机械设计中传送带计算方法

机械设计中,传送带计算方法

带式输送机用于将不同的物料从一个位置传送到另一位置。皮带输送机系统的不同组件通常是电驱动器,皮带轮,惰轮和长皮带。

输送带设计参数计算的基础

皮带张力:由于电驱动器的旋转,所输送物料的重量以及惰轮的影响,输送机的皮带始终承受拉伸负荷。稳定状态下的皮带张力可以计算为:

Tb = 1.37 * f * L * g * [2 * mi +(2 * mb + mm)* cos(δ)] +(H * g * mm)……等式1.1

Tb的单位是牛顿

f =摩擦系数

L =输送机长度,以米为单位。传送带长度约为皮带总长度的一半。

g =重力加速度= 9.81 m / sec2

mi =惰轮引起的负载,单位Kg / m。

mb =皮带引起的载荷,单位Kg / m。

mm =所输送物料的载荷,单位为Kg / m。

δ=输送机的倾角,以度为单位。

H =输送机的垂直高度,以米为单位。

惰轮产生的载荷(mi):可计算如下:

mi =(一组惰轮的质量)/(惰轮间距)…………… eqn.1.2

注意:文章“为传送带系统设计惰轮”详细说明了如何计算惰轮间距。

功率在驱动带轮:在驱动带轮所需的功率可以从带张力值,如下计算:

Pp =(Tb * V)/1000……………..eqn.1.3

Pp的单位是KW。

Tb =稳态皮带张力,单位为N。

v =皮带速度,以米/秒为单位。

启动系统时的皮带张力:最初,在输送机系统启动期间,皮带中的张力将大大高于稳定状态下的张力。启动时皮带的张力可以计算为:

Tbs = Tb * Ks……………… ..eqn.1.4

Tbs单位为N。

Tb =稳态皮带张力,单位为N。

Ks =启动因子

电动机的尺寸:最小电动机功率可计算为:

Pm = Pp / Kd………………等式1.5

Pm的单位是Kw。

Pp =驱动皮带轮上的功率,以Kw为单位

Kd =驱动效率。

加速度:传送带的加速度可以计算为:

A = (Tbs – Tb)/ [L *(2 * mi + 2 * mb + mm)]……………………等式1.6

A以m / 秒为单位

Tbs =从N开始时的皮带张力。

Tb =稳定状态下的皮带张力,单位为N。

L =输送机的长度,以米为单位。

mi =惰轮引起的负载,单位Kg / m。

mb =皮带引起的载荷,单位Kg / m。

mm =所输送物料的载荷,单位为Kg / m。

皮带断裂强度:此参数决定输送带的选择。皮带断裂强度的计算公式为:

Bs =(Cr * Pp)/(Cv * V)…………..等式1.7

Bs单位是牛顿。

Cr =摩擦系数

Cv =断裂强度损失因子

Pp =牛顿传动皮带轮上的功率。

V =皮带速度,单位m / sec。

传送带计算示例

输入数据:

输送能力(Cc)= 1500吨/小时= 416.67公斤/秒

皮带速度(V)= 1.5 m / sec

输送机高度(H)= 20 m

输送机长度(L)= 250 m

一组惰轮的质量(m'i)= 20千克

惰轮间距(l')= 1.2 m

皮带负载(mb)= 25 Kg / m

输送机倾角(δ)= 5 0

摩擦系数(f)= 0.02

启动系数(Ks)= 1.5

驱动效率(Kd)= 0.9

摩擦系数(Cr)= 15

断裂强度损失因子(Cv)= 0.75

计算:

首先,我们将使用等式1.2来找出由于惰轮引起的负载:

mi =(20 / 1.2)= 16.67千克/米

我们将使用方程式1.1找出稳定状态下的皮带张力:

Tb = 1.37 * 0.02 * 250 * 9.81 * [16.67+ {2 * 25 +(416.67 / 1.5)} * cos(5)] +(20 * 9.81 *(416.67 / 1.5))= 77556.88N 。

启动系统时的皮带张力可以使用公式1.4进行计算:

Tbs = 1.5 * 77556.88 = 116335.32 N

为了计算驱动皮带轮上的功率,我们将使用等式1.3:

Pp =(77556.88 * 1.5)/ 1000 = 116.335千瓦

我们将使用等式1.5估算电动机的尺寸:

Pm = 116.35 / 0.9 = 129.261千瓦

我们将使用等式1.6来找出电动机的加速度:

A =(116335.32-77556.88)/ [250 * {(2 * 16.67)+(2 * 25)+(416.67 / 1.5)}]]

= 0.429 m / sec2

最后,我们将使用等式1.7来找出皮带的断裂强度:

Bs =(15 * 116.35)/(0.75 * 1.5)= 1551.33 N /毫米

此Bs值用于从制造商的目录中选择传送带。

结论

本文讨论的传送带计算方法仅用于计算初始传送带设计参数的指导;在制造原型之前,必须使用FEA或其他类似工具对最终设计进行验证。

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