劉成宏,張擎宇,李作鵬

刮板輸送機(jī)電動(dòng)機(jī)功率的分析與計(jì)算

劉成宏①,張擎宇,李作鵬

(三一重型裝備有限公司) (沈陽(yáng)玄潭汽車(chē)部件有限公司)

根據(jù)刮板輸送機(jī)實(shí)際工作狀況,充分考慮了刮板輸送機(jī)的各種運(yùn)行阻力,計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率。分析計(jì)算的結(jié)果與實(shí)際情況相符合,驗(yàn)證了電動(dòng)機(jī)功率滿(mǎn)足要求。

刮板輸送機(jī);重段阻力;空段阻力;張力

電動(dòng)機(jī)作為刮板輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)部分,其功率的大小將直接影響輸送機(jī)的正常運(yùn)行,當(dāng)電動(dòng)機(jī)功率過(guò)大,其傳動(dòng)效率降低,造成資源浪費(fèi),當(dāng)電動(dòng)機(jī)功率過(guò)小,就會(huì)造成輸送機(jī)不能正常運(yùn)行,因此電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算與分析校核是至關(guān)重要的,下面以SGZ800/800型刮板輸送機(jī)為例進(jìn)行分析與計(jì)算。

其參數(shù)：刮板鏈速(υ)：1.1 m/s,鋪設(shè)長(zhǎng)度(L)：200 m,圓環(huán)鏈規(guī)格 ：34 ×126,中部槽長(zhǎng) (l)：1 500 mm,輸送量 (Q)：1 500 t/h,電機(jī)功率 (P)：2 ×400 k W,中部槽型式：整體鑄焊式封底溜槽,刮板鏈型式：中雙鏈 ,相鄰槽間轉(zhuǎn)角(α′) ：1°,安裝角度(β) ：5°。

刮板輸送機(jī)是用于采煤工作面的運(yùn)輸設(shè)備,其傳動(dòng)功率取決于刮板輸送機(jī)運(yùn)行阻力的大小。刮板輸送機(jī)的運(yùn)行阻力由貨載及刮板鏈在重載段上的移動(dòng)阻力、傾斜運(yùn)輸時(shí)貨載的自重分力、刮板鏈在回空段上移動(dòng)阻力、刮板鏈繞過(guò)機(jī)頭尾鏈輪鏈條彎曲阻力和傳動(dòng)裝置阻力組成。

1 刮板輸送機(jī)總的運(yùn)行阻力計(jì)算

刮板輸送機(jī)總的運(yùn)行阻力：

式中：

Wrp—刮板輸送機(jī)重段阻力;Wn—刮板輸送機(jī)回空段阻力。

電機(jī)功率的確定應(yīng)按刮板輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)的最大阻力計(jì)算,當(dāng)可彎曲刮板輸送機(jī)工作時(shí),水平面上有彎曲。采煤機(jī)配套使用的工作面刮板輸送機(jī),隨采煤機(jī)前進(jìn)切割煤壁其后面的刮板輸送機(jī)溜槽在支架推力作用下推向煤壁一個(gè)步距a(m),輸送機(jī)在水平面上形成圖1所示的彎曲鋪設(shè),產(chǎn)生刮鏈與槽幫的附加摩擦阻力。裝煤點(diǎn)在采煤機(jī)處,可近似在彎曲處,距機(jī)頭L1(m),彎曲段對(duì)刮板輸送機(jī)長(zhǎng)度L影響不計(jì)。

圖1 刮板輸送機(jī)彎曲鋪設(shè)示意圖

水平彎曲的刮板輸送機(jī)空段阻力：

水平彎曲的刮板輸送機(jī)重段阻力：

式中：

f—刮板鏈在槽幫上移動(dòng)阻力系數(shù),取0.4;

f1—刮板鏈在溜槽中移動(dòng)阻力系數(shù);

W′—貨載在溜槽中移動(dòng)阻力系數(shù);

q0—刮板鏈每米重量;

β—安裝角度,(°);

L—鋪設(shè)長(zhǎng)度,m;

L1—距機(jī)頭距離,m,取100;

S1—刮板鏈條在“1”點(diǎn)張力,N;

S3—刮板鏈條在“3”張力,N。

刮板輸送機(jī)每米長(zhǎng)貨載重：

刮板輸送機(jī)在水平面上彎曲段的彎曲角度見(jiàn)圖2。

圖2 刮板輸送機(jī)在水平面上彎曲段的彎曲角度

彎曲段曲率半徑：

式中：

l—每節(jié)溜槽長(zhǎng)度;

α′—相鄰槽間轉(zhuǎn)角 ,(°)。

式中：

a—推移步距,m;

彎曲段扇形中心角：

刮板輸送機(jī)在水平面上彎曲段的彎曲角度：

平直刮板輸送機(jī)運(yùn)行阻力計(jì)算：

載重段阻力：

回空段阻力：

刮板鏈的規(guī)格為34×126的圓環(huán)鏈,查得：

q0=950 N/m。查資料得封底式雙鏈輸送機(jī) f1=0.3,W′=0.8。

根據(jù)“+”,“-”號(hào)的確定原則：當(dāng)刮板鏈和貨載沿輸送機(jī)運(yùn)行方向分力與移動(dòng)阻力方向相同取“+”號(hào) ,相反取“- ”。

所以平直刮板輸送機(jī)運(yùn)行阻力：

載重段阻力：

回空段阻力：

機(jī)頭機(jī)尾均設(shè)驅(qū)動(dòng)裝置的刮板輸送機(jī)鏈張力計(jì)算 ,見(jiàn)圖 3。

圖3 刮板輸送機(jī)鏈張力計(jì)算示意圖

刮板鏈條在運(yùn)行路線(xiàn)上沿運(yùn)行方向每一下行點(diǎn)的鏈張力等于其前一點(diǎn)的鏈張力與兩點(diǎn)間運(yùn)行阻力之和 ,即：

式中：

Si-1,Si—分別為鏈條上(i-1)和i點(diǎn)處張力;

W(i-1)-1—(i-1)到 i點(diǎn)到點(diǎn)間鏈段運(yùn)行阻力。

鏈條與主動(dòng)鏈輪分離點(diǎn)處最小鏈張力,每條鏈子為200～300 kg,大了增加鏈條磨損和功率消耗,小了鏈條在此處易產(chǎn)生扭曲打結(jié)或垂度過(guò)大,不能保證鏈條與鏈輪正常嚙合和平穩(wěn)運(yùn)行,一般鏈條在最小鏈張力點(diǎn)處松馳鏈環(huán)垂度不多于兩個(gè)。

因機(jī)頭機(jī)尾各裝一個(gè)等功率驅(qū)動(dòng)裝置布置,此時(shí)K=1,而平直刮板輸送機(jī)運(yùn)行阻力=6.63＞K,在機(jī)頭機(jī)尾電機(jī)以同一個(gè)百分比輸出功率的情況下,則機(jī)頭輸出的功率不足以滿(mǎn)足重段所需功率,而機(jī)尾輸出的功率大于空段所需功率,此時(shí)機(jī)尾電機(jī)經(jīng)由底鏈通過(guò)鏈條與機(jī)頭鏈輪分離點(diǎn)1幫助拉動(dòng)上鏈,即鏈條與機(jī)尾鏈輪分離點(diǎn)3處鏈張力最小,所以取S3=6 000 N。

將S3=6 000 N代入水平彎曲的刮板輸送機(jī)重段阻力公式(3)得：

將上式代入公式(2)得：

所以刮板輸送機(jī)總的運(yùn)行阻力：

2 電機(jī)功率的確定與選擇

查得,取傳動(dòng)效率：η=0.85

選擇電機(jī)功率為400 k W,則電機(jī)總功率為2×400=800 k W＞P,滿(mǎn)足實(shí)際要求。

3 結(jié) 論

本電動(dòng)機(jī)功率的分析計(jì)算,充分考慮了刮板輸送機(jī)在運(yùn)行狀況下的各種阻力,比較接近實(shí)際工作環(huán)境,對(duì)電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算結(jié)果與測(cè)得實(shí)際結(jié)果接近,驗(yàn)證了計(jì)算方法的正確性。

[1] 余以道.刮板輸送機(jī)鏈條彎曲運(yùn)行阻力的計(jì)算[J].湘潭礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),1995(3)：23-24.

[2] 毛 君,李貴軒.刮板輸送機(jī)動(dòng)力學(xué)行為分析與控制理論研究[M].沈陽(yáng)：遼寧大學(xué)出版社,2000：129-133.

[3] 于學(xué)謙,方佳雨.礦山運(yùn)輸機(jī)械[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,1989：39-42.

Analysis and Calculation of Motor Power of Scrape Conveyor

Liu Cheng-hong,Zhang Qing-yu,Li Zuo-peng

This passage have calculated the motor power of scraper conveyor,according to the actual working condition,f ully taking into account a variety of scraper conveyor running resistance.The results of the analysis and calculation are in line with the actual situation which verified that the motor power meet the requirements.

Scraper conveyor;Heavy segment resistance;Empty segment resistance;Tension

TD528.3

B

1672-0652(2010)02-0007-03

劉成宏 女 1980年出生 2009年畢業(yè)于沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 助理工程師 沈陽(yáng) 110027

2009-12-14