可逆配倉帶式輸送機行走機構(gòu)驅(qū)動功率的計算及不打滑分析

賀小飛 廖嵐 劉艷

摘要：通過分析重型可逆配倉帶式輸送機行走狀態(tài)時的受力情況，計算了可逆配倉帶式精送機的行走功率，得出可逆配倉帶式輸送機行走不打滑的條件，并針對具體項目中的可逆配倉帶式輸送機進行了實例計算，驗證了行走驅(qū)動功率及不打滑的條件，并進行了總結(jié)。以供參考。

關(guān)鍵詞：可逆配倉;受力分析;主動輪;不打滑

中圖分類號：TH22 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）22-0218-02

1 引言

可逆配倉帶式輸送機常用于鋼鐵冶煉廠布料、煤炭集運站集運，可實現(xiàn)雙向運輸，可逆行走，多點卸料。具有負載能力大、運行阻力小、卸料干凈、對膠帶損傷小等優(yōu)點。目前國內(nèi)對于可逆配倉帶式輸送機行走機構(gòu)的計算還沒有專門的資料，大部分設(shè)計是參考起重機相關(guān)標準及實際應(yīng)用經(jīng)驗[1～8]，本文通過分析與計算，總結(jié)提出了可逆配倉帶式輸送機的行走功率計算及不打滑條件，其他類似行走機構(gòu)可參考此方法進行。2行走驅(qū)動功率計算

可逆配倉帶式輸送機在行走狀態(tài)（加速運行）時作用在行走車上有3個力：

（1）沿著行走方向的由電機產(chǎn)生的牽引力F;

（2）逆著行走方向的行走車靜阻力F_j;

（3）逆著行走方向的行走車加速運行的慣性阻力F_g。此狀態(tài)下，受力平衡，即：

F=F_j+F_g（1）

2.1 靜阻力

可逆配倉帶式輸送機在直線水平軌道上穩(wěn)定運行時，靜阻力F_j包括運行摩擦阻力F_m、坡道阻力F_p及風(fēng)阻力F_f。由于可逆配倉輸送機一般都在封閉的環(huán)境中做水平運行，且運行速度較低，所以風(fēng)阻力忽略不計，即：

F_j=F_m+F_p（2）

可逆配倉帶式輸送機在無風(fēng)、水平軌道上運行時，其主要摩擦阻力矩有：

（1）車輪踏面在軌道上的滾動摩擦阻力矩;

（2）車輪軸承的摩擦阻力矩;

（3）附加摩擦阻力矩（包括車輪輪緣與軌道的摩擦阻力矩和集電環(huán)與滑線之間的摩擦阻力矩等）。這些阻力矩的計算式如下：

M_m=G（μ_k+μd/2）β（3）

式（3）中：G為最大負荷下的可逆配倉帶式輸送機自重，N;μ_k為滾動摩擦系數(shù)，取0.8，mm;μ為軸承摩擦系數(shù)，取0.015;d為車輪軸直徑，mm;β為附加摩擦阻力系數(shù)，取2.0;對應(yīng)的運行摩擦阻力：

F_m=2M_m/D=G（2μ_k+μd）β/D=Gω（4）

式（4）中：D為車輪直徑，mm;ω為單位摩擦阻力系數(shù);

坡度運行阻力：F_p=Gα（5）

式（5）中：α為坡度阻力系數(shù)，取0.001。

由以上可知：

2.2 慣性阻力

可逆配倉帶式輸送機啟動行走時，除去本身的慣性，還應(yīng)考慮電機、減速器等旋轉(zhuǎn)部件對慣性阻力的影響，用慣性系數(shù)Y來增大慣性阻力。因此，慣性阻力計算式：

F_g=m（1+γ）a（7）

式（7）中：m為最大負荷下的可逆配倉帶式輸送機自重，kg;γ為慣性系數(shù)，一般取0.1;a為加速度，一般取0.05m/s²。

2.3 驅(qū)動功率

P=FV/1000η（8）

式（8）中：V為可逆配倉帶式輸送機行走速度，m/s;η為傳動效率取0.86，可根據(jù)實際采用的驅(qū)動形式計算傳動效率。

3 不打滑分析及防止措施

為了防止主動輪在軌道上打滑而影響可逆配倉帶式輸送機的正常工作，加劇車輪的磨損，應(yīng)做主動輪的打滑驗算，對于多驅(qū)動行走，應(yīng)對輪壓最小的主動輪進行驗算。

電動機的驅(qū)動力是通過主動輪踏面與軌道之間的黏著摩擦來實現(xiàn)的。當(dāng)電動機為克服運行阻力而提供的牽引力F大于主動輪能夠產(chǎn)生的最大輪緣牽引力時，即產(chǎn)生相對摩擦。設(shè)主動輪能夠產(chǎn)生的最大輪緣牽引力為F_max，分配在主動輪上的質(zhì)量為G_z，黏著摩擦系數(shù)為μ₀，μ₀取0.12。即可得出不打滑必須滿足：

F≤F_max;F_max=G_zgμ₀（9）

如打滑驗算不能通過，可采取以下措施防止打滑：重新布置主動輪位置，使主動輪輪壓增大;采用變頻電動機，延長啟動時間，減小車輪圓周切向力;采取相應(yīng)措施（如撒沙），增大黏著摩擦系數(shù)。

4 計算實例

某臺可逆配倉帶式輸送機B=2000mm，帶速V=1.25m/s，運量Q=1750t/h，頭尾輪中心距L=10.5m，行走速度V₁=0.14m/s，車輪直徑D=500mm，車輪軸直徑d=200mm，整機重26000kg，物料重4083kg，分配在主動輪上的質(zhì)量16000kg，考慮最不利工況（滿載行走）：

F=7380max