大角度水平转弯带式输送机的设计理论.doc
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1、大角度水平转弯带式输送机的设计理论大角度水平转弯带式输送机的设计理论上海交通大学机械学院包继华张建武山东科技大学机电学院于岩摘要:对带式输送机大角度水平转弯的几种方式进行了比较,着重分析了如何利用线摩擦驱动实现大角度水平自然转弯,提出了详细的计算方法和具体设计中应注意的几个问题.并有计算实例.叙词:带式输送机水平转弯设计AbstracI:qlfispaperc0II1p哟designwaysforh舯ehmoaleB0fbelt曲I伸eor.Maindecfil0donistheline.frictiondriveway,c0veIlgtheccI】l豳fommlandeveralp晡ntsn
2、eediogm眦ltin印e商cdesign舢讪聃acalculafioexampleKeywords:Beltcotl;,00-I(DE蛔1问题的提出我国煤矿地质条件复杂,井下煤炭输送线路变化多样,为了适应地质条件或受矿山开拓方式的限制,带式输送机经常需要作变向运行,如上坡,下坡,转弯等.本文主要对煤矿井下水平转弯带式输送机的设计进行探讨.当井下运输巷道水平弯度不大(<12)时,实现水平转弯的方法已经解决,具体计算方法见文献1.但有些矿井由于开拓方式的需要或为了降低开拓成本而沿煤层线路开拓时,会出现大角度水平转弯的巷道,且其曲率半径较小,给带式输送机的设计和布置带来困难.针对这个问题,
3、本文提出种大角度水平转弯带式输送机的设计方法.2实现方法与比较根据煤炭生产的需要.有关人员曾提出多种解决大角度水平转弯问题的设计方案,其主要方法如下.2.1串联搭接在转弯处采用2条输送机串联搭接,布置见图1.这种方法结构比较简单,便于设计,理论上可以实现任意角度转弯,但实际上存在如下问题:(1)设备投资大,需2套驱动设备和驱动架;(2)在搭接处要求有较大的洞室,并需有专人管理;(3)使输送物料产生2次破碎.2.2强制改向滚筒在带式输送机的转弯处增设1个改向滚筒(见一10一图2),形式和卸载式类似,不需要增加驱动设备.它理论上能实现90水平转弯,但使用中存在以下问题:(1)改向滚筒的安装调试要求
4、严格,一旦跑偏会加剧带边的磨损;(2)胶带的弯曲次数过多,降低了胶带的使用寿命;(3)要求有较高的安装高度.也会使物料产生2次破碎.二Q二图1串联搭接布置j圉2强制改向滚筒2.3自然水平转弯在机架结构上采取一些措施来实现输送机的自然转弯,如使转弯处托辊具有安装角,转弯处机架内侧抬高等.该方法维护简单,不需要大的安装空间,也不存在物辩的2次破碎问题,如能实现不失为一种好的转弯方式.但由于大角度自然转弯存在曲率半径过大,相应的机架内移距大等问题,给巷道的开拓提出较高的要求.如何解决这些问题是本文的研究重点.起运输机艟)2001(12】3线摩擦驱动实现大角度水平转弯解决转弯曲率半径和内移距问题,需分
5、析影响这2个问题的因素.3.1转弯曲率半径由文献1:知,转弯曲率半径受3个条件的约束,即转弯处胶带的受力平衡,胶带的最大许用应力,外侧胶带不脱离托辊.(1)根据力的平衡确定曲率半径取微元段胶带为分离体分析其受力情况(见图3).作用于该段胶带上的力有:胶带初张力S;分离体胶带的张力增量dS;分离体的运行阻力dIV;该段胶带的离心力dQ;该段胶带与物料的重力G,G2,G3,分别作用在各托辊上;各托辊作用于胶带及物料的反力dPl,dP2,dP3;各托辊作用于胶带的离心摩擦力dT】,d,d.承载分支胶带微元体的运行阻力为d=(g0+q)砖mda(1)式中qt托辊每米长旋转部分质量,ks/m转弯曲率半径
6、,m0每米长物料和胶带的质量,kg/m重力加速度.m/s2承载段阻力系数d凸瞬时转角的微元增量dTdO一曲图3胶带在转弯处的受力忽略离心力dQ,将力投影至切线方向有dS=dW(2)由式(1)和式(2)得起重运输机械2OOl(12】R-诸力在法线方向的投影和为零(S+ds)sin(da/2)+Ssin(da/2)=dTac0s(+)+dPlsin(+)+dc0s(一)一dP2sIn(一)+dCOSy+dP3sin)式中槽角安装角(3)(4)由于d0较小,故sin(da/2)一dS(da/2),dS(da/2)为高阶无穷小,则式(4)可简化为S=,Uoqo(5)式中一系数,随r,0,变化1r/co
7、s(0+)o嘴+sin(0+)厂一_+rpsincosqcos(0)+(0).(.嘴c0.翌+sin).cos)一rpsin)cosq式中r一摩擦力利用系数托辊安装支撑角将式(3)代人式(5)得一dS=Sqqda(7)(0+t)一积分后代人式(5)(考虑边界条件=0,S=S)得!R=Le0r8)oqog回承分支q0=qd,代人上式得tR=L_eeo0(9)0gdg式中s弯曲段起始点的张力,N输送机转弯角(弧度)gr一每米长胶带的质量,kg/m(2)根据胶带的许用应力确定曲率半径在曲线段处,胶带外侧会产生1个附加应力,该处的应力应小于许用应力S-ssi(10)式中E0:南e胶带的拉断应变s一满载
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- 关 键 词:
- 角度 水平 转弯 输送 设计 理论
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