逐点法计算功率和各特性点张力
2.1.计算有关数值
上托辊阻力系数W'=0.04 下托辊阻力系数W''=0.035
上托辊单辊转动部分质量M'= 4.65kg
下托辊辊子转动部分质量M''= 11.01kg
单位长度煤重q=Q/(3.6×V)= 83.33kg/m
单位长度皮带重 q0=(6×1.58+5.1+1.7) ×B= 16.28kg/m (EP200型聚酯帆布带,6层,上胶厚4.5mm,下胶厚1.5mm)
单位长度上托辊辊子转动部分质量 q'=3M'/l0= 11.6kg/m
单位长度下托辊辊子转动部分质量 q''=M''/10'= 3.7kg/m
2.2.各部阻力计算
弹簧清扫器阻力(头部) W弹=100×B= 100.0kg
物料加速阻力W物加=q×V2/(2g)=17.0kg ,
导料槽阻力 W导=(1.6B2×γ+7) ×L=101.3kg
空段清扫器阻力W空=20×B= 20.0kg
承载段部分阻力
W上=(q+q0+q') ×Lh×w'+(q+q0) ×Lh×tgβ=5347.3kg
空载段(头部和垂直拉紧之间)部分阻力
W下1=(q0+q'') ×Lh1×w''-q0×Lh1×tgβ=-537.9kg
空载段(垂直拉紧和尾部之间)部分阻力
W下2=(q0+q'') ×(Lh-Lh1) ×w''-q0×(Lh-Lh1)tgβ=-106.0kg
2.3.逐点法计算张力
滚筒参数选择:滚筒摩擦系数μ=0.35 围包角 α=193.62°
2.3.1.滚筒各处张力存在如下的函数关系:
S13=eμα×S1 S8=S7
S2=S1+2×W弹 S9=1.03×S8
S3=1.02×S2 S10=S9+W下2+W空
S4=S3+W下1+W空 S11=1.02×S10
S5=1.03×S4 S11= S12
S6=S5 S13=1.04×S12
S7=1.04×S6 Smax=S13+W物加+W导+W上
2.3.2.试算各特性点张力值如下:
S1=2423kg S8= 2311kg
S2=2623kg S9= 2380kg
S3=2675kg S10= 2294kg
S4=2157kg S11= 2340kg
S5=2222kg S12= 2340kg
S6=2222kg S13=2434kg
S7=2311kg Smax=7900 kg=77420 N
经过上述张力初算,S13= 2434kg,大于按照悬垂度核算的最小张力Fmin =l0×(q+q0)×cosβ/(0.02×8)=718kg ,满足最小承载力条件,则最大张力Smax=7900 kg。
2.3.3.功率计算
功率备用系数K=1.3,总传动效率η=0.86
传动轴功率N0=(Smax-S1) ×V/102=107.5kW
电机传动功率N2=K×N0/η=162.5kW
2.4.电机选型
选择电机:三相异步电动机,额定功率200kW
两种方法算出的电动机功率分别为N1=160.5 kW,N2=162.5kW,数值接近,故选择功率200 kW的电动机可行。
根据各处张力值计算滚筒处的合力后选择滚筒,前者最大张力Smax1 =78399 N,后者Smax2 =7900 kg =77420N,两者差值为979N,数值接近。在第一种方法中,只是计算了关键特性点张力,因此之后部件选型应考虑可靠的余量;第二种方法逐项计算了各点张力,结果更为精细,可以为部件选型提供可靠的依据。
皮带机设计也是一个经验积累的过程,应根据皮带长度、运输能力、宽度、带速等选择合适的计算方法,有时还可以用不同算法对同一设计项目进行验证,使得设计结果满足错综的现场环境要求。