胶带输送机的选型设计
1概述
带式输送机的选型设计有两种，一种是成套设备的选用，这只需验算设备用于具体条件的可能性，另一种是通用设备的选用，需要通过计算选着各组成部件，最后组合成适用于具体条件下的带式输送机。
设计选型分为两步：初步设计和施工设计。在此，我们仅介绍初步设计。
初步选型设计带式输送机，一般应给出下列原始资料： 1）输送长度L ，m ；
2）输送机安装倾角b , （°）; 3）设计运输生产率Q ，t/h； 4）物料的散集密度ρ，t/m3； 5) 物料在输送机上的堆积角θ，（°）； 6) 物料的块度a ，mm 。 计算的主要内容为：
1) 运输能力与输送带宽度计算； 2) 运行阻力与输送带张力计算； 3) 输送带悬垂度与强度的验算； 4) 牵引力的计算及电动机功率确定。
带式输送机的优点是运输能力大, 而工作阻力小, 耗电量低, 约为
刮板输送机耗电量的1/3~1/5。因在运输过程中物料与输送带一起移动, 故磨损小, 物料的破碎性小。由于结构简单, 既节省设备, 又节省人力, 故广泛应用于我国国民经济的许多工业部门 。国内外的生产实践证明, 带式输送机无论在运送能力方面, 还是在经济指标方面, 都是一种较先进的运送设备。
目前在大多数矿井中，主要有钢丝绳芯带式输送机和钢丝绳牵引带式输送机两种类型，它们担负着煤矿生产采区乃至整个矿井的主运输任务。由于其铺设距离较长且输送能力较大，故称其为大功率带式输送机。在煤矿生产中，还有装机功率较小的通用带式输送机，这些带式输送机在煤矿中也起着不可缺少的作用。 2原始数据与资料
（1） 矿井生产能力160万吨／年，以最大的生产能力为设计依据；
160⨯104
=476吨／小（2） 矿井小时最大运输生产率为A ＝1.25⨯
300⨯14
时；
（3） 主斜井倾斜角度：β=13 ； （4） 煤的牌号：原煤； （5） 煤的块度：400毫米； （6） 煤的散集容重λ=1t/m3； （7） 输送机斜长950m ；
设计计算示意图
3. 胶带宽度的计算
ρ=30选取胶带速度v=2米／秒；按堆积角［见附录表1］得
K=458；又按β=16［见附录表2］得C=0.95 所以带宽 B =
=
=0.74m
考虑矿井的增产潜力，货载块度[附录表6]及胶带的来源，选用1米宽的阻燃胶带。B=1米的GX2000型钢绳芯胶带，单位长度重量[查手
册]
q d =25kg/m，胶带厚度d=17mm。
4胶带运行阻力与张力计算 4.1重段阻力计算 2-3段阻力W 2—3为
W 2－３＝(q +q d +q g ') L 2-3 ω'cos β+(q +q d )L 2-3sin β
式中： q ——每米长的胶带上的货载重量kg/m，可由q = q =
A 476
==66.1 kg/m 3.6ν3.6⨯2
A 3.6ν
式得；
q d ——每米长的胶带自重kg/m，q d =25kg/m；
q g '——为折算到每米长度上的上托辊转动部分的重量kg/m，
q g ' =
G g 'l g '
=
22
=18.3kg/m1.2
［见附录表3］
式中 G ——为每组上托辊转动部分重量kg ，；
g '
l g '=1.2m
l g '
——上托辊间距m ，一般取l g '=1~1.5m ；取
。
L 2-3——输送机2-3段长度m ；
ω'——为槽形托辊阻力系数［见附录表4］ω'=0. 04；
β——输送机的倾角；其中sin β项的符号，当胶带在该段的运行方
向式倾斜向上时取正号；而倾斜向下时取负号；
∴ (66.1+25)⨯916⨯0.225
=22680kg
W 2-3=(66.1+25+18.3) ⨯916⨯0.04⨯0.974+
3-4段的阻力W 3-4为
W 3-4=⎡S 3+q +q d +q g R ⎤θω'+(q +q d )H
⎣
t
()
⎦
式中 S 3——胶带在该点上的张力（同下式中S 1、S 2、S 4、S 5、S 6、
S 7、S 8、S 9）kg 。
q g t ——凸弧段上托辊单位长度重量kg/m，
q g '=
G g 'l g '
=
22
=73.3kg/m； 0.3
式中 G g '——凸弧段上托辊转动部分重量，根据选用
的托辊实际重量[见附录表3]为
G g '=22kg ；
l g '——凸弧段上托辊间距m ，一般l g '=2~3m ,
故取l g '=0.3m ；
R ——凸弧段曲率半径，由图可知R =35m ；
θ——中心角为θ=6+6=0.34弧度；
35
H ——凸弧段提升高度H =1.35m 。
这里应按悬垂度 要求，求得S 2之后再计S 3和W 3-4
S 2=5(q +q d )l g 'cos β
=5⨯(66.1+25)⨯1.2⨯0.974
= 532kg
S 3=S 2+W 2-3
=532+22680=23212kg
∴W 3-4=⎡⎣23212+(66.1+25+73.3)⨯35⎤⎦⨯0.34⨯0.04
+(66.1+25)⨯1.35
=517kg
W 4-5段阻力为：
W 4-5=(q +q d +q g ')L 4-5 ω' =(66.1+25+18.3)⨯22⨯0.04 =96.3kg
L 4-5——输送机4-5段长度m ； 4.2空段阻力计算
6-7段虽有圆弧部分，但影响较小，仍可按直线段计算
W 6-7=(q d +q g '')L 6-7 ω''
式中 q g ''——下托辊单位长度重量，q g ''=
G g ''
； kg/m）
l g ''
G g ''——下托辊（平行托辊）转动部分重量[见
附录表3]为15kg ；
l g ''——下托辊间距为3m 。 ∴q g ''=
15
=5kg/m 3
L 6-7——输送机6-7段长度m ；
ω''——胶带在下托辊上运行阻力系数，[见附录表4]选
取ω''=0.035
∴W 6-7=(25+5)⨯40⨯0.035=42kg
1-9段阻力W 1-9为
W 1-9=(q d +q g '')L 1-9 cos β ω''-q d L 1-9 sin β
=(25+5)⨯880⨯0.974⨯0.035-25⨯880⨯0.225 =-4050kg
L 1-9——输送机1-9段长度m ； 8-9段阻力W 8-9为
W 8-9=(q d +q g '')L 8-9 ω''
=(25+5)⨯7⨯0.035=7.35kg
L 8-9——输送机8-9段长度m ；
4.3胶带张力计算
（前面已经计算） S 2=532kg ，
S 1=
S 2532==502kg 1.061.06
S 3=S 2+W 2-3=532+22680=23212kg S 4=S 3+W 3-4=23212+517=23729kg
S 5=S 4+W 4-5=23729+96.3=23825.3kg S 6=1.06S 5=1.06⨯23825.3=25255kg
S 7=S 6+W 6-7=25255+42=25297kg
S 9=S 1-W 1-9=502-(-4050)=4552kg
S 8=S 9-W 8-9=4552-7.35=4545kg
5胶带打滑条件的验算
S 725297==5.57 S 84545
e μα=
μα=ln5.57=1.72
核算围包角α ；在煤矿中因运行条件差，故取带人字形沟槽的橡胶覆盖面 μ=0.35[见附录表5]，则 a =
1.72180︒1.72180︒
⨯=⨯=394.4︒ μπ0.253.14
式中 μ——胶带与滚筒之间的摩擦系数，可按[附录表5]
选取。选取μ 的值时
应充分考虑滚筒表面的材料及空气干湿度等具体
条件。
所选设备的实际设备围包角应大于394.4° 6胶带强度验算与电机功率计算 6.1胶带强度验算 已知最大张力
S max =S 7=25297kg
求的安全系数 m =
BG X S =100⨯2000
=7.9>7 max 25297
式中 B——胶带宽度，cm ； G X ——胶带断裂强度kg/cm；
m ——安全系数，最小安全系数要求大于7，重大载荷
时，一般可取10～12。
因为m 值大于7，符合要求。 6.2电机功率计算
N =K
W 0v
(S -S 8)⨯2102η=1.2⨯7
102⨯0.95 =1.2⨯(25297-4545)⨯2
102⨯0.95
=514kw
式中 N——电动机功率kw ；
K ——安全制动系数，K=1.2：
W 0——主轴牵引力kg ，W 0=S 7-S 8；
——电动机效率，取0.95.
附录A
附录表1 货载断面系数表
附录表2 输送机倾斜角系数表
附录表3 托辊转动部分重量表
附录表4 托辊阻力系数
11
附录表5传动滚筒与输送带间的摩擦因素
附录表6 带宽与物料块度
12
机械电子工程专业 （矿山机械）
皮带机参数设计
设计：张有强
13
胶带输送机的选型设计
1概述
带式输送机的选型设计有两种，一种是成套设备的选用，这只需验算设备用于具体条件的可能性，另一种是通用设备的选用，需要通过计算选着各组成部件，最后组合成适用于具体条件下的带式输送机。
设计选型分为两步：初步设计和施工设计。在此，我们仅介绍初步设计。
初步选型设计带式输送机，一般应给出下列原始资料： 1）输送长度L ，m ；
2）输送机安装倾角b , （°）; 3）设计运输生产率Q ，t/h； 4）物料的散集密度ρ，t/m3； 5) 物料在输送机上的堆积角θ，（°）； 6) 物料的块度a ，mm 。 计算的主要内容为：
1) 运输能力与输送带宽度计算； 2) 运行阻力与输送带张力计算； 3) 输送带悬垂度与强度的验算； 4) 牵引力的计算及电动机功率确定。
带式输送机的优点是运输能力大, 而工作阻力小, 耗电量低, 约为
刮板输送机耗电量的1/3~1/5。因在运输过程中物料与输送带一起移动, 故磨损小, 物料的破碎性小。由于结构简单, 既节省设备, 又节省人力, 故广泛应用于我国国民经济的许多工业部门 。国内外的生产实践证明, 带式输送机无论在运送能力方面, 还是在经济指标方面, 都是一种较先进的运送设备。
目前在大多数矿井中，主要有钢丝绳芯带式输送机和钢丝绳牵引带式输送机两种类型，它们担负着煤矿生产采区乃至整个矿井的主运输任务。由于其铺设距离较长且输送能力较大，故称其为大功率带式输送机。在煤矿生产中，还有装机功率较小的通用带式输送机，这些带式输送机在煤矿中也起着不可缺少的作用。 2原始数据与资料
（1） 矿井生产能力160万吨／年，以最大的生产能力为设计依据；
160⨯104
=476吨／小（2） 矿井小时最大运输生产率为A ＝1.25⨯
300⨯14
时；
（3） 主斜井倾斜角度：β=13 ； （4） 煤的牌号：原煤； （5） 煤的块度：400毫米； （6） 煤的散集容重λ=1t/m3； （7） 输送机斜长950m ；
设计计算示意图
3. 胶带宽度的计算
ρ=30选取胶带速度v=2米／秒；按堆积角［见附录表1］得
K=458；又按β=16［见附录表2］得C=0.95 所以带宽 B =
=
=0.74m
考虑矿井的增产潜力，货载块度[附录表6]及胶带的来源，选用1米宽的阻燃胶带。B=1米的GX2000型钢绳芯胶带，单位长度重量[查手
册]
q d =25kg/m，胶带厚度d=17mm。
4胶带运行阻力与张力计算 4.1重段阻力计算 2-3段阻力W 2—3为
W 2－３＝(q +q d +q g ') L 2-3 ω'cos β+(q +q d )L 2-3sin β
式中： q ——每米长的胶带上的货载重量kg/m，可由q = q =
A 476
==66.1 kg/m 3.6ν3.6⨯2
A 3.6ν
式得；
q d ——每米长的胶带自重kg/m，q d =25kg/m；
q g '——为折算到每米长度上的上托辊转动部分的重量kg/m，
q g ' =
G g 'l g '
=
22
=18.3kg/m1.2
［见附录表3］
式中 G ——为每组上托辊转动部分重量kg ，；
g '
l g '=1.2m
l g '
——上托辊间距m ，一般取l g '=1~1.5m ；取
。
L 2-3——输送机2-3段长度m ；
ω'——为槽形托辊阻力系数［见附录表4］ω'=0. 04；
β——输送机的倾角；其中sin β项的符号，当胶带在该段的运行方
向式倾斜向上时取正号；而倾斜向下时取负号；
∴ (66.1+25)⨯916⨯0.225
=22680kg
W 2-3=(66.1+25+18.3) ⨯916⨯0.04⨯0.974+
3-4段的阻力W 3-4为
W 3-4=⎡S 3+q +q d +q g R ⎤θω'+(q +q d )H
⎣
t
()
⎦
式中 S 3——胶带在该点上的张力（同下式中S 1、S 2、S 4、S 5、S 6、
S 7、S 8、S 9）kg 。
q g t ——凸弧段上托辊单位长度重量kg/m，
q g '=
G g 'l g '
=
22
=73.3kg/m； 0.3
式中 G g '——凸弧段上托辊转动部分重量，根据选用
的托辊实际重量[见附录表3]为
G g '=22kg ；
l g '——凸弧段上托辊间距m ，一般l g '=2~3m ,
故取l g '=0.3m ；
R ——凸弧段曲率半径，由图可知R =35m ；
θ——中心角为θ=6+6=0.34弧度；
35
H ——凸弧段提升高度H =1.35m 。
这里应按悬垂度 要求，求得S 2之后再计S 3和W 3-4
S 2=5(q +q d )l g 'cos β
=5⨯(66.1+25)⨯1.2⨯0.974
= 532kg
S 3=S 2+W 2-3
=532+22680=23212kg
∴W 3-4=⎡⎣23212+(66.1+25+73.3)⨯35⎤⎦⨯0.34⨯0.04
+(66.1+25)⨯1.35
=517kg
W 4-5段阻力为：
W 4-5=(q +q d +q g ')L 4-5 ω' =(66.1+25+18.3)⨯22⨯0.04 =96.3kg
L 4-5——输送机4-5段长度m ； 4.2空段阻力计算
6-7段虽有圆弧部分，但影响较小，仍可按直线段计算
W 6-7=(q d +q g '')L 6-7 ω''
式中 q g ''——下托辊单位长度重量，q g ''=
G g ''
； kg/m）
l g ''
G g ''——下托辊（平行托辊）转动部分重量[见
附录表3]为15kg ；
l g ''——下托辊间距为3m 。 ∴q g ''=
15
=5kg/m 3
L 6-7——输送机6-7段长度m ；
ω''——胶带在下托辊上运行阻力系数，[见附录表4]选
取ω''=0.035
∴W 6-7=(25+5)⨯40⨯0.035=42kg
1-9段阻力W 1-9为
W 1-9=(q d +q g '')L 1-9 cos β ω''-q d L 1-9 sin β
=(25+5)⨯880⨯0.974⨯0.035-25⨯880⨯0.225 =-4050kg
L 1-9——输送机1-9段长度m ； 8-9段阻力W 8-9为
W 8-9=(q d +q g '')L 8-9 ω''
=(25+5)⨯7⨯0.035=7.35kg
L 8-9——输送机8-9段长度m ；
4.3胶带张力计算
（前面已经计算） S 2=532kg ，
S 1=
S 2532==502kg 1.061.06
S 3=S 2+W 2-3=532+22680=23212kg S 4=S 3+W 3-4=23212+517=23729kg
S 5=S 4+W 4-5=23729+96.3=23825.3kg S 6=1.06S 5=1.06⨯23825.3=25255kg
S 7=S 6+W 6-7=25255+42=25297kg
S 9=S 1-W 1-9=502-(-4050)=4552kg
S 8=S 9-W 8-9=4552-7.35=4545kg
5胶带打滑条件的验算
S 725297==5.57 S 84545
e μα=
μα=ln5.57=1.72
核算围包角α ；在煤矿中因运行条件差，故取带人字形沟槽的橡胶覆盖面 μ=0.35[见附录表5]，则 a =
1.72180︒1.72180︒
⨯=⨯=394.4︒ μπ0.253.14
式中 μ——胶带与滚筒之间的摩擦系数，可按[附录表5]
选取。选取μ 的值时
应充分考虑滚筒表面的材料及空气干湿度等具体
条件。
所选设备的实际设备围包角应大于394.4° 6胶带强度验算与电机功率计算 6.1胶带强度验算 已知最大张力
S max =S 7=25297kg
求的安全系数 m =
BG X S =100⨯2000
=7.9>7 max 25297
式中 B——胶带宽度，cm ； G X ——胶带断裂强度kg/cm；
m ——安全系数，最小安全系数要求大于7，重大载荷
时，一般可取10～12。
因为m 值大于7，符合要求。 6.2电机功率计算
N =K
W 0v
(S -S 8)⨯2102η=1.2⨯7
102⨯0.95 =1.2⨯(25297-4545)⨯2
102⨯0.95
=514kw
式中 N——电动机功率kw ；
K ——安全制动系数，K=1.2：
W 0——主轴牵引力kg ，W 0=S 7-S 8；
——电动机效率，取0.95.
附录A
附录表1 货载断面系数表
附录表2 输送机倾斜角系数表
附录表3 托辊转动部分重量表
附录表4 托辊阻力系数
11
附录表5传动滚筒与输送带间的摩擦因素
附录表6 带宽与物料块度
12
机械电子工程专业 （矿山机械）
皮带机参数设计
设计：张有强
13