คู่มือนี้จะแสดงวิธีการคำนวณ ปรับตั้ง และตรวจสอบความตึงของสายพานลำเลียงตั้งแต่การออกแบบไปจนถึงการทดสอบเดินเครื่อง คู่มือนี้เปรียบเทียบมาตรฐาน ISO 5048, CEMA และ DIN 22101 อธิบาย T₁/T₂/T₀ และอธิบายว่าแต่ละวิธีเป็นเครื่องมือที่เหมาะสมเมื่อใด คุณจะได้รับสูตรที่พร้อมใช้งานจริง ตัวอย่างที่ใช้งานได้จริง สมการที่พร้อมใช้งานสำหรับ HTML และการตรวจสอบเชิงปฏิบัติ เช่น อัตราส่วนการยุบตัว การอ่านค่าจากโหลดเซลล์ และกลยุทธ์การรับแรงดึง เนื้อหามีพื้นฐานมาจากมาตรฐานและแนวปฏิบัติในโรงงาน ไม่มีการโฆษณาเกินจริง มีเพียงสิ่งที่ได้ผลจริง คาดหวังคำแนะนำที่กระชับ คำถามที่พบบ่อยสำหรับการแก้ไขปัญหา และเทมเพลตที่ช่วยให้ระบบมีประสิทธิภาพ เชื่อถือได้ และปลอดภัย
1. เหตุใดความตึงของสายพานลำเลียงจึงกำหนดทุกอย่างเกี่ยวกับประสิทธิภาพ
ในระบบสายพานลำเลียงทั้งหมด ความตึงของสายพานลำเลียงถือเป็นตัวแปรสำคัญที่เชื่อมโยง “ประสิทธิภาพการออกแบบ” และ “ประสิทธิภาพการทำงานจริง”
คุณสมบัติของสายพานลำเลียงเอง เช่น ความต้านทานแรงดึง โมดูลัส ประสิทธิภาพการต่อรอย ความต้านทานการเสียดสีและความร้อนของยางหุ้ม เป็นตัวกำหนดความสามารถในการรับน้ำหนักสูงสุด นอกจากนี้ยังเป็นตัวกำหนดแรงดึงสูงสุดที่สายพานลำเลียงยางของคุณสามารถทนได้ บทบาทของแรงดึงสายพานลำเลียงคือเพื่อให้แน่ใจว่าพารามิเตอร์การออกแบบเหล่านี้ได้รับการใช้งานอย่างถูกต้องในการใช้งานจริง
- ในระดับการออกแบบ แรงดึงจะควบคุมแรงเสียดทานระหว่างสายพานลำเลียงและลูกกลิ้งขับเคลื่อน จึงมั่นใจได้ว่าจะส่งแรงขับเคลื่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
- ในระดับปฏิบัติการ แรงตึงจะรักษาอัตราส่วนการหย่อนที่เหมาะสมบนส่วนกลับ ป้องกันไม่ให้สายพานลื่นหรือหย่อน
- ที่ ระดับการบำรุงรักษาการเปลี่ยนแปลงของแรงดึงสะท้อนถึงความเสถียรของสภาพอุปกรณ์ เช่น การเปลี่ยนแปลงของความต้านทานของล้อเฟือง การยืดตัวของข้อต่อ และการซีดจางของอุปกรณ์ปรับความตึง
หากความตึงของสายพานลำเลียงต่ำเกินไป สายพานลำเลียงจะลื่น วิ่งออกนอกเส้นทางและลดประสิทธิภาพการลำเลียง ในกรณีที่รุนแรง อาจทำให้เกิดการติดขัดระหว่าง สายพานลำเลียงยาง และ รอกเฟืองขับหรือรอกขับเคลื่อน.
หากความตึงสูงเกินไป จะทำให้เส้นใยแกนสายพานเกิดความล้าได้ ความเสียหายจากการโอเวอร์โหลด ไปยังตลับลูกปืนลูกกลิ้งและก่อนกำหนด การแตกร้าวของข้อต่อส่งผลให้เกิดสถานการณ์ที่ทั้งสองฝ่ายเสียประโยชน์ในที่สุด
ดังนั้น DIN 22101, CEMA และ ISO 5048 ทั้งหมดถือว่าความตึงเครียดเป็นตัวแปรควบคุมระบบ ไม่ได้กำหนดความแข็งแรงของสายพานลำเลียง แต่กำหนดว่าสายพานลำเลียงสามารถทำงานได้อย่างเสถียรและปลอดภัยภายในช่วงความแข็งแรงหรือไม่
As ISO.5048 รัฐ:
“การควบคุมแรงดึงที่มีประสิทธิภาพอย่างเหมาะสมเป็นพื้นฐานในการคำนวณกำลังและความน่าเชื่อถือของสายพานลำเลียง”
2. ทำความเข้าใจเกี่ยวกับความตึงของสายพานลำเลียง — ความหมายที่แท้จริง
ความตึงสายพานลำเลียงเป็นปริมาณทางกายภาพที่สามารถวัด คำนวณ และปรับได้
ในฐานะวิศวกรที่ผลิตและว่าจ้างระบบสายพานลำเลียง ฉันมุ่งเน้นไปที่พารามิเตอร์หลักสามประการในระหว่างการดำเนินการ:
- แรงตึงด้านแน่น (T₁):แรงตึงสูงสุดที่ทางออกของลูกกลิ้งขับเคลื่อน ใช้เพื่อเอาชนะความต้านทานของระบบทั้งหมด
- แรงตึงด้านหย่อน (T₂):แรงตึงขั้นต่ำที่ทางเข้าลูกกลิ้งขับเคลื่อน ใช้เพื่อป้องกันการลื่นไถล
- แรงตึงเริ่มต้น (T₀):การโหลดล่วงหน้าของสายพานลำเลียงเมื่อหยุดนิ่ง ช่วยให้เกิดแรงเสียดทานเพียงพอเมื่อระบบเริ่มทำงาน
ในมาตรฐานใดๆ (DIN 22101, CEMA หรือ ISO 5048) จุดประสงค์หลักของการคำนวณความตึงยังคงเหมือนเดิม นั่นคือการรักษา T₂ ให้อยู่ในช่วงที่ปลอดภัยเพื่อป้องกันการลื่นไถล ขณะเดียวกันก็ต้องแน่ใจว่า T₁ ไม่เกินค่าความเค้นสูงสุดที่อนุญาตของสายพาน
คุณสามารถคิดถึงความตึงเครียดเป็น "เครื่องถ่วงสมดุลทางกลไก" ของระบบได้:
ช่วยรับประกันความสมดุลแบบไดนามิกระหว่างแรงเสียดทานที่ปลายขับเคลื่อน แรงโน้มถ่วงของวัสดุที่ลำเลียง และความต้านทานของล้อเฟือง
เมื่อความสมดุลนี้ถูกทำลาย ผลที่ตามมาจะปรากฏชัดเจนมากสายพานไม่ตรงตำแหน่งการลื่นไถล ความเมื่อยล้าของข้อต่อ ลูกกลิ้งส่งกำลังร้อนเกินไป และการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้น
นี่คือสาเหตุที่ในการคำนวณความตึงเครียด เราจะคำนวณ T₂ ≥ F ก่อนเสมอทั้งหมด / (อี(μ·α) – 1).
สายพานลำเลียงจึงจะทำงานได้อย่างเสถียรและใช้ประโยชน์จากความแข็งแกร่งที่ออกแบบไว้ได้อย่างเต็มที่ก็ต่อเมื่อตรงตามเงื่อนไขนี้เท่านั้น
3. ตัวแปรสำคัญที่มีอิทธิพลต่อความตึงของสายพานลำเลียง
ในระหว่างการทดสอบระบบสายพานลำเลียง ปัจจัยต่างๆ มากมายจะส่งผลต่อความตึงของสายพานลำเลียง
ตัวแปรเหล่านี้ได้แก่ พารามิเตอร์โครงสร้าง สภาวะการทำงาน และคุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุที่ขนส่ง
ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเข้าใจพารามิเตอร์เหล่านี้ก่อนที่จะคำนวณความตึง
(1) ความเร็วสายพาน (v)
ยิ่งความเร็วสายพานสูงขึ้น ความเฉื่อยของระบบก็จะมากขึ้น ส่งผลให้แรงตึงเริ่มต้นเพิ่มขึ้นและความผันผวนแบบไดนามิกก็เพิ่มขึ้น
ในสายพานลำเลียงความเร็วสูง แรงตึงสูงสุดเมื่อเริ่มต้นมักจะสูงกว่าแรงตึงในสภาวะคงที่ 30%–50%
ดังนั้นจึงต้องพิจารณาค่าสัมประสิทธิ์เริ่มต้น Ks ในการออกแบบ
(2) การสูญเสียความลื่นไถลและแรงเสียดทาน (f)
แรงเสียดทานระหว่างลูกปืนล้อเลื่อน การสัมผัสระหว่างสายพานและล้อเลื่อน ความต้านทานของรางป้อนและตัวทำความสะอาด และแรงเสียดทานระหว่างการเคลือบยางของลูกกลิ้งขับเคลื่อนและพื้นผิวสัมผัสของสายพานลำเลียง
ร่วมกันเป็นความต้านทานหลัก ทั้ง DIN 22101 และ ISO 5048 คำนวณแรงดึงสายพานลำเลียงโดยใช้แบบฟอร์ม f × L × g × (qR + qG + …)
ในการบำรุงรักษาภาคสนาม การเปลี่ยนแปลงของความต้านทานของล้อเลื่อนมักเป็นสาเหตุหลักประการหนึ่งของความไม่เสถียรของแรงดึง
(3) โหลดวัสดุ (qB)
ยิ่งความสามารถในการลำเลียงสูงเท่าไหร่ แรงต้านแรงโน้มถ่วงและแรงเสียดทานบนสายพานก็จะยิ่งสูงขึ้น และแรงตึงก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น เปรียบเสมือนการยืดหนังยาง หากมีใครกดตรงกลางหนังยางที่ยืดออก คุณจะรู้สึกว่าหนังยางรัดแน่นขึ้นกว่าเดิม
ในสายพานลำเลียงระยะไกล มวลของวัสดุมักคิดเป็นมากกว่า 60% ของความต้านทานของระบบทั้งหมด
(4) ลิฟต์ (H)
เมื่อความสูงต่างกันในสายพานลำเลียง ความต้านทานการยกจะเพิ่มแรงตึงที่มีประสิทธิภาพโดยตรง
ทางขึ้นเขา: ความตึงเครียดเพิ่มขึ้น ทางลงเขา: แรงโน้มถ่วงเข้ามาช่วย ต้องใช้เบรกหรืออุปกรณ์หน่วงเพื่อป้องกันไม่ให้ความตึงเครียดย้อนกลับ
(5) มุมตัด (α) และค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน (μ)
พารามิเตอร์ทั้งสองนี้จะกำหนดความสามารถในการลากของส่วนขับเคลื่อน:
สูตรอัตราส่วนความตึง T₁/T₂ ≤ e^(μ·α) เป็นความสัมพันธ์หลักในมาตรฐานทั้งหมด
การเพิ่มมุมการพันหรือการปรับปรุงค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของลูกกลิ้ง (เช่น การใช้การเคลือบเซรามิก)
สามารถเพิ่มแรงขับเคลื่อนได้โดยไม่เพิ่มความตึงเครียด
เคล็ดลับ: หลายๆ คนคิดว่ามุมห่อควรเป็น 180 องศา แต่หลายบริษัทเลือกที่จะเพิ่มลูกกลิ้งนำทางใกล้กับลูกกลิ้งขับเคลื่อน เพื่อให้มุมสัมผัสระหว่างลูกกลิ้งขับเคลื่อนและสายพานลำเลียงเกิน 180 องศา ซึ่งจะช่วยเพิ่มแรงเสียดทานในการสัมผัสได้อย่างมีประสิทธิภาพ
(6) ความแข็งของสายพานและประเภทโครงสายพาน
สายพานลำเลียง EP, NN และ ST มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในการตอบสนองแรงดึง
- สายพานอีพี: โมดูลัสสูงแต่มีความสามารถในการขยายได้บ้าง มีเสถียรภาพในการทำงานดี
- เข็มขัด NN: โมดูลัสตามยาวต่ำ มีความยืดหยุ่นตามขวางดี ทนต่อแรงกระแทกได้ดี เหมาะสำหรับระยะทางสั้น การตกสูง และสภาวะการสตาร์ทบ่อยครั้ง
- สายพาน ST: มีความแข็งแรงตามยาวสูงมาก กระจายแรงดึงสม่ำเสมอ และยืดตัวน้อยที่สุด ใช้งานในระบบที่มีแรงดึงสูง ระยะไกล และรองรับน้ำหนักมาก อย่างไรก็ตาม โครงสร้างข้อต่อที่ซับซ้อนและความต้านทานแรงดึงต่ำของแกนลวดสลิงทำให้มีความไวสูงต่อแรงดึงของสายพานลำเลียง
ดังนั้น ความตึงของสายพานลำเลียงจึงไม่ใช่ค่าที่ตั้งไว้ตามประสบการณ์ แต่เป็นผลลัพธ์ที่สมดุลซึ่งกำหนดโดยการรวมกันของพารามิเตอร์ของระบบ
ดังนั้น ในกระบวนการออกแบบ การปรับเปลี่ยนพารามิเตอร์ใดๆ (เช่น ความเร็วสายพาน มุมเอียง หรือมุมพันดรัม) จำเป็นต้องมีการคำนวณความตึงใหม่ แทนที่จะปรับแบบง่ายๆ "ตามความรู้สึก"
4. วิธี ISO: วิธีการคำนวณความตึงสายพานลำเลียงตามมาตรฐาน ISO
ในโครงการระดับนานาชาติ โดยทั่วไปแล้วฉันจะใช้ ISO 5048:1989 “สายพานลำเลียง — การคำนวณกำลังการทำงานและแรงดึง” เพื่อคำนวณความตึงของสายพานลำเลียง
แนวทางของ ISO แตกต่างจาก CEMA หรือ DIN โดยคำนึงถึงความสมดุลระหว่างความตึงเครียดและพลังงานพร้อมๆ กัน จึงเหมาะสมกว่าสำหรับโครงการที่ต้องได้รับการรับรองระดับสากล
หัวใจสำคัญของวิธีนี้คือการคำนวณค่าความต้านทานต่างๆ ที่พบระหว่างการทำงานของสายพานลำเลียงแยกกัน จากนั้นจึงอนุมานการกระจายแรงดึงที่จุดต่างๆ บนสายพานโดยใช้แบบจำลองทางกายภาพ
4.1 พารามิเตอร์อินพุต
ก่อนการคำนวณ จำเป็นต้องรวบรวมข้อมูลต่อไปนี้ พารามิเตอร์ทั้งหมดอยู่ในระบบหน่วยสากล (SI):
| เอกสาร | ความหมาย | Unit | ช่วงปกติ |
| L | ความยาวรวมของสายพานลำเลียง | m | 20 2000- |
| H | เพิ่มระดับความสูง (ขึ้นเนินเป็นบวก) | m | -100–200 |
| β | ความโน้มเอียง | ° | 0 20- |
| v | ความเร็วสายพาน | m / s | 0.8 6.5- |
| Im | ปริมาณการลำเลียง | T / H | 50 5000- |
| เอ็ม′บี | มวลหน่วยสายพานลำเลียง | กิโลกรัม / เมตร | 10 40- |
| เอ็ม′โร | หน่วยมวลของลูกกลิ้งส่งกำลังส่วนรับน้ำหนัก | กิโลกรัม / เมตร | 20 80- |
| ม′รู | หน่วยมวลของลูกกลิ้งส่งกลับ | กิโลกรัม / เมตร | 10 40- |
| f | ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานหลัก | - | 0.020 0.040- |
| μ | ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของลูกกลิ้ง | - | 0.30 0.45- |
| α | ปิดมุม | ° | 120 240- |
| B | แบนด์วิดธ์ | mm | 500 2000- |
| g | แบนด์วิดธ์ | m / s² | 9.81 |
4.2 หน่วยวัสดุ มวล
ขั้นแรก ให้แปลงความสามารถในการลำเลียงรายชั่วโมงเป็นมวลต่อหน่วยความยาว:
ค่านี้แสดงถึงน้ำหนักของวัสดุที่บรรทุกต่อสายพานลำเลียงหนึ่งเมตรและเป็นพื้นฐานสำหรับการคำนวณความตึงทั้งหมดที่ตามมา
4.3 ความต้านทานหลัก (FH)
ส่วนความต้านทานนี้ส่วนใหญ่เกิดจากการหมุนของลูกกลิ้ง การดัดสายพานลำเลียง และแรงเสียดทานระหว่างวัสดุและพื้นผิวสายพาน
ในกรณีส่วนใหญ่ คิดเป็นมากกว่า 60% ของความต้านทานทั้งหมด
4.4 ความต้านทานรอง, FS
ISO จัดหมวดหมู่ความต้านทานในพื้นที่เป็นรายการแยกจากกัน ซึ่งรวมถึง:
1.ความต้านทานการป้อน
2.ความต้านทานสวีปเปอร์: 300–800 N/หน่วย
3.ความต้านทานช่องสัญญาณ: 500–1500 N
4.อุปกรณ์อื่นๆ (เครื่องตักแบบไถ, จุดระบายน้ำ ฯลฯ)
4.5 ความต้านทานการยก, FSt
เมื่อ H > 0 (การลำเลียงขึ้นเนิน) ความตึงเครียดจะเพิ่มขึ้น
เมื่อ H < 0 (การลำเลียงลงเนิน) ความตึงเครียดจะลดลง
4.6 ความต้านทานกลับ, FR
ISO เน้นย้ำเป็นพิเศษว่าไม่สามารถละเลยส่วนนี้ได้ โดยทั่วไป m′Ru ≈ 0.5 × m′Ro
4.7 Tความต้านทานการวิ่งทั้งหมด, FU
นี่คือความต้านทานรวมที่ดรัมขับเคลื่อนจำเป็นต้องเอาชนะในระหว่างการทำงานแบบคงที่ของสายพานลำเลียง
4.8 ปัจจัยแรงเสียดทาน, C
ค่าทั่วไป:
μ = 0.35, α = 180° → C µ 3.00
μ = 0.40, α = 210° → C µ 3.46
ยิ่งค่า C มากขึ้น แรงเสียดทานระหว่างลูกกลิ้งกับพื้นผิวสายพานก็จะมากขึ้น และยังมีความสามารถในการป้องกันการลื่นไถลมากขึ้นด้วย
4.9 ความตึงด้านข้างที่หย่อน, F₂
ISO 5048 กำหนดว่าความตึงของขอบหย่อนจะต้องไม่น้อยกว่าเปอร์เซ็นต์ที่กำหนดของความแข็งแรงสายพานที่กำหนดของสายพานลำเลียงเพื่อป้องกันการลื่นไถล
ค่า:
ที่ไหน Sr แสดงถึงค่าความแข็งแรงแรงดึงที่กำหนดต่อหน่วยความกว้าง (N/mm)
4.10 ความตึงด้านข้างที่แน่น F₁
นี่คือแรงตึงคงที่สูงสุดที่ทางออกของลูกกลิ้งขับเคลื่อน
4.11 กำลังไฟฟ้า
หากเราพิจารณาประสิทธิภาพการส่งผ่านทางกล η:
η = 0.85 – 0.95
4.12 ความตึงสูงสุดของสายพาน, Fแม็กซ์
เมื่อสายพานลำเลียงมีส่วนเว้าหรือโค้ง:
หากเค้าโครงเป็นเส้นตรง สามารถลดรูปให้เรียบง่ายได้ดังนี้:
4.13 การตรวจสอบความแข็งแรงของสายพาน, K
- SF = ปัจจัยด้านความปลอดภัย (EP: 8–10, NN: 7–9, ST: 6–7)
- B = ความกว้างสายพาน (มม.)
- Sr = ความแข็งแรงสูงสุดของสายพานลำเลียง (N/mm)
ข้อกำหนดการออกแบบ:
เมื่อตรงตามเงื่อนไขนี้แล้ว ความแข็งแกร่งของสายพานลำเลียงก็จะถูกเลือกอย่างเหมาะสม
4.14 การตีความทางวิศวกรรม
จากมุมมองทางวิศวกรรม ข้อดีของวิธี ISO คือ โครงสร้างที่สมบูรณ์ ตรรกะการคำนวณแบบรวม และการตรวจสอบผลลัพธ์แบบไขว้
สามารถให้ข้อมูลสำคัญสามประเภทพร้อมกันได้:
- FU: ใช้สำหรับการเลือกกำลังขับเคลื่อนและลูกกลิ้ง
- F2: ใช้สำหรับการออกแบบอุปกรณ์ปรับความตึง
- Fแม็กซ์: ใช้สำหรับการตรวจสอบความแข็งแรงของสายพานลำเลียง
ในโครงการ EPC นานาชาติที่ฉันได้มีส่วนร่วม วิธีนี้มักถูกมองว่าเป็น "ภาษาสากล" เนื่องจากวิธีนี้ช่วยให้นักออกแบบ หัวหน้างาน และ ทีผู้ผลิตระดับโลก เพื่อหารือถึงเหตุผลของความตึงเครียดโดยอาศัยตรรกะเดียวกัน
5. วิธี CEMA: แนวทางอเมริกันในการคำนวณความตึงสายพานลำเลียง
ในตลาดอเมริกาเหนือ การออกแบบสายพานลำเลียงมักใช้มาตรฐาน CEMA (Conveyor Equipment Manufacturers Association)
เอกสารตัวแทนคือ “CEMA Belt Conveyors for Bulk Materials” หรือที่มักเรียกกันว่า CEMA Belt Book
เมื่อเปรียบเทียบกับ ISO วิธี CEMA นั้นมีแนวทางปฏิบัติมากกว่า เนื่องจากไม่ได้มุ่งเน้นการสร้างแบบจำลองทางกายภาพที่สมบูรณ์ แต่ใช้วิธีการวัดความตึงของส่วนประกอบเชิงประจักษ์เป็นแกนหลัก
การคำนวณความตึงสายพานที่มีประสิทธิภาพที่ต้องการ (Te) โดยการจัดกลุ่มและรวมค่าความต้านทานของส่วนต่างๆ
5.1 กรอบการคำนวณพื้นฐานของ CEMA
CEMA แบ่งความตึงของสายพานลำเลียงทั้งหมดออกเป็นสี่ส่วนหลัก:
TE = ทL + TH + TX + TY
| เอกสาร | ความหมาย |
| TL | ความต้านทานแรงเสียดทานในการทำงาน |
| TH | ความต้านทานการยก |
| TX | ความต้านทานเพิ่มเติม (เครื่องขูด ช่องป้อนอาหาร ฯลฯ) |
| TY | ความต้านทานพิเศษ (การดัด การตกของวัสดุ การเร่งความเร็ว ฯลฯ) |
TE (แรงดึงที่มีประสิทธิภาพ) คือ แรงดึงทั้งหมดที่จำเป็นต่อการทำงานของระบบ
ต่างจากวิธีการรวมชิ้นส่วนของ ISO CEMA จะคำนวณความต้านทานหลักได้อย่างรวดเร็วโดยใช้ค่าสัมประสิทธิ์ที่มีน้ำหนัก ทำให้เหมาะกับการเลือกอย่างรวดเร็วหรือขั้นตอนการออกแบบเบื้องต้นมากกว่า
5.2 ตรรกะการคำนวณสำหรับแต่ละรายการ
(1) ความต้านทานแรงเสียดทาน (TL)
- f: ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน (0.02–04)
- WB:น้ำหนักต่อหน่วยของสายพานลำเลียง (ปอนด์/ฟุต หรือ กก./ม.)
- WM: น้ำหนักต่อหน่วยของวัสดุ
โดยทั่วไปแล้วจะคิดเป็น 60%–70% ของความตึงเครียดทั้งหมด
(2) ความต้านทานการยก (TH)
TH = H × ( WB + WM )
การเปลี่ยนแปลงของพลังงานศักย์ที่ขนส่งบนทางลาดขึ้นหรือลงเนินสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงของพลังงานศักย์
(3) ความต้านทานอุปกรณ์เสริม (TX)
ใช้ในการคำนวณความต้านทานเพิ่มเติมของอุปกรณ์ เช่น เครื่องกวาด ช่องป้อน และเครื่องขนถ่ายแบบไถ
โดยทั่วไปจะให้โดยแผ่นข้อมูลเชิงประจักษ์ (300–800 N/ชิ้น)
(4)ความต้านทานพิเศษ (TY)
ซึ่งรวมถึงความต้านทานการเร่งความเร็วและความต้านทานเส้นโค้ง ซึ่งใช้เพื่อแก้ไขความผันผวนของแรงตึงชั่วคราวในระหว่างการเริ่มต้น
5.3 ความสัมพันธ์ความตึงเครียดระหว่างด้านที่ตึงและด้านที่หย่อน
ทั้ง CEMA และ ISO ใช้สมการออยเลอร์เพื่ออธิบายความสามารถในการดึงของดรัมขับเคลื่อน:
T1 - T2 = ทE
T1 / T2 = อี( μ × α )
อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานจริง CEMA ให้ความสำคัญกับค่าควบคุมขั้นต่ำของ T2 มากกว่า
คำแนะนำมาตรฐาน:
T2 ≥ 0.10 × วินาทีr × บี
กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความตึงของขอบหลวมควรมีอย่างน้อย 10% ของความแข็งแรงของสายพาน
ค่าสัมประสิทธิ์เชิงประจักษ์นี้มีความอนุรักษ์นิยมมากกว่า ISO (8% สำหรับ EP/NN, 6% สำหรับ ST) และเหมาะสมกว่าสำหรับระบบการขุดที่มีรอบการเริ่ม-หยุดบ่อยครั้งหรือมีโหลดหนัก
5.4 การคำนวณแบบคู่ของแรงดึงเริ่มต้นและแรงดึงคงที่
CEMA เน้นย้ำถึงเงื่อนไขการทำงานสองแบบที่แตกต่างกันโดยเฉพาะ:
1.Steady-State (การทำงานปกติ) — แรงตึงที่มีประสิทธิภาพในระหว่างการทำงานคงที่ของสายพานลำเลียง
2. ระยะเริ่มต้น (ระยะเร่งความเร็ว) — ความตึงเครียดชั่วคราวในช่วงเริ่มต้น
คำแนะนำของ CEMA:
Tอี,สตาร์ท =Ks × ทีอี,วิ่ง
ที่ไหน K8 คือค่าสัมประสิทธิ์เริ่มต้น โดยทั่วไปใช้ค่า 1.3–1.5
ซึ่งหมายความว่าในระหว่างการเริ่มต้น ความตึงเครียดของระบบอาจสูงกว่าในระหว่างการทำงานปกติ 30%–50%
ดังนั้นจึงต้องพิจารณาค่าสัมประสิทธิ์นี้ในระหว่างการออกแบบและการเลือก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการตรวจสอบกำลังมอเตอร์ มุมพันลูกกลิ้ง และความแข็งแรงของข้อต่อ
5.5 ข้อกำหนดประสบการณ์สำหรับแรงดึงในการรับ
CEMA ยังให้ค่าเชิงประจักษ์สำหรับแรงดึงขั้นต่ำของอุปกรณ์ปรับความตึง:
Tขึ้นเครื่อง ≥ 0.10 × วินาทีr × บี
“กฎ 10%” นี้เป็นหัวใจสำคัญของระเบียบวิธี CEMA
ช่วยรับประกันแรงเสียดทานที่เพียงพอระหว่างสายพานลำเลียงและลูกกลิ้งขับเคลื่อนภายใต้สภาวะการทำงานทั้งหมดเพื่อป้องกันการลื่นไถล
ในโครงการขุดเหมืองแร่ในอเมริกาเหนือ นี่แทบจะเป็นกฎเกณฑ์เริ่มต้น
5.6 ข้อดีเชิงปฏิบัติของ CEMA
จากประสบการณ์ด้านวิศวกรรมของฉัน ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของ CEMA คือ:
- การคำนวณที่ใช้งานง่ายและรวดเร็ว: เหมาะสำหรับการออกแบบและการเลือกเบื้องต้น
- ระบบข้อมูลที่สมบูรณ์: ครอบคลุมพารามิเตอร์อุปกรณ์มาตรฐานสหรัฐอเมริกาจำนวนมาก (ล้อเฟือง, ล้อกวาด, ดรัม)
- ปัจจัยความปลอดภัยแบบอนุรักษ์นิยม: ความน่าเชื่อถือที่สูงขึ้นในการสตาร์ท-หยุดบ่อยครั้งหรือในสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นละออง
อย่างไรก็ตามมันก็มีข้อจำกัดเช่นกัน
CEMA ถือว่าระบบมีการกระจายความต้านทานแบบเชิงเส้น จึงไม่เหมาะกับระยะทางที่ไกลมาก ทางลาดชันมาก หรือสภาวะการทำงานพิเศษ (แนะนำให้ใช้ DIN 22101 สำหรับโครงการดังกล่าว)
5.7 ความแตกต่างระหว่าง CEMA และ ISO
| รายการเปรียบเทียบ | วิธีการ ISO | ซีม่า วิธี |
| ลอจิกหลัก | การสร้างแบบจำลองทางกายภาพ + การวิเคราะห์ความต้านทานที่ครอบคลุม | วิธีสัมประสิทธิ์เชิงประจักษ์รายการย่อย |
| สถานการณ์ที่เกี่ยวข้อง | โครงการอุตสาหกรรมระหว่างประเทศ สายพานลำเลียงระยะไกล | วิธีสัมประสิทธิ์เชิงประจักษ์รายการย่อย |
| เนื้อหาการคำนวณ | ความตึงเครียด + ความสมดุลของพลัง | ความตึงเครียดเป็นปัจจัยหลัก |
| ขีดจำกัดล่างของความตึงขอบหลวม | 6–8% × ต่ำr × บี | 10% × เอสr × บี |
| ค่าสัมประสิทธิ์การเริ่มต้น | ตัวเลือก (การวิเคราะห์แบบไดนามิก) | ต้องพิจารณา (1.3–1.5) |
| ความได้เปรียบ | การตรวจสอบย้อนกลับที่แม่นยำ | รวดเร็ว เสถียร และปลอดภัย |
ในอเมริกาเหนือ ฉันมักจะบอกทีมบำรุงรักษาสิ่งหนึ่งเสมอ:
“หากสายพานหลุด ให้เริ่มด้วยแรงตึง ไม่ใช่ด้วยกำลัง” นี่คือปรัชญาของ CEMA อย่างแท้จริง: แก้ไขปัญหาสายพานส่วนใหญ่ได้ด้วยการควบคุมแรงตึงที่เหมาะสม ไม่ใช่ด้วยกำลังมอเตอร์ที่มากขึ้น
6. วิธีการคำนวณความตึงสายพานลำเลียง DIN 22101
ในบรรดามาตรฐานสากลหลัก 3 ประการ DIN 22101 มีแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่สมบูรณ์ที่สุดและมีการแบ่งส่วนที่เข้มงวดที่สุด
ในทางปฏิบัติจะกำหนดกรอบมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับ "การคำนวณความตึงของสายพานลำเลียง" และใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการออกแบบสายพานลำเลียงระยะไกลและสายพานลำเลียงที่มีความแข็งแรงสูง สายพานสายเหล็ก.
ในโครงการจริงผมมักจะพูดว่า:
“เมื่อคุณต้องการทราบแน่ชัดว่าสายพานลำเลียงรับแรงเท่าใด ให้ใช้ DIN 22101”
เพราะไม่เพียงแต่คำนวณ “แรงตึงรวม” เท่านั้น แต่ยังแยกแหล่งที่มาของแรงทั้งหมดทีละขั้นตอนอีกด้วย
6.1 ตรรกะพื้นฐานของการคำนวณ
DIN แบ่งค่าความต้านทานของระบบทั้งหมดออกเป็น 3 ส่วนหลัก:
Fu = ฉh + FN ± ฟาเรนไฮต์st
| เอกสาร | ความหมาย |
| Fh | ความต้านทานหลัก |
| FN | ความต้านทานรอง (สำหรับเครื่องทำความสะอาด ช่องป้อนอาหาร ฯลฯ) |
| Fst | ความต้านทานการยก |
หัวใจสำคัญของขั้นตอนนี้คือการคำนวณแรงรอบวง F_u ที่จำเป็นในการขับเคลื่อนลูกกลิ้งโดยใช้พารามิเตอร์ทางเรขาคณิต พารามิเตอร์มวล และค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน นั่นก็คือค่าแรงขับเคลื่อนที่จำเป็นเมื่อระบบกำลังทำงานจริง
6.2 การคำนวณ ประถม ความต้านทาน
ความต้านทานปฐมภูมิเป็นองค์ประกอบที่ใหญ่ที่สุดในการทำงานของสายพานลำเลียง สูตร DIN มีดังนี้:
Fh = f × L × g × [ qR + คิวG + ( 2qB + คิวG ) × คอส δ ]
- f:ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน (โดยทั่วไป 0.02–0.04)
- L: ความยาวแนวนอนของสายพานลำเลียง (ม.)
- g:ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (9.81 m/s²)
- QB: มวลของวัสดุต่อหน่วยความยาว (กก./ม.)
- qG: มวลของสายพานลำเลียงต่อหน่วยความยาว (กก./ม.)
- qR: มวลของชิ้นส่วนที่หมุนต่อหน่วยความยาว (กก./ม.)
- δ: มุมเอียง (°)
ส่วนนี้สะท้อนถึงแรงเสียดทานของสายพานลำเลียงบนลูกกลิ้งและความต้านทานต่อการเคลื่อนตัวของวัสดุ และเป็นพื้นฐานสำหรับการคำนวณระบบทั้งหมด
6.3 การคำนวณความต้านทานเพิ่มเติม
DIN ไม่ได้ให้สูตรรวมสำหรับความต้านทานเพิ่มเติม แต่ให้ช่วงค่าเชิงประจักษ์ทั่วไปแทน
รายการทั่วไปและค่าทั่วไปมีดังนี้:
| รายการ | ค่าทั่วไป (N) | รายละเอียด |
| ความต้านทานการป้อน (Fอาหาร) | ( คิวB \ครั้ง v2 ) | พลังงานที่จำเป็นในการเร่งความเร็วของวัสดุให้ถึงความเร็วสายพาน |
| ความต้านทานการขูด (Fมีดโกน) | 300 800- | ต่อเครื่องขูด |
| ความต้านทานกระโปรง (Fกระโปรง) | 500 1500- | ต่อส่วนกระโปรง |
| ความต้านทานอื่นๆ ( Fไถ ) | กำหนดโดยอุปกรณ์ | อุปกรณ์ปลดโหลดแบบไถหรืออุปกรณ์ป้องกันการเบี่ยงเบน |
ผลรวม:
FN = Σ เอฟi
ในทางวิศวกรรม หากขาดข้อมูลรายละเอียด โดยทั่วไปจะใช้ดังต่อไปนี้:
FN=0.03 ~ 0.05 x ฟาเรนไฮต์h
6.4 ความต้านทานการยก
เมื่อความสูงต่างกันในสายพานลำเลียง ส่วนประกอบแรงโน้มถ่วงของวัสดุและสายพานจะส่งผลโดยตรงต่อการกระจายแรงดึง:
Fst = H × g × ( qB + คิวG )
- H>0: ขึ้นเนิน → เพิ่มความต้านทาน
- H<0: ลงเนิน → การไหลแบบช่วยเหลือ
ปัจจัยนี้กำหนดทิศทางความต้องการพลังงานของสายพานลำเลียงโดยตรงและเป็นกุญแจสำคัญในการแยกแยะระหว่างการออกแบบ "ขึ้นเนิน" และ "ลงเนิน"
6.5 การคำนวณแรงรอบวง
ตามสูตรข้างต้น:
Fu = ฉh + FN ± ฟาเรนไฮต์st
ผลลัพธ์แสดงถึงแรงขับเคลื่อนที่มีประสิทธิภาพ (เป็น N) ที่จำเป็นในการขับเคลื่อนลูกกลิ้ง
นี่คือ “โหนดหลัก” ของระบบการคำนวณทั้งหมด การกระจายความตึงเครียด การเลือก และการวิเคราะห์พลังงานที่ตามมาทั้งหมดจะหมุนรอบโหนดนี้
6.6 การคำนวณค่าสัมประสิทธิ์ออยเลอร์
มุมการพันและแรงเสียดทานของลูกกลิ้งขับเคลื่อนจะกำหนดความสามารถในการส่งแรงบิดของสายพานลำเลียง
DIN ใช้สมการออยเลอร์–เอเทลไวน์แบบคลาสสิก:
ซี = อี( μ × αrad )
μ: ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานระหว่างลูกกลิ้งและพื้นผิวสายพาน (0.30–0.40)
α: มุมล้อมรอบ (เรเดียน) =αrad = แอลฟาองศา × π / 180
ตัวอย่างการคำนวณ:
- μ=0.35,α=180°⇒C≈3.00
- μ=0.40,α=210°⇒C≈3.51
6.7 ความตึงด้านข้างที่หย่อนน้อยที่สุด
DIN คำนวณแรงตึงด้านข้างที่หย่อนขั้นต่ำที่จำเป็นเพื่อป้องกันการลื่นไถลของลูกกลิ้งขับเคลื่อนโดยใช้ค่าสัมประสิทธิ์ออยเลอร์:
F2min = ฉu / ( ซี - 1 )
ความสำคัญของขั้นตอนนี้อยู่ที่การพิจารณาว่าแรงเสียดทานของระบบเพียงพอที่จะถ่ายโอนแรงรอบทิศทางหรือไม่
หากความตึงด้านหย่อนจริงต่ำกว่าค่านี้ ระบบจะเกิดการลื่นไถลหรือความเร็วสายพานไม่ตรงกัน
6.8 การคำนวณแรงดึงด้านที่แน่น
F1 = ฉ2min + Fu
นี่แสดงถึงแรงดึงในการทำงานสูงสุดที่ทางออกของลูกกลิ้งขับเคลื่อน
โดยทั่วไปค่านี้จะใกล้เคียงกับค่าสูงสุดของการกระจายความตึงของสายพานลำเลียง
6.9 แรงตึงเพิ่มเติมของลูกกลิ้งเปลี่ยนทิศทาง
เมื่อสายพานลำเลียงผ่านลูกกลิ้งเปลี่ยนเส้นทางหลายลูก จะต้องพิจารณาแรงตึงเพิ่มเติมด้วย:
Fzu = เคzu × ฟu
ในหมู่พวกเขา Kzu โดยทั่วไปจะใช้ค่า 0.03–0.05 หรือใช้ค่าเชิงประจักษ์ (500–2000 N)
6.10 แรงดึงสูงสุด (Fแม็กซ์)
ความตึงเครียดสูงสุดของระบบคือ:
Fแม็กซ์ = ฉ1 + Fzu
เมื่อขยายออกมาจะปรากฏดังนี้:
Fแม็กซ์ = ฉu / ( อี( μ × α ) - 1 ) + เอฟu + Fzu
ค่านี้ใช้โดยตรงสำหรับการเลือกความแข็งแรงของสายพานลำเลียงและการตรวจสอบข้อต่อ
6.11 การเลือกสายพานลำเลียงและปัจจัยด้านความปลอดภัย
DIN ระบุว่าความแข็งแรงที่ต้องการของสายพานลำเลียงควรคำนวณโดยอิงจากแรงดึงสูงสุด
K = ( SF × Fแม็กซ์ ) / บี
- K: แบนด์วิดท์ที่ต้องการ (N/mm)
- SF: ปัจจัยด้านความปลอดภัย (น้ำหนักเบา 8, ปานกลาง 9, หนัก 10)
- B: ความกว้างสายพาน (มม.)
เกณฑ์การตัดสิน:
Sr ≥ เค
Sr แสดงถึงค่าความแข็งแรงที่กำหนดของสายพานลำเลียง ซึ่งก็คือค่าความแข็งแรงที่ระบุของเกรด EP, NN หรือ ST
7. การเปรียบเทียบการคำนวณความตึงสายพานลำเลียงจาก ISO, CEMA และ DIN
ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบโครงการหรือการเลือกสายพาน ฉันมักถูกถามว่า:
“เหตุใดผลลัพธ์จากทั้ง 3 มาตรฐานจึงแตกต่างกัน?”
จริงๆ แล้ว นี่ไม่ใช่เรื่องของอัลกอริทึมที่ถูกหรือผิด แต่เป็นเรื่องของความแตกต่างในขอบเขตการคำนวณและสมมติฐาน
7.1 ความแตกต่างเชิงตรรกะหลักระหว่างมาตรฐานทั้งสาม
| รายการเปรียบเทียบ | ISO.5048 | ซีม่า | 22101 DIN |
| วิธีการ Type | แบบจำลองเชิงกล + การแก้ไขเชิงทดลอง | วิธีย่อยเชิงประจักษ์ | การสร้างแบบจำลองทางกายภาพ + การคำนวณแบบแบ่งส่วน |
| ปริมาณข้อมูลอินพุต | กลาง | วางหลักประกันขั้นต่ำ | สูงสุด |
| เนื้อหาเอาต์พุต | ความตึงเครียด + พลัง | เน้นความตึงเครียด | การตรวจสอบความตึงเครียด + พลัง + ความแข็งแกร่ง |
| ใช้กรณี | การผลิตภาคอุตสาหกรรม โครงการระหว่างประเทศ | เหมืองในอเมริกาเหนือ ระบบระยะสั้น | ระบบระยะไกล ทางลาดชัน ความแข็งแรงสูง |
| ความถูกต้อง | ±% 10 | ±% 15 | ±% 5 |
| เวลาคำนวณ | กลาง | รวดเร็ว | ช้าที่สุด (แต่ครอบคลุมที่สุด) |
ISO ให้ความสำคัญกับสมดุลทางกายภาพมากขึ้น CEMA ให้ความสำคัญกับประสบการณ์ภาคสนาม และ DIN มีความเข้มงวดที่สุดในแง่ของความแม่นยำและปัจจัยด้านความปลอดภัย
หากต้องการเข้าใจสิ่งเหล่านี้อย่างแท้จริง คุณต้องเห็นอย่างชัดเจนว่ามาตรฐานแต่ละข้อ "สันนิษฐาน" อะไรเมื่อคำนวณความตึงเครียด
7.2 ความแตกต่างโดยทั่วไปในผลการคำนวณจากมาตรฐานทั้งสาม
ลองใช้สายพานลำเลียงทั่วไปเป็นตัวอย่าง:
ความยาวในการลำเลียง : L = 150 ม.
ความเร็วสายพาน: v = 2.0 m/s
มวลวัสดุ: m′G = 20 กก./ม.
ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของดรัม: μ = 0.35
มุมห่อ: α = 180°
ความกว้างสายพาน: B = 1000 มม.
ความแข็งแรงที่กำหนด: Sₙ = 1000 N/mm
หลังจากการคำนวณโดยใช้มาตรฐานทั้งสามแล้ว จะได้ผลลัพธ์ดังต่อไปนี้ (โดยถือว่าเป็นการทำงานแบบคงที่):
| รายการ | มาตรฐาน ISO | ซีม่า | DIN |
| FU(N) | 8,950 | 9,600 | 8,750 |
| เอฟ₂ (เอ็น) | 4,500 | 5,500 | 4,200 |
| เอฟ₁ (เอ็น) | 13,450 | 15,100 | 12,950 |
| เอฟ_แม็กซ์ (เอ็น) | 14,000 | 15,800 | 13,600 |
| กำลังไฟฟ้า (กิโลวัตต์) | 18.0 | 19.5 | 17.6 |
โดยเฉลี่ย:
- ผล CEMA สูงที่สุด (อนุรักษ์นิยมเกินไป)
- ผลลัพธ์ DIN มีความแม่นยำที่สุด (เป็นแบบจำลองทางกายภาพที่สมบูรณ์ที่สุด)
- ผลลัพธ์ ISO อยู่ในระดับกลาง (แข็งแกร่ง ปัจจัยความปลอดภัยปานกลาง)
7.3 ความแตกต่างของปัจจัยด้านความปลอดภัยระหว่างสามวิธี
- SFISO =6∼9
- SFเซมา = 8 ~10
- SFจาก = 7~ 10
โดยทั่วไป CEMA จะใช้ค่าเผื่อความปลอดภัยเริ่มต้นที่สูงกว่า จึงนิยมใช้เกรดความแข็งแรงสูงกว่าสำหรับสายพานลำเลียง ซึ่งแม้จะปลอดภัยกว่าแต่ก็มีราคาแพงกว่า
ในทางกลับกัน DIN มีแนวโน้มที่จะลดสำรองความปลอดภัยที่ซ้ำซ้อนผ่านการคำนวณที่แม่นยำ
7.4 ผลกระทบของความแตกต่างของพารามิเตอร์ต่อผลลัพธ์
| พารามิเตอร์ | มาตรฐาน ISO | ซีม่า | DIN |
| ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน μ | 0.30 0.40- | 0.35 | 0.32 0.40- |
| ปัจจัยด้านความปลอดภัย SF | 6 9- | 8 10- | 7 10- |
| ค่าสัมประสิทธิ์ไดนามิก Ks | สามารถเลือกหรือไม่เลือกก็ได้ | ต้อง | ทางเลือก (แนะนำ) |
| ความตึงหย่อนขั้นต่ำ | ≥6–8% × Sr × บี | ≥10% × Sr × บี | ≥6–7% × Sr × บี |
| ข้อควรพิจารณาในการเริ่มต้น | คำอธิบายภาคผนวกเท่านั้น | การคำนวณบังคับ | ขอแนะนำ |
7.5 คำแนะนำการประยุกต์ใช้งานจริง
- เลือก ISO: เมื่อดำเนินการโครงการส่งออกหรือการออกแบบข้ามชาติ ถือเป็นมาตรฐานที่องค์กรระหว่างประเทศให้การยอมรับได้ง่ายที่สุด
- เลือก CEMA: หากระบบดังกล่าวใช้ในเหมืองแร่ สายการผลิตรวม หรือโดยบุคลากรบำรุงรักษาที่คุ้นเคยกับระบบของอเมริกา
- เลือก DIN: นี่เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับระบบที่มีระยะทางไกล การเปลี่ยนแปลงระดับความสูงที่สำคัญ ความจุขนาดใหญ่ หรือส่วนไดรฟ์หลายส่วน
จากประสบการณ์การใช้งานระบบจริงของฉัน ฉันมักจะแนะนำสิ่งต่อไปนี้:
- ISO: พื้นฐานการคำนวณ;
- DIN: การตรวจสอบความแข็งแกร่ง;
- ซีม่า: การอ้างอิงการว่าจ้างในสถานที่
การใช้ทั้งสามอย่างร่วมกันช่วยให้เกิดความสมดุลที่ดีที่สุดระหว่างทฤษฎีและการปฏิบัติ
8. วิธีปรับความตึงสายพานลำเลียงบนอุปกรณ์จริง
ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบ เราคำนวณความตึงเครียดเชิงทฤษฎี
อย่างไรก็ตาม ในระหว่างการใช้งาน ความตึงจริงของสายพานลำเลียงจะขึ้นอยู่กับประเภทของอุปกรณ์ปรับความตึง ความแม่นยำในการติดตั้ง และวิธีการบำรุงรักษา
การปรับความตึงที่ถูกต้องจะกำหนดโดยตรงว่าระบบสามารถทำงานได้เสถียรหรือไม่
คุณสามารถคิดถึงส่วนนี้ได้ดังนี้:
จาก “ความตึงที่คำนวณได้” → สู่ “ความตึงที่เกิดขึ้นกับอุปกรณ์”
8.1 วิธีการดึงแรงหลักสามวิธี
ในระบบสายพานลำเลียงอุตสาหกรรมปัจจุบัน มีการใช้วิธีการดึงแรงหลัก 3 วิธี ได้แก่
| ประเภทของการดึง | คุณสมบัติ | สถานการณ์ทั่วไป |
| แรงโน้มถ่วง | ปรับอัตโนมัติ ตอบสนองราบรื่น | สายพานลำเลียงระยะไกล เหมืองแร่ ท่าเรือ |
| แรงตึงไฮดรอลิก | การควบคุมสูง การปรับระยะไกล | ระบบสตาร์ท-สต็อปความถี่สูงระยะสั้น |
| ความตึงของสกรูหรือวินช์ | ต้นทุนต่ำ ใช้งานง่าย แต่อาจเกิดการปรับผิดพลาดได้ | สายพานลำเลียงระยะสั้นในโรงงาน ระบบชั่วคราว |
ทั้งสามอย่างมีพื้นฐานความสำเร็จเดียวกัน:
รักษาความตึงขอบหลวม F2 ภายในขอบเขตการออกแบบ
8.2 ตรรกะการปรับความตึง
แม้ว่าวิธีการปรับอุปกรณ์ปรับความตึงต่างๆ จะแตกต่างกัน แต่หลักการสำคัญยังคงเหมือนกัน นั่นคือ การควบคุมความตึงเริ่มต้นของสายพานลำเลียง F0 .
ช่วงเป้าหมายโดยทั่วไปคือ:
0.06 ≤ ฟาเรนไฮต์0 / ( สr × ข ) ≤ 0.10
- F0: แรงตึงเริ่มต้น (N)
- Sr: ความแข็งแรงของสายพานที่กำหนด (N/mm)
- B: ความกว้างเข็มขัด (มม.)
กล่าวอีกนัยหนึ่ง แรงตึงควรอยู่ที่ 6%–10% ของความแข็งแรงทั้งหมดของสายพานลำเลียง
กลุ่มผลิตภัณฑ์นี้ช่วยป้องกันการลื่นไถลโดยไม่ทำให้เกิดความเมื่อยล้าในชั้นผ้าหรือลวดเหล็กเนื่องจากแรงตึงมากเกินไป
8.3 แรงโน้มถ่วง ความตึงเครียด
นี่เป็นวิธีการสร้างแรงตึงแบบคลาสสิกและมั่นคงที่สุด
มวลของน้ำหนักจะสอดคล้องกับแรงดึงเริ่มต้นโดยใช้สูตรต่อไปนี้:
W = ( 2 × ฟ0 ) / ก.
- W: มวลของน้ำหนักถ่วง (กก.)
- g: ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (9.81 m/s²)
ขั้นตอนการปรับแต่งจริง:
1.กำหนดค่าทางทฤษฎี: F;
2.คำนวณน้ำหนักถ่วง:W;
3. ปรับความสูงของรถเข็นน้ำหนักถ่วงให้ระยะการเคลื่อนตัวอยู่กึ่งกลาง (โดยทั่วไปอัตราการใช้ระยะเคลื่อนตัวอยู่ที่ 30%–70%)
4. หลังจากการทดสอบเดินเครื่องแบบไม่มีโหลด ให้สังเกตความเร็วสายพานและกระแสมอเตอร์ หากมีสัญญาณการลื่นไถลขณะสตาร์ท ให้เพิ่มน้ำหนักถ่วงขึ้นอีก 5-10%
ข้อดี:
- ชดเชยการเปลี่ยนแปลงความยาวสายพานโดยอัตโนมัติ
- ไม่ไวต่ออุณหภูมิและการยืดออก
- แทบไม่ต้องบำรุงรักษาเลย
ข้อเสีย:
- ความต้องการพื้นที่ขนาดใหญ่;
- โครงสร้างการติดตั้งที่ซับซ้อน
8.4 ไฮดรอลิ ความตึงเครียด
ระบบปรับความตึงด้วยไฮดรอลิกใช้กระบอกสูบไฮดรอลิกเพื่อให้แรงดันคงที่ จึงรักษาความตึงของสายพานไว้ได้
F0 = พี × เอ
- P: แรงดันไฮดรอลิกของระบบ (Pa)
- A: พื้นที่ที่มีประสิทธิภาพของกระบอกสูบไฮดรอลิก (ตร.ม.)
วิธีการปรับ:
1.ตั้งค่าความตึงเป้าหมาย F0
2.คำนวณแรงดันน้ำมันที่ต้องการตามเส้นผ่านศูนย์กลางกระบอกสูบ
3.ปรับการตั้งค่าวาล์วระบายแรงดัน
4.ตรวจสอบแบบเรียลไทม์ผ่านเซ็นเซอร์แรงดันระหว่างการทำงาน
ข้อดี:
- ความแม่นยำสูง ปรับได้แบบเรียลไทม์
- รองรับการควบคุมอัตโนมัติ (เชื่อมต่อ PLC)
ข้อเสีย:
- ค่าใช้จ่ายสูง;
- ความต้องการการบำรุงรักษาที่สูง;
- หากปล่อยแรงดันออกไป อาจทำให้เกิดการคลายตัวหรือลื่นไถลได้ทันที
8.5 สกรูหรือวินช์
นี่เป็นวิธีที่พบบ่อยที่สุดแต่ก็เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการทำผิดพลาด
การปรับการยืดตัวของสายพานลำเลียง ΔL โดยการเคลื่อนตัวของสกรู:
F0 = E × A × ( ΔL / L )
- E: โมดูลัสยืดหยุ่นของสายพานลำเลียง (N/mm²)
- A: พื้นที่หน้าตัดของสายพาน (mm²)
- L: ความยาวสายพานลำเลียง (มม.)
ในการใช้งานจริง หลายๆ คนจะปรับสกรูด้วยการสัมผัส ซึ่งมักจะทำให้เกิดผลดังนี้:
- แรงตึงไม่เพียงพอ → การลื่นไถลและการหย่อนคล้อย
- แรงตึงที่มากเกินไป → ข้อต่อฉีกขาด และลูกปืนล้อหมุนรับน้ำหนักเกิน
ข้อเสนอแนะในการปรับแต่ง:
- ควบคุม ΔL ตามค่าที่คำนวณได้
- ใช้เครื่องวัดความตึงหรือกราฟกระแสมอเตอร์เพื่อการตัดสินใจเสริม
- ดำเนินการสอบเทียบครั้งที่สองหลังจากเริ่มต้นระบบ
8.6 ข้อผิดพลาดในการปรับแต่งทั่วไป
| การดำเนินการไม่ถูกต้อง | ผลที่ตามมาโดยทั่วไป | การปฏิบัติที่ถูกต้อง |
| เพิ่มความตึงเครียดอย่างไม่ลืมหูลืมตา | อาการข้อล้า การแยกตัวของเนื้อผ้า | การควบคุมภายในช่วงที่คำนวณได้ |
| ระยะเลื่อนตัวปรับความตึงต่ำเกินไป | ไม่สามารถชดเชยการเปลี่ยนแปลงความยาวสายพานได้ | ปรับให้ถึงจุดกึ่งกลางของจังหวะ |
| ไม่สนใจการยืดตัวของสายพาน | การหย่อนคล้อยในระยะยาว | การสอบเทียบครั้งที่สองหลังจากใช้งาน 24–72 ชั่วโมง |
| ลูกกลิ้งปรับความตึงไม่ตรงตำแหน่ง | สายพานไม่ตรงแนว ขอบสึก | ตรวจสอบความขนานของโครงสร้างรับแรงดึงอย่างสม่ำเสมอ |
การคำนวณที่แม่นยำ ≠ ความตึงที่เหมาะสม เสถียรภาพที่แท้จริงมาจากการปรับที่ถูกต้องและการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง
9. บทสรุป — ความตึงของสายพานลำเลียงเป็นตัวกำหนดความน่าเชื่อถือของระบบ
ความตึงของสายพานลำเลียงจะกำหนดการทำงานที่เสถียรของระบบสายพานลำเลียง
ส่งผลต่อประสิทธิภาพการขับเคลื่อน การใช้พลังงาน การจัดตำแหน่งสายพานที่ไม่ถูกต้อง การลื่นไถล และอายุการใช้งานของข้อต่อ
ไม่ว่าจะใช้วิธี DIN, CEMA หรือ ISO การคำนวณจะมุ่งเป้าไปที่เป้าหมายเดียวเท่านั้น นั่นคือการรักษาความตึงเครียดภายในช่วงที่ถูกต้อง
ความตึงที่ถูกต้องเกิดจากการคำนวณความตึงของสายพานลำเลียงที่แม่นยำ การปรับสายพานลำเลียงที่เหมาะสม และการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับวิธีการตรวจสอบความตึงของสายพานลำเลียง
สามประเด็นนี้เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้
ท้ายที่สุดสายพานลำเลียงจะไม่ล้มเหลวโดยสุ่ม
ความล้มเหลวทุกครั้งเป็นผลมาจากความตึงเครียดที่ไม่เหมาะสม
