帶式輸送機設(shè)計中托輥的計算和選擇

1、帶式輸送機設(shè)計中托輥的計算和選擇彭利剛(唐山開灤鐵拓重型機械制造有限責(zé)任公司熱處理廠, 河北唐山063103)摘要 托輥是整條膠帶機的主要部件, 使用數(shù)量多, 形式多樣, 價格昂貴。托輥選擇是否合理, 直接影響帶式輸送機初期投資, 也將影響帶式輸送機的使用、維修, 更會影響帶式輸送機使用壽命。因此合理的選擇和使用托輥非常重要。關(guān)鍵詞 托輥輥徑; 輥子載荷; 托輥形式中圖分類號 TH238文獻(xiàn)標(biāo)識碼 B文章編號 (2008) Ca lcula tion and Selection of Carry ing Roller in Design of Belt Tran sporter收稿日期 200

2、7 - 09 - 14作者簡介 彭利剛(1973 - ) , 男, 河北唐山人, 助理工程師, 1997年畢業(yè)于重慶科技學(xué)院機械系。1輥徑的選擇托輥輥子的直徑與輸送機帶寬、帶速和承載能力有關(guān)系, 與輸送機長度和傾角都沒有關(guān)系。111托輥直徑與帶寬的關(guān)系托輥輥徑與長度應(yīng)符合GB /T99021991 帶式輸送機托輥基本參數(shù)與尺寸的規(guī)定, 見表1。表1托輥直徑與帶寬的關(guān)系mm托輥直徑帶寬500 650 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 24006315 76 89 108 133 159 194 219 根據(jù)輥子直徑和承載能力, 托輥輥子分為輕、中、重型

3、3種。全部采用大游隙軸承, 并保證所有輥子的轉(zhuǎn)速不超過600 r /min。112托輥直徑與帶速的關(guān)系在確定帶速的情況下, 托輥輥子的轉(zhuǎn)速不能太大。在同樣壽命情況下, 轉(zhuǎn)速大, 使用時間就短,轉(zhuǎn)速小, 使用時間就長。但輥子的直徑不能太大,輥子直徑太大, 整個輸送機不配套, 初期投資成本就高。在膠帶機設(shè)計規(guī)范中規(guī)定: 輥子的轉(zhuǎn)速不能超過600 r /min。托輥直徑與輸送機帶速的關(guān)系見表2。綜合以上情況, 根據(jù)表1和表2, 選用托輥直徑<133mm。表2托輥輥徑與轉(zhuǎn)速的關(guān)系r/min輥徑/mm帶速/m·s - 1018 110 1125 116 210 215 3115 410

4、510 61589 172 215 268 344 429 537108 142 177 221 283 354 442 557133 144 180 230 287 359 453 575159 120 150 192 240 300 379 481 601194 123 158 197 246 310 394 492219 275 349 436 5672計算選擇軸承型號托輥壽命取決于軸承的失效壽命。因此, 托輥的承載能力與軸承壽命有關(guān), 選用時應(yīng)按帶速、輸送機的生產(chǎn)能力確定載荷, 然后按輥子的承載能力選擇軸承。如表3表5。表3輥子載荷系數(shù)e托輥型式e一節(jié)輥1二節(jié)輥0163三節(jié)輥0180表

5、4運行系數(shù)fs運行條件, 每天運行小時數(shù)/h fs< 6 01869 110> 916 111> 16 112表5沖擊系數(shù)fd物料粒度/mm帶速/m·s - 12 215 3115 315 4 5 6150100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100> 100150 1102 1103 1106 1107 1109 1113 1123> 150 300 細(xì)料中有少量最大塊1104 1106 1111 1112 1116 1124 1139> 150 300 塊料中有少量大塊1106 1109 1114 1116 11

6、21 1135 1157> 150300 1120 1132 1157 1170 1190 2130 219487第13卷第1期(總第80期)2008年2月煤礦開采CoalMining TechnologyVo1113 No11 ( SeriesNo180)February2008本條膠帶機的托輥形式: 承載托輥采用3節(jié)輥形成的槽型托輥, 回程托輥采用1節(jié)輥形式的平行下托輥, 根據(jù)表3可查得, 承載托輥的輥子載荷系數(shù)e = 018, 平行下托輥的輥子載荷系數(shù)e = 1。由已知條件, 每天不多于16h出煤, 因此由表4可查得運行系數(shù)fs = 111。一般情況下, 井下由采煤機采的煤最大塊不

7、超過350mm, 大于150 300mm 細(xì)料中有少量最大塊, 并且?guī)賤 = 215m / s, 由表5可查得沖擊系數(shù)fd = 1106。膠帶機在大巷中的運行條件: 可以認(rèn)為正常工作和正常維修, 依此, 在表6中可查得工況系數(shù)fa= 1100。表6工況系數(shù)fa工況條件fa正常工作和維護條件1100有磨蝕或磨損性物料1110有磨蝕性高的物料1115托輥之間的間距按表7確定。表7承載分支托輥間距松散密度/kg·m - 3帶寬/mm500, 650 800, 1000 1200, 1400托輥間距/mm1600 1200 1200 1200> 1600 1000 1000 1000

8、回程分支托輥間距: 2143m; 由表7查得承載分支托輥間距a0 = 112m; 由上面的介紹, 回程分支托輥間距au = 3m。算出每秒帶式輸送機的輸送能力: Im =1200 ×100060 ×60= 33314kg/ s;由以上結(jié)論進行托輥輥子載荷的計算。211靜載荷計算承載分支托輥:P0 = 918e·a0 · (Imv+ qB ) =9108 ×018 ×112 × ( 33314 /215 + 44116 ) =1670 (N)式中, P0 為承載分支托輥靜載荷, N; a0 為承載分支托輥間距, m; e為輥子

9、載荷系數(shù); v為帶速,m / s; qB 為每米輸送帶質(zhì)量, kg/m; Im 為輸送能力, kg/ s?；爻谭种休?Pu = 918e·au ·qB =918 ×1 ×3 ×44116 = 129812 (N)式中, Pu 為回程分支托輥靜載荷, N; au 為回程分支托輥間距, m。212動載荷計算承載分支托輥:P0 = P0 ·fs ·fd ·fa = 1670 ×111 ×1106 ×1 =1947 (N)式中, P0為承載分支托輥動載荷, N; fs 為運行系數(shù); fd為沖

10、擊系數(shù); fa 為工況系數(shù)?；爻谭种休?Pu = Pu ·fs ·fa = 129812 ×111 ×1 = 1428 (N)托輥的選擇原則: 在計算結(jié)果中取靜載荷、動載荷二者之中較大的值查輥子承載能力表(膠帶機設(shè)計手冊) 來選擇輥子, 使其承載能力大于或等于計算值, 這樣就可以保證輥子軸承壽命高于30000h, 轉(zhuǎn)角小于10。由以上計算結(jié)果可知: 承載分支靜載荷、動載荷二者之中較大的值為Pu = 1947 (N) ; 回程分支靜載荷、動載荷二者之中較大的值為Pu= 1428(N) 。帶寬B = 1200mm的帶式輸送機3節(jié)輥托輥組的托輥輥長為465m

11、m, 1節(jié)輥托輥組的托輥輥長為1400mm。根據(jù)上面計算結(jié)果, 從輥子承載能力表8中選用承載分支托輥組所使用的軸承型號為4G305, 回程分支托輥組所使用的軸承型號為4G306。3單位長度承載和回程托輥組旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量普通輥子的形狀、結(jié)構(gòu)尺寸如圖1所示, 其參數(shù)表如表9。圖1托輥結(jié)構(gòu)形狀由表9可查出本帶式輸送機承載分支3托輥組中每個托輥旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量為7138kg, 回程分支托輥組中單個托輥的旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量為18135kg。因此, 承載分支3 托輥組Gtz = 7138 ×3 =22114kg, ltz = 112m; 回程分支平托輥組Gtk =18135kg, ltk = 3m。承載、

12、回程托輥組轉(zhuǎn)動部分單位長度的質(zhì)量計算如下:88總第80期煤礦開采2008年第1期表8輥子承載能力kN輥長/mm帶速/m·s- 1軸承型號4G204 4G205 4G305 4G306輥徑/mm89 108 108 133 159 108 133 159 108 133 159465018 1145 1144 3147 3150 3148 3145 3142 3140 6197 7103 710110 1145 1144 3122 3145 3148 3145 31421 3140 6147 6193 7101125 1145 1144 2199 3120 3140 3145 3142

13、 3140 610 6144 6183116 1145 1144 2175 2195 3113 3145 3142 3140 5153 5193 6129210 1145 1144 2155 2174 2190 3145 3142 3140 5113 5150 5184215 1145 1144 2137 2154 2170 3145 3142 3140 4176 5111 51423115 1145 1144 2119 2135 2150 3145 3142 3140 4141 4173 5102410 1144 2102 2117 2130 3124 3142 3140 3140 4137

14、 4163510 2101 2114 3101 3123 3140 3178 4105 41301400018 0197 0188 0181 0191 0185 0178 1198 1193 1185110 0197 0188 0181 0191 0185 0178 1198 1193 11851125 0197 0188 0181 0191 0185 0178 1198 1193 1185116 0197 0188 0181 0191 0185 0178 1198 1193 1185210 0197 0188 0181 0191 0185 0178 1198 1193 1185215 019

15、7 0188 0181 0191 0185 0178 1198 1193 11853115 0197 0188 0181 0191 0185 0178 1198 1193 1185410 0197 0188 0181 0191 0185 0178 1198 1193 1185510 0188 0181 0185 0178 1198 1193 1185表9普通托輥參數(shù)mmD d軸承型號L b h f旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量/kg圖號質(zhì)量/kg13325 4G3053804655306007008001150140016001830 4G30646553080014001600228 17613 DTGP33

16、04 81217138 DTGP3305 91628121 DTGP3306 1017911 DTGP3307 1118610137 DTGP3308 1315111164 DTGP3310 1511716109 DTGP3312 2019719128 DTGP3313 2419921183 DTGP3314 281448113 DTGP3405 111348196 DTGP3406 121541214 DTGP3410 1714818135 DTGP3413 261752019 DTGP3414 31138qt =Gtzltz+Gtkltk=22114112+181353= 24157kg/

17、m式中, qt 為承載、回程托輥組轉(zhuǎn)動部分單位長度的質(zhì)量, kg/m; Gtz為承載托輥組轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量, kg;ltz為承載托輥組間距, m; Gtk為回程托輥組轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量, kg; ltk為回程托輥組間距, m。參考文獻(xiàn) 1 張尊敬1DT (A) 型帶式輸送機設(shè)計手冊M 1北京: 冶金工業(yè)出版社, 20001 2 徐寄蓉1DT固定型帶式輸送機設(shè)計手冊M 1北京: 冶金工業(yè)出版社, 19991 3 任文斗1運輸機械設(shè)計選用手冊M 1北京: 化工工業(yè)出版社, 20001 責(zé)任編輯: 鄒正立(上接20頁)于高工作阻力狀態(tài), 活柱下縮速度快, 易發(fā)生頂板下沉壓架事故, 且推進速度對采空區(qū)防火影響很

18、大。實踐證明, 工作面推進速度應(yīng)不低于410m /d。(5) 塔山礦是一座高度集約化生產(chǎn)的高產(chǎn)高效礦井, 按照礦井初步設(shè)計, 礦井達(dá)產(chǎn)由23個工作面完成, 投產(chǎn)初期開拓的3個盤區(qū)全部采用的“直接搭接”方式, 整個生產(chǎn)系統(tǒng)僅地面儲煤廠有3050kt的緩沖能力, 要求礦井主運系統(tǒng)必須具有很高的穩(wěn)定、可靠程度。為此主運輸系統(tǒng)一是要可靠性程度高, 自動控制系統(tǒng)高, 故障率低, 否則任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障, 不僅影響工作面的安全生產(chǎn), 而且會使整個礦井采掘生產(chǎn)處于停產(chǎn)狀態(tài); 二是主運輸系統(tǒng)的能力要大, 由于放頂煤工作面瞬時煤量較大, 會造成運輸系統(tǒng)的不均衡性, 而外部系統(tǒng)的一次停運故障對工作面生產(chǎn)的影響時間一般在3060min, 對工作面頂板(煤) 控制相當(dāng)