外文翻譯--高速帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì).doc

1附件A高速帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)G.Lodewijks，荷蘭摘要本文主要探討高速帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題。帶式輸送機(jī)的輸送量取決于輸送帶的速度、傳送帶寬度和托輥槽形角。然而輸送帶速度的選擇又受到各種實(shí)際條件的限制，在本文有這方面的討論。輸送帶速度也影響傳送帶的性能，例如它的能源消耗和它連續(xù)運(yùn)行的穩(wěn)定性。一種計(jì)算輸送帶的能源消耗的方法就是通過(guò)考慮運(yùn)輸過(guò)程中的各種能量損耗來(lái)進(jìn)行估算的。輸送帶速度的不同使得安全系數(shù)的要求也各不相同，這也影響輸送帶所要求的強(qiáng)度。一種新的計(jì)算輸送帶速度對(duì)安全系數(shù)的影響的方法在本文中被介紹。最后，輸送帶速度的沖擊對(duì)各組成部分的選擇和對(duì)中轉(zhuǎn)站設(shè)計(jì)的影響也在本文中被討論。1概述過(guò)去的研究已經(jīng)證實(shí)使用窄帶輸送機(jī)的經(jīng)濟(jì)可行性，輸送帶的速度變快要求輸送帶的寬度隨之變寬，低速輸送機(jī)適于長(zhǎng)距離輸送。例如圖1-5?，F(xiàn)在，傳送帶以8m/s的速度運(yùn)行是沒(méi)有問(wèn)題的。無(wú)論怎樣，輸送帶速度在10m/s到20m/s在技術(shù)上是(動(dòng)態(tài)地)可行的，并且也許在經(jīng)濟(jì)上也是可行的。本文將輸送帶速度在10和20m/s之間的定義為高速。輸送帶速度在10m/s之下的定義為低速。使用高速輸送帶的目的并不在于它本身。如果使用高速輸送帶不是經(jīng)濟(jì)上有利，或則，如果安全和可靠的操作沒(méi)有保證的，那么就應(yīng)該選擇低速輸送帶。輸送帶速度的選擇是總的設(shè)計(jì)過(guò)程的一部分。靜態(tài)或穩(wěn)定的設(shè)計(jì)方法決定了帶式輸送機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在這些設(shè)計(jì)方法中輸送帶被認(rèn)為是剛性的，靜止的。這增加了輸送機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的質(zhì)量和也決定了帶式輸送機(jī)各零部件的尺寸。穩(wěn)定操作包括傳送帶穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的張力、相對(duì)各種物料載荷的能量消耗和相關(guān)的工作環(huán)境情況。應(yīng)該體會(huì)到找到最優(yōu)的設(shè)計(jì)不是一次性的努力，而是一個(gè)反復(fù)的過(guò)程6。優(yōu)化設(shè)計(jì)，開(kāi)始于優(yōu)化的決心，終于符合要求的確定的控制算法和組成輸送機(jī)的各零部件確定的位置和尺寸的大小，例如驅(qū)動(dòng)，閘和飛輪，可由動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法確定。在這些設(shè)計(jì)方法中，也涉及動(dòng)態(tài)分析，輸送帶可看作是一個(gè)三維的彈性體。三維波動(dòng)理論被2用來(lái)研究大的局部受力傳輸?shù)臅r(shí)間和沿輸送帶的干擾傳輸?shù)奈灰?。在這種理論中，輸送帶被劃分成一系列的有限元。有限元一體化為有彈性的彈簧和塊。有限元素的結(jié)構(gòu)性特征能代表輸送帶的流變特征。動(dòng)態(tài)分析產(chǎn)生在動(dòng)態(tài)操作時(shí)輸送帶產(chǎn)生的張力和能量消耗，例如在帶式輸送機(jī)啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)。本文主要討論高速輸送機(jī)的設(shè)計(jì)，特別是使用高速輸送帶對(duì)輸送帶在能源消耗和安全系數(shù)要求方面的影響。使用高速輸送帶也要求輸送機(jī)的各零部件有高可靠性，例如托輥組應(yīng)達(dá)到所要求的使用壽命。高速帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要方面是高效率的裝料和卸載的合理安排。這些方面在本文中將被簡(jiǎn)單地討論。2帶速2.1傳送帶速度選擇整體皮帶輸送機(jī)的最低成本在傳送帶寬度0.6到1.0m的系列范圍內(nèi)2。所要求的輸送量可以在這個(gè)傳送帶寬度范圍中選擇和也可以選擇符合輸送量要求的任何必要的輸送帶速度。圖1例子顯示了傳送帶速度和傳送帶寬度的組合所達(dá)到的具體輸送機(jī)的輸送量。在本例中假設(shè)，物料的容積密度是850kg/m3(煤炭)，并且槽形托輥的槽角和附加角分別為35和20。圖1：各種輸送帶的寬度相對(duì)不同的輸送量的熟送帶的速度然而傳送帶速度選擇又被實(shí)際工作環(huán)境限制。第一個(gè)方面是傳送帶的可成槽性，在圖1沒(méi)有給出與輸送帶強(qiáng)度(規(guī)定值)的聯(lián)系，這部分取決于輸送機(jī)的長(zhǎng)度和海拔。為使送帶的可成槽性被保證必須選擇傳送帶寬度和強(qiáng)度。如果輸送帶沒(méi)有充足的可成槽性就不會(huì)有適當(dāng)?shù)剡\(yùn)行軌跡。這導(dǎo)致傳送帶連續(xù)運(yùn)行的不穩(wěn)定，特別是高速傳送帶，這是不允許的。通常，傳送帶制造者期待輸送機(jī)空載時(shí)，40%傳送帶寬度上進(jìn)行著直線運(yùn)行，并且與承載托輥的正常接觸。第二方面是空氣在傳送帶上相對(duì)疏松固體物料的速度（空氣相對(duì)速度)。如果相對(duì)空速超出某些極限后灰塵將產(chǎn)生重要影響。這特別是對(duì)礦井產(chǎn)生了潛在問(wèn)題影響，因?yàn)榈V井為了通氣存在向下氣流?？账俚南鄬?duì)極限取決于四周情況和粒狀材料特征。3第三個(gè)方面是帶式輸送機(jī)系統(tǒng)引起的噪聲。隨著傳送帶速度的增加，噪聲級(jí)別也通常增加。在住宅區(qū)噪聲級(jí)限于65dB。雖然噪聲級(jí)受輸送機(jī)的支持結(jié)構(gòu)和輸送機(jī)的覆蓋層的設(shè)計(jì)的影響很大，這也是選擇輸送帶速度的一個(gè)限制因素。2.2輸送帶速度變化帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的能量消耗隨傳送帶速度的變化而變化，這將在第3部分中論述。為了節(jié)省能量，傳送帶速度應(yīng)調(diào)整與供料點(diǎn)的粒狀物料特性匹配。如果傳送帶正在滿載運(yùn)行，那么它應(yīng)該運(yùn)行在高(設(shè)計(jì))速度。傳送帶速度可以在物質(zhì)(容量)輸入點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整。這將維持傳送帶在帶槽內(nèi)的連續(xù)裝填和在傳送帶的連續(xù)的粒狀材料的裝載。傳送帶帶槽在恒定的裝填時(shí)產(chǎn)生一個(gè)最優(yōu)的裝貨比率，并且每個(gè)輸送物料單元被期望消耗能源量最低。比較各種傳送帶速度不同的輸送機(jī)能源消耗相差將近10%8。與提供的各種粒狀物料流的相對(duì)應(yīng)的不同的傳送帶速度有以下好處：在裝載區(qū)的傳送帶有較少的磨損更低噪聲輻射通過(guò)減少輸送帶的張力，可以避免傳送帶在凹面曲線的傳送帶的提升，也可以改善輸送帶的定位不足包括：驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)系統(tǒng)的可控性的投資成本伴隨傳送帶速度變化的放電拋物線的變化在一個(gè)輸送機(jī)系統(tǒng)中控制系統(tǒng)要求控制輸送機(jī)各個(gè)輸送部分恒定的高速傳送帶的預(yù)緊力在托輥的上恒定的大粒狀物料裝載一個(gè)預(yù)先節(jié)能的分析將決定設(shè)計(jì)安裝更加昂貴，更加復(fù)雜的輸送機(jī)系統(tǒng)是否值得。3能源消耗客戶可能要求輸送機(jī)系統(tǒng)的能源消耗的規(guī)格，例如定量限制最大值kW-hr或ton/km，在計(jì)劃的線路上滿足運(yùn)輸疏松固體物料的設(shè)計(jì)要求。對(duì)于長(zhǎng)距離運(yùn)輸系統(tǒng)，能源消耗主要取決于托輥工作時(shí)所克服的壓力的抵抗力9。這傳送帶抵抗力，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)是由于托輥上的膠帶覆蓋層的黏彈性(被延遲的時(shí)間)在受壓時(shí)產(chǎn)生的。對(duì)于廠內(nèi)的帶式輸送機(jī)，在受載區(qū)域運(yùn)行時(shí)所受側(cè)抵抗也影響的能源消耗。側(cè)抵抗包括發(fā)生在輸入點(diǎn)物料加速度的抵抗和在滑道的側(cè)面上的摩擦和抵抗。4皮帶輸送機(jī)的必需的推進(jìn)力取決于總摩擦阻力和總物質(zhì)提升力的總和。摩擦阻力包括滯后損失，它可以認(rèn)為作為黏摩擦(與速度有關(guān))的組成部分。，但它不能在最大推動(dòng)力時(shí)確定輸送機(jī)系統(tǒng)的能源消耗是否是合理。比較不同的運(yùn)輸系統(tǒng)的能源消耗的最佳的方法將比較他們的運(yùn)輸效率。3.1運(yùn)輸效率有很多方法比較運(yùn)輸效率。第一種，也是廣泛被運(yùn)用的方法是比較等效摩擦因子，例如DINf因素。使用等效摩擦因子的好處是它可以看作是一條空載的傳送帶。使用一個(gè)等效摩擦因子缺點(diǎn)是它不是單純的效率數(shù)字。它也考慮到傳送帶的質(zhì)量，托輥的折算質(zhì)量和被運(yùn)輸?shù)牟牧系馁|(zhì)量。一個(gè)單純的效率數(shù)字，僅考慮到被運(yùn)輸物料的質(zhì)量。第二個(gè)方法將比較運(yùn)輸費(fèi)用，如kw-hr或ton/km或者$/ton/km。使用運(yùn)輸費(fèi)用的好處是這個(gè)數(shù)字因管理目的而廣泛應(yīng)用。使用運(yùn)輸費(fèi)用的缺點(diǎn)是它不直接地反映輸送機(jī)系統(tǒng)的效率三、多數(shù)“單純的”方法是比較運(yùn)輸中的損失因數(shù)10。運(yùn)輸損失因數(shù)是基于克服摩擦損失的推進(jìn)力的要求和運(yùn)輸工作之間的比率而定的(忽略驅(qū)動(dòng)效率和功率損失或者粒狀物料的上升/降低的要求)。運(yùn)輸工作被定義為粒狀材料被運(yùn)輸?shù)臄?shù)量和平均運(yùn)輸速度。使用運(yùn)輸損耗因數(shù)的好處是他們可以與其他交通工具運(yùn)輸比較損失因素，象卡車(chē)和火車(chē)。缺點(diǎn)是運(yùn)輸損耗因數(shù)取決于材料的被運(yùn)輸?shù)臄?shù)量，暗