連續(xù)輸送機(jī)械-帶式輸送機(jī)培訓(xùn)

1、1,,,連續(xù)輸送機(jī)械,Taiyuan University of Science and Technology,2,,,連續(xù)輸送機(jī)械,第三章 帶式輸送機(jī),3,,,什么是連續(xù)輸送機(jī)械？,第三章 帶式輸送機(jī),4,,,連續(xù)輸送機(jī)械：指沿固定線路將貨物(或人員)從裝載點到卸載點以恒定的或變化的速度進(jìn)行輸送的機(jī)器設(shè)備。,第三章 帶式輸送機(jī),5,,,連續(xù)輸送機(jī)械分為哪幾類？,第三章 帶式輸送機(jī),6,,,連續(xù)輸送機(jī),,撓性牽引構(gòu)件輸送機(jī),

2、流體輸送/管道輸送,無撓性牽引構(gòu)件輸送機(jī),第三章 帶式輸送機(jī),7,,,,帶式輸送機(jī),螺旋輸送機(jī),第三章 帶式輸送機(jī),8,,,帶式輸送機(jī),第三章 帶式輸送機(jī),9,,,目錄,第三章 帶式輸送機(jī),,,10,,,重點：帶式輸送機(jī)構(gòu)造及主要部件,難點：主要部件的選型,第三章 帶式輸送機(jī),11,,,第三章 帶式輸送機(jī),12,帶式輸送機(jī),通用帶式輸送機(jī),特種帶式輸送機(jī),,3.1 帶式輸送機(jī)的分類及應(yīng)用,“TD” —通用

3、帶式輸送機(jī) “62” — 1962年,3.1.1分類,第三章 帶式輸送機(jī),13,帶式輸送機(jī),通用帶式輸送機(jī),特種帶式輸送機(jī),,3.1 帶式輸送機(jī)的分類及應(yīng)用,1. 各自有獨特的優(yōu)點2. 用于某些特殊場合 完成有特殊要求的物料輸送3. 實現(xiàn)了節(jié)能、環(huán)保4.新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)賦予它們新的內(nèi)涵,3.1.1分類,第三章 帶式輸送機(jī),14,3.1 帶式輸送機(jī)的分類及應(yīng)用,3.1.2應(yīng)用,1、線路靈活2、可以單臺輸送，也可

4、多臺組成或與其他輸送設(shè)備組成輸送系統(tǒng)3、廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),第三章 帶式輸送機(jī),15,3.1 帶式輸送機(jī)的分類及應(yīng)用,1、線路靈活2、可以單臺輸送，也可多臺組成或與其他輸送設(shè)備組成輸送系統(tǒng)3、廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),煤炭、冶金、港口、碼頭、農(nóng)業(yè)、食品……,3.1.2應(yīng)用,第三章 帶式輸送機(jī),16,帶式輸送機(jī)應(yīng)用如此廣泛，其構(gòu)造是……,第三章 帶式輸送機(jī),17,,,第三章 帶式輸送機(jī),18,,,3.2 帶式輸送機(jī)

5、基本構(gòu)造,1 改向滾筒 2 緩沖托輥組 3 加料漏斗 4 導(dǎo)料槽 5上托輥組 6 傳動裝置 7 傳動滾筒 8 頭部罩殼9 頭部清掃器 10 改向滾筒 11 拉緊裝置 12 下托輥組 13空段清掃器,第三章 帶式輸送機(jī),19,,,1、10 改向,3.2 帶式輸送機(jī)基本構(gòu)造,第三章 帶式輸送機(jī),20,,,2 緩沖,3.2 帶式輸送機(jī)基本構(gòu)造,第三章 帶式輸送機(jī),21,,,,3、4加料、導(dǎo)料,3.2 帶式輸送機(jī)基本構(gòu)造,第三

6、章 帶式輸送機(jī),22,,,,,,,,5、12 托輥,3.2 帶式輸送機(jī)基本構(gòu)造,第三章 帶式輸送機(jī),23,,,,,,,,6、7 傳動,3.2 帶式輸送機(jī)基本構(gòu)造,第三章 帶式輸送機(jī),24,,,,,,,,8卸料,3.2 帶式輸送機(jī)基本構(gòu)造,第三章 帶式輸送機(jī),25,,,,,,,,9、13 清掃,,3.2 帶式輸送機(jī)基本構(gòu)造,第三章 帶式輸送機(jī),26,,,,,,,,11 拉緊,3.2 帶式輸送機(jī)基本構(gòu)造,第三章 帶式

7、輸送機(jī),27,帶式輸送機(jī)的各主要部件都有哪些類型……,第三章 帶式輸送機(jī),28,,第三章 帶式輸送機(jī),29,主要內(nèi)容,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,第三章 帶式輸送機(jī),30,3.3.1 輸送帶,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,31,,,3.3.1 輸送帶,輸送帶既是帶式輸送機(jī)的牽引構(gòu)件也是承載構(gòu)件，是用于輸送散體物料或成件物品的帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵部件。,,,,,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,32,3.3.1牽引/承載構(gòu)件,輸送

8、帶占整機(jī)成本的20～40%，壽命5～10年，取決于使用、維修、保養(yǎng)、管理等因素。損壞形式：剝離、磨損……,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,33,輸送帶,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,34,3.3.1牽引/承載構(gòu)件,1 分類,,材料,,鋼帶,尼龍帶,橡膠帶,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,35,,織物芯輸送帶,,分層式,整芯式,PVC,PVG,,3.3.1牽引/承載構(gòu)件,1分類,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,36,3.3.1牽引/承載構(gòu)件,1

9、 分類,,特種功能,,耐酸輸送帶,耐堿輸送帶,耐高溫輸送帶,阻燃輸送帶,……,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,37,實現(xiàn)大傾角輸送,,花紋輸送帶,3.3.1牽引/承載構(gòu)件,1分類,帶橫隔板輸送帶,波狀擋邊輸送帶,圓管狀輸送帶,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,38,,大傾角輸送帶,,花紋輸送帶,圓管狀輸送帶,帶橫隔板輸送帶,波狀擋邊輸送帶,3.3.1牽引/承載構(gòu)件,1分類,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,39,,,,,,,,基本構(gòu)造,上覆面膠,,

10、中間芯層(襯墊層）,下覆面膠,側(cè)邊膠,,,,,2構(gòu)造,3.3.1牽引/承載構(gòu)件,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,40,輸送帶接頭形式,硫化接頭,機(jī)械接頭,,塑化接頭,冷粘接頭,3 接頭,3.3.1牽引/承載構(gòu)件,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,41,輸送帶接頭形式比較,3.3.1牽引/承載構(gòu)件,3 接頭,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,42,支承輸送 帶及物料 的裝置……,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,43,3.3.2 托輥,3.3

11、帶式輸送機(jī)主要部件,44,,,,,,,,3.3.2 托輥,托輥是帶式輸送機(jī)的重要部件，數(shù)量大。它占了一臺帶式輸送機(jī)總成本的35%左右，總阻力的70%以上由托輥產(chǎn)生，因此托輥的質(zhì)量尤為重要。,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,45,托 輥,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,46,,,起支承輸送帶和物料的作用防止輸送帶過渡懸垂而引起與機(jī)架等相互碰撞并產(chǎn)生磨損及撕裂。起導(dǎo)引作用，防止跑偏，以保證輸送帶穩(wěn)定運行。,,,,,,3.3.2 托輥,1 作

12、用,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,47,,,,,,,,上托輥、下托輥平行托輥、槽型托輥、Ｖ型托輥緩沖托輥、調(diào)心托輥,2 類型,3.3.2 支承裝置,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,48,,,,,,,上托輥/槽型托輥,緩沖托輥,2類型,3.3.2 托輥,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,49,,,,,,,,調(diào)心托輥,2類型,3.3.2 托輥,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,50,,,,,,,,其他形式托輥,,,吊掛托輥,梳型托輥,雙向螺旋橡膠托輥

13、,啞鈴型托輥,2類型,3.3.2 托輥,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,51,,,,,,,,3.3.2 托輥,3 結(jié)構(gòu),3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,52,,,,,,,,①模擬摩擦系數(shù)盡可能地?、诮Y(jié)構(gòu)簡單③重量輕④有較高的強(qiáng)度和耐磨性⑤密封性好⑥能防止跑偏⑦便于維修,3.3.2 托輥,4 要求,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,53,3.3.3 驅(qū)動裝置,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,54,,,,,,,,3.3.3 驅(qū)動裝置,常規(guī)的驅(qū)動

14、裝置由：電動機(jī)、液力耦合器、減速器、聯(lián)軸器、傳動滾筒、制動器、逆止器等組成。,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,55,傳動滾筒,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,56,,1 作用,3.3.3 驅(qū)動裝置,傳遞動力、改變牽引構(gòu)件運行方向,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,57,傳動滾筒,電動機(jī)+減速器+傳動滾筒,,2 結(jié)構(gòu),3.3.3 驅(qū)動裝置,電動滾筒,電動機(jī)+電動滾筒,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,58,焊接滾筒,,,鑄焊滾筒,,,3.3 帶式輸送機(jī)主要部

15、件,59,增大摩擦提高圓周驅(qū)動力,,傳動滾筒,包膠滾筒,光面滾筒,,,3 分類,3.3.3 驅(qū)動裝置,,,,,,,,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,60,4 選用,3.3.3 驅(qū)動裝置,根據(jù)傳遞動力的大小確定滾筒的結(jié)構(gòu)形式及表面處理。,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,61,3.3.4 拉緊裝置,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,62,,,3.3.4 拉緊裝置,1 補(bǔ)償牽引構(gòu)件在工作過程中的伸長； 2 保證工件構(gòu)件有足夠的靜張力(初張力)

16、。,,,,,,,,,,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,63,拉緊裝置,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,64,,,,,,,,原理：螺母與軸承座相連，滾筒及軸承座聯(lián)在一起，人力擰動螺桿時，螺桿旋轉(zhuǎn)而不動，螺母帶動軸承座及滾筒運動，達(dá)到拉緊目的。,1螺桿式,3.3.4 拉緊裝置,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,65,,,,,,,,3.3.4 拉緊裝置,1螺桿式,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,66,,,,,,,,墜重式,滾筒墜重式,,小車墜重式,要有足夠的空

17、間，比較適合于線路布置為傾斜輸送時,3.3.4 拉緊裝置,2墜重式,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,67,,,,,,,,墜重式,滾筒墜重式,,小車墜重式,結(jié)構(gòu)：改向滾筒放在小車上，小車置于尾架的道軌上，然后用吊重拉緊。特點：拉力恒定，可自動補(bǔ)償牽引構(gòu)件長度的變化，突然過載時能降低輸送帶的載荷峰值，但結(jié)構(gòu)比較龐大。,3.3.4 拉緊裝置,2墜重式,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,68,克服螺桿式拉緊裝置的缺點（拉緊力是變化的），適應(yīng)張力的變化而

18、采用了螺桿彈簧式。這種拉緊裝置靠彈簧力來調(diào)整工作中拉緊力的大小。,3.3.4 拉緊裝置,3彈簧螺桿式,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,69,,,,,,,利用油壓為動力來完成拉緊并在工作過程中保持拉緊力恒定的機(jī)電液一體化自動拉緊裝置。,3.3.4 拉緊裝置,4液壓式,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,70,3.3.5 其他裝置,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,71,,,3.3.5 其他裝置,包括加料裝置、卸料裝置、清掃裝置、安全保護(hù)裝置……,,,,,,

19、3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,72,卸載裝置,頭部滾筒卸料,卸散貨,,卸件貨,犁式卸料器,卸料小車,,3.3.5 其他裝置,卸載裝置,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,73,,,卸載裝置,頭部滾筒卸料,,犁式卸料器,卸料小車,,卸載裝置,3.3.5 其他裝置,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,74,卸載裝置,頭部滾筒卸料,,犁式卸料器,卸料小車,,卸載裝置,3.3.5 其他裝置,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,75,,,清掃輸送帶上的雜物，防止帶入機(jī)尾滾

20、筒和支承托輥表面之間。 有聚氨酯清掃器、硬質(zhì)合金清掃氣、毛刷清掃器、振動清掃器……,,,,,,清掃裝置,3.3.5 其他裝置,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,76,,聚氨酯清掃器,清掃裝置,3.3.5 其他裝置,H型硬質(zhì)合金清掃器,P型硬質(zhì)合金清掃器,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,77,,清掃裝置,3.3.5 其他裝置,空段清掃器,毛刷清掃器,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,78,,,1.膠帶跑偏監(jiān)測 2.打滑監(jiān)測 3.沿

21、線緊急停車用拉線開關(guān) 4.超速監(jiān)測 5.料倉堵塞、縱向撕裂及拉緊、制動、測溫等監(jiān)測裝置,安全保護(hù)裝置,3.3.5 其他裝置,3.3 帶式輸送機(jī)主要部件,79,,一、帶式輸送機(jī)的分類及應(yīng)用,二、帶式輸送機(jī)的基本構(gòu)造,三、帶式輸送機(jī)的主要部件,1、輸送帶,2、托輥,3、傳動滾筒,4、拉緊裝置,小結(jié),第三章 帶式輸送機(jī),80,,,重點：帶式輸送機(jī)構(gòu)造及主要部件,難點：主要部件的選型,第三章 帶式輸送機(jī),81,主要內(nèi)容,

22、第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,3.4.1 帶速和帶寬的確定,3.4.3 驅(qū)動電動機(jī)的功率計算 與驅(qū)動裝置的位置確定,3.4.2 運行阻力的計算,3.4.4 啟動、制動和逆止,3.4.5 輸送帶張力和拉緊力,第三章 帶式輸送機(jī),3.3.6 設(shè)計計算實例,82,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,帶式輸送機(jī)的設(shè)計計算方法的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的歷史，作為機(jī)械設(shè)備的帶式輸送機(jī)其設(shè)計計算方法和其他機(jī)械系統(tǒng)類似地，計算式可以從基本的力

23、學(xué)定理、物理學(xué)法則所得出。其進(jìn)展隨著理論研究的深入，計算手段的進(jìn)步越來越細(xì)致與精確。,83,最早可以見到的計算方法是德國HETZL方法，另外，一些公司也提出了較有影響的計算方法，如美國的GOODYEAR公司、GOODRICH公司和日本的阪東橡膠公司等計算方法，這些計算方法的主要阻力計算都屬于概算法。20世紀(jì)的50年代，德國的LACHMANN和VIERLING教授提出了精確計算主要阻力中各個分項的計算方法、80年代以后荷蘭的SPAANS教

24、授、美國的CDI公司進(jìn)一步發(fā)展了分別計算主要阻力中各個分項的計算方法，他們都是從帶式輸送機(jī)主要阻力的構(gòu)成角度得出相應(yīng)的各個分項。然而精確計算方法當(dāng)前仍然極少采用。,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,84,從功率和張力計算過程看，按計算次序有三種方法： 1)阻力疊加法：分別計算帶式輸送機(jī)的各種阻力，將他們疊加在一起得出輸送機(jī)總的阻力(驅(qū)動力)，進(jìn)而通過輸送帶和滾筒不打滑條件和垂度限制條件按逐點計算方法計算輸送帶各特征點張力。ISO5

25、048-1989、DIN22101-2002、GB/T 17119-1997、GB 50431-2008采用此類方法。這種方法的主要問題在于不能精確計算與輸送帶張力相關(guān)的阻力。,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,85,2)逐點張力計算方法：這種方法是根據(jù)輸送帶垂度條件確定傳動滾筒奔離點張力，再采用逐點張力計算方法計算出傳動滾筒相遇點張力，滾筒上的張力差就是所要求的驅(qū)動力。早期的蘇聯(lián)計算方法和TD75、DX帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊主要是采用此類方法

26、。該方法對于多點驅(qū)動系統(tǒng)計算比較困難。,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,86,3)迭代計算方法：這種方法是在簡要的阻力疊加法的基礎(chǔ)上初步計算出總阻力，再按逐點張力計算方法計算出總阻力，當(dāng)前后兩次的總阻力的誤差在限定范圍內(nèi)，計算結(jié)束，否則進(jìn)行下一次迭代計算。最終得出總阻力和各點張力。由于CEMA傳統(tǒng)計算方法中主要阻力計算結(jié)果受輸送帶張力的影響較大，必須采用迭代計算方法。該方法的特點是計算準(zhǔn)確度高，計算過程繁瑣，適用于計算機(jī)計算。,第四節(jié)

27、帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,87,事實上，由于早期的計算方法是基于手工計算的，而隨著計算成本的下降，可以基于任何一種標(biāo)準(zhǔn)的計算方法(如DIN22101-2002、GB 50431-2008等)通過迭代計算方法來提高計算的準(zhǔn)確性。 帶式輸送機(jī)的設(shè)計計算應(yīng)該根據(jù)原始數(shù)據(jù)、工作條件及環(huán)境條件進(jìn)行，主要包括，輸送量：工程設(shè)計要求的輸送機(jī)工程系統(tǒng)輸送量；物料性質(zhì)：物料名稱、最大粒度尺寸和粒度組成、堆積密度、靜堆積角、溫度、水分、粘性、磨琢性

28、、腐蝕性等；,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,88,工作地點：露天、室內(nèi)、地下、海拔高度等；布置尺寸：水平輸送距離、總提升高度，各起伏段水平輸送距離、傾斜角及提升高度；受料點：受料點數(shù)量、位置；受料方式和受料點供料能力；卸料點：卸料點數(shù)量、位置及卸料方式；結(jié)構(gòu)型式要求；地形、地質(zhì)條件：場地的地形圖、地震設(shè)防烈度等；環(huán)境與氣候條件：環(huán)境溫度、粉塵、易爆、易燃、濕度、鹽霧、風(fēng)速、降雨及雪載荷資料；電源：電壓等級及供電條件；特殊

29、要求的內(nèi)容。,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,89,帶式輸送機(jī)的設(shè)計程序是一個循環(huán)的設(shè)計過程，下面給出的是一個完整的設(shè)計程序，在實際設(shè)計中可以根據(jù)設(shè)備的重要程度采用部分或全部過程。 1)根據(jù)輸送量和物料的性質(zhì)初步確定輸送機(jī)的運行速度。 在可能的條件下應(yīng)該盡量采用高帶速，因為高帶速的采用可以減小帶寬，以及相應(yīng)的托輥長度、滾筒寬度、支架寬度，降低運行阻力。,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,90,2)初步確定輸送帶、托輥和中間架的

30、結(jié)構(gòu)和參數(shù)。 3)標(biāo)準(zhǔn)方法的計算——功率的計算?？梢愿鶕?jù)設(shè)備的重要程度選擇標(biāo)準(zhǔn)計算方法。 短小的輸送機(jī)可選用日本標(biāo)準(zhǔn)JISB 8805-1976的功率計算方法。一般應(yīng)選用DIN22101，ISO5048(GB/T 17119)，CEMA計算方法。,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,91,在計算過程中應(yīng)考慮的工況見表3-6其中○表示通常必須考慮的工況，●是對于特定的輸送機(jī)需考慮的工況?？蛰d、滿載的正常運行、啟動和自由停機(jī)是輸送機(jī)運

31、行必然出現(xiàn)的工況。表中最大載荷和最小載荷是指輸送機(jī)有變坡的情況下，有時要考慮全部上坡段有物料或全部下坡段有物料等極端工況。制動停機(jī)也不是所有的輸送機(jī)都存在的工況。 表3-6 計算過程應(yīng)考慮的工況,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,92,另外，在溫差變化較大區(qū)域使用的輸送機(jī)還要考慮極限溫度工況的影響，即最高溫度和最低溫度情況下的計算。溫度的變化主要影響輸送機(jī)的運行阻力、輸送帶的性能、輸送帶和滾筒間的摩擦系數(shù)等。輸送機(jī)所處的

32、海拔高度還要影響電器元件及流體部件的選擇。,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,93,4)確定驅(qū)動裝置的位置和功率分配。 設(shè)計的原則是使輸送帶的張力盡量減小。可能設(shè)計的情況參見表3-1。水平、上運和正功率下運時驅(qū)動裝置設(shè)置在頭部；下運負(fù)功率時驅(qū)動裝置設(shè)置在尾部；長距離時考慮頭尾驅(qū)動或者中間驅(qū)動。,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,94,5)輸送帶張力的初步計算。 應(yīng)用逐點計算方法計算輸送帶的最大張力和最小張力，驗算輸送帶的強(qiáng)

33、度和輸送帶的撓垂度，給出初步的拉緊力要求。在計算中可以先不考慮曲線段的影響。 6)曲線段的設(shè)計。 根據(jù)初步計算出的張力，設(shè)計曲線段。 7)拉緊裝置的初步設(shè)計。 根據(jù)驅(qū)動裝置的布置確定拉緊裝置的位置和拉緊力、拉緊行程。,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,95,8)制動器的初步設(shè)計。 確定制動器的位置制動力大小、制動力分配、制動力要求的拉緊力。重復(fù)進(jìn)行上面的計算過程，最終得到滿足常規(guī)設(shè)計計算方法要求的輸送

34、機(jī)。 9)帶式輸送機(jī)的動態(tài)分析和避免共振設(shè)計。 10)控制系統(tǒng)和供電系統(tǒng)設(shè)計。 11)零部件的設(shè)計。,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,96,,圖 帶式輸送機(jī)設(shè)計流程圖,97,本章僅介紹基于DIN22101,ISO5048(GB/T17119)計算方法的功率與張力計算方法,更詳細(xì)的內(nèi)容參見[5]。 帶式輸送機(jī)的功率與輸送帶張力計算方法是一種基于工程上的保守計算方法，實際上不可能得到準(zhǔn)確的計算結(jié)果。設(shè)計計算需要

35、根據(jù)目前的技術(shù)狀況和所有可能的生產(chǎn)條件、根據(jù)帶式輸送機(jī)的類型以及線路布置情況，盡量使計算結(jié)果與實際情況相近。為確定運行阻力、功率消耗和局部輸送帶張力，需要采用詳細(xì)的計算過程。,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,98,對于生產(chǎn)條件簡單的簡易帶式輸送機(jī)，和對沒有很高數(shù)值要求的帶式輸送機(jī)，在考慮技術(shù)安全要求條件下，有經(jīng)驗的情況下可以采用簡化的計算方法。 在開始計算運行阻力之前，需要通過估計預(yù)先確定一些基礎(chǔ)參數(shù)。這些參數(shù)應(yīng)在計算過程中加以確認(rèn)

36、，可能需要對一些參數(shù)進(jìn)行修正。應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行反復(fù)計算，以達(dá)到選用較為合理的參數(shù)。,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,99,3.4.1 帶速和帶寬的確定,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,一般，輸送量由工程系統(tǒng)的要求所確定。帶式輸送機(jī)應(yīng)能夠完成所要求的輸送量。輸送量主要由帶速和帶寬決定。,100,(1)帶速 帶速很大程度上取決于所輸送的物料的特性、所期望的輸送能力和所采用的輸送帶的張力。 粉末狀的物料要采用足夠低的帶速輸送，以最

37、大程度地減少灰塵，特別是在裝料和卸料點更是如此。易碎的物料同樣也會限制帶速。當(dāng)輸送帶和輸送的物料通過托輥時，較低的帶速可以使易碎物料在裝料和卸料點處不會發(fā)生跳動碎裂。,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,101,很重的、邊緣鋒利的物料應(yīng)該采用中等帶速輸送。因為物料鋒利的邊緣會過度磨損輸送帶表層，特別是當(dāng)裝料速度在輸送方向的速度明顯低于輸送帶的速度的時候。 帶式輸送機(jī)的最大帶速一般推薦值見表3-7,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,102

38、,在比較有利的裝料和轉(zhuǎn)運條件下，對于帶寬不大于800mm的槽形輸送帶，可以采用超過表3-7所給出的最大帶速輸送粉料、濕沙、煤、不含大塊的泥土和粉碎的石塊。增大帶速可以降低帶寬和輸送帶張力。但是，帶來上述益處的同時，也需要權(quán)衡可能帶來的輸送帶磨損、物料跳動、氣流阻力、承載托輥大塊沖擊等的加劇和輸送帶所有零部件壽命的降低等缺點。,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,103,表3-7 推薦的最大帶速,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,104,第四節(jié)

39、 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,105,需要采用高帶速輸送時，需要仔細(xì)研究，以確保方案的可行性。 加料區(qū)的設(shè)計和頭部滾筒的卸料方式在選擇帶速時也必須加以考慮。如果物料干燥而且呈粉狀，帶速很高時，物料的粉塵會令人無法忍受。如果物料較重且含有大塊，或者物料顆粒的邊緣有角而且比較鋒利時，高速度的卸料會引起卸料槽或轉(zhuǎn)載溜槽的過度磨損。,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,106,(2)輸送量 帶式輸送機(jī)的輸送量可以用體積輸送量和質(zhì)量輸送量來表示。

40、它受到運行輸送帶上的裝料截面面積的影響。裝料截面面積則取決于輸送帶的動堆積角及裝料條件。,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,107,圖3-31 等長三托輥水平輸送時的理論裝料截面,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,108,在計算最大體積輸送量和質(zhì)量輸送量時，應(yīng)采用等效的、簡便的幾何斷面面積。理論斷面面積是根據(jù)輸送帶在托輥上的形狀和輸送物料的角度狀況來計算的。 一般承載托輥為三輥時，德國標(biāo)準(zhǔn)采用物料堆積到輸送帶的截面積如圖3-31。

41、該多邊形由托輥輪廓線和輸送物料堆積的輪廓線組成。它由托輥的長度和槽角λ，有效寬度和等效堆積角來確定。該等效堆積角β所確定的截面與理論裝料面積相等。有效寬度b(單位：m)取決于帶寬B。,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,109,對于 對于 (3-6),圖3-31 等長三托輥水平輸送時的理論裝料截面,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算

42、,110,圖3-32 與ISO5048斷面的比較,圖3-32是采用ISO5048-1989進(jìn)行物料截面積計算的物料截面，物料截面的上部是圓弧形，物料動堆積角為ρ，為使兩種計算的結(jié)果相同，計算時可?。?ρ=1.5β (3-7),第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,111,這樣，兩種計算方法結(jié)果大致相同。而計算時用等效的三角形面積不計算弓形面積簡單，所以在DIN標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)用三角形的堆積。 與實際裝料

43、斷面等效的理論裝料斷面積A由A1和A2兩部分構(gòu)成,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,112,當(dāng)物料截面的上部是圓弧形時，A1 為弓形面積，即,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,將上式展開泰勒級數(shù)，經(jīng)過整理后得：,113,上式即為ISO5048的A1的計算式。 式中：lM——中間托輥長度，m； λ——托輥槽角。 選擇等效堆積角取決于所輸送的物料和運輸?shù)拈L度。如沒有選擇等效堆積角的經(jīng)驗可以將下列數(shù)值代入式中。

44、 對于標(biāo)準(zhǔn)流動性物料，取β=20º(即ρ=300)； 對于次流動性或近似于流動性物料，則取β=20º以下至β=0º。 只有輸送物料具有一個高內(nèi)摩擦系數(shù)情況下，才能夠?qū)?shù)值β大于20º的等效堆積角，代入式中。,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,114,當(dāng)托輥組有1個和2個輥子時，可通過取應(yīng)用上式計算。 根據(jù)理論裝料斷面積，可計算出理論體積輸送量Qυ1,第四節(jié) 帶式輸

45、送機(jī)設(shè)計計算,理論質(zhì)量輸送量為,115,其中：φB ——有效裝料系數(shù)，φ=φBφSt ； φB——裝料系數(shù)，它取決于輸送物料的性質(zhì)(塊度、最大邊長、動堆積角)和帶式輸送機(jī)的工作條件(加料均勻性、輸送帶的直線性和輸送能力有一定的儲備)的參數(shù)。 φSt——與輸送傾角有關(guān)的縮減系數(shù)，它表示截面積的減少量，即,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,116,當(dāng)輸送機(jī)對中良好并均勻加載塊度小的物料時，對于,由式(3-13)不難看出，傾

46、斜輸送時，傾角最大只能等于實際的動堆積角，而且在這種情況下只能輸送斷面積A2的物料。,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,117,當(dāng)加料均勻和輸送帶直線運行時，水平直線輸送機(jī)的理論裝料斷面可以被充分利用，即 φ=φB=1。從而可得理論體積輸送量和質(zhì)量輸送量 Qt1：,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,式中：υ——帶速，m/s； γ——物料松散堆積密度，kg/m3。,118,對應(yīng)有效裝料系數(shù)，額定體積輸送量 QV，額定質(zhì)量輸送量 Q

47、t為,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,單位長度物料的質(zhì)量為,119,有效裝料系數(shù)是根據(jù)實際輸送量情況得到的一個系數(shù)，它是用以評價輸送機(jī)是否在正常載荷情況下完成輸送任務(wù)的指標(biāo)。常規(guī)的輸送機(jī)設(shè)計計算的參數(shù)(例如模擬摩擦阻力系數(shù))選擇一般是在裝料系數(shù)為0.7~1.1范圍內(nèi)的。當(dāng)裝料系數(shù)不在此范圍內(nèi)時，需對參數(shù)進(jìn)行修正。,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,120,(3)帶寬的選擇計算,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,傳統(tǒng)的帶寬的確定方法是：首先根據(jù)系統(tǒng)

48、要求的輸送量確定出所要求的輸送物料的截面積，即，若要求的質(zhì)量輸送量為 Qt，可求得要求的截面積,121,再根據(jù)在給定帶寬、物料動堆積角和托輥組槽角三個參數(shù)所計算出的截面積表，查出在確定托輥組槽角、物料動堆積角下滿足截面積要求的輸送帶寬度。 注意到帶寬系列是離散的一組數(shù)據(jù)，可以直接由式（3-8）計算出對應(yīng)帶寬下的截面積A，當(dāng)計算出的A最接近于ARe且A>ARe時，所對應(yīng) 的輸送帶寬度即為所選擇的輸送帶的寬度。這種做法的優(yōu)點

49、是不必查表。 進(jìn)而，可以計算出有效裝料系數(shù)φ,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,122,在實際設(shè)計中，一般φ值應(yīng)該控制在0.7~1.1之間，以保證設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性，同時也保證按標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行計算時的準(zhǔn)確性。 在選擇輸送帶寬度時還需要考慮輸送物料的最大塊度，如果所運物料與帶寬相比較大時，輸送機(jī)在運轉(zhuǎn)中可能出現(xiàn)故障，因此選擇帶寬時,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,123,運行堆積角θ為20°～30°的通常

50、物料，可按表3-8選取帶寬。 表3-8 輸送機(jī)輸送物料的最大粒度尺寸 (mm),注：1 物料的運行堆積角θ為20°時選大值，θ為30°時選小值； 2 輸送巖石類物料時，宜降低最大粒度尺寸。,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,124,帶式輸送機(jī)作為一種機(jī)械裝備，其運行阻力本質(zhì)上是能量的耗散的反映，圖3-33示出了一條帶式輸送機(jī)上可能產(chǎn)生的阻力，分別是：,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,3.4.2 運行阻力的計

51、算,輸送機(jī)受料點物料加速阻力、通過裝載裙板導(dǎo)向料流導(dǎo)致物料與裙板的摩擦阻力； 在輸送機(jī)沿線上由于托輥、物料和輸送帶的作用產(chǎn)生的主要阻力； 若在輸送機(jī)沿線設(shè)置前傾托輥組和導(dǎo)料槽將會產(chǎn)生前傾阻力和導(dǎo)料槽阻力； 若中間卸料需設(shè)置卸料器產(chǎn)生卸料器阻力； 清掃器阻力； 以及滾筒的旋轉(zhuǎn)阻力和輸送帶繞經(jīng)滾筒的彎曲阻力； 當(dāng)輸送機(jī)傾斜輸送物料時的提升阻力。,125,圖3-33 帶式輸送機(jī)上產(chǎn)

52、生阻力的位置示意圖,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,126,在DIN22101-2002中，將上述各種阻力劃分為主要阻力FH，附加阻力 FN，提升阻力Fst和特種阻力Fs。而不在將特種阻力進(jìn)一步劃分為特種主要阻力和特種附加阻力，其原因在于，在之前的標(biāo)準(zhǔn)計算方法中將清掃器的阻力歸在特種附加阻力中，這就意味著清掃器是可有可無的。而在新標(biāo)準(zhǔn)中將其納入附加阻力中，表明所有的帶式輸送機(jī)上都需設(shè)置清掃器。 這些阻力的和Fw等于從傳動滾筒傳遞到輸

53、送帶上的圓周力FPu,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,127,在實際計算中，由于輸送機(jī)的線路的坡度(傾角)、物料單位長度質(zhì)量等參數(shù)的改變的原因，以及為輸送帶張力計算作準(zhǔn)備，可采用分段計算方法。 分段的原則是：一個分段應(yīng)具有相同的參數(shù)，如輸送機(jī)的傾角δ、模擬摩擦系數(shù)f 和輸送的物料的單位長度質(zhì)量qG，及托輥旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量，各種特種和附加阻力的作用。在輸送機(jī)分段的起點和終點，從機(jī)尾開始向機(jī)頭方向，各段順次用表示。承載段(上分支)用下

54、標(biāo)的參數(shù)值，用o表示，回程段(下分支)用u表示(參見圖3-34)。這種表示方法應(yīng)該能夠在所有的計算過程中采用。,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,128,圖3-34 運行阻力的分段構(gòu)成和分段計算,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,129,其中：FW,o,i ——上分支第i段的阻力； FW,u,i ——下分支第i段的阻力。,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,130,(1)主要阻力,(2)模擬摩擦系數(shù)f的確定,(3)附加阻力,(4)提升阻

55、力和(5)特種阻力,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,3.4.2 運行阻力的計算,131,帶式輸送機(jī)的主要阻力(圖3-35)包括托輥旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的摩擦阻力，輸送帶的壓陷損耗、彎曲損耗，物料的碰擊損耗托輥安裝誤差所產(chǎn)生的阻力等因素。,3.4.2 運行阻力的計算,(1)主要阻力,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,這些因素并不都與物料、托輥旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量、輸送帶的質(zhì)量有關(guān)。但是，為了計算方便、適應(yīng)計算的習(xí)慣，采用一個模擬摩擦系數(shù)作為等效的摩擦系數(shù)

56、。,132,圖3-35 輸送帶上主要阻力的分布,按上、下分支將輸送線路分成若干段，每個分段的阻力與運動荷載之間存在線性關(guān)系，即各區(qū)段內(nèi)與阻力計算相關(guān)的參數(shù)不變。因而，各段的主要阻力FH,i,,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,(1)主要阻力,133,式中：fi——區(qū)段上的模擬摩擦系數(shù)； δi——輸送機(jī)區(qū)段的平均傾角； li——區(qū)段輸送機(jī)長度，m； qR,i——區(qū)段上單位長度托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，kg/m；

57、 qB ——每米輸送帶質(zhì)量，kg/m。,(1)主要阻力,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,134,在確定輸送帶張力時，需要確定上分支分段主要阻力FH,o,i和下分支分段主要阻力FH,u,i。 然后得出輸送機(jī)的主要阻力：,(1)主要阻力,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,在輸送機(jī)向下和向上運輸時，應(yīng)根據(jù)額定載荷范圍(裝料系數(shù)φ在0.7到1.1之間)，及對其他載荷情況(裝料不均勻、部分載荷和空載)計算主要阻力，因為在某種工況下的阻力之

58、和可能大大超過正常運行情況下的阻力。,135,在帶式輸送機(jī)阻力計算中，模擬摩擦系數(shù)f的選取直接影響主要阻力。在設(shè)計計算時，總是選用偏于保守的模擬摩擦阻力系數(shù)。 當(dāng)帶式輸送機(jī)的裝料系數(shù)為0.7～1.1，輸送帶相對垂度hr≤1%，采用滾動軸承迷宮密封式的托輥時，值根據(jù)工作條件和設(shè)備狀況為0.01～0.04?？蛰d運行狀態(tài)與滿載運行狀態(tài)的輸送機(jī)的f值可能不同，它可能小于或大于額定載荷下的f值范圍。這在小傾角輸送機(jī)上應(yīng)特別注意，因為此時有可

59、能根據(jù)空載功率來確定驅(qū)動裝置。,(2)模擬摩擦系數(shù)f的確定,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,136,上分支和下分支的主要阻力有托輥的轉(zhuǎn)動阻力、由于輸送帶壓在托輥上而產(chǎn)生的擠壓阻力、輸送帶的振動彎曲以及輸送物料的擠壓引起的擠壓阻力。,(2)模擬摩擦系數(shù)f的確定,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,因此該阻力與張力、速度、載荷、寬度、槽形和輸送帶的工藝特性等因素有關(guān)，此外還有托輥的直徑和間距以及輸送物料的特性和輸送機(jī)的環(huán)境條件。表征主要阻力大小的模

60、擬摩擦系數(shù)f對于一般設(shè)計制造的和在額定載荷范圍內(nèi)(裝料程度φ為0.l～1.l)工作的輸送機(jī)為0.020，在不利情況下可以取較高的值。,137,例如：輸送物料、摩擦較大時；粉塵很多、潮濕或黏性物料；環(huán)境溫度 350；帶速υ>5m/s；托輥直徑3m 輸送帶面層厚而且軟；輸送機(jī)安裝不良等。表3-9給出了進(jìn)一步考慮選擇較為準(zhǔn)確地模擬摩擦系數(shù)的依據(jù)。表中所給數(shù)值主要通過托輥運行阻力和壓陷阻力來確定摩擦系數(shù)f值。對于垂度相對較大的輸送機(jī)，

61、輸送物料的壓陷阻力占很大比例。,(2)模擬摩擦系數(shù)f的確定,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,138,表3-9 當(dāng)輸送機(jī)裝料系數(shù)在0.7至1.1范圍內(nèi)時摩擦系數(shù)f的標(biāo)準(zhǔn)值,(2)模擬摩擦系數(shù)f的確定,139,大傾角下運輸送機(jī)(驅(qū)動裝置為發(fā)電動機(jī)工況)設(shè)計時選取較小的f值可實現(xiàn)比較大的安全性；在其余情況下(驅(qū)動裝置為電動機(jī)工況)，較大的 f 值可實現(xiàn)比較大的安全性。 需要注意的是：表中給出的f值并不是實際值，而是設(shè)計的安全值。然而，這

62、種安全取值方法是從靜態(tài)設(shè)計角度考慮的，在動態(tài)設(shè)計時發(fā)現(xiàn)這種取法并不一定是安全的。,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,(2)模擬摩擦系數(shù)f的確定,140,附加阻力FN包括：加料區(qū)物料的慣性阻力及物料與輸送帶間的摩擦阻力FbA，物料與導(dǎo)料槽側(cè)板間的摩擦阻力Ff，清掃器的摩擦阻力FG，輸送帶經(jīng)過滾筒的彎曲阻力Fl和非傳動滾筒的軸承阻力Ft。 附加阻力FN的總和以系數(shù)C加以考慮,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,(3)附加阻力,141,當(dāng)裝料系數(shù)

63、 C 約為0.7～1.1，而且附加阻力在全部阻力中所占比例很小時，系數(shù)C可由表3-10給出。也可以由下式計算。,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,(3)附加阻力,表3-10 當(dāng)輸送機(jī)裝料系數(shù)C為0.7～1.1時的標(biāo)準(zhǔn)值,142,當(dāng)附加阻力在全部阻力中所占比例大時，例如輸送機(jī)長度小于80m或有多個加料點的輸送機(jī)時，需要單獨確定附加阻力或系數(shù)C。需要指出的是，附加阻力系數(shù)是特定輸送機(jī)的計算確定出的，例如計算中模擬摩擦系數(shù)取值為0.025。在一

64、些情況下需要修正。在有條件的情況下應(yīng)該盡量按下面的計算式計算附加阻力。FN的各部分可以用下面的關(guān)系式來確定：,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,(3)附加阻力,143,l)加料區(qū)物料與輸送帶間的慣性阻力和摩擦阻力FbA：,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,式中：Qt——在輸送帶運行方向上物料的速度分量，m/s； υ0——輸送量，kg/s。,(3)附加阻力,144,2)物料與導(dǎo)料槽側(cè)板間的摩擦阻力Ff：,圖3-36 導(dǎo)料槽布置,第

65、四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,在一個加料處的加速區(qū)內(nèi)物料與導(dǎo)料槽側(cè)板間的摩擦阻力可按下面的方法計算，參見圖3-36，該方法是基于散體力學(xué)的理論得出的。,(3)附加阻力,145,對3輥托輥組，bS>lM,式中：CS——綜合考慮加料區(qū)段內(nèi)輸送物料和導(dǎo)料槽側(cè)板間由于給定質(zhì)量輸送量的堵塞壓力所引起的附加阻力的系數(shù)； bS——導(dǎo)料槽的內(nèi)寬；,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,(3)附加阻力,146,λ——托輥組槽角； lb——加

66、料區(qū)域內(nèi)加速段長度； lM——3托輥結(jié)構(gòu)中間托輥長度； μ1——輸送帶與輸送物料間的摩擦系數(shù)， μ1=0.5~ 0.7； μ2——輸送帶與導(dǎo)料槽側(cè)板間的摩擦系數(shù)， μ2=0.5~ 0.7；,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,(3)附加阻力,147,當(dāng) bS≤lM時，代入bS=lM 對于2輥托輥組，代入 lM=0； 當(dāng)采用單托輥時，

67、代入 lM=bS；,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,cRank ——蘭金(Rankine)系數(shù)；,(3)附加阻力,148,對于其他類型的托輥組結(jié)構(gòu)(如5輥托輥組)，按如下條件進(jìn)行計算： ①從加料范圍內(nèi)體積輸送量和輸送速度 (v + v0 )/2中求出物料與導(dǎo)料槽側(cè)板高度； ②求出流量對導(dǎo)料槽側(cè)板壓力，在有的情況下采用cS和cRank； ③從側(cè)板面上平均壓力、摩擦系數(shù)和量值中求出摩擦阻力。 對于一般結(jié)構(gòu)的帶

68、式輸送機(jī)可?。篶ScRank=1,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,(3)附加阻力,149,式中：u4——輸送帶與清掃器間的摩擦系數(shù) u4=0.6～0.7； PG——清掃器與輸送帶間的壓力，N/mm2，；,第四節(jié) 帶式輸送機(jī)設(shè)計計算,3)清掃器的摩擦阻力：,AG——清掃器和輸送帶間的有效接觸面積，m2。,(3)附加阻力,150,式中：F——輸送帶張力，N； d——輸送帶厚度，m；