皮帶輸送機設計計算對比研究

?皮帶機技術設計主要是通過理論上的分析計算，確定合理的運行參數，選出滿足生產要求的輸送機各個部件，或者對選定的部件參數進行驗算，完成輸送線路的宏觀設計。設計計算一般采用概算法或逐點法進行計算，得到驅動滾筒軸功率、電動機功率和各特性點張力，為部件選型打下基礎。
? ??在皮帶機初步設計階段，要計算出傳動滾筒軸功率、電動機功率以及各特性點張力。通常采用概算法或逐點法計算上述數據，前者比較粗略，后者較精細。以某1米帶寬固定帶式輸送機設計為例(布置圖見下圖)，其采用了頭部傳動、尾部改向、中部重錘拉緊的結構方式，設計時先后采用了兩種算法，最后對最終結果進行比較，收到了較好的設計效果。
? ? 概算法計算功率和各特性點張力
? ? 在初步設計階段，確定原始條件:原煤比重 γ、物料粒度X max、 輸送量Q=600t/h、傾角β=16°，
? ? 頭部滾筒到尾部滾筒的水平中心距L_h=162.2m，
? ? 垂直拉緊滾筒中心線距頭部滾筒的水平距離L_h1=135.50m??
? ? 托輥布置間距為：上托輥間距l₀=1.2m ? 下托輥間距l_0'=3.0m
? ? 導料槽長度根據卸料情況布置長度L=12.0m?
? ? 預選帶速v=2.0m/s后，算出帶寬B=1m。然后初選聚酯帆布帶EP-200，6層，計算輸送帶單位長度的質量q₀=16.28 kg/m
? ??1.1.選擇托輥
?? ?根據運行條件及手冊相關參數，先初選托輥型號，計算承載及回程托輥單位長度質量備用。
??? 承載托輥組轉動部分單位長度的質量q_tz= 11.6 kg/m
??? 回程托輥組轉動部分單位長度的質量q_tk= 3.7 kg/m
??? 承載、回程托輥組轉動部分單位長度的質量q_t= 15.30 kg/m
? ? 1.2.傳動滾筒圓周力計算?? ???????????????????????????????????????????????????????? ?? ?
? ? 1.2.1.運輸物料單位長度的質量：q=Q/（3.6×v）=83.33 kg/m
? ? 1.2.2. 計算特種阻力:?
? ? 特種阻力：F_s= F_τ+ F_gl+F_b=1463.2? N
? ? 托輥前傾阻力F_τ、犁式卸料器的摩擦阻力F_b為零（均沒有配置）
? ? 受料區加速段外輸送物料與導料槽側板間的摩擦阻力：
? ? F_gl=μ₂×q²×g×ι_b/（10³×γ×b₀²）=1463.2 N?????????
? ? 1.2.3.輸送機的總圓周力：??????
? ? 首先，擬選運行阻力系數f=0.026? ? 附加阻力系數C_N=1.54
? ? 計算得物料的提升高度：H=46.51 m
? ? 圓周力: F=C_N×f×L×g×[q_t+(2q₀+q)cosβ]+g×q×H+Fs=47746 N
? ? 1.3.功率計算
? ? 1.3.1. 驅動滾筒軸功率P=10^-3×F×v=95.5 kW
?? ?1.3.2.電動機功率確定：?????
??? 功率備用系數（通常取K_d=1.2～1.3）K_d=1.3
??? 驅動裝置的傳動功率（一般η=0.85～0.9） η=0.86
??? 電壓降系數（通常ξ=0.90～0.95） ξ=? 0.9
??? 多機功率不平衡系數（一般ξ_d=0.90～0.95），因為是單機驅動，取ξ_d=1
??? 電動機的總功率：N₁=K_d×P/（η×ξ×ξ_d）=160.4 kW
??? 選擇電動機型號為YKK450-4，額定功率200 kW
? ? 1.4.輸送帶張力計算：
? ? 1.4.1.根據傳動條件和垂度條件，計算最小張力S₁????
? ? 擬選傳動滾筒動載荷系數Ka=1.5、傳動系數C=0.428，計算得出最小張力由傳動條件確定，取S₁=C×Ka×F=30653 N
? ? 采用垂直拉緊方式，計算回程分支主要阻力F_回=-6596 N，
? ? 回程頭部滾筒到垂直拉緊滾筒的各項阻力和F₆=-5407 N。
? ? 1.4.2.各點張力計算??????????????
? ? 忽略皮帶和滾筒間的摩擦阻力，在比較粗略的情況下計算各個特性點張力，如下：
? ? S₁=S₂=S₃=30653? N??? S₄=S₅=S₆=S₇=S₈=S₉=S₁+F₆=25246 N
??? S₁₂=S₁+F_回=S₁₀=S₁₁=24057 N?? 2.4.3 輸送帶最大張力?????????? S_max=S₁₃=S₁+F=78399 N????????