1、傳統(tǒng)設(shè)計方法
目前為止,設(shè)計帶式輸送機均以靜態(tài)計算法為基礎(chǔ),用較大功率儲備系數(shù)確定電機,采用大安全系數(shù)選擇膠帶。以此作為對動態(tài)應(yīng)力的補償。后來,對于長距離大運量輸送機則要求計算啟(制)動系統(tǒng)慣性力,對初選電機功率和膠帶強度進行校核。同時采用電氣或機械軟啟動裝置來改善啟(制)動性能。由于靜態(tài)計算法設(shè)計對所有不同布置形式、不同工況,無論長短、簡單和復(fù)雜均采用統(tǒng)一辦法計算選型,也許對于某些工程是比較適合的,但對大多數(shù)工程來說,可能因為選用了過高強度的膠帶和相應(yīng)的設(shè)備而降低了工程的經(jīng)濟效益。

與其它運輸方式(鐵路、公路)比較,帶式輸送機運營費用低。一般為其它方式的1/2~1/5。在國外,用于大宗散料輸送的長距離輸送機的造價為100—300萬美元/km,計算選型對工程經(jīng)濟效益影響極大。
2、動態(tài)分析設(shè)計法
帶式輸送機出現(xiàn)故障會影響生產(chǎn)率,帶來經(jīng)濟損失。事故原因多半與動載荷有關(guān)。研究表明,輸送機的啟、制動特性對縱向振動起重要作用;而輸送帶的張力、槽型和托輥間距是膠帶產(chǎn)生橫向振動的主要因素。不當(dāng)?shù)脑O(shè)計會使托輥的激振頻率與膠帶張緊后的固有頻率相互接近,激發(fā)縱向或者橫向共振而產(chǎn)生很大的動態(tài)應(yīng)力,直至引發(fā)故障。
動態(tài)分析設(shè)計法的目的在于降低輸送帶的安全系數(shù)并提高縱、橫向穩(wěn)定性。
一個先進的帶式輸送機設(shè)計具有下列特點:
(1)高速窄帶。V>5m/s,即使是大運量,帶寬B也控制在1000左右;
(2)啟制動采用軟特性控制,降低動態(tài)應(yīng)力;
(3)無共振設(shè)計。
如將膠帶靜態(tài)應(yīng)力限制在彈性極限的500jo以內(nèi),使工作載荷大約為抗拉極限的1/3,安全系數(shù)為3。在最大載荷(加上附加載荷和啟制動時的動載荷)
∑Ta-附加載荷(下垂、彎曲、轉(zhuǎn)載、物料沖擊等等)。
如果轉(zhuǎn)載端設(shè)計正確,啟(制)動采用軟特性控制,則振動可以消除,動載荷降到最低,沖擊減小,附加載荷將很小。此外,選用大廠制造的膠帶產(chǎn)品,排除鋼繩芯殘余應(yīng)力。長距離帶可不考慮因疲勞而降低抗拉極限問題。
在此條件下,膠帶的安全系數(shù)值如能控制在n=3.3左右,膠帶的選用強度和輸送機相關(guān)費用將有較大幅度的降低。這就是動態(tài)分析設(shè)計法的任務(wù)。
動態(tài)分析設(shè)計程序:
①采用常規(guī)靜態(tài)計算法確定計算參數(shù)及各種工況下的功率、逐點張力、安全系數(shù)、激振頻率和選型數(shù)據(jù)。
②用輸送帶速度、張力和激振頻率之間的關(guān)系對輸送帶上下分支全長的運行穩(wěn)定性進行定量分析。
③啟動(制動)、運行工況動態(tài)和靜態(tài)性能分析。
④在程序控制下,反復(fù)地修改原設(shè)計參數(shù)(增大速度減小帶寬,降低帶強,改變托輥參數(shù)…)并對新的系統(tǒng)全長的穩(wěn)定性重新進行分析。
⑤直到最優(yōu)化境界:一條原理先進,經(jīng)濟可靠,運行平穩(wěn),不會激起共振的輸送系統(tǒng)。
程序框圖見圖9、圖10。
需要說明的是,目前帶式輸送機動態(tài)分析設(shè)計方法還僅掌握在少數(shù)人手中,尚未作為一種通用手段進行推廣,膠帶動態(tài)安全系數(shù)的確定仍受到各國家現(xiàn)行規(guī)范的約束。雖然這種方法的優(yōu)越性十分明顯,但廣泛應(yīng)用尚需時日。