百威啤酒有限公司
项目时间:
2007-06
项目地址:
山东·青岛
筒仓类型:
装配式钢板仓
合理确定输送带的安全系数 输送带的安全系数,对带式输送机的经济性和可靠性影响很大,也是众多学者研究的重点。现行标准以输送带的额定破断强度为基础,综合考虑疲劳强度的大幅降低、由弯曲和伸长导致的强度下降、接头强度损失、起制动工况下动态张力的增加等因素,给出输送带的安全系数。
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合理确定输送带的安全系数 输送带的安全系数,对带式输送机的经济性和可靠性影响很大,也是众多学者研究的重点。现行标准以输送带的额定破断强度为基础,综合考虑疲劳强度的大幅降低、由弯曲和伸长导致的强度下降、接头强度损失、起制动工况下动态张力的增加等因素,给出输送带的安全系数。例如,DIN 22101—1982标准建议,钢绳芯输送带的动态安全系数为4.8~6.0,稳态安全系数为6.7~9.5。其实,这种以输送带额定破断强度为基础的安全系数表示法很不直观,且在概念上容易引起误导。实际工程要求输送带的疲劳强度,在满足工况最大张力的基础上,具有适当的安全系数。20年前的研究认为,钢绳芯输送带在脉动循环10 000次以后的疲劳强度,是其额定破断强度的36%,在此基础上,标准给出了上述安全系数值。
近十几年来,国外对输送带疲劳强度的试验研究表明,通过改进钢绳芯输送带的制造工艺和接头工艺,对于St 6000以下的钢绳芯输送带,其疲劳强度提高45%~55%。这样,可使DIN标准中推荐的动态安全系数减小到3.8~4.8,稳态安全系数减小到5.4~7.6。DIN 22101—1998(草案)标准,引入了输送带疲劳强度的概念,在此基础上,提出了与接头有关的输送带安全系数So和与寿命及工况有关的输送带安全系数S1。 输送带疲劳强度安全系数:S=S0Sl 则 KN,min=Kt/Kt,rel=KK,maxS/Kt,rel 式中 KN,min——输送带最小额定破断强度 Kt--—具有安全系数的输送带疲劳强度 Kt,rel——输送带疲劳强度与额定破断强度的比值,一般取0.45~0.55 Kk,max——槽形输送带最大边缘张力 最小安全系数:Smin=(S0Sl)min=1.0×1.5=1.5 最大安全系数:Smax=(S0S1)min=1.2×1.9=2.28 当Kt,rel=0.45时,KN,min=KN,min×(3.33~5.1) 当Kt,rel=0.55时,KN,min=KN,min×(2.72~4.15) 输送带最大张力通常发生在起制动工况下,采用软起制动装置,可以有效缓解动态张力的作用。动态张力可以通过动态分析比较准确地计算,也可以用稳态最大张力乘以起动系数Ka来粗略估算。采用软起制动装置时,起动系数Ka可取1.1~1.3。
美国专家Nordell提出的起动速度曲线 (见图2): 起动开始时,加速度为0,速度平稳增加;到T/2时,加速度线性增加到最大值,其值比图1中的加速度值大27%,速度达到v/2;然后,加速度逐渐对称地降低,速度继续增加;达到设计带速时,加速度降到0,完成起动过程。加速度的一阶导数在0、T/2、T时刻是不连续的,但加速度导数的峰值只是图1的81%。 上述2种起动控制方式,都能获得理想的起动效果。由于输送机在起动之前,输送带处于松弛状态,为避免输送带的冲击,将输送带拉紧后起动,可进一步改善起动峰值张力作用。因此,需要在起动开始阶段加入一个时间延迟段,如图3所示,延迟段的速度一般取为设计带速的10%。 起动时间T是非常重要的设计参数,可根据设计经验,通过控制最大起动加速度或平均加速度,初步确定起动时间,再根据动态分析结果进行优化。一般情况下,特长距离带式输送机的起动加速度不大于0.05m/s2,中长距离带式输送机的起动加速度不大于0.1 m/s2。 为避免输送机在起动过程中发生共振等动力学现象,起动时间了应满足下列条件: T≥5L/Vw 即起动时间厂大于下分支输送带纵向应力波由机头传到机尾所需时间的5倍。 式中: L——输送机总长,m Vw——输送带纵向应力波传递速度,m/s E——输送带弹性模量,N/mm B——带宽,mm qB——单位长度输送带质量,kg/m qRu——下分支单位机长托辊旋转部分质量,kg/m 目前,工程上应用较多、具有可控起制动功能的驱动装置主要有交流变频调速驱动装置和CST可控起制动驱动装置。
近十几年来,国外对输送带疲劳强度的试验研究表明,通过改进钢绳芯输送带的制造工艺和接头工艺,对于St 6000以下的钢绳芯输送带,其疲劳强度提高45%~55%。这样,可使DIN标准中推荐的动态安全系数减小到3.8~4.8,稳态安全系数减小到5.4~7.6。DIN 22101—1998(草案)标准,引入了输送带疲劳强度的概念,在此基础上,提出了与接头有关的输送带安全系数So和与寿命及工况有关的输送带安全系数S1。 输送带疲劳强度安全系数:S=S0Sl 则 KN,min=Kt/Kt,rel=KK,maxS/Kt,rel 式中 KN,min——输送带最小额定破断强度 Kt--—具有安全系数的输送带疲劳强度 Kt,rel——输送带疲劳强度与额定破断强度的比值,一般取0.45~0.55 Kk,max——槽形输送带最大边缘张力 最小安全系数:Smin=(S0Sl)min=1.0×1.5=1.5 最大安全系数:Smax=(S0S1)min=1.2×1.9=2.28 当Kt,rel=0.45时,KN,min=KN,min×(3.33~5.1) 当Kt,rel=0.55时,KN,min=KN,min×(2.72~4.15) 输送带最大张力通常发生在起制动工况下,采用软起制动装置,可以有效缓解动态张力的作用。动态张力可以通过动态分析比较准确地计算,也可以用稳态最大张力乘以起动系数Ka来粗略估算。采用软起制动装置时,起动系数Ka可取1.1~1.3。
美国专家Nordell提出的起动速度曲线 (见图2): 起动开始时,加速度为0,速度平稳增加;到T/2时,加速度线性增加到最大值,其值比图1中的加速度值大27%,速度达到v/2;然后,加速度逐渐对称地降低,速度继续增加;达到设计带速时,加速度降到0,完成起动过程。加速度的一阶导数在0、T/2、T时刻是不连续的,但加速度导数的峰值只是图1的81%。 上述2种起动控制方式,都能获得理想的起动效果。由于输送机在起动之前,输送带处于松弛状态,为避免输送带的冲击,将输送带拉紧后起动,可进一步改善起动峰值张力作用。因此,需要在起动开始阶段加入一个时间延迟段,如图3所示,延迟段的速度一般取为设计带速的10%。 起动时间T是非常重要的设计参数,可根据设计经验,通过控制最大起动加速度或平均加速度,初步确定起动时间,再根据动态分析结果进行优化。一般情况下,特长距离带式输送机的起动加速度不大于0.05m/s2,中长距离带式输送机的起动加速度不大于0.1 m/s2。 为避免输送机在起动过程中发生共振等动力学现象,起动时间了应满足下列条件: T≥5L/Vw 即起动时间厂大于下分支输送带纵向应力波由机头传到机尾所需时间的5倍。 式中: L——输送机总长,m Vw——输送带纵向应力波传递速度,m/s E——输送带弹性模量,N/mm B——带宽,mm qB——单位长度输送带质量,kg/m qRu——下分支单位机长托辊旋转部分质量,kg/m 目前,工程上应用较多、具有可控起制动功能的驱动装置主要有交流变频调速驱动装置和CST可控起制动驱动装置。