皮带输送机负载能力计算分析

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       为了更深入地了解皮带输送系统的结构，需要对皮带输送机的负载能力进行定量分析，从而掌握如何进行电机的设计选型，以及在设计皮带输送机时需要注意哪些要点。

为了方便分析，首先对有关物理量的符号与单位定义如下：

L——皮带有效输送长度，m；

W——皮带单位长度的质量，kg/m；

μ——皮带与工件直径的摩擦系数；

μ0——主动轮与皮带间的摩擦系数；

D——主动轮直径，mm；

T0——主动轮输出侧皮带张紧力，与皮带初始张力有关，N；

V——皮带速度，m/s；

Q——输送量，即单位时间输送工件或物料的质量，kg/h；

m1——皮带上负载的平均质量，kg；

g——重力加速度（9.708），m/s2；

e——自然对数底数（2.718）；P

ŋ——皮带输送系统效率；

Pg——负载总功率，W；

Pmax——主动轮与皮带接触面能提供的最大负载功率，W；

P1——空转功率，W；

P2——水平负载功率，W；

P3——竖直负载功率，W；

F——皮带牵引力，N；

Fmax——皮带最大牵引力，N；

TL——负载扭矩，N·m；

(1)皮带牵引力

因为工件时靠皮带提供的摩擦力来驱动的，所以皮带牵引力实际上就等于全部工件在皮带上的摩擦力。

F=μm1g              (公式1)

(2)负载扭矩

主动轮要驱动皮带及皮带上的工件，必须克服上述负载所产生的扭矩，负载扭矩的大小为：

TL =FD/2 ŋ               (公式2)

(3)空转功率
空转功率是指皮蛋酥没有工件时需要消耗的功率，这种情况下只需要考虑皮带本事质量产生的负载。根据功率的定义可以得出P1=9.8μWVL              (公式3)

对于皮带长度较短或小型皮带输送机，空转功率通常可以忽略不计。

(4)水平负载功率
大多数情况下皮带输送系统都是在水平方向进行工件或物料的输送，在这种情况下，水平负载功率就是由被输送物料产生的负载功率：P2=FV=μm1gV              (公式4)

如果皮带上负载的平均质量用输送量Q来表示，则公式4也可以用另一种方式表示为：

P2=μQgL/3600=μQL/367              (公式5)

(5)竖直负载功率

如果皮带输送机是在倾斜方向进行工件或物料的输送，在这种情况下负载功率还包括竖直方向上的负载功率：P3=QH/367              (公式6)

式中H为输送皮带两端的高程差。

(6)负载总功率

负载总功率就是空转功率、水平负载功率及竖直负载功率之和，是进行电机选型的重要依据之一，考虑到系统的效率ŋ一般总低于100%，因此系统实际的负载总功率为

Pg =（ P1 +P2+ P3）/ŋ              (公式7)

(7)皮带最大牵引力

皮带在主动轮输入侧、输出侧的张力之差就是皮带在该状态下产生的最大牵引力。根据欧拉公式，该张力差与皮带输出侧张紧力T0、包角α、主动轮与皮带内侧之间的摩擦系数μ0之间存在以下关系：

Fmax = T0（eμ0α-1）              (公式8)

根据公式4，皮带输送机http://www.yuyin.sh.cn/products_1_2.html能够传递的最大负载功率Pmax也可以表达为以下形式：

Pmax =FV= T0（eμ0α-1）V              (公式9)