基于图形解析的带式输送机逐点法张力计算软件

基于图形解析的带式输送机逐点法张力计算软件

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在机械化连续搬运设备中，带承载托辊的带式输送机（本文简称带式输送机）广泛应用于电力、冶金、煤炭等诸多行业，具有长距离、大运量、连续输送、易于实现自动化等特点，在各行各业普遍使用。

带式输送机由输送带、托辊、滚筒及驱动装置、制动器、张紧装置、头架、尾架等部分组成，结构复杂。带式输送机的设计首先需完成张力计算，获得准确的张力数据后，才能进行功率计算、电机选型、输送带的选型，以及头架、尾架、滚筒等受力部件的设计。因此准确的张力计算对带式输送机的设计尤为重要，它关系到带式输送机的运行安全和制造成本。

目前，带式输送机计算方法主要采用“GB/T17119-1997连续搬运设备带承载托辊的带式输送机运行功率和张力计算”，在DTII及DTII（A）系列的带式输送机设计手册中，也都按该方法来计算。“GB/T17119-1997”是国标且等同于国际标准ISO5048：1989的计算方法。

在国标“GB/T17119-1997”计算方法中，鉴于附加阻力计算的复杂性，以及为了实现简化计算的目的，引入了附加阻力系数C，并给出了简化的圆周驱动力计算公式：F U=CfLg[q RO+q RU+（2q B+q G）]+q G Hg+F S1+F S2。在DTII及DTII （A）系列的带式输送机设计手册所给出的计算实例中，根据上述的圆周驱动力计算公式，首先计算出总的圆周驱动力F U，在F U的基础上再完成轴功率、最大张力和各特性点张力等相关计算。在DTII（A）系列的设计手册给出的特性点张力计算公式中特别声明：“不适合于传动滚筒合张力的计算，更不适合用于确定圆周驱动力”。

如果引入附加阻力系数C，将出现以下几个问题：

1）带式输送机是一个封闭整体，计算的张力数值也应是闭合的，如果不闭合，说明某些点的张力值是不准确的。如果先计算出圆周驱动力FU，在FU

为已知条件且采用另一套公式计算各特性点张力，如何能实现张力的闭合？（是先有“蛋”后用“鸡”？还是先有“鸡”后有“蛋”？）

2）对于连续起伏的带式输送机如何实现计算的准确性？

3）对于多滚筒驱动如何实现张力的准确分配？

4）在国标“GB/T17119-1997”计算方法中，明确说明对于长度小于80m的带式输送机建议采用公式计算附加阻力，不建议仍采用C估算。

综上所述，引入附加阻力系数C对输送机的计算是有局限性的。在“GB/T17119-1997”中详细给出了各种阻力（包括附加阻力）的计算公式，如果利用这些计算公式，构建逐点法解析方程，采用先计算张力再计算驱动力的思路，多次迭代逐步求精，无需引入附加阻力系数C，便可避免上述4点问题，实现对输送机更精确的计算。

但是，采用逐点法计算同时也会带来以下问题：

1)逐点法计算过程繁琐，不适合人工计算；

2)逐点法计算需采集完整的输送机数据点。

因此，编写带式输送机计算软件实现逐点法计算，是解决计算过程繁琐的最佳途径，本软件采用国标“GB/T17119-1997”计算方法中的相关计算公式构建解析方程，利用软件技术实现多次迭代逐步求精，从而完成输送机各点的张力计算。

在采集输送机数据点过程中，本软件采用基于图形解析的方法，直接从输送机布置图中获得数据点，计算数据与输送机理论外形实现完全吻合。同时计算范围不受输送机布置形式限制，可完成多段凸凹弧布置、多段起伏布置、多驱动轮布置、长距离、大运量、大带宽等极端环境下的输送机计算（理论计算带宽可达3m）。

（未完待续……）

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