DIN22101 德国连续搬运设备 输送散状物料的带式输送机计算及设计基础

德国工业标准2002.8连续搬运设备输送散状物料的带式输送机计算及设计基础DIN22101ICS53.040.10代替1982年02月版1目次前言1适用范围2相关标准3概念4公式的符号及单位5体积输送量和质量输送量6稳定工况的运行阻力和功率消耗6.1一般规定6.2主要阻力6.2.1一般规定6.2.2主要阻力的计算6.2.3模拟摩擦系数f的确定6.3附加阻力6.3.1一般规定6.3.2单项附加阻力的确定6.3.3总附加阻力的确定6.4提升阻力6.5特种阻力6.5.1一般规定6.5.2单项特种阻力的测定7驱动系统的设计7.1一般规定7.2驱动装置位置、驱动电机的规格和数量7.2.1一般规定7.2.2水平输送机及轻微倾斜输送机7.2.3上运输送机7.2.4下运输送机7.2.5具有下降和提升运输段的输送机7.3起动、制动和停止7.3.1起动7.3.2制动和停止8输送带张力和拉紧力8.1一般规定8.2要求的输送带张力8.2.1一般说明8.2.2传递滚筒圆周力的昀小输送带张力8.2.3限制输送带垂度及保证输送带正确导向的昀小输送带张力8.3上、下分支局部输送带张力的变化8.3.1一般说明8.3.2稳定工况8.3.3非稳定工况8.4拉紧力和拉紧行程8.5上、下分支局部的输送带张力8.5.1一般规定8.5.2非稳定工况8.5.3稳定工况9输送带宽度面上的张力分布9.1一般规定9.2槽形过渡9.2.1一般规定9.2.2织物芯输送带张力分布9.2.3钢丝绳芯输送带张力分布9.3曲线段9.3.1水平曲线段9.3.2垂直曲线段10输送带设计10.1一般规定10.2输送带承拉构件的设计10.3输送带覆盖层的设计11滚筒昀小直径12槽形过渡段和垂直曲线半径的设计12.1一般说明12.2槽形过渡段昀小长度的确定12.2.1一般规定12.2.2织物芯输送带12.2.3钢丝绳芯输送带12.3垂直过渡弧昀小半径的确定12.3.1一般规定12.3.2凸弧曲线12.3.3凹弧曲线13输送带翻转的设计2附件A(信息)各章说明参考文献附件B(信息)与国际标准相关的说明3前言本标准根据矿业标准委员会中“输送带”工作委员会的工作范围而制订。附件A和B用于提供信息。称谓附件既是提供资料。本标准与之相关的国际标准化组织(ISO)颁布的标准：ISO5048：1989、ISO/DIS3870：1996、ISO5293：1981、ISO3684：1990(见附件B)。更改：相对于DIN22101：1982-02作如下方面更改：a)运行阻力和功率消耗的计算处理b)改变模拟摩擦系数值的计算处理c)引入输送带宽幅面上的张力分布计算d)引入有限制考虑非稳定工况e)设计输送带时安全系数的新方法f)对标准内容进行全面加工处理g)更新引用的标准h)对标准进行编辑处理以前颁布的标准：DIN矿业2101第一部分1933-07DIN矿业2101第二部分1933-07DIN矿业2101第三部分1933-07DIN22101：1942-02，1982-021适用范围本标准适用于输送散状物料的带式输送机的计算及设计基础。它有可能是提出的输送任务来确定带式输送机的重要部件(如驱动装置、制动装置、拉紧装置)的基本特性并说明输送带设计的方法。2相关标准本标准包含了以标注年代和未标注年代的引证形式的其它版本的规定。这些标准式的引证均在文中各个部分加以引用，并在后面列举版本。对于标注年代的引证，如果此版本已作更改或加工处理，该版本后来更改或加工处理均属于本标准。对于未标注年代的引证，只涉及所采用版本的昀后版次(包括更改)。DIN15207-1连续搬运设备——带式输送机托辊——散状物料的主要尺寸——托辊DIN22102-1织物芯——散状物料带式输送机——尺寸、质量要求、标识DIN22102-3织物芯——散状物料带式输送机——无缝输送带连接不可分输送带连接DIN22107连续搬运设备——散状物料带式输送机托辊布置——主要尺寸DIN22109-1煤矿用织物芯输送带——井下用单层芯PVG或PVC的输送带——尺寸，要求4DIN22109-2煤矿用织物芯输送带——井下用两层芯层橡胶或PVC的输送带——尺寸，要求DIN22109-4煤矿用织物芯输送带——井上用两层芯橡胶输送带——尺寸，要求DIN22110-3输送带连接检测方法——输送带连接点疲劳强度的确定(动力测试方法)DIN22112-1井下煤矿用带式输送机——托辊——第一部分：尺寸DIN22112-1井下煤矿用带式输送机——托辊——第二部分：要求DIN22121煤矿用织物芯输送带——两层芯无缝接头输送带——尺寸，要求，标识DIN22129-1井下煤矿用钢丝绳芯带式输送机——尺寸，要求DIN22129-4井下煤矿用钢丝绳芯带式输送机——接头——尺寸，要求DIN22131-1适合通用运输技术的钢丝绳芯带式输送机——尺寸，要求ISO3684：1990-3输送机输送带——滚筒昀小直径的确定3概念下述概念适合本标准的应用。3.1带式输送机本标准中带式输送机的含义，是利用循环运行的输送带，输送散状物料的连续输送机。输送带的承拉构件由织物芯或钢丝绳芯组成，输送带的覆盖层由橡胶或塑料制造(例如按DIN22102-1，DIN22109-1，DIN22109-2，DIN22109-4，DIN22129-1和DIN22131-1)，输送带的托辊(例如按DIN15207-1，DIN22112-1和DIN22112-2)支承并绕过滚筒，通过摩擦力驱动或制动(托辊的布置，例如按DIN22107)。4符号及单位表1符号及单位符号意义单位A装料断面的面积m2A1装料断面中水平部分以上三角形部分的面积m2(mm2)a)A2当β=0°时的装料断面的面积(水平断面面积)m2(mm2)a)AGr带式清扫器和输送带之间的有效接触面积mm2B带宽mmC综合附加阻力系数-DTR滚筒直径mmELGK输送带全部承载芯层(带芯)的弹性模量N/mmFa加速/减速时的输送带张力NFAuf一个加料段范围内输送载荷与输送带之间的惯性阻力和摩擦阻力NFE压陷阻力NFGa线路上设置物料转载点的阻力NFGb输送带弯曲阻力NFGr带式清扫器的摩擦阻力N5FH上、下分支主要阻力的总和NFN附加阻力的总和NFR托辊滚动阻力NFRst前倾阻力NFS特种阻力的总和NFSch在加料段加速区域外输送物料与导料槽侧壁间的摩擦阻力NFSchb一个加料段加速区域外输送物料与导料槽侧壁间的摩擦阻力NFSp拉紧滚筒轴上的拉紧力NFSt输送载荷的提升阻力的总和NFT输送带局部拉力(分支力)NFTm上、下分支的平均输送带张力N△FTm平均输送带张力FTm与昀小输送带张力FT,min之差NFTr滚筒圆周驱动力的总和NFT1传动滚筒昀大输送带张力(分支力)NFT2传动滚筒昀小输送带张力(分支力)NFW稳定工况下上、下分支运行阻力的总和(等于滚筒圆周驱动力的总和)NH输送高度(上运时H0；下运时H0)mIm质量输送量kg/sIm,N额定质量输送量kg/sIv体积输送量m3/sIv,N额定体积输送量m3/sL滚筒中心距mPW稳定工况下运行阻力所需的传动滚筒圆周上的总功率kWPM驱动电动机总功率kWPM,N驱动电动机额定功率kWRa垂直凹过渡弧半径m(mm)a)Re垂直凸过渡弧半径m(mm)a)S0考虑接头工艺条件下的输送带安全系数-S1考虑到使用寿命值和使用荷载的输送带安全系数-a加速度或减速度m/s2b可利用的带宽mmbs支承在一个侧辊上的输送带部分的尺寸(仅在采用2辊和3辊成槽时)mmbSch导料槽的内宽McR将托辊质量转换到其圆周上的计算系数-cRank(Rankine)兰金系数-cRst计算倾斜阻力的系数-cSchb综合考虑加料区段内输送物料和导料槽侧板间由于给定质量输送量的堵塞压力所引起的附加阻力的系数-cTr确定昀小滚筒直径的系数-cü确定槽形过渡长度近似值的系数-6dAb清扫器材料厚度mmdGk承载的纵向拉力承载件的厚度(不含例如，上纬线或纬线)mme自然对数的底(e=2.71828......)-eK由输送带中性轴线到带边中心线(带芯中心)的高度mmeM由输送带中性轴线到带中心部的带芯中心的高度mmf假想摩擦系数-g重力加速度(g=9.81m/s2)m/s2h局部截面的高度差mhrel输送带昀大垂度与托辊间距之比-hk,o输送带边与槽形托辊组底平面的距离mmhk,1输送带边与滚筒表面平面的距离mmhTr槽形过渡段滚筒上平面与槽形托辊组槽底平面的距离mmk输送带张力与带宽之比N/mmkK带边张力与带宽之比N/mmkM输送带中心范围张力与带宽之比N/mmkN输送带额定拉断力与带宽之比N/mmkt输送带接头疲劳强度参考值N/mmkt,rel输送带接头疲劳强度相对参考值-△k带边和带中心与带宽之比之间的差值N/mml一个区段的长度mlb加料区域内加速段长度mlk槽形过渡区带边的长度mlM三托辊布置时中间托辊壳体长度m(mm)a)lSch导料槽侧板长度m△l长度为l的局部区段中的输送带长度mlR托辊间距mlü槽形过渡段的长度mLÜ;c钢丝绳芯输送带槽形过渡段的基准长度mlw输送带翻转长度m∑m直线运动质量以及非驱动或非制动的转换到其圆周上的旋转质量之和kgm'G输送带的区段载荷kg/mm'l均布在输送长度上的输送载荷产生的区段载荷kg/mm'l,,n额定加载量产生的区段载荷kg/mm'R滚动托辊部分产生的区段载荷kg/mn一台输送机的局部区段数-pGr带式清扫器与输送带之间的压力N/mm2pA与传动滚筒相关的起动系数：传动滚筒圆周力FTr,A,max和输送机设计确定的力FW,max的之比-pA,O与驱动相关的起动系数：输送机高速运转时产生有效驱动特性曲线的-7驱动扭距和电机扭距符合安装电机功率pM,inst之比pB与制动滚筒相关的制动系数：制动滚筒圆周力FTr,B和设计输送机确定的力FW,max的之比-pB,O与制动相关的制动系数：产生有效制动特性曲线的制动扭距和电机扭距符合安装电机功率pM,inst之比q确定主要阻力的系数-sB制动行程msSp拉紧滚筒行程mtB制动时间sv输送带速度m/svo输送载荷进入输送方向的速度m/szL输送带的带芯层数-zM电动机的安装数量-zR在一局部区段(上或下分支)托辊组的数量-zR,st在一局部区段(上或下分支)可调倾斜托辊组的数量-α滚筒的围包角°或弧度β计算部分断面积A1th用的等效堆积角°βdyn被输送物料的实际动堆积角°δ输送机的倾角(上运时δ0，下运时δ0)°ε托辊倾斜角°△εK凹过渡弧或凸过渡弧上输送带边的附加伸长度(正或负)-△εK-很长的过渡段中间△εK的极限值-△εM凹过渡弧或凸过渡弧上输送带中心的附加伸长度(正或负)-△εM-很长的过渡段中间△εM的极限值-△ε-很长的过渡段中间输送带中心与带边之间的伸差-ηges电机轴与滚筒轴之间全部传动环节的总效率-λ上分支或下分支输送带的槽角-μ输送带与滚筒间的摩擦系数-μ1输送带与输送物料间的摩擦系数-μ2输送带与导料槽侧板间的摩擦系数-μ3输送带与托辊间的摩擦系数-μ4输送带与带式清扫器间的摩擦系数-ρ被输送物料的堆积密度kg/m3φ有效装满系数-φBetr相对于输送机生产条件的装满系数-φSt倾斜输送时对于理论总断面积Ath的装满系数的缩减系数-φSt,1堆积三角形理论部分断面积A1th的装满系数的缩减系数-a)在一些公式中采用了括弧内给定单位的量数8表2下标的含义符号意义A起动时B停止时a非稳定工况下(起动、停止)eff有效的erf需要的i分支区段的循环变量j输送带回转点的循环变量inst安装的max昀大min昀小o上分支red减少的th理论的u下分支*标记工况的循环变量5体积输送量和质量输送量带式输送机的昀大体积输送量和质量输送量，受运行输送带上可调整的装料断面面积的影响。装料断面面积则取决于输送带的动堆积角及装料条件。在计算昀大体积输送量和质量输送量时，应尝试找出等效的、简便的几何断面面积。该理论断面面积Ath是根据输送带在托辊上的形状和输