链式输送机的承载能力计算需综合考虑链条强度、物料特性、运行参数及环境因素,其步骤如下:
1. 确定基本设计参数
- 物料特性:包括密度(ρ,kg/m³)、堆积角、粒度及湿度,影响载荷分布与摩擦阻力。
- 输送参数:输送量(Q,t/h)、输送速度(v,m/s)、输送机长度(L,m)及倾角(θ)。
- 运行环境:温度、湿度、腐蚀性等,决定链条材质(如碳钢、不锈钢)及润滑需求。
2. 计算有效张力(F_total)
总张力由物料负载、摩擦阻力及垂直提升力组成:
\[
F_{\text{total}} = F_{\text{material}} + F_{\text{friction}} + F_{\text{lift}}
\]
- 物料负载(F_material):
\[
F_{\text{material}} = \mu_1 \cdot g \cdot Q \cdot L / (3.6v)
\]
其中,μ₁为物料与槽体的摩擦系数,g为重力加速度(9.81m/s²)。
- 摩擦阻力(F_friction):
\[
F_{\text{friction}} = \mu_2 \cdot g \cdot (m_c + m_m) \cdot L
\]
μ₂为链条与导轨摩擦系数,m_c为链条单位质量(kg/m),m_m为物料线载荷(kg/m)。
- 垂直提升力(F_lift)(仅当倾角θ>0时):
\[
F_{\text{lift}} = g \cdot Q \cdot H / (3.6v)
\]
H为垂直提升高度(H=L·sinθ)。
3. 校核链条强度
链条破断强度需满足:
\[
S_{\text{破断}} \geq F_{\text{total}} \cdot n
\]
安全系数n通常取7~10,重载或高频工况需增大至12~15。
双链条需考虑载荷不均,单链受力按总张力60%~70%计算。
4. 附加校核与优化
- 驱动功率:P = F_total·v / (1000η),η为传动效率(0.8~0.9)。
- 链轮啮合:校验链轮齿数与链条节距匹配性,避免跳齿。
- 动态载荷:启停惯性力按静态张力1.2~1.5倍估算,变频启动可降低冲击。
- 磨损寿命:依据ISO 15607计算疲劳强度,定期检测链条伸长率(超过3%需更换)。
示例简算
某水平输送机参数:Q=50t/h,v=0.5m/s,L=30m,ρ=800kg/m³,μ₁=0.6,μ₂=0.2,m_c=15kg/m。
- m_m = Q/(3.6v) = 50/(3.6×0.5) ≈27.78kg/m
- F_material = 0.6×9.81×27.78×30 ≈4,900N
- F_friction = 0.2×9.81×(15+27.78)×30 ≈2,520N
- F_total ≈7,420N
选链条破断强度≥7,420×10=74.2kN,可选10B系列(破断强度~98kN)。
注意事项
- 长距离输送需分段计算张力,采用中间驱动或张紧装置。
- 高温环境需乘以材料强度折减系数(如304不锈钢在300℃时强度下降20%)。
- 定期检测链条伸长、销轴磨损及链板裂纹,建立预防性维护周期。
以程需结合GB/T 10596、DIN 8167等标准,并参考制造商技术手册进行细化设计。