帶式輸送機功率影響因素的研究
帶式輸送機功率影響因素的研究
摘要 當帶式輸送機的帶速、長度、提升高度、運量一定的情況下，在不同帶寬、托輥直徑、上托輥組間距以及不同的驅(qū)動布置形式下計算帶式輸送機的膠帶規(guī)格，并得出帶式輸送機的計算功率。
關鍵詞 帶速；托輥直徑；上托輥組間距；膠帶；功率
0 引言
通常，當帶式輸送機的單機長度越長、提升高度越大并且運量達到帶式輸送機運輸極限時，帶式輸送機的裝機功率也會越大。除這些因素外，帶式輸送機的帶寬、托輥直徑、上托輥組間距以及驅(qū)動布置形式也會直接影響輸送機的影響功率。本文通過對一典型帶式輸送機的裝機功率在不同條件下進行計算，分析以上幾種因素對功率的影響。
1 帶寬的技術要求
在帶式輸送機的物料、帶速、托輥槽角一定的情況下，帶寬是保證帶式輸送機輸送能力的重要因素。根據(jù)ISO5048公式結合圖1有：
圖1 帶式輸送機槽形截面
b—有效帶寬，mm
物料填充率 φ=Q/Q0 *100%
Qv-每小時通過的物料的體積，m3/h
Q0-每小時通過的物料的質(zhì)量，t/h
Q-帶式輸送機運量，t/h
通常情況下，物料填充率在75%~90%之間認為較為合理。
2 托輥的技術要求
因要保證輥子轉(zhuǎn)數(shù)不超過600r/min托輥直徑可根據(jù)公式計算選取。
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)計算輸送帶垂度y，托輥組間距應保證輸送帶垂度y≤0.01。
mm，
a0-上托輥組間距
-單位長度輸送帶質(zhì)量，kg/m
-單位長度上物料重量，kg/m
3 膠帶的技術要求
選取膠帶時應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。帶式輸送機運行條件好，傾角小，強度低，起動性能好時可取小值，反之則取大值。
4 典型帶式輸送機功率計算
帶式輸送機基本參數(shù)如下：
運量Q=2000t/h，物料容重ρ=1.45t/m3，粒度0mm~150mm，帶速v=3.15m/s，水平機長L=1309m，提升高度H=61m。
結合上述填充率計算公式、托輥轉(zhuǎn)速計算公式以及垂度計算公式，通過初步計算分析，此帶式輸送機可以采用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，帶式輸送機驅(qū)動的布置形式可分為Ⅰ：單滾筒雙驅(qū)動和Ⅱ：雙滾筒雙驅(qū)動兩種形式。Ⅰ、Ⅱ布置形式見圖2、3.
圖2 布置形式I單滾筒雙驅(qū)動
圖3 布置形式II雙滾筒雙驅(qū)動
采用系數(shù)法，對不同帶寬、托輥直徑、托輥組間距和帶式輸送機驅(qū)動布置形式分別進行計算。計算公式如下：
式中：
C—系數(shù)，按ISO5048計算；
f-模擬摩擦系數(shù)；
L-輸送機長度，mm；
g-重力加速度，g=9.81m/s2；
qRo 、qRu-承載、回程分支托輥每米長旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，kg/m；
qB-每米長輸送帶的質(zhì)量，kg/m；
qG-每米長輸送物料的質(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；
計算結果如表中所示：
帶寬
B(mm) 托輥
直徑
Φ（mm） 上托輥組間距
a（mm） 驅(qū)動布置形式 軸功率
（kW） 電機功率
（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計算結果
帶寬
B(mm) 托輥
直徑
Φ（mm） 上托輥組間距
a（mm） 驅(qū)動布置形式
（kW） 電機功率
（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計算結果
由上述計算結果可以看出，當帶寬、托輥直徑增大、托輥組間距變小時，帶式輸送機的功率會增大。當帶式輸送機采用單滾筒驅(qū)動布置方式時，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結論
根據(jù)上述分析，在進行帶式輸送機整體設計時，采用小帶寬、小托輥直徑和大托輥組間距同時采用多滾筒驅(qū)動布置方式可以降低帶式輸送機的功率。
參考文獻
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