GB/T36698-2018
带式输送机设计计算方法
Basisforcalculationofbeltconveyors
- 中国标准分类号（CCS）J81
- 国际标准分类号（ICS）53.040.10
- 实施日期2019-04-01
- 文件格式PDF
- 文本页数59页
- 文件大小4.63M
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带式输送机设计计算方法
国家标准 GB/T36698一2018 带式输送机设计计算方法 Basisforcaleulationofbeltconveyors 2018-09-17发布 2019-04-01实施 国家市场监督管理总局 发布 币国国家标准化管理委员会国家标准
GB/36698一2018 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 符号、含义与单位 体积输送量和质量输送量 5.1物料理论横截面积 5.2倾斜输送的横截面缩减系数 5.3设计输送量和有效填充系数 稳定运行条件的运行阻力和功率消耗 6.1计算原则 10 6.2主要阻力 1 6.3附加阻力 14 6.4提升阻力 17 6.5特种阻力 18 6.6带式输送机运行阻力总和的计算方法 21 驱动系统的设计计算 21 7.1设计计算的内容 21 7.2驱动装置位置、驱动电动机的规格和数量 21 7.3起动制动和停止 23 输送带张力和拉紧力的计算 8 25 8.1影响输送带张力的因素 25 8.2输送带张力 25 上、下分支区段运行阻力与特证点张力 8.3 27 8.！拉紧力和拉紧行程 29 31 8.5上、下分支特征点的输送带张力 输送带宽度上的张力分布 32 9.1计算原则 32 **** 33 9.2槽形过渡段 36 9.3曲线段 38 0输送带的拉断强度和覆盖层厚度的确定 38 0.1设计原则 38 0.2输送带拉断强度计算 41 0.3输送带覆盖层厚度的确定 1 43 滚筒最小直径的确定方法
GB/T36698一2018 43 1.1滚筒最小直径确定的原则 43 1.2依据输送带的使用寿命确定滚简最小直径 44 1.3输送带许用比压确定滚筒最小直径 45 12托的选择与托间距设计 45 12.1计算原则 46 12.2辐子直径的确定 16 2.3托组间距 12.4避免共振设计 18 3槽形过渡段及竖向曲线段曲率半径的设计 -+ 48 3.1计算原则 18 3.2槽形过渡段最小长度的确定 49 3.3竖向曲线段最小半径的确定 49 14输送带翻转的设计 附录A(资料性附录 5托组承载物料的截面积计算 51 附录B(资料性附录)用附加阻力系数确定总附加阻力 53 附录c(资料性附录)简单布置带式输送机的输送带最大张力的计算 54 参考文献 55
GB/36698一2018 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本标准由机械工业联合会提出
本标准由全国连续搬运机械标准化技术委员会(SAC/TC331)归口
本标准负责起草单位:北京起重运输机械设计研究院有限公司,东北大学、力博重工科技股份有限 公司、北京起重运输机械设计研究院河南分院
本标准参加起草单位:北方重工集团有限公司、衡阳运输机械有限公司、上海科大重工集团有限公 司、北京约基工业股份有限公司、四川省自贡运输机械集团股份有限公司,华电重工股份有限公司山东 山矿机械有限公司、宁夏天地西北煤机有限公司,安徽盛运重工机械有限责任公司、泰富重装集团有限 公司,湖北宜都运机机电股份有限公司、焦作鑫恒重工机械有限公司、河南天隆输送装备有限公司、焦作 科瑞森重装股份有限公司、卫华集团有限公司、安徽攀登重工股份有限公司、芜湖市爱德运输机械有限 公司、江苏环宇起重运输机械有限责任公司、安徽永生机械股份有限公司.山东能源重装集团恒图科技 有限公司
本标准主要起草人;宋伟刚、张喜军、张维钧,王引生、周满山、程璐样、高勇、张晓华、李平、马立民 龚欣柴、刘俸、于春成、王柴国,汪玉、叶桂林,王传平、王万奇、郭金星、孟凡波、何路茵、开华献、贾真 张立明、许志、曹琳卿
GB/36698一2018 带式输送机设计计算方法 范围 本标准规定了带式输送机的设计计算,用于确定带式输送机主要部件(如驱动装置、制动装置、拉紧 装置、滚简、托轭和输送带等)的基本参数与布置设计
本标准适用于输送散状物料的带式输送机
本标准不适用于钢丝绳牵引带式输送机、管状带式输送机、气垫带式输送机等特种带式输送机的设 计计算,其通用部分的设计计算可参照使用本标准
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
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凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件
普通用途织物芯输送带 GB/T7984 GB/T9770普通用途钢丝绳芯输送带 GB/T10595带式输送机 GB/" 4521连续搬运机械术语 /T 14 GB/T28267.1一2012钢丝绳芯输送带第1部分;普通用途输送带的设计尺寸和机械要求 28267.2钢丝绳芯输送带第2部分;优选带型 GB 28267.3钢丝绳芯输送带第3部分;井下用输送带的特殊安全要求 GB/T28267.4钢丝绳芯输送带第4部分;带的硫化接头 GB/T31256输送带具有橡胶或塑料覆盖层的地下采矿用织物芯输送带规范 GB50431带式输送机工程设计规范 术语和定义 GB/T14521界定的以及下列术语和定义适用于本文件
3.1 固有特性启动startingforinherentecharaeteristies 带式输送机按照驱动装置固有的机械特性(转速和转矩关系)的启动方式
3.2 运动控制启动startimgformotioncomtrol 带式输送机按照设定的启动加速度或速度曲线控制的启动方式
3.3 设计输送量nominaleapacity 根据工程设计要求的用以进行带式输送机设计的输送量
符号,含义与单位 表1给出了符号,含义与单位
GB/T36698一2018 表1符号、含义与单位 符号 单位 承载物料的横截面积 m" 承载物料的上部的横截面积 m'mm'" 当0=0"时承载物料的截面积(承载物料的下部的横截面积)(3托组 A m(mm= 外侧锯子上倒梯形部分横截面积(5锯托锯组) 内侧子上倒梯形部分横截面积(5托组 m(mm=) A 设计输送量下对应的承载物料的横截面积 mm" 工作面清扫器和输送带之间的有效接触面积 Ai mm 非工作面清扫器和输送带之间的有效接触面积 Acin1 mm 带宽 mm 附加阻力系数 滚简直径 mm D 按输送带使用寿命条件确定的滚筒基准直径 mm EL 输送带纵向弹性模量 N/mm N 输送带的张力或阻力 R 非稳态运行条件下由加速/减速度产生的惯性力 加料段输送物料的惯性阻力和(或)输送物料与输送带间摩擦阻力 F 凸,凹弧曲线段起始点的输送带张力 凸、凹弧曲线段终止点的输送带张力 F， F 滚筒上平均输送带张力 N 根据测试结果得出的单位长度压陷滚动阻力 N/m s N 加料段输送物料与导料槽侧板间的摩擦阻力 F日 主要阻力 加料段外输送物料与导料槽侧板间的摩擦阻力 F Fm 逆止力 F 输送带绕经滚筒的弯曲阻力 工作面清扫器的摩擦阻力 N F 非工作面清扫器的摩擦阻力 F 附加阻力 F 卸料器的摩擦阻力 F 根据测试结果得出的单位长度托辗转动阻力 N/m 特种阻力 Fs N N Fm 缓冲床(滑动床)的摩擦阻力 N Fs 加料段导料槽裙板密封的摩擦阻力 Fs 加料段外导料槽裙板密封的摩擦阻力
GB/36698一2018 表1(续 符号 含 义 单位 拉紧滚筒的拉紧力 N 输送物料的提升阻力(在区段阻力计算中包括输送带的提升阻力 Fs F 滚筒轴承阻力 F 输送带特征点处张力 N FT 输送带与滚筒相遇点的张力 N N Fr 输送带与滚筒分离点的张力 输送带的平均张力 N FTm 滚简圆周驱动力 FT 运行阻力(等于滚筒圆周驱动力 Fu F 作用在滚筒上输送带的张力和滚筒旋转部分重力的矢量和(数值》 N F， 凸、凹弧曲线段的附加弯曲阻力 F N 前倾阻力 N FTm 输送带的平均张力Fm与最小输送带张力FTmim之差 设计质量输送量 kg/s 理论质量输送量 kg/s 设计体积输送量 mm》/s Iv.N 理论体积输送量 1v mm/s 滚筒的转动惯量 kg”m" 驱动单元的转动部件在减速器高速轴上的转动惯量 kgm 飞轮的转动惯量 kg”m m 输送机的长度 刮板系数 K N/m kw 稳定运行条件下克服运行阻力所需的传动滚筒的总功率 P kw 驱动电动机总功半 PM 驱动电动机额定功率 kw My Q 设计输送量 t/h R 竖向凹弧段的曲率半径 m(mm R 竖向凸弧段的曲率半径 m(mm 相对于输送带名义拉断强度的安全系数 考虑接头工艺条件下的输送带的安全系数 考虑输送带预期寿命和工作应力的安全系数 SmT 相对于输送带最小名义拉断强度的最小安全系数 加速度或减速度 m/s 输送带有效宽度(理论承载物料的输送带宽度 mmm
GB/T36698一2018 表1续 符 号 单位 物料堆积在输送带上的宽度 b mm 3辑托锯组上的物料宽度 mm b 位于侧上的输送带宽度(仅对于2辗和3辗托提组 mm 导料槽间的净宽 bs 确定最小滚简直径的计算系数 基于输送带边缘张力确定的最小接头疲劳强度的系数 将托锯转动质量等效到托铝周边上等效质量的计算系数 C 主动侧压力系数 CRank 模拟摩擦系数的速度修正系数 加料段内由于物料扰动引起的附加阻力的系数 snl 模拟摩擦系数的温度修正系数 确定槽形过渡最小长度基准值的系数 前倾阻力的计算系数 mm 滚筒轴承的内径 d l 输送带抗拉元件(芯层)的厚度(不包括输送带的上、下覆盖层的厚度》 mm 托锯直径 d 1 自然对数的底(e=2.71828) 由输送带中性基准线到输送带边缘的高差 eKk mm 由输送带中性基准线到输送带中心的高差 mm 模拟摩擦系数的基准值 fs 与带速相关的模拟摩擦系数的修正量 与温度相关的模拟摩擦系数的修正量 A/" 模拟摩擦系数 用以计算上、下分支各区段的模拟摩擦系数 H2 在一定带迷下托锯组佃子转动的频率 输送带的横截面振动的近似固有频率 Hz 滚筒载荷系数由输送带最大张力和名义拉断强度确定 重力加速度g=9.81m/s m/s" 高差(上运时h>0;下运时h<0) m 输送带两侧边缘构成的平面到槽形最低平面的距离 m 输送带两侧边缘构成的平面与滚简上母线所在平面的距离 hm mm 槽形过渡段滚筒上母线平面与槽形最低平面的距离(滚筒抬高高度 m 传动比 相对于输送带宽度的输送带张力(输送带张力在带宽上的平均值 N/mm
GB/36698一2018 表1(续 符号 含 义 单位 输送带边缘处单位宽度的张力 kK N/mm N/mm 输送带中心区域的单位宽度的张力 上 N/mm 输送带名义拉断强度 输送带最小名义拉断强度 N/mm1 kN,mim h 输送带的垂度(托辐组间输送带最大下垂量与托组间距之比 输送带接头基准疲劳强度(考虑输送带接头的强度降低的输送带拉断强度 N/mm km 输送带接头相对基准疲劳强度 输送带边缘和输送带中心区域单位带宽上的张力的差值 A N/mmm 区段的长度 m 中间2锯长度(5辗托辐组 mm 加料段导料槽的长度 加料段外导料槽的长度 m 槽形过渡段输送带边缘的长度 mm(m) 3托辐组的中间辐的长度 托辗组间距 m 外侧托辐与物料的接触长度 m 槽形过渡段的长度 lT m 钢丝绳芯输送带槽形过渡段的有效长度 Td.en l 过渡段的附加长度,钢丝绳芯输送带的l Td.el一lTa m 输送带翻转段的长度 m 飞轮等效到滚筒周边的等效质量 kg m 滚筒、飞轮(如果设置)、驱动和制动装置等效到滚筒周边的等效质量 kg min 带式输送机线路上的输送带,物料和托辗的等效质量 m kg 带式输送机线路上的输送带、物料和托辗的等效质量与滚筒、驱动和制动装置等效到 Sm kg 滚筒周边的等效质量之和 带式输送机划分的区段数 带式输送机在稳定运行条件下允许的子最大转速 r!/min 与传动滚筒相关的启动系数 声A 与驱动相关的起动系数 声A,0 与制动滚筒相关的制动系数 pB 与制动相关的制动系数 pBo0 功率分配系数 声p 工作面清扫器作用到输送带上的压力 N/mm' pi 非工作面清扫器作用到输送带上的压力 N/mm Gri
GB/T36698一2018 表1续 符号 单位 输送带与密封之间的有效单位长度正压力 N/m pss 输送带的许用比压 N/mnm pn N/mm 钢丝绳芯输送带钢丝绳下的许用比压 p 主要阻力的估计系数 输送带的单位长度质量 kg/m 托旋转部分的单位长度质量 kg/m 区段上物料的单位长度质量 kg/m gG, 输送带厚度 mm 拉紧滚简行程 m 带速 m/s 给料到输送带上物料在输送方向的速度 m/s 制动距离 m 输送带的钢丝绳间距 mm 制动时间 l 传动或制动滚筒的数量 之D 电动机(驱动单元)的数量 二M 区段上(上或下分支)托辗组的数量 尺 滚筒的数量 区段上(上或下分支)前倾托组的数量 组 围包角 "或rad 凸、凹弧曲线段对应的圆心角 rad 用于与物料计算物料横截面积的物料动堆积角的等效堆积角 输送物料的动堆积角(安息角 输送倾角(上运时>0,下运时心<0) 侧倾斜角前倾角 有效填充系数 倾斜输送时理论总承载截面积的截面缩减系数 倾斜输送时承载物料的上部的理论截面积的截面缩减系数 驴s 托铝组槽角、外侧儡的槽角(4,5锯托锯组 中间2辗的槽角(4.5托儡组 输送带与滚筒间的摩擦系数 输送带与输送物料间的摩擦系数 4 输送物料与导料槽侧板间的摩擦系数 输送带与托辗间的摩擦系数
GB/36698一2018 表1(续 义 符号 含 单位 输送带与清扫器间的摩擦系数 输送带与封橡胶间的滑动摩擦系数 " 缓冲床与输送带间的摩擦系数 4 输送物料的堆积密度 kg/m” AeK 相对于输送带自然轴向凹弧段或凸弧段上输送带边缘的附加伸长率(正或负 AeK 很长的曲线段输送带边缘的AeK的极限值 相对于输送带自然轴向凹弧段或凸弧段上输送带中心区域的附加伸长率(正或负 AeM 很长的曲线段输送带中心区域的公Ew的极限值 AeM 很长的曲线段输送带中心区域与输送带边缘之间的伸长率的差 Ae
电动工况电动机轴与滚简轴之间全部传动环节的总效率 发电工况电动机轴与滚简轴之间全部传动环节的总效率 有些计算式中采用括弧内的单位
体积输送量和质量输送量 5.1物料理论横截面积 带式输送机的理论体积输送量和质量输送量是由所输送物料在输送带上堆积形成的物料理论横截 面积和运行速度所决定的
物料的横截面积则取决于输送物料的动堆积角、托辗组的具体结构型式及 装料方式
本标准在计算理论体积输送量和质量输送量时,假设所输送物料横截面的上表面的轮廓线为抛物 线
图1为常见槽形3辐托辐组支承输送带上的物料横截面
图13辑托辑组水平输送承载物料的理论横截面 承载物料的理论横截面积由承载托辗组的中间子长度l、槽角入、输送带有效宽度b及动堆积角 0确定
有效宽度b是在输送带宽度上留有一定的空边距以避免输送带撒料的宽度,见式(1),式(2) b=0.9B一50(当B<2000 b=B一250(当B>2000) 式中: B 带宽,单位为毫米( mm;
GB/T36698一2018 -输送带有效宽度(理论承载物料的输送带宽度),单位为毫米(mm). 水平转弯运行的带式输送机由于子的倾斜布置可能会减小输送带的有效宽度
水平布置的带式输送机的3辗托辐组支承输送带承载物料采用动堆积角计算的理论截面积Aa 可用截面积A,.与A2,.h之和来确定(见图1),见式(3,式(4),式(5): tan0 A,h=[lM十b一lM)cos sinx cos入 A" Ah=A1.山十A2. 式中: 承载物料的理论模截面积,单位为平方米(m) A A 承载物料的上部的理论横截面积,单位为平方米(m=) 1,h -当0=0"时的承载物料理论横截面积(承载物料的下部的截面积),单位为平方米(m'); A2,h 3辗托辑组的中间辑的长度,单位为米(n m IM 物料的动堆积角,单位为度():; 托辗组槽角,单位为度(°): -输送带有效宽度(理论承载物料的输送带宽度),单位为米(m) 当采用等效堆积角计算横截面积A.时,见式(6): tanp A=[十(h一l)cos入 其中,8=0/1.5
物料的动堆积角取决于所输送的物料的特性和带式输送机的长度、带速等因素
在缺乏动堆积角 经验值情况下,可选择 对于正常流动性物料,取0<0<20" 对于流动性较高的物料,则取20"<0<30" 2托辐组承载物料的理论截面积;将lx=0代人式(3)和式(4)进行计算， 托辐组承载物料的理论截面积;将lx=0,入=0代人式(3)和式(4)进行计算
1、2、4辑、5辗托辗组承载物料的理论横截面积A,的计算参见附录A
根据承载物料的理论横截面积,理论体积输送量,见式(7). Iv.h=A 理论质量输送量,见式(8): Im,h=pA 8 式中 -理论体积输送量,单位为立方米每秒(m'/> Iv. 理论质趾输送量,单位为干克每秒(ke/> I部. 带速,单位为米每秒(m/>) -输送物料的堆积密度,单位为千克每立方米(kg/m). 5.2倾斜输送的横截面缩减系数 当带式输送机给料均匀、且水平、直线运行时,带式输送机的理论物料截面可以充分利用
倾斜输送时,受到物料重力、内摩擦角等因素的影响,图1中的上部面积A,n将缩减
当带式输送 机对中良好并均匀给料、输送粒度小的物料;且带式输送机线路上的最大倾角om<0时,上部面积的 缩减系数,见式(9):
GB/T36698一2018 S0 V/sin一sinm lcos" O - Ps sin0 cos=0 式中: -倾斜输送时承载物料的上部的理论截面积A的截面缩减系数,无量纲 Psn1 Dm -带式输送机线路上的最大倾角单位为度('); -同式(3)
倾斜输送的承载物料的理论截面积缩减系数s,见式(10): A1,b (I 9si=1一 一9s1 10 A丽 式中: 倾斜输送时承载物料的理论截面积Aa的截面缩减系数,无量纲
9st 在应用式(9),式(10)时,应注意倾斜输送时的倾角最大只能等于动堆积角0
此时只有截面积 A.心用于输送物料
5.3设计输送量和有效填充系数 当给定物料的设计质量输送量Im.时,设计体积输送量!v.N,见式(11). 1) Iv.N= 式中 -设计质量输送量,单位为千克每秒(kg/s); 1m,N -设计体积输送量,单位为立方米每秒m'/s). Iv,N 所需要的截面积,见式(12): (12 A、- 式中: -在设计输送量下需要的承载物料横截面积,单位为平方米(m'). AN 带式输送机的有效填充系数,见式(13): (13 式中: 带式输送机的有效填充系数,无量纲
有效填充系数乡取决于 输送物料的特性; -粒度及其组成; -动堆积角0; 带式输送机的运行条件; 给料均匀性; 输送机的线路布置; 输送倾角; 输送能力的储备
有效填充系数乡用以评价理论物料截面积A与设计输送量下所需截面积匹配性
在本标准中 -些计算参数是在有效填充系数为0.7
GB/36698一2018 6.2主要阻力 6.2.1主要阻力的计算 主要阻力发生在所有的带式输送机的输送线路的整个长度上
它包括;托辐旋转阻力、输送带压陷 滚动阻力、输送带弯曲阻力和物料内摩擦阻力等
主要阻力应在各个区段上分别计算
为了简化区段阻力的计算,按照阻力与运动载荷为线性关系来分别计算上、下分支每个区段主要阻 力FH.,见式(18): 18 Fw，=1./.g[qe，+(qa十a)eoo 式中: ” -区段i上的主要阻力,单位为牛顿(N); H, -区段i的长度,单位为米(m); 区段i上的模拟摩擦系数,无量纲 f -区段i上托辐旋转部分的单位长度质量,单位为千克每米(lkg/m) qR. 输送带的单位长度质量,单位为千克每米(kg/m); qB -区段上物料的单位长度质量,单位为千克每米(kg/m); gG -区段的输送倾角,单位为度(); -重力加速度,单位为米每二次方秒(m/s). 在确定输送带张力时,必需确定上、下分支区段主要阻力FH.、FH.,(见8.3). 带式输送机的主要阻力是上、下分支主要阻力F F.之和,见式(19): EH.O =F 19 FH Hl
十FH,m F'Ho, FH.w 式中 F 总的上、下分支主要阻力,单位为牛顿(N); FH.m、FH -分别为上、下分支区段i上主要阻力,单位为牛顿(N) 分别为上、下分支主要阻力的和,单位为牛顿(N)
F'H,n、FH,0 上分支运行方向 头部 Fin Fwo 尾部 Fua 说明: 0、l、2 输送机线路特征点 lal、ln,2、lw1、lwna 分别为上分支、下分支区段l,2的长度; 分别为上分支、下分支区段1,2上运行阻力 F,、FU.ol、F.w.、Fu,w 图2区段划分和稳定工况下的各段运行阻力 计算各区段主要阻力时,物料的有效填充系数应在0.7<9<1.1的范围内
否则,应对本标准所给 出的计算参数的基准值进行修正
在带式输送机线路中含有上运和下运区段时,应在极端载荷条件(给料不均匀、部分载荷和空载)下 计算主要阻力,因为在这种情况下的阻力之和可能大大超过稳定运行条件下的阻力
1
GB/T36698一2018 6.2.2模拟摩擦系数的确定 选择模拟摩擦系数f比主要阻力的计算更为重要,因为它决定了主要阻力
特别是对于提升阻力 较小的带式输送机尤为重要
表2中给出的模拟摩擦系数f值可以用作上、下分支主要阻力计算
如没有测量值或经验值,或仅有粗略的设备参数,可根据表2中运行条件和结构特性选取模拟摩擦 系数的基准值
这些基准值是通过对上、下分支大量的测量及下列限制条件总结得出的: 上分支为3固定式托闱组 -子采用滚动轴承和迷宫式密封; 输送带垂度h<0.01. 有效填充系数为0.7
GB/36698一2018 式中: -与温度相关的模拟摩擦系数的修正量,无量纲 A/" 由表5给出的模拟摩擦系数的温度修正系数,无量纲 表3模拟摩擦系数/f的基准值 安装情况 工作条件 模拟摩擦系数 良好的工作条件,托转动灵活,输送物料的内摩擦较小,良好的安 0.017 水平、向上输送及向 装与维护 下输送的电动工况 正常的安装,通常的物料 0.02 带速5m/s 不好的工作条件,低温,物料的内摩擦高,物料超载,维护差 0.0230.030 下运发电工况 制造、安装正常,电动机为发电运行条件 0.0120.016 带速5m/s 表4速度修正系数e 带速w/(m/s) 0.85 系数c 0.80 0.90 l.00 l.l0 表5温度修正系数e 温度/c 十20 一l0 20 30 1.07 1.17 1.47 系数c 1.00 1.28 修正的模拟摩擦系数,见式(22) 22 f=f十A/s十Af 式中: -模拟摩擦系数的基准值,无量纲
ae 应用式(21)修正的模拟摩擦系数是偏于保守的
精确的模拟摩擦系数取决于实际所采用的输送带 的类型和输送机的结构设计
当带速或温度不是表4或表5中的数值时,可以通过插值法计算修正量 6.2.4通过托辑转动阻力和压陷滚动阻力测量确定主要阻力的方法 为了在保证带式输送机性能的同时最小化设备和运营成本,应精确确定模拟摩擦系数值
模拟 摩擦系数，主要是由托辑转动阻力和输送带的压陷滚动阻力确定
当输送带垂度相对较大时,输送物 料的挤压阻力也会占较大比例
当测得托辗转动阻力和压陷滚动阻力时,可用下面的方法估算主要 阻力
在有效填充系数为0.7<9<1.1情况下,承载区段(一般情况下是上分支区段)输送带的压陷滚动 阻力和托辗转动阻力之和的正常值在主要阻力中占50%一85%,平均值为70%
空载区段(一般情况 下是下分支区段)约为主要阻力的90%
承载区段的单位长度主要阻力,见式(23): A(F ，十FE， 23 FH;= 空载区段的单位长度主要阻力,见式(24) 13
GB/T36698一2018 (FR，十FE FH， 24 g 式中 F 区段单位长度主要阻力,单位为牛顿每米(N/m); 分别为承载区段和空载区段主要阻力的估计系数,无量纲 g、g Fg 根据测试结果得出的区段单位长度托昱转动阻力,单位为牛顿每米(N/m); FE -根据测试结果得出的区段单位长度压陷滚动阻力,单位为牛顿每米(N/m)
E. 0.9
其中,0.5
GB/T36698一2018 式中 输送带与输送物料间的摩擦系数,无量纲 从 输送物料与导料槽侧板间的摩擦系数,无量纲 ? 导料槽间的净宽,单位为米(m); b 导料槽的最小长度,单位为米(m); h,nmir 3锯托辐组的中间辗子的长度,单位为米(m) M 加料段内由于物料扰动引起的附加阻力的系数,无量纲 CSehb 主动侧压力系数,无量纲
CRank 当b
GB/T36698一2018 6.5特种阻力 6.5.1计算原则 特种阻力只有在采用相关的布置或设计时才会产生
特种阻力可以分为以下几种 前倾阻力Fe; 加料段外输送物料与导料槽侧板间的摩擦阻力Fa; 加料段外输送带与导料槽裙板密封间的摩擦阻力F -在带式输送机线路上设置转载物料装置的阻力F; -缓冲床(滑动床)摩擦阻力F; 工作面清扫器的摩擦阻力F, -非工作面清扫器阻力F1; 凸、凹弧曲线段的附加阻力F
在计算输送带张力时,需要上、下分支区段的特种阻力F,Fs.(见8.3)
特种阻力按式(39)在 各区段上计算 F，=F,十F
十F十F+F十F，十F十F
39) 总的特种阻力Fs为上、下分支的特种阻力Fs、Fs.之和,见式(40) Fs Fs. F F，十Fa.十Fs.十F十F,n十F,，十Fa.a十F
,)十 F 十F， 十Fs 十F 十F， 十F. Fp;十F g.. E，u "skl,o ,bn,u, rl,u r,u =F .(40 s.
十Fs 式中 -总的特种阻力,单位为牛顿(N); F F 分别为上、下分支的特种阻力,单位为牛顿(N); s,0、Fs, 分别为上、下分支区段i的前倾阻力,单位为牛顿(N) F e,o,i、Fe.u. 分别为上、下分支区段i的加料段外输送物料与导料槽侧板间的摩擦阻力,单 F..、Fl. 位为牛顿(N); 分别为上、下分支区段i的加料段外导料槽裙板密封的摩擦阻力,单位为牛顿 ' Fa 'skl.o. N); 分别为上、下分支区段i的卸料器的摩擦阻力,单位为牛顿(N); F 、F po.i p.u. F F 分别为上、下分支区段i的缓冲床(滑动床)摩擦阻力,单位为牛顿(N) noi、”n,u 分别为上、下分支区段的工作面清扫器的摩擦阻力,单位为牛顿(N) F r,oi、Frm 分别为上、下分支区段i的非工作面清扫器的摩擦阻力,单位为牛顿(N) F Fl. r.D." 分别为上、下分支区段i的凸、凹弧曲线段的附加阻力,单位为牛顿(N)
F 6.5.2前倾阻力 前倾阻力是由侧辗的倾斜布置产生的,它取决于物料和输送带作用在前倾辐子上的正压力、输送带 与托轭间的摩擦系数从],带式输送机的倾角心,和前倾角e/
在区段1上的前倾阻力F是作用在各个 前倾子的阻力之和,见式(41): 18
GB/36698一2018 F
l |sine,|eosDg(g十gG. Ce从s 之R, 式中 区段i上的托辗组数量,组; 之R, -区段上的前倾托辗组数量，组; , 区段上的托辐前倾角,单位为度("); -输送带与托锯间的摩擦系数,无量纲; s 前倾阻力的计算系数,无量纲
输送带与托轭之间的摩擦系数",取决于槽角入
若槽角入>5',可取";=0.5
式(41)中参数c,与托辐组的布置有关,还与物料堆积的几何状态有关
对于3托辐组布置 3等长)，输送物料的有效填充系数为0.7<仰<1.1时,见式(42): 45一 c，=0.5一 42 20”'<入<45" 150 2昱托辑组(无载荷),见式(43) =cosA 43 6.5.3加料段外导料槽裙板密封的摩擦阻力 加料段外导料槽裙板密封作用在输送带上的正压力所产生的阻力,见式(44) F=24
力就l. 44 式中 加料区外导料槽侧板长度,单位为米(m)
l 通常,输送带与裙板密封橡胶间的滑动摩擦系数为从;=l;输送带与裙板密封之间的有效单位长度 上的正压力为户政=30N/m一50N/m
当导料槽不与输送带接触时,此阻力为0
6.5.4加料段外输送物料与导料槽侧板间的摩擦阻力 3辐托辐组布置(见图3)时,当b>l,输送物料与导料槽侧板间的摩擦阻力,见式(45) tan入pgl/从 m,N * 45 h一 F，=ckak U0 S- -般情况下,物料和导料槽侧板的摩擦系数为=0.50.7
当b<时,将bs=l代人式(45)计算
2辐托辑组时,将l;=0代人式(45)计算
1窑托辐组时,将/u=bs,代人式(45)计算
加料段外输送物料与导料槽侧板间的摩擦阻力与加料段输送物料与导料槽侧板间的摩擦阻力的计 算方法基本相同,只是料流已经稳定,在式(45)中没有式29)中的系数csh
其他类型的托辗布置如 5辐托辐组)可参考6.3.4中的方法进行计算
6.5.5带式输送机线路上设置物料转载装置的阻力 在特殊情况下,如果在带式输送机的输送线路上从侧向卸载物料时,例如采用犁式卸料器,则产生 卸料阻力.将其作为特种阻力,见式(46) F=BK
(46 式中 K
-刮板系数,单位为牛顿每米(N/m);通常取K
=1500N/m. 19
GB/T36698一2018 6.5.6缓冲床(滑动床)摩擦阻力 当用固定的滑动面(缓冲床)或滑动床支承输送带和物料时,滑动阻力随湿度、物料和输送带覆盖层 的不同而变化,缓冲床阻力计算,见式(47) 47 "hln=l/6g(gB十gG 式中 -缓冲床与输送带间的摩擦系数,见表7,无量纲
从6 当计算缓冲床摩擦阻力时,在缓冲床区段不再计算主要阻力,即主要阻力为0
表7输送带与不同缓冲床材料间的摩擦系数 滑动材料 滑动摩擦系数 钢铁 0,640,84 0.56 聚乙烯 聚氨醋 0.60~0.67 6.5.7工作面清扫器的摩擦阻力 在使用刮板型工作面清扫器时,每个清扫器的摩擦阻力,见式(48): F，=从pGAG 48 式中 输送带与清扫器间的摩擦系数,无量纲; M 工作面清扫器作用到输送带上的压力,单位为牛顿每平方毫米(N/mm=); pGn -工作面清扫器和输送带之间的有效接触面积,单位为平方毫米(mm'). AG 通常,清扫器作用到输送带上的压力为G=0.03N/mm=0.1N/mm;清扫器与输送带间的摩擦 系数为4,=0.6~0.7
6.5.8非工作面清扫器阻力 非工作面清扫器通常设置在改向滚简前,其作用是清扫输送带与滚筒的接触面,以避免物料颗粒进 人输送带和滚筒之间,其摩擦阻力的计算可采用工作面清扫器阻力类似的计算式,但需注意,其与输送 带的接触压力小于工作面清扫器,见式(49) F1= 49 -从panAGn 式中 非工作面请扫器作用到输送带上的压力,单位为牛顿每平方毫来(N/mmi) pGn AGa -非工作面清扫器和输送带之间的有效接触面积,单位为平方毫米(mm=. 通常,非工作面清扫器作用到输送带上的压力p=0,01N/ /mm'~0.,03N/mm';清扫器与输送带 间的摩擦系数从=0.6~0.7
注非工作面清扫器阻力为工作面清扫器的阻力1/2左右
6.5.9凸、凹弧曲线段的附加阻力的近似计算 带式输送机的凸弧段在输送带的张力作用下托轭上的正压力增大,运行阻力增加;凹弧段在输送带 张力作用下托辐上的正压力减小,运行阻力减小
凸、凹弧曲线段的附加弯曲阻力的近似计算见 式(50). 20
GB/T36698一2018 -驱动和制动方案
为了降低输送带最大张力,驱动装置的类型和布置取决于稳定运行条件下带式输送机的上、下分支 所需驱动力F.、F的大小和区段分布;输送带在运行方向的张力变化
驱动力是由式(17)得出的带 式输送机各区段的各种阻力相加得出
见式(51) 十F 51 -F U," 对于具有下运区段和上运区段的带式输送机,当给料不均匀时存在出现极端载荷情况,即仅下运区 段或上运区段承载物料,此时的所需总最大驱动力Fu,可能会大于稳定运行条件下需要的驱动力F 见6.2.1),见式(52)和式(53) 52 |F |Ft,m|=|Fu.
十F ,max 53 尸Am|>|P 当选择驱动的类型时(电动或发电),可将极端运行条件的功率需求作为设计依据,并对驱动装置的 热负荷能力进行验算
对于复杂线路带式输送机,有必要分析极端运行条件出现的可能性
7.2.2水平和轻微倾斜的带式输送机 此时,Fu.>0,Fu.>0(上分支物料给料均匀时. 当仅在头部和(或)尾部设置驱动装置,不设中间驱动时,按照合适的比例将驱动功率分配到头部和 或)尾部,即按上分支和下分支的运行阻力比例分配,可以有效降低输送带最大张力
需要的电动机的 总驱动功率,见式(54) ms PM.mt (54 们 式中 需要的驱动电动机总功率,单位为千瓦(kw); PM.et 电动机轴与滚简轴之间全部传动环节的总效率,无量纲
7 实际选用的电动机的额定功率为各个电动机额定功率PMN.之和,见式(55). (55 Pw 'M.ie 式中 电动机(驱动单元)的数量,个 之M P -第i个驱动单元上的电动机额定功率,单位为千瓦(kW) M.N P -实际选用的电动机的额定功率,单位为千瓦(kw)
M,inmi 选用原则;选用电动机的功率要大于所需功率,见式(56)5 PM,mPM.emt 56 7.2.3上运带式输送机 .,<0(上分支物料给料均匀时). 此时,Fu.>0,Fu. 如果不设置中间驱动,则全部驱动装置布置在头部能够将输送带最大张力降到最低
PM.和PM.可以用式(54),式(55)和式(56)计算
7.2.4下运带式输送机 u>0(上分支物料给料均匀时. 此时,Fu.0,F 只有驱动装置布置在带式输送机尾部,才能将输送带最大张力降到最低
大多数情况下,带式输送 22
GB/36698一2018 机尾部布置驱动装置,其依据是驱动装置处于发电工况
根据驱动装置处于电动工况(P >0)或发 A,max" 电工况(P.<0),确定驱动装置的总功率
电动工况所需的电动机功率,见式(57): A,mx P 0时， P、 57 M.,l= A,max 7 发电工况所需的电动机功率,见式(58): 0时,P =P 58 刀 P M.et A,max 初步设计阶段,不可能准确确定总效率
出于安全的原因,电动工况总效率列取估计范围内的低 值,发电工况的效率7应大于电动工况的效率
通常,实际选用的电动机功率为各个电动机功率的总和见式(55),并大于所需的功率,见式(59) 59 尸M.m>|尸M. 7.2.5具有上运和下运区段的带式输送机 对于具有上运和下运区段的带式输送机,只有对带式输送机的所有的实际运行条件进行充分分析 后,才能确定驱动布置方案,以降低输送带的最大张力
7.3起动、制动和停止 7.3.1起动 为了有效地降低输送带最大张力,应限制带式输送机加速过程中在滚筒上产生的总的启动圆周力 为了可靠地控制启动开始和启动过程,F.不得低于所需的最小值
在带式输送机设计中应综 F" T,A
合考虑下列各项条件 -启动过程的最大滚筒圆周力FT.A.m,应不超过设计带式输送机时按式52)确定的驱动力 t.m的1.7倍
即启动系数户Am<1.7
为了保证上分支和下分支的启动开始与加速,在最不利的启动工况下(载荷条件、载荷分布)的 启动加速力;应至少为主要阻力,附加阻力和特种阻力总和的20%,并确保在驱动装置热负荷 所允许的最大时间内启动带式输送机
见式60): F.>1.2(FH十F、十Fs)十Fm 60 注;此条件适用于中,小型带式输送机;大翠带式输送机可根据控制与启动方式确定
应选择合适的启动圆周力F,确保相应的启动加速度a下所输送物料与输送带不发生相对滑 动
当输送细粒物料时,按式(61)确定 61 4我<4coso,m一sinom)g 式中: -启动加速度,单位为米每二次方秒(m/s) aA 带式输送机上运时,取“十”;下运时,取“ 启动圆周力F,A应在输送带内缓慢传递,使带式输送机平稳地并以最小的附加动张力启动
驱动装置的启动方式可划分为按固有特性启动(例如电动机直接启动、电动机串限矩型偶合器)和 按运动控制启动(例如变频调速、电动机串调速型偶合器)两种方式
按固有特性启动的启动系数力取决于所有驱动电动机(或装置)的机械特性,按式(62)确定p启 动系数,对于水平和上运布置的带式输送机,在稳定运行条件下,驱动装置(如电动机)的旋转部件惯性 转矩相对较小
启动系数见式(62) P、 M.s 62 =A.0 P 23
GB/T36698一2018 式中 与驱动相关的起动系数,无量纲 A.0 -与传动滚筒相关的启动系数,无量纲
力N 在设计阶段,按式(53),通常取P=P 按运动控制启动的启动系数由启动过程的加速度,运动的等效质量以及总运行阻力确定(见8.3.3)
7.3.2制动和逆止 带式输送机的运行通常需要制动装置来使运动质量停止和(或)需要逆止装置使承载的倾斜带式输 送机保持停止状态
在确定制动装置时应考虑: 制动滚筒上所需要的总制动力或制动系数(见8.3.3),见式(63). F 8 63 F 式中 Fr的 -滚简上的制动力总和,单位为牛顿(N); 与制动滚简相关的制动系数,无量纲
pg 制动器的数量和布置
制动频率、制动时间或制动距离
-旋转的驱动部件制动时释放出的能量
所需要的制动力F,;或制动系数pw应在最不利的制动工况下确定,它取决于有效填充系数9、带 式输送机线路上运和下运区段的载荷分布条件下总的运行阻力Fu
为此,应预先给定制动距离s或 制动时间t
但在确定的制动减速度a时,应保证输送物料和输送带之间不发生滑动
当输送细粒散 料时,需满足式64): (64 la|<|4,cos,.十 -sino,m 式中 停机减速度,单位为米每二次方秒(m/s) aB 制动系数夕.,取决于所有驱动电动机的额定转矩与停机控制方式,按下面的计算式确定制动系数 ,水平和上运布置的带式输送机的驱动功率为P,在稳定运行条件下,驱动装置如电动机)的旋转 bB, 部件惯性转矩相对较小
制动系数见式(65) Pm pB.o 65 B P 1 式中 与制动相关的制动系数,无量纲
B.o 为了减小输送带的应力应限制总的制动力F ,从而得到制动减速度的限制值a;根据设 Tr,B,nx， 备的布置,应保证制动时输送带在滚筒上不打滑(见8.2.3)
在确定逆止装置时,按最大允许载荷条件和最不利的载荷分布确定最大提升阻力Fs.郎m,减去此 条件下的主要阻力
为安全起见,在计算中所用主要阻力应是预测的最小值
所需逆止力F可由式(66)近似计算,见式(66) F跳
=F -0.7F 66 式中: 逆止力单位为牛顿(N); F Fs -最大提升阻力,单位为牛顿(N). s,nmnx 24
GB/36698一2018 F为按电动工况计算的主要阻力
输送带张力和拉紧力的计算 8 8.1影响输送带张力的因素 带式输送机的输送带张力是沿输送线路变化的参数,它取决于下列各种因素(见图5) -带式输送机的长度和局部区段的走向; -驱动装置的数量和布置; 驱动装置和制动装置的特性; 输送带拉紧装置的类型和布置; 运行条件(载荷和运动状态)
考虑到带式输送机的输送带和其他部件的受力,输送带张力应尽可能地小
8.2输送带张力 8.2.1计算原则 带式输送机的运行过程需要最小输送带张力,以保证通过传动滚筒将驱动力传递到输送带,传动滚 筒和输送带间不发生打滑;限制输送带的垂度以正确地导引输送带
8.2.2 各传动、制动滚筒上的滚筒圆周力分配 总的滚简圆周力FF,A或F,按驱动装置和制动装置输人的驱动力的比例关系分配到每 滚筒上
对于多滚筒传动,当有又个传动滚筒时,根据分配到每个传动滚简上的功率分配系数b,可计算 出总功率分配系数,见式(67). 67 p D., 式中 传动滚筒的数量 之D 第i个传动滚筒的功率分配系数; pD， -总功率分配系数
D 各个滚筒上分配的功率,见式(68): o P 68 PM.d M,et pD 总的滚筒圆周力F、FnA或Fn.a分配到各个传动或制动滚筒上的演筒圆周力分别,见式(69) pD D pD. "Fn,Fm F,A,F, "F F= 69 Tr.A. p pD 注 -些特殊的设计,可能在传动滚筒上只布置传动或制动装置 8.2.3传递滚筒圆周力的最小输送带张力 为保证各个驱动或制动滚筒在起动、制动或稳定运行条件下传递的最大圆周力时输送带和滚筒间 不打滑,需要输送带与滚筒相遇点和分离点具有合适的最小输送带张力
如图4,张力FT、F和最大 滚筒圆周力FT,>0有下列关系 25
GB/T36698一2018 fu 说明: -输送带与滚筒相遇点张力 N F 输送带与滚筒分离点张力; 滚筒最大圆周力 FTm 图4传动滚筒相遇点和分离点输送带最小张力与驱动力的关系 F一FT2=F 70 Tr,max F T e" F 式中 -输送带与滚筒间的摩擦系数,无量纲; 围包角,单位为弧度(rad
由此得出:见式(72)和式(73) Fr2 FTin 72 73 F=F+Fmmt 当有多个传动滚筒或制动滚筒时,应针对所有工况检查在每一个滚筒上是否保证按式(71)和式 72)相应的摩擦传动条件
应牢记的是;总的滚简圆周力Fr、FT.A或F.是通过传动或制动装置产 生转矩按比例分配到各个滚筒上
稳定运行条件下的摩擦系数A可从表8中选定 表8推荐用于稳定运行条件的橡胶输送带"与滚筒间的摩擦系数" 输送带与滚筒间的摩擦系数M 工作条件 人字形或萎形沟槽 人字形或娄形沟槽的 人字形或娄形沟槽的 光面滚筒 的聚脂覆盖面 橡胶覆盖面 陶瓷覆盖面、有间隙 干燥 0.35一0.40 0.350.40 0,40一0.45 0.40一0.45 潮湿 0.10 0.35 0.35 0.35~0.40 清洁的水分 潮湿(污浊 0.050.1 0.20 0.250.30 0.35 的泥砂、黏土) "对于覆盖层为PVC的输送带的摩擦系数减小约10%
8.2.4限制输送带垂度及保证输送带正确导向的最小输送带张力 为了带式输送机的技术优化,特别是降低能量消耗,应计算输送带最大垂度hd
它与物料和输送 带的单位长度质量、托辐组间距有关
对于大型带式输送机在稳定运行条件应限制垂度在1%以下,在 非稳定运行条件下可允许有较大的垂度,但应保证不撒料;对于小型带式输送机,为了适当降低输送带 的最大张力,输送带的垂度可限制在2%以下
输送速度越高、物料的粒度越大,则垂度应越小
当给 定最大垂度和托组间距时 26
GB/36698一2018 上分支(有载)需要的最小输送带张力,见式(74).: g e 十GeR.， Fr.o.mi 74 8 hrel 下分支(空载)需要的最小输送带张力,见式(75): gglR (75 F 8hm 式中 F 上、下分支满足输送带垂度条件的最小张力,单位为牛顿(N) 、F下.um的 T,o,min” 上、下分支的托辐组间距,单位为米(n m; lR,olR,u 输送带允许的垂度,无量纲
当给定最大的h.值时,不同的托辐组间距可与沿输送带纵向的张力相配合,即采用托辐组间距分 级设计,输送带高张力区采用较大的托辗组间距;输送带低张力区采用较小的托辐组间距设计
在最后 确定时应考虑托辐的承载的可能性和输送带横向振动的频率
为使带式输送机能够良好地工作,在下列情况下应保持较高的最小输送带张力 输送带的翻转区域; 输送带的横向刚度较低; -倾斜带式输送机的传动滚筒布置在线路的低点; 输送带在宽度上局部的应力的不均匀分布(见第9章
8.3上、,下分支区段运行阻力与特征点张力 8.3.1计算原则 为了确定输送带和其他的带式输送机部件,了解输送带张力在带式输送机线路上的分布规律,特别 是输送带张力的极端值具有重要意义
通过运行阻力的总和Fu.见第6章)拉紧力(见8.4)以及已知 的加/碱速的惯性力F.(见8.3.3),得出输送带各特征点的张力F
图5为滚筒圆周力、运行阻力和 输送带张力关系举例 T,1 F Fz,3 上分支运行方向 'ua F Fua TI,3 F Fua r0, FTl,4 Fua 说明 区段特征点,0,l,2 口 滚筒序号,l,2,3,4; 分别为与滚筒相遇点和分离点输送带张力，i- =1,2,3,4 FHl.,Fa 分别为上分支和下分支的区段阻力 =l2; Fu,n,F,n 分别为上分支和下分支的特征点张力i=0,l,2; F" F 滚简圆周力,i=1,2; FT 区段长度，i =1,2 图5滚筒圆周力,运行阻力和输送带张力 27
GB/T36698一2018 8.3.2稳定运行条件 对于带式输送机的各个区段,稳定运行条件下的运行阻力F已在第6章中给出
8.3.3非稳定运行条件 在启动过程和停机过程中,由驱动装置和制动装置产生的力的大小和变化.一方面克服带式输送机 的启动阻力相运行阻力,另一方面导致附加的输送带动张力
该动张力是在带式输送机与地点无关的 情况下的输送带加速度及与此相关的准稳定运行条件下由下列各部分组成 所有滚筒圆周力,启动时的F,或停机时的FT; 总的运行阻力(近似等于稳定运行条件下的运行阻力F); 带式输送机线路上的输送带、物料和托撂的等效质量与滚筒、,驱动和制动装置转换到滚筒周边 的等效质量之和>m. 通常情况下,附加阻力在总阻力中占比例较小
当按固有特性启动时,加速度或减速度导致的惯性 力F,在各个区段i上,可以由带式输送机的加速度a来确定F
n,i
起动加速度,见式(76): Fu ”Tr.A (76 N pA mn m 停机减速度,见式(77): FTB Fu 77 aB B mn >m1 从而,惯性力F,见式(78): F，一a(ck.,9R.，十;十gd.,)1 78 式中 带式输送机线路上的输送带、物料和托轭等效到托辗周边的等效质量以及滚筒、驱动和制 >m 动装置等效到滚筒周边的等效质量总和,单位为千克(kg); 区段i将托辐转动质量等效到托辐周边上等效质量的计算系数
CR. ,取决于托轭的结构,若没有精确的数值,可取cR,=0.9为基准值
CR,
当按运动控制启动或制动停机时,首先根据设计规范确定启动、停机的加、减速度
启动时的滚筒圆周力FTA,见式(79) FT.A=Fu十aSm (79 启动系数,见式(80): FT aA习mn Fu十aS" TA 80 A=" =1十 Fu F F 对于水平或上运带式输送机,若Fu
GB/36698一2018 对于水平或上运带式输送机,若Fu>lan>ml,则pn~1
对于下运带式输送机,若Fg~0,则 -o，此时制动装置的确定应按制动工况(或按其他极限运行条件)进行选择,以保证带式输送机 pB一 能够正常制动
8.3.4带式输送机等效质量的计算 带式输送机的等效质量包括带式输送机线路上的输送带、物料和托辑的等效质量从以及滚筒、驱 动和制动装置等效到滚筒周边的等效质量m两部分,见式(83) 83 Sm=m十mp 式中 带式输送机线路上的输送带、物料和托辐的等效质量,单位为千克(kg) m1 滚筒、飞轮如果设置),驱动和制动装置等效到滚简周边的等效质量,单位为千克(kg)
mp 带式输送机线路上的输送带、物料和托辑等效到托辑周边的等效质量m,见式(84) (84 十cRR.,)，十 (q;十gc十cRgR.)/ (4十们ad m1
= 采用增惯时,可在驱动装置高速轴加装增惯飞轮
飞轮在驱动装置高速轴上转动惯量.见 式(85: D3 ml 85 J= 4i" 式中: 飞轮等效到滚简周边的等效质量,单位为千克(kg) 71 飞轮在驱动装置高速轴上的转动惯量,单位为千克二次方米(kg”mi); -驱动单元至传动滚筒的传动比
滚筒、飞轮(如果设置)、驱动和制动装置等效到滚筒周边的等效质量mB,见式(86): JD.i十
S mD 式中 电动机(驱动单元)的数量,个 之M 带式输送机上滚筒的数量,个; 之T -驱动单元的转动部件在减速机高速轴上的转动惯量,单位为千克二次方米(kgm=); J 滚筒的转动惯量,单位为千克二次方米(kgm')
对于液力偶合器和液粘启动装置等启动装置,由于电动机是在带式输送机传动滚筒尚未启动前已 经完成启动,在启动计算时应去除已经完成启动部分的等效质量
滚筒周边、托周边和输送带具有相同的线速度
8.4拉紧力和拉紧行程 为了产生所需要的输送带张力(见8.1)和补偿输送带弹性伸长应有拉紧装置
拉紧装置应补偿输 送带由于弹性、塑性和温度引起的长度变化,并用于根据安装条件而必须预留的输送带附加长度或输送 带长度储备
下面拉紧行程的计算只考虑到输送带弹性伸长部分
拉紧力的大小取决于拉紧装置的类型和布置位置,以及所需要拉紧的带式输送机的工况
考虑结 构贵用方面的因素,应优先考虑将拉紧装置布置在稳定运行条件下预计输送带张力最小处 受其他因素影响,拉紧装置也可能布置在其他位置,例如 29
GB/T36698一2018 供电条件; 布置空间 -非稳定运行条件下预拉紧力的安全保证
拉紧装置按照工作原理分为固定式拉紧装置和移动式拉紧装置两种
无论哪种类型的拉紧装置 在说明给定运行条件(用*号表示)的参数中,具有下列关系 特征点的输送带张力F.,区段的阻力F.和惯性力FA 按图6的输送带张力分布F;的平均输送带张力Fia 拉紧滚筒行程s
在稳定运行条件下,可通过带式输送机各区段的运行阻力F.,计算平均输送带张力,见式(87) F -习('1A)/-立习)(F
一"儿-月虎" (87 T 式中 F 输送带的平均张力,单位为牛顿(N) 输送机长度,单位为米(m). F 区段i起点张力单位为牛顿() T. 区段i终点张力,单位为牛顿(N); F T,i+1 Em 输送带纵向弹性模量,单位为牛顿每毫米(N/mm); B -带宽.-单位为毫米(mm) 拉紧滚筒行程,单位为米(m). ss9 确定拉紧装置(拉紧力F,和拉紧滚筒行程骗)应以式(88)为基础考虑最不利的运行条件
如果拉紧装置设在产生最小输送带张力F;处,则拉紧滚筒上的拉紧力F,,见式(688) 88 F，=2F T,min 式中 拉紧滚筒的拉紧力,单位为牛顿(N)
9 当拉紧装置布置在其他位置时,应考虑在最小张力F;基础上加上与拉紧装置处之间的张力差 固定式拉紧滚筒的平均输送带张力为常数,与运行条件无关,见式(89) F=常数 89 因而,当按最不利运行条件确定拉紧力时,导致在稳定运行条件下的输送带张力大于按8.2所确定 的运行条件的拉紧力
移动式拉紧装置,拉紧力在所有运行条件下,或者保持不变(例如在重锤式拉紧装置上),或者通过 “调整拉紧力的拉紧装置”来适应各种运行条件
在此两种情况下得到为了补偿弹性伸长而相应变化的 拉紧滚筒行程s,见式(90): 90 ;-
L一常数 在确定拉紧装置时,在非稳定运行条件下要避免输送带在传动滚筒上打滑
30
GB/36698一2018 -上分支运行方向 厂 Fa,+ Fi,a Fa, 上分支张力 F, 下分支张力 说明: -分别为区段i、i十1、i十2的长度; l、l，+1、l，42 输送机长度; 分别为上分支区段i、i+1、i十2的运行阻力 F.,、F.+1、F. U..i十2 F; 分别为上分支区段i、i+1未端的张力 F了 第个滚筒传递的圆周力; F T FF; 分别为第个滚简相遇点和分离点张力; F+F2 -分别为第j1个滚筒相遇点和分离点张力; F 输送带平均张力 F.， 输送带最小张力
图6区段为n
=n=3.滚筒为2个(稳定运行条件)带式输送机上、下分支的输送带张力 8.5上、下分支特征点的输送带张力 8.5.1计算原则 通常,在稳定和非稳定运行条件下,输送带的张力用于确定输送机的主要部件与布置,包括 输送带; 传动滚筒和改向滚筒; 托轭组间距; 竖向或水平曲线的曲率半径 -输送带由平形到槽形、由槽形到平形的过渡段的长度 输送带翻转段的长度; 带式输送机其他部件结构
输送带的最大张力用以选定输送带抗拉元件的名义拉断强度,因而应考虑所有的承载和运行条件
31
GB/T36698一2018 8.5.2非稳定运行条件 在确定非稳定运行条件下特征点输送带张力时,应考虑按8.2确定的最小输送带张力.按6.2一6.5 确定的输送带区段阻力和按8.3.3确定的附加的加速或减速状态的输送带惯性阻力
通常,启动或制动状态下产生的最小输送带张力Fr.mlm.八和FT,mm.a中,FT.mm.A用于计算拉紧力和稳 定运行条件下的输送带最小张力FT.nm 8.5.3稳定运行条件 稳定运行条件下的输送带张力,由按8.2在最不利承载条件下特征点所需要的最小输送带张力,其 中区段上带式输送机运行阻力按8.3确定
一般地,稳定运行条件下的最小输送带张力Fr.m是由非稳 定运行条件下的最小值FT..A或F下.血.,和拉紧装置型式来确定
即所确定的稳定运行条件下的最小 输送带张力FT.通常比稳定运行条件下计算出的最小输送带张力FT大,因此这也使得输送带张力 高于在稳定运行条件下按&.2所需的值
所确定的最大输送带张力Fr.,对于选用输送带来说是决定 性的
由于槽形过渡或曲线段造成的不利结构,在输送带截面上所产生的小于F下.的特征点输送带 张力可能会出现最大张力(应力)(见第9章)
8.5.4简单布置带式输送机的输送带最大张力的计算 为减化计算,简单布置带式输送机的输送带最大张力可参照附录C进行计算
输送带宽度上的张力分布 9.1计算原则 在点i处,输送带宽度上的平均输送带张力(应力)b,见式(91) T.
91 k，= B 式中 -输送带张力在输送带宽度上的平均张力(应力),单位为牛顿每毫米(N/mm) B -带宽,单位为毫米(mm).
几乎所有的带式输送机都设计为成槽形使其具有更大的承载物料的截面积
输送带从滚简上由平 形变成槽形(槽形过渡)
在过渡段,输送带边缘与输送带中心区域相比有稍长的行程
导致在输送带 截面上的输送带张力不均匀的分布;与输送带中心相比,输送带边缘必然占有较高比例的输送带张力
如果形成槽形的输送带在通过竖向凸弧段时,也会出现同样的效果
形成槽形的输送带在通过竖向凹弧段时,输送带中心区域会出现较高的应力,输送带边缘张力将会 减少
当输送带通过水平曲线段运行时,外曲线侧输送带的张力要大于内曲线侧
对于在相关位置预先给定的输送带张力,过渡段的几何尺寸要合理设计,这主要是为了避免在输送 带横截面的任何位置上产生不准许的高应力和输送带的皱曲
输送带的张力分布通过曲线段或槽形过渡段(过渡长度、弧的半径、槽角和滚筒表面与槽底的位置 关系)的几何形状来确定
输送带的张力同样根据其弹性特性和相关位置上的输送带张力来确定
根据带式输送机的设计和 布置初步计算出输送带张力后,带式输送机的过渡段,曲线段的几何尺寸及输送带的特性可以进行进 步优化(见第13章). 32
GB/36698一2018 9.2槽形过渡段 9.2.1过渡段长度与张力分布 如果没有提出特殊要求2继和3锯托钳组的糟形过霞段的最小长度基准值,见式92) 92 lTd.min=cTah 式中 槽形过渡段的最小长度基准值,单位为米(m). Td,mimn -确定槽形过渡最小长度的系数,无量纲 CTa -输送带两侧边缘构成的平面与滚筒上母线平面的距离,单位为米(m)
ha 对于EP织物芯输送带c=8.5; 对于钢丝绳芯输送带,Ca=14
见式(93). h=h 93 一hTn 式中: 输送带两侧边缘构成的平面到槽形最低平面的距离,单位为米(m); ho 槽形过渡段滚简上母线平面与槽形最低平面的距离(滚简抬高高度,单位为米(m). hT h为槽型托组处输送带上边缘平面与滚筒上母线平面之间的高差见图7)
抬高滚筒母线的 高度可以减小槽形过渡的长度或减小输送带张力
推荐的最大滚简抬高的基准值为h,=h/3 滚筒不抬高时需要较长的槽形过渡段,并将增大输送带边缘的张力,输送带中心区域的张力将 减小
按图8,若输送带中心区域的张力和输送带边缘的张力差为4k,在输送带宽度方向的张力分布 如下 输送带中心区域的张力,见式(94),式(95): 94 公k kM=人 B 其中: 95 be= 输送带边缘的张力,见式(96): 96 kK=kM十A人 式中 -输送带张力在带宽上的平均值,单位为牛顿每毫米(N/n /mm; 输送带中心区域的单位宽度的张力(应力),单位为牛顿每毫米(N/mm); kM 输送带边缘和输送带中心区域单位带宽上的张力的差值,单位为牛顿每毫米(N/mm); k -输送带边缘处的单位宽度的张力(应力),单位为牛顿每毫米(N/n mm
kK 33
GB/T36698一2018 滚筒不抬高 D 滚筒抬高 说明: 中间锯子长度 侧锯与输送带接触宽度 b -输送带两侧边缘构成的平面到槽形最低平面的距离 ha -槽角; K -过渡段输送带边缘长度; -过渡段长度; 'd -槽型托辗组处输送带上边缘平面与滚筒上母线平面之间的高差; h划 -槽形过渡段滚筒上母线平面与槽形最低平面的距离(滚筒抬高高度》. hT 图7滚筒相对于过渡段托辐组的位置 为了防止输送带皱曲,应保证输送带中心区域张力大于0,见式(97) x>0 槽形过渡段输送带上边缘的长度决定了由其产生的输送带张力的大小(见图7),见式(98). (98 =/千2-wS干C 式中 槽形过渡段输送带边缘的长度,单位为米(m). lK 34
GB/36698一2018 a 沿带式输送机线路槽形过渡段外的均匀分布 槽形过渡段上力的不均匀分布 b 理想化的力的分布 说明 -输送带张力在带宽上的平均值; 输送带中心区域的单位宽度的张力(应力). kM 输送带边缘和输送带中心区域单位带宽上的张力的差值 k 输送带边缘处的单位宽度的张力(应力) k， 带宽
图8槽形过渡段输送带宽度上的张力分布 9.2.2织物芯输送带张力分布 织物芯输送带在槽型过渡段的输送带纵向的伸长量与张力变化基本一致
计算其长度变化与应力 之间的关系与钢丝绳芯输送带相比较为简单
下面的关于槽形过渡段的计算适用于2和3的槽形托辑组
按式(99)求出输送带边缘与输送带中心之间的输送带张力的差值Ak ru， 99 A E lTd 这里，/k按式(98)计算
9.2.3钢丝绳芯输送带张力分布 与织物芯输送带不同,补偿输送带产生的伸长不仅在过渡段内,而且在相邻区域的输送带的相当长 度上产生
由于钢丝绳芯输送带的钢丝绳具有相对较小的弹性伸长率,槽形过渡段的长度和凸弧的作用对于 带式输送机的输送带和其他部件的张力是很大的
因此.尽可能详细计算张力是重要的
关于钢丝绳芯输送带尽可能进行详细计算输送带的张力分布,不仅应考虑过渡段的几何尺寸和输 35
GB/T36698一2018 送带的弹性模量,而且与输送带的设计以及钢丝绳与橡胶之间的剪切模量有关
计算模型与过程复杂、 并应使用计算机编程进行计算
2轭和3轭槽形托辐组,可以采用下列近似计算方法
其前提条件是; 输送带符合GB/T28267.1的要求; 输送带具有弹性特性符合当前技术标准; -槽形过渡段的长度,不小于按式(92)所确定的基准值
计算输送带伸长率时,输送带边缘的产生伸长的长度不能用槽形过渡段的长度lra,而应采用有效 过渡段长度lr,见式(100),式(101) (100 l.i=/r十Al 式中 钢丝绳芯输送带有效过渡段长度,单位为米(m)1 rad. l -过渡段的附加长度,单位为米(m)
Tu hT 山=90x(h前一h下)( (101 3h 1Tr,mx 这是由于在过渡段上的滚简的前面或后面至少存在输送带的区段a团一a补偿输送带的长度变 化
当凸弧段与过渡区域相邻时,此条件不满足
此时,/rl.a近似地取为/u,即/n=0. 类似于式(99),按式(102)计算输送带的边缘和输送带中心区域之间的张力友的差值k K二Td Emm (102 k=" lTd.ef 输送带中心区域的张力按式(94)计算,而边缘张力按式(96)计算
在10.1中将给出如何使用根据式(96)计算的kk,确定输送带的抗拉元件
9.3曲线段 9.3.1水平曲线 在水平平面内,带式输送机只能在很小程度上改变方向并应进行比较复杂的计算,没有设计经验时 可向专家咨询
g.3.2竖向曲线 在槽型输送带的凸弧段上(见图9),输送带的边缘产生附加伸长和输送带中心区域产生相对压缩 分别以正值伸长Aek和负值伸长-ew与输送带张力所产生的伸长叠加
相反地,在凹弧段上(见图9),中心区域出现附加伸长,边缘出现相对压缩
在相同的曲率半径下 只要输送带不从托上抬起,所得附加伸长的绝对值与凸弧段的附加伸长相同
对于很小和中等的曲线长度,凸弧段和凹弧段产生的附加伸长可以进行计算,但是计算的复杂程度 很高;对于很长的曲线段,输送带的相对伸长较小,其伸长极限值ek和Aex与输送带结构无关;这两 个极限值可用表9和图10计算求出
由输送带的中性基准线到输送带边缘和到输送带中心的距离e长和ex如图10所示
中性基准线的 位置为侧上输送带的张力等于平均张力点的连线
在很长的曲线段和2锯或3锯的槽形托锯组,按式(91)计算h,可以分别近似计算输送带边缘和 输送带中心区域的伸长率
36
GB/36698一2018 运行方向 说明: 区段长度， i=l.2.3 凹狐段曲率半径; R R 凸弧段曲率半径; ， 第2段曲率半径
图9包含竖向凹弧段和凸弧段的带式输送机 表9极限值AEx和AEw的定义 极限值 凸曲线段 凹曲线段 +最 AEK eN 岚 AeM R
输送带中性基准线 说明 凹狐段曲率半径; R R 凸弧段曲率半径; 输送带的中性基准线到输送带边缘的距离; eK -输送带的中性基准线到输送带中心的距离 CM 图10相对于输送带中性基准线的计算伸长极限值Ae
和AE.的简图 凸弧曲线的伸长率,见式(103): bssin入 eM十eK 103 AE
R
R
凹弧曲线的伸长率,见式(104): bssin入 eM十eK 104 AE R
e R
十eM 式中 -很长的曲线段输送带中心区域与输送带边缘之间的伸长率的差,无量纲; AE 37
GB/T36698一2018 竖向凸弧段曲率半径,单位为毫米(mm); R 竖向凹弧段曲率半径,单位为毫米(mm); -由输送带中性基准线到输送带中心的高差,单位为毫米(mm); eM 由输送带中性基准线到输送带边缘的高差,单位为毫米(mm) eK 竖向曲线段在设计图纸上通常给出的曲率半径是到中托辐的上母线处
在上面的表达式中的 R
一eM或R
十eM给出的曲率半径是指到输送带抗拉元件的中间层
与曲率半径相比,从输送带抗拉 元件的中间层到中性基准线的距离很小,可以忽略不计
张力差,见式(105):
; .(105 2LB 通过式(94)和式(96)计算的此A值,不仅对织物芯输送带,而且对钢丝绳芯输送带均可确定曲线 段上输送带边缘和中心区域的输送带张力 对于很小和中等长度的曲线段,数值|k|略小于按这种计算方法得出的结果
对于钢丝绳芯输送带,同样很小和中等长度的曲线段来说,应更精确的方法确定其附加伸长率
当输送带脱离托辐时,通常在小曲率半径的凹弧处,也不会发生输送带应力增加太多的情况(见 13.3.3
10输送带的拉断强度和覆盖层厚度的确定 0.1选用原则 输送带的抗拉元件和覆盖层应按照运行条件选定
输送带的选用受所输送的散状物料的性质(物 理的、化学的、粒度等)以及输送带的使用条件(环境影响、设计寿命、机械应力,例如过渡段的长度)的 影响
10.2输送带拉断强度计算 0.2.1输送带宽度上张力非均匀分布的基准疲劳强度 接头疲劳强度是确定输送带拉断强度的重要因素
设计基础是确定输送带接头的基准疲劳强 度k， 基准疲劳强度值是建立在接头方法和工艺,并在实验室条件下测试得出的
表10给出了各种环境 情况下,与运行条件相关的偏差的安全系数S
表l1为化学和物理因素对应力的影响,自然老化的、 高张力的频率和弯曲应力等影响的安全系数S1
在此阶段,设计和布置应基于稳定运行条件下计算出的输送带截面上的最大张力
应考虑在提升段和下运段输送带承载部分物料时,瞬态产生的较大的输送带张力,应考虑按式 1l0)校核
输送带和输送带接头的最小基准疲劳强度人.计算,见式(106): S
S (106
点k kmin=CK" 式中 输送带接头的最小基准疲劳强度,单位为牛顿每毫米(N/mm) t,min 输送带边缘处的单位宽度的最大张力(应力),单位为牛顿每毫米(N/mm); kKmn S -考虑接头工艺条件下的输送带安全系数,无量纲 S -考虑输送带预期寿命和工作应力的安全系数,无量纲; 基于输送带边缘张力确定的最小接头疲劳强度的系数,取值如下 CK 对于织物输送带;cK=l; 对于钢丝绳芯输送带:cK=1.25,槽型过渡段; 38
GB/36698一2018 cK=1,平面和竖向曲线段
系数ck=1.25的选择是基于9.2.3的输送带边缘张力的计算方法得出的
如果能够精确确定过渡 段的张力时取ck=1. 输送带的相对基准疲劳强度k.是基准疲劳强度与名义拉断强度k、之比,见式(107): 107 欠t.re kN 式中 -输送带接头相对基准疲劳强度,无量纲 kt,l 输送带接头基准疲劳强度,单位为牛顿每毫米(N/mm);
-输送带名义拉断强度,单位为牛顿每毫米(N/mm). kN 表10基于输送带接头特征分类的安全系数S0 输送带的接头特征 分类 空气中的粉尘 正常 无尘 灰尘较多 防止太阳辐射 正常 良好 中等 温度 中等 >18和22 <10C或>30C 工作空间 正常 宽敞的 窄小的 工人技能 正常 很好 中等 接头材料质量 正常 新的 接近保质期 中等 硫化设备质量 正常 很好 导致 安全系数S
1. 降低至 增加至 1.0 l.2 相对基准疲劳强度是给定输送带类型及其接头形式的特征参数,它体现了输送带的性能
也是在 带式输送机设计时对输送带提出的性能要求
表12给出几种输送带结构的相对基准疲劳强度值
在设计中应用这些参数时应注意
-织物芯输送带的数值是经过实验验证的基准值,有可能经过大量的测试得出结果对其进行 修正 钢丝绳芯输送带的数值是经过大量的测试的基准值,可以作为需要验证的最低要求
在计算输送带最小拉断强度人、时,对于给定的输送带类型及其接头结构,可以代人实际的基准疲 劳强度k，
表11基于运行条件分类的安全系数s 相对于输送带和输送带接头疲劳强度的特征 特征分 类 预期的使用寿命 正常 寿命短 寿命长 正常 高 由于故障造成的损坏 低 化学和物理因素对应力的影响 正常 低 高 起动/停机频率(每天起动/停机次数 >3次,<30次 s3次 >30次 39
GB/T36698一2018 表11(续 相对于输送带和输送带接头疲劳强度的特征 特征分类 输送带循环频率(输送带循环一周时间 2h，>lmin >2h slminm 导致 安全系数s 1.7 降低至 增大至 1.5 .9 表12相对基准疲劳强度ki的参考值 名义拉断强度kN 相对基准疲 输送带类型 输送带结构按照 接头结构按照 劳强度 N/mm 尺t,rdl 单层织物芯输送带 GB/T7984 630~3150 指接接头 0.35 双层和厚芯层织物芯输送带 GB/T7984 2002000 带有中间抗拉构件 0.35 两层以上织物芯输送带 GB/T7984 阶梯接头 315~3150 0.30 GB/T31256 GB/T31256 单层织物芯输送带 8003150 0.35 GB/T31256 双层织物芯输送带 GB/T31256 800~1600 0.30 带有中间抗拉构件 GB/T28267.1 GB/T28267.2 GB50431 钢丝绳芯输送带 10005400 0.45 GB/T28267.3 GB/T28267. GB/T9770 GB/T28267.1 GB50431 1000 GB/T28267.3 0,45 钢丝绳芯输送带 5400 GB/T28267.4 G;B/T9770 "此基准值不能直接在已经老化和已经使用的输送带上应用
在稳态运行条件下,输送带的最小名义拉断强度根据输送带的最大张力kK.m按式(106)和式 107)计算,见式(108): e SS min .(108 kN,min =cK
kK,mx k， k. 式中 最小名义拉断强度,单位为牛顿每毫米(N/m 1m kN,min" 最小名义拉断强度kN,m的取值按式(108)计算,最大张力kK.m为考虑在输送带上张力分布不均 匀的条件下的输送带张力(应力)
最大张力(应力)点的安全系数Smm,见式(109):
S ke kk.e (109 S= =cK" kt,el 式中 Smn -相对于输送带最小名义拉断强度的最小安全系数
对于含有上运和下运段的带式输送机,当给料不均匀时,应考虑在非稳定运行条件出现的极端应 力,应按式(110)检查极端条件 40
GB/T36698一2018 (110 kmi>1.1 ”cKkK,ma 否则,抗拉元件的设计强度则改用较大值k,=1.1cKkK.nm 10.2.2输送带安全系数的估算 由式(109)给出的包括安全系数S,和s的安全系数S是基于稳态运行条件下输送带张力在宽度 上的平均值
使用它们可得出表13
可以清晰地看出,安全系数Sm分别受输送带指标(k,S)和带 式输送机参数(S,hK.)的影响
安全系数s,s/k.体现了输送带名义拉断强度与输送带实际拉断强度的比值;ckkK../k体 现了输送带实际张力与张力计算值的比值,见表13
表13与s
s/ki和cK”kK.m/k相关的相对于最小名义拉断强度的最小安全系数smn cKkK.mx/k S/km 1.25 1.00 1.75 2.00 l.50 3,75 4.5o 5.25 3.00 3.00 6.00 3.50 3.50 4.375 5.25 6.125 7.00 8.00 4.00 4.00 5.00 6.00 7.00 4.50 4.50 5.625 6.75 7.875 9,.00 5.00 5.00 6,25 7.50 8,75 10.00 5.50 5.50 6.875 8.25 9.625 11.00 7.5o 6.00 6.00 9.00 10,50 12.00 6.50 6.50 8.125 13.00 9.75 11.375 7.00 7.00 8.75 10.50 12.25 14.00 7.50 7.50 9.375 11.25 13.125 15.00 安全系数S与名义拉断强度k、和k.的比值相关,可按类似于式84)确定,见式(1ll1) kN (111 S=Smim kN,min 式中: -相对于输送带名义拉断强度的安全系数
上述的方法是根据输送带张力选择输送带拉断强度
应当明确,输送带的拉断强度可能是由于克 服运行阻力的输送带张力来确定,也可能是由承载输送物料的输送带的横向刚度所决定的
输送带的名义拉断强度的选择应优先选用GB/T28267.1一2012表2推荐的型号
10.3输送带覆盖层厚度的确定 输送带覆盖层厚度应依据所输送的物料进行选择,确定输送带在计划使用期内发生磨损后仍然能 保证其保护功能;输送带的抗拉元件应被充分覆盖
可以采用表14所列的参考值确定覆盖层的最小厚度并按表15和表16采用相对应的承载覆益层 的附加厚度
当覆盖层内有输送带缓冲层(横向增强)时,应确定最小厚度
为了避免织物芯输送带产 生不准许的起拱,承载的上覆盖层和与托辑接触的下覆盖层的厚度之比应不大于3:1
1
GB/T36698一2018 表14承载的上覆盖层和与托棍接触的下覆盖层的最小厚度基准值 覆盖层最小厚度(基准值 纵向骨架材料 B棉织物 P(聚酰胺 根据不同的织物结构分别为1 mm一2mmm E聚酯 S(钢丝绳芯) 0.7dn,最小4mm,有横向加强时可能会大于4mm 表15输送带覆盖层附加厚度评价值 特征及和评价值 有利 载荷情况 正常 不利 低 载荷频繁度 正常 小 最大颗粒尺寸 正常 低 物料密度 正常 高 低 磨琢性 正常 表16输送带覆盖层附加厚度 附加最小厚度(基准值 评价值总和 mm 0~l 7 8 13 9~ll 3~ -6 12~13 610 14l15 l0 42
GB/36698一2018 滚筒最小直径的确定方法 11.1滚筒最小直径确定的原则 滚简直径是通过依据输送带的使用寿命和输送带许用比压确定的
实际选用的滚简直径应取两者 的最大值
11.2依据输送带的使用寿命确定滚筒最小直径 确定滚筒最小直径的方法是希望接头的使用寿命最低要达到输送带的估计寿命;其前提是接头质 量正常
按照这里所给定的较小的滚筒直径可以避免输送带过早地失效,也有利于降低滚筒表面或覆 盖面的磨损
带式输送机的滚简最小直径,按输送带的结构应力和接头形式来选定
为了确定最小直径,滚简 应分为下列几组 A组;带式输送机上传动滚简和所有在较高的输送带张力区域内的其他滚筒; B组;在输送带低张力区域上的改向滚筒 C组;增面滚筒(输送带运行方向的改变<30'). 图11为滚简分组的示例
滚筒直径的基准值的计算,见式(112) D=cd 112 式中 按输送带使用寿命条件确定的滚筒基准直径,单位为毫米(mm); D 确定滚筒最小直径基准值的系数,见表17,无量纲 输送带抗拉元件的厚度(不包括输送带的上、下覆盖层),单位为毫米(mm) d8 并采用优先数R10(R20)将D取整
布置型式1 布置型式2 b 布置型式3 布置型式4 说明 滚筒的分组
A,B,C 图11滚筒分组示例 43
GB/T36698一2018 表17确定滚筒最小基准直径的计算系数c 纵向骨架的材料 B棉织物 80 聚酰胺 P 90 E聚酯 108 145 钢丝绳芯) 如果在国家标准和其他规范、法规没有提供更多的相关技术细节,按照表18将滚筒载荷系数分为 4组,滚筒直径确定过程可分为两种方法 方法1当初步估算出输送带的最大张力时,参考确定各个滚筒的组别-拨式(I13)计算 滚筒载荷系数Rr: 上 ×8×100% (113 fRMr k、 式中 -带式输送机的滚简载荷系数,无量纲 fRMr -带式输送机上的输送带最大张力(应力),单位为牛顿每毫米(N/mm 根据最大滚筒载荷系数,滚简直径的基准值,查表18分别确定A,B,C组滚筒直径
方法2;当计算出每个滚筒上的输送带的张力时,按式(114)计算每个滚筒载荷系数 " T,max ×8×100% 114 RMBT. 式中 第个滚简的滚简载荷系数,无量纲 RMBT
第个滚简上的输送带最大张力,单位为牛顿每毫米(N/mm) kT" .maX 根据每个滚筒载荷系数,滚筒直径的基准值,将A,B组滚筒看作A组滚筒,查表17,分别按A 组和C组确定滚筒直径
11.3输送带许用比压确定滚筒最小直径 根据输送带许用比压确定的滚简最小直径,见式(115). F十F 115) ( Q p即B 根据输送带钢丝绳下的许用比压确定的滚筒最小直径,见式(116): Fn十F2 D 1l6 o d pl 式中: 输送带许用比压,单位为牛顿每平方毫米(N/mm') 9 钢丝绳芯输送带钢丝绳下的许用比压,单位为牛顿每平方毫米(N/mm=); p 输送带宽度,单位为毫米(mm); 输送带的钢丝绳直径(输送带抗拉元件的厚度),单位为毫米(mm). d -输送带的钢丝绳间距,单位为毫米(mm)
t 输送带许用比压和输送带锅丝绳下的许用比压由输送带制造厂提供
若无资料时,输送带许用比压为 钢丝绳芯输送带可取户助=0.6N/mm=; 44
GB/36698一2018 织物芯输送带;可取户即=0.4N/mm'; 钢丝绳芯输送带钢丝绳下的许用比压;可取山=1.2N/mm 表18在稳定工况下根据滚筒载荷系数确定A,B和c组滚筒的最小直径 最小直径(不包括护面) mm 滚简直径 滚简载荷系数 基准值 fRMBr D >l00% >60%~l00% >30%一60% 30% mm 滚简组别 滚简组别 滚筒组别 滚筒组别 B A 100 125 100 100 125 160 125 100 125 100 100 100 l60 100 l60 200 125 160 25 100 125 l00 125 200 250 200 200 160 125 160 100 100 160 125 125 250 315 250o 200 250 200 160 200 16o 125 160 160 125 315 400 315 250 315 250 200 250 200 160 200 200 160 400 400 200 500 400 315 315 250 315 250 200 250 250 500 630 500 400 500 400 315 400 315 250 315 315 250 630 800 630 500 630 500 400 500 400 315 400 400 315 800 1000 800 630 800 630 500 630 500 400 500 500 400 1250 1000 1000 800 1000 800 630 800 630 500 630 630 500 250 1400 1000125o100o0 1000 800 630 800o 800 250 800 630 l400 1600 400 10001400125o 100012501000 800 10001000 800 600 18001600125016001250 100012501000 800 0001000 800 l800 20001800 125018001400 1250160012501000 12501250 1000 2000 22002000 140020001600 250160012501000 12501250 1000 2托辑的选择与托辑间距设计 2.1计算原则 托辗是带式输送机的重要部件,它在带式输送机整个输送线路上支撑输送带和载荷
尽管它的作 用仅是支撑,但是它的数量很大,多达几百甚至上千组托锯
而且每组托辐上有多个轴承,其可靠性尤 为重要
托锯组的直径,托棍组间距、托锯组的槽角取决于 输送带的宽度、纵向刚度、成槽性; 物料堆积密度与粒度; 运行速度等因素
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GB/T36698一2018 托轭的转动阻力影响到带式输送机的主要阻力
若设计不当,还有可能产生托辗作为振源的输送 带横向振动问题
在托选择时应考虑托辐转速的限制、子或托组的承载能力,托辐对输送带的支承能力(输送 带横向刚度)以及避免共振
12.2辑子直径的确定 子的直径应按GB50431所规定的带速对应关系选取,或按GB/10595规定的托辑辑子转速不 商于o0rmm来确定锯子直径.式(1m) 60u" 117) ( dR T7R 式中 d 托轭直径,单位为米(m); =600r/min
-稳定运行条件下允许的托辐最大转速,单位为转每分(r/min)
n只一 川R 通常,在带式输送机的设计中,上分支和下分支选用相同直径的子,也可以从托组的承载能力 考虑在带式输送机的上分支和下分支选用不同直径的子
选用大直径的辐子可以降低辗子的转动阻力,并且减小输送带的压陷滚动阻力
可以通过经济技 术比较确定选用大直径轭子的可行性
2.3托辑组间距 托辐组间距的确定可参考GB50431的推荐值或按表19选取
托辐组间距的确定涉及托儡组的承载能力,输送带的垂度、共振等问题
对于大型带式输送机,在 综合分析这些因素的基础上,可以选用更大的托辗组间距,以降低设备的投资
表19槽角为35°的托辑组和平形回程托辑组的典型托辑间距 物料密度 kg/mm” 带宽 平形回程托轭组间距 4001200 2012000 20012800 mmm mm 槽角为35“的承载槽型托辐组间距 mm 300 400 500 600 1500 1400 3000 600 650 750 800 1500 1400 1300 3000 900 1000 105o 1400 1300 1200 3000 1200 1350 46
GB/36698一2018 表19(续 物料密度 kg/m' 带宽 平形回程托辐组间距 201一2000 20012800 400l1200 mm mmm 槽角为35"的承载槽型托组间距 mm 1400 1600 1200 1000 800 3000 1800 2000 2200 2400 100 900 750 3000 2600 2800 在受料段,考虑到冲击载荷的存在,应减小托辐组间距,将托辐组的布置加密
在回程段可以考虑适当增大托锯组间距
12.4避免共振设计 共振是由辐子的偏心作为激振源产生的,当锯子的转动频率接近输送带的固有频率时将产生共振
理论上,通过输送带的固有频率分析可得出输送带的固有频率
作为简化计算,可用下式计算输送带的 横截面振动近似固有频率f
承载分支近似固有频率,式(118) FT. (118 f，= R.9+ 空载分支近似固有频率,见式(119) F上 (119 fp=！ TR R,八 B 式中: 计算固有频率处输送带张力,单位为牛顿(N); F, 输送带的横截面振动近似固有频率,单位为赫兹(Hz) 轭子转动的频率,见式(120): 120 TlR 式中 子转动的频率,单位为赫兹(Hz2).
对于低带速带式输送机,应满足式(121): 121 f，f 高带速的带式输送机如不能满足上式的要求时,请咨询专家
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GB/T36698一2018 3槽形过渡段及竖向曲线段曲率半径的设计 13.1计算原则 在第9章中根据给定的槽形过渡段和凸孤段的结构来计算输送带宽度方向上的张力分布,之后确 定输送带的选择方案
在本章中将对适合给定的输送带类型的槽形过渡段和凸,凹弧段的结构进行 计算
13.2槽形过渡段最小长度的确定 13.2.1过渡段的输送带张力(应力 按照图》和依据式(08)的关系,下列计算式适合2辗和3辗托银组
输送带边缘的张力应小于式(122)计算出的k.即 kNkt.nel kK. 122 .SS K 输送带中心区域的张力应满足式(123)和式(124) Bk一 -bskK.l kM= 123 B bs 124 k=kK.l一kM 13.2.2织物芯输送带 按式(99),有: A K二d 125 ED l14 Ak由式(124),式(123)以及式(122)计算
在下面的计算式中,参数ck=1.0
应用式(94),可得 万，+2D-2D.(下sin千scoA 126 lTd,min /E十1)一 对于织物芯输送带,过渡段长度的计算式(126)具有足够精度
3.2.3钢丝绳芯输送带 按照9.2.3中所给出的条件,近似计算槽形过渡段的最小长度如下
由式(108),有: Ak K一ld (127 E lTd, 将式(124)和式(123)计算结果代人式(118)计算出k
式(108)为应力评价的表达式,其中参数 ck按钢丝绳输送带选取
应用式(127),可得 礼干干2一2D下si干o -ak/Ea 128 lu,ma" 7E+ 其中,A由式(101)给出
比较式(128)和式(126)可知,钢丝绳芯输送带的最小过渡段长度可以 通过迭代方法计算
或按式(129)计算 48
GB/T36698一2018 自然翻转 导向翻转 b )支撑翻转 说明: 翻转长度
图12输送带翻转的结构 表20为输送带翻转长度1.的基准值,适用于下分支且输送带张力低的情况
否则,应进行详细 计算
表20输送带翻转长度1.的基准值 最小翻转长度1
mm 输送带最大宽度 输送带翻转类型 mm 输送带类型 织物芯输送带 EP输送带 钢丝绳芯输送带 自然酬转式 1200 8B 10B 1600 22B 导向翻转式 10B 12.5B 15B 支承翻转式 2400 10B 50
GB/36698一2018 录 附 A 资料性附录 5辑托辑组承载物料的截面积计算 -般地,槽形托辐组为3托辗组,在一些应用中也有采用1、2轭以及4和5
对于5托 组,如图A.1
承载物料的截面积为A.h、A.及A.之和 图A.15辑槽形托辑组 根据图A.l,各参数计算,见式(A.l),式(A.2),式(A.3). 十2l h=lu十2I.eo.a lcos入 =/M十2gcosA b -(6一lx一2 员 l=！ A.3 理论截面积,见式(A.4): A
一A.油十A.n" A.4 ，十A3. -当托组为5时,见式(A.5)、式(A.6)、式(A.7) b一lM一2la 十2l.cos十 A.5 cos tand A1.h= b一lM一2l2 (b 2l2 sin cos A.6 A;h=/M十2l.cosA1十 A.7 A.h=[l十lgcos]sin -当托棍组为4辐时,取l=0,见式(A.8),式(A.9),式(A.I0): 6b 2l 2l.cosa A.8) A1.h= cos入 tand 6 6 2l2 2l 一 cos sin A.9 A2, 2l2cos入 -[lycosAl.sinA A.10 Aa,h 当托棍组为3轭时,取/=0,A，=0,见式(A.l1),式(A.12),式A.13) (b一 A.11 A,h lM十 cos入 tand 6 b一l b lM A2, M十 cos -sin A.12) A.13 Am 51
GB/T36698一2018 当托轭组为2轭时,取M=0,l=0,A1=0,见式(A.14),式(A.15),式(A.16) -oa]uo" A. A.14 b A2. cos入 sin (A.15 D (A.16 A3,h=0 当托辗组为1轭时,取/M=0,l;=0,A1=0,A=0,见式(A.17),式(A.18),式(A.19): (A.17 [b]tan/ A1.h= (A.18 A2,h=0 A.19 A山=0 式中: A 承载物料的上部的截面积,单位为平方米(m=); \ 外侧辐子上倒梯形部分面积,单位为平方米(m') A2 内侧子上倒梯形部分面积,单位为平方米(m=); As.l 外侧轭子槽角,单位为度("); 内侧子槽角,单位为度("); 中间子长度,单位为米(m); Mn 内侧辐子长度,单位为米(m); l2" 外侧子与物料的接触长度,单位为米m); 有效输送带宽度(理论承载物料的输送带宽度),单位为米(m); -物料的动堆积角,单位为度(')
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GB/36698一2018 附录 B 资料性附录 用附加阻力系数确定总附加阻力 当附加阻力在全部阻力中所占比例很小时,例如L>80m的带式输送机和单台带式输送机只有一 个加料点时,应从主要阻力中确定总附加阻力
可以通过系数C来计算附加阻力的总和
附加阻力系数,见式(B.1)、式(B.2) F十F、 B.1 F 表B.1有效填充系数为0.7
GB/T36698一2018 录 附 C 资料性附录) 简单布置带式输送机的输送带最大张力的计算 对于较简单但又是经常遇到的带式输送机,即 水平带式输送机或只有很小倾角的带式输送机: 只有一个传动滚筒 用来停止整台带式输送机的制动力较小; 所需最小输送带张力不是由其他任何布置或运行条件(如输送带垂度条件)所确定
对这样的带式输送机,最大输送带张力可以用式(C.1)近似计算(见图4)
见式(C.1): 十1 F、~FT1Fu力 式中 输送带最大张力,单位为牛顿(N). tmnx Fn 传动滚筒相遇点张力,单位为牛顿(N); F 输送机总运行阻力,单位为牛顿(N): 启动系数,无量纲 输送带与滚筒之间的摩擦系数,无量纲 -围包角,单位为弧度(rad). 系数力考虑的是带式输送机在起动时的圆周力要比稳定运行时大
根据驱动装置的机械特性,系 数在1.3~2.0之间确定
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GB/36698一2018 考文 参 献 Beltconveyorswith [1]ISo5048一1989Comtinosmechanicallhandlngeuipment carryingi dlersCalculationof operatingpowerandtensileforces Conveyorbelts Determinationofminimum puleydiameters [[2]ISO3684 [3]DN22101 StetigfdererGurtfdererfiur sthutguterGrmallgen furdieBereehnung und Auwleeung Specification [4]BS8438;2004Troughedbeltd cOnvey0r 5]CEMA.BeltConveyorsforBulkMaterials(SixthEdition)Florida:TheConveyorManufac urersAssciation，2005
[6CEMA.BeltConveyorsforBulkMaterials(SeventhEdition)Florida:TheConveyorManu facturersAsseiation，2014. 宋伟刚.通用带式输送机设计北京;机械工业出版社,2006. [7 [8 张振文,宋伟刚,带式输送机工醒设计与应用.北京;冶金工业出版社,205 55
