带式输送机用于将不同的物料从一个位置传送到另一位置。皮带输送机系统的不同组件通常是电驱动器,皮带轮,惰轮和长皮带。
输送带设计参数计算的基础
皮带张力:由于电驱动器的旋转,所输送物料的重量以及惰轮的影响,输送机的皮带始终承受拉伸负荷。稳定状态下的皮带张力可以计算为:
Tb = 1.37 * f * L * g * [2 * mi +(2 * mb + mm)* cos(δ)] +(H * g * mm)……等式1.1
Tb的单位是牛顿
f =摩擦系数
L =输送机长度,以米为单位。传送带长度约为皮带总长度的一半。
g =重力加速度= 9.81 m / sec2
mi =惰轮引起的负载,单位Kg / m。
mb =皮带引起的载荷,单位Kg / m。
mm =所输送物料的载荷,单位为Kg / m。
δ=输送机的倾角,以度为单位。
H =输送机的垂直高度,以米为单位。
惰轮产生的载荷(mi):可计算如下:
mi =(一组惰轮的质量)/(惰轮间距)…………… eqn.1.2
注意:文章“为传送带系统设计惰轮”详细说明了如何计算惰轮间距。
功率在驱动带轮:在驱动带轮所需的功率可以从带张力值,如下计算:
Pp =(Tb * V)/1000……………..eqn.1.3
Pp的单位是KW。
Tb =稳态皮带张力,单位为N。
v =皮带速度,以米/秒为单位。
启动系统时的皮带张力:最初,在输送机系统启动期间,皮带中的张力将大大高于稳定状态下的张力。启动时皮带的张力可以计算为:
Tbs = Tb * Ks……………… ..eqn.1.4
Tbs单位为N。
Tb =稳态皮带张力,单位为N。
Ks =启动因子
电动机的尺寸:最小电动机功率可计算为:
Pm = Pp / Kd………………等式1.5
Pm的单位是Kw。
Pp =驱动皮带轮上的功率,以Kw为单位
Kd =驱动效率。
加速度:传送带的加速度可以计算为:
A = (Tbs – Tb)/ [L *(2 * mi + 2 * mb + mm)]……………………等式1.6
A以m / 秒为单位
Tbs =从N开始时的皮带张力。
Tb =稳定状态下的皮带张力,单位为N。
L =输送机的长度,以米为单位。
mi =惰轮引起的负载,单位Kg / m。
mb =皮带引起的载荷,单位Kg / m。
mm =所输送物料的载荷,单位为Kg / m。
皮带断裂强度:此参数决定输送带的选择。皮带断裂强度的计算公式为:
Bs =(Cr * Pp)/(Cv * V)…………..等式1.7
Bs单位是牛顿。
Cr =摩擦系数
Cv =断裂强度损失因子
Pp =牛顿传动皮带轮上的功率。
V =皮带速度,单位m / sec。
传送带计算示例
输入数据:
输送能力(Cc)= 1500吨/小时= 416.67公斤/秒
皮带速度(V)= 1.5 m / sec
输送机高度(H)= 20 m
输送机长度(L)= 250 m
一组惰轮的质量(m'i)= 20千克
惰轮间距(l')= 1.2 m
皮带负载(mb)= 25 Kg / m
输送机倾角(δ)= 5 0
摩擦系数(f)= 0.02
启动系数(Ks)= 1.5
驱动效率(Kd)= 0.9
摩擦系数(Cr)= 15
断裂强度损失因子(Cv)= 0.75
计算:
首先,我们将使用等式1.2来找出由于惰轮引起的负载:
mi =(20 / 1.2)= 16.67千克/米
我们将使用方程式1.1找出稳定状态下的皮带张力:
Tb = 1.37 * 0.02 * 250 * 9.81 * [16.67+ {2 * 25 +(416.67 / 1.5)} * cos(5)] +(20 * 9.81 *(416.67 / 1.5))= 77556.88N 。
启动系统时的皮带张力可以使用公式1.4进行计算:
Tbs = 1.5 * 77556.88 = 116335.32 N
为了计算驱动皮带轮上的功率,我们将使用等式1.3:
Pp =(77556.88 * 1.5)/ 1000 = 116.335千瓦
我们将使用等式1.5估算电动机的尺寸:
Pm = 116.35 / 0.9 = 129.261千瓦
我们将使用等式1.6来找出电动机的加速度:
A =(116335.32-77556.88)/ [250 * {(2 * 16.67)+(2 * 25)+(416.67 / 1.5)}]]
= 0.429 m / sec2
最后,我们将使用等式1.7来找出皮带的断裂强度:
Bs =(15 * 116.35)/(0.75 * 1.5)= 1551.33 N /毫米
此Bs值用于从制造商的目录中选择传送带。
结论
本文讨论的传送带计算方法仅用于计算初始传送带设计参数的指导;在制造原型之前,必须使用FEA或其他类似工具对最终设计进行验证。