皮带输送机是利用无端输送带的往复运动来输送物料,可输送块状物料、粉末状物料、成件物料。另外还可用作选择、检查、包装、清洗和预处理操作台等。皮带输送机是甜菜糖厂输送固体物料应用最多的一种连续输送机械,它常用于干法输送甜菜、菜丝、砂糖、滤泥、废粕、煤及石灰石等。皮带输送机一般是用于水平方向的输送,也可以按一定倾斜角度输送物料。
皮带输送机的主要优点是:操作可靠,结构简单,管理和维护比较容易,工作时无噪音,动力消耗小(与链条输送机相比),生产能力大,输送能力稳定,输送距离长,能够在全机身中任何地方进行装料和卸料,运行安全可靠。主要缺点是不密闭,输送轻质的粉状物料时易飞扬。
带式输送机是具有挠性牵引构件的运输机,如图13-1所示。主要由输送带、支承托辊、鼓轮、机架、驱动装置和张紧装置构成。物料由进料斗装在运输带上,并被输送至输送机的另一端。如需在输送带的中间部位卸料,可另设卸料机。
图13-1 皮带输送机
1—主动鼓轮 2—刮板 3—输送带 4—托辊 5—从动鼓轮 6—机架
(一)输送带
输送带是指绕过主动鼓轮和从动鼓轮的封闭的环形带,起到牵引与承载作用。输送带材质应具有强度高、挠性好、本身重量小、延伸率小、吸水性小、对分层现象的抵抗性能好、耐磨性好等特点。输送带按照材质通常可分为橡胶带、钢带、网状钢丝带、帆布带、塑料带等。糖厂常用的是橡胶带,有时也用钢带。
橡胶带是由2~12层棉织品或化纤的衬布作为带芯,它是胶带承受拉力的主要部分。层与层之间用橡胶加以粘合而成的,其上下两面和左右两侧还附有橡胶保护层,其主要作用是防止帆布磨损及腐蚀。
目前,国内胶带已规格化,应用时可参考有关资料(GB/T 4490—2009《织物芯输送带 宽度和长度》)。其标记为:长度(mm)、宽度(mm)、带芯材质代号、带芯层数、纵向全厚度拉伸强度(N/mm)、上覆盖层厚度+下覆盖层厚度(mm)、覆盖层性能等级代号。
皮带的带芯层数可用式(13-1)计算:
式中 i——带的层数
B——带宽,cm
K——带1cm宽的胶带的许用工作拉力,N/(层·cm)
F——带子的工作拉力,N
胶带的连接有多种型式,有皮线缝纽法、胶液冷粘缝纽法、加热硫化法等,其中采用硫化接头最好,这种接头可达到原来强度的90%,同时结合处无缝,表面平整。也有用金属搭接(通接卡子接头)接合,这种很容易接合,但强度降低很多,只有原来的35%~40%。
(二)托架和托辊
由于带式输送机较长,胶带下设有若干托架。托架由固定支架和托辊组成,其作用是支承输送带及其上面的物料,保证带子平稳运行。
托辊分为承载带托辊和空载带托辊,即上托辊和下托辊。下托辊为直型托辊,上托辊分为直型和槽型,如图13-2所示。直型是指有一个固定托架和一个辊柱组成。槽型是指有一个固定托架和2个、3个或5个辊柱组成。托辊主要由固定轴、转动辊、滚动轴承组装而成。
图13-2 上带支撑装置的形式
托辊的总长度应比带宽B大100~200mm。
托辊的间距和直径与带宽及输送物料的情况有关。定型的托辊直径可采用Φ89、Φ108、Φ159mm等无缝钢管或铸铁。其间距在工作段,当物品为大于20kg的成件物品时,间距不应大于物料在运输方向的锤度的1/2,以保证物品至少支持在2个托辊上,通常取0.4~0.5m。物料比较轻的,托辊间距可取1~2m。
(三)驱动装置
驱动装置是使输送带能运动起来的动力。它是由电动机、传动装置(减速器和联轴器)和驱动鼓轮等组成的。驱动鼓轮通过轴承安装在机架上,由电动机驱动鼓轮转动,输送带的运动是靠鼓轮与输送带之间的摩擦力来实现的。驱动鼓轮一般是用钢板焊接而成,为增加鼓轮和输送带间的摩擦力,常在鼓轮外表面包有木材、皮革或橡胶带。鼓轮的宽度一般比输送带宽100~200mm。驱动鼓轮常做成鼓形(即鼓轮的中间直径比两侧的直径稍大),这样鼓轮可实现自动纠正胶带跑偏。另外还有改向鼓轮,又称从动鼓轮,只作为改变胶带运动方向之用,不需传递动力,负荷较轻,故大部分结构尺寸都比传动滚筒小。
(四)张紧装置(www.daowen.com)
输送带的运动是靠鼓轮与输送带之间的摩擦力来实现的,为防止输送带打滑必须调整好输送带的适宜张弛度,通常采用螺旋弹簧、重锤或等张紧装置来调节输送带的张弛度,如图13-3所示。
图13-3 皮带机张紧装置示意图
螺杆式张紧装置是利用拉力螺杆、压力螺杆或齿轮与齿条等,使之张紧。主要优点是外形尺寸小,较紧凑。缺点是必须经常观察和张紧。
配重车式张紧装置是张紧鼓轮系装在一可以沿轨道前后移动的小车上,而借重物的作用将皮带张紧。优点是能够保证皮带有一定的张紧力,保持带子与鼓轮间有一定的摩擦力。缺点是装置体积大,且笨重,维修时费时。
重锤式张紧装置是在自由悬垂的重物作用下,产生张紧作用力。其优点是能够保证皮带有一定的张紧力,保持带子与鼓轮间有一定的摩擦力。
1.输送能力计算
式中 G——输送能力,t/h
B——带宽,m
h——堆放一层物料的平均高度,m
ρ——装填密度,t/m3
υ——带速,m/s,一般为0.8~2.5m/s
φ——装填系数,一般取0.75
c——考虑到倾斜运输时的系数,其数值取决于倾斜角度(表13-1),不同物料带式输送机的允许倾斜角度如表13-2所示
表13-1 系数c与倾斜角度的关系
表13-2 带式输送机的允许倾斜角度
2.带式输送机所需功率计算
式中 N——带式输送机的功率消耗,kW
L——输送机的长度
G阻力——输送阻力,N/s
K——系数,与G、L有关,可查表13-3
H——提升高度,m,上升为正,下降为负,水平为0
此式有两项组成,前一项为带式输送机在输送过程中克服输送阻力而消耗的功率,后一项为提升物料而消耗的功率(如为倾斜的皮带运输机)。
表13-3 K与L、G阻力、G(输送量)的关系(即系数K值)
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