第三章张力计算及驱动原理.docVIP

连续输送技术 第 PAGE 19 页 AUTHOR zhllyy 第 PAGE 19 页 DATE 2006-2-25 第3章 张力计算及驱动原理 张 力 ? 输送机牵引构件内的拉紧力。主要包括：1)张紧装置形成的初张力(予张力)；2)克服各种阻力所需的张力；3)由动载荷所形成的张力。 静张力 ? 包括初张力和克服阻力所需张力，包括1)和2)； 动张力 ? 由于动载荷所形成的张力。 张力计算的目的是确定输送机牵引构件的最小张力和最大张力，以便选择强度合适的牵引构件。另一目的是确定驱动装置传递的圆周力，最终确定电机的功率。 为进行张力计算首先进行阻力计算： 3.1 阻力计算 牵引构件的运动阻力可分为三类：1)直线区段阻力；2)曲线区段阻力；3)局部附加阻力 3.1.1直线区段阻力 现考虑某一输送机(图3-1)。斜长为L(机长)，[m]；倾角为，向上输送，牵引件速度为v；线载荷为q，[N/m]，取一段La研究(对带式输送机有)： 图3-1 直线段阻力 式中 q’ ? 转动部件线载荷； 牵引构件受力：物料正压力：qLacos? ； 物料自重分力：qLasin? ； 图3-2 牵引构件沿支承装置运动时的阻力：?qLacos? 其中 ? ? 运行阻力系数，表示阻力与正压力成比。 建坐标系如图3-2，现考虑x向平衡。 1、向上运动 此时，阻力向下。有： 2、向下运动 此时，阻力向上。有： 由上面两式知：牵引构件沿运动方向内任一点的张力等于后一点张力与该两点间区段上的阻力之和。因此，ab两端的张力之差,就表示该区段的运动阻力： 向上： 向下： 直线段张力计算： 运行阻力： 单位长度上阻力： a、线载荷q的讨论： q 分为有载分支和无载分支。 有载： 式中 q0 ? 输送机牵引构件线载荷； 图3-3滚动摩擦阻力 q物? 物料线载荷； q’ ? 输送机有载分支运动部分线载荷； 无载： q“ ? 输送机无载分支运动部分线载荷； b、运行阻力系数? ?与牵引构件和支承的结构形式有关、与运行情况有关。分三种情况讨论： 1) 滑动： 牵引件直接在导轨上滑动，此时 ?=f 式中 f ? 滑动摩擦系数。 2) 滚动(如滚子链作牵引件)（图3-3） 装在牵引件上的滚轮沿导轨滚动时，克服下列阻力： 1)滚轮轴颈处摩擦阻力; 2)滚轮与导轨的摩擦阻力。 摩擦力矩： 式中 ? ? 轴颈处滑动摩擦系数，?=0.5~0.6 mm； k ? 滚动摩擦系数。 克服摩擦力矩所需圆周力： 力矩平衡： ? 图3-4 在滚柱上运行 故有： 考虑到轮缘端面歪斜和安装不准，加一修正系数C0： 3) 在固定支承的滚柱(托辊)上运行)(图3-4) 运行阻力物料与带在加料处阻力物料与料槽磨擦阻力侧托辊前倾阻力物料与料槽侧壁磨擦阻力物料碰撞阻力带弯曲阻力压陷滚动阻力主要阻力托辊运行阻力挤压阻力 运行阻力 物料与带在加料处阻力 物料与料槽磨擦阻力 侧托辊前倾阻力 物料与料槽侧壁磨擦阻力 物料碰撞阻力 带弯曲阻力 压陷滚动阻力 主要阻力 托辊运行阻力 挤压阻力 提升阻力(自重的分力产生) 附加阻力 特种阻力 目前，输送机械日益向高速方向发展，为适应这一发展趋势，国内外对牵引构件(输送带)在固定滚轮(托辊)上运行的阻力作了大量的理论和实验研究，研究结果表明固定滚轮上的运行阻力包括： 运行阻力系数考虑了其主要阻力： 其它阻力可单独计算。 3.1.2 曲线段阻力 为改变输送机牵引构件的运动方向，需要改向装置。改向装置常用的有滚筒，滑轮，链轮等。牵引构件绕过这些改向装置时由直线段变为曲线段，在曲线段上有阻力产生。另外绕过曲线导轨时也有阻力产生。 图3-5绕过滚筒或链轮的阻力 1、考虑牵引件绕过改向滚筒(链轮)时的阻力 阻力包括两部分：?轴承摩擦阻力；?牵引件僵性阻力。 1) 轴承摩阻P’0 克服支承面上的摩擦，折算到圆周上的力P’0为： (力矩平衡： ) 式中： N ? 正压力，不计轮重时， ? 轴径与轮径之比，=0.1~0.15。 ? ? 摩擦系数， 所以有： 2) 僵性阻力P0” 式中 ? ? 僵性阻力系数； 1)牵引构件为链条时： 其中 ?1 ? 链条关节摩擦系数； ? 关节直径与轮径之比。 2)牵引构件为输送带时： 其中 ? ? 输送带厚度； 图3-6在曲线道轨上 D ? 轮径。 3)牵引构件为钢丝绳时： 其中 d ? 钢丝绳直径； D ? 滑轮直径。 克服上述两种阻力所需圆周力： 式中 ? ? 曲线区段阻力系数， ? =0.02~0.08。 结论：牵引构件绕过曲线段时,由于摩擦和僵性而产生阻力，为克服