如何進(jìn)行皮帶輸送機的張力值計算

隨著(zhù)現代皮帶輸送機的多功能設計，采用長(cháng)運距、大運量的機械設備的應用也越來(lái)越廣泛。由于運輸的距離越長(cháng)其所要求的皮帶強度也就越高。但是高帶強的皮帶不但價(jià)格昂貴，并且質(zhì)量也不太穩定，因此，皮帶輸送廠(chǎng)家在設計當中降低皮帶的最大張力值，使得皮帶的選型立足國內。

目前普遍采用的降低皮帶最大張力的方法是助力驅動(dòng)，其方法有2種，一種是線(xiàn)摩擦式驅動(dòng)，另一種是轉載式多點(diǎn)驅動(dòng)。2種助力驅動(dòng)均能顯著(zhù)地降低皮帶的最大工作張力。采用轉載式多點(diǎn)驅動(dòng)，將帶來(lái)一系列設計計算上的困難。其包括如何確定中間驅動(dòng)點(diǎn)的數量和位置及如何計算皮帶的張力等?，F結合本人的設計實(shí)踐，探討采用轉載式多點(diǎn)驅動(dòng)時(shí)皮帶張力的計算及驅動(dòng)點(diǎn)數和位置的確定。

    中間驅動(dòng)點(diǎn)的設置設置幾個(gè)中間驅動(dòng)點(diǎn)，中間驅動(dòng)點(diǎn)如何布置，需考慮諸多因素，包括皮帶選型范圍，電機、減速器及液力偶合器或其它驅動(dòng)部件的選型，驅動(dòng)點(diǎn)設置限制條件，皮帶輸送機的總體布置等。對于不同工況的皮帶輸送機，將有不同的限制條件，因此很難提出一個(gè)適用于任意工況皮帶輸送機的通用的確定中間驅動(dòng)點(diǎn)的方法。在此僅提出從皮帶選型角度考慮的確定中間驅動(dòng)點(diǎn)位置及數量的方法。

  中間驅動(dòng)點(diǎn)的功率范圍從皮帶使用的實(shí)際情況看，我國鋼繩芯皮帶帶強在0 N/mm以下時(shí)，其質(zhì)量穩定，可與進(jìn)口皮帶媲美。另外，鋼繩芯皮帶的價(jià)格也隨著(zhù)帶強的增加而增加，因此控制皮帶的選型在帶強為0 N/mm及其以下范圍，在技術(shù)經(jīng)濟兩方面均較有利。若控制皮帶帶強為0 N/mm，取皮帶安全系數k=8 ，則皮帶（單位寬度）的最大張力應為394 N/mm。因皮帶最大張力出現在驅動(dòng)滾筒的趨入點(diǎn)，驅動(dòng)單位的驅動(dòng)圓周力為皮帶在驅動(dòng)滾筒上趨入點(diǎn)張力與奔離點(diǎn)張力之差，由驅動(dòng)單元的驅動(dòng)功率計算公式：及尤拉公式：可得：式中N―――驅動(dòng)總功率， kW v―――皮帶運行速度， m/s P―――驅動(dòng)圓周力， N《起重運輸機械》2000 （9）―――皮帶趨入點(diǎn)張力， N―――皮帶奔離點(diǎn)張力， Nμ―――皮帶與滾筒之間摩擦系數α―――皮帶在滾筒上的圍包角當驅動(dòng)單元為單滾筒驅動(dòng)時(shí)，一般取圍包角為=2.7 （取μ=0.3）。鋼芯皮帶使用帶寬可得出此條件下功率范圍為782～1095 kW 若采用雙滾筒驅動(dòng)時(shí)，皮帶在滾筒上的圍包角可達=3.9，在此條件下，每個(gè)驅動(dòng)點(diǎn)的功率范圍為923～1640 kW.因此考慮驅動(dòng)點(diǎn)個(gè)數時(shí)，可大致按照上述功率范圍確定。

1、中間驅動(dòng)點(diǎn)確定方法在按照上述功率范圍確定了中間驅動(dòng)點(diǎn)的數量之后，根據皮帶輸送機設計原理，有如下確定驅動(dòng)點(diǎn)位置的方法。

（1）等圓周力法該方法是將總驅動(dòng)圓周力按驅動(dòng)單元的數量平均分配，每個(gè)驅動(dòng)單元提供相同的驅動(dòng)功率，其特點(diǎn)是驅動(dòng)單元設備選型單一，易于維修和配件準備。在驅動(dòng)單元的驅動(dòng)圓周力確定之后，皮帶的張力則取決于驅動(dòng)單元布置的位置輸送帶廠(chǎng)家。滿(mǎn)足等圓周力條件下中間驅動(dòng)點(diǎn)布置法有2種：定距離布置法：該方法是按照皮帶輸送機整機長(cháng)將輸送機按給定運距分為幾段，每個(gè)驅動(dòng)單元驅動(dòng)相應長(cháng)度的區段。當輸送機布置簡(jiǎn)單如單一傾角時(shí)，可以等距離布置驅動(dòng)單元。這種布置方法因驅動(dòng)單元距離已知，各段運行及提升阻力易于計算，因此設計計算簡(jiǎn)單。其缺點(diǎn)是每個(gè)驅動(dòng)段皮帶的最大張力可能不同，皮帶選型必須根據最大張力確定，未必能充分發(fā)揮皮帶的潛能。另外，每個(gè)驅動(dòng)單元實(shí)際圍包角差別較大，必須在計算中校核圍包角。

等張力布置法：該方法的思路是讓各驅動(dòng)單元滾筒的趨入點(diǎn)張力（即各驅動(dòng)段最大張力）相同，使皮帶的張力圖中的幾個(gè)峰值相等，可最大限度地發(fā)揮皮帶的能力。計算時(shí)，因為不知道驅動(dòng)點(diǎn)的位置，因此不能預先求得各段皮帶運行及提升阻力，需補充相應的張力相等的方程。設n個(gè)中間驅動(dòng)點(diǎn)，需要補充n個(gè)張力相等的方程，當驅動(dòng)點(diǎn)較多時(shí)，計算比較麻煩。

（2）等圍包角法當按等圓周力方法布置驅動(dòng)單元時(shí)，皮帶在傳動(dòng)滾筒上的圍包角無(wú)法控制。驗算這種布置方法的計算結果，則發(fā)現，有些輸送機的某驅動(dòng)單元的有效圍包角僅有幾十度，皮帶包在滾筒上的大部分為備用弧，沒(méi)有充分利用。不同于等圓周力法，等圍包角法的思路是最大限度地利用皮帶在滾筒上的圍包角。當使用等圍包角法時(shí)，各驅動(dòng)單元的圓周力可能是不同的。等圍包角法也有定距離布置及等張力布置2種布置方法。