带式输送机功率影响因素的研究
带式输送机功率影响因素的研究
摘要 当带式输送机的带速、长度、提升高度、运量一定的情况下，在不同带宽、托辊直径、上托辊组间距以及不同的驱动布置形式下计算带式输送机的胶带规格，并得出带式输送机的计算功率。
关键词 带速；托辊直径；上托辊组间距；胶带；功率
0 引言
通常，当带式输送机的单机长度越长、提升高度越大并且运量达到带式输送机运输极限时，带式输送机的装机功率也会越大。除这些因素外，带式输送机的带宽、托辊直径、上托辊组间距以及驱动布置形式也会直接影响输送机的影响功率。本文通过对一典型带式输送机的装机功率在不同条件下进行计算，分析以上几种因素对功率的影响。
1 带宽的技术要求
在带式输送机的物料、带速、托辊槽角一定的情况下，带宽是保证带式输送机输送能力的重要因素。根据ISO5048公式结合图1有：
图1 带式输送机槽形截面
b—有效带宽，mm
物料填充率 φ=Q/Q0 *100%
Qv-每小时通过的物料的体积，m3/h
Q0-每小时通过的物料的质量，t/h
Q-带式输送机运量，t/h
通常情况下，物料填充率在75%~90%之间认为较为合理。
2 托辊的技术要求
因要保证辊子转数不超过600r/min托辊直径可根据公式计算选取。
影响上托辊组间距的因素有输送带质量、物料质量、托辊的单位旋转质量等，通过上述数据计算输送带垂度y，托辊组间距应保证输送带垂度y≤0.01。
mm，
a0-上托辊组间距
-单位长度输送带质量，kg/m
-单位长度上物料重量，kg/m
3 胶带的技术要求
选取胶带时应考虑适宜的安全系数，通常棉帆布、尼龙帆布、钢丝绳胶带的安全系数分别取为8~9、10~12、7~9。带式输送机运行条件好，倾角小，强度低，起动性能好时可取小值，反之则取大值。
4 典型带式输送机功率计算
带式输送机基本参数如下：
运量Q=2000t/h，物料容重ρ=1.45t/m3，粒度0mm~150mm，带速v=3.15m/s，水平机长L=1309m，提升高度H=61m。
结合上述填充率计算公式、托辊转速计算公式以及垂度计算公式，通过初步计算分析，此带式输送机可以采用1400mm和1200mm两种带宽，托辊直径规格可选用Φ159、Φ133两种，托辊组间距可采用常用的1200mm和1000mm两种，带式输送机驱动的布置形式可分为Ⅰ：单滚筒双驱动和Ⅱ：双滚筒双驱动两种形式。Ⅰ、Ⅱ布置形式见图2、3.
图2 布置形式I单滚筒双驱动
图3 布置形式II双滚筒双驱动
采用系数法，对不同带宽、托辊直径、托辊组间距和带式输送机驱动布置形式分别进行计算。计算公式如下：
式中：
C—系数，按ISO5048计算；
f-模拟摩擦系数；
L-输送机长度，mm；
g-重力加速度，g=9.81m/s2；
qRo 、qRu-承载、回程分支托辊每米长旋转部分质量，kg/m；
qB-每米长输送带的质量，kg/m；
qG-每米长输送物料的质量，kg/m；
FH-主要阻力，N；
FN-附加阻力，N；
FS1-特种主要阻力，即托辊前倾摩擦阻力及导料槽摩擦阻力，N；
FS2-特种附加阻力，即清扫器、卸料器及翻转回程分支输送带的阻力，N；
FSt-倾斜阻力，N；
计算结果如表中所示：
带宽
B(mm) 托辊
直径
Φ（mm） 上托辊组间距
a（mm） 驱动布置形式 轴功率
（kW） 电机功率
（kW） 胶带规格 最大张力
（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计算结果
带宽
B(mm) 托辊
直径
Φ（mm） 上托辊组间距
a（mm） 驱动布置形式
（kW） 电机功率
（kW） 胶带
规格 最大张力
（kN） ST1600 270.1 ST2000 343.1 ST2000 345.1 ST1600 271.9 ST1600 274.5 ST2000 347.3 ST2000 349.9 轴功率
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计算结果
由上述计算结果可以看出，当带宽、托辊直径增大、托辊组间距变小时，带式输送机的功率会增大。当带式输送机采用单滚筒驱动布置方式时，胶带最大张力明显加大，胶带规格明显增大，而多滚筒驱动布置方式有效的分散了圆周力，胶带的最大张力明显下降。
5结论
根据上述分析，在进行带式输送机整体设计时，采用小带宽、小托辊直径和大托辊组间距同时采用多滚筒驱动布置方式可以降低带式输送机的功率。
参考文献
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