辊子输送机功率计算方法比较

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㊀第４１卷第６期㊀２０２０年１２月
煤矿机电
ＣｏｌｌｉｅｒｙＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ.４１Ｎｏ.６㊀Ｄｅｃ.２０２０㊀
唐兴华.辊子输送机功率计算方法比较[Ｊ].煤矿机电ꎬ２０２０ꎬ４１(６):７２￣７７.ｄｏｉ:１０.１６５４５/ｊ.ｃｎｋｉ.ｃｍｅｔ.２０２０.
０６.０２０
辊子输送机功率计算方法比较
唐兴华
(上海中船临港船舶装备有限公司ꎬ上海２０００３２)
摘㊀要:㊀介绍了辊子输送机的应用和分类ꎬ全面分析了辊子输送机的总阻力矩ꎬ重点阐述了摩擦阻力矩和惯性阻力矩的详细计算ꎬ得出了输送机驱动功率的计算公式ꎮ提供了应用实例ꎬ对比不同计算方法的差异ꎬ并讨论了产生差异的原因ꎬ同时也给出了一些合理的建议ꎮ研究方法和思路能够合理地指导设计ꎬ为辊子输送机的精细化设计提供了重要的理论参考ꎬ也为类似连续输送机的设计提供了重要的参考借鉴ꎮ
关键词:㊀动力辊子ꎻ辊子输送机ꎻ功率计算ꎻ摩擦阻力矩ꎻ惯性阻力矩
中图分类号:ＴＨ２２３㊀㊀㊀文献标志码:Ｂ㊀㊀㊀文章编号:１００１－０８７４(２０２０)０６－００７２－０６
ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆＲｏｌｌｅｒＣｏｎｖｅｙｏｒＰｏｗｅｒＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄ
ＴＡＮＧＸｉｎｇｈｕａ
(ＳｈａｎｇｈａｉＣｈｉｎａＳｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇＬｉｎｇａｎｇＭａｒｉｎｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＳｈａｎｇｈａｉ２０００３２ꎬＣｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ:㊀Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｒｏｌｌｅｒｃｏｎｖｅｙｏｒｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄꎬｔｈｅｔｏｔａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏｒｑｕｅｏｆｒｏｌｌｅｒｃｏｎｖｅｙｏｒｗａｓｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙａｎａｌｙｚｅｄꎬａｎｄｆｒｉｃｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｍｏｍｅｎｔａｎｄｉｎｅｒｔｉａｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｍｏｍｅｎｔｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｉｎｄｅｔａｉｌꎬａｎｄｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｍｕｌａｏｆｔｈｅｄｒｉｖｉｎｇｐｏｗｅｒｏｆｔｈｅｃｏｎｖｅｙｏｒｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄ.Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｅｘａｍｐｌｅｓｗｅｒｅｐｒｏｖｉｄｅｄꎬｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄꎬａｎｄｔｈｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ.Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅꎬｓｏｍｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓｗｅｒｅｇｉｖｅｎ.Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｉｄｅａｓｃａｎｒｅａｓｏｎａｂｌｙｇｕｉｄｅｔｈｅｄｅｓｉｇｎꎬｗｈｉｃｈｃａｎｐｒｏｖｉｄｅａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｆｉｎｅｄｅｓｉｇｎｏｆｒｏｌｌｅｒ
ｃｏｎｖｅｙｏｒꎬａｎｄａｌｓｏｐｒｏｖｉｄｅａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｓｉｍｉｌａｒｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃｏｎｖｅｙｏｒ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:㊀ｐｏｗｅｒｒｏｌｌｅｒꎻｒｏｌｌｅｒｃｏｎｖｅｙｏｒꎻｐｏｗｅｒｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎꎻｆｒｉｃｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｍｏｍｅｎｔꎻｉｎｅｒｔｉａｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｍｏ￣
ｍｅｎｔ
０㊀引言
辊子输送机具有结构简单㊁运行可靠㊁设备成本低㊁维护方便㊁布置灵活和自动化程度高等优点ꎬ是一种高效的机械化连续输送设备ꎬ得到了用户的青睐ꎬ广泛应用于机械加工㊁冶金㊁建材㊁化工与医药㊁轻工与食品和船舶建造等行业ꎮ
有关辊子输送机的驱动功率计算ꎬ目前现有的参考文献和专著虽有不少相关介绍ꎬ但普遍存在概念不准确㊁无推导过程㊁无创新的重复照搬引用和考虑片面等问题ꎬ会误导初学者和相关工程技术人员ꎮ有些参考文献和专著提供的公式ꎬ据此设计选型会造成电动机功率非常保守ꎬ能源浪费严重ꎬ存在很多
局限性ꎮ明确辊子输送机的驱动功率计算ꎬ既能科学指导工程设计人员ꎬ保证设计质量ꎬ又能更好地揭示传动机理ꎬ帮助初学者和相关技术人员建立科学的基本思路ꎬ为类似传动的设计计算提供参考ꎮ因此有必要对辊子输送机的驱动功率进行深入系统地研究ꎬ总结出一种实用的计算方法ꎮ１㊀辊子输送机的分类
辊子输送机按照输送方式分类可分为动力式的和无动力式的ꎮ动力式辊子输送机本身具有驱动装置ꎬ辊子转动呈主动状态ꎬ可以严格控制被输送物品的运行状态ꎮ按照传动方式ꎬ动力式辊子输送机可以分为链传动㊁带传动和齿轮传动３种ꎮ
其中链传动分为单链传动和双链传动ꎮ单链传动结构布置紧凑ꎬ适用于轻载㊁低速和持续运行的场合ꎮ双链传动结构相对复杂ꎬ适用于载荷较大㊁速度较高和启制动比较频繁的场合ꎮ图１为单链传动示意图ꎬ图２为双链传动示意图
ꎮ
图１㊀
单链传动辊子输送机
图２㊀双链传动辊子输送机
㊀㊀在每个辊子或几个辊子上安装有相同的链轮(单链传动用单链轮ꎬ双链传动用双链轮)ꎬ分别用链条与前后辊子相连接ꎬ驱动装置驱动其中一个辊子转动ꎬ链条会带动其他的辊子一起转动ꎮ
辊子输送机按照辊子支承方式分为定轴式和转轴式ꎮ定轴式辊子输送机辊子绕定轴转动ꎬ辊子转动部分自重轻ꎬ运行阻力小ꎬ安装和调整不方便ꎬ多适用于轻载场合ꎮ定轴式辊子输送机本身无动力ꎬ属于无动力式辊子输送机ꎮ转轴式辊子输送机的辊子和轴一起转动ꎬ转轴安装在两端的轴承座内ꎬ便于安装和调整ꎬ多用于重载和运行精度高的场合ꎮ２㊀辊子输送机驱动功率计算
辊子输送机依靠驱动辊子作用在被输送物品上的摩擦力而使物品产生运动ꎮ驱动辊子输送机ꎬ需要克服作用在辊子旋转轴上的阻力矩ꎮ辊子输送机驱动的总阻力矩主要由摩擦阻力矩ꎬ被输送物品的惯性阻力矩和辊子旋转惯性阻力矩组成ꎮ
２.１㊀摩擦阻力矩辊子输送机的摩擦阻力矩Ｍｆ主要包括:辊子轴
承摩擦力矩Ｍ１和物品沿辊子输送的摩擦阻力矩Ｍ２ꎮ
Ｍｆ＝Ｍ１＋Ｍ２
(１)
㊀㊀辊子轴承所承受的径向力主要来源由被输送物品重量ꎬ辊子旋转部分重量和辊子输送机驱动链条
重量组成ꎮ辊子轴承的摩擦力等于所承受的径向力乘以摩擦因数ꎬ辊子轴承的摩擦力矩等于轴承的摩擦力乘以轴承的内径(即辊子的轴径)ꎮ
辊子轴承摩擦力矩Ｍ１如下:
Ｍ１＝μ(ｚｑ＋ＧｍＬ＋ＧｃＬ)ｄ/２
(２)
式(２)中:μ为辊子轴承的摩擦因数ꎻｚ为输送机辊子数量(传动辊子和非传动辊子数量之和)ꎻｑ为单个辊子的旋转部分重量ꎬＮꎻ包括辊子轴和轴上的链轮重量ꎻＧｍ为被输送物品的单位长度重量ꎬＮ ｍ－１ꎻＬ为辊子输送机输送长度ꎬｍꎻＧｃ为辊子输送机驱动链条的单位长度重量ꎬＮ ｍ－１ꎻｄ为输送机辊
子的轴径ꎬ即轴承的内径ꎬｍꎮ
其中辊子轴承的摩擦因数μ值按照表１选取ꎮ
表１㊀辊子轴承的摩擦因数μ值
工作条件滚动轴承滑动轴承良好０.０１~０.０１５０.１~０.１５中等０.０１~０.０２
０.１５~０.２恶劣
０.２~０.２５
㊀㊀良好工作条件:清洁干燥㊁无磨损性灰尘的室内ꎮ中等工作条件:湿度正常㊁少量磨损性灰尘的
室内ꎮ
恶劣工作条件:大量磨损性灰尘的室外ꎬ最好用滑动轴承而不用滚动轴承ꎮ
根据理论力学１７８５年发表的滚动摩擦原理ꎬ导出了有量纲的滚动摩擦因数ｋꎬ因此物品沿辊子输送的摩擦阻力矩Ｍ２如下:
Ｍ２＝ｋＧｍＬ
(３)
㊀㊀滚动摩擦因数ｋ值取０.０００５ｍꎮ由公式(１)~(３)得出辊子输送机的摩擦阻力矩Ｍｆ如下:
Ｍｆ＝μ(ｚｑ＋ＧｍＬ＋ＧｃＬ)ｄ/２＋ｋＧｍＬ
(４)
２.２㊀被输送物品的惯性阻力矩
辊子输送机在启动时ꎬ需要克服被输送物品的
惯性阻力矩Ｍｍｉꎬ被输送物品的惯性阻力矩Ｍｍｉ计算如下:
Ｍｍｉ＝ＧｍＬａＤ/２
(５)
式(５)中:Ｇｍ为被输送物品的单位长度重量ꎬＮ ｍ－１ꎻＬ为辊子输送机输送长度ꎬｍꎻａ为被输送物品的启动加速度ꎬｍ ｓ－２ꎻμ为辊子轴承的摩擦因数ꎻ
Ｄ为输送机辊子外径ꎬｍꎮ
启动时ꎬ被输送物品不产生打滑的条件为物品与辊子之间的黏着摩擦力大于等于启动时产生的惯性力ꎬ表达式为:
３７
２０２０年第６期唐兴华:辊子输送机功率计算方法比较㊀㊀㊀
ＧｍＬｆȡＧｍＬ/ｇａ(６)式(６)中:ｆ为被输送物品与辊子之间的黏着摩擦因数ꎻｇ为重力加速度ꎬｍ ｓ－２ꎮ
由式(６)知ꎬ被输送物品的启动加速度ａ小于等于ｇｆꎮ
式(５)转换如下:
Ｍｍｉ＝ＧｍＬｇｆＤ/２(７)㊀㊀黏着摩擦因数ｆ与被输送物品对辊子的滑动摩擦角θ的关系如下:
ｆ＝ｔａｎθ(８)㊀㊀为辊子轴承为球轴承时ꎬ物品对辊子的滑动摩擦角θ值按照表２选取ꎮ
表２㊀物品对辊子的滑动摩擦角θ值和黏着摩擦因数ｆ值被输送物品物品重量/Ｎ滑动摩擦角θ黏着摩擦因数ｆ木箱９０~２２０２ʎ１８ᶄ０.０４
木箱２３０~６５０２ʎ０.０３５
木箱６８０~１１００１ʎ４３ᶄ０.０３
纸板１４~３０４ʎ０.０７
纸板３０~７０３ʎ２６ᶄ０.０６
纸板７０~２３０２ʎ５２ᶄ０.０５
结构木 ２ʎ１８ᶄ０.０４
钢板 ０ʎ５５ᶄ０.０１５
铸件 ０ʎ５２ᶄ０.０１５２.３㊀辊子旋转部分惯性阻力矩
辊子输送机在启动时ꎬ需要克服辊子旋转部分的惯性阻力矩Ｍｒｉꎬ被输送物品的惯性阻力矩Ｍｒｉ计算如下:
Ｍｒｉ＝ｚＪε(９)式(９)中:ｚ为输送机辊子数量(传动辊子和非传动辊子数量之和)ꎻＪ为辊子旋转部分的转动惯量ꎬＮ ｍ２ꎻε为辊子旋转的角加速度ꎬｒａｄ ｓ－２ꎮ
辊子旋转的角加速度ε计算如下:
ε＝２ａ/Ｄ＝２ｇｆ/Ｄ(１０)㊀㊀式(１０)中符号含义同式(５)和式(６)ꎮ
由式(９)和式(１０)可知ꎬ辊子旋转部分的惯性阻力矩Ｍｒｉ计算式如下:
Ｍｒｉ＝２ｇｆｚＪ/Ｄ(１１)２.４㊀辊子输送机总阻力矩
由式(４)ꎬ式(７)和式(１１)得出辊子输送机的运行总阻力矩Ｍ计算如下:
Ｍ＝Ｍｆ＋Ｍｍｉ＋Ｍｒｉ＝μ(ｚｑ＋ＧｍＬ＋ＧｃＬ)ｄ/２＋ｋＧｍＬ＋ＧｍＬｇｆＤ/２＋２ｇｆｚＪ/Ｄ(１２)式(１２)中符号含义同式(１)~式(１１)ꎮ
２.５㊀辊子输送机驱动功率
辊子输送机的驱动轴功率Ｐ等于总阻力矩Ｍ乘以角速度ωꎬ计算如下:
Ｐ＝Ｍω＝２ｖ[μ(ｚｑ＋ＧｍＬ＋ＧｃＬ)ｄ/２＋ｋＧｍＬ＋ＧｍＬｇｆＤ/２＋２ｇｆｚＪ/Ｄ]/Ｄ(１３)式(１３)中:ｖ为辊子输送机物品的输送速度ꎬｍ ｓ－１ꎮ
其他符号含义同式(１)~式(１１)ꎮ
驱动电动机功率Ｐｍ计算如下:
Ｐｍ＝ＫＰ/η(１４)式(１４)中:Ｋ为功率安全系数ꎬ取１.３~１.５ꎻη为总传动效率ꎻ取０.６~０.８５ꎮ
如采用多级串联传动ꎬ总传动效率会损失较大ꎬ不推荐采用过多的串联传动形式ꎬ可采用多驱动分段驱动形式ꎮ
３㊀与现有文献的对比
３.１㊀与文献[１]对比
文献[１]介绍了辊子(滚柱)输送机驱动功率的计算过程ꎬ具体过程和各符号含义不做详细阐述ꎮ辊子输送机运行总阻力矩Ｍ计算式如下:
Ｍ＝[μ(Ｇ＋ｚｑ)ｄ/Ｄ＋２ｋＧ/Ｄ]Ｄ/２＋
ｚｊωｇｆ/ｖ＋ＧｆＤ/２(１５)㊀㊀对比(１５)和(１２)ꎬ虽然总阻力矩Ｍ的构成与式(１２)类似ꎬ但是文献[１]有如下明显不足之处:１)摩擦阻力矩计算未考虑链条重量ꎬ对于被输送物品为轻物品时ꎬ链条重量对摩擦阻力的影响不能忽略ꎮ
２)辊子(滚柱)旋转部分的惯性阻力矩计算过程晦涩ꎬ无详细论证过程ꎬ且未提供黏着摩擦因数的具体数值ꎬ无实用性ꎮ
３)被输送物品的惯性阻力矩计算过程同样未提供黏着摩擦因数的具体数值ꎬ无实用性ꎮ４)文献[１]的功率计算表达式中出现传动比ｉꎬ明显不对ꎮ
综上所述ꎬ文献[１]仅仅提供一种计算思路ꎬ但是公式参数无数值参考ꎬ而且考虑不全面ꎬ不具有实用性ꎬ尤其不适合初学者ꎮ
３.２㊀与文献[６]和[１２]对比
文献[６]和[１２]分别针对单链传动和双链传动ꎬ给出不同的链条牵引力计算公式ꎬ并在得出链条牵引力的基础上分别给出了单链和双链传动驱动功率的计算公式ꎮ其具体过程和各符号含义不做详细阐述ꎮ
单链传动链条牵引力计算式如下:
Ｆ０＝ｆＬＤ/Ｄｓ(ｑＧ＋ｑ０＋ｍｄＣｄ＋ｍｉＣｉ)＋０.２５Ｌｑ０ｇ
(１６)㊀㊀双链传动链条牵引力计算式如下:
４７ 煤矿机电２０２０年第４１卷㊀㊀
Ｆｎ＝ｆＷｓＱＤ/Ｄｓ(１７)㊀㊀对比(１６)ꎬ式(１７)和式(１２)ꎬ文献[６]和文献[１２]也有如下明显不足之处:
１)链条牵引力的计算无任何推导过程ꎬ非常晦涩ꎬ不适合初学者理解和掌握ꎮ
２)单链传动链条牵引力的组成ꎬ前一项ｆＬＤ/Ｄｓ(ｑＧ＋ｑ０＋ｍｄＣｄ＋ｍｉＣｉ)是指传动辊子㊁非传动辊子㊁被输送物品和链条的摩擦阻力ꎬ后一项０.２５Ｌｑ０ｇ很难理解ꎮ计算公式逻辑性不强ꎮ３)双链传动链条牵引力引入了传动系数Ｑ的概念ꎬ传动系数的数值无任何推导和交代ꎬ无法理解ꎬ逻辑性不强ꎮ
４)双链传动链条牵引力未考虑链条重量的影响ꎬ和文献[１]有同样的片面性ꎮ
５)经对比研究表明ꎬ双链传动传动辊子和非传动辊子的布置比例对链条的驱动功率计算结果有非常大的影响ꎬ不能指导初学者和有关工程技术人员ꎮ综上所述ꎬ文献[６]~[１２]虽然从链条牵引力入手ꎬ但是牵引力的计算有诸多不合理和欠解释的地方ꎬ实用性也不强ꎬ尤其不适合初学者ꎮ３.３㊀与文献[１３]对比
文献[１３]给出了辊子输送机的一种区别于其他文献的功率计算方法ꎬ有一定的新颖性ꎮ文献[１３]列举了辊子输送机需要克服的功率组成ꎬ分别给出了相应的计算推导ꎮ具体过程和各符号含义不做详细阐述ꎮ
驱动功率计算式如下:
Ｎ＝９.８Ｖ[(μｄ＋２ｋ)Ｇ＋μｄＺｑ]/Ｄ＋
ＧＶ３/(２Ｌ)＋９.８ＧＶΣＨ/Ｌ(１８)㊀㊀对比(１８)和(１２)ꎬ文献[１３]有如下明显不足之处:
１)摩擦阻力矩计算未考虑链条重量ꎬ对于被输送物品为轻物品时ꎬ链条重量对摩擦阻力的影响不能忽略ꎮ
２)未考虑辊子旋转部分的惯性阻力矩ꎬ考虑不全面ꎮ
３)被输送物品的惯性阻力矩功率计算过程有错误ꎬＧＶ３/(２Ｌ)＝ＧＶ２/(２Ｌ)Ｖꎬ该式的物理含义是被输送物品的加速度等于Ｖ２/(２Ｌ)ꎮ显然物品的加速度大于Ｖ２/(２Ｌ)ꎬ换角度理解物品在加速时间内的输送距离小于Ｌꎮ因此被输送物品的惯性阻力矩功率计算不对ꎮ
综上所述ꎬ文献[１３]虽然提供一种较新颖的计算思路ꎬ但是公式考虑不全面ꎬ公式推导有错误ꎬ适用性和实用性也有不足ꎮ４㊀实例说明
４.１㊀实例对比
针对现有文献中的主流观点ꎬ分别和本文观点进行了一定的对比研究ꎮ以下以实例进行对比:已知数据:辊子输送机辊子轴径ｄ为０.０５ｍꎬ辊子外径Ｄ为０.０７ｍꎬ传动辊子链轮节圆直径Ｄｓ为０.１０９ｍꎬ输送速度ｖ为０.３３３３ｍ ｓ－１ꎬ轴承摩擦因数μ为０.０２ꎬ单个辊子转动部分的质量ｑ为６３.８９６Ｎꎬ物品与辊子间的滚动摩擦因数(滚动摩擦力臂)ｋ＝０.０００５ｍꎬ单个辊子旋转部分的转动惯量Ｊ＝０.０４Ｎ ｍ２ꎮ
对辊子输送机长度Ｌ为５~１２５ｍꎬ被输送物品的单位长度重量Ｇｍ为１００ｋｇ ｍ－１~５００ｋｇ ｍ－１时ꎬ分别计算了文献[６]~文献[１２]ꎬ文献[１３]和本文关于辊子输送机的轴功率ꎮ详细结果见图３~图７所示
:
图３㊀Ｇｍ＝１００ｋｇ ｍ－１各计算方法结果对比
(非传动辊子数量为０
)
图４㊀Ｇｍ＝２００ｋｇ ｍ－１各计算方法结果对比
(非传动辊子数量为０
)
图５㊀Ｇｍ＝３００ｋｇ ｍ－１各计算方法结果对比
(非传动辊子数量为０)
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２０２０年第６期唐兴华:辊子输送机功率计算方法比较㊀㊀㊀
图６㊀Ｇｍ＝４００ｋｇ ｍ－１各计算方法结果对比
(非传动辊子数量为０
)
图７㊀Ｇｍ＝５００ｋｇ ｍ－１各计算方法结果对比
(非传动辊子数量为０)
㊀㊀由图(３)~图(７)得出如下结论:
辊子输送机输送距离较短时(Ｌɤ５０ｍ)ꎬ上述
计算方法的结果相对吻合ꎻ辊子输送机输送距离较远时(Ｌ>５０ｍ)ꎬ上述计算方法的结果出现了较大的差异ꎮ
㊀㊀１)双链传动ꎮ文献[６]~文献[１２]的计算结果>>本文计算结果>文献[１３]计算结果ꎮ文献[６]~文献[１２]驱动轴功率明显超过其他计算方法很多ꎻ文献[１３]的计算结果比本文方法计算结果偏小ꎮ
２)单链传动ꎮ本文计算结果>文献[１３]计算结果>文献[６]~文献[１２]计算结果ꎮ
对上述结论的原因分析如下:
短距离输送时(Ｌɤ５０ｍ)ꎬ各参考文献考虑不全面ꎬ对于计算结果的影响未凸显ꎬ各文献以及本文的观点均适用于短距离输送时的辊子输送机功率计算ꎻ较远距离输送时(Ｌ>５０ｍ)ꎬ各参考文献考虑不全面或者其他缺点对于计算结果的影响充分显现ꎮ
１)双链传动ꎮ文献[６]~文献[１２]由于传动
系数Ｑ的设置不合理ꎬ对计算结果造成了较大程度的放大ꎬ且输送物品重量越大ꎬ此放大效应越明显ꎬ因此必须要正确对待传动系数Ｑ的合理性以及严谨性ꎮ文献[１３]计算结果小于本文计算结果ꎬ主要由于其未考虑辊子旋转部分的惯性力矩以及被输送物品的惯性力矩错误计算ꎮ据分析ꎬ文献[１３]关于被输送物品的惯性力矩计算结果约为本文计算结果的１/７ꎮ
２)单链传动ꎮ文献[１３]计算结果由于考虑了
物品的惯性阻力矩ꎬ所以结果大于文献[６]~文献[１２]计算结果ꎮ文献[１３]关于轴承摩擦力矩计算中未考虑链条重量影响ꎬ且物品惯性阻力矩计算偏小ꎬ所以文献[１３]的结果计算小于本文观点的计算结果ꎮ
４.２㊀合理建议对于双链传动ꎬ为了进一步深入研究传动辊子
数量和非传动辊子数量的比例对于辊子输送机驱动轴功率计算结果的影响ꎬ取传动辊子数量ʒ非传动辊子数量＝１ʒ１ꎬ不同输送物品重量情况下ꎬ对比文献[６]~文献[１２]和本文观点的计算结果如图８所示
ꎮ
(ａ)Ｇｍ＝１００ｋｇ/ｍ
(ｂ)Ｇｍ＝２００ｋｇ/ｍ
(ｃ)Ｇｍ＝３００ｋｇ/ｍ
(ｄ)Ｇｍ＝４００ｋｇ/ｍ(ｅ)Ｇｍ＝５００ｋｇ/ｍ
图８㊀Ｇｍ＝１００ｋｇ ｍ－１~５００ｋｇ ｍ－１
各计算方法结果对比
６７ 煤矿机电２０２０年第４１卷㊀㊀
㊀㊀由图(８)得出如下结论:
１)对于文献[６]~文献[１２]ꎬ增加非传动辊子数量ꎬ可以降低轴功率ꎮ
２)当传动辊子数量＝非传动辊子数量时ꎬ文献[６]~文献[１２]的计算结果较接近本文观点计算结果ꎮ
３)对于初学者和相关工程技术人员ꎬ在设计时需要考虑增加非传动辊子数量在全部辊子数量中的占比ꎮ
５　结论
１)较全面地分析了辊子输送机输送阻力矩ꎬ提出了一种辊子输送机功率计算方法ꎬ论证过程充分ꎬ能够合理地指导设计ꎮ
２)对比研究了不同参考文献的观点ꎬ分析了各自存在的不足和局限性ꎬ举例讨论了不同计算方法的差异ꎬ给出了差异存在的原因分析ꎬ并给出了一些合理建议ꎮ
３)研究方法和思路ꎬ为辊子输送机的精细化设计提供了重要的理论参考ꎬ也为类似输送设备的设计计算提供了一定借鉴ꎮ
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作者简介:唐兴华(１９８４ )ꎬ男ꎬ高级工程师ꎮ２００９年毕业于同济大学(硕士学位)ꎬ现主要从事船舶装备和生产流水线的设计工作ꎮ已发表学术论文２０篇ꎮ
(收稿日期:２０２０－０３－２０ꎻ责任编辑:贺琪)
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