帶式輸送機(jī)基本計(jì)算

1、.帶式輸送機(jī)基本計(jì)算帶式輸送機(jī)生產(chǎn)率計(jì)算生產(chǎn)率（輸送量）是帶式輸送機(jī)的最基本的參數(shù)之一，是設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。定義：所謂生產(chǎn)率是指單位時(shí)間內(nèi)輸送物料的數(shù)量： 容積生產(chǎn)率 單位；分： 質(zhì)量生產(chǎn)率 單位或；生產(chǎn)率主要取決于與兩個(gè)因素：a. 承載構(gòu)建單位長(zhǎng)度上的物料重量b. 承載構(gòu)建的運(yùn)動(dòng)速度生產(chǎn)率計(jì)算通式： （）的計(jì)算： 物料的種類(lèi)有關(guān) （堆積密度）；與： 輸送的方式有關(guān) （連續(xù)、定量、單件）；對(duì)帶式輸送機(jī)而言物料的輸送為連續(xù)流，則： （）式中：-物料堆積密度； -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(yùn)輸帶可用寬度，可按以下原則取值：時(shí)，；時(shí)，；-

2、等長(zhǎng)三托輥（中間托輥）長(zhǎng)度，；對(duì)于一輥或二輥的托輥組，則；-物料的動(dòng)堆積角，可查表，度；-槽角，度。值也可查表。生產(chǎn)率的計(jì)算： （）式中：-帶速，；-傾角系數(shù)，傾斜布置輸送機(jī)引起物料截面積折減系數(shù)，按下式計(jì)算或者查表。式中：-上部物料的減小系數(shù)。其中：-輸送機(jī)傾角、度。帶寬的確定:已知生產(chǎn)率，可由能下式計(jì)算所需的物料橫截面積。根據(jù)查表得所需帶寬，對(duì)于輸送大塊散體物料的輸送機(jī)，還需滿(mǎn)足下式要求：式中：-最大粒度，。功率的計(jì)算：可以由給定的生產(chǎn)率來(lái)計(jì)算（概算）；或者由驅(qū)動(dòng)滾筒的牽引力（圓周力）來(lái)計(jì)算。根據(jù)生產(chǎn)率來(lái)計(jì)算：a. 做垂直輸送時(shí)（做有效功）： （）1b. 水平輸送時(shí)：由于物料不提升，故所需

3、功率主要是用來(lái)克服運(yùn)行時(shí)的摩擦阻力（有害功）。式中：-運(yùn)行阻力其中-阻力系數(shù)故： （）c傾斜輸送時(shí)：此時(shí)軸功率為a和b兩項(xiàng)之和則：)()電機(jī)功率計(jì)算：由軸功率可計(jì)算電機(jī)功率，式中：-滿(mǎn)載啟動(dòng)系數(shù)，一般?。üβ蕚溆孟禂?shù)），根據(jù)驅(qū)動(dòng)滾筒上的牽引力及帶速來(lái)計(jì)算：（）則：（）式中：-帶速，；-牽引力，,等于線(xiàn)路上的阻力之和。由選電機(jī)。電機(jī)超載系數(shù)的校核（校驗(yàn)）：式中：-電機(jī)允許的超載系數(shù)，可由電機(jī)產(chǎn)品目錄中查得，一般為；-電機(jī)額定力矩，由電機(jī)產(chǎn)品目錄中查得，是由電機(jī)本身的結(jié)構(gòu)決定的。-電機(jī)軸的最大啟動(dòng)力矩，是有外載決定的，其中包括： 式中：-輸送機(jī)長(zhǎng)度，；-驅(qū)動(dòng)裝置的傳動(dòng)比；-驅(qū)動(dòng)裝置的效率；-啟動(dòng)時(shí)

4、間，一般?。煽刂茊⒅苿?dòng)，40、60、120s）-電機(jī)轉(zhuǎn)速，；-驅(qū)動(dòng)滾筒的直徑；-高速軸上所有旋轉(zhuǎn)質(zhì)量（轉(zhuǎn)子、聯(lián)軸接、制動(dòng)輪等）的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；1.15-考慮其它軸上的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量對(duì)驅(qū)動(dòng)軸所產(chǎn)生的慣性力矩的折算系數(shù)；-輸送帶單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，；運(yùn)行阻力的計(jì)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(jī)。由下面輸送機(jī)線(xiàn)路布置圖可知，運(yùn)行阻力可以分三種類(lèi)型來(lái)討論：a) 直線(xiàn)段的阻力：直線(xiàn)段：；b) 曲線(xiàn)段：；c) 局部阻力：裝載及卸載阻力、清掃器阻力、托輥前傾阻力等。上述三種阻力的總和等于驅(qū)動(dòng)裝置的牽引力，我們主要討論直線(xiàn)段阻力和曲線(xiàn)段阻，關(guān)于局部阻力手冊(cè)DT(A)型中有闡述。直

5、線(xiàn)段阻力：在輸送機(jī)線(xiàn)路布置的傾斜區(qū)段截取一直線(xiàn)段為分離體進(jìn)行分析研究：a) 當(dāng)輸送帶在支承托板上滑動(dòng)時(shí)向上運(yùn)行時(shí)：向下運(yùn)行時(shí)：其中運(yùn)行阻力系數(shù) 輸送帶對(duì)鋼質(zhì)（或鑄鐵）的支承滑板：； 輸送帶對(duì)铇過(guò)的本質(zhì)（或纖維質(zhì)）支承滑板：當(dāng)然目前有一種無(wú)摩擦（即少摩擦）材料支承滑板，則摩擦系數(shù)就更小了。b） 當(dāng)輸送帶在支承托輥上滾動(dòng)時(shí)：向上輸送時(shí)：向下輸送時(shí)： 式中：-該直線(xiàn)段實(shí)際長(zhǎng)度，；分別為水平投影長(zhǎng)度和垂直高度差，；-傾角，度；-單位長(zhǎng)度上物料重量，；-單位長(zhǎng)度上輸送帶重量，；-單位長(zhǎng)度上托輥旋轉(zhuǎn)部分的重量，；-托輥的運(yùn)動(dòng)阻力系數(shù) 由于形成托輥運(yùn)動(dòng)阻力的原因較復(fù)雜，因此一般用實(shí)驗(yàn)方法確定（可查表）。當(dāng)采

6、用滑動(dòng)軸承時(shí)，一般通過(guò)分析對(duì)直線(xiàn)段運(yùn)動(dòng)阻力和張力可寫(xiě)出下列通式： 阻力： 張力:結(jié)論：1）運(yùn)行阻力向上輸送時(shí)加，向下輸送時(shí)減； 2）運(yùn)行阻力之大小與（張力）無(wú)關(guān)，只與至于線(xiàn)載荷及線(xiàn)路布置有關(guān)（）； 3）運(yùn)動(dòng)阻力系數(shù)與支承的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)； 4）線(xiàn)路中任一點(diǎn)的張力等于運(yùn)動(dòng)方向前一點(diǎn)張力加上兩點(diǎn)之間的運(yùn)行阻力。曲線(xiàn)段阻力：牽引構(gòu)建（輸送帶）繞在改向滾筒上的運(yùn)行阻力：此時(shí)運(yùn)行阻力由兩部分組成： 軸頸的摩擦阻力 牽引構(gòu)件（輸送帶）的僵性阻力軸頸的摩擦阻力：因?yàn)?所以 式中：-滾筒直徑；-滾筒軸直徑；-軸頸摩擦系數(shù) 滑動(dòng)支承時(shí)， 滾動(dòng)支承時(shí)，而（正壓力）應(yīng)等于及改向滾筒重量的幾何和，但是一般情況下滾筒的重

7、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(jiǎn)化計(jì)算可忽略滾筒的重量。又因?yàn)橄嗖詈苄?，通常在，很少達(dá)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(yàn)方法確定，并用經(jīng)驗(yàn)公式表示：其中-僵性阻力系數(shù)，其值是根據(jù)牽引構(gòu)件的型式和尺寸以及導(dǎo)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(duì)膠帶：對(duì)鋼帶：式中：-輸送帶厚度-滾筒直徑曲線(xiàn)段改向滾動(dòng)上運(yùn)行阻力則為：)其中：-曲線(xiàn)段運(yùn)動(dòng)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：其中：-為張力增大系數(shù) 1的系數(shù)當(dāng)包角為時(shí)，；當(dāng)包角為180時(shí)，

8、；也可查表。輸送帶繞過(guò)驅(qū)動(dòng)滾筒時(shí)的運(yùn)動(dòng)阻力此時(shí)繞入端與繞出端張力必須滿(mǎn)足歐拉公式：此時(shí)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(jī)效率中計(jì)。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(shí)不考慮。則： 輸送帶繞過(guò)導(dǎo)向托輥組時(shí)的運(yùn)動(dòng)阻力取一個(gè)托輥來(lái)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(duì)于個(gè)托輥，則總的正壓力：而,則曲線(xiàn)段運(yùn)動(dòng)阻力:而式中：綜上所述：改向處之曲線(xiàn)段運(yùn)動(dòng)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(gòu)件型式等有關(guān)，可查表。結(jié)論：a) 曲線(xiàn)段阻力與繞入點(diǎn)張力大小有關(guān)，二者成比例（）；b)

9、已知繞入點(diǎn)張力，即可求得繞出點(diǎn)的張力 ；c) 驅(qū)動(dòng)滾筒處之與之間關(guān)系，不能用下式計(jì)算：，而是符合歐拉公式。牽引構(gòu)件（輸送帶）張力的計(jì)算張力計(jì)算的目的：通過(guò)張力計(jì)算：a) 求得線(xiàn)路最大張力；b) 由最大張力選取輸送帶并驗(yàn)算其強(qiáng)度；c) 求牽引力及功率。逐點(diǎn)輪廓計(jì)算法：輸送帶在輸送機(jī)線(xiàn)路中，任一點(diǎn)的張力等于前一點(diǎn)的張力加上這兩點(diǎn)間區(qū)段的運(yùn)動(dòng)阻力，如計(jì)算相鄰兩點(diǎn)的張力應(yīng)用的計(jì)算通式： （直線(xiàn)段） （曲線(xiàn)段）下面以圖示的帶式輸送機(jī)系統(tǒng)為例來(lái)分析討論： 已知條件：由給定線(xiàn)路可知 分別為承載及無(wú)載分支的線(xiàn)載荷；分別為承載及無(wú)載分支的運(yùn)動(dòng)阻力系數(shù)；分別為相應(yīng)曲線(xiàn)區(qū)段的張力增大系數(shù)，并且設(shè)驅(qū)動(dòng)裝置在頭部，張緊

10、裝置設(shè)在尾部（重錘式），線(xiàn)路中任一點(diǎn)（1點(diǎn)）的張力為已知。試求：驅(qū)動(dòng)裝置（滾筒上）繞入點(diǎn)（4點(diǎn)）的張力?求張力的步驟：a) 先確定線(xiàn)路中的各典型點(diǎn)，即直線(xiàn)區(qū)段與曲線(xiàn)區(qū)段的交接點(diǎn)，如：點(diǎn)等；b) 再由已知點(diǎn)（假設(shè)1點(diǎn)）的張力（）開(kāi)始依次按輪廓的各點(diǎn)求出相應(yīng)點(diǎn)的張力；c) 最后求得所需要點(diǎn)的張力。根據(jù)給出的線(xiàn)路圖，由已知條件逐點(diǎn)進(jìn)行張力計(jì)算：故牽引力（即圓周力）為：注意：a) 求點(diǎn)張力時(shí)，不能采用關(guān)系式，因?yàn)樵隍?qū)動(dòng)滾筒處和是符合歐拉公式的，即：點(diǎn)的張力可由1點(diǎn)的張力逆時(shí)針?lè)较騺?lái)進(jìn)行計(jì)算：b) 驅(qū)動(dòng)滾筒位置改變時(shí)，各點(diǎn)的張力也隨之變化，假定驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在1處，且為已知，則此時(shí)計(jì)算順序應(yīng)從點(diǎn)按逆時(shí)針順序

11、直至求得，再?gòu)狞c(diǎn)按順時(shí)針求得。小結(jié)：a) 采用“逐點(diǎn)張力輪廓計(jì)算法”求輸送帶各點(diǎn)張力時(shí)，必須從線(xiàn)路中某一點(diǎn)（或已知點(diǎn)張力）開(kāi)始；b) 根據(jù)驅(qū)動(dòng)裝置位置確定順時(shí)針或逆時(shí)針進(jìn)行計(jì)算；c) 驅(qū)動(dòng)裝置位置不同直接影響線(xiàn)路中個(gè)點(diǎn)張力大小，一般是從輸送帶的最小張力點(diǎn)開(kāi)始計(jì)算。最小張力：確定最小張力的目的：1. 防止輸送帶發(fā)生過(guò)大的垂度；2. 保證驅(qū)動(dòng)裝置正常工作；3. 保證工作構(gòu)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(jī)安裝后不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，輸送帶所承受的預(yù)張力，它在整個(gè)線(xiàn)路中的各點(diǎn)其張力是相等的。最小靜張力值是根據(jù)：1. 操作經(jīng)驗(yàn)；2. 工作條件；3. 線(xiàn)路布置（）；4. 輸送量及物料堆積

12、密度等而定。最小工作張力-指輸送機(jī)保證正常工作時(shí)，輸送帶的最小張力值，它在整個(gè)線(xiàn)路中不同情況的各點(diǎn)其張力大小是不相等的。輸送機(jī)工作時(shí)，輸送帶上任一點(diǎn)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(yīng)滿(mǎn)足歐拉公式：則 2) 兩個(gè)支承托輥間牽引構(gòu)件的垂度不超過(guò)許用垂度來(lái)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(chǎn)生下垂。當(dāng)托輥間距相同時(shí)，輸送帶產(chǎn)生最大下垂度的地方應(yīng)該在牽引構(gòu)件張力最小處。因此，為了使輸送帶的最大垂度不超過(guò)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(jiàn)圖。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，把曲線(xiàn)按直

13、線(xiàn)來(lái)考慮（因支承間的曲線(xiàn)長(zhǎng)度與線(xiàn)段的長(zhǎng)度相差無(wú)幾），其上作用均布的線(xiàn)載荷：在均布載荷作用下，輸送帶產(chǎn)生懸垂，取一下段來(lái)討論： 原點(diǎn)為0定坐標(biāo)系 橫坐標(biāo) 縱坐標(biāo)在所取線(xiàn)段的兩端之張力分別為：和根據(jù)力的平衡條件得： - - 用式除以式得：即 而 積分得： 由初始條件確定積分常數(shù)當(dāng)時(shí)，則因此 -顯然為拋物線(xiàn)方程當(dāng)時(shí)，即在支點(diǎn)處則 實(shí)際上此時(shí)為支點(diǎn)處的縱坐標(biāo)值，而在數(shù)值上等于原點(diǎn)處的最大垂度值 -一般取的其最小張力值為：當(dāng)線(xiàn)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(shí)，則必須取承載分支上的張力最小的那一點(diǎn)之張力等于（或大于），再重新計(jì)算線(xiàn)路上各點(diǎn)之張力。通過(guò)對(duì)線(xiàn)路各點(diǎn)的張力計(jì)算，便可求出整

14、個(gè)線(xiàn)路的最大張力（一般為驅(qū)動(dòng)滾筒繞入點(diǎn)之張力），由最大張力可進(jìn)行輸送帶強(qiáng)度校核：織物帶： -穩(wěn)定工況下輸送帶最大張力，；-縱向拉斷強(qiáng)度；-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(qiáng)度；-一般取小結(jié)： 當(dāng)已給出時(shí)，則用來(lái)校驗(yàn)線(xiàn)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; 如果沒(méi)有給出,可利用上述公式求得,再由此點(diǎn)張力開(kāi)始求其它點(diǎn)張力； 對(duì)靠摩擦驅(qū)動(dòng)的輸送機(jī)，一般用保證不打滑的條件來(lái)驗(yàn)算，或者反之。牽引構(gòu)件張力圖解當(dāng)知道最小張力點(diǎn)的 位置及大小時(shí)，并且知道各區(qū)段的運(yùn)行阻力，就可采用逐點(diǎn)張力計(jì)算法求得輸送帶上任一點(diǎn)的張力。1. 驅(qū)動(dòng)裝置位置：驅(qū)動(dòng)裝置位置不同

15、時(shí)，各點(diǎn)之張力值是不同的（變化的），因此對(duì)帶強(qiáng)、功率、張緊力等均產(chǎn)生影響?？傊畬?duì)整機(jī)的尺寸和成本影響很大。以一臺(tái)水平輸送機(jī)為例：當(dāng)已知：kg -有載分支kg -無(wú)載分支kg -最小張力L-輸送長(zhǎng)度,單位m，其余如圖。 驅(qū)動(dòng)裝置在A(yíng)處時(shí)+線(xiàn)路中最大張力：牽引力：張緊力：G+作用于結(jié)構(gòu)架上載荷 處： 處： 驅(qū)動(dòng)裝置在處時(shí)， 線(xiàn)路中最大張力：牽引力：張緊力：作用于結(jié)構(gòu)架上載荷 處： 處：比較兩種方案：最大張力：牽引力：張緊力：結(jié)構(gòu)架所受載荷 處： 處：由上述比較，顯然驅(qū)動(dòng)裝置位置在處比在處有利。驅(qū)動(dòng)裝置最合理位置考慮的原則： 最大張力最小的地方； 總的運(yùn)行阻力最小的地方； 張緊力最小的地方； 結(jié)構(gòu)所

16、受載荷最小的地方。由上面分析可知：一般驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在 運(yùn)行阻力最大區(qū)段的后面，即卸載點(diǎn)附近最為有利，是拉拽而不是推動(dòng)； 對(duì)傾斜輸送機(jī)，應(yīng)放在上端。2.張力圖解：對(duì)線(xiàn)路布置比較復(fù)雜的輸送機(jī)，為了選擇最合理的驅(qū)動(dòng)裝置的位置，就必須對(duì)線(xiàn)路各點(diǎn)張力進(jìn)行多次計(jì)算，反復(fù)比較后確定其驅(qū)動(dòng)裝置的位置。為了簡(jiǎn)化這種計(jì)算，同時(shí)能直觀(guān)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(biāo)表示輸送線(xiàn)路各段長(zhǎng)度；用 縱坐標(biāo)表示輸送帶張力大?。ǜ鼽c(diǎn)） 取一定比例尺,如1厘米代表 前面討論的水平輸送機(jī)為例,求各點(diǎn)張力:求張力時(shí)一般是要知道線(xiàn)路中某一點(diǎn)的張力，從而可求得線(xiàn)路中任一點(diǎn)的張力。而對(duì)帶式輸送機(jī)，即

17、使不知道，也可以利用最小張力的概念來(lái)求得。如，-是線(xiàn)路中繞出點(diǎn)張力，且是最小張力點(diǎn)，按張力逐點(diǎn)輪廓計(jì)算法，沿運(yùn)動(dòng)方向來(lái)計(jì)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(huà)出橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置位于B處時(shí)，可用簡(jiǎn)化的方法，通過(guò)將橫坐標(biāo)平移（向上或向下）相應(yīng)的距離，使其最小張力值不小于一定的值。通過(guò)做I II平行橫坐標(biāo)并交于，且使線(xiàn)路上各點(diǎn)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(qū)動(dòng)裝置設(shè)在A(yíng)處時(shí)的張力圖解。而所包圍的圖形即為驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在B處時(shí)的張力圖解。根據(jù)上述圖解可進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)比較，便可確定合理的驅(qū)動(dòng)裝置位置。校核工作分支最小張力：由圖解可知：在A(yíng)處： 張緊力結(jié)構(gòu)載荷：A處 B處在B處： 張緊力結(jié)構(gòu)載荷：A處 B處 結(jié)論：驅(qū)動(dòng)裝置在A(yíng)處有利。多滾筒傳動(dòng)的各滾筒的驅(qū)動(dòng)力分配 以三個(gè)滾筒驅(qū)動(dòng)為例，當(dāng)輸送機(jī)中間設(shè)置傳動(dòng)滾時(shí)，其關(guān)系也類(lèi)似。圖中以及、分別表示三個(gè)滾筒及三個(gè)驅(qū)動(dòng)滾筒驅(qū)動(dòng)力。各驅(qū)動(dòng)滾筒驅(qū)動(dòng)力的配比要考慮：1. 各傳動(dòng)滾筒傳遞驅(qū)動(dòng)力之能力；2.電動(dòng)機(jī)功率與數(shù)量的分配，配比應(yīng)為整數(shù)，以便分配電機(jī)；