1、傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法
目前為止,設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)均以靜態(tài)計(jì)算法為基礎(chǔ),用較大功率儲(chǔ)備系數(shù)確定電機(jī),采用大安全系數(shù)選擇膠帶。以此作為對(duì)動(dòng)態(tài)應(yīng)力的補(bǔ)償。后來(lái),對(duì)于長(zhǎng)距離大運(yùn)量輸送機(jī)則要求計(jì)算啟(制)動(dòng)系統(tǒng)慣性力,對(duì)初選電機(jī)功率和膠帶強(qiáng)度進(jìn)行校核。同時(shí)采用電氣或機(jī)械軟啟動(dòng)裝置來(lái)改善啟(制)動(dòng)性能。由于靜態(tài)計(jì)算法設(shè)計(jì)對(duì)所有不同布置形式、不同工況,無(wú)論長(zhǎng)短、簡(jiǎn)單和復(fù)雜均采用統(tǒng)一辦法計(jì)算選型,也許對(duì)于某些工程是比較適合的,但對(duì)大多數(shù)工程來(lái)說(shuō),可能因?yàn)檫x用了過(guò)高強(qiáng)度的膠帶和相應(yīng)的設(shè)備而降低了工程的經(jīng)濟(jì)效益。

與其它運(yùn)輸方式(鐵路、公路)比較,帶式輸送機(jī)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低。一般為其它方式的1/2~1/5。在國(guó)外,用于大宗散料輸送的長(zhǎng)距離輸送機(jī)的造價(jià)為100—300萬(wàn)美元/km,計(jì)算選型對(duì)工程經(jīng)濟(jì)效益影響極大。
2、動(dòng)態(tài)分析設(shè)計(jì)法
帶式輸送機(jī)出現(xiàn)故障會(huì)影響生產(chǎn)率,帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失。事故原因多半與動(dòng)載荷有關(guān)。研究表明,輸送機(jī)的啟、制動(dòng)特性對(duì)縱向振動(dòng)起重要作用;而輸送帶的張力、槽型和托輥間距是膠帶產(chǎn)生橫向振動(dòng)的主要因素。不當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)會(huì)使托輥的激振頻率與膠帶張緊后的固有頻率相互接近,激發(fā)縱向或者橫向共振而產(chǎn)生很大的動(dòng)態(tài)應(yīng)力,直至引發(fā)故障。
動(dòng)態(tài)分析設(shè)計(jì)法的目的在于降低輸送帶的安全系數(shù)并提高縱、橫向穩(wěn)定性。
一個(gè)先進(jìn)的帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)具有下列特點(diǎn):
(1)高速窄帶。V>5m/s,即使是大運(yùn)量,帶寬B也控制在1000左右;
(2)啟制動(dòng)采用軟特性控制,降低動(dòng)態(tài)應(yīng)力;
(3)無(wú)共振設(shè)計(jì)。
如將膠帶靜態(tài)應(yīng)力限制在彈性極限的500jo以內(nèi),使工作載荷大約為抗拉極限的1/3,安全系數(shù)為3。在最大載荷(加上附加載荷和啟制動(dòng)時(shí)的動(dòng)載荷)
∑Ta-附加載荷(下垂、彎曲、轉(zhuǎn)載、物料沖擊等等)。
如果轉(zhuǎn)載端設(shè)計(jì)正確,啟(制)動(dòng)采用軟特性控制,則振動(dòng)可以消除,動(dòng)載荷降到最低,沖擊減小,附加載荷將很小。此外,選用大廠制造的膠帶產(chǎn)品,排除鋼繩芯殘余應(yīng)力。長(zhǎng)距離帶可不考慮因疲勞而降低抗拉極限問(wèn)題。
在此條件下,膠帶的安全系數(shù)值如能控制在n=3.3左右,膠帶的選用強(qiáng)度和輸送機(jī)相關(guān)費(fèi)用將有較大幅度的降低。這就是動(dòng)態(tài)分析設(shè)計(jì)法的任務(wù)。
動(dòng)態(tài)分析設(shè)計(jì)程序:
①采用常規(guī)靜態(tài)計(jì)算法確定計(jì)算參數(shù)及各種工況下的功率、逐點(diǎn)張力、安全系數(shù)、激振頻率和選型數(shù)據(jù)。
②用輸送帶速度、張力和激振頻率之間的關(guān)系對(duì)輸送帶上下分支全長(zhǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性進(jìn)行定量分析。
③啟動(dòng)(制動(dòng))、運(yùn)行工況動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能分析。
④在程序控制下,反復(fù)地修改原設(shè)計(jì)參數(shù)(增大速度減小帶寬,降低帶強(qiáng),改變托輥參數(shù)…)并對(duì)新的系統(tǒng)全長(zhǎng)的穩(wěn)定性重新進(jìn)行分析。
⑤直到最優(yōu)化境界:一條原理先進(jìn),經(jīng)濟(jì)可靠,運(yùn)行平穩(wěn),不會(huì)激起共振的輸送系統(tǒng)。
程序框圖見(jiàn)圖9、圖10。
需要說(shuō)明的是,目前帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析設(shè)計(jì)方法還僅掌握在少數(shù)人手中,尚未作為一種通用手段進(jìn)行推廣,膠帶動(dòng)態(tài)安全系數(shù)的確定仍受到各國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范的約束。雖然這種方法的優(yōu)越性十分明顯,但廣泛應(yīng)用尚需時(shí)日。