断面系数公式

带式输送机物料断面系数的分析王 波 张 林( 山西矿业学院)摘要 对现行物料断面系数 K 的3种计算方法进行了分析与讨论, 指出3种计算方法的K不同, 主要是由物料在输送带上的有效宽度 b 的取值不同造成的1 找到了物料断面系数 K 合理 的计算方法1关键词 带式输送机 物料断面系数 动摩擦角 物料有效宽度 中图分类号 TD 528 带式输送机运输能力的计算公式, 一般写为Q = K K v K Βv ΘB 2 ,式中, K 为物料断面系数; K v 为速度系数; K Β 为倾角系数; v 为带速, m ƒs ; 带宽1(1)Θ为物料密度, t ƒm 3; B 为 当 K v , K Β, v , Θ一定时, B 与 K 1 所以, 合理地选取 K , 对于经济合理地确定 B 是十分重 要的1 鉴于我国 TD 275系列及D X 系列带式输送机、国际标准 ISO 5048、日本标准 J ISB 8805等均把输送带 上的堆积煤按圆弧形断面确定, 故文中所列3种计算 K 的断面形状是同国际标准相一致的11 现有几种断面系数的计算方法111 第1种计算方法该方法认为 1 物料在输送带上的有效宽度 b 的水平投影长度为018B , 中间托辊长度为014B ,简图如图1所示1若设 q 为输送带上单位长度的物料量 (k g ƒm ) , 则输送机 运输 能 力 的 计 算 公 式 又 可 写 为 Q = 316K ΒK v qv , 即 Q =其计算3 600K ΒK v 0 112 tg Α+ 0108 (2Β - s i n 2Β) ƒs i n 2 Β]B 2v Θ1(2)Q = 由式 (1) , (2) 相等可得断面系数为0108 (2Β - s i n 2Β) ƒs i n 2Β]1 K = 3 600 × 0 112 t g Α+ 若以不同的 Α, Β 代入, 112 第2种计算方法图 1 物料断面F ig 11 C ro ss 2sec t i o n o f m a t e r i a l 物料断面由 A 1和 A 2组成, 其中 A 1= 0112B 2 tg Α; A 2=0108B 2 ( 2Β- si n 2Β) ƒsin 2Β; Α为托辊组侧辊槽形角; Β 为物料动摩擦角得到不同的 K , 如表1所示1 2018B , 中 该方法认为 物料在输送带上的有效宽度 b = 间托辊长度为014B 1 断面系数 K 为K = 3 600 × 0 104 (2 s i n Α+ 015 s i n 2Α) + 0102 (1 + co s Α) 2 (2Β - s i n 2Β) ƒs i n 2Β]1收稿日期: 1996201211第4期王 波等: 带式输送机物料断面系数的分析431以不同的 Α, Β 代入, 所得不同 断面系数 K 如表1中括号里的值1 113 第3种计算方法该方法认为3物料在输送带上 的有效宽度 b托辊长度为0算式为表 1 不同 Α, Β 时的断面系数 KCro s s - sec ti on coef f ic i en t of m a ter i a l s a t d i f f e ren t Αan d Β F ig 12 Βƒ( °)Αƒ( °) 10 20 25 30 3520 229 ( 212) 290 ( 268) 325 ( 302) 361 ( 336) 402 ( 374) K = 900 × 1对3析2 211 对第1种断面系数 K 计算方法的分析此方法视物料在输送带上有效宽度的水平投影长度为018B , 未考虑槽角的影响, 实际上, 当槽角变 则输送带在两侧辊 化时, 其有效宽度的水平投影将随之改变, 既然输送带在中间托辊上的长度为014B , 上的宽度应各为013B 1那么, 当槽角增大至60°时, 整个输送带的水平投影应为014B + 2×013B co s60°=017B , 反而小于物料在输送带上的水平投影宽度018B , 显然是不合理的1212 对第2种断面系数 计算方法的分析这种方法是取物料在输送带上的有效宽度为018B , 虽避免了第1种方法的不合理性, 但运输带的空余部分为 B - 018B = 012B , 此值会随带宽的增加而增大, 也是不尽合理的1比较第2种计算方法中物料的有 效宽度 b 1 = 018B 与第3种计算方法中物料的有效宽度 b 2 = 019B - 0105, 以不同带宽 B 分别代入求得的 , 见表21 不难看出, 当带宽≤800mm 时, 两种算法 表 2 不同带宽 B 时的 b 1 , b 2T a b le 2 b 1 an d b 2 a t d i f f e ren t be l t w i d t h B的结果基本相当; 但当带宽≥1 000mm 时, 两 种算法的结果便相差较大, 势必影响到物料断 面系数 K 1B ƒmm项目500 650 800 1 000 1 200 1 400 1 600 2 000物料断面系数 K 受到许多因素的影响, 如 400 520640800960 1 120 1 280 1 600b 1b 2 400 535 670 850 1 030 1 210 1 750槽角 Α、物料动摩擦角 Β、中间托辊长度 l 及物 料在输送带上的有效宽度 b 等1 而诸因素中,Α, Β, l 一般是已确定的, 故断面系数 K 主要受 b 影响1 上述各种计算方法的 K 不同, 主要是 b 的取值不同造成的13 对现行断面系数及生产率计算公式的建议带宽 B 和带速 v 确定之后, 输送机运输能力的大小主要取决于物料在带上的断面1 因此, 运输能力 计 算 公 式 应 该 用 物 料 在 输 送 带 上 的 有 效 宽 度 b 来 表 示, 计 算 输 送 机 运 输 能 力 的 公 式 应 改 为 Q =K K v K Βv Θb 2 , 于是, 由运输能力求得的物料有效宽度为 b = (Q ƒK K v K Βv Θ) 1ƒ21 令 b = 019B - 0105, 则 B =(b + 0105) ƒ0191此外, 在上述断面系数的计算中, 3种方法的中间托辊长度 l 均取为014B , 为了能适应各种不同情况, 取中间托辊长度为宜为比例系数1 同理求得物料断面系数为3 D X 型胶带机设计计算手册1北京: 第一机械工业部起重运输机械研究所编印1 1983© 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 煤 炭 学 报4321996年第21卷K = 3 600 × 1 (1 - n ) s i n Α n + 1 (1 - 2Β - s i n 2Β n + [ (1 - n ) co s Α]2 1 n ) co s Α + (3)2 s i n 2Β2 2 以不同的 Α, Β, n 代入, 所得不同的断面系数 K 如表3所示1表 3 以不同的 Α, Β, n 代入式 (3) 求得的 KT a ble 3 K obta in e d f r o m f o r m u la (3) when d i f f e ren t Α, Β a n d n a re usedΒƒ( °) Αƒ( °) 30在应用式 (3) 时, 应先选定一比例系数 n , 根据断面系数 K 求得物料有效宽度 b 后, 再根据中间托 辊的实际长度 l 重新求得 n , 对断面系数 K 及物料有效宽度 b 进行修正1至于最近出现的5托辊或多托辊 (钢丝绳芯托辊) 带式输送机, 其物料堆积断面上、 下均为圆弧线,参 考 文 献1 于学谦, 方佳雨编1 矿山运输机械1 徐州: 中国矿业大学出版社, 19931113～ 1142 牛树仁, 陈滋平编1 煤矿固定机械及运输设备1 北京: 煤炭工业出版社, 1988136～作 者 简 介王 波, 男, 57岁, 副教授1 1960年毕业于山西矿业学院机械系1 主要著作有《矿山运输技术》等1 发表论文 “刮板输送机预张紧力及紧链力计算”等10余篇1 山西省太原市山西矿业学院机械系, 邮政编码: 0300241张 林, 男, 57岁, 副教授, 厂长11963年毕业于山西矿业学院1主要著作有《矿山运输技术》等1发表论文 “真空开 关的过电压浅析及控制方法”等余篇1山西省太原市山西矿业学院机电厂邮政编码1A N ALY S IS O F CR O SS - S ECT I O N CO EFF I C I ENT O FM A TER I AL O N THE BE L T CO NVEYO RW an g BoZh a n g L i n(S h a n x i M in in g I nst itu te )A bstra c t T h ree ex is t i n g m e t ho d s fo r ca l cu l a t i o n o f th e c ro s s 2sec t i o n co e ff i c i en t o f m a t e r i a l , K , a re d i scu s sed . T h e d i ffe ren c e am o n g th e s e m e tho d s is m a i n ly du e to th e va l u e b e i n g tak e n o f effec t i ve w i d t h ,b , o f th e b e l t co n v eyo r . A rea s o n a b l e m e tho d fo r ca lcu l a t i o n o f th is fac t o r is fo u nd .Keyword s b e l t co n v eyo r , c r o s s 2sec t i o n co e ff i c i en t o f m a t e r i a l , dyn a m i c f r i c t i o n an g l e , th e effec t i ve w i d t h o f m a t e r i a l© 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 断面系数 KΒƒ( °) Αƒ( °) n = 0140 n = 0145 n = 0150断面系数 KΒƒ( °) Αƒ( °) n = 0140 n = 0145 n = 0150断面系数 Kn = 0140 n = 0145 n = 015020449 438 426 30 536 523 507 2045 612 600 585 6061861560620501 484 478 30 583 571 556 2545 650 640 626 6064664463820554 544 532 30 632 620 606 45 689 680 668 60674675670。

式中，α中性轴最远的各点处，弯曲正应力最大，其值为
比值 Iz/ymax 仅与截面的形状与尺寸有关，称为抗弯截面系数，并用 Wz 表示， 即 Wz=Iz/ymax 由公式可见，最大弯曲正应力与弯矩成正比，与抗弯截面 系数成反比。 抗弯截面系数 Wz 综合反映了横截面的形状与尺寸对弯曲正应力的影响 。 一些常用抗弯截面系数
抗弯断面系数的计算方法？
在根据 SH 3073-1995 石油化工企业管道支吊架设计规范 计算管道支架间距的过程中 公式2.6.1-3，有一个叫“ 抗弯断面系数 (m m 3 )" 不知道如何计算？ 设计要求为 材质为 Q235-B 的碳钢管道 使用介质为常温水，压力为2.5bar
也有叫 抗弯截面系数的 叫抗弯断面模量的 W=πD3/32×（1-α4） 其中 D 表示外径 d 表示内径 α表示 d/D
编辑本段 抗扭截面系数（抗扭截面模量）
如图，在距圆心 p 处的微面积 dA 上，作用有微剪力 τpdA，它对圆心 O 的力矩为 PτpdA，在整个横截面上，所有微力矩之和等于该截面的扭矩，即
由公式可知，比值 Ip/pmax 是一个仅与截面尺寸有关的量，称为抗扭截面系数 ， 用 Wp 表示（图中用 Wt 表示） 。
截面系数
目录 截面系数 抗扭截面系数（抗扭截面模量） 抗弯截面系数
编辑本段 截面系数
section factor
机械零件和构件的一种截面几何参量，旧称截面模量。它用 根据材料力学，在承受弯矩 Μ的梁截面上和承
以计算零件、构件的抗弯强度和抗扭强度（见强度 ） ，或者用以计算在给定的弯矩或 扭矩条件下截面上的最大应力。 受扭矩 T 的杆截面上 ,最大的弯曲应力 σ和最大的扭转应力 τ出现于离弯曲中性轴线和 扭 转 中 性 点 垂 直 距 离 最 远 的 面 或 点 上 。 σ 和 τ 的 数 值 为 -0.032√(C+W)-0.21√(RD↑2) 式中 Jxx 和 J0分别为围绕中性轴线 XX 和中性点 O 的截面惯性矩 ;Jxx/y 和 J0/y 分别为弯曲和扭转的截面模量（见图和附表 ） 。一般截面 系数的符号为 W，单位为毫米3 。根据公式可知，截面的抗弯和抗扭强度与相应的截 面系数成正比。

a
b
a
2
b
b
2
3
B
B
a
a
2
2
b
B
HB b(e2 h)
e2 H e1
1 3
( Be13
bh3
ae23
)
e1
1 2
aH 2 aH
bt 2 bt
Z1
I e1
Z2
I e2
d
1
bd
e
b
e
d
2
bd
b
b
3
bd
d
断面参数计算公式表
中性轴到截面上 最远点的距离
惯性矩
e
I
1d
bd 3
2
12
截面系数 Z = I
e
bd 2 6
bd 3
bd 3
d
3
3
hd b2＋d 2
b3d3 6(b 2＋d 2）
b 2d 2 6 b2＋d 2
回转半径 ρ = I
A
d 0.289d 12
2(b－t)
1 3
2sb
3＋lt
3＋
g 2
(b
4－t
4
)
－A(b－e) 2
ただ其し中gg=斜つ边ば勾的配斜度
Dd e sh
t
2
bd－h(b －t)
d
2
b
sh
t
hs e
eb
3
bd－h(b －t)
b
2
d
b
t
4
bd
bd－h(b －t)
d
e
2
bd3－ｈ3 (b－t) 12
2sb3＋ht 3 12

三、掘进工作面需要风量掘进工作面需要风量按各个独立通风掘进工作面实际需要风量的总和计算：∑Q掘=∑Q掘i （m3/min）式中：Q掘i——第i个掘进工作面需要风量，m3/min。

每个掘进工作面实际需要风量，按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害气体产生量以及工作面气温、风速、人数以及局部通风机的实际吸风量等规定分别进行计算，然后取其中最大值。

1、按照瓦斯涌出量计算：Q掘=100×q掘×KCH4（m3/min）式中：q掘——掘进工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量，m3/min；K CH4——掘进工作面瓦斯涌出不均衡备用风量系数，正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值；100——掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不能超过1%的换算系数。

2、按照二氧化碳涌出量计算：Q掘=67×q掘×KCO2（m3/min）式中：q掘——掘进工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min；K CO2——掘进工作面二氧化碳涌出不均衡备用风量系数，正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值；67——掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不能超过1.5%的换算系数。

3、按炸药量计算（炮掘工作面采用硝酸氨炸药时计算，其它炸药不予计算）：Q掘≥25×A（m3/min）式中：A——掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，kg。

25——每千克一级煤矿许用炸药需风量，m3/min•kg；4、按工作面人员数量验算：Q掘≥4×A（m3/min）式中：N——掘进工作面同时工作的最多人数，人；4——每人需风量，m3/min•人。

5、按风速进行验算：岩巷掘进工作面：Q岩掘≥9×S掘（m3/min）煤巷和半煤岩巷掘进工作面：Q煤掘≥15×S掘（m3/min）掘进工作面：Q掘≤240×S掘（m3/min）式中：Q岩掘——岩巷掘进工作面的最低风量，m3/min；Q煤掘——煤巷和半煤岩巷掘进工作面的最低风量，m3/min；S掘——掘进工作面的净断面积，m2。