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皮带输送机负载能力计算分析

更新时间:2017-3-14 15:34:10 人气:

       为了更深入地了解皮带输送系统的结构,需要对皮带输送机的负载能力进行定量分析,从而掌握如何进行电机的设计选型,以及在设计皮带输送机时需要注意哪些要点。

为了方便分析,首先对有关物理量的符号与单位定义如下:
L——皮带有效输送长度,m;
W——皮带单位长度的质量,kg/m;
μ——皮带与工件直径的摩擦系数;
μ0——主动轮与皮带间的摩擦系数;
D——主动轮直径,mm;
T0——主动轮输出侧皮带张紧力,与皮带初始张力有关,N;
V——皮带速度,m/s;
Q——输送量,即单位时间输送工件或物料的质量,kg/h;
m1——皮带上负载的平均质量,kg;
g——重力加速度(9.708),m/s2
e——自然对数底数(2.718);P
ŋ——皮带输送系统效率;
Pg——负载总功率,W;
Pmax——主动轮与皮带接触面能提供的最大负载功率,W;
P1——空转功率,W;
P2——水平负载功率,W;
P3——竖直负载功率,W;
F——皮带牵引力,N;
Fmax——皮带最大牵引力,N;
TL——负载扭矩,N·m;
(1)皮带牵引力
因为工件时靠皮带提供的摩擦力来驱动的,所以皮带牵引力实际上就等于全部工件在皮带上的摩擦力。
F=μm1g              (公式1)
(2)负载扭矩
主动轮要驱动皮带及皮带上的工件,必须克服上述负载所产生的扭矩,负载扭矩的大小为:
 TL =FD/2 ŋ               (公式2)
(3)空转功率
空转功率是指皮蛋酥没有工件时需要消耗的功率,这种情况下只需要考虑皮带本事质量产生的负载。根据功率的定义可以得出P1=9.8μWVL              (公式3)
对于皮带长度较短或小型皮带输送机,空转功率通常可以忽略不计。
(4)水平负载功率
大多数情况下皮带输送系统都是在水平方向进行工件或物料的输送,在这种情况下,水平负载功率就是由被输送物料产生的负载功率:P2=FV=μm1gV              (公式4)
如果皮带上负载的平均质量用输送量Q来表示,则公式4也可以用另一种方式表示为:
P2=μQgL/3600=μQL/367              (公式5)
(5)竖直负载功率
如果皮带输送机是在倾斜方向进行工件或物料的输送,在这种情况下负载功率还包括竖直方向上的负载功率:P3=QH/367              (公式6)
式中H为输送皮带两端的高程差。
(6)负载总功率
负载总功率就是空转功率、水平负载功率及竖直负载功率之和,是进行电机选型的重要依据之一,考虑到系统的效率ŋ一般总低于100%,因此系统实际的负载总功率为
Pg =( P1 +P2+ P3)/ŋ              (公式7)
(7)皮带最大牵引力
皮带在主动轮输入侧、输出侧的张力之差就是皮带在该状态下产生的最大牵引力。根据欧拉公式,该张力差与皮带输出侧张紧力T0、包角α、主动轮与皮带内侧之间的摩擦系数μ0之间存在以下关系:
Fmax = T0(eμ0α-1)              (公式8)
根据公式4,皮带输送机能够传递的最大负载功率Pmax也可以表达为以下形式:
Pmax =FV= T0(eμ0α-1)V              (公式9)

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