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1、2000年第10期煤矿设计#23#带式输送机滚筒卸料轨迹的理论与设计煤炭工业西安设计研究院贺克让王小伟董万江摘要带式输送机滚筒卸料轨迹是设计机头溜槽的重要依据。本文系统地分析了各种形式的滚筒卸料轨迹,给出了描绘物料轨迹的参数方程,并介绍了轨迹的作图方法。关键词带式输送机滚筒卸料质心轨迹在地下开采、露天开采、地面生产系统和选煤厂中,带式输送机是使用几率最高的运输设备,然而,国内对于带式输送机机头滚筒卸料轨迹的研究却略嫌不足。长期以来,设计单位在设计机头溜槽时,均依据标准设计)))5溜槽图册6(1966年版)中的/皮带机头
2、轮落煤曲线轨迹图0,有的甚至以空间位置或基于以往的经验来设计溜槽。由于该/轨迹图0是建立在不完善的理论基础之上,忽略了物料在抛射瞬间的质心位置、滚筒包胶厚度和胶带的厚度以及采用公称名义带速而不是实际带速,因此,其结果就与实际的抛射轨迹相差甚大。实际使用中往往表现为溜槽前侧板距卸料滚筒过短或落差过大,对溜槽产生很大的冲击、磨损,降低了溜槽的使用寿命,增加了车间、厂房的噪图2抛射点物料断面计算简图音和粉尘。为此,有必要对带式输送机的卸料问题作深入l1)单节辊子长度;的理论分析和研究,以指导设计中的实际问题。本文旨在a1)物
3、料侧堆积角(弧度);对滚筒卸料轨迹的理论分析和计算提供一种可行的方法,K)托辊槽角。以便对溜槽进行合理设计。假定在抛射点处,物料边缘至胶带边的距离由于塌陷的原因而为cP2,则其断面面积为:1抛射点物料质心的确定21Sc=r2(a2-sin2a2)º带式输送机上的物料经沿途不断地颠簸,其断面由最2初的不规则形状逐渐变成近似图1所示的形状。在头部,式中r2=(B-c)P(2sina2)。因过渡托辊的作用,胶带逐渐由槽形变平,因而物料逐渐我们知道:在稳定运行时,物料侧堆积角为其安息角向两侧塌陷,其断面变成了如图2所示的弓形。
4、的0.5~0.75倍。当物料处于槽形状态时,经过沿途不断地颠簸,其侧堆积角降至最小;在头部,物料由槽形变平时,一般仅经过2~3组过渡托辊,4~6m左右的距离即可实现。这就使得塌陷的物料在任何小于安息角的侧堆积息角),通过S=Sc即可求出在抛射状态下的侧堆积角A2,进而求出物料质心至胶带面的距离a及拱高h(见图3)。图1槽形断面计算简图在图1中,设物料边缘至胶带边的距离为c,c=(B-b)P2,则其断面面积为:S=S1+S2211=r1(a1-sin2a1)+(l+l1)msinK¹22式中m=(b-l1)P2l=l1+
5、2mcosK图3抛射点物料重心计算简图r1=lP(2sina1))圆弧半径;#24#煤矿设计2000年第10期假定物料是均匀的,由图3可知物料的重心坐标:料将随胶带一起绕过滚筒顶点,转过5角,在eL点分离并yG=QsydsPs沿切线方向作下抛运动。其运动轨迹可用下式描述:将ds=2x#dyx=r22x=Rsin5+Vstcos52-y带入上式得22r222y=R(1-cos5)+Vstsin5+gtP2yG=SQr2cosA2yr2-ydy式中5=arccosVs2PRg。求解上式得:33yG=2r2sinA2P3s»
6、从而a,h分别为:h=r2(1-cosA2)¼23a=r2(2#r2sina2P3s-cosA2)½2物料在抛射点的临界条件物料质心在抛射点的速度为:(2)倾斜上运带式输送机VS=P(DP2+D1+D2+a)#nP30上运带式输送机卸料轨迹可分三种情形讨论:式中D)滚筒外径,m;¹当带速较高,满足关系式Vs2PRg>1时,物料在输D1)铸胶厚度,m;送带与滚筒相切的起始点eL处与输送带分离并作上抛运D2)输送带厚度,m;动。其轨迹方程为:n)滚筒实际转速,r1p1m。x=VstcosA-RsinA设物料在运动到滚筒圆周
7、某点时,其质心处于临界状2y=R(1-cosA)-VstsinA+gtP2态,则在法向方向上的加速度应满足下式:式中A)输送机倾角。设h点为轨迹顶点,通过对y的关系式求导,并令其2VsPRgcosA为0,可以求得顶点的参数th、xh、yh,即2即VsPRgcosAdy=gt-VG#sinA式中R)物料质心半径,m;dtR=DP2+D1+D2+ady令=0dt此式即物料质心在抛射临界状态下的条件。得th=VssinAPg3带式输送机滚筒卸料轨迹2xh=Vssin2AP2g-RsinA22(1)水平运输带式输送机卸料分
8、二种情形讨论:yh=R(1-cosA)-VssinAP2g22¹如果输送带运行速度相当高,即当VsPRg1时,º当满足关系式VsPRg=1时,物料在头轮垂直中心物料将在输送带与滚筒相切的起始点eL处离开输送带作线处离开输送带,作平抛运动。其轨迹方程为:平抛运动。其运动轨迹可用下式描述:x=Vs#t2x=Vs#ty=g#tP22y
