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對(duì)于單鏈輸送機(jī)應(yīng)滿足下式

　　（4-15）

　　對(duì)于雙鏈輸送機(jī)應(yīng)滿足下式

　　（4-16 ）

　　式中 k——刮板鏈抗拉強(qiáng)度安全系數(shù)；

　　sp——一條刮板鏈的破斷力，N,由刮板輸送機(jī)的技術(shù)特征表中查得；

　　λ——兩條鏈子負(fù)荷分配不均勻系數(shù)，模鍛鏈 =0.65，圓環(huán)鏈 =0.85。

　　設(shè)計(jì)*資料：

　　（1）煤層厚度，選定的采煤機(jī)截深，煤的實(shí)體密度；或設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力；

　　（2）選定的采煤機(jī)牽引速度，工作面長(zhǎng)度，傾角；

　　（3）刮板輸送機(jī)技術(shù)特征表；

　　設(shè)計(jì)計(jì)算方法刮板輸送機(jī)的選型計(jì)算主要內(nèi)容包括：

　　（1） 輸送機(jī)運(yùn)輸能力的計(jì)算；

　　（2） 輸送機(jī)運(yùn)行阻力和電動(dòng)機(jī)功率的驗(yàn)算；

　　（3） 刮板鏈的強(qiáng)度計(jì)算

　　一般每臺(tái)輸送機(jī)都有其技術(shù)特征，根據(jù)廠家給出的說明書選型和安裝即可。然而廠家說明書給出的輸送機(jī)的鋪設(shè)長(zhǎng)度均指水平鋪設(shè)長(zhǎng)度，而現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，工作面的傾角、長(zhǎng)度是千變?nèi)f化的，這就使得現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況不一定*恰好符合輸送機(jī)的技術(shù)特征，為此就需要通過計(jì)算來確定其運(yùn)輸能力、電動(dòng)機(jī)的功率及鏈子的強(qiáng)度是否滿足要求。
 
刮板輸送機(jī)選型設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)礦井具體條件，在現(xiàn)有市場(chǎng)產(chǎn)品中對(duì)刮板機(jī)以及刮板機(jī)輸送系統(tǒng)進(jìn)行合理的選擇，以保證安全、經(jīng)濟(jì)、可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　具體內(nèi)容包括：

　　（1） 確定設(shè)計(jì)生產(chǎn)率計(jì)算參數(shù)；

　　（2）計(jì)算生產(chǎn)率并查輸送機(jī)樣表選擇刮板輸送機(jī)；

　　（3）依選到的刮板機(jī)的技術(shù)特征計(jì)算重段運(yùn)行阻力和空段運(yùn)行阻力，計(jì)算總牽引力；

　　（4）按逐點(diǎn)計(jì)算法計(jì)算各點(diǎn)張力；

　　（5）計(jì)算電動(dòng)機(jī)等效功率，并驗(yàn)算刮板鏈強(qiáng)度；

　　（6）選定刮板輸送機(jī)；

　　（7）輸出選型結(jié)果及報(bào)告；

　　運(yùn)輸能力的計(jì)算

　　圖4-1運(yùn)輸能力計(jì)算示意圖

　　Figure 4-1 Sketch of transport capacity

　　如圖4-1所示，刮板輸送機(jī)重段每單位長(zhǎng)度上的貨載質(zhì)量為q kg/m，當(dāng)刮板鏈以速度v沿箭頭方向運(yùn)行l(wèi)秒后，就有v米長(zhǎng)度的貨載從機(jī)頭A處運(yùn)出，其每小時(shí)運(yùn)輸能力為：

　　v1，t/h （4-1）

　　式中v1——刮板鏈與采煤機(jī)的相對(duì)運(yùn)行速度，m/s。

　　,——煤的松散密度，t/m3。計(jì)算時(shí)，一般取 ,=0.85~1。

　　ψ——裝滿系數(shù)，ψ值見表。

　　F——貨載沿溜槽中橫斷面積為F，m2。

　　炮采時(shí)：v1=v。

　　機(jī)采時(shí)：v1=v±vk/60（采煤機(jī)與輸送機(jī)運(yùn)行方向相同時(shí)取“-”, 相反時(shí)取“+”）。

　　v——刮板鏈運(yùn)行速度，m/s。

　　vk——采煤機(jī)的牽引速度，m/s。

　　表4-1裝滿系數(shù) 之值

　　Table 4-1 Full coefficient

　　輸送情況

　　及向下運(yùn)輸

　　向上運(yùn)輸

　　裝滿系數(shù)

　　0.9～1

　　5°

　　10°

　　15°

　　0.8

　　0.6

　　0.5

　　運(yùn)行阻力的計(jì)算

　　為了驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)功率，要計(jì)算輸送機(jī)運(yùn)行阻力，刮板輸送機(jī)的運(yùn)行阻力包括五種阻力。這些阻力在計(jì)算時(shí)，可概括為直線段運(yùn)行阻力和彎曲段運(yùn)行阻力進(jìn)行計(jì)算。然后可利用“逐點(diǎn)計(jì)算法”計(jì)算刮板鏈各特殊點(diǎn)張力及主動(dòng)鏈輪的牽引力。

　　圖4-2刮板機(jī)運(yùn)行阻力示意圖

　　Figure 4-2 Sketch of scraper machine running resistance

　　計(jì)算原則是從主動(dòng)鏈輪的分離點(diǎn)開始沿運(yùn)行方向，在各個(gè)特殊點(diǎn)上依次標(biāo)號(hào)（1、2、3、4……）,若前一點(diǎn)的張力為己知，則下一點(diǎn)的張力等于它前一點(diǎn)的張力加上這兩點(diǎn)之間運(yùn)行阻力，用公式表示，即

　　（4-2）

　　式中 ——牽引機(jī)構(gòu)i點(diǎn)的張力；

　　——牽引機(jī)構(gòu)在（i-1）點(diǎn)的張力，即i點(diǎn)前一點(diǎn)的張力；

　　——牽引機(jī)構(gòu)（i-1）點(diǎn)與i點(diǎn)之間的運(yùn)行阻力。

　　圖4-2中的1、2、3、4點(diǎn)為牽引機(jī)構(gòu)的特殊點(diǎn)。

　　l.直線段運(yùn)行阻力

　　圖4-3 傳動(dòng)方式的布置方式

　　Figure 4-3 the layout mode of transmission

　　如圖4-2所示.設(shè)刮板鏈單位長(zhǎng)度質(zhì)量為 ，kg/m，貨載在溜槽中的單位長(zhǎng)度質(zhì)量為 ,kg/m,輸送機(jī)鋪設(shè)傾角為 ，整個(gè)輸送機(jī)鋪設(shè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)，m，則刮板輸送機(jī)的直線段阻力包括重段運(yùn)行阻力和空段運(yùn)行阻力。

　　重段運(yùn)行阻力為

　　，N （4-3）

　　空段運(yùn)行阻力為

　　，N （4-4）

　　向上運(yùn)輸取“+”；向下運(yùn)輸取“-”。

　　式中 ——刮板鏈單位長(zhǎng)度質(zhì)量，kg/m；

　　——貨載單位長(zhǎng)度質(zhì)量，kg/m；

　　——分別為刮板鏈及煤與溜槽間阻力系數(shù)，其值按表4-2選取。

　　表4-2煤及刮板鏈在溜槽中移動(dòng)阻力系數(shù)

　　Table 4-2 the drag coefficient table of coal and Scraper chain in the chute

　　阻力系數(shù)類型

　　煤在溜槽中的移動(dòng)阻力系數(shù)

　　刮板鏈在溜槽中移動(dòng)阻力系數(shù)

　　單鏈刮板輸送機(jī)

　　0.4～0.6

　　0.25～0.4

　　雙鏈刮板輸送機(jī)

　　0.6～0.8

　　0.2～0.35

　　注：1. 單鏈并列式刮板輸送機(jī)（如 SGB-13型）的阻力系數(shù)，可適當(dāng)加大一些；

　　2. 上表給出的阻力系數(shù)為工作面底板平坦，輸送機(jī)鋪設(shè)平直條件下的數(shù)值；在底板不平坦，輸送機(jī)鋪設(shè)不平直條件下，可適當(dāng)加大一些。

　　2.曲線段運(yùn)行阻力

　　牽引機(jī)構(gòu)繞經(jīng)運(yùn)輸設(shè)備的曲線段時(shí)，如刮板鏈繞經(jīng)鏈輪，膠帶繞經(jīng)滾筒等，都會(huì)產(chǎn)生運(yùn)行阻力。這些阻力計(jì)算起來相當(dāng)繁瑣.故在計(jì)算時(shí)通常都采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。

　　刮板鏈繞經(jīng)從動(dòng)鏈輪或從動(dòng)滾筒時(shí)曲線段阻力，為從動(dòng)鏈輪或從動(dòng)滾筒相遇點(diǎn)張力 的0.05～0.07倍，即

　　, N （4-5）

　　式中 ——從動(dòng)鏈輪曲線段阻力，N；

　　——從動(dòng)鏈輪相遇點(diǎn)張力，N，如圖4-2中的 。

　　刮板鏈繞經(jīng)主動(dòng)鏈輪時(shí)的曲線段阻力，為主動(dòng)鏈輪相遇點(diǎn)張力 與相離點(diǎn)張力之和 的0.03～0.05倍；即

　　，N （4-6）

　　對(duì)于可彎曲刮板輸送機(jī)，刮板鏈在彎曲的溜槽中運(yùn)行時(shí)，彎曲段將產(chǎn)生附加阻力，彎曲段的附加阻力可按直線段運(yùn)行阻力的10%考慮.

　　牽引力及電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算

　　1.zui小張力點(diǎn)的位置及zui小張力值的確定

　　首先zui小張力點(diǎn)的位置與傳動(dòng)裝置的布置方式有關(guān)。

　　對(duì)于單端布置傳動(dòng)裝置的布置方式，水平運(yùn)輸時(shí)，zui小張力點(diǎn)一定在主動(dòng)鏈輪的分離點(diǎn)。如圖4-2所示中1點(diǎn)的張力 ；對(duì)于傾斜向下運(yùn)輸如圖4-3a （工作面刮板輸送機(jī)一般都是傾斜向下運(yùn)輸）且重段阻力為正值時(shí).根據(jù)“逐點(diǎn)計(jì)算法”分析知

　　（4-7）

　　（4-8）

　　因?yàn)?所以

　　結(jié)論：對(duì)于單端布置傳動(dòng)裝置的具有撓性牽引機(jī)構(gòu)（刮板輸送機(jī)、膠帶輸送機(jī)等）的運(yùn)輸設(shè)備，在電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，當(dāng) 時(shí)，主動(dòng)鏈輪或主動(dòng)滾簡(jiǎn)的分離點(diǎn)為zui小張力點(diǎn)，即 ；當(dāng) 時(shí)， 為zui小張力點(diǎn)張力，即: 。

　　對(duì)于兩端布置傳動(dòng)裝置的布置方式，如圖4-3b所示情況中，當(dāng)重段阻力為正值時(shí)，可能的zui小張力點(diǎn)是主動(dòng)輪分離點(diǎn)1或3點(diǎn)，這需由兩端傳動(dòng)裝置的功率比值及重段，空段阻力的大小而定。

　　設(shè)A端電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)為 臺(tái)，B端為 臺(tái)，總電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)為 各臺(tái)電動(dòng)機(jī)特征都相同,牽引機(jī)構(gòu)總牽引力為 :

　　結(jié)論：當(dāng) 時(shí)， ，zui小張力點(diǎn)在1點(diǎn)， ；當(dāng) 時(shí)， ，zui小張力點(diǎn)在3點(diǎn)， 。

　　為了限制刮板鏈垂度，保證鏈條與鏈輪正常嚙合平穩(wěn)運(yùn)行，刮板鏈每條鏈子zui小張力點(diǎn)的張力，一般可取2000～3000N，可由拉緊裝置來提供。

　　2.牽引力

　　牽引力的計(jì)算可以由“逐點(diǎn)計(jì)算法”求得，但按逐點(diǎn)計(jì)算法比較麻煩，故牽引力也可作粗略計(jì)算，即曲線段運(yùn)行阻力按直線段運(yùn)行阻力得10%考慮，則牽引力為

　　，N （4-9）

　　對(duì)于可彎曲刮板輸送機(jī)，在計(jì)算運(yùn)行阻力時(shí)，還要考慮由于機(jī)身彎曲導(dǎo)致刮板鏈和溜槽側(cè)壁之間的摩擦而產(chǎn)生的附加阻力，為簡(jiǎn)化計(jì)算，該附加阻力用一個(gè)附加阻力系數(shù) 計(jì)入。

　　故可彎曲刮板輸送機(jī)的總牽引力為

　　（4-10）

　　式中 ——附加阻力系數(shù)，一般取 。

　　3. 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算

　　1）對(duì)于定點(diǎn)裝煤的輸送機(jī)，電動(dòng)機(jī)軸上的功率為

　　v，kW （4-11）

　　式中 ——傳動(dòng)裝置的效率，一般為 。

　　2）對(duì)于與采煤機(jī)聯(lián)合使用的刮板運(yùn)輸機(jī)軸上的功率，電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)按等效功率Nd來計(jì)算

　　，kW （4-12）

　　式中Nmax——輸送機(jī)滿負(fù)荷時(shí)電動(dòng)機(jī)的zui大功率值，按式4-10計(jì)算；

　　Nmin——輸送機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)電動(dòng)機(jī)的zui小功率.按下式計(jì)算

　　v，kW （4-13）

　　根據(jù)式（4-10）或（4-11）計(jì)算所得到的電動(dòng)機(jī)軸上的功率確定輸送機(jī)所需電動(dòng)機(jī)功率及安裝臺(tái)數(shù)時(shí)，還應(yīng)考慮（15～20）%的備用功率。

　　刮板鏈強(qiáng)度的驗(yàn)算

　　對(duì)于一端布置傳動(dòng)裝置的鏈子的zui大張力點(diǎn)，一般是在主動(dòng)鏈輪的相遇點(diǎn)，zui大張力點(diǎn)張力Smax可按“逐點(diǎn)計(jì)算法”求出，也可按下式簡(jiǎn)便計(jì)算

　　，N （4-14）

　　式中W0——主動(dòng)鏈輪牽引力，N，可按式（4-8）或（4-9）計(jì)算

　　對(duì)于兩端布置傳動(dòng)裝置，則必須嚴(yán)格按照“逐點(diǎn)計(jì)算法”，計(jì)算出zui大張力點(diǎn)的張力。

　　確定出鏈子的zui大張力點(diǎn)的張力后，以此zui大張力來驗(yàn)算鏈子的強(qiáng)度。刮板鏈的抗拉強(qiáng)度以安全系數(shù)k來表示。

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