南四至南三皮帶巷膠帶輸送機選型與驗算

胡萬忠

開灤能源化工股份有限公司范各莊礦業分公司，中國·河北 唐山 063109

1 引言

隨著該公司資源枯竭，生產區域不斷萎縮，三水平南五、南四采區為礦井主力采區，將擔負礦井80%的原煤產量。在考慮節能、環保、便于維護對南四至南三皮帶巷所安裝的皮帶選型和驗算。

2 皮帶選型驗算

2.1 皮帶選型設計依據

①輸送物料特性：

矸石安息角：ρ=20°；容重：γ=0.9t/m3；最大粒度：Xmax=0.35m。

②輸送量：Q=1500t/h。

③輸送長度：L1=140.466m；L2=28.288m（總長L=168.754m）。

2.2 預選皮帶參數

①帶速：初選V=2.5m/s；

②帶寬：初選B=1.4m。

2.2.1 按輸送量計算

其中，K 為裝料斷面系數，418；Cm為傾斜系數，0.97。

2.2.2 按輸送物料塊驗算帶寬

選擇帶寬B=1.4m，符合要求。

2.2.3 輸送帶

預選阻燃整芯輸送帶，規格為：PVG1600，皮帶強度：1600N/mm。

輸送帶額定拉斷力：

單位長度質量：qd=33.614kg/m（上下膠厚6、4mm）。

帶芯厚度：δ=9.8mm。

3 傳動滾筒圓周力和軸功率計算

3.1 圓周力計算

承載分支空載主要阻力：

其中，CN為附加阻力系數，1.077；f 為運行阻力系數，0.03。

回空分支主要阻力：

輸送物料單位長度的質量：

q=Q/3.6/V=1500/3.6/2.5=166.67kg/m

物料主要阻力：

空載時主要阻力：

FHk=Fsh＋Fkh=24046 ＋16710=40756N

重載時主要阻力：

FHz=Fsh＋Fkh＋Fwh=24046 ＋16710 ＋30928=71684N

重載時物料傾斜阻力：

Fwst=q·H·g=166.67×36.05×9.81=58947N

輸送帶傾斜阻力：

Fost=qd·H·g=33.614×36.05×9.81=11889N

物料與導料槽之間的摩擦阻力：

其中，l 為導料槽攔板長度m，4.5m；b1為料槽兩攔板長度，0.85；μ2為物料與導料攔板的摩擦系數，0.7；Iv為輸送能力，1500/3600/0.9=0.463m3。

頭部清掃器摩擦阻力：

Fr1=N3·A·p·μ3=1×0.014×100000×0.7=980N

空段清掃器摩擦阻力：

Fr2=N3·A·p·μ3=1×0.021×100000×0.7=1470N

其中，N3為清掃器個數，1 個頭部，1 個空段；A 為清掃器和輸送帶接觸面積，頭部：0.014 空段：0.021；p 為清掃器和輸送帶間的壓力N/m2,100000；μ3為清掃器和輸送帶間的摩擦系數，0.7。

重載時圓周力：

Fz=FHz＋Fwst＋Fg＋Fr1＋2Fr2

3.2 軸功率

經比較，最高點以后滿載時，軸功率最大為：

Pz=Fz·V/1000=135870×2.5/1000=340kW

3.3 傳動方式及電動機功率的確定

傳動裝置使用永磁電動滾筒，采用雙滾筒的傳動方式，低壓防爆變頻調速控制方式[1]。

每臺電動機計算功率：

其中，Kd為功率備用系數，1.2；η 為傳動裝置的效率，0.98×0.98×0.98=0.94；ζd為多機功率不平衡系數，0.96；ζ 為電壓降系數，0.95；n 為傳動裝置數目，2。

按兩個滾筒的功率配比1 ∶1 選擇，每臺電機實選功率為：315kW。

4 輸送帶張力計算

4.1 最小張力計算

圓周力F=135870N。

4.1.1 按傳動條件

對傳動滾筒II：

選取圍包角θII=210°，傳動系數CII=0.667。

S3min≥CⅠⅠ·Ka·FⅠⅠ=0.667×1.5×67935=67969N

其中，μ 為傳動滾筒采用包膠滾筒時摩擦系數，0.25；Ka為動載荷系數，1.5。

對傳動滾筒Ⅰ：

選取圍包角θⅠ=210°，傳動系數CⅠ=0.667。

S2min≥CⅠ·Ka·FⅠ=0.667×1.5×67935=67969N

S3min≥S2min－FⅡ=67969-67935=34N

比較上述計算結果，按傳動條件應滿足S3min≥67969N[2]。

4.1.2 按垂度條件

承載分支：

回空分支：

按垂度條件應滿足[3]：

5 結語

礦井二水平南四至南三為后期主要運輸環節，二水平南四、南五原煤運輸由礦車拉運變為皮帶運輸，提高安全性、可靠性和運輸能力，同時，更加容易實現集中控制、減人提效。