机械设计外文翻译---高速带式输送机的设计

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1、附件 A 高速带式输送机的设计 G. Lodewijks，荷兰 摘要 本文主要探讨 高速带 式 输送机设计 方面的问题 。带 式 输送机的 输送量取决于输 送带 的 速度 、 传送带宽度和 托辊槽形 角。 然而 输 送带速度 的 选择 又受到各种实际条件的 限制，在本文 有这方面的讨 论。 输 送带速度也影响传送带的 性能 ，例如它的能源消耗和它连续 运行的 稳定 性 。 一种计算输 送带的能源消耗 的方法就是 通过 考虑运输过程中的各种能量损耗来进行 估 算的 。 输 送带速度的 不同使得 安全 系数的要求也各不相同 ， 这也 影响 输 送带 所要求的强度 。一 种新的计算输送带速度对安全

2、系数的影响的 方 法 在本文中被 介绍。 最后 ， 输 送带速度的冲击对 各组成部分的 选择和对中转站设计 的影响 也在本文中 被 讨 论。 1 概述 过去的 研究 已经证实 使用窄 带 输送机 的经济 可行性， 输送带的速度变快要求输送带的宽度随之变宽，低速输送机适于长距离输送 。 例如 图 1 - 5。 现在 ，传送带 以 8 m/s 的速度运行 是没有问题的 。 无论怎样 ， 输送带 速度 在 10m/s 到20 m/s 在 技术上是 (动态地 )可行的，并且也许 在 经济上 也是 可行的。本文 将输 送带速度在 10 和 20 m/s 之间的 定义 为高 速 。 输 送带速度在 10m

3、/s 之下的 定义 为低速 。使用高速 输 送带 的 目 的并 不 在于 它 本身。 如果 使用 高速 输 送带不是经济上有利， 或则， 如果安全和可靠的操作没有保证 的，那么就 应该选择低速 输 送带。 输 送带速度的选择是总 的 设计过程的一部分。 静态或稳定 的 设计方法决 定了 带 式 输送机的 优化 设计。 在 这些 设计 方法 中输 送带 被认为 是刚性 的 ， 静止的 。 这 增加了输送机 稳定 运行的质量和也决定了带式 输送机 各零部件的尺寸 。 稳定操作包括传送带稳定 运行时的 张 力 、相对各种物料载荷的能量 消 耗 和相关的 工作环境 情况。 应该体会 到找到 最 优 的

4、设计 不 是一次性 的 努力，而是一个 反 复 的 过程 6。 优化设计，开始 于优化 的 决心， 终于符合要求的确定的控制算法和组成输送机的各零部件确定的位 置和尺寸的大小， 例如驱动，闸和飞轮， 可由 动态设计方法 确定 。 在这些设计方法 中 ，也 涉及 动态分析， 输 送带 可看作 是一个三维 的 弹性体。三维波动 理论被用来研究 大 的局部受 力 传输的时间 和沿 输 送带 的 干扰传输的 位移 7。 在这种理论 中 ， 输 送带被划分成一系列的有限元。 有限元 一体化为有弹性 的 弹簧 和 块 。 有限元素的结构性特征 能 代表 输 送带的 流 变特征。 动态分析 产生在动态 操作

5、时 输送 带 产生的 张力和 能量 消 耗 ， 例如 在 带 式 输送机 启动 和 制动 时 。 本文 主要讨 论高速 输送机的 设计，特 别是使用高速 输 送带对 输 送带 在 能源消耗和安全 系数 要求 方面的影响 。 使用高速 输 送带也要求 输送机的各零部件有 高可靠性 ， 例如 托辊组应 达到 所要求的使用寿命 。 高速带 式 输送机设计的另一个重要方面是高效率的 装料和卸载的合理 安排。 这些方面 在本文中 将被简单地 讨论。 2 带速 2.1 传送带速度选择 整体皮带输送机 的 最低 成本 在传送带宽度 0.6 到 1.0 m 的系列 范围内 2。 所要求 的 输送 量可以 在这

6、个 传送带宽度范围 中 选择和 也可 以 选择 符合输送量 要求的任 何 必要的输 送带速度。 图 1 例子显示 了 传送带速度和传送带宽度的组合 所达到 的 具 体 输送机的输送 量。 在本例中假设， 物料的 容积密度是 850 kg/m3 (煤炭 )，并且 槽形托辊的槽角 和 附加 角分别为 35 和 20 。 图 1 ： 各种输送带的 宽度 相 对不同的 输送 量的 熟 送带 的 速度 然而传送带速度选择 又被 实 际工作环境 限制。 第一个方面是传送带的 可成槽性， 在 图 1 没有 给出 与 输 送 带强度 (规定值 )的联系， 这 部分取决于 输送 机 的 长度和海拔。 为使 送带

7、的 可成槽性 被保证必须选择传送带宽度和 强度 。 如果 输 送带 没有 充足的 可成槽性就 不会 有 适当地 运行轨迹 。 这导致传送带连续 运行 的不稳定，特别 是 高速传送带， 这 是不 允许 的。 通常，传送带制造者期待 输送机 空载时， 40%传送带宽度 上进行着直线运行，并且与承载托 辊的正 常接触 。 第二方面是空气在传送带 上 相对疏松固体物料的速度 （ 空 气 相对速 度 )。 如果相对空速超出某些极限后灰尘将 产生重要影响 。 这特别是 对 矿井 产生了 潜在问题 影响 ，因为矿井 为了通气存在 向下气流 。空速的相对极限取决于四周情况和粒状材料特征。 第三个方面是 带 式

8、 输送机系统引起的噪声。 随着传送带速度的增加，噪声级 别也 通常增加。 在住宅区 噪声级限于 65dB。 虽然噪声级受 输送机的 支持结构和 输送机的覆盖 层 的设计的影响很大，这也是选择 输 送带速度的一个限制因素。 2.2 输送带速度变化 带 式 输送机系统的能 量 消耗随传送带速度的变 化而 变化， 这 将在第 3 部分 中论述 。 为了节省 能量 ， 传送带速度 应 调整与 供料点的 粒状 物 料 特性匹配 。 如果传送带 正在满载运行， 那么它应该 运行 在高 (设计 )速度。 传送带速度可以在物质 (容量 )输入点 进行 调整。 这将维 持 传送带 在带槽内 的 连续 装填和在传

9、送带的连续 的粒状材料 的 装载。 传送带 带槽在 恒定的装填 时 产生一个最 优 的装货比率，并且每个 输 送物 料单 元被 期望消耗能源量 最 低。 比较 各种 传送带速度 不同的输送机 能源消耗 相差 将 近 10% 8。 与提供的 各种 粒状 物 料流的 相对应的不同的 传送带速度有以下好处： 在装载区的传送带 有 较少 的磨损 更 低噪声 辐 射 通过减少输送带的张力，可以避免 传送带在凹面曲线的传送带 的提升，也可以改善输送带的定位 不足 包括： 驱动和制动系统的可 控 性的投资成本 伴随 传送带速度 变化的 放电抛物线 的 变 化 在一个输送机系统中控制系统要求控制 输送机各 个输送部分 恒定的高 速 传送带 的预紧力 在 托 辊的 上 恒定的 大 粒状 物 料 装载 一个 预先 节能 的 分析 将决定 设计 安装更加昂贵，更加复杂的输送机系统是否值得。