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バケット エレベーターのベルト張力の計算は、ヘッド プーリーの周力 Fu、緩み側の張力 T2、締まり側の張力 T1 = T2 Fu、および幅 1 ミリメートルあたりのベルトの定格張力の 4 つの数値が得られると完了します。
Fu は、材料を持ち上げ、ベルト、バケット、シャフトを引きずるためにドライブが克服しなければならない合計の力です。 T2 は、巻き取りがブーツのベルトに加える張力です。これがなければ、ベルトは単にヘッドプーリーの上を滑るだけです。 T1 ÷ T2 の比が e を超えることはできないため、この 2 つはプーリーの摩擦によって結合されます。 (μθ) ここで、μ はベルトとプーリーの間の摩擦係数、θ はラジアン単位の巻き角です。
この記事全体で使用されている実際の例は、1.4 m/s で 30 m を持ち上げる 60 t/h の肥料エレベーターです。これは、ほとんどの複合肥料ラインに見られるサイズです。
数式に触れる前に収集する入力
通常、これら 9 つの値のうち 1 つが欠けていると、きちんとした計算が 20 ～ 30% のエラーになってしまいます。
| シンボル | 意味 | 値の例 |
|---|---|---|
| Q | 定格容量、t/h | 60 |
| H | リフト高さ、中心間、m | 30 |
| v | ベルト速度、m/s | 1.4 |
| qm | ベルト 1 メートルあたりの材料質量、kg/m | 11.9 |
| qB | ベルト質量/メートル、kg/m | 9.0 |
| qG | メートルあたりのバケット質量、kg/m | 14.0 |
| μ | ベルトとプーリーの摩擦係数 | 0.35、ラグあり |
| θ | ラップ角度、ラジアン | 3.14、つまり 180° |
| η | 駆動効率、ギアボックスおよびカップリング | 0.92 |
バケットが物理的に保持できる最大値ではなく、定格負荷を使用してください。ベルトエレベータは、通常、バケットが材料をリターンストランドに運ぶのではなく、きれいに排出できるように、そのデューティポイントより 10 ～ 20% 大きいサイズになっています。
ステップ 1: 容量をベルト 1 メートルあたりの質量に変換する
吊り上げ荷重は、1 時間あたりのトンではなく、1 メートルあたりのキログラムに依存するため、まず qm = Q ÷ (3.6 × v) に変換します。 1.4 m/s で 60 t/h の場合、60 ÷ (3.6 × 1.4) = 11.9 kg/m となります。
純粋な揚力は 9.81 × 11.9 × 30 = 3 500 N、つまり 3.5 kN になります。これは負荷の有用な部分であり、それだけではドライブのサイズを決定するのに十分ではありません。
素材の挙動によって、その上にどれだけのマージンを乗せるかが決まります。乾燥した複合肥料はほぼ完全に排出されますが、粘着性の高い水分の多い飼料はバケツに張り付いて、自重として戻り糸に乗って戻ってきます。 有機肥料生産ライン バケットクリアランスを広くし、速度を下げることでこれに対処できます。両方の要因により、適用する必要がある損失係数が変わります。
ステップ 2: 周辺力を構築する
まず答えてください。ほとんどのベルト エレベーターでは、Fu = 9.81 × qm × H × k、k は 1.15 ～ 1.35 です。
係数 k は、高さに比例しないすべてのものを吸収します。バケットがブーツに食い込むときのすくう抵抗、プーリーの周りでのベルトとバケットのたわみ、ヘッドとブーツのシャフトでのベアリングの摩擦、リターンストランドに運ばれる残留物などです。
k = 1.25 の場合、この例では Fu = 9.81 × 11.9 × 30 × 1.25 = 4 380 N、つまり 4.4 kN となります。
引用符をチェックするときに便利なショートカット: Fu ≈ 3.4 × Q × H ÷ v、ここでは 4 371 N が返されます。
| コンポーネント | 福のシェア |
|---|---|
| 材料を持ち上げる | 75-85% |
| ブーツをすくう | 5～12% |
| ベアリング、ベルトのたわみ、残留物 | 8-15% |
ステップ 3: プーリーの摩擦により緩み側の張力が設定される
最初に答えてください: T2 は少なくとも Fu ÷ (e (μθ) - 1)、T1 は T2 Fu になります。
180° ラップのきれいなラグ付きプーリーでは、μθ ≈ 1.10 および e が得られます。 1.10 ≈ 3.0 なので、T2 ≥ 4.4 ÷ 2.0 = 2.2 kN、T1 = 6.6 kN となります。
そのオイラー値をターゲットではなく下限として扱います。ほこりの膜、オイルミスト、またはガラスの遅れによりμが 0.20 ～ 0.25 に低下し、必要な T2 が再び半分になります。 20 ～ 30% のマージンを追加すると、設計 T2 は約 2.8 kN、設計 T1 は約 7.2 kN になります。
| ベルトとプーリの摩擦μ | 巻き角θ | e (μθ) | 最小 T2 ÷ Fu |
|---|---|---|---|
| 0.25、乾式スチールプーリー | 180° | 2.19 | 0.84 |
| 0.30、ダストラグ | 180° | 2.57 | 0.64 |
| 0.35、きれいなラグプーリー | 180° | 3.00 | 0.50 |
| 0.35、ラグあり with snub pulley | 210° | 3.60 | 0.38 |
| 0.40、ラバーラギング | 200° | 4.04 | 0.33 |
ステップ 4: 悪い回答を見つけるための 4 つのチェック
それぞれがある時点でプロジェクトをキャンセルしているため、計算がオフィスを離れる前にこれらを実行します。
- ベルトの強度。 T1 をベルト幅 (ミリメートル) で割って、ベルトの定格張力と比較します。機械的スプライスを備えた布地ベルトの安全率は少なくとも 10、加硫ジョイントの場合は 8 の安全率を維持してください。肥料エレベーターでは通常、ベルトはバケットの幅によって選択されるため、このチェックではベルトのサイズではなくマージンを確認します。
- 駆動力。 軸出力は Fu × v ÷ 1000 = 4.4 × 1.4 = 6.1 kW となります。ドライブ効率 (6.1 ÷ 0.92 = 6.7 kW) で割って、1.15 ～ 1.25 のサービスファクタを適用します。エレベータがフル負荷で再起動する場合は、次の標準サイズのモータを使用してください。
- 始動トルクと軸荷重。 ヘッドシャフトのトルクはFu×プーリー径÷2です。630mmプーリーでは1.4kN・mとなり、ベルト定格ではなくこの数値でギヤボックスが決まることが多いです。
- テイクアップ旅行。 少なくとも 1% のリフトに 150 mm を加えてください。新しいベルトは最初の 1 か月でセンターの 0.5 ～ 1.5% を占め、スクリューの巻き取りが底に達すると議論は終了します。
ベルトまたはチェーン: 計算が変わる場所
チェーンエレベーターにはオイラー制限がありません。チェーンはスプロケットに固定されるのに十分な張力だけが必要なため、T2 は Fu のほんの一部であり、チェーンの自重が最大の単一荷重となり、チェーンとスプロケットが摩耗する主な原因となります。
ベルト機械はより高速に動作し、チェーンの場合は 0.4 ～ 0.8 m/s であるのに対し、通常は 1.0 ～ 1.6 m/s で動作し、壊れやすい肥料顆粒をより少ない破損で処理します。チェーンユニットは高温や粘着性のある素材に耐えられますが、より多くのメンテナンスが必要になります。肥料のベルト作業には、通常、遠心排出式の TH シリーズが選択されます。
バラ物吊り上げ用チェーンバケットエレベーター THシリーズ 深型または浅型バケット、容量 0.65 ～ 47.2 m3/h、揚程 4.52 ～ 30.32 m の 4 つのモデルを備えたチェーン式垂直エレベーター。チェーンのトラクションは、高温または粘着性のある大量の作業に適しています。 製品を見る→ 仕様に書き込む価値のある現場検証と公差
計算をチェックする最も明確な方法は、T2 を直接測定することです。重力巻き取りでは、ガイドの摩擦を無視すると、T2 は巻き取り質量 × 9.81 に等しくなります。
| チェックする | 代表値 |
|---|---|
| 設計に反したベルト速度 | ±5％以内 |
| 計算された定格デューティに対するモータ電流 | ±10％以内 |
| 1か月後の残りの移動距離 | リフトの少なくとも 1% プラス 150 mm |
| 最初の 4 週間でベルトが新たに伸びました | センターの 0.5 ～ 1.5% |
| バケットとケーシングのクリアランス | 20～40mm |
| フルシフト後のヘッドプーリーの温度上昇 | 15℃を超えるとスリップ警報が出ます |
巻き取りが正常に見えるにもかかわらずベルトが滑る場合は、張力を加える前に遅れを検査してください。摩耗したゴムや光沢のあるゴムはμを半分にする可能性があり、巻き取り力を合理的に増加させないと、プーリー表面が提供しなくなったグリップは回復しません。
実際の緊張感を静かに 20 ～ 30% 高めるミス
- 定格負荷ではなく最大バケット容量を使用するため、下流のすべてのコンポーネントが過大になります。
- 一度も清掃されておらず、防塵フードの下にあるプーリーでは μ = 0.35 と仮定します。
- コールドスタートを無視すると、濃いギアオイルと材料で満たされたブーツにより、離脱トルクが運転値の1.3〜1.5倍に押し上げられます。
- すでに慣らしが行われ、張られているベルトの巻き取り移動量をサイジングします。
- 材料が排出できず、自重として戻ってくる場合、戻りストランドを空として扱います。
よくある質問
容量と高さだけからベルト張力を推定できますか?
はい、およそ 20% 以内です。 Fu ≈ 3.4 × Q × H ÷ v を使用し、180° ラップできれいなラグ付きプーリーの場合は T2 ≈ Fu ÷ 2 を使用し、T1 = T2 Fu となります。ベルトを購入するのではなく、見積もりに異議を唱えるには十分です。
適切な張力があるのにベルトが滑るのはなぜですか?
テンションというよりμが変わってしまったので。グリース、ほこり、光沢のあるラギングまたは磨耗したラギング、またはベルトのプロファイルと一致しなくなったプーリー クラウンはすべて摩擦係数を低下させるため、必要な T2 は 50% 以上上昇します。まずプーリーの表面を検査します。
重力かネジの巻き取りか？
ベルトが伸びても重力の影響で T2 が一定に保たれますが、これは 20 m を超える塔では重要です。ねじの巻き取りは安価で、最初の 1 か月後とその後も定期的に誰かがねじを締め直す予定であれば、短いエレベーターでは完全に適切です。
スナッブプーリーは必要ですか?
単純な 180° ラップでは、ベルトを過剰に張らずに必要な T2 を実現できない場合に限ります。 210° のスナブ プーリーでは、必要な T2 が約 4 分の 1 削減されますが、余分な曲げと検査すべき摩耗点が 1 つ増えます。
張力の計算は、入力がテーブル上にあり、値が算術ではなくチェックされると、20 分間の練習になります。 T1 をベルト幅に対して検証し、モーターとギアボックスを起動トルクに対して検証し、T2 を実際に測定できる巻き取りに対して検証します。
完全な肥料ラインでは、エレベーターはクーラーとスクリーンの間に設置されているため、そのデューティポイントは周囲のすべてのものによって固定されます。そのため、すべてのコンポーネントにさらに 20% を追加するのではなく、数値を正確に把握する価値があります。結果をすでに実行中のマシンと比較するには、 Alisen 機器カタログ ベルトおよびチェーン エレベーターの容量、リフト高さ、駆動定格をリストします。
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