摘要：皮带机头尾架计算在整个皮带机系统的设计中占有重要的作用，工艺设计人员能否将基础荷载准确合理的提给土建设计人员关系到皮带机栈桥、卸煤沟、转运站等的基础造价。现如今设计人员对基础荷载的算法过于简单，没有切实可靠的理论依据，多数参考类似工程的情况较多。通过查阅文献与实际工程资料，现将基础荷载的算法作些探讨。
关键词：头部滚筒；基础载荷；计算
引言
皮带机作为连续输送机械，广泛用于矿山、化工、冶金、电力等工业领域。与其他类型的输送设备相比，具有生产率高、运行平稳可靠、结构简单、输送连续均匀、运行费用低、使用维护方便、可以多点受料卸料、易于实现自动控制及远程操作等优点。
1.现状及存在的问题
皮带机头部滚筒的设计计算主要包括两部分，第一部分是系统出力，即功率计算，这是设计的首要工作，直接决定皮带机的布置，电机的选择等。关于功率的计算，手册已有较为统一的计算方法，但由于各国标准不同，算法有所差异。另一部分则是对皮带机载荷分布的计算，包括各种机构间的相互作用力，输送物料载荷的传递，皮带和滚筒、托辊和皮带、皮带和物料间的摩擦计算，动态条件下载荷的变化，支架基础对基础面的载荷等，其中我们最关心的是输送机支架基础对基础面的载荷，因为这直接影响土建结构专业的受力分析和输煤系统栈桥等相关建筑的设计。
2.计算方法
现结合万基项目#10带的机架进行讨论，通过DT2可以算出系统出力，电机功率以及各特性点的受力大小，进而确定各种设备的选型规格。如下图#10带尾架基础。我们把增面滚筒、尾部支架、改向滚筒看做一个整体对其进行受力分析。该刚体目前受到的力可分为三类：
1）上下皮带作用于其上的拉力F1、F2。
2）其自身的重力G1、G2、G3。
3）埋铁对其的作用力F3、F4。由于F1、F2的作用会对刚体产生一个逆时针的力矩，因此可以从力的平衡与力矩平衡两方面进行分析讨论，计算出埋铁所受的荷载。如下图2
图2 皮带机尾架荷载分布图
当确定好各个设备的型号之后，我们可以依据手册查出支架、滚筒的重量，以及支架间的距离，只有埋铁所受的力F3、F4是未知量。现根据力的平衡与力矩平衡计算如下。
力的平衡：
X方向 F1COSα+ F2COSα- F5 - F6=0 （1）
Y方向 F1SINα+ F2SINα+F3-F4-G1-G2-G3=0 （2）
力矩平衡：以F3所在处的埋铁中心为基点做力矩平衡：
逆时针方向：F1COSα*（H1+D/2）+F1SINα*（L3+L4）+F2COSα*（H1-D/2）+F2SINα*（L3+L4）（3）
顺时针方向：G1*L1+G2*L2+G3*（L3+L4）+F4*L4 （4）
由于顺时针方向的力矩与逆时针方向的力矩相等可求出F4。将F4带入方程式（2）中可计算出F3。水平方向可近似的认为F5=F6，带入方程式（1）中可求得F5、F6。
3.工程实例与分析
本文以某项目港口输送工程输送物料运量大，种类复杂，现将该计算方法应用到工程项目中，列举出SC-01皮带机尾架、S-02皮带机中部驱动架计算结果。
SC-01皮带的基本参数：输送带宽度B=1200mm，输送速度V=3.15m/s，输送量Q=1200t/h，头尾滚水平中心距Lh=595.37m，输送倾角θ=0°，电机功率：160kW。
S-02皮带的基本参数：输送带宽度B=1000mm，输送速度V=2.8m/s，输送量Q=1200t/h，头尾滚水平中心距Lh=2735m，输送倾角θ=9°，电机功率：2×450kW。
利用基本参数F1、F2、G1、G2、G3见下表
4.结语
皮带机头尾架形式很多，其支架埋铁一侧一般为两块，基于力的平衡与力矩平衡很容易算出荷载的大小。
参考文献：
[1]DTⅡ型固定式皮带机设计选用手册
[2]运输机械设计选用手册CIP（98）22740
[3]火力发电厂运煤设计技术规程第一部分：运煤系统 DL/T5187.1-2004
论文作者:李少康
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/29
标签：力矩论文; 荷载论文; 载荷论文; 皮带论文; 基础论文; 头尾论文; 滚筒论文; 《电力设备》2018年第29期论文;