压带式输送机设计计算

压带式输送机设计计算张志威;薛强【摘要】介绍了压带式输送机的基本布置结构，输送能力的确定，胶带压轮及压辊等压紧力的计算，驱动功率的确定.％Thepaperintroducesthebasiclayoutofsandwichbeltconveyor,capacitydetermination,pressingforcecalculationsofbeltsandwichwheelandroller,anddrivepowerdetermination【期刊名称】《起重运输机械》【年(卷)，期】2011(000)008【总页数】4页(P51-54)【关键词】压带式输送机;大倾角;压紧力;驱动功率【作者】张志威;薛强【作者单位】中冶京诚工程技术有限公司，北京,100176;中冶京诚工程技术有限公司，北京,100176【正文语种】中文【中图分类】TH222近年来，大倾角带式输送机由于具有输送距离短、基建投资少等优点，得到了广泛的应用，常用的主要有花纹带面带式输送机、波纹挡边带式输送机、隔板带式输送机等。这些带式输送机需要特殊胶带，胶带的制造和维护成本高，使用寿命短，物料容易洒落。压带式输送机，作为大倾角带式输送机的一种形式，在国内应用还比较少，而在国外却应用广泛。压带式输送机同其他一些形式的大倾角带式输送机相比，具有成本低、使用寿命长、容易清扫及修补以及运行时不洒料、不扬尘等优点。1基本结构压带式输送机由上、下2条循环的带式输送机组成，承载物料段的带面压在一起，组成封闭的空间，同时运行。在物料提升段，通过压持在胶带上的导向滚筒1、压辊2、中部压轮3、端部压辊4、槽形滚筒5、普通槽形托辊6,使胶带组成封闭的空间，夹持物料，提升输送。布置方式一般采用Z形和C形2种。图1为压带式输送机基本结构。压带式输送机主要部件的具体结构见图2~5。图1压带式输送机基本结构(a)Z形布置(b)C形布置1.导向滚筒2.压辊3.中部压轮4.端部压辊5.槽形滚筒6.普通槽形托辊图2导向滚筒图3中部压轮由于上胶带压轮及压辊的作用，容易在运行时产生跑偏现象，为了防止胶带跑偏，上胶带中间有对中的导向突起，与滚筒的凹槽配合。而其中的中部压轮和端部压辊是压带式输送机专用压紧部件，其压紧力的确定是设备设计的重点内容。图4端部压辊图5槽形滚筒2输送能力普通带式输送机中，带宽B与承载物料的有效宽度b的关系为:b=0.9B-0.05。压带式输送机由于采用中部压轮和端部压辊压紧胶带，占用了胶带的部分宽度。根据中部压轮和端部压辊的结构、物料的特性及现场使用经验等，一般推荐取b=(0.5~0.6)B。由于下胶带仍然采用普通带式输送机的槽形托辊，而上胶带形状为弧形(见图4)。物料截面积形状与普通带式输送机物料截面积形状近似，输送带上物料最大截面积S为式中:l3为托辊长度，入为托辊槽角，e为输送带上物料的堆积角。压带式输送机输送能力为式中:Y为物料密度，kg/m3;v为胶带运行速度，m/s。3压紧力在物料提升段取一微段ds，见图6。当物料被夹持在上带和下带之间运行时，不打滑的条件是式中:Wm为微段物料重力;N1、N2分别为上、下胶带对物料的压力矛1、"分别为上、下胶带与物料的摩擦系数矛是M1.M2中的最小值。又将式(3)带入式(2),得到上、下带对物料的压紧力分别为设定为物料的线载荷为上胶带对物料压紧力的线载荷为下胶带对物料的线载荷。代入式⑷中，得到上、下带对物料的压紧力线载荷q1、q2为如果提升段全程(长度为L)有n个分段压紧力N0，则最后得到每个分段的压紧力为图6微段受力图4压紧力的设置压带式输送机对物料的压紧力，主要是通过上胶带自重、压轮及压辊等压紧机构施加的压力共同实现的，满足物料能够被夹持，其中的压轮及压辊压紧力（不包含胶带自重）为压轮及压辊压紧力的线载荷为式中:q"1为上胶带自重的线载荷。最后得出作用在上胶带每个压轮及压辊的压紧力为实现压轮及压辊压紧力，在机构设计上有多种方法，一般为利用自重的方法，即重锤式压紧力，也可以采用弹簧压辊式。合理地设置压紧机构，可以大大提高设备的倾角及提升高度，作者于2004年在日本参观了普利司通公司为日本出光港设计制造的倾角为90°、提升高度为20m的压带式输送机。5驱动功率分析计算驱动功率时，为了使问题简化，做以下设定：1） 分别将上、下2条带式输送机作为力学的隔离体，简化成普通的带式输送机分别计算，压带的载荷作为各自的外部载荷考虑；2） 为了简化计算，不考虑由于外力压胶带而使胶带产生的压陷，而对张力产生的影响因素，可以将模拟摩擦阻力系数f按照国标推荐的数值上限考虑；3） 上、下胶带驱动装置单元功率的选取、部件的选用完全相同，使2部分设备运行同步，相互间没有滑动；4） 物料的提升载荷假设由下胶带承担，上胶带不承担物料的提升载荷。根据以上设定，上带式输送机可看作是1条空载运行的带式输送机，另外卜受到下带式输送机的作用力，作用力的大小为压轮及压辊的载荷。下带式输送机可看作是1条满载运行的带式输送机，另夕卜受到上带式输送机的作用力，根据作用力与反作用力的原则，作用力的大小为上胶带的自重，加上压轮、压辊及上胶带的载荷。由于载荷考虑由下胶带承担，所以下面的带式输送机的计算功率要比上面的带式输送机大，只计算下带式输送机的功率，然后将上带式输送机功率设置为相同即可，这样考虑是保守的。下带式输送机功率为式中:Fu为下带式输送机的圆周力，Fu1为下带式输送机满载运行的圆周力，f为模拟摩擦阻力系数。传动滚筒轴的功率PA1为式中:v为胶带运行速度，m/s;g为重力加速度，9.8m/s2。上、下带式输送机电动机的功率PM均为式中:n为机械传动效率。6结语通过以上对压带式输送机的设计计算，得出以下结论：1） 物料截面形状同普通带式输送机物料截面形状近似相同，可以计算出输送能力；2）