刮板输送机 - 图文

一、 刮板输送机的选型设计

㈠．原始数据

表1-1 刮板输送机课程设计题目 采煤机参数 序号 姓名 采高 H(m) 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2 截深 B(m) 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 速度 V(m/min) 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4.0 3.4 3.3 3.2 3.1 3.0 2.9 2.8 2.7 2.6 2.5 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 实体密度 刮板机参数 输送距离 L(m) 160 170 180 190 200 210 220 230 240 160 170 180 190 200 210 220 230 240 160 170 180 190 200 210 220 230 240 160 170 180 190 铺设倾角 β(°) -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -3 -3 -3 -3 -3 -3 -3 散体密度 ?1(t/m3) 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 ?2(t/m3) 1.00 0.88 0.86 0.84 0.82 0.80 1.00 0.88 0.86 0.84 0.82 0.80 1.00 0.88 0.86 0.84 0.82 0.80 1.00 0.88 0.86 0.84 0.82 0.80 1.00 0.88 0.86 0.84 0.82 0.80 0.82 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 陈超 高文博 路珺 任宏伟 田凯 王耀民 薛云飞 杨骁宁 翟蒙 范志鹏 冯健 冀灵子 刘波 赵军 耿世君 李彬彬 刘旭泽 王晶 张宇峰 赵蕾 陈丽娟 高晓彬 韩梦丽 李珊 罗坤珅 乔泽民 王辉 杜臻睿 张宏昱 仝钧天 闫凯 由表1-1，某综采工作面，采煤机一次采高H＝4.0m，滚筒截深B＝0.8m，实际牵引速度 V＝3.8m/min。煤的实体密度?1＝1.2t/m3，散体密度?2＝0.80t/m3。工作面长度L＝180m，铺设倾角β＝－2°。

㈡．输送能力的计算

刮板输送机是连续动作式运输设备，每小时的输送能力为

Q?60HBVγ1 t/h （1-1）

式中 H—采煤机的一次采高，m，见表1-1；

B—滚筒的有效截深，m，见表1-1； V—实际牵引速度，m/min，见表1-1； ?1—煤的实体密度，t/m3，见表1-1。

（1-1）式中，采高H＝4.0m，滚筒截深B＝0.8m，实际牵引速度V＝3.8m/min。煤的实体密度?1＝1.2t/m3。将以上数据代入，得

Q?60HBVγ1＝60×4×0.8×3.8×1.2 t/h＝875.52 t/h

㈢．刮板输送机初选

表1-2 刮板输送机技术特征表 序号 型号 设计长度 输送能力 链速 电机功率 (m) (t/h) (m/s) (kW) 80 100 100 100 60 80 100 120 150 150 250 250 400 400 450 450 450 450 500 450 600 700 600 600 700 0.63 0.88 0.86 0.86 0.86 0.86 22 30 40 40 40 75 刮板链规格 (φ×t) 14×50-C 14×50-C 18×64-C 18×64-C 18×64-C 18×64-C 18×64-C 18×64-C 22×86-C 22×86-C 22×86-C 22×86-C 22×86-C 22×86-C 26×92-C 26×92-C 26×92-C 26×92-C 26×92-C 22×86-C 26×92-C 30×108-C 30×108-C 34×126-C 34×126-C 34×126-C 34×126-C 30×108-C 30×108-C 刮板链重量 中部槽尺寸 (kg/m) (mm) 18.8 18.8 21.76 21.76 36.74 30.35 30.35 36.74 30.35 36.74 52.93 52.93 52.93 52.93 53.24 34.34 53.24 63.29 63.29 97.78 97.78 97.78 97.78 64.45 64.45 97.78 98.78 105.85 105.85 1200×420×150 1200×420×150 1200×420×180 1200×520×180 1500×620×180 1500×620×180 1500×630×190 备注 轧制 轧制 轧制 轧制 轧制 轧制 轧制 1 SGB-420/22 2 SGB-420/30 轻 3 SGB-420/40 型 4 SGB-520/40 5 SGB-620/40T 100 6 SGB-620/80T 160 7 SGB-630/75 8 SGB-630/150 中 9 SGZ-630/180 型 10 SGB-630/180 11 SGB-630/220 12 SGB-630/220 14 SGB-630/264 15 SGZ-630/264 16 SGZ-730/264 17 SGZ-730/160 重 19 SGZ-730/320 型 20 SGZ-730/400 21 SGZ-764/264 22 SGB-764/264 23 SGZ-764/320 25 SGZ-764/500 26 SGZ-764/630 27 SGZ-800/500 28 SGZ-800/630 29 SGZ-800/750 超 30 SGZ-800/800 重 型 31 SGZ-830/500 32 SGZ-830/630 35 SGZ-880/750 36 SGZ-880/800 37 SGZ-900/630 38 SGZ-900/800 150 150 180 180 180 180 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 250 250 250 250 0.86 2×40 0.86 2×75 1.00 2×90 1.00 2×90 1.01 2×110 1.00 2×110 1.18 2×132 1.10 2×132 0.95 2×132 0.94 160 0.94 2×160 1.10 2×200 0.95 2×132 1.12 2×132 0.95 2×160 1500×630×190 轧制、铸焊 1500×630×222 轧制、铸焊 1500×630×222 轧制、铸焊 1500×630×222 轧制、铸焊 1500×630×222 轧制、铸焊 1500×630×222 轧制、铸焊 1500×630×222 轧制、铸焊 1500×730×222 轧制、铸焊 1500×680×290 轧制、铸焊 1500×680×290 1500×680×290 1500×764×222 1500×764×222 1500×764×222 内宽724 内宽724 内宽800 内宽800 内宽800 内宽800 内宽780 内宽780 内宽800 内宽800 内宽900 内宽900 铸焊 铸焊 铸焊 铸焊 铸焊 铸焊 铸焊 铸焊 铸焊 铸焊 铸焊 铸焊 铸焊 铸焊 铸焊 铸焊 铸焊 1000 1.20 2×250 1100 1.30 2×315 1200 1.20 2×250 1250 1.30 2×315 1300 1500 1200 1300 1600 1650 1700 1800 2×375 2×400 2×250 2×315 2×375 34×126-D(或C链) 2×400 34×126-D(或C链) 2×315 2×400 34×126-C 34×126-C 由表1-2，设计输送能力应稍大于实际输送能力Q，因此，初步选定型号为SGZ-764/500的超重型刮板输送机。其输送能力为1000t/h＞875.52t/h，设计长度为200m，链速为1.2m/s，电机功率为2×250kW，刮板链规格为30×108-Cφ×t，刮板链重量为63.29kg/m，中部槽内宽为724mm。

㈣．运行阻力的计算 刮板输送机的运行阻力包括：货载及刮板链在溜槽中运行时的滑动摩擦阻力；倾斜运输时，货

载及刮板链的下滑分力；刮板链绕经链轮时链条的弯曲阻力以及链轮的轴承阻力；传动装置的阻力；可弯曲刮板输送机弯曲段的附加阻力；惯性力（动阻力）。

⒈基本阻力

基本阻力考虑以上提及运行阻力的前两项，由图1-1。此阻力按重段（上分支）和空段（下分支）分别计算。

图1-1

重段运行阻力

Wzh?(q???q0???)Lgcos??(q?q0)Lgsin? N （1-2）

空段运行阻力

Wk?q0Lg(???cos??sin?) N （1-3）

式中 q—单位长度上货载的质量，kg/m； q0—刮板链的重量，kg/m，见表1-2；

??，???—货载、刮板链在溜槽中的运行阻力系数，见表1-3；

L—输送机的铺设长度，m，见表1-1；

β—输送机的铺设倾角，见表1-1； g—重力加速度，m/s。

输送能力

Q?3.6q?v t/h （1-4）

式中 q—单位长度上货载的质量，kg/m； v—刮板链的运行速度，m/s，见表1-2。

由（1-4）式可得

q?Q3.6v kg/m

2上式中，实际输送能力Q＝875.52t/h，刮板链的运行速度v＝1.2m/s。代入，得

q?Q3.6v?875.523.6?1.2 kg/m?202.67 kg/m

表1-3 运行阻力系数 输送机类型 单链刮板输送机 双链刮板输送机 ?? 0.4～0.6 0.6～0.8 ??? 0.25～0.4 0.3～0.4 由表1-3，刮板输送机为中双链，因此取??＝0.6，???＝0.3。 （1-2）、（1-3）两式中，单位长度上货载的质量q＝202.67kg/m，刮板链的重量q0＝63.29kg/m，货载在溜槽中的运行阻力系数??＝0.6，刮板链在溜槽中的运行阻力系数???＝0.3，输送机的铺设长度L＝180m，输送机的铺设倾角β＝-3°，重力加速度g＝10m/s2。将以上数据代入，得 Wzh?(q???q0???)Lgcos??(q?q0)Lgsin? ?(202.67?0.6?63.29?0.3)?180?10?cos3??(202.67?63.29)?180?10?sin3? N ?227659 NWk?q0Lg(???cos??sin?)?63.29?180?10?(0.3?cos3??sin3?) N?40092 N

⒉附加阻力

首先考虑刮板链绕经链轮时的弯曲阻力和链轮轴承的转动阻力。

⑴转动阻力

链轮轴承转动阻力可按重段阻力Wzh和空段阻力Wk之和的10%考虑，即

Wl?Wl??Wl???0.1(Wzh?Wk)?0.1?(227659?40092) N=26775 N

⑵弯曲阻力

可弯曲刮板输送机弯曲段的附加阻力亦可按重段阻力Wzh和空段阻力Wk之和的10%考虑，即

??Ww???0.1(Wzh?Wk)?0.1?(227659?40092) N=26775 N Ww?Ww⒊总运行阻力

总运行阻力W0为基本阻力和附加阻力之和，亦可按下列简化计算

W0?(Wzh?Wk)?(Wl?Ww)?1.2(Wzh?Wk)?1.2?(227659?40092) N=321301 N

㈤．电动机功率的校核

对于机械化或综合机械化采煤工作面与采煤机配套的可弯曲刮板输送机，其载货的装载长度随

着采煤机的移动而变化。

电动机功率按等效功率来计算

Nd?K?T0NtdtT2?0.6KNmax?Nmax?Nmin?Nmin kW （1-5）

22式中 Nmax—刮板输送机满负荷运行时的最大功率，kW；

Nmin—刮板输送机空载运行时的最小功率，kW。

Nmax?KNmin?W0?v1000?（1-6） kW

kW （1-7）

1.1?2q0???Lcos??v1000?式中 K—电动机功率备用系数，可取K＝1.15～1.2；

η—传动装置的总效率，可取η＝0.8～0.83； v—刮板链运行速度，m/s，见表1-1；

W0—刮板输送机牵引力即总运行阻力，N； q0—刮板链的重量，kg/m，见表1-2；

???—刮板链在溜槽中的运行阻力系数，见表1-3；

L—输送机的铺设长度，m，见表1-1； β—输送机的铺设倾角，见表1-1；

（1-6）式中，电动机功率备用系数K＝1.15，传动装置的总效率η＝0.8，刮板链运行速度 v＝1.2m/s，刮板输送机牵引力即总运行阻力W0＝321301N。将以上数据代入，得

Nmax?KW0?v1000?=1.15?321301?1.21000?0.8 kW=554 kW

（1-7）式中，刮板链的重量q0＝63.29kg/m，刮板链在溜槽中的运行阻力系数???＝0.3，输送机的铺设长度L＝180m，输送机的铺设倾角β＝-3°，刮板链运行速度v＝1.2m/s，传动装置的总效率η＝0.8。将以上数据代入，得

1.1?2q0???Lcos??v1.1?2?63.29?0.3?180?cos3??1.2Nmin?= kW=11 kW

1000?1000?0.8 （1-5）式中，电动机功率备用系数K＝1.15，刮板输送机满负荷运行时的最大功率Nmax＝554kW，刮板输送机空载运行时的最小功率Nmin＝11kW。将以上数据代入，得

Nd?0.6KNmax?Nmax?Nmin?Nmin=0.6?1.15?2222554?554?11?11 kW?386 kW

刮板输送机的额定功率为2×250kW＝500kW，Nd＝386kW＜500kW，所以是满足使用要求的。

㈥．刮板链的强度验算

进行刮板链强度验算的一般步骤是，先判定最小张力点并确定最小张力点的张力，然后根据逐

点张力计算法确定其他各点张力， 找出最大张力点进行刮板链强度验算。

⒈最小张力点的判定

数值判定法。双端驱动，两端的功率一般均相等，所以

S4?S1?S2?S3

图1-2

将S2?S1?Wk,S4?S3?Wzh代入上式，并整理得

S1?S3?12(Wzh?Wk)?12?(227659?40092) N=93784 N＞　0

?S1＞S3，3点为最小张力点。

⒉最小张力点张力的确定

从理论上讲，刮板链的最小张力点张力为零最好，但由于某些原因，最小张力为零很难保证。

为了安全起见，一般设计时都大于零，其经验数据如下： 对于双链刮板输送机，取最小张力点张力

Smin＝4000～6000 N

⒊逐点张力计算法和张力图

Si?Si?1?W(i?1)~i

式中 Si、Si?1—分别为牵引机构前后两点的张力；

W(i?1)~i—前后两点间的运行阻力。

通过分析，最小张力点在3点，S3?Smin＝4000N。 由S1?S3?12(Wzh?Wk)，得

S1?12(Wzh?Wk)?S3?12?(227659?40092)?4000 N=89784 N

应用逐点张力计算法，有

S2?S1?W1~2?S1?Wk?89784?40092 N=129876 NS4?S3?W3~4?Smin?Wzh?4000?227659 N?231659 N

图1-3

⒋刮板强度验算

以上求出了刮板链的各点张力，选其最大张力点进行刮板链强度验算。最大张力为最大静张力和动张力之和。动张力按最大静张力的20%考虑，即

S4?S静?S动=(1?20%)S静 因此， S静=

S4(1?20%)1.2刮板链强度验算，以安全系数m来衡量。

2SP?双链 m? （1-8）

1.2Smax?231659 N=193049 N

式中 m—安全系数。刮板输送机要求m≥3.5；

SP—一条牵引链的破断力，N；

Smax—最大静张力，N；

λ—双链负荷不均系数。双边链取0.85；双中链可适当取大些。

表1-4 各级圆环链的破断负荷

φ×t 14×50 190 250 310 18×64 320 410 510 22×86 480 610 760 26×92 670 850 1060 30×108 890 1130 1410 34×126 1100 1450 1700 38×137 1820 42×146 2220 48×152 B级/kN C级/kN D级/kN 由表1-2可知刮板链规格为30×108-Cφ×t，因此由表1-4，一条牵引链的破断力SP＝1130kN。

又知，最大静张力Smax＝S静＝193049N。

（1-8）式中，牵引链的破断力SP＝1130kN＝1130000N，由于此刮板输送机为双中链，双链负荷不均系数λ取0.87，最大静张力Smax＝193049N。将以上数据代入，得

m?2SP?1.2Smax?2?1130000?0.871.2?193049?8.5

由于安全系数m＝8.5≥3.5，因此，刮板链的强度是符合要求的。 由以上计算得出，本工作面所选用的刮板输送机应为型号是SGZ-764/500的超重型刮板输送机。其设计长度为200m，输送能力为1000t/h，链速为1.2m/s，电机功率为2×250kW，刮板链规格为30×108-Cφ×t，刮板链重量为63.29kg/m，中部槽内宽为724mm。

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