高炉主上料装置设计说明书(4)

重庆科技学院专科生毕业设计论文 运行阻力\\驱动功率\\张力的计算

图3.2 输送带张力理论图

皮带松边拉力可认为与初拉力成正比，由于双滚筒驱动时，皮带和卷筒的包角远大于单卷筒驱动时的包角，在相同系统出力、提升高度、提升角度等外界因素条件下，多滚筒驱动时的初拉力可比单滚筒驱动时大为降低；同时，胶带张紧装置的平衡重量也大为减轻。因此多滚筒驱动的优点就是在相同负载条件下，大大提高胶带机的输送能力，故在较大功率的胶带输送机上，常采用多滚筒驱动。

采用双滚筒驱动后，随之而来的是在两个驱动滚筒之间怎样分配功率（圆周力）更为合理。对于一台外界条件已定的双滚筒驱动的胶带输送机，有四种分配驱动功率的方案：最小张力法；等圆周力分配法；等驱动单元法和圆周力任意分配法。

通过分析可知：按最小张力法分配驱动功率，其胶带中的最大张力最小，因而所需要的装紧装置重锤重量也较小；按等圆周力分配法则最不利，在

??0.20~0.30时，胶带的最大张力将增大12%~14%，装紧装置重锤也要相应增加。

最小张力法虽使胶带的最大张力最小，但是在高炉皮带上料机中则不宜采用。其原因是：①此时两个驱动滚筒的驱动功率之比值为e??，即两个卷筒的功率相差达两倍以上，于是所选用的电动机型号、减速器中心距将不同。而实际上同一型号不同中心距的减速器即使名义传动比一样，可是实际传动比有时却不同；再加上不同型号的电动机之额定转速也不相同，会使两驱动滚筒的实际转速更大。因此，这种方案既要增加备品的品种、规格，又难以保证两个滚筒的圆周线速度一致，从而对皮带的运行带来损害。②采用最小张力法所获得的减少皮带张力与等驱动单元法（圆周力比值2:1）相比，所减少的数值比例较小仅占4%，故实用价值不大。

等圆周力法的分配法，随能使驱动装置、传动部件标准化，便于制造，减少备品种类，但它的功率分配是1:1，偏离e??的值较多，因而使皮带中工作张力较大。

等单元驱动法是等圆周力法的改进，使驱动滚筒传递圆周力的比值由等圆周力法的1:1变为较接近e??的2:1，从而达到既能减少皮带中的张力，又能保证驱动装置具有通用性，减少备品种类，便于维修。

鉴于上述分析，在设计钢丝绳芯皮带上料机时，采用等单元驱动法较为合适。其传动装置配置形式如图3.3所示：

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图3.3 所设计的传动装置配置形式 1— 驱动滚筒1（两个驱动电机）

2— 驱动滚筒2（一个驱动电机，一个备用电机）

3.2 运行阻力的计算

在稳定工况运行时需要的驱动力（运行阻力）FW综合了摩擦力、重力和质量的作用。输送机的功率消耗PW是运行阻力和运行速度的乘积，即：

PW?FW?v （3.3） 将运行阻力细分,这些阻力的和FW等于从传动滚筒传递到输送带上的圆周力Fu：

FW?FH?FN?FS1?FS2?FSt?Fu （3.4）

式中 FH—主要阻力； FN—附加阻力； FS1—特种主要阻力； FS2—特种附加阻力； FSt—倾斜阻力。

运行阻力的计算

Fw=FH+FN+FS1+Fst11

重庆科技学院专科生毕业设计论文 运行阻力\\驱动功率\\张力的计算 式中： FH：主要阻力 FN：附加阻力 FS1：特种主要阻力 Fst：倾斜阻力 ①FH=fLg[qRO+qRU+（2qB+qG）cos?] f：平均摩擦系数，取0.02 L：带式输送机长度83m g：重力加速度 qRO：承载托辊单位质量，17.9kg/m qRU：回程托辊单位质量，5.3kg/m qB：输送带单位质量，16.4kg/m qG：物料单位质量，81.8kg/m ?：输送机倾角14? 带入数据计算：FH=2230N ②附加阻力FN FN的总和用附加阻力系数C来表示，附加阻力系数C的定义为： C?1?FN F? FN?(C?1)FH 系数C查《带式输送机实用技术》表10-7，由输送机长度为83m，可知C=1.9 带入数据可得：FN?0.9FH?2007N ③ 特种主要阻力FS FS?F??Fgl F?：托辊前倾阻力12

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Fgl：输送物料与导料板之间的摩擦阻力 F??C??oL?(qB?qG)gcos?sin? F?22Qeglgl??v2b2 C?：槽角的槽型系数，槽角为30°取0.4 ?o：承载托辊和输送带之间的摩擦系数，取0.6 L?：装有前倾托辊的设备长度为83m ?：前倾角，11.2° l：装有导料板的设备长度为3m ?：倾角，?=14° 带入数据得：F?=3932，Fgl=153 故：FS?F??Fgl?4085N ④ 倾斜阻力Fst Fst?qGHgcos? H：物料提升高度，20m Fst?81.8?20?10?cos14??15874N 综上所得，可算出Fw

Fw=FH+FN+FS1+Fst?2230?2007?4085?15874 ?24196N

3.3 驱动功率的计算

驱动功率表示为：

PW?FW?v 式中 FW—运行阻力（驱动力），为24196N； v—带速，为1.3m/s。 代入

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3.15）（ 重庆科技学院专科生毕业设计论文 运行阻力\\驱动功率\\张力的计算

数据得：

PW?FW?V ?24196?1.3

?31.5kw

3.4 皮带张力的计算

由于采用等单元驱动法，采用的每套驱动装置都是相同的，但每个驱动滚筒可根据需要布置一套或二套驱动装置。如果在卷筒I上布置二套驱动装置，卷筒II上布置一套驱动装置，使驱动滚筒传递圆周力的比值由等圆周力法的1:1变成2:1，则胶带的紧边张紧力计算如下：

（3.16） T1?T12e?1?1 T12?T2e?2?2 （3.17）

F1?T1?T2?T12e???21（3.19） F2?T12?T2?T2e?2?2?1 因F1?2F2, F?F1?F2?3P1, T2?F2e?2?2? ?1?T2e?2?2e?1?1?1 （3.18）

?????1

则 T1?F?T2?F?F3(e?2?2?1)

3e?2?2?2即 T1?F （3.20） ?1?13(e?1)当 ?2?0.2 及 ?2?200?时， T1?1.33F?32181N

T2?F2e?2?2?1?F23(e?2?2?1)??7985N

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