线摩擦多点驱动胶带运输机设计计算.xlsx

2020/10/21-1 线摩擦多点驱动皮带机设计计算 （一）确定原始基本参数 运量Q800800t/h带 速 V2.502.50m/s 带宽B12001200mm运 距 L2800m 运距L111001100m倾 角a12.512.51 运距L217001700m倾 角a2-1.00-1.00 （二）基本参数的计算与选择 1） 煤的线密度q qQ/3.6Vq88.89kg/m 2） 胶带基本参数带 强 2.1 选择主机胶带PVG12501250S胶带破断力[S]1250N/mm 选择胶带安全系数M01212胶带米2重t13.30kg/m 胶带许用张力Se Se[S]*B/M0Se125000N 胶带线密度qd qdt*B/1000qd15.96kg/m 2.2 选择子机胶带PVG12501250S胶带破断力[S]1250N/mm 选择胶带安全系数M01212胶带米2重t13.30kg/m 胶带许用张力Se Ses[S]*B/M0Ses125000N 胶带线密度qd qst*B/1000qs15.96kg/m 3） 托辊 选择上托辊轴承型号4G305选择下托辊轴承型号4G3054G305 选择上托辊直径φ108108mm选择下托辊直径φ108108mm 选择上托辊间距lt′1.5m选择下托辊间距lt″3m 选择上辊子旋转质量k′4.89kg选择下辊子旋转质量k″12.76kg 选择上辊子个数n′3选择下辊子个数n″1 3.1 上托辊线密度qt′ qt′k′*n′/lt′qt′9.78kg/m 3.2 下托辊线密度qt″ qt″k″*n″/lt″qt″4.25kg/m 4） 运行阻力系数 选择电电动动1 1运行工况 上承载分支ω′0.035 下回程分支ω″0.035 5） 布置方式示意图详见附图 确定驱动滚筒前部改向滚筒数量1 1即驱动滚筒到卸载点上方滚筒个数 确定驱动滚筒后部改向滚筒数量4 4即驱动滚筒到储带张紧后滚筒个数 确定机尾滚筒数量1 1滚筒数量指≥180改向滚筒个数 6） 驱动滚筒及摩擦系数胶带与胶带摩擦系数μ0.400.40 驱动滚筒直径φ800mm摩擦系数μ00.300.30 滚筒围包角α210主驱动牵引力配比ηn2.002.00 6.1 牵引系数K确定胶带张紧方式自自动动张张紧紧 Keμ0*θK3.003 7） 主驱动滚筒总分离点张力SL备用系数C01.001.00 SLC0*Se/[（ηn1）（K-1）C0]SL17835N 8） 承载分支最小张力点容许张力胶带下垂度fc0.020.02 Szmin≥（qqd）*9.8*lt′*cosα/8/fcSzmin12844N （三） 线阻力与线驱动力 1） 承载分支承载胶带线阻力 az19.8*[（qqdqt′）*ω′*cosα（qqd）sinα]驱动位置位于L1段 当α12.51az184.28N/m az29.8*[（qqdqt′）*ω′*cosα（qqd）sinα]驱动位置位于L2段 当α2-1.00az221.38N/m 2020/10/21-2 2） 回程分支承载与回程胶带线阻力 ak19.8*[（qdqt″）*ω″*cosα-qd*sinα]驱动位置位于L1段 当α12.51ak10.077N/m ak29.8*[（qdqt″）*ω″*cosα-qd*sinα]驱动位置位于L2段 当α2-1.00ak29.66N/m 3） 驱动胶带承载分支线阻力 asz1az1qs（ω′*cosα1sinα1）驱动位置位于L1段 当α12.51asz196.60N/m asz2az2qs（ω′*cosα2sinα2）驱动位置位于L2段 当α2-1.00asz224.12N/m 4） 额定载荷时线输出牵引力 a019.8（qqd）（μ*cosα1-sinα1）驱动位置位于L1段 当α12.51a01365.61N/m a029.8（qqd）（μ*cosα2-sinα2）驱动位置位于L2段 当α2-1.00a02428.88N/m 5） 驱动胶带承载分支总阻力 ∑asz1asz1a01驱动位置位于L1段 ∑asz1462.21N/m ∑asz2asz2a02驱动位置位于L2段 ∑asz2453.00N/m 6） 无载荷时线输出牵引力 a01′9.8*qd（μ*cosα1-sinα1）驱动位置位于L1段 当α12.51a01′55.65N/m a02′9.8*qd（μ*cosα2-sinα2）驱动位置位于L2段 当α1-1.00a02′65.28N/m （四）按额定载荷时计算驱动段总长LzKa为胶带弯曲系数 取S1SLS117835N 则S2S1*KaS221679N S3S2ak2*L2ak1*L1S338189N S4Ka*S3S440098N S71S4az1*L1-（az1a01）*Lz′ 132805－Lz′ 449.89 S7S71az2*L2169149－Lz′ 449.89 S9Ka*S7177607－Lz′ 472.39 因为S9为张力最大点，选取S9Se125000N 则Lz′（Ka*（S4az1*L1az2*L2）-Se）/（Ka*（az1a01）） Lz′111m （五）按最困难条件下计算驱动段总长即子机上无煤 S71S4az1*L1-（az1a01′）*Lz″ 132805－Lz″ 139.93 S7S71az2*L2169149－Lz″ 139.93 S9Ka*S7177607－Lz″ 146.93 因为S9为张力最大点，选取S9Se125000N 则Lz″[1.052（S4az1*L1az2*L2）-Se]/[1.052*（az1a01′）] Lz″358m （六）驱动段总长与位置、辅机台数 驱动段总长Lz Lzmax{Lz′，Lz″}取Lz358N 驱动段位置Lf Lf1′（Se-S4）/az11007m Lf1″[（az1a01）*Lz′-az1*Lz″S2min-S4）]/az1-87m 则Lf1′≥Lf1≥Lf1″700700m 此时Lf2L1-Lf1-Lz42m （七）逐点张力计算（额定情况下） 2020/10/21-3 取S1SL17835N 则S2S1*Ka21679N S3S2ak2*L2ak1*L138189 S4Ka*S340098N S5S4az1*Lf199093N S6S5az1*Lz″-（az1a01）*Lz′79167N S71S6az1*Lf282703N S7S71az1′*L2119048N S9Ka*S7张力最大点125000N （八）牵引力及功率计算 主驱动装置牵引力F（12）S9-S1107165N 主驱动装置轴功率F0（12）F（12）*V267911N 主驱动装置电机功率Fd（12）Kd*Fo（12）/ηa378KW 电机备用系数Kd1.201.20此处选取ηa0.850.85 拉紧力PH≈4*S1*1.055四层缠绕91052N （九）辅机参数计算 1） 初始张力确定TeSe125000N 充分发挥时的分离点张力TL TLTe/K41627N 承载分支最小张力点容许张力Tzminqs15.96kg/m Tzmin（qqdqs）*9.8*lt″*cosα1/8/fc 当α12.5114785N 可以看出Tzmin＜ TL 所以，以TL确定最小张力满足张力要求 2） 逐点张力计算 T10TL41627N T11T10ak1*Lz41655N T51.05T1143738N T6T5asz1*（Lz″-Lz′）∑asz1*Lz′119040N 结果表明大部分点张力≤125000能满足胶带安全系数m12的要求 3） 牵引力及功率计算 辅机牵引力F3T6-T1077412N 辅机轴功率Po3F3*V194KW 辅机电机总功率Pd3 Pd3 Kd*Po3/ηa273KW 辅机长度为358m 拉紧力PH≈2*T1183310N 4） 计算结果分析 从辅机选型上看拉紧力较大，辅机较长，辅机电机与主机电机功率相差较大， 围包角富裕较小，所以选用一台辅机不太合适，可考虑 两台子机。 5） 两台子机时计算 单台参数计算按逐点张力计算L′，L″取一台辅机长度的一半。 取子机传动滚筒分离点张力为TL′选取Lz′Lz′/256m 则T10TL′NLz″Lz″/2179m T11T10ak1*Lz″TL′14N T511.05T111.05*TL′14N T61T51asz1*（Lz″-Lz′）∑asz1*Lz′ 1.05*TL′37665N 由欧拉公式可得T61T10*KTL′*K 联立求解得出 TL′ 1.05*ak1*Lz1asz1*Lz″-Lz′∑asz1*Lz′/K-1.05 TL′19288N 逐点张力为T10TL′19288N 2020/10/21-4 T11T10ak1*Lz″19301N T511.05T1120266N 此时T51≥Tzmin14785N 所以计算满足要求，则T5120266N T61T51asz1*（Lz″-Lz′）∑asz1*Lz′57917N 辅机牵引力F31T61-T1038630N 辅机轴功率Po31F31*V97KW 辅机电机总功率Pd31Kd*Po31/ηa136KW 拉紧力PH≈2*T1138603N 此种情况下拉紧力，辅机长度，电机功率，围包角富裕度等都相对合适。 （十）电机选择计算 10.1主机电机总功率Pd（1，2） Pd（1，2）378KW 单电机功率21配比时三台电机，单台功率126KW 可选择电机3*132KW 10.2辅机单电机功率Pd（3）136KW 单电机功率136KW 单台辅机长度需要二台子机179m 可选择电机2*1322*132KW （十一）电机确定 根据矿方和租赁站要求，并考虑互换及工期要求，最终确定电机选择如下 11.1电机选择 主电机选择3 3132132KW主机电机总功率396KW 辅电机选择2 2132132KW辅机电机总功率264KW 11.2辅机位置选择 所以选取辅机长度Lz150150m 考虑到最困难情况下出现机会较少， 辅机位置 第一台子机机尾距主机机尾Lf1700m 两台子机间距Lf500500m 11.3整机各段长度为 第一台子机机尾距离主机机尾Lf1700m 第一台子机长度Lz1150m 两台子机间距Lf500m 第二台子机长度Lz2150m 第二台子机机头距主机变坡点Lf2-400m 变坡点距机头卸载Lf31700m 线摩擦多点驱动皮带机多种工况下设计结果验算 一） 辅机全部正常工作情况下 按两台辅机设计验算 各点张力为S117835N 则S2S1*KaS221679N S3S2ak2*L2ak1*L1S338189N S4Ka*S3S440098N S51S4az1*Lf1S5199093N S61S51az1*Lz1-（az1a01）*Lz′S6186684N S52S61az1*LfS52128824N S62S52az1*Lz2-（az1a01）*Lz′S62116415N S71S62az1*Lf2S7182703N S7S71az2*L2S7119048N S9Ka*S7S9125000N 结果表明大部分点张力≤125000能满足胶带安全系数m12的要求 此时主机总功率需378kw，能满足选取主机电机总功率396kw 2020/10/21-5 二） 辅机全部不正常工作情况下即辅机上全部无煤（此种工况较少） 各点张力为S117835N S221679N S338189N S440098N S51S4az1*Lf1S5199093N S61S51-a01′*Lz1S6190745N S52S61az1*LfS52132885N S62S52-a01′*Lz2S62124537N S71S62az1*Lf2S7190825N S7S71az2*L2S7127170N S9Ka*S7S9133528N 结果表明大部分点张力≥125000不能满足胶带安全系数m12的要求 此时主机总功率需408kw不能满足选取主机电机总功率396kw 三） 一台辅机不正常工作情况下 3.1第一台辅机不正常工作时 各点张力为S117835N S221679N S338189N S440098N S51S4az1*Lf1S5199093N S61S51-a01′*Lz1S6190745N S52S61az1*LfS52132885N S62S52az1*Lz2-（az1a01）*Lz′S62120476N S71S62az1*Lf2S7186764N S7S71az2*L2S7123109N S9Ka*S7S9129264N 结果表明大部分点张力≥125000不能满足胶带安全系数m12的要求 此时主机总功率需393kw能满足选取主机电机总功率396kw 3.2第二台辅机不正常工作时 各点张力为S117835N S221679N S338189N S440098N S51S4az1*Lf1S5199093N S61S51az1*Lz1-（az1a01）*Lz′S6186684N S52S61az1*LfS52128824N S62S52-a01′*Lz2S62120476N S71S62az1*Lf2S7186764N S7S71az2*L2S7123109N S9Ka*S7S9129264N 结果表明大部分点张力≥125000不能满足胶带安全系数m12的要求 此时主机总功率需393kw能满足选取主机电机总功率396kw 四） 当主机机尾移到距离第一部子机机尾100100m处时，此时第一台辅机需要拆除。 4.1第二台辅机正常工作情况下各点张力为此时Lf1750750m S117835N S221679N S338189N S440098N S52S4az1*Lf1S52103307N S62S52az1*Lz2-（az1a01）*Lz′S6290898N S71S62az1*Lf2S7157187N S7S71az2*L2S793531N S9Ka*S7S998208N 2020/10/21-6 结果表明大部分点张力≤125000能满足胶带安全系数m12的要求 此时主机总功率需284kw能满足选取主机电机总功率396kw 4.2第二台辅机非正常工作情况下各点张力为此时Lf1750750m S117835N S221679N S338189N S440098N S52S4az1*Lf1S52103307N S62S52-a01′*Lz2S6294959N S71S62az1*Lf2S7161248N S7S71az2*L2S797592N S9Ka*S7S9102472N 结果表明大部分点张力≤125000能满足胶带安全系数m12的要求 此时主机总功率需299kw能满足选取主机电机总功率396kw 五） 当主机机尾移到距离第二部子机机尾100100m处时，此时第二台辅机需要拆除。 仅主机工作情况下各点张力为此时Lf2-150-150m S117835N S221679N S338189N S440098N S71S4az1*Lf2S7127456N S7S71az2*L2S763801N S9Ka*S7S966991N 结果表明大部分点张力≤125000能满足胶带安全系数m12的要求 此时主机总功率需173kw能满足选取主机电机总功率396kw 六） 当主机机尾移到1700m变坡处时，此时全部为-2。 仅主机工作情况下各点张力为 S117835N S221679N S338189N S440098N S7S71az2*L2S776443N S9Ka*S7S980265N 结果表明大部分点张力≤125000能满足胶带安全系数m12的要求 此时主机总功率需220kw能满足选取主机电机总功率396kw， 七） 最后一部子机位置 由计算（六）驱动段总长与位置可以看出 最后一台子机机尾距主机机尾Lf1范围为-87≤Lf1≤ 1007 所以最后一台子机机尾距主机机尾Lf1′必须布置在≤1007以内