带式输送机设计选用计算(一)

   （一）计算公式符号
    a———托辊槽角,(°);
    β———输送机倾角,(°);
    γ———物料的松散密度.t/m³;
    ε———输送带的弹性伸长率,%.
    ε₁———输送带的永久伸长率,%;
    ε₂———输送带的边缘允许伸长率,%,帆布芯带为0.8%,钢丝绳芯为0.2%;
    ζ———倾角系数；
    η₁———减速器效率,一般取η₁=0.94;
    η₂———电压降系数，一般取η₂=0.9;
    η₃———安全型联轴器效率，不选用时取η₃=1.0,选用时取η₃=0.96;
    η₄———多电机驱动时取η₄=0.9,否则取η₄=1.0;
    θ、θ₁、θ₂———输送带围绕传动滚筒的包角,rad;
    λ———电动机的起动转矩与额定转矩之比值，见电动机样本；
    μ、μ₁、μ₂———传动滚筒与输送带之间的摩擦系数；
    ξ———带速系数；
    ρ———物料的动安息角(°);
    ρ₀———物料的静安息角(°);
    σ———输送带的许用强度,N/m;
    σ₁———输送带每层帆布的许用强度N/(m·层);
    ω———托辊阻力系数；
    A———输送带上物料的横截面积,m²;
    A_c———钢丝绳截面积,m²/根；
    A_f———起动系数，公式33;
    B———带宽,m;
    B_c———计算带宽,m.公式4;
    D_c———钢丝绳直径,m;
    D_i———包角超过90°以上的各种滚筒中的第i滚筒的直径,m;
    D_p———传动滚筒直径,m;
    d_m———物料粒度,mm;
    E———钢丝绳弹性模量,Pa;
    E_a———起动惯性力,N.公式(31)
    E_b———制动惯性力,N;
    E_d———弯曲应力,N.公式(51);
    e———自然对数的底,r=2.71;
    F_ab———起动有效张力F_a或制动有效张F_b的最大值,N;
    F_a———起动有效张力,N.公式(41);
    F_b———制动有效张力,N.公式(41)及(42)
    F_c———上分支运行张力,N.公式(18);
    F_k———导料栏板附加阻力,N;
    F_p、K_pi———有效张力(牵引力),N.公式(20)及(21);
    ︱F_p︱———有效张力绝对值,N.
    F_r———下分支运行张力,N.公式(19);
    F_s———犁式卸料器附加阻力,N.
    F_sc———上分支允许最小张力,N.公式(24);
    F_sr———下分支允许最小张力,N.公式(25);
    F_t———卸料车附加阻力,N;
    F₁、F₁₁———初算紧边张力,N.公式(22)、(26)至(30);
    F₁₂———第二组驱动滚筒初算紧边张力,N.公式(28);
    F₂、F₂₁———初算松边张力,N.公式(23),(26)至(30);
    F₂₂———第二组驱动滚筒初算松边张力,N.公式(28);
    F₄———总附加阻力,N,F₄=(P_k+P_s+P_t)1000/V;
    G———包装件单位质量(重量),kg/件；
    [GD²]、[GD²]_j、[GD²]_ij———电动机转动惯量(飞轮力矩),kg·m².
    g———重力加速度,g=9.81m/s²;
    H———输送机垂直高度,m.下运时为负值；
    [h]———垂直高度矩阵,m.下运时的元素为负值；
    n_i———输送机垂直段中第i段高度,m.下运时取负值；
    i———无量纲数；
    j———无量纲数；
    K———功率安全系数，当选用绕线型电动机、直流电动机或安全型液压联轴器(偶合器)时取
           K=1.0,其他情况取K=1.10;[next]
    K_b———额定横截面系数；
    K_c———系数，见公式(33)
    K_l———长度系数，见公式(7)
    K_s———输送带安全系数，帆布芯带4层以上取K_s=12(耐热型为18),钢丝绳芯取K_s=7;
    K_st———钢丝绳芯输送带最低安全系数，公式(51);
    L———输送机水平长度,m;
    [L]———输送机水平长度矩阵,m;
    L_a———2L_t,以外的几何附加(输送带)的长度，如卸料车、多滚筒驱动等增加的长度,m;
    L_d———拉紧行程,m.公式(47);
    L_ƒ———输送带接头长度余量,m.
    L_m———输送机在起动、停机或突然事故时，拉紧装置跳动所需余长,m;
    L₀———输送机修正长度,m;
    L_t———带式输送机实长,m;
    [l]———输送机水平长度矩阵,m;
    l_c———上托辊间距,m.一般取,l_c=1～1.2m;
    l_i———输送机水平段中第i段长度,m;
    l_k———导料栏板长度,m;
    l_r———下托辊间距,m.一般取l_r=3m;
    l_s———阶梯长度或搭接长度,m;
    M———电动机功率,kW.公式(15)至(17)
    M_b———制动力矩N·m.公式(43)
    [M_l]———戴荷矩阵；
    M_c———钢丝绳根数，根；
    m———数量；
    n———数量；
    N、N_j、N_ij———电动机转数,r/min;
    N_c———输送包装件的件数,件/h.公式(2);
    P———轴功率,KW.公式(13);
   ︱P︱———轴功率，绝对值,KW;
    [P]———轴功率矩阵,KW.公式(14);
    P———起动附加功率,KW.公式(17a)
    P₁———水平无荷载功率,kW.公式(8);
    P₂———水平荷载功率.kW.公式(9);
    P₃———垂直荷载功率(位能),kW.公式(10);
    P₄———总附加功率,kW;
    P_k———导料栏板附加功率,kW.公式(11);
    P_s———犁式卸料器附加功率,kW.公式(10);
    P_t———卸料车附加功率,kW;
    Q———给料量(运输量）,t/h;
    Q_t———一额定输送量,t/h.见公式(1)及(3);
    S_i———拉紧点的张力或输送带上i点的张力,N;
    S_max———输送带最大张力,N;
    S_t———钢丝绳芯输送带需用强度,N/m.公式(50);
    S₁…S_2m———输送带上逐点张力,N;
    T_c———物件在输送带上的间距,m;
    T_g———钢丝绳许用强度,N/根;
    T_s———帆布芯输送带强度,N/m.公式(48);
    T_u———拉紧力,N.公式(45)至(46);
    T₁———终算紧边张力,N.公式(26)至(30);
    T₂———终算松边张力,N.公式(26)至(30);
    T₃———终算第二组驱动滚筒紧边张力或反向滚筒张力,N.公式(26)至(30);
    T₄———终算第二组驱动滚筒松边张力或反向滚筒张力,N.公式(26)至(30);
    T_i———拉紧点处的张力,N;
    t_a———起动时间,s,t_a≥5s或公式(34);
    t_b、t_bi———制动时间,so公式(37)至(40);
    υ、υ_i———带速,m/s;
    W———输送机的运动部件质量,kg/m.公式(5);
    W_c———上托辊辊子组质量,kg;
    W_m———输送带上物料质量,kg/m.公式(6);
    W_q———下游设备允许倾泻的物料质量,kg;
    W_r———下托辊辊子质量,kg;
    W_t———重锤质量,kg;
    W_u———拉紧装置参与拉紧的部件质量,kg;
    W₁———输送带质量(计算功率用）,kg/m;
    W₂———输送带质量(实际选用的),kg/m;
    Z———帆布芯输送带层数，层；
    Z_c———计算层数，层；
    Z_max———许用最大层数，层；
    Z_min———许用最小层数，层。[next]
   （二）设计条件
    我国及其他国家的制造厂都有自己的系列产品。因此，在选用设计中只要按照系列产品的条件并根据用户的使用要求，就可以进行带宽、功率、张力、拉紧力、起动、制动以及输送带和其他项目的选择计算。或者辅以部分非系列的零部件设计。一般需要的原始数据如下：
    (1)物料名称和运输量。如果给料量具有不均匀的概率特征，则应说明其基本统计特征或统计数据。
    (2)物料性质。输送的物料是散料或是包装件。散料的最大粒度及其组成情况、松散密度、静安息角和动安息角；物料的温度、湿度、粘结性、磨损性和摩擦系数。包装件的外形尺寸。
    (3)安装特征和工作环境。标明有主要尺寸的输送机线路图，图中标注投影长、实长、提升或下降高度，倾角、各相接的直线段和曲线段的距离、高差以及其他尺寸。
    (4)给料和卸料方式。
    (5)输送机的工作制度。
   （三）带式输送机允许最大倾角的确定
    带式输送机允许最大倾角与输送带材料和表面形状、输送带运行速度、被输送物料性质(粒度、外形、安息角)等有关。
   （四）带式输送机的带速
    设计带式输送机时，从经济方面考虑应选取较高的带速。带式输送机的最大运行速度，受到自身的规格和部件性能(如托辊、密封装置、卸料装置等)限制；也与被输送物料的性质和工作环境等条件有关。
   （五）物料的松散密度和安息角
    物料的松散密度和安息角应根据试验实测资料确定。
   （六）输送量及输送带带宽的计算
    A  包装件输送量的计算
    输送包装件时，带宽应比物件的横向尺寸大50～100毫米。物件在输送带上的单位面积压力,TD75规定小于5千帕(0.05千克力/厘米₂).其输送量Q_i及输送件数n_c的计算如下：

    D  由公式(4)计算的带宽，必须按照最大物料粒度及其组成进行校核。[next]
    (七)带式输送机的驱动功率计算
    A  轴功率计算
    带式输送机传动滚筒轴功率P的计算步骤和方法如下：
    (1)带式输送机的运动部件单位质量(重量)W：

    (8)犁式卸料器附加功率P_S：
                                        P_s=1.5Bυ                      (12)
    (9)传动滚筒轴功率P：
                                   P=P₁+P₂+P₃+P_k+P_s+P_t                  (13)
    B  轴功率的验算
    公式(14)仅表示了侧形简单的带式输送机在满载运行时的轴功率计算方法。故对于侧形复杂(有n个转折点和n个转折段，即设输送机尾端滚筒趋出点为O点，沿输送带运行方向出现的转折点排点号，至头端滚筒趋入点为n点,如图1f中S₁处为0点，S₂处为1点，以下类推）以及下行带式输送机，还须进行开机停机和无载状况下的轴功率验算，使带式输送机的轴功率绝对值︱P︱为：
                          ︱P︱≥MAX{︱[P] ︱}                  (14)
    式中[P]的计算方法为：

    各矩阵中的元素为：
    [P]=

[next]

    (2)对于P＜0时：
                             M=K︱P︱η₁η₃η₄/η₂                      (16)
    D  电动机功率的负荷起动验算
    当轴功率P大干零且选用低起动转矩的电动机和弹性联轴器时，应进行负荷起动验算电动机的功率。

   （八）输送带的张力计算
    A  运行张力(运行阻力)计算
    (1)上分支(承载分支)运行张力：

    式中 未包括导料栏板及卸料设备的阻力F_k+F_s+F_t;上行(上运)时,H和h_i取正值，反之取负值。