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    皮帶輸送機輸送帶安全系數的探討

    發布時間:2014-11-13 10:02:38   來源:輸送機http://www.ourpovertywithaview.com   作者:上海昱音機械

          輸送帶是皮帶輸送機重要的部件,價格比較昂貴,約占整個輸送機投資的30%~50%。如何降低投資,合理的選擇經濟、可靠的輸送帶,是國內外輸送機設計、制造企業所研究的問題,其中一個很重要的途徑就是降低輸送帶安全系數。
          1、輸送帶安全系數的現狀及存在的問題
          在皮帶輸送機設計的基本準則下,許多國家和大公司都制定了皮帶輸送機的設計標準,德國工業標準DIN22101-1982是在2002年之前國際上公認比較完整合理的設計標準。按照這一標準,鋼絲繩芯輸送帶的動態安全系數為4.8~6.0,靜態安全系數為6.7~9.5。在我國一些設計手冊和參考資料上給出了7~9,運行條件好,傾角小,強度低時可以適當的降低安全系數,反之應取較大值。
          按照德國DIN22101-1982標準,輸送帶安全系數定義為鋼絲繩芯輸送帶的抗拉斷強度與輸送機穩定時輸送帶張力的比值,最小為6.7。根據文獻資料對于該標準的解釋,最小安全系數6.7的計算組成為:
          (1)設定穩定運行時輸送帶張力為1.0;
          (2)設定起動時輸送帶的張力為穩定運行時張力的1.4倍;
          (3)設定輸送帶的變形、伸長、老化、磨損等總計為1.0+1.4=2.4倍;
          (4)實驗表明,輸送帶接頭在脈動循環10000之后,其疲勞強度為額定強度的36%。
          在此基礎上給出了輸送帶最小安全系數為:2.4/0.36=6.7。
          近年來,鋼絲繩芯輸送帶接頭技術的提高和可控軟起動、軟制動技術的大量應用,經研究、測試和實踐證實輸送帶最低安全系數取6.7不夠合理,存在著許多偏差:
          (1)輸送帶許應的瞬態峰值載荷和靜載荷不是取決于輸送帶本身的強度,而應取決于輸送帶最為薄弱的環節,即接頭的強度。隨著輸送帶硫化技術的不斷提高,傳統36%有著很大的限制,目前的硫化技術使輸送帶接頭的強度大大提高,一般可使輸送帶接頭達到75%以上的強度保持率,按保守的數據可取50%。
          (2)目前大型皮帶輸送機廣泛使用軟起動、軟制動裝置,這使得輸送機起動、制動的加速度緩慢而穩定,起動時間的周期大大加長。如美國道奇(Dodge)公司的CST起動時的加速度最低可達0~0.05m/s,起動時間為15~600s且都可調,可以慢速空載運行,起動的動張力大大減小。在現行的條件下,動張力為穩定運行時張力的1.4倍太高,可以降低為1.1~1.3,可取1.25。
          由此可以得出輸送帶最低靜態安全系數可為:(1.0+1.25)/0.50=4.5,比原6.7的規定大大降低。
          2、降低輸送帶安全系數的意義
          近年對皮帶輸送機相關理論的研究取得了進展,其主要部件的技術性能也明顯提高。如果仍采用傳統的靜態設計方法和選取較大的輸送帶安全系數(一般為10左右),不僅使輸送帶自身的質量龐大,增加了輸送機沿線的阻力,驅動、制動裝置、拉緊裝置的功率機架的強度和重量等也必須相應的提高。而為了滿足輸送帶使用條件滾筒的直徑要增大,滾筒直徑的增加會使自身的重量和減速機的傳動比加大。這不僅會加大輸送機的初期投資,而且很可能將引發起動、制動過程中較大的輸送帶動應力以及運行過程的不穩定,從而很容易使輸送帶接頭失效以及滾筒、托輥軸承等部件的損壞。因此輸送帶安全系數是輸送機設計時應考慮的一項重要因素。
          3、輸送帶安全系數的修訂
          基于對皮帶輸送機經濟性、效益性設計的迫切要求,德國在2002年制訂了新標準DIN22101-2002,該標準建議鋼絲繩芯輸送帶靜態安全系數減小到5.4~7.6,動態安全系數減小到3.8~4.8。在輸送帶安全系數選取時,輸送帶接頭數量越少,長度越大,則相應的安全系數可取的越小。根據美國CDI公司等國外機構的科研成果和一些國家的使用經驗,認為鋼絲繩芯輸送帶的靜態安全系數可以降低到5.5以下,最低可為4.5~5.0。在條件較好時,輸送帶安全系數可取4.5~6.0,比原規定大大降低。
          目前我國在選取鋼絲繩芯輸送帶安全系數時一般取7~9,與國外最新標準有較大的差距。隨著我國皮帶輸送機設計制造水平的不斷提高,特別是美國道奇(Dodge)公司的CST、CSB、國產的液體粘性軟起動裝置、變頻技術等軟起動、軟制動裝置在大型輸送機上的廣泛應用,減輕了輸送帶的動張力。鋼絲繩芯輸送帶接頭硫化技術的日趨成熟,滿足了輸送帶對接頭強度的要求。根據現行的條件和國內外一些輸送帶安全系數的使用經驗,在我國適當的降低輸送帶安全系數是可行的。選取安全系數時,應根據輸送機的不同特征和結構,選取合理的輸送帶安全系數。在采用可靠的可控起動、制動裝置和動態設計時,可將輸送帶的安全系數適當降低,執行德國的新標準DIN22101-2002。



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