第一章运输设备的理论计算基础主要计算内容第一节运输设备的运输能力由(1-2)得(1-3)式中：A为物料运行的断面积；γ为物料的松散密度式(1—3)即为连续运行式运输设备运输能力的基本计算公式。从式中可以看出，运输能力的大小与输送距离无关，它主要取决于运送货载的运行速度υ和单位长度上的货载质量q。运行速度可根据不同运输设备和工作条件选取。货载量取决于运输设备的构造，如刮板运输机取决于中部槽断面的大小，带式输送机取决于输送带的宽度，无极绳运输取决于矿车容量和矿车间距等。(一)货载均匀分布在运输设备上货载均匀分布在运输设备上的输送设备有：带式输送机、板式输送机、链板输送机、刮板运输机、气力及水力设备等。(一)货载均匀分布在运输设备上(二)运输容器在运输线路上等间距运行货载装在单个容器内，而容器按一定规律运动并保持一定的间隔距离，这时货载量q可由下式求出：式中：G为容器中的货载质量,kg；a为容器间隔距离,m。则小时运输能力为：属于这一类的运输设备有：无极绳运输设备、架空索道以及斗式提升机等。二、往返运行式运输设备特点：按一定的工作方式作周期性往返运行，把一定量的货载从一个地点运至另一个地点，然后将空容器返回原处完成一个循环。其往返一次的运输量为：式中：Qy为往返一次的运输量,kg；G为每个容器的货载量，kg；Z为一组容器的容器数。每小时的运输能力为：式中：Q为运输能力，kg／h；T为往返一次的运输时间，min。从式(1-3)和式(1-l0)两个基本公式可以看出，连续运行式运输设备的运输能力与运输距离无关，而往返运行式运输设备的运输能力将随运输距离的增加而降低。上面计算的是不同运输方式下的运输设备的运输能力。需要说明的是：运输设备的运输能力和运输设计生产率是两个概念，运输设计生产率是由矿山产量任务和它的工作制度所决定的单位时间的运输量，是选择运输设备的原始依据，它由采矿设计提供，一般可由下式确定：式中：Q1为运输设计生产率，t/h；Ar为日产量，t/d；Tr为日运输工作时间，h；一般取18～19h；K为运输不均衡系数，一般取1.2～1.25。考虑到所选择的运输设备的运输能力应满足矿山产量任务所要求的运输生产率，因此，运输设备的运输能力应等于或稍大于运输生产率，即：为方便计算，通常采用Q=Q1，来计算求取运输设备的技术参数，例如F，υ，G，Qy等。第二节运输设备运行阻力系数和阻力计算一、矿车运行的阻力和阻力系数当矿车沿水平直线钢轨作等速运动时，将产生下列阻力：(1)轴颈与轴承之间的摩擦力；(2)车轮沿钢轨运行时所产生的滚动摩擦阻力；(3)车轮凸缘与钢轨间的摩擦阻力。图1-2(a)所示为单个矿车在水平直线轨道上等速运行时的受力状况。(a)(b)图1－2矿车运行阻力分析图1-2(b)所示为其中一个轮对上的作用力，列出各作用力对轴心的力矩方程为：整理得：当N1=N2时，F2=F1，全部运行阻力为：矿车运行的阻力系数即为：式中：F为矿车运行阻力，N；m为矿车的总质量，kg；k为车轮与轨道间的滚动摩擦因数，其数值与车轮直径及轨面形状和材料关,k=0.5～0.16mm；μ为车轮轴承的摩擦因数;d为车轮的轴径，mm；D为车轮直径，mm。式(1-16)所表达的阻力系数，用于分析影响矿车阻力的诸因素。工程计算中用的阻力系数是由试验得出，用下式计算矿车运行阻力：由于车轮凸缘与钢轨侧边之间的摩擦力不能用公式计算出来，仅能从实验中求得，因此，对式（1-13）乘系数C进行修正，所以最终矿车运行总牵引力F0为：(1-18)(1-19)二、有牵引机构的连续运输机械的运行阻力和阻力系数有牵引机构的连续运行式运输机械，其牵引机构连接成封闭环形，在驱动装置的带动下，沿线路连续循环运行，如图1-3所示。整个线路由沿直线运行的直线段和绕曲线运行的曲线段组成。直线段和曲线段的运行条件不同，其运行阻力也不同，通常分别计算。图1-3运行示意图2、3-直线段；1、4-曲线段1.链条滑行图1-4刮板链与中部槽的接触刮板输送机的刮板链在中部槽中滑动运行，刮板链在槽内的运行阻力，是滑动面上的摩擦阻力。由阻力系数的定义可得，刮板链在中部槽内运行的阻力系数为：（1-20)式中：ωl为刮板链运行的阻力系数；Fl为刮板链的运行阻力，N；ql为刮板链单位长度的质量，kg／m；L为刮板链长度，m。刮板链的运行阻力：(1-21)图1-4刮板链与中部槽的接触1-中部槽；2-刮板链2.滚轮链运行滚轮链是装有可转动滚轮的牵引链，如图1-5(a)所示，链条用滚轮支承在导轨上运行，以减小运行阻力。滚轮链在直线导轨上的运行状况与矿车在轨道上运行相似，滚轮链的运行阻力系数也用式(1-16)表示。图1－5滚轮链图1-5(