外文翻譯--高速帶式輸送機的設計.doc

1附件A高速帶式輸送機的設計G.Lodewijks，荷蘭摘要本文主要探討高速帶式輸送機設計方面的問題。帶式輸送機的輸送量取決于輸送帶的速度、傳送帶寬度和托輥槽形角。然而輸送帶速度的選擇又受到各種實際條件的限制，在本文有這方面的討論。輸送帶速度也影響傳送帶的性能，例如它的能源消耗和它連續(xù)運行的穩(wěn)定性。一種計算輸送帶的能源消耗的方法就是通過考慮運輸過程中的各種能量損耗來進行估算的。輸送帶速度的不同使得安全系數(shù)的要求也各不相同，這也影響輸送帶所要求的強度。一種新的計算輸送帶速度對安全系數(shù)的影響的方法在本文中被介紹。最后，輸送帶速度的沖擊對各組成部分的選擇和對中轉站設計的影響也在本文中被討論。1概述過去的研究已經(jīng)證實使用窄帶輸送機的經(jīng)濟可行性，輸送帶的速度變快要求輸送帶的寬度隨之變寬，低速輸送機適于長距離輸送。例如圖1-5?，F(xiàn)在，傳送帶以8m/s的速度運行是沒有問題的。無論怎樣，輸送帶速度在10m/s到20m/s在技術上是(動態(tài)地)可行的，并且也許在經(jīng)濟上也是可行的。本文將輸送帶速度在10和20m/s之間的定義為高速。輸送帶速度在10m/s之下的定義為低速。使用高速輸送帶的目的并不在于它本身。如果使用高速輸送帶不是經(jīng)濟上有利，或則，如果安全和可靠的操作沒有保證的，那么就應該選擇低速輸送帶。輸送帶速度的選擇是總的設計過程的一部分。靜態(tài)或穩(wěn)定的設計方法決定了帶式輸送機的優(yōu)化設計。在這些設計方法中輸送帶被認為是剛性的，靜止的。這增加了輸送機穩(wěn)定運行的質量和也決定了帶式輸送機各零部件的尺寸。穩(wěn)定操作包括傳送帶穩(wěn)定運行時的張力、相對各種物料載荷的能量消耗和相關的工作環(huán)境情況。應該體會到找到最優(yōu)的設計不是一次性的努力，而是一個反復的過程6。優(yōu)化設計，開始于優(yōu)化的決心，終于符合要求的確定的控制算法和組成輸送機的各零部件確定的位置和尺寸的大小，例如驅動，閘和飛輪，可由動態(tài)設計方法確定。在這些設計方法中，也涉及動態(tài)分析，輸送帶可看作是一個三維的彈性體。三維波動理論被2用來研究大的局部受力傳輸?shù)臅r間和沿輸送帶的干擾傳輸?shù)奈灰?。在這種理論中，輸送帶被劃分成一系列的有限元。有限元一體化為有彈性的彈簧和塊。有限元素的結構性特征能代表輸送帶的流變特征。動態(tài)分析產生在動態(tài)操作時輸送帶產生的張力和能量消耗，例如在帶式輸送機啟動和制動時。本文主要討論高速輸送機的設計，特別是使用高速輸送帶對輸送帶在能源消耗和安全系數(shù)要求方面的影響。使用高速輸送帶也要求輸送機的各零部件有高可靠性，例如托輥組應達到所要求的使用壽命。高速帶式輸送機設計的另一個重要方面是高效率的裝料和卸載的合理安排。這些方面在本文中將被簡單地討論。2帶速2.1傳送帶速度選擇整體皮帶輸送機的最低成本在傳送帶寬度0.6到1.0m的系列范圍內2。所要求的輸送量可以在這個傳送帶寬度范圍中選擇和也可以選擇符合輸送量要求的任何必要的輸送帶速度。圖1例子顯示了傳送帶速度和傳送帶寬度的組合所達到的具體輸送機的輸送量。在本例中假設，物料的容積密度是850kg/m3(煤炭)，并且槽形托輥的槽角和附加角分別為35和20。圖1：各種輸送帶的寬度相對不同的輸送量的熟送帶的速度然而傳送帶速度選擇又被實際工作環(huán)境限制。第一個方面是傳送帶的可成槽性，在圖1沒有給出與輸送帶強度(規(guī)定值)的聯(lián)系，這部分取決于輸送機的長度和海拔。為使送帶的可成槽性被保證必須選擇傳送帶寬度和強度。如果輸送帶沒有充足的可成槽性就不會有適當?shù)剡\行軌跡。這導致傳送帶連續(xù)運行的不穩(wěn)定，特別是高速傳送帶，這是不允許的。通常，傳送帶制造者期待輸送機空載時，40%傳送帶寬度上進行著直線運行，并且與承載托輥的正常接觸。第二方面是空氣在傳送帶上相對疏松固體物料的速度（空氣相對速度)。如果相對空速超出某些極限后灰塵將產生重要影響。這特別是對礦井產生了潛在問題影響，因為礦井為了通氣存在向下氣流?？账俚南鄬O限取決于四周情況和粒狀材料特征。3第三個方面是帶式輸送機系統(tǒng)引起的噪聲。隨著傳送帶速度的增加，噪聲級別也通常增加。在住宅區(qū)噪聲級限于65dB。雖然噪聲級受輸送機的支持結構和輸送機的覆蓋層的設計的影響很大，這也是選擇輸送帶速度的一個限制因素。2.2輸送帶速度變化帶式輸送機系統(tǒng)的能量消耗隨傳送帶速度的變化而變化，這將在第3部分中論述。為了節(jié)省能量，傳送帶速度應調整與供料點的粒狀物料特性匹配。如果傳送帶正在滿載運行，那么它應該運行在高(設計)速度。傳送帶速度可以在物質(容量)輸入點進行調整。這將維持傳送帶在帶槽內的連續(xù)裝填和在傳送帶的連續(xù)的粒狀材料的裝載。傳送帶帶槽在恒定的裝填時產生一個最優(yōu)的裝貨比率，并且每個輸送物料單元被期望消耗能源量最低。比較各種傳送帶速度不同的輸送機能源消耗相差將近10%8。與提供的各種粒狀物料流的相對應的不同的傳送帶速度有以下好處：在裝載區(qū)的傳送帶有較少的磨損更低噪聲輻射通過減少輸送帶的張力，可以避免傳送帶在凹面曲線的傳送帶的提升，也可以改善輸送帶的定位不足包括：驅動和制動系統(tǒng)的可控性的投資成本伴隨傳送帶速度變化的放電拋物線的變化在一個輸送機系統(tǒng)中控制系統(tǒng)要求控制輸送機各個輸送部分恒定的高速傳送帶的預緊力在托輥的上恒定的大粒狀物料裝載一個預先節(jié)能的分析將決定設計安裝更加昂貴，更加復雜的輸送機系統(tǒng)是否值得。3能源消耗客戶可能要求輸送機系統(tǒng)的能源消耗的規(guī)格，例如定量限制最大值kW-hr或ton/km，在計劃的線路上滿足運輸疏松固體物料的設計要求。對于長距離運輸系統(tǒng)，能源消耗主要取決于托輥工作時所克服的壓力的抵抗力9。這傳送帶抵抗力，依據(jù)經(jīng)驗是由于托輥上的膠帶覆蓋層的黏彈性(被延遲的時間)在受壓時產生的。對于廠內的帶式輸送機，在受載區(qū)域運行時所受側抵抗也影響的能源消耗。側抵抗包括發(fā)生在輸入點物料加速度的抵抗和在滑道的側面上的摩擦和抵抗。4皮帶輸送機的必需的推進力取決于總摩擦阻力和總物質提升力的總和。摩擦阻力包括滯后損失，它可以認為作為黏摩擦(與速度有關)的組成部分。，但它不能在最大推動力時確定輸送機系統(tǒng)的能源消耗是否是合理。比較不同的運輸系統(tǒng)的能源消耗的最佳的方法將比較他們的運輸效率。3.1運輸效率有很多方法比較運輸效率。第一種，也是廣泛被運用的方法是比較等效摩擦因子，例如DINf因素。使用等效摩擦因子的好處是它可以看作是一條空載的傳送帶。使用一個等效摩擦因子缺點是它不是單純的效率數(shù)字。它也考慮到傳送帶的質量，托輥的折算質量和被運輸?shù)牟牧系馁|量。一個單純的效率數(shù)字，僅考慮到被運輸物料的質量。第二個方法將比較運輸費用，如kw-hr或ton/km或者$/ton/km。使用運輸費用的好處是這個數(shù)字因管理目的而廣泛應用。使用運輸費用的缺點是它不直接地反映輸送機系統(tǒng)的效率三、多數(shù)“單純的”方法是比較運輸中的損失因數(shù)10。運輸損失因數(shù)是基于克服摩擦損失的推進力的要求和運輸工作之間的比率而定的(忽略驅動效率和功率損失或者粒狀物料的上升/降低的要求)。運輸工作被定義為粒狀材料被運輸?shù)臄?shù)量和平均運輸速度。使用運輸損耗因數(shù)的好處是他們可以與其他交通工具運輸比較損失因素，象卡車和火車。缺點是運輸損耗因數(shù)取決于材料的被運輸?shù)臄?shù)量，暗