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        怎樣降低帶式輸送機的能耗

        托輥直徑/間距

        皮帶壓陷阻力是托輥直徑的反函數。也就是說,托輥直徑越大,壓陷阻力越低。輸送機輸送能力越高,壓陷力與需求的功率關系越大?s小托輥間距可降低壓陷力,但同時會產生較高的托輥阻力(更多托輥)。最合理的托輥間距將根據具體的應用情況來確定。

        皮帶

        皮帶的選擇,對于地面帶式輸送機的功率需求具有重要的影響。同時,皮帶也是整個輸送機系統中價格最貴的部分。輸送機能耗是皮帶重量和皮帶表面特性的函數,而皮帶重量又是皮帶額定張力和表面厚度的函數。

        大多數地面帶式輸送機使用的是鋼繩芯皮帶。

        額定張力

        直到幾年前皮帶額定張力還一直作為皮帶極限強度(由靜張力測試確定)的一部分。比如,在選擇帆布皮帶時,按計算的最大操作張力取10倍的安全系數,而選鋼繩芯皮帶時,安全車系數選6.7,?墒,實際應用當中,盡管鋼繩芯接合處的靜力強度比皮帶本身的強度要大許多,皮帶通常在拼接處失效。在最近的25年里,隨著對橡膠性能了解的深入,以及廣泛的研究和測試,使人們對輸送機皮帶的破壞機理有了更清楚的認識。事實是,由于粘結鋼繩芯的橡膠產生疲勞,從而導致皮帶在結合處的疲勞強度或動力強度是一個重要的考慮因素。

        托輥

        托輥的選擇將直接決定托輥的滾動阻力(抵制輸送機運動的力)。而皮帶的壓陷阻力則由托輥的直徑、垂直載荷、以及皮帶回轉面的橡膠特性綜合決定。對于具有相對低輸送能力的長皮帶,托輥的滾動阻力是一個重要的因素。而對于高輸送能力的輸送機,壓陷阻力是主要因素。

        軸承的選擇

        慣例上,美國的托輥制造商使用滾柱軸承,而來自歐洲,南非和澳大利亞的托輥制造商則傾向于使用滾球軸承。如果不考慮關于額定負荷、耐污性能等方面的異議,滾球軸承具有低滾動阻力已是不爭的事實。這也長距離地面運輸中大都采用滾球軸承的原因。

        下表顯示了在5千米長、1000噸/小時輸送能力的地面帶式運煤機上,分別采用滾柱軸承和滾球軸承的結果的比較。表1中的滾球軸承的數據是來自許多不同的制造商的平均數據,而滾柱軸承的數據來自一個制造商。

        從制造商給出的數據看,很顯然,吸收功率有5%的差別。但是,在初始空載起步功率消耗上,存在四倍的差異。滾球軸承初始阻力幾乎比運行時高出五倍,如圖2所示。

        500小時的扭矩測試

        SDX型托輥,6×15(直徑×長度)

        圖2:帶滾柱軸承的托輥的滾動阻力

        之前表中的例子與現實中的一個20年前投產、采用的滾柱軸承的輸送機類似。當時,如果不短路其過載保護,它的900-kW(6*150kW)驅動功率就不能運轉空載的輸送機。但是,在運行幾個小時后,吸收功率降到“正!敝,該輸送機就投入使用了。

        另一個需要考慮的因素是,軸承阻力是軸承尺寸的函數。雖然大尺寸軸承將可能減小軸承失效的幾率,但同時也會導致更高的能耗。

          地面帶式輸送機廣泛用于大量塊狀材料的運輸。相對于使用更普遍的卡車而言,輸送機對環境的影響較小。因此,對輸送機能耗進行最優化設計不僅能夠節約開支,還有利于環境保護。

        在輸送機諸多保護環境的優勢中,較低的碳足跡是其中最重要的方面。當然,碳排放量會隨著輸送機所用動力系統的不同而變化。但是有一點毋庸置疑,那就是對輸送機能耗最優化設計,必定能夠降低碳排放量。 

        地面帶式輸送機,并非越大越好。輸送機系統應采用現有的設計工具,并結合對設計輸送能力、托輥、及輸送帶等裝置的優化選擇進行設計,以減少能耗。

         

        輸送能力及尺寸

        長度

        (m

        皮帶帶寬

        (mm)

        速度

        (m/s

        輸送能力

        (噸/小時)

        軸承類型

        絕對功率

        (kw)

        初始空載

        起步功率

        (kw

        5000

        900

        4.7

        1000tph

        Ball

        494

        245

        5000

        900

        4.7

        1000tph

        Roller

        519

        1015

         

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