帶式輸送機(jī)功率影響因素的研究
帶式輸送機(jī)功率影響因素的研究
摘要 當(dāng)帶式輸送機(jī)的帶速、長(zhǎng)度、提升高度、運(yùn)量一定的情況下，在不同帶寬、托輥直徑、上托輥組間距以及不同的驅(qū)動(dòng)布置形式下計(jì)算帶式輸送機(jī)的膠帶規(guī)格，并得出帶式輸送機(jī)的計(jì)算功率。
關(guān)鍵詞 帶速；托輥直徑；上托輥組間距；膠帶；功率
0 引言
通常，當(dāng)帶式輸送機(jī)的單機(jī)長(zhǎng)度越長(zhǎng)、提升高度越大并且運(yùn)量達(dá)到帶式輸送機(jī)運(yùn)輸極限時(shí)，帶式輸送機(jī)的裝機(jī)功率也會(huì)越大。除這些因素外，帶式輸送機(jī)的帶寬、托輥直徑、上托輥組間距以及驅(qū)動(dòng)布置形式也會(huì)直接影響輸送機(jī)的影響功率。本文通過對(duì)一典型帶式輸送機(jī)的裝機(jī)功率在不同條件下進(jìn)行計(jì)算，分析以上幾種因素對(duì)功率的影響。
1 帶寬的技術(shù)要求
在帶式輸送機(jī)的物料、帶速、托輥槽角一定的情況下，帶寬是保證帶式輸送機(jī)輸送能力的重要因素。根據(jù)ISO5048公式結(jié)合圖1有：
圖1 帶式輸送機(jī)槽形截面
b—有效帶寬，mm
物料填充率 φ=Q/Q0 *100%
Qv-每小時(shí)通過的物料的體積，m3/h
Q0-每小時(shí)通過的物料的質(zhì)量，t/h
Q-帶式輸送機(jī)運(yùn)量，t/h
通常情況下，物料填充率在75%~90%之間認(rèn)為較為合理。
2 托輥的技術(shù)要求
因要保證輥?zhàn)愚D(zhuǎn)數(shù)不超過600r/min托輥直徑可根據(jù)公式計(jì)算選取。
影響上托輥組間距的因素有輸送帶質(zhì)量、物料質(zhì)量、托輥的單位旋轉(zhuǎn)質(zhì)量等，通過上述數(shù)據(jù)計(jì)算輸送帶垂度y，托輥組間距應(yīng)保證輸送帶垂度y≤0.01。
mm，
a0-上托輥組間距
-單位長(zhǎng)度輸送帶質(zhì)量，kg/m
-單位長(zhǎng)度上物料重量，kg/m
3 膠帶的技術(shù)要求
選取膠帶時(shí)應(yīng)考慮適宜的安全系數(shù)，通常棉帆布、尼龍帆布、鋼絲繩膠帶的安全系數(shù)分別取為8~9、10~12、7~9。帶式輸送機(jī)運(yùn)行條件好，傾角小，強(qiáng)度低，起動(dòng)性能好時(shí)可取小值，反之則取大值。
4 典型帶式輸送機(jī)功率計(jì)算
帶式輸送機(jī)基本參數(shù)如下：
運(yùn)量Q=2000t/h，物料容重ρ=1.45t/m3，粒度0mm~150mm，帶速v=3.15m/s，水平機(jī)長(zhǎng)L=1309m，提升高度H=61m。
結(jié)合上述填充率計(jì)算公式、托輥轉(zhuǎn)速計(jì)算公式以及垂度計(jì)算公式，通過初步計(jì)算分析，此帶式輸送機(jī)可以采用1400mm和1200mm兩種帶寬，托輥直徑規(guī)格可選用Φ159、Φ133兩種，托輥組間距可采用常用的1200mm和1000mm兩種，帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)的布置形式可分為Ⅰ：?jiǎn)螡L筒雙驅(qū)動(dòng)和Ⅱ：雙滾筒雙驅(qū)動(dòng)兩種形式。Ⅰ、Ⅱ布置形式見圖2、3.
圖2 布置形式I單滾筒雙驅(qū)動(dòng)
圖3 布置形式II雙滾筒雙驅(qū)動(dòng)
采用系數(shù)法，對(duì)不同帶寬、托輥直徑、托輥組間距和帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)布置形式分別進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算公式如下：
式中：
C—系數(shù)，按ISO5048計(jì)算；
f-模擬摩擦系數(shù)；
L-輸送機(jī)長(zhǎng)度，mm；
g-重力加速度，g=9.81m/s2；
qRo 、qRu-承載、回程分支托輥每米長(zhǎng)旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，kg/m；
qB-每米長(zhǎng)輸送帶的質(zhì)量，kg/m；
qG-每米長(zhǎng)輸送物料的質(zhì)量，kg/m；
FH-主要阻力，N；
FN-附加阻力，N；
FS1-特種主要阻力，即托輥前傾摩擦阻力及導(dǎo)料槽摩擦阻力，N；
FS2-特種附加阻力，即清掃器、卸料器及翻轉(zhuǎn)回程分支輸送帶的阻力，N；
FSt-傾斜阻力，N；
計(jì)算結(jié)果如表中所示：
帶寬
B(mm) 托輥
直徑
Φ（mm） 上托輥組間距
a（mm） 驅(qū)動(dòng)布置形式 軸功率
（kW） 電機(jī)功率
（kW） 膠帶規(guī)格 最大張力
（kN）
1400 133 1.2 Ⅰ 645 2x450 ST1600 268.5
133 1 Ⅰ 648 2x450
133 1.2 Ⅱ 665 2x450
133 1 Ⅱ 669 2x450
159 1.2 Ⅰ 652 2x450
159 1 Ⅰ 657 2x450
159 1.2 Ⅱ 673 2x450
159 1 Ⅱ 679 2x450
表1 B=1400mm計(jì)算結(jié)果
帶寬
B(mm) 托輥
直徑
Φ（mm） 上托輥組間距
a（mm） 驅(qū)動(dòng)布置形式
（kW） 電機(jī)功率
（kW） 膠帶
規(guī)格 最大張力
（kN） ST1600 270.1 ST2000 343.1 ST2000 345.1 ST1600 271.9 ST1600 274.5 ST2000 347.3 ST2000 349.9 軸功率
1200 133 1.2 Ⅰ 629 2x400 ST1600 262.4
133 1 Ⅰ 633 2x400 ST2000 263.8
133 1.2 Ⅱ 648 2x450 ST1600 334.1
133 1 Ⅱ 651 2x450 ST2000 335.8
159 1.2 Ⅰ 637 2x450 ST1600 265.6
159 1 Ⅰ 642 2x450 ST2000 267.5
159 1.2 Ⅱ 655 2x450 ST1600 337.9
159 1 Ⅱ 660 2x450 ST2000 340.3
表2B=1200mm計(jì)算結(jié)果
由上述計(jì)算結(jié)果可以看出，當(dāng)帶寬、托輥直徑增大、托輥組間距變小時(shí)，帶式輸送機(jī)的功率會(huì)增大。當(dāng)帶式輸送機(jī)采用單滾筒驅(qū)動(dòng)布置方式時(shí)，膠帶最大張力明顯加大，膠帶規(guī)格明顯增大，而多滾筒驅(qū)動(dòng)布置方式有效的分散了圓周力，膠帶的最大張力明顯下降。
5結(jié)論
根據(jù)上述分析，在進(jìn)行帶式輸送機(jī)整體設(shè)計(jì)時(shí)，采用小帶寬、小托輥直徑和大托輥組間距同時(shí)采用多滾筒驅(qū)動(dòng)布置方式可以降低帶式輸送機(jī)的功率。
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