帶式輸送機基本計算

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1、帶式輸送機基本計算 帶式輸送機生產率計算 生產率（輸送量）是帶式輸送機的最基本的參數(shù)之一，是設計的主要依據(jù)。 定義：所謂生產率是指單位時間內輸送物料的數(shù)量： 容積生產率 單位； 分： 質量生產率 單位或； 生產率主要取決于與兩個因素： a. 承載構建單位長度上的物料重量 b. 承載構建的運動速度 生產率計算通式： （） 的計算： 物料的種類有關 （堆積密度）； 與： 輸送的方式有關 （連續(xù)、定量、單件）； 對帶式輸送機而言物料的輸送為連續(xù)流，則： （） 式中：-物

2、料堆積密度； -物料橫截面積。 其中：物料最大的橫截面積為： -上面弓形面截； -下面近似梯形面截。 式中：-運輸帶可用寬度，，可按以下原則取值： 時，； 時，； -等長三托輥（中間托輥）長度，；對于一輥或二輥的托輥組，則； -物料的動堆積角，可查表，度； -槽角，度。 值也可查表。 生產率的計算： （） 式中： -帶速，； -傾角系數(shù)，傾斜布置輸送機引起物料截面積折減系數(shù)，按下式計算或者查表。 式中： -上部物料的減小系數(shù)。 其中：-輸送機傾

3、角、度。 帶寬的確定: 已知生產率，可由能下式計算所需的物料橫截面積。 根據(jù)查表得所需帶寬，對于輸送大塊散體物料的輸送機，還需滿足下式要求： 式中： -最大粒度，。 功率的計算： 可以由給定的生產率來計算（概算）； 或者由驅動滾筒的牽引力（圓周力）來計算。 根據(jù)生產率來計算： a. 做垂直輸送時（做有效功）： （） 1 b. 水平輸送時： 由于物料不提升，故所需功率主要是用來克服運行時的摩擦阻力（有害功）。 式中： -運行阻力 其中-阻力系數(shù) 故： （） c．傾斜輸送時： 此時軸功

4、率為a和b兩項之和 則： ) () 電機功率計算： 由軸功率可計算電機功率， 式中： -滿載啟動系數(shù)，一般?。üβ蕚溆孟禂?shù)），根據(jù)驅動滾筒上的牽引力及帶速來計算： （） 則： （） 式中： -帶速，； -牽引力，,等于線路上的阻力之和。 由選電機。 電機超載系數(shù)的校核（校驗）： 式中： -電機允許的超載系數(shù)，可由電機產品目錄中查得，一般為； -電機額定力矩，由電機產品目錄中查得，是由電機本身的結構決定的。 -電機軸的最大啟動力矩，是有外載決定的，其中包括： 式中： -輸送機長度，

5、； -驅動裝置的傳動比； -驅動裝置的效率； -啟動時間，一般?。煽刂茊⒅苿樱?0、60、120s） -電機轉速，； -驅動滾筒的直徑； -高速軸上所有旋轉質量（轉子、聯(lián)軸接、制動輪等）的轉動慣量； 1.15-考慮其它軸上的旋轉質量對驅動軸所產生的慣性力矩的折算系數(shù)； -輸送帶單位長度的質量，； 運行阻力的計算： 目的：1）求輸送帶的最大張力； 2）選輸送帶； 3）求牽引力、求功率選電機。 由下面輸送機線路布置圖可知，運行阻力可以分三種類型來討論： a) 直線段的阻力： 直線段：； b) 曲線段：； c) 局部阻力：裝載及卸載阻力、

6、清掃器阻力、托輥前傾阻力等。 上述三種阻力的總和等于驅動裝置的牽引力，我們主要討論直線段阻力和曲線段阻，關于局部阻力手冊[DTⅡ(A)型]中有闡述。 直線段阻力： 在輸送機線路布置的傾斜區(qū)段截取一直線段為分離體進行分析研究： a) 當輸送帶在支承托板上滑動時 向上運行時： 向下運行時： 其中運行阻力系數(shù) 輸送帶對鋼質（或鑄鐵）的支承滑板：； 輸送帶對铇過的本質（或纖維質）支承滑板： 當然目前有一種無摩擦（即少摩擦）材料支承滑板，則摩擦系數(shù)就更小了。 b） 當輸送帶在支承托輥上滾動時： 向上輸送時：

7、 向下輸送時： 式中： -該直線段實際長度，； 分別為水平投影長度和垂直高度差，； -傾角，度； -單位長度上物料重量，； -單位長度上輸送帶重量，； -單位長度上托輥旋轉部分的重量，； -托輥的運動阻力系數(shù) 由于形成托輥運動阻力的原因較復雜，因此一般用實驗方法確定（可查表）。 當采用滑動軸承時，一般 通過分析對直線段運動阻力和張力可寫出下列通式： 阻力： 張力: 結論：1）運行阻力向上輸送時加，向下輸送時減； 2）運行阻力之大小與（張力）無關，只與至于線載荷及線路布置有關（）； 3）運動

8、阻力系數(shù)與支承的結構形式有關； 4）線路中任一點的張力等于運動方向前一點張力加上兩點之間的運行阻力。 曲線段阻力： 牽引構建（輸送帶）繞在改向滾筒上的運行阻力： 此時運行阻力由兩部分組成： 軸頸的摩擦阻力 牽引構件（輸送帶）的僵性阻力 軸頸的摩擦阻力： 因為 所以 式中： -滾筒直徑； -滾筒軸直徑； -軸頸摩擦系數(shù) 滑動支承時， 滾動支承時， 而（正壓力）應等于及改向滾筒重量的幾何和，但是一般情況下滾筒的重量（特別是焊接滾筒）與輸送帶的張力相比是很小的，因此為了簡化計算可忽略滾筒的重量。又

9、因為相差很小，通常在，很少達到。 則： 將代入軸頸摩擦阻力中，得: 僵性阻力（亦即剛性阻力）： 僵性阻力也就是抗變形的能力，其情況與鋼絲繩的僵性例同，一般用試驗方法確定，并用經(jīng)驗公式表示： 其中ξ-僵性阻力系數(shù)，其值是根據(jù)牽引構件的型式和尺寸以及導向滑輪或滾筒的直徑而定。輸送帶的僵性阻力系數(shù)之推薦公式： 對膠帶： 對鋼帶： 式中： -輸送帶厚度 -滾筒直徑 曲線段改向滾動上運行阻力則為： ) 其中： -曲線段運動阻力系數(shù) 一般在之間，可查表。 為繞出端張力增大部分，且與成正比， 故：

10、 其中：-為張力增大系數(shù) 1的系數(shù) 當包角為時，；當包角為180時，；也可查表。 輸送帶繞過驅動滾筒時的運動阻力 此時繞入端與繞出端張力必須滿足歐拉公式： 此時只考慮其僵性阻力，而不考慮軸頸的摩擦阻力，摩擦阻力在電機效率中計。 僵性阻力為： 而牽引力（圓周力）為： 但由于值很小，則僵性阻力與比較小得多，故有時不考慮。 則： 輸送帶繞過導向托輥組時的運動阻力 取一個托輥來分析研究，在該托輥上所作用的正壓力為： 包角很小，就很小 故: 因此: 對于個托輥，則總的正壓力： 而 , 則曲線段運動阻力:

11、 而 式中： 綜上所述： 改向處之曲線段運動阻力及其張力通式： 阻力： 張力： 式中： -張力增大系數(shù)，與包角、軸承型式、牽引構件型式等有關，可查表。 結論： a) 曲線段阻力與繞入點張力大小有關，二者成比例（）； b) 已知繞入點張力，即可求得繞出點的張力 ； c) 驅動滾筒處之與之間關系，不能用下式計算：，而是符合歐拉公式。 牽引構件（輸送帶）張力的計算 張力計算的目的： 通過張力計算： a) 求得線路最大張力； b) 由最大張力選取輸送帶并驗算其強度； c) 求牽引力及功率。 逐點輪廓計算法： 輸送帶

12、在輸送機線路中，任一點的張力等于前一點的張力加上這兩點間區(qū)段的運動阻力，如計算相鄰兩點的張力應用的計算通式： （直線段） （曲線段） 下面以圖示的帶式輸送機系統(tǒng)為例來分析討論： 已知條件：由給定線路可知 分別為承載及無載分支的線載荷； 分別為承載及無載分支的運動阻力系數(shù)； 分別為相應曲線區(qū)段的張力增大系數(shù)，并且設驅動裝置在頭部，張緊裝置設在尾部（重錘式），線路中任一點（1點）的張力為已知。 試求：驅動裝置（滾筒上）繞入點（4點）的張力? 求張力的步驟： a) 先確定線路

13、中的各典型點，即直線區(qū)段與曲線區(qū)段的交接點，如：點等； b) 再由已知點（假設1點）的張力（）開始依次按輪廓的各點求出相應點的張力； c) 最后求得所需要點的張力。 根據(jù)給出的線路圖，由已知條件逐點進行張力計算： 故牽引力（即圓周力）為： 注意： a) 求點張力時，不能采用關系式，因為在驅動滾筒處和是符合歐拉公式的，即： 點的張力可由1點的張力逆時針方向來進行計算： b) 驅動滾筒位置改變時，各點的張力也隨之變化，假定驅動裝置設在1處，且為已知，則此時計算

14、順序應從點按逆時針順序直至求得，再從點按順時針求得。 小結： a) 采用“逐點張力輪廓計算法”求輸送帶各點張力時，必須從線路中某一點（或已知點張力）開始； b) 根據(jù)驅動裝置位置確定順時針或逆時針進行計算； c) 驅動裝置位置不同直接影響線路中個點張力大小，一般是從輸送帶的最小張力點開始計算。 最小張力： 確定最小張力的目的： 1. 防止輸送帶發(fā)生過大的垂度； 2. 保證驅動裝置正常工作； 3. 保證工作構件的穩(wěn)定性等。 最小靜張力 分： 最小工作張力 最小靜張力----指輸送機安裝后不運轉時，輸送帶所承受的預張力，它在整個線路中的各點其張力是相等的。

15、 最小靜張力值是根據(jù)： 1. 操作經(jīng)驗； 2. 工作條件； 3. 線路布置（）； 4. 輸送量及物料堆積密度等而定。 最小工作張力----指輸送機保證正常工作時，輸送帶的最小張力值，它在整個線路中不同情況的各點其張力大小是不相等的。 輸送機工作時，輸送帶上任一點的張力值均不得小于最小靜張力值。（） 最小工作張力的確定： 可按下列三種情況確定： 1) 為了避免打滑，與兩者之間應滿足歐拉公式： 則 2) 兩個支承托輥間牽引構件的垂度不超過許用垂度來確定： 在輸送帶自重和物料重量的作用下，輸送帶在支承托輥間要產生下垂。當托輥間距相同時，輸送帶產生最大下

16、垂度的地方應該在牽引構件張力最小處。因此，為了使輸送帶的最大垂度不超過允許的值，就必須保證輸送帶的最小張力不小于某一定值，一般是考慮承載分支。見圖。 為了簡化計算，把曲線按直線來考慮（因支承間的曲線長度與線段的長度相差無幾），其上作用均布的線載荷： 在均布載荷作用下，輸送帶產生懸垂，取一下段來討論： 原點為0 定坐標系 橫坐標 縱坐標 在所取線段的兩端之張力分別為：和 根據(jù)力的平衡條件得： ----① ------② 用②式除以①式得： 即 而 積分得：

17、 由初始條件確定積分常數(shù) 當時，則 因此 ---------顯然為拋物線方程 當時，即在支點處 則 實際上此時為支點處的縱坐標值，而在數(shù)值上等于原點處的最大垂度值 --一般取的 其最小張力值為： 當線路上（承載分支）的最小張力小于由上述公式所決定的張力值時，則必須取承載分支上的張力最小的那一點之張力等于（或大于），再重新計算線路上各點之張力。通過對線路各點的張力計算，便可求出整個線路的最大張力（一般為驅動滾筒繞入點之張力），由最大張力可進行輸送帶強度校核： 織物帶： -穩(wěn)定工況下輸送帶最大張力，； -縱向拉斷強度；； -

18、穩(wěn)定工況，靜安全系數(shù)；棉；尼龍、聚酯 鋼繩芯帶： -縱向拉伸強度； -一般取 小結： ① 當已給出時，則用來校驗線路上的最小靜張力和最小工作張力是否大于已知值(S),否則需提高靜張力; ② 如果沒有給出,可利用上述公式求得,再由此點張力開始求其它點張力； ③ 對靠摩擦驅動的輸送機，一般用保證不打滑的條件來驗算，或者反之。 牽引構件張力圖解 當知道最小張力點的 位置及大小時，并且知道各區(qū)段的運行阻力，就可采用逐點張力計算法求得輸送帶上任一點的張力。 1. 驅動裝置位置： 驅動裝置位置不同時，各點之張力值是不同的（變化的），因此對帶強、功率、張緊力等均產生影響?？傊畬φ?/p>

19、機的尺寸和成本影響很大。 以一臺水平輸送機為例： 當已知： kg ----有載分支 kg ----無載分支 kg ----最小張力 L----輸送長度,單位m，其余如圖。 ① 驅動裝置在A處時 + 線路中最大張力： 牽引力： 張緊力：G≈+ 作用于結構架上載荷 處： 處： ② 驅動裝置在處時， 線路中最大張力： 牽引力： 張緊力： 作用于結構架上載荷 處： 處： 比較兩種方案： 最大

20、張力： 牽引力： 張緊力： 結構架所受載荷 處： 處： 由上述比較，顯然驅動裝置位置在處比在處有利。 驅動裝置最合理位置考慮的原則： ① 最大張力最小的地方； ② 總的運行阻力最小的地方； ③ 張緊力最小的地方； ④ 結構所受載荷最小的地方。 由上面分析可知： 一般驅動裝置設在 ① 運行阻力最大區(qū)段的后面，即卸載點附近最為有利，是拉拽而不是推動； ② 對傾斜輸送機，應放在上端。 2.張力圖解： 對線路布置比較復雜的輸送機，為了選擇最合理的驅動裝置的位置，就必須對線路各點張力進行多次計算，反復

21、比較后確定其驅動裝置的位置。 為了簡化這種計算，同時能直觀的“了解張力的變化情況”，使得其變化一目了然，所以可采用張力圖解。 橫坐標表示輸送線路各段長度； 用 縱坐標表示輸送帶張力大?。ǜ鼽c） 取一定比例尺,如1厘米代表 前面討論的水平輸送機為例, 求各點張力: 求張力時一般是要知道線路中某一點的張力，從而可求得線路中任一點的張力。 而對帶式輸送機，即使不知道，也可以利用最小張力的概念來求得。 如，

22、----是線路中繞出點張力，且是最小張力點，按張力逐點輪廓計算法，沿運動方向來計算： 則：=+=+150 其中C=1.05 =-------------(1) 根據(jù)歐拉公式: 其中 =3.01 ->查表p24表3-13歐拉系數(shù) ----------------(2) (1)和(2)公 式聯(lián)立求解得: =488.5 =670.43 =1470.63 確定比例尺: 1cm分別代表t、kg和u、m 畫出橫坐標和縱坐標 當驅動裝置位于B處時，可用簡化的方法，通過將

23、橫坐標平移（向上或向下）相應的距離，使其最小張力值不小于一定的值。通過做I II平行橫坐標并交于，且使線路上各點不小于505kg. kg是由聯(lián)立求解得出： 而 故 kg 由此可知： 1所包圍的圖形即為驅動裝置設在A處時的張力圖解。而所包圍的圖形即為驅動裝置設在B處時的張力圖解。 根據(jù)上述圖解可進行各項數(shù)據(jù)比較，便可確定合理的驅動裝置位置。 校核工作分支最小張力： 由圖解可知： 在A處： 張緊力≈ 結構載荷：A處 B處 在B處： 張緊力≈ 結構載荷：A

24、處 B處 結論：驅動裝置在A處有利。 多滾筒傳動的各滾筒的驅動力分配 以三個滾筒驅動為例，當輸送機中間設置傳動滾時，其關系也類似。 圖中①②③以及、、分別表示三個滾筒及三個驅動滾筒驅動力。各驅動滾筒驅動力的配比要考慮： 1. 各傳動滾筒傳遞驅動力之能力；2.電動機功率與數(shù)量的分配，配比應為整數(shù)，以便分配電機；3.輸送帶的張緊力（初張力）。 直接考慮三個驅滾動滾筒情況較復雜，故分別考慮頭部兩個和頭尾各一個的情況。實際上為了解決頭尾傳動滾筒的功率分配關系，可以將頭部的兩個傳動滾筒簡化為一個滾筒。

25、 一、 頭部雙滾筒傳動情況 如圖各傳動滾筒上傳遞驅動力的關系可根據(jù)下式得到： 則 -------@ 式中——分別為第一及第二傳動滾筒的備用系數(shù)，一般取 ——分別為第一及第二傳動滾筒的備用包角； 因為 所以 故兩轉動滾筒驅動力之比為 當，時， 則P= 二、頭尾雙滾筒傳動的情況 如圖，各傳動滾筒上傳遞的驅動力之關系，可根據(jù)下式得到 ------------------(b) 從而 則傳動滾筒1和3之驅動力比為： 設 則上式為 由式（a）和式（b）可得： 當，時，則 29