皮带输送机设计计算对比研究(新版)Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production.( 安全管理 )单位：______________________姓名：______________________日期：______________________编号：AQ-SN-0053皮带输送机设计计算对比研究(新版)皮带机技术设计主要是通过理论上的分析计算，确定合理的运行参数，选出满足生产要求的输送机各个部件，或者对选定的部件参数进行验算，完成输送线路的宏观设计。

设计计算一般采用概算法或逐点法进行计算，得到驱动滚筒轴功率、电动机功率和各特性点张力，为部件选型打下基础。

在皮带机初步设计阶段，要计算出传动滚筒轴功率、电动机功率以及各特性点张力。

通常采用概算法或逐点法计算上述数据，前者比较粗略，后者较精细。

以某1米带宽固定带式输送机设计为例(布置图见下图)，其采用了头部传动、尾部改向、中部重锤拉紧的结构方式，设计时先后采用了两种算法，最后对最终结果进行比较，收到了较好的设计效果。

概算法计算功率和各特性点张力在初步设计阶段，确定原始条件:原煤比重γ、物料粒度Xmax、输送量Q=600t/h、倾角β=16°，头部滚筒到尾部滚筒的水平中心距Lh=162.2m，垂直拉紧滚筒中心线距头部滚筒的水平距离Lh1=135.50m托辊布置间距为：上托辊间距l0=1.2m下托辊间距l0'=3.0m导料槽长度根据卸料情况布置长度L=12.0m预选带速v=2.0m/s后，算出带宽B=1m。

然后初选聚酯帆布带EP-200，6层，计算输送带单位长度的质量q0=16.28kg/m1.1.选择托辊根据运行条件及手册相关参数，先初选托辊型号，计算承载及回程托辊单位长度质量备用。

承载托辊组转动部分单位长度的质量qtz=11.6kg/m回程托辊组转动部分单位长度的质量qtk=3.7kg/m承载、回程托辊组转动部分单位长度的质量qt=15.30kg/m1.2.传动滚筒圆周力计算1.2.1.运输物料单位长度的质量：q=Q/（3.6×v）=83.33kg/m1.2.2.计算特种阻力:特种阻力：Fs=Fτ+Fgl+Fb=1463.2N托辊前倾阻力Fτ、犁式卸料器的摩擦阻力Fb为零（均没有配置）受料区加速段外输送物料与导料槽侧板间的摩擦阻力：Fgl=μ2×q2×g×ιb/（103×γ×b02）=1463.2N1.2.3.输送机的总圆周力：首先，拟选运行阻力系数f=0.026附加阻力系数CN=1.54计算得物料的提升高度：H=46.51m圆周力:F=CN×f×L×g×[qt+(2q0+q)cosβ]+g×q×H+Fs=47746N1.3.功率计算1.3.1.驱动滚筒轴功率P=10-3×F×v=95.5kW1.3.2.电动机功率确定：功率备用系数（通常取Kd=1.2～1.3）Kd=1.3驱动装置的传动功率（一般η=0.85～0.9）η=0.86 电压降系数（通常ξ=0.90～0.95）ξ=0.9多机功率不平衡系数（一般ξd=0.90～0.95），因为是单机驱动，取ξd=1电动机的总功率：N1=Kd×P/（η×ξ×ξd）=160.4kW选择电动机型号为YKK450-4，额定功率200kW1.4.输送带张力计算：1.4.1.根据传动条件和垂度条件，计算最小张力S1拟选传动滚筒动载荷系数Ka=1.5、传动系数C=0.428，计算得出最小张力由传动条件确定，取S1=C×Ka×F=30653N采用垂直拉紧方式，计算回程分支主要阻力F回=-6596N，回程头部滚筒到垂直拉紧滚筒的各项阻力和F6=-5407N。

1.4.2.各点张力计算忽略皮带和滚筒间的摩擦阻力，在比较粗略的情况下计算各个特性点张力，如下：S1=S2=S3=30653NS4 =S5=S6=S7=S8=S9=S1+F6=25246NS12=S1+F回=S10=S11=24057N2.4.3输送带最大张力Smax=S13=S1+F=78399N逐点法计算功率和各特性点张力2.1.计算有关数值上托辊阻力系数W'=0.04下托辊阻力系数W''=0.035上托辊单辊转动部分质量M'=4.65kg下托辊辊子转动部分质量M''=11.01kg单位长度煤重q=Q/(3.6×V)=83.33kg/m单位长度皮带重q0=(6×1.58+5.1+1.7)×B=16.28kg/m(EP200型聚酯帆布带,6层,上胶厚4.5mm,下胶厚1.5mm)单位长度上托辊辊子转动部分质量q'=3M'/l0=11.6kg/m单位长度下托辊辊子转动部分质量q''=M''/10' =3.7kg/m2.2.各部阻力计算弹簧清扫器阻力（头部）W弹=100×B=100.0kg物料加速阻力W物加=q×V2/(2g)=17.0kg，导料槽阻力W导=(1.6B2×γ+7)×L=101.3kg空段清扫器阻力W空=20×B=20.0kg承载段部分阻力W上=(q+q0+q')×Lh×w'+(q+q0)×Lh×tgβ=5347.3kg空载段(头部和垂直拉紧之间)部分阻力W下1=(q0+q'')×Lh1×w''-q0×Lh1×tgβ=-537.9kg空载段(垂直拉紧和尾部之间)部分阻力W下2=(q0+q'')×(Lh-Lh1)×w''-q0×(Lh-Lh1)tgβ=-106.0kg2.3.逐点法计算张力滚筒参数选择：滚筒摩擦系数μ=0.35围包角α=193.62°2.3.1.滚筒各处张力存在如下的函数关系：S13=eμα×S1S8=S7S2=S1+2×W弹S9=1.03×S8 S3=1.02×S2 S10=S9+W下2+W空S4=S3+W下1+W空S11=1.02×S10 S5=1.03×S4 S11=S12S6=S5S13=1.04×S12S7=1.04×S6Smax=S13+W物加+W导+W上2.3.2.试算各特性点张力值如下: S1=2423kgS8=2311kgS2=2623kgS9 =2380kgS3=2675kgS10 =2294kgS4=2157kgS11 =2340kgS5=2222kgS12 =2340kgS6=2222kgS13 =2434kgS7=2311kgSmax=7900kg=77420N经过上述张力初算，S13=2434kg，大于按照悬垂度核算的最小张力Fmin=l0×（q+q0）×cosβ/(0.02×8)=718kg，满足最小承载力条件，则最大张力Smax=7900kg。

2.3.3.功率计算功率备用系数K=1.3，总传动效率η=0.86传动轴功率N0=(Smax-S1)×V/102=107.5kW电机传动功率N2=K×N0/η=162.5kW2.4.电机选型选择电机:三相异步电动机,额定功率200kW两种方法算出的电动机功率分别为N1=160.5kW，N2=162.5kW，数值接近，故选择功率200kW的电动机可行。

根据各处张力值计算滚筒处的合力后选择滚筒，前者最大张力Smax1=78399N，后者Smax2=7900kg=77420N，两者差值为979N,数值接近。

在第一种方法中，只是计算了关键特性点张力，因此之后部件选型应考虑可靠的余量；第二种方法逐项计算了各点张力，结果更为精细，可以为部件选型提供可靠的依据。

皮带机设计也是一个经验积累的过程，应根据皮带长度、运输能力、宽度、带速等选择合适的计算方法，有时还可以用不同算法对同一设计项目进行验证，使得设计结果满足错综的现场环境要求。

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