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下组煤皮带机提速改造可行性报告 下组煤皮带机提速改造 可行性报告 项目单位运输区 项目地点下组煤 可行性报告编制时间2009年5月12日 项目基本情况 项目名称下组煤头部皮带机提速改造可行性报告 主要工作内容 该项目是由xx煤矿进行提出，并由设备厂家提供更换的设备技术参数及技术论证，主要进行对下组煤头部皮带机（以下称头部皮带）进行CST可控传输装置的机械部分更换工作，项目完毕后，头部的运输能力将由现在的1500t/h提升到1800t/h，从而满足下组煤采区集中原煤运输的需要。 项目背景 现在下组煤头部使用的皮带机运输能力与工作面顺槽的皮带机运输能力一样（头部皮带与工作面顺槽皮带的技术参数见附表1、附表2），当工作面推进到前半段，开足生产时，加上开拓、掘进工作面的生产，现在的运输能力明显不足，经常发生超负荷作业而导致停机，影响生产，之后再把皮带上的煤人工攉下，减轻皮带机起动负荷，重新启动。 这种情况的发生严重制约了原煤生产。为了满足原煤生产的需要，同时消除过负荷的运载停机的情况， 经公司领导研究决定进行提速改造。 改造方案比较 提升速度由原来的3.15m/s提升到4m/s, 运输能力由现在的1500t/h提升到1800t/h，胶带满足最大张力要求及使用要求，计算结果如下 一、 原 始 参 数 1.运 输 物 料原煤堆积密度ρ1 t/m3 动堆积角α20 2.运 输 能 力Q1800 t/h 3.胶带几何特征（自头部起） 第一段水平长度L1295 m, 倾角δ116弧度,提升高度H184.6m 第二段水平长度L260 m, 倾角δ29弧度,提升高度H29.5m 第三段水平长度L31516. m, 倾角δ30,提升高度H30 4.水平运输距离L1871m 5. 胶带运行速度V 4 m/s 6. 净提升高度HLtgβ94.1m 二、 自定义参数 1. 胶带宽度 B1200mm 2. 输送机理论运量Q3600Sνkρ 理论运量Q 36000.1650740.881 Q 2092 t/h 由于实际运量Q1800 t/h小于理论运量Q2092t/h 满足输送要求。 3. 初选胶带 钢丝绳芯带胶带型号 ST2500 Gx2500N/mm 覆盖胶厚度88mm 胶带总厚度22mm 计算安全系数10.23 4.每米机长胶带质量 qB43.32 kg/m 5.每米机长物料质量 qG1Q1/3.6ν 1800/3.640/3.64 125 kg/m 6.滚筒组 （1）初选头部传动滚筒D≥Cd 1457.51087.5mm 所选胶带需要的传动滚筒最小直径为1250mm 传动滚筒直径D1280mm 传动滚筒直径满足要求 （2）初选尾部改向滚筒直径Φ800 mm 7.托辊组 ⑴ 重载段采用35槽角三托辊组，辊子直径Φ133mm 辊子轴承型号 6306/C4辊子轴径Φ30 mm， 查表单个上辊转动部分质量G18.13 kg n3 a0--上托辊组间距；a0 1.2 qROnG1/a0 38.13/1.2 20.325 kg/m 每米机长上辊子旋转部分质量 qRO20.325 kg/m⑵ 空载段 平托辊 辊子直径Φ133 mm 辊子轴承型号 6306/C4辊子轴径Φ30 mm， 查表单个下辊转动部分质量G218.35 kg n1 au--下托辊组间距；au 3m ， qRUnG2/au 118.35/3 6.117kg/m 每米机长下辊子旋转部分质量 qRU6.117kg/m⑶ 辊子旋转转速 n30ν/（3.14r） 304/3.140.0665 574.39 rpm 辊子旋转转速小于600rpm， 满足要求 8.上下胶带模拟阻力系数f0.023 9. 胶带与传动滚筒之间的摩擦系数 μ0.4 10.拉紧方式液压自动拉紧 11.清扫方式头部布置H型合金橡胶清扫器，尾部布置角型硬质合金清扫器12.导料槽3m设置节数2节 导料板长度L6 m 三.辊 子 载 荷 校 核 ⑴ 重载段辊子静载荷校核 P0ea0gIm/vqB 0.81.29.81500/443.32 1585.17 辊子额定载荷P0e4370N 辊子静载荷满足要求 ⑵ 重载段动载荷辊子校核 P0P0fsfdfa 1585.181.21.161.1 2427 N 重载段辊子净载荷P01585 N 辊子额定载荷P0e4370 N 辊子动载荷满足要求 四、输 送 机 阻 力 计 算 1. 主要阻力胶带及物料产生的运行阻力FHFHFHOFHU FHOfg[L1qBqG1qG2cosδ1L2qBqG1qG2cosδ2L3qBqG1qG2cosδ3LqRO-FH12] fg[qBqG1qG2L1cosδ1L2cosδ2L3cosδ3LqRO-FH12] 0.0239.81[43.321250295cosδ160cosδ21516cosδ3187120.325-0] 79175.13 N FHUfg[L1qBcosδ1L2qBcosδ2L3qBcosδ3LqRU] fg[qBL1cosδ1L2cosδ2L3cosδ3LqRU] 0.0239.81[43.32295cosδ160cosδ21516cosδ318716.12] 20752.36 N FHFHOFHU 79175.1420752.37 99927.49 N 2. 附加阻力FN FNFbAFfF1Ft 1）给料点处物料附加阻力FbA FbAIvρv 0.5110004 2000 N 2 胶带绕过滚筒附加阻力F1 主要滚筒个数共计4个,按每个滚筒132.62N 计算。 滚筒阻力系数按 1.004 F14132.62 530.5 N 3 其它附加阻力之和FfFt 400 N FNFbAFfF1Ft2000530.484002930.5 N 3. 特种主要阻力Fs1 被输送物料与导料栏板之间的摩擦阻力Fg1 Fg1μ2Iv2ρgl/v2b12 0.60.52110009.816/420.732 1035.5 N 故特种主要阻力Fs1Fgl1035.49 N4. 特种附加阻力Fs2 Fs2FrFa 1）头部清扫器对胶带阻力按照设置2个清扫器计算Fr12AtPμ3 20.012700000.6 1008N 2）空段清扫器对胶带阻力（按2个清扫器计算） Fr2AwPμ32 0.018700000.62 1512 N 故FrFr1Fr2 10081512 2520N 故附加特种阻力Fs22520N 5. 倾斜阻力Fst FstqG1gHqG2gH 1259.8194.09309.8194.093 115381.49 N 6. 驱动滚筒圆周驱动力 FuFHFNFS1FS2FSt 99927.52930.481035.492520115381.49 221794.96 N 五、传动功率计算 1.传动滚筒轴功率计算 PAFuV 221794.964 887179.82 w 887.18 Kw 2.电动机功率计算 PMPA/η1η2ηη 887.18/0.9220.9410.90.95 1195.76 Kw 功率取整PM1196.00 Kw 3.电动机选型 采用2个滚筒驱动 采用2台电机驱动, 计算电机功率N598Kw， 电压等级6000V 电动机转速 n11485rpm 实选电机功率N630 Kw 电动机型号YB560M1-4共计2台 六、输送带张力计算 1.逆止力矩计算 因输送带运行阻力F199927.5N小于物料提升阻力F2115381.49N输送带运行阻力小于物料提升阻力，输送带会逆转，因此设置逆止器。 输送机实际逆转力矩为 Mn≥{Fst-0.8[Lωng2qBqROqRUqGωngH/sinδ]}dr {115381.5-0.8[18710.0129.81243.3220.3256.1171250.0129.8194.1/sinδ]}0.625 57148.45 N.m 57.1 KN.m 逆止力矩计算有效。 此逆止器安装于传动滚筒轴上。 2.胶带在允许最大下垂度时输送带张力 ⑴ 重载段允许最小张力 Szmin≥a0qGqBg/8h/amax 1.212543.329.81/80.01 24768.29 N ⑵ 空载段允许最小张力 Skmin≥auqBg/8h/amax 343.329.81/80.01 15936.35 N 3.滚筒与胶带在临界打滑状态时输送带张力驱动型式为双滚筒双电机驱动 功率配比 11 1）第二传动滚筒奔离点输送带张力 F2min≥Fumax/eμФ2-1 Fumax Fu*KA 221794.961.5 332692.44N 胶带围包角 Ф2400时 μ0.40 eμФ216.322 332692.44/16.323-1 21711.97 N 取值系数m1.94取S242121.22 N尾部滚筒胶带张力满足重载段胶带垂度要求 2）第二传动滚筒趋入点输送带张力 S2S2Fu/2 42121.22221794.96/2 153018.70 N 3.第一传动滚筒 1第一传动滚筒奔离点输送带张力S1S2153018.70 N 2第一传动滚筒趋入点输送带张力S1S1Fu/2 263916.17 N 4. 头部改向滚筒 头部改向滚筒奔离点输送带张力St1S1263916.17 N头部改向滚筒趋入点输送带张力St2St1/1.004262864.72 N 5. 头部改向滚筒合力 StSt1St2 526780.89 N 526.78 KN 6. 尾部滚筒胶带奔离点输送带张力 S4S2-FHO-FbA-FfFt-Fε1-Fg1-Fa-Fst-HgqB 262864.72-79175.14-2000-400-0-1035.49-0-115381.49-94.19.8143.32 S424886.00 N 因S424886.01N大于Szmin24768.29N 足重载段胶带垂度要求 7. 尾部滚筒胶带趋入点输送带张力 S3S4/Kg 24886.01/1.004 24786.85 N 因S324786.86N大于Skmin15936.35N 满足空载段胶带垂度要求 8. 拉紧装置处输送带张力 S5S3-L-L0fgqBqRUqBgH-Fr2 24786.86-（1871-30）0.0239.8143.326.1243.329.8194.1-1512 42726.08 N因S542726.09N大于Skmin15936.35N 满足空载段胶带垂度要求 9. 拉紧力计算 1拉紧力 M2S5 242726.09 85452.16 N 85.45 KN 取拉紧力为M86.00 KN 10.输送带总长度及拉紧行程 1）输送带总长度（粗略计算） LDLZLANΔL 2295/COS1660/COS91516/COS0π（1.251/2 3770.807 m LA3l250/1000 0.96 m 11. 头部传动滚筒合力 第二传动滚筒Ft2Fumax/22S2min 332692.44/2242121.22 250588.66 N Ft250.59KN 第一传动滚筒Ft1Fumax/22S1min 332692.44/22153018.7 472383.62 N Ft1472.39KN 12. 尾部改向滚筒合力 FwS3S4 24786.8624886.01 49672.86N Fw49.68KN 13.头部传动滚筒最大扭距 MnKAFudr/2 1221794.960.625/2 69310.93N.m 69.32KN.m 七、胶带安全验算 胶带接头采用硫化连接，其接头强度保持率取90。n0.9 胶带安全系数 mnσB/S1 10.23 胶带安全系数满足要求 计划有两种方案 1、增加驱动滚筒的直径 此方案主要是在其他条件不变的情况下，通过增加驱动滚筒的直径，加快驱动滚筒的线速度，来实现皮带机提速的目的。主要工作是重新加工两个驱动滚筒，替换现有滚筒。 计算滚筒增加后的直径 减速器输出轴转速 输入轴速度n1速比i 148531.6593 47 r/min 滚筒直径＝线速度/（转速60π 4/4760π 1.625m 经现场实际测量结果表明，首先现场固定驱动滚筒的机架结构布置不能满足滚筒直径增加后的需要，如连同机架一起更换，则施工周期太长，显然在生产任务紧张的情况下，是不经济的，其次巷道空间狭小，作业地点对于更换滚筒施工不能满足。 2、改变减速器的速比 此方案主要是在其他条件不变的情况下，更换两台速比合适的减速器，此装置为葆德电机有限公司的CST可控起动传输装置，速比计算如下 滚筒转速（r/min）线速度/π滚筒直径1/60 ＝4/π1.281/60 ≈60r/min） 减速器速比i 输入轴速度滚筒转速 148560 24.75 经与厂家联系，实际选择速比i为24.5714的750KS的CST。 具体参数见附表3。 结论 两种方案对比，二号方案相对一号方案，施工周期影响生产时间短，施工便利、困难较小。因此，采用二号方案更为经济合理。 附表1 下组煤头部皮带机 STJ1200／2630S带式输送机 序号 项 目 单 位 技术参数 1 输 送 量 t／h 1500 2 带 速 m／s 3．15 3 倾 角 度 0～16 4 长 度 米 1871 5 功 率 KW 2630 6 输送带 型 号 ST2500 带 宽 米 1．2 7 电动机 型 号 YB560M14 功 率 KW 630 转 速 转／分 1488 电 压 V 1000 8 减 速 器 型 号 750KS（CST） 9 逆 止 器 型 号 NJ270N270 10 制 动 器 KPZⅡ1200 11 拉 紧 装 置 ZY1250 12 传 动 滚 筒 ㎜ φ1280 13 托辊 直 径 ㎜ φ133 槽 形 角 ㎜ 35 附表2 工作面顺槽皮带机 SSJ1200／2315可伸缩带式输送机 序号 项 目 单 位 技术参数 1 输 送 量 t／h 1500 2 带 速 m／s 3．15 3 倾 角 度 0～4 4 输 送 机 名 义 运 距 米 1000 5 输 送 机 总 功 率 KW 2315 6 阻燃输送带 型 号 PVG1250S 带 宽 米 1．2 槽形角 ㎜ 35 7 电动机 型 号 YB355L24 功 率 KW 315 转 速 转／分 1488 电 压 V 660／1140 8 减速器 型 号 B3SH13A／B（带风扇） 速 化 20 9 传 动 滚 筒 ㎜ φ830 10 托辊 直 径 ㎜ φ133 附表3 CST可控传输装置计算结果表 目 单位 参数 输入参数 输送量 t/h 1800 带宽 mm 1200 带速 m/s 4.0 松散容重 kg/m3 900 水平长度 m 1871 提升高度 m 93 输送机倾角 最大160 采用带强 N/mm ST2500 带重 kg/m 托辊直径 mm 159 上托辊转动部分重量 kg/m 下托辊转动部分重量 kg/m 托辊模拟阻力系数 0.027 输出数据 传动滚筒直径 mm 1250 计算轴功率 kW 1007 计算电机功率 kW 1185 功率配比 头部11 装机功率/转速 kW/rpm 2x630/1480 实际输送带安全系数 8.1 CST选择 数量x规格 2x750KS CST 速比 24.5714 功率（服务系数＝1） kW 873 实际服务系数 （相对轴功率/电机功率） 1.73/1.23 16