析图
由图1.4得：
得点张力为44068.2N﹥10319.4N,则取=35473.7N。所以紧边拉力为
＋=35473.7N＋61487.8N=96961.51N
2.1.5输送带层数计算
=4.44
式中 n—按参考文献[1],取n=12；
—选PVG800S,得拉断强度=300N/mm，取五层。
结语
胶带输送机是一种通用机械设备，而且广泛运用于工业发展。胶带输送机由于比较经济，操作安全、可靠，具有多方面的适应性及生产能力实际上不受限制等优点，将随着工业的发展，而不断得到发展与应用。本文通过胶带输送机的设计计算与应用，让我们更加了解到运输这个工序对煤矿产业的重要性!随着工业化的不断进步，皮带运输将推进工业化革命日的新里程
参考文献
[1].北京起重运输机械研究所主编，DTⅡ（A）型 带式输送机设计手册，冶金工业出版社，2003年8月。
[2] 唐金松.简明机械设计手册（第二版）[M].上海科学技术出版社.2002年6月.
[3] 北京起重机机械研究所、武汉丰凡科技开发有限责任公司.DTⅡ(A)型带式输送机械 设计手册[M].冶金工业出版社.2003年8月.
[4].濮良贵主编，机械设计，西北工业大学出版社，2003年3月。
关健词：煤矿 胶带输送机 应用 设计
中图分类号：X752文献标识码：A文章编号：
一胶带输送机的应用范围
胶带输送机是化工、煤炭、冶金、建材、电力、轻工、粮食及交通运输等部门广泛使用的运输设备。输送堆积密度为500～2500kg/m3的各种散装物料和成件物品，使用环境温度为-20～40℃。
胶带输送机可沿水平或倾斜线路运行，使用平面输送带沿倾斜工作时，不同物料的最大运输倾角可参阅表4-1[5]。同一类物料的湿度和块度组成对最大运输倾角有影响。运送物料最大倾角不能大于20℃，运送散装物料倾角为最大倾角的80％。
二胶带输送机的设计
1.胶带输送机的基本参数
Ⅰ.胶带宽度B
500、650、800、1000、1200、1400、1600、1800、2000、2200mm
Ⅱ.名义带速V
1.0、1.25、1.6、2.0、2.5、3.15、（3.55）、4.0、（4.5）、5.0m/s
注：①尽可能不要采用3.55、4.5的规格
②使用时超过本系列范围应符合GB987
2.胶带输送机设计参数计算
2.1设计参数
设计生产率Q=200T/h；胶带输送机机运行距离L=350m；胶带输送机向上运输倾角β=15°，煤炭密度0.92T/。
2.1.1确定带宽，带速
输送带是胶带输送机中的拽引构件和承载构件,是胶带输送机最主要的部件.其价格一般占整机价格的30％～40％或以上.因而,选择适用的输送带、降低输送带所承受的张力、保护输送带在使用中不被损坏、方便输送带的安装以及更换和维修、延长输送带的使用寿命等成为输送机设计的核心内容。
本系列胶带输送机采用普通型输送带,有专业输送带制造厂生产,抗拉体(芯层)有棉帆布、尼龙帆布、聚酯帆布、织物整体带芯和钢绳芯等品种。
初选胶带的输送能力：
Iv= / s=217.4 /h
选取带宽B=800㎜,带速v=1.0m/s,托辊槽角为35°，输送能力为248/h，则输送能力
Q=248×0.92=228.2T/h>200T/h
满足输送能力。
2.1.2 传动滚筒上所需圆周驱动力F（所有阻力之和）计算
按传动滚筒上所需圆周驱动力公式计算：
式中： C—系数，按ISO5048计算或按表1.1查取；
f—模拟摩擦系数，根据工作条件及制造、安装水平选取，
参见表1.2；
L—输送机长度（头、尾滚筒中心距），m；
g—重力加速度，；
qRO—承载分支托辊每米长旋转部分质量,Kg/m；
qRU—回程分支托辊每米长旋转部分质量,Kg/m；
qB—每米长输送带的质量, Kg/m；
qG—每米长输送物料的质量，Kg/m；
FH—主要阻力,N；
FN—附加阻力,N；
FS1—特种主要阻力,即托辊前倾摩擦阻力及导料槽摩擦阻力,N,
FS2—特种附加阻力,清扫器、卸料器及翻转回程分支输送带的阻力,
表1.1 系数C（装料系数在0.7～1.1范围内）
表 1.2 模拟摩擦系数f（推荐值）
查表1.1，1.2得 Ｃ＝1.28 f=0.024
初选输送带 B800 、PVG800S，带取5层，上下覆盖胶厚 =8.0 ， 上盖胶质量为 9.5㎏/㎡，下覆盖胶质量 1.70㎏/㎡。PVG800S输送带的每层质量为 1.42㎏/㎡。
qB=1.42×5×0.8＋（9.5＋1.70）×0.8=14.64㎏/m
按公式 qG=计算qG
qG===㎏/m
查表得托辊的参数：
①上托辊为三辊式前倾槽形托辊：89，L=315mm，轴承为4G204
②下托辊为平行下托辊：=89，L=950mm，轴承为4G204。
③上托辊间距ao=1.2m,下托辊间距 au=3m, 受料处的托辊间距为上托辊间距的1/2～1/3, 在此取为 0.5m。
④上托辊传动部分质量为q/Ro=2.58㎏, n=3；下托辊传动部分质量为qRu=7.15㎏, n=1。则可求：
㎏/m
㎏/m
计算FS1： ＋
托辊的前倾阻力及导料槽阻力按表得：
取
=0.45×0.35×350×（14.64＋55.56）×9.8×cos15×sin2
=1278.4N
式中：/s，l=4.5（中間受料处导料挡板长），b1=0.495，0.6，v=1.0m/s
＋=1278.4＋357.67=1636.06N
计算Fs2：
=AP =0.016×7××0.6=672N
A：（清扫器接触面积）=2×0.01×0.8=0.016㎡
：（清扫器与输送带间的摩擦系数）=0.6
=1.28×0.024×350×9.8×〔6.45＋2.38＋（2×14.64＋55.56）〕＋55.56×350×9.8＋1636.06＋672=61487.8N
2.1.3传动功率计算
传动滚筒轴功率：=61487.8×1=61.5KW
驱动电机轴功率：
式中：
液力偶合器效率0.96,三级减速器效率0.94,功率不平衡系数0.94,按参考文献[1]第二部分型谱表第九节选取驱动装置组合号为192号,传动滚筒为,从参考文献[1]第十节中选取驱动单元中各部件：电机—,功率75KW，液力偶合器—YOXⅡ560，减速器—DCY355—40,联轴器-YF-60。
2.1.4输送带张力的计算
输送带最小张力校核：
（1）按输送带不打滑条件：
由表37、38查得=0.35, = , =3.60, 取1.5
=61487.4×1.5=92231.7N
=35473.7N
（2）按输送带允许最大下垂度计算最小张力
承载分支：
=10319.4N
由=35473.7N计算 输送机各点张力：
图1.4张力分析图
由图1.4得：
得点张力为44068.2N﹥10319.4N,则取=35473.7N。所以紧边拉力为
＋=35473.7N＋61487.8N=96961.51N
2.1.5输送带层数计算
=4.44
式中 n—按参考文献[1],取n=12；
—选PVG800S,得拉断强度=300N/mm，取五层。
结语
胶带输送机是一种通用机械设备，而且广泛运用于工业发展。胶带输送机由于比较经济，操作安全、可靠，具有多方面的适应性及生产能力实际上不受限制等优点，将随着工业的发展，而不断得到发展与应用。本文通过胶带输送机的设计计算与应用，让我们更加了解到运输这个工序对煤矿产业的重要性!随着工业化的不断进步，皮带运输将推进工业化革命日的新里程
参考文献
[1].北京起重运输机械研究所主编，DTⅡ（A）型 带式输送机设计手册，冶金工业出版社，2003年8月。
[2] 唐金松.简明机械设计手册（第二版）[M].上海科学技术出版社.2002年6月.
[3] 北京起重机机械研究所、武汉丰凡科技开发有限责任公司.DTⅡ(A)型带式输送机械 设计手册[M].冶金工业出版社.2003年8月.
[4].濮良贵主编，机械设计，西北工业大学出版社，2003年3月。