带式输送机系统的设计与设备选型 (2).pdf

年 第 期 斯世犯 水泥导 报 装备纵横 中图分类号 , 文献标识码文章编号 碎拓刃吞田 带式输送机系统 的设计与设备选型口 季庸正 王慧生成都建筑材料工业设计研究院有限公司田 校核计算 胶带最小张力胶带垂度校核 各特征点张力应分别大于或等于空重两边的最 小 张力 , 保证胶 带垂度值 在 规定 范 围 内 。 我国 厅 一 规定胶带在托辊间的垂度不大于 。 电机启制动功率校核 计算系统的变位质量 , 按选定的启制动加 减速度计算系统的惯性力 。 然后计算电机启制 动功率 。 校核电机的过负荷能力 。 计算发电运转制输送机的制停功率时 , 速度值 应计人发电状态下速度士曾加值 一 。 胶带安全系数校核 用胶带最大张力校核胶带安全系数 。 安全系数取值与产品类型和使用条件有关 , 一 般由胶带制造厂家提供 。 静力安全系数 刀否 。 动力安全系数 咫 幻 毓钱 〕 式中双胶带强度 , 叼 召 一带宽 , 否一接头强度保持率 , 通常取如 , 二一扳带最大静张力 , 】书力安全系数 , 启制动惯性力 , 凡一胶带绕过滚筒的弯曲附加阻力 , 匹』 一动力安全系数 。 胶带接头长度计算 长距离输送机胶带应采用热硫化接头 。 如果冷 粘胶料能保证接头质量达到硫化接头标准 , 亦可采 用冷粘 。 普通帆布芯层胶带 普通帆布芯层胶带接头一般为斜阶梯式图 今 一 吞任无电 式中帆布层数 图斜阶梯式普通帆布芯层胶带接头 表阶梯长度 淤淤淤〕 芜旧旧期 洲〕〕仪 〕〕 粼】〕〕 叉 日】】中汉 钢绳芯胶带 钢绳芯胶带接头一般分为三种 , 即一级 、 二级 和三级图 一 图 。 按照胶带内钢绳排列间距进行选 择 。 选择原则是保证接头内钢绳的平均有效间距为 图二级接头 占 式中钢绳直径 。 接头长度按下式计算 年第期 一 肠 ”么 卜 式中 ”一接头级数 印一绳头间距 入一搭接长度 季庸正 , 等带式输送机系统的设计与设备选型二装备纵横 圈三级接头 入峨刁双 式中 只一钢绳破断力 , 树根查有关资料 只一粘合强度 , 角 参考‘叨有关 数据表 尤一接头系数 一 。 过渡距 离改向滚筒与第一组正常检形托辘间距 的计算 带式输送机尤其是大运量 、 长运距输送机的头 部和尾部 , 胶带横截面由槽形平形变为平形 槽形 , 胶带的边缘被拉伸而产生附加应力机尾 如处于低张力区则有可能在胶带中部产生负张力 , 导致胶带横向稳定被破坏 , 中部与托辊脱离接触甚 至隆起 。 过渡距离太小会使高张力区胶带产生较大 的附加张力 , 低张力区则可能发生胶带叠压 。 都会 使胶带过早出现疲劳破坏 。 保持足够长的过渡距离并在中间布置组或更多 的不同槽角过渡托辊组 , 使其拉伸应力均匀地分布 到每组过渡托辊匕 。 才能保证头尾端以致整条输送机 的正常运行 。 过渡段布置通常有两种形式见图 。 正常槽角托辊的中间棍子上表面低于滚筒上表面 。 很明显 , 图七布置方式胶带边缘的应力比上一种布 置更小 , 因而在相同条件下计算出的过渡距离较小 。 当抬高距离为输送带槽高的一半时 , 滚筒上表面所 在的平面称为 “最佳带面” 或 “理论带面”。 目前各 种标准都采用这种布置形式 。 过渡距离一般根据张力利用系数 、 胶带的弹性 伸长率和槽角计算 。 世界各国均用各自的公式计算 , 出人较大 。 这是由对胶带附加伸长率的不同认识引 起的 。 手册给出一个过渡距离选择表 。 该表的 毛病是槽角局限在 “, 采用边辊长度的正弦值 , 数值偏大 。 沈阳胶带厂推荐的公式计算 六句时 几咖幼 一 姗 ￡ 。,口 习刃时瓦面月拭入一杭冲 一 邸人 ￡ 价 一 式中 卜一侧托辊上的带宽 , 二 朋 人一槽角 , 度 ￡正州钢芯胶带弹性伸长率 , ￡ 冈众犯 召石带宽 。 日本阪东化学公司输送带计算手册推荐计 算法对于采用三节等长棍子槽托辊 机头滚筒处高张力区 气习时几画 人 曰心时 玩向人犯 机尾滚筒处低张力区 执习时几咖 的 气习刃时 乙 产 人姚 式中 一系数 见表 一 」 曹角 , 弧度 其余同上 。 带芯种类 表系数 楠帆布或尼龙 维纶布 钢绳芯 圈过渡段布的两种形式 图表示第一组正常槽角托辊的中间棍子上表 面与滚筒上表面处于同一水平面 。 图七表示第一组 美国输送设 备制造商协会技术联合会 日 推荐过渡距离见表 , 表 。 辅助装里 胶带拉紧装兰 螺旋拉紧装置卜夕 〕 一 车式拉紧装置 酬〕 一 洲 〕 垂直拉紧装置 】 车式可控重锤拉紧装置 自动液压拉紧装置按需要配置 。 年第期 新廿 犯水泥导报 装备纵极 表滚筒上表面位于破时最小过渡距离 托托辊组槽角角额定张力织物芯输送带带钢绳芯输送带带 。。 侧 团团团 一 叩叩 日。 例〕〕 印印印 一 卯卯 〕〕 。。 以 印印印 一 卯卯 日 表滚筒上表面与中间辊子上表面同高时的最小过渡距离 托托辊组槽角角额定张力织物芯输送带带钢绳芯输送带带 。。 例 印印印 一 卯卯 硬又〕〕 例 印印印 一 卯卯 创 粼粼」 。。 以 团团团 一 卯卯 ‘ 〕〕鸿 防止残剩物 目前为止 , 设计带式输送机均以静态计算法为 基础 , 用较大功率储备系数确定电机 , 采用大安全 系数选择胶带 。 以此作为对动态应力的补偿 。 后来 , 对于长距离大运量输送机则要求计算启制动系 统惯性力 , 对初选 电机功率和胶带强度进行校核 。 同时采用电气或机械软启动装置来改善启制动 性能 。 由于静态计算法设计对所有不 同布置形式 、 不同工况 , 无论长短 、 简单和复杂均采用统一办法 计算选型 , 也许对于某些工程是 比较适合的 , 但对 大多数工程来说 , 可能因为选用了过高强度的胶带 和相应的设备而降低了工程的经济效益 。 与其它运输方式铁路 、 公路比较 , 带式输 送机运营费用低 。 一般为其它方式的 一 巧 。 在国 外 , 用于大宗散料输送的长距离输送机的造价为 一 万美元永 , 计算选型对工程经济效益影响极 大 。 动态分析设计法 带式输送机出现故障会影响生产率 , 带来经济 损失 。 事故原因多半与动载荷有关 。 研究表明 , 输 送机的启制动特性对纵向振动起重要作用而 输送带的张力 、 槽型和托辊间距是胶带产生横向振 动的主要因素 。 不当的设计会使托辊的激振频率与 胶带张紧后的固有频率相互接近 , 激发纵向或者横 向共振而产生很大的动态应力 , 直至引发故障 。 动态分析设计法的目的在于降低输送带的安全 系数并提高纵 、 横向稳定性 。 一个先进的带式输送机设计具有下列特点 高速窄带 。 岁 , 即使是大运量 , 带宽 也控制在 以 左右 注表中刀为带宽 胶带翻转装置 长距离输送机回程带应翻转 , 料沿途撒落 , 保持回程托辊清洁 。 最小翻转距离按下列公式计算 日本几侧￡ ’八 式中 ￡ 胶带弹性伸长率 美国 华一夕 ￡ ‘左 前苏联式 一 国外长距离胶带输送机推荐 帆布带乙 二乃刀 钢芯带 几 二 胶带清扫装置 头部清扫器 尾部清扫器 胶带改向处拉紧位置清扫器 。 监刚保护装置 物料堵塞和溢料保护 超速 、 逆转与打滑保护 失电保护 跑偏保护 纵向撕裂保护 。 关于带式输送机动态分析设计方法 传统设计方法 巧 启 制动采用软特性控制 , 降低动态应力 无共振设计 。 如将胶带静态应力限制在弹性极限的以内 , 使工作载荷大约为抗拉极限的 , 安全系数为 。 在 最大载荷加上附加载荷和启制动时的动载荷时 式艺 安全系数应为 刀 刀式 , 艺刀兀 式中 不 盯 静载荷 兀一动载荷 名天一附加载荷 下垂 、 弯曲 、 转载 、 物料冲 击等等 。 如果转载端设计正确 , 启制动采用软特性 控制 , 则振动可以消除 , 动载荷降到最低 , 冲击减 年第期 一 季庸正 , 等带式输送机系统的设计与设备选型二装备纵横 小 , 附加载荷将很小 。 此外 , 选用大厂制造的胶带 产品 , 排除钢绳芯残余应力 。 长距离带可不考虑因 疲劳而降低抗拉极限问题 。 在此条件下 , 胶带的安全系数值如能控制在 左右 , 胶带的选用强度和输送机相关费用将有 较大幅度的阳氏 。 这就是动态分析设计法的任务 。 动态分析设计程序 采用常规静态计算法确定计算参数及各种 工况下的功率 、 逐点张力 、 安全系数 、 激振频率和 选型数据 。 用输送带速度 、 张力和激振频率之间的关 系对输送带上下分支全长的运行稳定性进行定量分 析 。 启制动 、 运行工况动态和静态性能分析 。 在程序控制下 , 反复地修改原设计参数 增大速度减小带宽 , 降低带强 , 改变托辊参数⋯⋯ 并对新的系统全长的稳定性重新进行分析 。 直到最优化境界一条原理先进 , 经济可 靠 、 运行平稳 、 不会激起共振的输送系统 。 程序框图如图 、 图 。 行 , 可以大大简化运输工艺系统 , 减少转载站房数 目 , 减少工程量 , 节省投资 。 弯曲带式输送机设计理论于世纪后期传人我 国 , 最先应用在煤炭系统 。 京阳水泥厂是建材系统 第一条引进法国技术的弯曲带输送线 。 直到近几年 才开始有自己的产品问世 。 国际上在这方面一直处 于领先地位的是法国公司在国内 , 华电集团正 逐渐显示自己的实力 。 弯曲带式输送机与直线带式输送机不同之处仅 仅在于弯曲部分的设备结构和布置的差异 。 在曲线 段 , 托辊组向外侧倾斜安装 。 曲线两端胶带张力的 合力将使其向圆心移动而胶带及其带面上的物料 的重力则产生离心分力 , 使胶带向外侧移动 。 当两 组力达到平衡时 , 输送机将在该状态下稳定运行 。 设计和计算方法就是要妥善解决弯曲部分胶带 区段在各种工况下的横向稳定问题 , 亦即各种工况 下的力平衡问题 , 从而确定平曲线部分的结构和曲 率半径 。 曲率丰径计算 输送带上下分支的曲率半径与输送带宽度 、 许 用应力 、 允许伸长 、 弯曲段胶带张力 、 托辊槽角 、 胶带沿托辊辊子的摩擦系数以及胶带上的载荷等等 有关 。 由不同条件导出的曲率半径计算公式介绍如 一下。 按跑偏条件计算 曲率半径图决定于不利状态下曲线段 上空载而胶带张力最大时抵抗跑偏的稳定性 。 对 于具有自动拉紧装置的输送机 , 曲线段下分支的稳 定性决定于与输送机载荷无关的的张力对于固定 拉紧装置输送机 , 曲线段下分支的稳定性决定于在 输送机空载时的最大张力 。 圈动态分析程序圈子程序 需要说明的是 , 目前带式输送机动态分析设计 方法还仅掌握在少数人手中 , 尚未作为一种通用手 段进行推广 , 胶带动态安全系数的确定仍受到各国 现行规范的约束 。 虽然这种方法的优越性十分明显 , 但广泛应用尚需时日 。 弯曲带式输送机的设计 弯曲带式输送机可以替代沿折线布置 、 由多台 直线单机串联而成的输送系统而沿复杂的空间曲线 实现物料的连续输送 。 带式输送机在平面上弯曲运 图曲率半径的计算 不跑偏时 , 尺共又 一 班场 年 第期 斯世犯 水泥导 银 装备纵横 式中 子一胶带曲线段张力 , 尺一平曲率半径 , 叭 无一胶带与辊子滑动摩擦系数表 一托辊组横向倾角 吼一胶带单位长度重力 , 叼 托辊工作面 表摩擦系粼 生产 条件 一般条件 , 有少量尘埃 潮湿 、 脏污 采用衬胶辊子的托辊组 。 计算要点 选上列计算的 中最大一个值作为本段曲线 的设计值 。 曲线段趋人点张力确定是关键 。 角不宜过大过大会影响输送能力 , 一 般取 一 。 牵引力给胶带的向心速度与反曲向转角中 安装托辊产生的外移速度应平衡 。 初始安装可按 小 , 然后根据调试确定准确值 。 注意转弯内移距的限制 , 调整曲率半径 。 曲线两端的直线段上设置过渡段 , 角应渐 变布置 , 计算斜率一般取左右 。 如果该平曲线段 内同时又有竖曲线时 , 应进行综合计算 。 参考文献 北京起重运输机械研究所主编型带式输送机 设计手册【 〕北京 冶金工业出版社 , 国外长距离胶带输送机编写组国外长距离胶带输 送机【」北京 煤炭工业出版社 , 卯 杨复兴编胶带输送机结构原理与计算北京谋炭工 业出版社 , 田苏 多滚筒传动胶带运输机的计算 起重运输机 械 , 对钢绳芯胶带输送机设计中几个问题的探讨田起重运 输机械叨 加契科夫 , 等 苏联大长度单驱动和多驱动带式 输送机的分析田起重运输机械 国思荣 带式输送机过渡距离设计理论团物料搬运与 分离技术 用动态分析方法设计未来的带式输送机田 连续输送机械 匆石 高速输送带的技术要求连续输送机械 少 一 收稿日期 仪唇创团 。一 己飞︸︸、 肖 ︺仕 ︸,‘内、 一曰 一︸、一力 厂 ﹂ ,,仔 一口 钢 , 无衬 橡胶衬垫 跑偏量限定为时 , 一几一 人 幼 卫 乞么人 式中 乡滞宽的水平投影 , ‘ 酬 召 , 介 心 诗毛 辊间距 , 人一托辊槽角 , 度 。 其余同上 。 当胶带张力降低 , 托辊组在水平面内向弯 曲的反方向转角安装时 , 胶带有向另一侧跑偏的趋 势 。 限定反向跑偏量为尤时 , 计算胶带允许的最小张 力 一 人 【 一儿 人 根据胶带外边沿许用应力计算 尺二石 侧 。戒, 加 式中 一胶带拉伸弹性模量, 耐 许用应力 , 耐 又一曲线奔离点张力 , 卢 承受拉伸的横断面积 ,。 根据胶带允许拉伸量计算 尺卜刀「￡ 一 ￡ 一尺 式中 ￡ 一允许载荷下的伸长率 一满载时弯曲段计算张力与许用张力的比 值 其余同上 。 保证曲线段胶带稳定运行和减小曲率半径的措施 将三节托辊组朝外侧倾斜安装或增大内侧 辊子倾角 托辊组两侧辊子前倾某角度安装 托辊组轴线沿弯曲方向反向扭转某角度安 装 采用自动调心托辊 ⋯⋯ 征订启事 建造师杂志创刊于仪万年月 , 是由清华大学国际工 程项目研究院创办的一份大建设行业的经营管理刊物 。 是基 本建设领域的财经报道 、 建造师的交流平台 。 建造师全彩色印刷 , 全年期 , 每册巧元 , 全年 田元 。 订阅方式参见