南四至南三皮带巷胶带输送机选型与验算

胡万忠

开滦能源化工股份有限公司范各庄矿业分公司，中国·河北 唐山 063109

1 引言

随着该公司资源枯竭，生产区域不断萎缩，三水平南五、南四采区为矿井主力采区，将担负矿井80%的原煤产量。在考虑节能、环保、便于维护对南四至南三皮带巷所安装的皮带选型和验算。

2 皮带选型验算

2.1 皮带选型设计依据

①输送物料特性：

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

②输送量：Q=1500t/h。

③输送长度：L1=140.466m；L2=28.288m（总长L=168.754m）。

2.2 预选皮带参数

①带速：初选V=2.5m/s；

②带宽：初选B=1.4m。

2.2.1 按输送量计算

其中，K 为装料断面系数，418；Cm为倾斜系数，0.97。

2.2.2 按输送物料块验算带宽

选择带宽B=1.4m，符合要求。

2.2.3 输送带

预选阻燃整芯输送带，规格为：PVG1600，皮带强度：1600N/mm。

输送带额定拉断力：

单位长度质量：qd=33.614kg/m（上下胶厚6、4mm）。

带芯厚度：δ=9.8mm。

3 传动滚筒圆周力和轴功率计算

3.1 圆周力计算

承载分支空载主要阻力：

其中，CN为附加阻力系数，1.077；f 为运行阻力系数，0.03。

回空分支主要阻力：

输送物料单位长度的质量：

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

物料主要阻力：

空载时主要阻力：

FHk=Fsh＋Fkh=24046 ＋16710=40756N

重载时主要阻力：

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

重载时物料倾斜阻力：

Fwst=q·H·g=166.67×36.05×9.81=58947N

输送带倾斜阻力：

Fost=qd·H·g=33.614×36.05×9.81=11889N

物料与导料槽之间的摩擦阻力：

其中，l 为导料槽拦板长度m，4.5m；b1为料槽两拦板长度，0.85；μ2为物料与导料拦板的摩擦系数，0.7；Iv为输送能力，1500/3600/0.9=0.463m3。

头部清扫器摩擦阻力：

Fr1=N3·A·p·μ3=1×0.014×100000×0.7=980N

空段清扫器摩擦阻力：

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

其中，N3为清扫器个数，1 个头部，1 个空段；A 为清扫器和输送带接触面积，头部：0.014 空段：0.021；p 为清扫器和输送带间的压力N/m2,100000；μ3为清扫器和输送带间的摩擦系数，0.7。

重载时圆周力：

Fz=FHz＋Fwst＋Fg＋Fr1＋2Fr2

3.2 轴功率

经比较，最高点以后满载时，轴功率最大为：

Pz=Fz·V/1000=135870×2.5/1000=340kW

3.3 传动方式及电动机功率的确定

传动装置使用永磁电动滚筒，采用双滚筒的传动方式，低压防爆变频调速控制方式[1]。

每台电动机计算功率：

其中，Kd为功率备用系数，1.2；η 为传动装置的效率，0.98×0.98×0.98=0.94；ζd为多机功率不平衡系数，0.96；ζ 为电压降系数，0.95；n 为传动装置数目，2。

按两个滚筒的功率配比1 ∶1 选择，每台电机实选功率为：315kW。

4 输送带张力计算

4.1 最小张力计算

圆周力F=135870N。

4.1.1 按传动条件

对传动滚筒II：

选取围包角θII=210°，传动系数CII=0.667。

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

其中，μ 为传动滚筒采用包胶滚筒时摩擦系数，0.25；Ka为动载荷系数，1.5。

对传动滚筒Ⅰ：

选取围包角θⅠ=210°，传动系数CⅠ=0.667。

S2min≥CⅠ·Ka·FⅠ=0.667×1.5×67935=67969N

S3min≥S2min－FⅡ=67969-67935=34N

比较上述计算结果，按传动条件应满足S3min≥67969N[2]。

4.1.2 按垂度条件

承载分支：

回空分支：

按垂度条件应满足[3]：

5 结语

矿井二水平南四至南三为后期主要运输环节，二水平南四、南五原煤运输由矿车拉运变为皮带运输，提高安全性、可靠性和运输能力，同时，更加容易实现集中控制、减人提效。