刮板輸送機電動機功率的分析與計算

劉成宏,張擎宇,李作鵬

刮板輸送機電動機功率的分析與計算

劉成宏①,張擎宇,李作鵬

(三一重型裝備有限公司) (沈陽玄潭汽車部件有限公司)

根據刮板輸送機實際工作狀況,充分考慮了刮板輸送機的各種運行阻力,計算電動機功率。分析計算的結果與實際情況相符合,驗證了電動機功率滿足要求。

刮板輸送機;重段阻力;空段阻力;張力

電動機作為刮板輸送機的驅動部分,其功率的大小將直接影響輸送機的正常運行,當電動機功率過大,其傳動效率降低,造成資源浪費,當電動機功率過小,就會造成輸送機不能正常運行,因此電動機的功率計算與分析校核是至關重要的,下面以SGZ800/800型刮板輸送機為例進行分析與計算。

其參數：刮板鏈速(υ)：1.1 m/s,鋪設長度(L)：200 m,圓環鏈規格 ：34 ×126,中部槽長 (l)：1 500 mm,輸送量 (Q)：1 500 t/h,電機功率 (P)：2 ×400 k W,中部槽型式：整體鑄焊式封底溜槽,刮板鏈型式：中雙鏈 ,相鄰槽間轉角(α′) ：1°,安裝角度(β) ：5°。

刮板輸送機是用于采煤工作面的運輸設備,其傳動功率取決于刮板輸送機運行阻力的大小。刮板輸送機的運行阻力由貨載及刮板鏈在重載段上的移動阻力、傾斜運輸時貨載的自重分力、刮板鏈在回空段上移動阻力、刮板鏈繞過機頭尾鏈輪鏈條彎曲阻力和傳動裝置阻力組成。

1 刮板輸送機總的運行阻力計算

刮板輸送機總的運行阻力：

式中：

Wrp—刮板輸送機重段阻力;Wn—刮板輸送機回空段阻力。

電機功率的確定應按刮板輸送機運行時的最大阻力計算,當可彎曲刮板輸送機工作時,水平面上有彎曲。采煤機配套使用的工作面刮板輸送機,隨采煤機前進切割煤壁其后面的刮板輸送機溜槽在支架推力作用下推向煤壁一個步距a(m),輸送機在水平面上形成圖1所示的彎曲鋪設,產生刮鏈與槽幫的附加摩擦阻力。裝煤點在采煤機處,可近似在彎曲處,距機頭L1(m),彎曲段對刮板輸送機長度L影響不計。

圖1 刮板輸送機彎曲鋪設示意圖

水平彎曲的刮板輸送機空段阻力：

水平彎曲的刮板輸送機重段阻力：

式中：

f—刮板鏈在槽幫上移動阻力系數,取0.4;

f1—刮板鏈在溜槽中移動阻力系數;

W′—貨載在溜槽中移動阻力系數;

q0—刮板鏈每米重量;

β—安裝角度,(°);

L—鋪設長度,m;

L1—距機頭距離,m,取100;

S1—刮板鏈條在“1”點張力,N;

S3—刮板鏈條在“3”張力,N。

刮板輸送機每米長貨載重：

刮板輸送機在水平面上彎曲段的彎曲角度見圖2。

圖2 刮板輸送機在水平面上彎曲段的彎曲角度

彎曲段曲率半徑：

式中：

l—每節溜槽長度;

α′—相鄰槽間轉角 ,(°)。

式中：

a—推移步距,m;

彎曲段扇形中心角：

刮板輸送機在水平面上彎曲段的彎曲角度：

平直刮板輸送機運行阻力計算：

載重段阻力：

回空段阻力：

刮板鏈的規格為34×126的圓環鏈,查得：

q0=950 N/m。查資料得封底式雙鏈輸送機 f1=0.3,W′=0.8。

根據“+”,“-”號的確定原則：當刮板鏈和貨載沿輸送機運行方向分力與移動阻力方向相同取“+”號 ,相反取“- ”。

所以平直刮板輸送機運行阻力：

載重段阻力：

回空段阻力：

機頭機尾均設驅動裝置的刮板輸送機鏈張力計算 ,見圖 3。

圖3 刮板輸送機鏈張力計算示意圖

刮板鏈條在運行路線上沿運行方向每一下行點的鏈張力等于其前一點的鏈張力與兩點間運行阻力之和 ,即：

式中：

Si-1,Si—分別為鏈條上(i-1)和i點處張力;

W(i-1)-1—(i-1)到 i點到點間鏈段運行阻力。

鏈條與主動鏈輪分離點處最小鏈張力,每條鏈子為200～300 kg,大了增加鏈條磨損和功率消耗,小了鏈條在此處易產生扭曲打結或垂度過大,不能保證鏈條與鏈輪正常嚙合和平穩運行,一般鏈條在最小鏈張力點處松馳鏈環垂度不多于兩個。

因機頭機尾各裝一個等功率驅動裝置布置,此時K=1,而平直刮板輸送機運行阻力=6.63＞K,在機頭機尾電機以同一個百分比輸出功率的情況下,則機頭輸出的功率不足以滿足重段所需功率,而機尾輸出的功率大于空段所需功率,此時機尾電機經由底鏈通過鏈條與機頭鏈輪分離點1幫助拉動上鏈,即鏈條與機尾鏈輪分離點3處鏈張力最小,所以取S3=6 000 N。

將S3=6 000 N代入水平彎曲的刮板輸送機重段阻力公式(3)得：

將上式代入公式(2)得：

所以刮板輸送機總的運行阻力：

2 電機功率的確定與選擇

查得,取傳動效率：η=0.85

選擇電機功率為400 k W,則電機總功率為2×400=800 k W＞P,滿足實際要求。

3 結 論

本電動機功率的分析計算,充分考慮了刮板輸送機在運行狀況下的各種阻力,比較接近實際工作環境,對電動機功率的計算結果與測得實際結果接近,驗證了計算方法的正確性。

[1] 余以道.刮板輸送機鏈條彎曲運行阻力的計算[J].湘潭礦業學院學報,1995(3)：23-24.

[2] 毛 君,李貴軒.刮板輸送機動力學行為分析與控制理論研究[M].沈陽：遼寧大學出版社,2000：129-133.

[3] 于學謙,方佳雨.礦山運輸機械[M].徐州：中國礦業大學出版社,1989：39-42.

Analysis and Calculation of Motor Power of Scrape Conveyor

Liu Cheng-hong,Zhang Qing-yu,Li Zuo-peng

This passage have calculated the motor power of scraper conveyor,according to the actual working condition,f ully taking into account a variety of scraper conveyor running resistance.The results of the analysis and calculation are in line with the actual situation which verified that the motor power meet the requirements.

Scraper conveyor;Heavy segment resistance;Empty segment resistance;Tension

TD528.3

B

1672-0652(2010)02-0007-03

劉成宏 女 1980年出生 2009年畢業于沈陽工業大學 助理工程師 沈陽 110027

2009-12-14