壓帶式輸送機設計計算張志威;薛強【摘要】介紹了壓帶式輸送機的基本布置結構，輸送能力的確定，膠帶壓輪及壓輥等壓緊力的計算，驅動功率的確定.％Thepaperintroducesthebasiclayoutofsandwichbeltconveyor,capacitydetermination,pressingforcecalculationsofbeltsandwichwheelandroller,anddrivepowerdetermination【期刊名稱】《起重運輸機械》【年(卷)，期】2011(000)008【總頁數】4頁(P51-54)【關鍵詞】壓帶式輸送機;大傾角;壓緊力;驅動功率【作者】張志威;薛強【作者單位】中冶京誠工程技術有限公司，北京,100176;中冶京誠工程技術有限公司，北京,100176【正文語種】中文【中圖分類】TH222近年來，大傾角帶式輸送機由于具有輸送距離短、基建投資少等優點，得到了廣泛的應用，常用的主要有花紋帶面帶式輸送機、波紋擋邊帶式輸送機、隔板帶式輸送機等。這些帶式輸送機需要特殊膠帶，膠帶的制造和維護成本高，使用壽命短，物料容易灑落。壓帶式輸送機，作為大傾角帶式輸送機的一種形式，在國內應用還比較少，而在國外卻應用廣泛。壓帶式輸送機同其他一些形式的大傾角帶式輸送機相比，具有成本低、使用壽命長、容易清掃及修補以及運行時不灑料、不揚塵等優點。1基本結構壓帶式輸送機由上、下2條循環的帶式輸送機組成，承載物料段的帶面壓在一起，組成封閉的空間，同時運行。在物料提升段，通過壓持在膠帶上的導向滾筒1、壓輥2、中部壓輪3、端部壓輥4、槽形滾筒5、普通槽形托輥6,使膠帶組成封閉的空間，夾持物料，提升輸送。布置方式一般采用Z形和C形2種。圖1為壓帶式輸送機基本結構。壓帶式輸送機主要部件的具體結構見圖2~5。圖1壓帶式輸送機基本結構(a)Z形布置(b)C形布置1.導向滾筒2.壓輥3.中部壓輪4.端部壓輥5.槽形滾筒6.普通槽形托輥圖2導向滾筒圖3中部壓輪由于上膠帶壓輪及壓輥的作用，容易在運行時產生跑偏現象，為了防止膠帶跑偏，上膠帶中間有對中的導向突起，與滾筒的凹槽配合。而其中的中部壓輪和端部壓輥是壓帶式輸送機專用壓緊部件，其壓緊力的確定是設備設計的重點內容。圖4端部壓輥圖5槽形滾筒2輸送能力普通帶式輸送機中，帶寬B與承載物料的有效寬度b的關系為:b=0.9B-0.05。壓帶式輸送機由于采用中部壓輪和端部壓輥壓緊膠帶，占用了膠帶的部分寬度。根據中部壓輪和端部壓輥的結構、物料的特性及現場使用經驗等，一般推薦取b=(0.5~0.6)B。由于下膠帶仍然采用普通帶式輸送機的槽形托輥，而上膠帶形狀為弧形(見圖4)。物料截面積形狀與普通帶式輸送機物料截面積形狀近似，輸送帶上物料最大截面積S為式中:l3為托輥長度，入為托輥槽角，e為輸送帶上物料的堆積角。壓帶式輸送機輸送能力為式中:Y為物料密度，kg/m3;v為膠帶運行速度，m/s。3壓緊力在物料提升段取一微段ds，見圖6。當物料被夾持在上帶和下帶之間運行時，不打滑的條件是式中:Wm為微段物料重力;N1、N2分別為上、下膠帶對物料的壓力矛1、"分別為上、下膠帶與物料的摩擦系數矛是M1.M2中的最小值。又將式(3)帶入式(2),得到上、下帶對物料的壓緊力分別為設定為物料的線載荷為上膠帶對物料壓緊力的線載荷為下膠帶對物料的線載荷。代入式⑷中，得到上、下帶對物料的壓緊力線載荷q1、q2為如果提升段全程(長度為L)有n個分段壓緊力N0，則最后得到每個分段的壓緊力為圖6微段受力圖4壓緊力的設置壓帶式輸送機對物料的壓緊力，主要是通過上膠帶自重、壓輪及壓輥等壓緊機構施加的壓力共同實現的，滿足物料能夠被夾持，其中的壓輪及壓輥壓緊力（不包含膠帶自重）為壓輪及壓輥壓緊力的線載荷為式中:q"1為上膠帶自重的線載荷。最后得出作用在上膠帶每個壓輪及壓輥的壓緊力為實現壓輪及壓輥壓緊力，在機構設計上有多種方法，一般為利用自重的方法，即重錘式壓緊力，也可以采用彈簧壓輥式。合理地設置壓緊機構，可以大大提高設備的傾角及提升高度，作者于2004年在日本參觀了普利司通公司為日本出光港設計制造的傾角為90°、提升高度為20m的壓帶式輸送機。5驅動功率分析計算驅動功率時，為了使問題簡化，做以下設定：1） 分別將上、下2條帶式輸送機作為力學的隔離體，簡化成普通的帶式輸送機分別計算，壓帶的載荷作為各自的外部載荷考慮；2） 為了簡化計算，不考慮由于外力壓膠帶而使膠帶產生的壓陷，而對張力產生的影響因素，可以將模擬摩擦阻力系數f按照國標推薦的數值上限考慮；3） 上、下膠帶驅動裝置單元功率的選取、部件的選用完全相同，使2部分設備運行同步，相互間沒有滑動；4） 物料的提升載荷假設由下膠帶承擔，上膠帶不承擔物料的提升載荷。根據以上設定，上帶式輸送機可看作是1條空載運行的帶式輸送機，另外卜受到下帶式輸送機的作用力，作用力的大小為壓輪及壓輥的載荷。下帶式輸送機可看作是1條滿載運行的帶式輸送機，另夕卜受到上帶式輸送機的作用力，根據作用力與反作用力的原則，作用力的大小為上膠帶的自重，加上壓輪、壓輥及上膠帶的載荷。由于載荷考慮由下膠帶承擔，所以下面的帶式輸送機的計算功率要比上面的帶式輸送機大，只計算下帶式輸送機的功率，然后將上帶式輸送機功率設置為相同即可，這樣考慮是保守的。下帶式輸送機功率為式中:Fu為下帶式輸送機的圓周力，Fu1為下帶式輸送機滿載運行的圓周力，f為模擬摩擦阻力系數。傳動滾筒軸的功率PA1為式中:v為膠帶運行速度，m/s;g為重力加速度，9.8m/s2。上、下帶式輸送機電動機的功率PM均為式中:n為機械傳動效率。6結語通過以上對壓帶式輸送機的設計計算，得出以下結論：1） 物料截面形狀同普通帶式輸送機物料截面形狀近似相同，可以計算出輸送能力；2）