【正文】 nd power consumption for all material loading and relevant ambient conditions. It should be realized that finding the optimum design is not a onetime effort but an iterative process [6]. Design finetuning, determination of the optimum starting and stopping procedures, including determination of the required control algorithms, and determination of the settings and sizes of conveyor ponents such as drives, brakes and flywheels, are determined by dynamic design methods. In these design methods, also referred to as dynamic analyses, the belt is assumed to be a threedimensional (visco) elastic body. A three dimensional wave theory should be used to study time dependent transmission of large local force and displacement disturbances along the belt [7]. In this theory the belt is divided into a series of finite elements. The finite elements incorporate (visco) elastic springs and masses. The constitutive characteristics of the finite elements must represent the rheological characteristics of the belt. Dynamic analysis produces the belt tension and power consumption during nonstationary operation, like starting and stopping, of the belt conveyor. This paper discusses the design of high beltspeed conveyors, in particular the impact of using high belt speeds on the performance of the conveyor belt in terms of energy consumption and safety factor requirements. Using high belt speeds also requires high reliability of conveyor ponents such as idlers to achieve an acceptable ponent life. Another important aspect of highspeed belt conveyor design is the design of efficient feeding and discharge arrangements. These aspects will be discussed briefly. 2 BELTSPEED BELT SPEED SELECTION The lowest overall belt conveyor cost occur in the range of belt widths of to m [2]. The required conveying capacity can be reached by selection of a belt width in this range and selecting whatever belt speed is required to achieve the required flow rate. Figure 1 shows an example of binations of belt speed and belt width to achieve Specific conveyor capacities. In this example it is assumed that the bulk density is 850 kg/m3 (coal) and that the trough angle and the surcharge angle are 3539。 ?在輸送帶使用壽命允許的應(yīng)力循 環(huán)周期內(nèi)，依據(jù)穩(wěn)定運(yùn)行時輸送帶的張力和其他操作數(shù)據(jù)選擇的安全系數(shù)將能 有效的 防止對輸送帶的疲勞壽命估計(jì)不足或過高估計(jì)。疏忽這些考慮將導(dǎo)致實(shí)際操作中出現(xiàn)問題，包括不穩(wěn)定運(yùn)行和塵土量超標(biāo)和高噪聲。 一個一體化的接收滑道上的灰塵和細(xì)小物料特殊 的 收集貯倉或箱應(yīng)該被設(shè)計(jì)。 這些方法的應(yīng)用使設(shè)計(jì)師可一依據(jù)粒狀物 料的大小和物料流動的方向變化確定輸送帶速度的變化，也可以計(jì)算物料在滑槽和輸送帶上的力。 加速輸送帶可以使用低成本織品或固體編織物。 這樣托輥的價格將會增加。它隨著載荷的增加成為第三力。 ? 托輥提供的滾動摩擦抵抗力和制動的轉(zhuǎn)矩將 隨著 托輥 直徑的增加 而減小 。低摩擦的軸承類型和相應(yīng) 的 低熱 的 軸承最適用于高速 輸送機(jī)的 操作。 這暗示可以按著安全使用維護(hù)規(guī) 程 操作 。 所以，萬一緊急狀態(tài)發(fā)生，傷亡的機(jī)會更大。 然而緊急剎車 操作 將 會產(chǎn)生 本質(zhì) 的 改變。 隨著傳送帶速度的增加， 皮帶張力在開始和停止的期間 的 變化 將 增加。 另外，制作長 距離 的傳送帶 會 減少接 頭 的數(shù)量而增加 輸送帶 平直 性 。 高速輸送機(jī) 的 輸送帶的運(yùn)行軌跡必須良好。 當(dāng)二個 托輥組 之間的傳送帶 被一 個 托 輥 碾壓 或 在 臨近固 托輥的固有 頻率 運(yùn)行 時 將產(chǎn)生 振動， 這將引起 共鳴現(xiàn)象 的 發(fā)生。 然而，隨著傳送帶 速度的增加 動力學(xué)的 變化率增加， 這也 導(dǎo)致傳送帶連續(xù) 運(yùn)行 穩(wěn)定 性 的 降低 。 在安全系數(shù)允許范圍內(nèi)考慮輸送帶的速度可以 有效的 防止高速 設(shè)計(jì) 時 估價過 低 和 低速設(shè)計(jì) 時估計(jì)過高 (也取決于輸送機(jī)系統(tǒng)的長度 )。 圖 9 ： 給定 的例子 中載荷的 循環(huán) 次數(shù) 對的傳送帶速度 的影響 因數(shù) ro 的 減少值可以 用 式 (2) 確定 ，并且載荷循環(huán)周期 在 圖 9 已 給定。 超過 10,000 載荷次數(shù) 周期 r0 增 加 。但 主要缺點(diǎn) 是 傳送帶速度選擇 所依據(jù)的 輸送機(jī)系統(tǒng)操作的數(shù)據(jù)和傳送帶的真正的疲勞性質(zhì)沒有被考慮到。 三 (r2)考慮 在開始和停止期間，傳送帶 產(chǎn)生 的額外動態(tài) 應(yīng)力 。 DIN 標(biāo)準(zhǔn) 建議把 安全 系數(shù)作為約簡因數(shù) 。 二種類型的安全 系數(shù) 是 可以區(qū)分的 ： 穩(wěn)定連續(xù) 運(yùn)行時 的安全 系數(shù) 和 不穩(wěn)定運(yùn)行時的 安全 系數(shù) 。 必須做出一 個 評論 (警告 )。 滾筒的 抵抗 力的定量表征 是 這個滾筒 抵抗顯示 為 tan/E ^1/3，其中棕褐色是損耗角和 E 化合物的存貯模數(shù)。 圖 5 圖 6 圖 7 橡膠化合物 滾筒的 抵抗 力 取決于傳送帶的 覆蓋層 的黏彈 特 性 ， 如前部分所述。 圖 7 顯示 不同 傳送帶速度 的 損失因 數(shù) 和 DIN f 因 數(shù) 。 圖4 顯示達(dá)到必需的 5000 TPH 輸送 量傳送帶寬度 和 傳送帶速度 的關(guān)系 。 例子 要說明上 述 被談?wù)摰母拍钭?我們 考慮一條 輸送 量 為 5000 TPH 的 6 km 長 的傳送帶。 旋轉(zhuǎn)的速度的作用 影響較 小。 隨著傳送帶速度的增加，傳送帶覆蓋層的磨損量也 增量，則 滾筒 抵抗 力也 增加。 在它的 轉(zhuǎn) 彎處的 變形率取決于傳送帶 覆蓋層 的變形區(qū)域的大小 (根據(jù)傳送帶 和最大塊度 )和傳送帶速度。 一般來說 槽形托 輥直徑隨著傳送帶速度的增加 而 增加 ，但也受到 軸承 必要的使用壽命的 限制。 可以認(rèn)為輸送機(jī)的輸送能力是隨著 傳送帶速度的增加 而 使 大塊 物料 裝載隨 之 減少。 這力 的大小 取決于 覆蓋層 材料的黏彈性， 滾筒 的半徑，傳送帶 的重力 和疏松固體物料的 重量和傳送帶在垂直平面的 產(chǎn)生 曲線 的 曲率半徑。 因此 輸 送帶的底部 覆蓋層 傳送帶 在滾筒上移動產(chǎn)生凹痕 ，這 歸因于 傳送帶 的 重量和粒狀 物料 的重量。 使用運(yùn)輸損 耗因數(shù) 的好處是他們可以與其他交通工具運(yùn)輸比較損失因素，象卡車和火車。 使用運(yùn)輸費(fèi)用的好處是這個數(shù)字 因 管理 目的而 廣泛 應(yīng) 用。 使用一個等效摩擦因子缺點(diǎn)是它不是 ‘ 單 純的 ’ 效率數(shù)字。 比較不同的運(yùn)輸系統(tǒng)的能源消耗的最佳的方法將比較他們的運(yùn)輸效率。 側(cè) 抵抗包括發(fā)生 在輸入點(diǎn) 物 料加速度的抵抗 和 在滑道的 側(cè)面上的摩擦和抵抗。 3 能源消耗 客戶 可能要 求輸送機(jī)系統(tǒng)的能源消耗的規(guī)格，例如定量 限制 最大值 kWhr或 ton/km，在計(jì)劃的線路 上 滿足 運(yùn)輸疏松固體物料的設(shè)計(jì) 要求 。 這將維 持 傳送帶 在帶槽內(nèi) 的 連續(xù) 裝填和在傳送帶的連續(xù) 的粒狀材料 的 裝載。 輸送帶速度變化 帶 式 輸送機(jī)系統(tǒng)的能 量 消耗隨傳送帶速度的變 化而 變化， 這 將在第 3 部分 中論述 。 第三個方面是 帶 式 輸送機(jī)系統(tǒng)引起的噪聲。 第二方面是空氣在傳送帶 上 相對疏松固體物料的速度 （ 空 氣 相對速 度 )。 為使 送帶的 可成槽性 被保證必須選擇傳送帶寬度和 強(qiáng)度 。 在本例中假設(shè)， 物料的 容積密度是 850 kg/m3 (煤炭 )，并且 槽形托輥的槽角 和 附加 角分別為 35 176。 這些方面 在本文中 將被簡單地 討論。 動態(tài)分析 產(chǎn)生在動態(tài) 操作時 輸送 帶 產(chǎn)生的 張力和 能量 消 耗 ， 例如 在 帶 式 輸送機(jī) 啟動 和 制動 時 。三維波動 理論被用來研究 大 的局部受 力 傳輸?shù)臅r間 和沿 輸 送帶 的 干擾傳輸?shù)?位移 [7]。 穩(wěn)定操作包括傳送帶穩(wěn)定 運(yùn)行時的 張 力 、相對各種物料載荷的能量 消 耗 和相關(guān)的 工作環(huán)境 情況。 輸 送帶速度的選擇是總 的 設(shè)計(jì)過程的一部分。本文 將輸 送帶速度在 10 和 20 m/s 之間的 定義 為高 速 。 1 概述 過去的 研究 已經(jīng)證實(shí) 使用窄 帶 輸送機(jī) 的經(jīng)濟(jì) 可行性， 輸送帶的速度變快要求輸送帶的寬度隨之變寬，低速輸送機(jī)適于長距離輸送 。 一種計(jì)算輸 送帶的能源消耗 的方法就是 通過 考慮運(yùn)輸過程中的各種能量損耗來進(jìn)行 估 算的 。附件 A 高速帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì) G. Lodewijks，荷蘭 摘要 本文主要探討 高速帶 式 輸送機(jī)設(shè)計(jì) 方面的問題 。 輸 送帶速度也影響傳送帶的 性能 ，例如它的能源消耗和它連續(xù) 運(yùn)行的 穩(wěn)定 性 。 最后 ， 輸 送帶速度的沖擊對 各組成部分的 選擇和對中轉(zhuǎn)站設(shè)計(jì) 的影響 也在本文中 被 討 論。 無論怎樣 ， 輸送帶 速度 在 10m/s 到20 m/s 在 技術(shù)上是 (動態(tài)地 )可行的，并且也許 在 經(jīng)濟(jì)上 也是 可行的。 如果 使用 高速 輸 送帶不是經(jīng)濟(jì)上有利， 或則， 如果安全和可靠的操作沒有保證 的，那么就 應(yīng)該選擇低速 輸 送帶。 這 增加了輸送機(jī) 穩(wěn)定 運(yùn)行的質(zhì)量和也決定了帶式 輸送機(jī) 各零部件的尺寸 。 在這些設(shè)計(jì)方法 中 ，也 涉及 動態(tài)分析， 輸 送帶 可看作 是一個三維 的 彈性體。 有限元素的結(jié)構(gòu)性特征 能 代表 輸 送帶的 流 變特征。 高速帶 式 輸送機(jī)設(shè)計(jì)的另一個重要方面是高效率的 裝料和卸載的合理 安排。 圖 1 例子顯示 了 傳送帶速度和傳送帶寬度的組合 所達(dá)到 的 具 體 輸送機(jī)的輸送 量。 第一個方面是傳送帶的 可成槽性， 在 圖 1 沒有 給出 與 輸 送 帶強(qiáng)度 (規(guī)定值 )的聯(lián)系， 這 部分取決于 輸送 機(jī) 的 長度和海拔。 通常，傳送帶制造者期待 輸送機(jī) 空載時， 40%傳送帶寬度 上進(jìn)行著直線運(yùn)行，并且與承載托 輥的正 常接觸 ?？账俚南鄬O限取決于四周情況和粒狀材料特征。 雖然噪聲級受 輸送機(jī)的 支持結(jié)構(gòu)和 輸送機(jī)的覆蓋 層 的設(shè)計(jì)的影響很大，這也是選擇 輸 送帶速度的一個限制因素。 傳送帶速度可以在物質(zhì) (容量 )輸入點(diǎn) 進(jìn)行 調(diào)整。 與提供的 各種 粒狀 物 料流的 相對應(yīng)的不同的 傳送帶速度有以下好處： ? 在裝載區(qū)的傳送帶 有 較少 的磨損 ? 更 低噪聲 輻 射 ? 通過減少輸送帶的張力，可以避免 傳送帶在凹面曲線的傳送帶 的提升，也可以改善輸送帶的定位 不足 包括： ? 驅(qū)動和制動系統(tǒng)的可 控 性的投資成本 ? 伴隨 傳送帶速度 變化的 放電拋物線 的 變 化 ? 在一個輸送機(jī)系統(tǒng)中控制系統(tǒng)要求控制 輸送機(jī)各 個輸送部分 ? 恒定的高 速 傳送帶 的預(yù)緊力 ? 在 托 輥的 上 恒定的 大 粒狀 物 料 裝載 一個