带式输送机胶接配重的计算

带式输送机胶接配重的计算

1带传动时带拉力与预紧力f0之间的关系水平配置输送输送装置广泛应用于煤矿开采和地面选煤系统。正确计算带式输送机胶带的预紧力(文中拉紧力的一半),对设备进行配重,是保证带式输送机正常运行的关键所在。由于带传动是通过摩擦力传递运动和动力的,而带传动的最大有效拉力Ft(极限摩擦力)与预紧力F0成正比(见式)。这是因为F0越大,胶带与滚筒之间的正压力越大,最大有效拉力Ft也越大。但若F0过大,将使胶带发热和磨损加剧,以致过快松驰,缩短胶带的工作寿命。若F0过小,则传动带的工作能力得不到充分发挥,运转时容易发生跳动和打滑。最大有效拉力Ft(在带式输送机计算中也称作驱动力,或圆周力)随着胶带与滚筒上的包角α和胶带与滚筒间的摩擦系数f的增加而增加。在许多工作场合,由于设备和工作场地的限制,不能采用改变包角α的方法改变有效拉力Ft,而且一部输送机胶带与滚筒间的摩擦系数f是恒定的,因而,为保证带式输送机的正常运转和充分发挥设备的工作能力,关键是正确计算胶带的预紧力F0,合理确定拉紧装置的配重。在带传动的理论分析上往往只涉及到胶带的紧边拉力F1与松边拉力F2之间关系式F1=F2efα(即柔体摩擦的欧拉公式),或者是有效力Ft与预紧力F0的关系式:Ft=2F0efα−1efα+1Ft=2F0efα-1efα+1上述关系式说明了带传动时,有效拉力Ft和预紧力F0之间的函数关系,但胶带的预紧力F0计算较复杂,解决拉紧装置配重问题因而也较困难。下面通过带传动受力分析找出预紧力与带拉力P之间的关系。古书院矿洗煤厂对原煤车间201带式输送机、221带式输送机和井下二横川带式输送机拉紧力P进行了确定。2传统疲劳分析(1)传动齿轮应力胶带安装在滚筒上后,在停机状态下,滚筒两边所受拉力都是预紧力F0(图1)。工作时,由于摩擦力的作用,使胶带进入传动滚筒的一边拉得更紧,拉力由F0增大到F1,而另一边则松下来,拉力由F0减小到F2(图2)。拉力增大一边为紧边,其拉力为F1。拉力减小一边为松边,其拉力为F2。传动滚筒及胶带为分离体,作用在其上的力有F1、F2和Ft。由力矩平衡条件∑M=0,n1的方向为正方向,得出:Ft⋅D12+F2⋅D12−F1⋅D12=0Ft⋅D12+F2⋅D12-F1⋅D12=0由上式可得Ft=F1-F2,即总体摩擦力Ft等于带进入滚筒趋入点的拉力F1与带离开滚筒的拉力F2之差。由于工作前和工作时传动带的长度可以认为是相同的,即受力后传动带紧边的伸长量与传动带松边的缩短量相同,因此紧边的拉力由F0增至F1的增加量和松边的拉力由F0减小到F2的减少量应该相同。由此可得:F1=F0+ΔF;F2=F0-ΔF式中:ΔF—由圆周力引起的力的增量。则:F1+F2=2F0,2F0就是带在正常工作状态下的拉力P,也就是带的配重P=F1+F2。(2)各点拉力关系此计算方法是从主动滚筒上分离点的拉力F6开始,沿着带的运行方向逐点计算到主动滚筒趋入点Fn的带拉力。设输送机上带的各点拉力F1～Fn,如图3所示,则得各点拉力关系如下:F5=F6+W1F4=F5+k′1F3=F4+W2+W3F2=F3×k′2F1=F2×k′3Fn=F1+W4+W5+W6式中:W1—弹簧清扫器阻力;W2—空段运行阻力;W3—空段清扫器阻力;W4—导料槽阻力;W5—物料加速阻力;W6—承载段阻力;k′1、k′2、k′3—改向滚筒阻力系数。(3)配装q0+q,配辊阻力及测拉件安装l为了明显起见,以古书院矿洗煤厂原煤车间201输送机为例,具体说明P值的求法。已知201输送机的具体数据及工作条件如下:输送机长度:Lh=200m输送量:Q=600t/h输送物料:煤粒度0～100mm,密度γ=0.8t/m3机尾导料槽长度:L=3m输送带宽度B=1.2m,每米重量q0=19.8kg/m,带速V=2.5m/s。则弹簧清扫器阻力:W1=(70～100)B=100×1.2=120kg代入式得:F5=F6+120由表1查得改向滚筒阻力系数k′1=1.02。代入式,得:F4=F5×k′1=1.02F5=1.02(F6+120)=1.02F6+112.4空段运行阻力:W2=(q0+q″)×Lh×W″式中:q0—每米带重量;q″—每米长度下托辊转动部分重量,kg/m;W″—托辊阻力系数。由表2查得G″=18kg。空段清扫器阻力:W3=20B=20×1.2=24kg代入式得:F3=1.02F6+112.4+142.8+24=1.02F6+279.2查表1改向滚筒阻力系数k′2=1.02,代入式得:F2=1.02(1.02F6+279.2)=1.04F6+248.78则表1查得改向滚筒阻力系数k′3=1.04,代入式得:F1=1.04(1.04F6+248.78)=1.08F6+258.7导料槽阻力:W4=(1.6B2γ+7)×L=(1.6×1.22×0.8+7)×3=23.62kg物料加速阻力:W5=q·V2/(2g)=66.7×2.52/(2×9.81)=21.3kg式中:q—胶带上每米物料重量,q=Q/(3.6V)=600/3.6×2.5=66.7kg/m;g—重力加速度,g=9.81m/s2。承载段运行阻力:W6=(q+q0+q′)×Ln×W′式中:q′—每米长度上托辊转动部分重量,kg;由表2,G′=20kg,上托辊间距L0=1.2m,q′=G′/L0=20/1.2=16.7kg。由表3得:W′=0.04;则:W6=(66.7+19.8+16.7)×200×0.04=825.6kg代入式得:Fn=1.08F6+258.7+23.62+21.3+825.6=1.08F6+1019.22根据带传动受力分析欧拉公式得:Fn=F6efα采用光面滚筒:α=200°,f=0.2可得:efα=2.01代入上式得:Fn=2.01F6联立解得:F6=1096kg代入式得:Fn=2.01F6=2202.96kgF1=1.08F6+258.7=1183.6