带式输送机基本计算

1、带式输送机基本计算带式输送机生产率计算生产率 （输送量） 是带式输送机的最基本的参数之一， 是设计的主要依据 定义：所谓生产率是指单位时间内输送物料的数量：厂容积生产率单位Myh；分:质量牛产率单位kgh 或；生产率主要取决于与两个因素：a.承载构建单位长度上的物料重量 q物b.承载构建的运动速度V生产率计算通式:q物的计算:对带式输送机而言物料的输送为连续流，则:c物1000牛1000 F r式中：r-物料堆积密度 3 ；F-物料横截面积 m23.6q物V物料的种类有关（堆积密度 r）；输送的方式有关（连续、定量、单件）；其中：物料最大的横截面积为：F FiF2Fi-上面弓形面截；F2-下面

2、近似梯形面截。(b 13) cos g6(b I3)(b I3).cossin2 2式中：b-运输带可用宽度，m,可按以下原则取值：B 2m时，b 0.9B 0.05m；B 2m时，b B 0.25m；I3-等长三托辊(中间托辊)长度， m；对于一辊或二辊的托辊组，则 130 ；-物料的动堆积角，可查表，度；-槽角，度。F1l3可以由给定的生产率来计算(概算)7F值也可查表。生产率的计算：Q计3.6F V k r (th)式中：V -带速，ms；k-倾角系数，倾斜布置输送机引起物料截面积折减系数，按下式计算或者查表。Fik 1(1 ki)式中：ki-上部物料 Fi的减小系数。其中：-输送机倾角

3、、度。带宽的确定:已知生产率，可由能下式计算所需的物料横截面积FQ计3.6Vkr根据F查表得所需带宽，对于输送大块散体物料的输送机，还需满足下式要求:B 2200式中：a-最大粒度，mm。功率的计算：ki2cos2COi cos2或者由驱动滚筒的牵引力（圆周力）来计算 根据生产率来计算:a.做垂直输送时（做有效功）：Q H 1000 Q H102输3600367输b.水平输送时:由于物料不提升，故所需功率主要是用来克服运行时的摩擦阻力（有害功）W V N轴102输式中:W-运行阻力其中-阻力系数W36VL水故:(KW)c.倾斜输送时:(H367输则:此时轴功率为a和b两项之和Q H367输Q

4、L水367输(KW)1KWQ3.6V367输(KW)电机功率计算: 由轴功率可计算电机功率,式中:K-满载启动系数，一般取K 1.31.7（功率备用系数），根据驱动滚筒上的牵引力及带 速来计算:P V102输则:P V K102传输式中:V-带速，ms；P-牵引力，kg,等于线路上的阻力之和。由 N电选电机。电机超载系数的校核（校验）：MmaxM额定式中:-电机允许的超载系数，可由电机产品目录中查得，一般为2.0 2.5；M额定-电机额定力矩，由电机产品目录中查得，是由电机本身的结构决定的Mmax-电机轴的最大启动力矩，是有外载决定的，其中包括：MmaxM静M直惯M转惯2P D筒（q物q带）L

5、 q带L D筒V 1.15GD n电2i传传2i t375t(KW)(KW)式中：L-输送机长度，m;i-驱动装置的传动比；传-驱动装置的效率；t-启动时间，一般取t 25s（可控制启制动，40、60、120s）n电-电机转速，rmim；D筒-驱动滚筒的直径；GD2-高速轴上所有旋转质量（转子、联轴接、制动轮等）的转动惯量;1.15-考虑其它轴上的旋转质量对驱动轴所产生的惯性力矩的折算系数；q带-输送带单位长度的质量，kgm ；运行阻力的计算：目的：1）求输送带的最大张力 Smax；2）选输送带；3）求牵引力、求功率选电机。由下面输送机线路布置图可知，运行阻力可以分三种类型来讨论:a）直线段的

6、阻力：直线段：3 4、4 5、5 6、6 1、 2、2 3;b）曲线段：3 3、4 4、5 5、1、2 2;c）局部阻力：装载及卸载阻力、清扫器阻力、托辊前倾阻力等。上述三种阻力的总和等于驱动装置的牵引力，我们主要讨论直线段阻力和曲线段阻，关于局 部阻力手册DTn（A）型中有阐述。直线段阻力：在输送机线路布置的倾斜区段截取一直线段 ab La为分离体进行分析研究：a）当输送带在支承托板上滑动时 向上运行时：SaSbLaq cosLaqsinSaSbLaq SLaqsinLq qHq( L H)向下运行时：SaSbq（ L H）其中运行阻力系数f当然目前有一种无摩擦（即少摩擦）材料支承滑板，则摩

7、擦系数f 就更小了b）当输送带在支承托辊上滚动时：向上输送时:SaSb（q物q带）LaCOS(q物q带)Lasinq托L(q物q带q托）cosLa(q物q带)sinLa(q物q带q托）L (q物q带)H向下输送时：SaSb(q物q带q托）L(q物q带)H式中：La-该直线段实际长度，m；输送带对钢质（或铸铁）的支承滑板:0.35 0.6 ；输送带对铇过的本质（或纤维质）支承滑板:f 0.4 0.7L、H分别为水平投影长度和垂直高度差，m ;-倾角，度；q物-单位长度上物料重量，kgm ；q带-单位长度上输送带重量，kgm；q托-单位长度上托辊旋转部分的重量，kgm；-托辊的运动阻力系数由于形成

8、托辊运动阻力的原因较复杂，因此一般用实验方法确定（可查表）。当采用滑动轴承时，一般滑（23）通过分析对直线段运动阻力和张力可写出下列通式：J 阻力：W q（ L H ）L 张力:SiSi 1W结论：1）运行阻力W向上输送时加H，向下输送时减H;2）运行阻力W之大小与 Si（张力）无关，只与至于线载荷q及线路布置有关（L、H）；3）运动阻力系数与支承的结构形式有关；4）线路中任一点的张力 Si等于运动方向前一点张力 Si i加上两点之间的运行阻力W。曲线段阻力：牵引构建（输送带）绕在改向滚筒上的运行阻力：此时运行阻力由两部分组成：牵引构件（输送带）的僵性阻力轴颈的摩擦阻力:因为 WiD筒所以Wi

9、N1也D筒式中:D筒-滚筒直径;d轴-滚筒轴直径；1-轴颈摩擦系数滑动支承时，i0.10.15I滚动支承时，i0.02 0.03而N（正压力）应等于 S入、S出及改向滚筒重量的几 何和，但是一般情况下滚筒的重量（特别是焊接滚 筒）与输送带的张力相比是很小的，因此为了简化 计算可忽略滚筒的重量。又因为 S入与S出相差很小, 通常在3%6%，很少达到10%。则：N（S入S出） sin2S入sin2 2Wl 2SAsin2将N代入轴颈摩擦阻力 Wi中，得:僵性阻力也就是抗变形的能力，其情况与钢丝绳的僵性例同，一般用试验方法确定,经验公式表示:其中E-僵性阻力系数，其值是根据牵引构件的型式和尺寸以及导

10、向滑轮或滚筒的直径而定。输送带的僵性阻力系数之推荐公式:式中：-输送带厚度D筒-滚筒直径曲线段改向滚动上运行阻力则为：并用W2（S入S出）2S入对胶带:I对钢带:1.23D筒d轴W曲W,W22S入sin 2S入D筒2d轴S入（21-sin 2 ）D筒2曲S入其中：曲-曲线段运动阻力系数d轴曲2isin 2D筒2曲一般在0.020.08之间，可查表。W曲为绕出端张力增大部分，且与 S入成正比，故：S出S入W曲s入曲s入（1曲）S入C S入其中：C-为张力增大系数C （1曲）蛍1的系数S入当包角为90。时，C 1.021.03;当包角为180。时，C 1.031.04;也可查表。输送带绕过驱动滚筒

11、时的运动阻力此时绕入端与绕出端张力必须满足欧拉公式：S入es出此时只考虑其僵性阻力，而不考虑轴颈的摩擦阻力，摩擦阻力在电机效率中计。僵性阻力为：W僵（S入S出）而牵引力（圆周力）P为:P S入S出W总W僵但由于 值很小，则僵性阻力与 W总比较小 得多，故有时不考虑 W僵。则：P S入S出W总输送带绕过导向托辊组时的运动阻力取一个托辊来分析研究，在该托辊上所作用的正压力为：IN 2S入sin -2包角很小，二就很小2故：IIsin 2 2因此：IN 2S入-S入2对于 n 个托辊，则总的正压力：N n n n S入而n ,N S入则曲线段运动阻力WtN曲S入曲S出S入W曲s入s入曲S入(1曲）C

12、 S入式中：C 1曲曲Dd0.01综上所述:改向处之曲线段运动阻力及其张力通式：阻力：W曲曲S入I 张力：S曲C S入式中：C-张力增大系数，与包角、轴承型式、牵引构件型式等有关，可查表。结论：a）曲线段阻力与绕入点张力 S入大小有关，二者成比例（W曲曲S入）；b）已知绕入点张力，即可求得绕出点的张力S出C S入；c）驱动滚筒处之 S入与 S出之间关系，不能用下式计算：S出C S入，而是符合欧拉公式 牵引构件（输送带）张力的计算张力计算的目的：通过张力计算：a）求得线路最大张力；b）由最大张力选取输送带并验算其强度；c）求牵引力及功率S出S入W曲s入s入曲逐点轮廓计算法:输送带在输送机线路中，

13、任一点的张力等于前一点的张力加上这两点间区段的运动阻力, 如计算相邻两点的张力应用的计算通式:卢iSi 1Wi（直线段） Is CSi 1（曲线段）q、q。分别为承载及无载分支的线载荷;0分别为承载及无载分支的运动阻力系数;Ci、C2、C3、C4分别为相应曲线区段的张力增大系数，并且设驱动装置在头部,张紧装置设在尾部（重锤式），线路中任一点（1点）的张力 Si为已知。试求：驱动装置（滚筒上）绕入点（4点）的张力 S4?求张力的步骤:H2、H3、H4F面以图示的带式输送机系统为例来分析讨论:先确定线路中的各典型点，即直线区段与曲线区段的交接点，如口 ：i、2、2、3、3、4、4点等;再由已知点（

14、假设1点）的张力（S!）开始依次按轮廓的各点求出相应点的张力;根据给出的线路图，由已知条件逐点进行张力计算:C1SC2S2C2(SiW2) C2(CiSiW2)S4S入a)b)c)最后求得所需要点的张力。S2S-iW2W2q0(0L2H2)S2S3S2W3CiC2S1C2W2W3W3q(L3H3)S3C3S3CiC2C3SiC2C3W2C3W3S4S3W4CiC2C3SiC2C3W2C3W3W4W4q(L4H4)S4SiWiSiqo(0LiHi)Wiq0(0LiHi)S4S出故牵引力（即圆周力）为:PS入S出S4S4注意:a）求4点张力时，不能采用 SiCSi i关系式，因为在驱动滚筒处 S入

15、和 S出是符合欧拉公式的，即:4点的张力 S4可由 1 点的张力逆时针方向来进行计算：S4S1wb）驱动滚筒位置改变时，各点的张力也随之变化，假定驱动装置设在1处，且S4,为已知, 则此时计算顺序应从4点按逆时针顺序直至求得Sr，再从4,点按顺时针求得E。小结：a）采用“逐点张力轮廓计算法”求输送带各点张力时， 必须从线路中某一点 （或已知点 张力） 开始；b）根据驱动装置位置确定顺时针或逆时针进行计算；c）驱动装置位置不同直接影响线路中个点张力大小，一般是从输送带的最小张力点开始 计算。最小张力：确定最小张力的目的:1.防止输送带发生过大的垂度;2.保证驱动装置正常工作;3.保证工作构件的稳

16、定性等。（最小静张力分：最小工作张力 最小静张力-指输送机安装后不运转时，输送带所承受的预张力，它在整个线路中的各点其 张力是相等的最小静张力值是根据：1.操作经验；2.工作条件；3.线路布置（L、H）;4.输送量及物料堆积密度等而定。最小工作张力-指输送机保证正常工作时，输送带的最小张力值，它在整个线路中不同情况 的各点其张力大小是不相等的。输送机工作时，输送带上任一点的张力值均不得小于最小静张力值。（S工min S静min）最小工作张力的确定：可按下列三种情况确定:1）为了避免打滑，S入与 S出两者之间应满足欧拉公式:则 Ps入s出s出(e 1)2）两个支承托辊间牵引构件的垂度不超过许用垂

17、度来确疋：在输送带自重和物料重量的作用下，输送带在支承托辊 间要产生下垂。当托辊间距相同时，输送带产生最大下 垂度的地方应该在牵引构件张力最小处。因此，为了使输送带的最大垂度 fmax不超过允许的值（0%），就必须保证输送带的最小张力不小于某一定值，一般是考虑承载分支。见图为了简化计算，把AB曲线按直线来考虑（因AB支承间的曲线长度与AB线段的长度相差无几），其上作用均布的线载荷:在均布载荷作用下，输送带产生悬垂，取一下段OC来讨论:原点为0定坐标系横坐标 x纵坐标y和 Sx根据力的平衡条件得：y 0 Sxsin qgxcos-x 0Sxcos S min在所取OC线段的两端之张力分别为：Sm

18、in积分得:ycos dxSmincos xdxSmin2gqx2S min由初始条件确定积分常数C当x 0, y 0 时，则C 0用式除以式得:sincos即tg而tgdydxgqxcosSmingqxcosSmindydxgqxcosSmindygqxcosSmindx因此 y2gqx2S mincos显然为抛物线方程cos当 x 时，即在支点A处2gq（0）2实际上此时y为支点A处的纵坐标y值，而在数值上等于原点0处的最大垂度值 y fmax2gqo8S minfmax-一般取0的1% 0.01其最小张力值为:Smin2gq0cos8 fmax当线路上（承载分支）的最小张力小于由上述公式

19、所决定的张力Smin值时，则必须取承载分 支上的张力最小的那一点之张力等于（或大于）Smin，再重新计算线路上各点之张力。通过对线路各点的张力计算，便可求出整个线路的最大张力 Smax（ 一般为驱动滚筒绕入点之张力） 由最大张力可进行输送带强度校核：Smax-稳定工况下输送带最大张力，N；-纵向拉断强度；“口口层；n-稳定工况，静安全系数；棉n 89;尼龙、聚酯n 10122S mincosmaxgq(o)22Smincoscos织物带:SmaxGx-纵向拉伸强度;n-一般取n 79小结：1当已给出Smin时，则用来校验线路上的最小静张力和最小工作张力是否大于已知值（Smin） ,否则需提高静

20、张力；2如果没有给出，可利用上述公式求得，再由此点张力开始求其它点张力；3对靠摩擦驱动的输送机，一般用保证不打滑的条件来验算，或者反之。牵引构件张力图解当知道最小张力点的 位置及大小时，并且知道各区段的运行阻力，就可采用逐点张力 计算法求得输送带上任一点的张力。1.驱动装置位置：驱动装置位置不同时，各点之张力值是不同的（变化的），因此对带强、功率、张紧力等均产生影响。总之对整机的尺寸和成本影响很大。以一台水平输送机为例：当已知：W!800kg-有载分支* W2150kg-无载分支SiS1200kg最小张力.C 1.05钢绳芯带：GxSmaxL-输送长度单位m，其余如图1驱动装置在A处时5120

21、052SiW235053CS236854S3+W11168线路中最大张力：SmaxS4S入1168牵引力：p S4S11168200968张紧力：GS2+S3350368718作用于结构架上载荷-A 处：S4S11368B处：S2S37182驱动装置在B处时,/ S1200S2S1W11000S3CS2，1050h S4S3W21200比较两种方案：最大张力：S4S4牵引力：P P张紧力：G G(G 2.9G)A处：2050 1360B处：1400 718由上述比较，显然驱动装置位置在A处比在B处有利驱动装置最合理位置考虑的原则：1最大张力 Smax最小的地方；2总的运行阻力 W总最小的地方;

22、线路中最大张力：SmaxS4S入牵引力：P S4S11200200张紧力：G S2S31000 1050作用于结构架上载荷B处:A处:120010002050S4S112002001400S2S3，100010502050结构架所受载荷3张紧力最小的地方；4结构所受载荷最小的地方。由上面分析可知：一般驱动装置设在1运行阻力最大区段的后面，即卸载点附近最为有利，是拉拽而不是推动；2对倾斜输送机，应放在上端。2.张力图解：对线路布置比较复杂的输送机，为了选择最合理的驱动装置的位置， 就必须对线路各点张 力进行多次计算，反复比较后确定其驱动装置的位置。为了简化这种计算，同时能直观的“了解张力的变化情

23、况”，使得其变化一目了然，所以 可采用张力图解。/横坐标表示输送线路各段长度；用纵坐标表示输送带张力大小（各点）/取一定比例尺，如1厘米代表mkg前面讨论的水平输送机为例求各点张力：求张力时一般是要知道线路中某一点的张力，从而可求得线路中任一点的张力。而对带式输送机，即使不知道，也可以利用最小张力的概念来求得。女口，Si-是线路中绕出点张力，且是最小张力点，按张力逐点轮廓计算法，沿运 动方向来计算：则：S2=Si+Wi=Si+1553CS21.05(S1150) 其中C=1.05g4S3W21.05(S1150) 800=1.053 957.5-(1)根据欧拉公式：54e S1其中 0.3,1

24、80 e=3.01-查表p24表3-13欧拉系数S43.01S1-(2)(1)和(2)公 式联立求解得：51=488.552638.5S3=670.43S4=1470.63确定比例尺1cm 分别代表 t、kg 和 u、m画出横坐标和纵坐标当驱动装置位于B处时，可用简化的方法，通过将横坐标平移（向上或向下）相应的距离,使其最小张力值不小于一定的值。通过3S3做I II平行横坐标并交于 2 S2，且使线路上各点不小于505kg.S3505kg是由联立求解得出：1.05(S3，800)150 S21.05S3990S2而 S2eS33.01S3故 1.05S39903.01S3S3505kg由此可知

25、：I3S2S3S44 所包围的图形即为驱动装置设在 A 处时的张力图解。而 ISySqSfS?所包围的 图形即为驱动装置设在B处时的张力图解。根据上述图解可进行各项数据比较，便可确定合理的驱动装置位置。校核工作分支最小张力：由图解可知：在A处: SAmaxS41470.63kgSAminS1488.5kgPA982.13kg张紧力S2S31308.93kg结构载荷：A处 S1S4488.51470.63 1959.13kgB处 S2S31308.93kg在B处：SBmaxS21528.73kgSB minS3505 kg张紧力S4S1965.63 1039.162004.79kg结构载荷：A处 S1S4