BELT CONVEYOR 설계 기준

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효연 최
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1 BELT CONVEYOR 설계기준 2.1 벨트콘베어의특성및운반물의조건 벨트콘베어의특성 1) 여러종류의분산물운반에적합하다, 벨트콘베어로운반되는분산물은대단히종류가많다. 석탄, 광석, 깬돌, 자갈, 모래, 비료, 유안, 요소, 시멘트등헤아릴수없을정도로많다. 젖어있거나말라있거나혹은 300 정도의고온의운반물도 운반할수있다. 2) 운반능력의범위가넓다. 시간당수 kg 의작은 capacity 에서화력발전소나제철소에서의시간당 1,000~2,000 Ton 의큰 Capacity 가있다. 택지조성용에사용되는벨트콘베어는시간당 5,000 t 이상의것도있다. 3) 운반거리가길다. 벨트콘베어는다른콘베어에비해운반거리가상당히길다. 총연장의길이가수 km 되는것은얼마든지 많으며이것은운반 cost 가싸지며운전유지비용도절감된다. 4) 설치조건의유리성 1 기초가간단하다. 2 지형에거의좌우되지않는다. 3 설치폭이좁다. 4 경사각도가 20` 이내리면자유롭게이용된다. 5 설비가간단하다. 6 임의의장소에분배된다. 7 신뢰성이높다 고장이거의없고 Mainternance 를위해많은인력이필요치않다 표 1.1 각종운반물의최대수송허용각도 (º) 1

2 운반물의종류최대수송각운반물의종류최대수송각운반물의종류최대수송각 석회석덩어리석회석가루크링커시멘트코크스 점토마른덩어리점토젖은덩어리점토가루모래마른덩어리모래젖은덩어리점토가루 하천자갈균일자갈부순자갈괴탄부순탄분탄 * 시멘트는실제운전경험에의해 8 이하로해야한다 표 1.2 각종운반물의최대크기와최소벨트폭 덩어리최대크기 최소벨트폭 ,000 1,200 표 1.3 추정되는벨트속도와최대벨트속도 운반물의종류 추정되는벨트속도 벨트폭 (mm) 최대벨트속도 벨트폭 (mm) 이상 이상 원탄, 소금, 모래, 분탄 자갈, 광석, 쇄석 괴탄, 광석, 쇄석 코크스, 석탄, 목탄 가루, 회, 시멘트 곡물류 * 상기운반물의조건에맞게선정하여설계시우선적으로적용해야한다 2. 용량계산 2

3 일반적으로벨트콘베어운반능력은다음과같이계산한다 Q=60*A*V*r [t/h] Q 벨트콘베어의운반능력 t/h A 벨트위운반물의단면적 m3 V 벨트속도 m/min r 운반물의겉보기비중 t/ m3 상기식에서 A 는다음식에의해계산된다 A=K(0.9*B-0.05)², K: 정수 ( 표 2.1), B : 벨트폭 A 의값은벨트의 Trough 각이나측각에의해변화되며 ( 표 2.2 참조 ) 정지안식각을알때는다음식에 의해계산된다 α=1.11*ρ-(0.1*β+18 ), α: 측각, ρ: 정지안식각, β: Trough 각 표 2.1 정수 K 측각 ( ) Trough 각 ( ) 표 2.2 Trough 형벨트콘베어적재단면적 A 단위 : 0.01 m2 3

4 Trough 각 ( ) 측각 ( ) 벨트폭 표 2.3 Trough 형벨트콘베어운반량 Qm 단위 : m3 /h Trough 각 ( ) 측각 ( ) 벨트폭

5 상기표는벨트속도 100m/min 인경우이며 900W 이고 Trough 각 45, 측각 20, 벨트속도 70m/min, 비중 1.4 인경우의용량계산은 x 0.7 x 1.4 =547 t/h 가된다 벨트콘베야의운반량이수송각도 2 도까지는 100% 운반효율을기대할수있으나수송각도가커짐에 따라운반효율이아래의표처럼저하된다 표 2.4 경사에의한운반능력저하율 수송각도 운반효율 (%) 동력계산 벨트콘베어의동력계산에는다음과같이여러저항을고려하여야한다. 1. Carrier 가운반물을지탱하면서회전할때의회전저항 2. Carrier 가 Belt 만을지탱하면서회전할때의회전저항 3. Head, Tail, Bend, Take-up 의각 Pulley 의축과 BEARING 의마찰저항 4. Belt 가 Bending 함으로써생기는저항 5

6 5. 벨트가처지기저항 6. Scraper 나 Skirt 의마찰저항 단거리벨트콘베어의동력계산 (100m 이하 ) HP = (K*C1*V+C2*Q)*L/270 +Q*H/270 + HPt*1/η [HP] HP 소요마력 (HP) C1 무부하주행저항 (KG)-- 표 3.1 C2 부하주행저항 (KG)-- 표 3.1 K C1 의수정계수 -- 표 3.2 V 벨트의속도 (m/min) Q 운반량 (t/h) L 벨트의길이 (m) H 수직운반높이 (m) HPt 트리퍼의운전마력 (HP) -- 표 3.3 η 효율 (η) Q*H/270 운반물을수ㄱ직으로들어올리는데필요한마력 (HP) 표 3.1 무부하주행저항 C1, 부하주행저항 C2(kg/cm) 벨트폭 C1 C2 벨트폭 C1 C

7 * 상기수치는 Sliding Bearing 의경우이며 Roller Bearing 사용시는상기수치의 1/2 을적용하면된다. 표 3.2 C1 의수정계수 K 벨트길이수정계수 7.5 이하 이하 이하 이하 이하 이하 1.04 표 3.3 트립퍼마력 벨트폭 HP 고정트립퍼 이동트립퍼 중거리벨트콘베어의동력계산 (100~500 m) N = (N1+N2+N3+Nt)*1/η [HP] 7

8 N 총소요마력 (HP) N1 무부하동력 (HP) N2 수평부하동력 (HP) N3 수직부하동력 (HP) f Nt W V 마찰계수--표 3.4 Tripper 마력 --표 3.3 운반물이외의운동부분의중량 (kg/m)-- 표 3.5 벨트의속도 (m/min) N1=0.06*f*W*V(L+L0)/270 N2 =f*q(l+l0)/270 N3 =±Q*H/270 Q 운반량 (t/h) L 벨트의수평길이 (m) L0 벨트길이의수정치 (m) -- 표 3.4 H 수직운반높이 (m) : Tripper 높이포함 η 효율 (η) 표 3.4 Carrier 의회전마찰계수 F 와중심거리수정치 L0 f 장치의구조상특징 회전저항이보통 Carrier 를사용한장치로서설티상채가그다지좋지않은경우 2 66 회전저항이특히작은 Carrier 를사용한장치로설치상태가좋은경우 하강 Conveyor 의제동력을설계하는경우 표 3.5 운반물이외의운동부의중량 벨트폭 W(kg/m) * W 의값을상세하게계산할경우는다음식으로계산한다. ( 표 3.6 참조 ) 8

9 W=Carrier Roller 의중량 /Carrier Roller 의설치간격 (m) +Return Roller 의중량 /Return Roller 의 설치간격 (m) + 2* 벨트의중량 (kg/m) 표 3.66 SGP Roller (kg) Roller (kg) 벨트폭 Roller 경 (mm) Carrier (3 개 ) Return(1 개 ) Roller 경 (mm) Carrier(3 개 ) Return(1 개 ) (mm) 장거리벨트콘베어의계산방법 (500m 이상 ) N = (N1+N2+N3+Nt)*1/η [HP] N N1 N2 N3 총소요마력 (HP) 무부하동력 (HP) 수평부하동력 (HP) 수직부하동력 (HP) N1=0.06*F*W*V*L/270+e*W*V/15 N2 =G*Q*L/ *h*Q N3 =±Q*H/270N 9

10 Nt Tripper 마력 -- 표 3.3 W 운반물이외의운동부분의중량 (kg/m)-- 표 3.5 V 벨트의속도 (m/min) Q 운반량 (t/h) L 벨트의수평길이 (m) H 수직운반높이 (m) : Tripper 높이포함, 상향 +, 하향 - F,e,G,h 계수--표 3.7 η 효율 (η) 표 3.7 콘베어의구조 F e G H Carrier Roller 및모든베어링에미끄럼베어링을사용하고보통의관리상태에있는것 Carrier Roller 및 Return Roller 의외경이 mm 이고구름베어링을사용하고다른베어링은사용한보통의관리상태에있는것 Carrier Roller 및 Return Roller 의외경이 mm 이고고급구름베어링을사용하고다른베어링도모두구름베어링을사용하며양호한관리상태에있는것또한벨트에운반물을고르게보통보다도다량으로적재하는경우 Carrier Roller 및 Return Roller 의외경이 200mm 이상이고최고급구름베어링을사용하고다른베어링도모두구름베어링을사용하며적재및적재상태가 최상의것벨트의적재는가능한최대량까지항상고르게적재하고사용후 2-3 년이지난최적의운전상태에있다 10

11 기계효율 (η ) 전동장치의종류효율 Motor 감속기 * 감속기를사용하고 chain 으로연결할 경우 Coupling Chain 전동기출력 (HP)= 소요동력 /(Motor 효율 * 감속기효율 *chain 효율 ) 4. 벨트의장력계산 4.1 유효장력 P=4,500*HP/V P : 유효장력 (kg) HP : 구동마력 (HP) V : 벨트의속도 (m/min) 4.2 이완측장력 T1=P/e^(μθ-1) e : 자연대수의값 (2.718) μ : pulley 의 belt 와의마찰계수 ( 표 4.1) θ : 벨트의접촉각 (radian) 1/e^(μθ-1) : 표 4.3 표 4.1 pulley 의상태젖어있다습하다건조하다 외피를하지않은상태 목재로외피한상태 벨트로외피한상태 홈달린고무로외피한상태 표

12 벨트의접촉각 ( θ) 외피 안한 pulley (μ=0.25) 고무외피 pulley 벨트의접촉각외피안한 pulley (μ=0.35) ( θ) (μ=0.25) 고무외피 pulley (μ=0.35) 표 4.3 벨트의접촉각 ( θ) 외피 안한 pulley (μ=0.25) 고무외피 pulley (μ=0.35) 외피안한 pulley (μ=0.25) 고무외피 pulley (μ=0.35) sinlgle 구동 tandem 구동 Screw Take-up weight Take-up 12

13 4.3 경사장력 벨트콘베어가경사되어있을때는자중에의한장력이생긴다 T3=W*L*(sinθ -f* cosθ) W : 벨트의자중 (kg/m) 표 4.4 L : 콘베어의격사부길이 (m) θ : 경사각도 ( ) f : roller 의회전마찰계수표 4.5 표 4.4 벨트의자중 W (kg/m) 벨트폭 자중 근사두께 표 4.5 (sinθ -f* cosθ) 의값 경사각도 f= f= 경사각도 f= f= 표 4.6 경사장력에의한벨트장력증가율 경사각도 증가율 (%) 최소장력 T4 = 50/8*W8L (kg) W : 벨트의자중 (kg/m) 표 4.4 L : Return Roller 의간격 (m) 13

14 표 4.7 벨트의최소장력 (kg) 벨트폭 최소장력 벨트폭 최소장력 최대장력 ( 인장측장력 ) T1=P+T2=P*(e^μθ/(e^μθ-1))=T2*e^μθ 여기서 (e^μθ/(e^μθ-1)) 는벨트의유효장력 P 와최대장력 T1 의비이다 외피벨트의접촉각안한 pulley ( θ) (μ=0.25) 외피고무외피 pulley 벨트의접촉각안한 pulley (μ=0.35) ( θ) (μ=0.25) 고무외피 pulley (μ=0.35) 하향경사콘베어의최대장력 전부하시의질주 Torque 를 M1 이라하면 M1 : 질주 Torque (kg.m) N1 : 무부하마력 HP M1=[N3-e*(N1+N2)]*716/n (kg.m) N2 : 수평부하마력 HP N3 : 수직부하마력 HP e : Roller 의저항저감률 (0.7) n : 축의회전수 (rev/min) 14

15 여기서기동마력은 N=N3+e*(N1+N2) 이므로 M1=N*716/n 제동력 PB kg.m 의브레이크를사용했을때의마력은 NB=PB*n/716 이되고 N 보다약간큰값이된다 그러므로 NB > 1.25N 이므로벨트의최대장력도이 NB 의값을기준으로해서계산해야한다 5. 벨트의곡률반경과장력계산 5.1 오목면의곡률반경과장력 곡률반경을구하기위해장력을먼저계산한다수평부위에만적재물을실었을때의마력 N' 은 N1 : 무부하마력 HP N' = N1 + N2*L1/L (HP) N2 : 수평부하마력 HP L : 수평중심부거리 m L1 : 수평부거리 m 수평부에만적재물을실었을때의 N' 로유효장력 P' 를구하면 P' = 4500*N'/V V : 벨트속도 (m/min) 이때의긴장측장력 T1' 를구하면 T1' = P' + T2 (kg) T2 ; 이완측장력 (kg) 경사부분의벨트자중에의한 Carrier 측벨트의경사장력 T3' 를구하는식은 T3'=W*L(sinθ +f*cosθ ) (kg) W : 벨트의자중 (kg/m), L : 경사부길이 (m), θ : 경사각, f : 표 3.4 (sinθ +f*cosθ ) 는 Return 측벨트의경사장력계산에사용 이때곡률반경 R 은다음식으로구한다 R=Tm/(W*cosθ) (m) 5.2 볼록면의곡률반경과장력 볼곡면의곡률반경 R 는벨트폭의 15 배이상이되게설계하는것이바람직하며이대의 Carrier Roller 의간격은표준의 1/2 가좋다 R=1/(π*θ/360) *1/2 (m) l =2R*π*θ/360 (m) R : 곡률반경 (m), L : 원호의길이 (m), θ: 경사각 ( ) 15

16 각도변환점에서장력을구하면다음과같다 가도변환점까지적재율이실려있을때의마력 N' 는 N'=N1 +N2 *(L1+L2)/L +N3 (HP) N1 : 무부하마력 (HP) N2 : 수평부하마력 (HP) N2 : 수평부하마력 (HP) N3 : 수직부하마력 (HP) L : 수평중심부거리 ( m) L1 : 수평부거리 ( m) L2 : 경사부수평거리 ( m) N' 로유효장력 P' 를구하면 P' = 4500*N'/V (kg) 유효장력 P' 로긴장측장력 T1' 를구하면 T1' =P' + T2 (kg) T2 : 이완측장력 이때의최대장력 Tm 을구하면 Tm = T1' + T3 (kg) T3 : 경사장력 각도변환점의 Carrier Roller 에걸리는운반물이외의벨트장력의분력은다음과같다 2Tm * sinθ (kg) 6.BELT 의선정 6.1 Belt Ply n=t1*s/(δ*b) n : Ply 수표

17 T1 : 최대장력 (kg) δ : 항장력 (kg/cm>ply) B : Belt 폭 (cm) S : 안전계수 최대장력 (kg) ~ 2,000 2,000-5,000 5,000-10,000 10,000 ~ 안전계수 표 6.1 벨트의최소및최대 Ply 수 표 6.2 벨트의종류 종류벨트명칭항장력 (kg/cm.p) 비고 면범포면나이후렉스강력인면포비닐론나이후렉스범포나이론범포 병-7( 8*6) 후-9( 9*7) 병-2(10*8) 후 9 급병 2 급 100R (# 50) 200R (#100) 100VN 120VN 특 120VN 150VN 200VN 250VN 300VN 350VN 400VN 450VN 200NN 250NN 300NN 350NN 400NN 450NN 500NN 600NN 코오드콘베어 ST

18 데트론범포 ST- 80 ST TN 200TN 250TN 300TN 350TN 400TN 벨트의중량 Cover 고무의중량 : " 두께 * 폭 * 길이 " 로표시된다 벨트심체의재질에따라중량이다르다, 표 6.3 참조 벨트전체의계산 : Bw*Cn*Pn*bn(Rn+R'n)=W (g) Bw :belt 폭 (m), Cn : 코오드심수, Pn: ply 수, bn : 브레이카수 Rn : 위카바고무 (1.6mm 두께를 1 단위로함 ), R'n : 아래카바고무 (1.6mm 두께를 1 단위로함 ) 표 6.3 심체범포의중량 [Bando conveyor data] 명칭두께 (mm) 중량 (kg/cm.p) 명칭두께 (mm) 중량 (kg/cm.p) 명칭두께 (mm) 중량 (kg/cm.p) PVN- 100 PVN- CC NN CC NN PVN CC NN CC NN PVN CC NN CC NN PVN PVN- 300 CN TT PVN CN TT

19 CN TT PVN CN TT PVN- 450 PVN- 500 NN-120 NN-150 NN-200 NN-250 NN TT-300 TT-350 TT-400 PV RR-100 RR-120 RR-150 PP-100 PP * T= 데프론, P= 폴리프로피렌, N= 나이론, PV= 비닐론, R= 레이론 6.3 벨트의수명 " 내용운반량 * 운반물내용율 * 하적개소의내용율 * 상면 Cover 고무두께의내용율 *Cover 고무인장강도의 내용율 * 경사콘베어의내용율 * 설치장소의내요율 * 수동방식의내용율 * 긴장장치의내용율 * 실제내용 운반량 " 이된다 표 6.4 벨트의내용운반량, 단위 = 만톤 Belt Conveyor 중심거리벨트폭 (mm)

20 표 6.5 인장강도 Cover 고무 표 6.6 상면 Cover 고무두께 인장강도 (kg/ cm2 ) 내용율 (%) 두께 (mm) 내용율 (%) 표 6.7 운반물종류에따른내용율 운반물의종류내용율 (%) 운반물의종류내용율 (%) 석탄큰덩어리 100 돌작은덩어리 80 석탄작은덩어리 120 크링카식은것 70 석탄가루 130 크링카열있는상태 20 코우크스큰덩어리 50 광입방 80 코우크스작은덩어리 60 아연광입방 50 코우크스열있는상태 10 자갈 90 광석 200mm 이하 60 시멘트열있는상태 40 광석 50mm 이하 80 시멘트식은것 100 광석분광 90 곡류 200 돌덩어리 70 염류 80 표 6.8 각종조건에따른내용율 운전조건내용율 (%) 운전조건내용율 (%) 운전조건내용율 (%) 하역장소 1 개소 100 옥외실 100 탄뎀구동 80 하역장소 2 개소 80 Cover 부 ( 옥외 ) 110 나사식긴장장치 100 트리퍼 1 대 80 단독헤드구동 100 중추식긴장장치 120 경사별 90 테일 / 중간구동 90 옥내설치 커버고무의두께 커버고무의두께는운반물의종류와사용조건에따라서정해져야하며벨트의강도에는별로관계가 없다 20

21 내유성, 내열성, 내화학약품성이요구되는경우도있다 표 6.9 각종운반물에대한커버고무의두께와품질 운반물의종류 커버고무두께 (mm) 품질 표면이면인장강도 (kg/ cm2 ) 박리강도 (kg/ cm2 ) 곡류, 칩, 미분탄 ~ 5 모래, 주물사, 시멘트작은덩어리 ~ 5-7 석회석, 목재, 쇄석, 암석 ~ 8-10 석탄, 쇄석, 크링카 ~ 8-10 망간광석, 갈철광 ~ 긴장장치의계산 7.1 구동방법 구동방법 벨트접촉각 (θ) 비고 Single 180 Snub Pulley 가없는경우 Single Snub Pulley 가있는경우 Tandem Type Single Tandem Dual Multiple 2 개의 pulley 를사용하면서구동은 1 개의 pulley 만한다 2 개의 pulley 를인접하게설치하여구동은개의 pulley 에직결하고다른 1 개는 Gear,Chain/V-belt 로연결하여구동한다 2 개의구동 pulley 가설치되어각각에독립적으로 Motor 를설치하여구동한다두개혹은그이상의 pulley 로구동하는방법으로장거리벨트에적합하다. 이것은 Conveyor 의최대 Tension 의감소와 Motor 의 Over-starting 을방지할수있다 7.2 Take-up 장치 -Screw Take-up : 벨트길이가 30~50m 이하인경우에사용하며 Take-up 길이는벨트길이 ( 중심거리 ) 의 1~2% 로한다 - Vertical Gravity Type 21

22 - Horizontal Gravity Type - Power Take-up Type 7.3 수평벨트콘베이어 수평벨트콘베어의중추 (Weight Box) 는구동 pulley 의직후에만드는것이일반적이고 150m 이상의 콘베어는반드시구동 pulley 직후에만들어야한다 1) Head 부에 Weight Box 를설치하는경우 1 Head 부에서구동할때 W=2T2 (kg), T2 =P/(e^μθ)-1(kg), T2: 이완측장력 (kg), P : 유효장력 (kg), W : 중추의중량 (kg) 2 Tail 부에서구동할때 W=2*(T1-Ts), Ts=4500*N1/(V*L)*0.4*l Ts :Return 측의무부하저항 (kg), N1 : 무부하마력 (HP), L : 콘베어의중심거리 (m) l : 구동부에서중추까지의거리 (m) 2) Tail 부에 Weight Box 를설치하는경우 1 Head 부에서구동할때 W=2*(T2+T5)=2*T1-4500*N1*(V*L)*l 2 Tail 부에서구동할때 W=2*T1 7.4 상행경사벨트콘베어의계산식 1) Head 부에 Weight Box 를설치하는경우 1 Head 부에서구동할때 W=2*T2 혹은 W=2*(T3 +T4) 두식중큰값을택한다 2 Tail 부에서구동할때 W=2*Tm =2*(T1 +T5), Tm : 최대장력 (kg) 22

23 2) Tail 부에 Weight Box 를설치하는경우 1 Head 부에서구동할때 W=2*T4 혹은 W=2*(T2 -T3) 두식중큰값을택한다 2 Tail 부에서구동할때 W=2*Tm =2*(T1 +T3) 이상으로다음과같은것을알수있다 i) Head 부 Weight Box Type 에서 Tail 구동일때최대장력이 4 가지중최대가되므로비경제적이다 ii) Tail 부 Weight Box Type 에서 Tail 구동일때 T1 으로는안정하지못해 Tm 으로하므로비경제적이다 iii) Tail 부 Weight Box Type 에서 Head 구동일때다른 3 가지보다최대장력이작으므로경제적이다. Head 부 Weight Box Type 에서 Tail 구동일때는정지시중추가올라갔다다시내려와 Tail 의벨트가 당겨지므로주의를요한다 7.5 하향경사벨트콘베어의계산 1) Head 부에 Weight Box 를설치하는경우 1 Head 부에서구동할때 W=2*Tm =2*(T1 +T3) 2 Tail 부에서구동할때 W=2*T4 혹은 W=2*(T2 -T3) 두식중큰값을택한다 2) Tail 부에 Weight Box 를설치하는경우 1 Head 부에서구동할때 W=2*Tm =2*(T1 +T3) 2 Tail 부에서구동할때 W=2*T2 혹은 W=2*(T4 +T4) 두식중큰값을택한다 하향경사벨트콘베어에서는구동부가 Tail 에있을때는 Weight Box 의무게가작으므로경제적이다 23

24 7.6 Reversible 벨트콘베어의계산식 W=2*Tm ( kg) Tm=P(e^(μθ)/{e^(μθ)-1}+1) =T1(2-1/e^(μθ)) (kg) Tm : 최대장력 P : 유효장력 T1 : 최대장력 =P[e^(μθ)/{e^(μθ)-1}] e : 자연대수의밑 (2.7183) μ : pulley 와벨트의마찰계수 = 0.3 θ : 접촉각 (Radian) 7.7 Weight Box 의유효이동거리 일반 Rubber Belt Super (Less ply) Steel Code % % % 7.8 와이어로우프의계산 로우프의선정은절단하중을구하여표에서와이어로우프의지름을선정한다 T = Q*S (kg) T : 절단하중 (kg) Q: 중추의무게 (kg) S : 안전율 =6 8. 역전방지장치및제동장치의계산 8.1 역전방지장치의계산 역전은상향경사콘베어에서생기는것이다. 즉아래조건아되면역전방지장치를설치해야한다 (N1+N2)*2/3 < N3 벨트콘베어에전부하가걸려있을때의역전 Torque 는다음식에의해구할수있다 M1 ={N3-e(N1+N2)}*716/n (kg.m) M1 : 역전 Torque (kg.m) 24

25 N1 : 무부하마력 (HP) N2 : 수평부하마력 (HP) N3 : 수직부하마력 (HP) e : Roller 의저항저감율 (0.7 혹은 2/3 ) n : 브레이크를다는축의회전수 (rev/min) 상기계산식의 Torque 의값이 1,000kg.m 이하면 Ratch Type 이나 Roller Type 를사용하고 4,000 kg.m 이상의큰 Torque 이면 Band Break Type 를사용하는것이경제적이다 8.2 질주방지및제동장치의계산 1) 질주방지장치 하향경사벨트콘베어에서구동력이 - 로되면계산하여야한다 NB = M1' * n/716 (HP), M1=(N3+e(N1+N2)) (kg.m) M1' =M1 의값보다큰실제소요브레이크의용량를선정해야한다 2) 제동장치 전부하운전중브레이크의정지시간 t=[ W*L'*V/(g*60) +Q*L'*1,000/(g*3,600) +Σ(15/(g*V)*GD²(2*π*n)²]/(P+Pb) (sec) Pb =2*M'/D, W : 운반물이외의운동부분의중량 (kg), L' : 수평운반길이 (m), V : 벨트의속도 (m/min) g : 가속도 =9.8m/sec, Q : 운반량 (t/h), P : 구동마력에의한유효장력 (kg), GD² : 플라이휘일효과 (kg. m2 ) n : 회전수 (rpm), Pb : 브레이크에의한벨트의유효장력 (kg), D : 구동 pulley 직경 (m) 2.9 Roller 의배치 Spacing (mm) Roller Type Belt Width (mm) Trough Flat Type 25

26 Return Roller Self-align Roller 10 Belt Pulley 의선정 10.1 최소직경과폭 구동 pulley Head pully Take-up pulley Tail pulley Bend/ Snub pulley D1 =n*125~200 (mm) D2 =n*125~175 D3 =n*125~150 D4 =n*100~125 D5 =n* 75~100 n : ply 수 표 10.1 Pulley 의폭 벨트폭 (mm) 400~ ~ ~1,200 1,200~1,500 Pulley 폭 (mm) 벨트폭 + 50 벨트폭 + 75 벨트폭 벨트폭 고무외피 고무성능 인장강도신율경도접착력 150 kg/ cm2이상 450 % 이상 HC kg/ cm2이상 26

27 11. Pulley 축계산 11.1 구동 pulley 축 1) chain 전동에의한구동 pulley 축경을구하기위해먼저 pulley 축에작용하는장력들의합성을구한다. 그림 11-1(a) 와같이장력이 작용하면그림 (b) 와같이합성을구할수있다. 일반적으로각장력의크기를도시하여 T1 의시작점과 W 의끝점을연결하면힘의합성이된다. 그크기는 Scale 하여나타내면된다. 상기에서합성한 pulley 의힘을 2P1 이라하면그림 (c) 에서 A. B 지점에서의굽힘모멘트 M1 은 M1=P1*l1 (kg.cm) 이된다 Chain 장력 P2 은 P2=71,620*N/(R*n) (kg), N : 소요동력 (HP), R : Sprocket wheel 의 P.C.D (cm), n : 회전수 (rpm) P2 에의한굽힘모멘트 M2, M3, M4 를구하는식은다음과같다 A 점의 M2 = P2*l2*(l-l1)/l B 점의 M3 = P2*l2*l1/l C 점의 M4 = P2*l2 이상에서모멘트 M1 과 M2, M1 과 M3 를합성한모멘트와 M4 중에서최대치를 M 으로하여축경을 계산한다 축경은다음의식에의해구한다 d = ³ (cm) τ : 축재료의비틀림응력 (kg/ cm2 ), * : 회전축의동적효과계수 M : 모멘트의최대값 (kg.cm), T : 비틀림모멘트 (kg.cm) 여기서 T 는 T=71,620*N/n (kg.cm) N : 소요동력 (HP), n : 회전수 (rpm) 27

28 표 11.1 축재료의최대응력 표 11.2 회전축의동적효과계수 축의종류 단순굽힘응력 σ(kg/ mm2 ) 비틀림응력 τ(kg/ mm2 ) 하중의종류 key 홈이 없다 정하중 변동하중 / 완만한충격 key 홈이 급격한충격 있다 상기표는 S35C 를기준으로하였음 2) 직결구동방식에의한구동 pulley 축 그림 11-1 의힘의합성합성방법따라장력을합성하여 A. B 점에서의모멘트를구한다 M=P*l1 (kg.cm) 비틀림모멘트 T 와축경 d 를구하는공식은 chain 전동에의한 pulley 축의계산공식과같다 또한베어링부의축경은보스경보다 1cm 정도작게하여주는게좋다 11.2 구동 pulley 이외의 pulley 축 구동 pulley 이외의 pulley 축을계산하기위하여 pulley 축에미치는힘의크기와정확한방향을파악하여 합성한다음그힘의합성력을가지고축경의계산에사용한다 구동 pulley 이외의 pulley 는굽힘모멘트만을받으므로합성한힘에의한굽힘모멘트 M 과축경 d 를 다음식에의하여구한다 M=P*l1 (kg.cm) d=³ (cm) 12. 운반물의방출곡선 sinα = V²/(g*R) V : 벨트의속도 (m/sec) 28

29 g : 중력가속도 (9.8m/sec²) R : pulley 의반지름 (m) α 가 90 보다클경우에는 x 의방향이벨트와직선이된다 x = V*t (m) y = g*t²/2 = g*x²/(2*v²) (m) x : 수평방향의거리 (m) y : 수직거리 (m) x 의값은계산의편리를위해 10cm, 15cm 로하는것이좋다. 13. Tripper 13.1 소요동력 주행저항 Cr =1,000/(D/2)*(f +μ*d/2) (kg) D : 주행차륜의지름 (cm) f : 차륜과레일간의마찰계수 = 0.05 μ : 주행차륜의미끄럼베어링의마찰계수 = 0.1 d : 주행차륜의축지름 풀리축과베어링의마찰계수 fr = 4*T*μ1*d1/D1 (kg) T : 벨트의장력 (kg) μ1 : 트리퍼풀리축과베어링간의마찰계수 = 0.05 d1 : 트리퍼풀리축경 (cm) D1 : 트리퍼풀리경 (cm) 주행마력 (HP) N1 = Vt/4,500*(Cr/η+fr) Vt : 트리퍼의주행속도 (m/min) η : 구동장치의기게적효율 = 0.6 수직부하마력 (HP) 29

30 N2 =h*q'/270 h : 운반높이 (m) Q' : 트리퍼의압상량 =Q*Vt/V (t/h) Q : 운반량 (t/h) Vt : 트리퍼의주행속도 (m/min) V : 벨트의속도 (m/min) 소요마력 N = N1 + N2 (HP) 13.2 주행속도 자주식트리퍼의주행속도는벨트속도의 1/10 ~ 1/15 정도이고전동주행식은 15 ~ 20 m/min 정도 이다 전동주행식트리퍼의주행속도 : Vt = n +Dπ (m.min), n : 차륜의회전수 (rpm), Dπ: 차륜의원주길이 (m) 자주식트리퍼의주행속도 : 전진할경우 Vt=V/x (m/min), 후진할경우 Vt=V/(x-2) (m/min), 1/x : 벨트의 속도와트리퍼속도의비, V : 벨트속도 (m/min) 13.3 트리퍼의안정 벨트장력에의해머리부가올라가는경향이있으므로다음과같은관계가성립되지않으면안된다. W*L1 > T(r1 -r2) W = 슈트를포함한자중 (kg) L1= 전도단에서무게중심까지의거리 (m) T = 벨트의최대장력 (kg) r1,r2= 전도단에서벨트장력적용선까지의거리 (m) 14. 기준 DATA 14.1 각종수송물의 chut 각도 수송물의종류 chute 각도 ( ) 수송물의종류 chute 각도 ( ) 코크스석탄 ( 큰덩어리 ) 석탄 ( 작은덩어리 ) 석탄 ( 가루 ) 석탄 ( 미분 ) 점토광석석회석시멘트 토사 45 곡류 60 30

31 쇄석 건조한모래 젖은모래 목재 chip 40 31

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<BCB3B0E8B0CBBBE72031C0E5202D204D4F4E4F C2E687770> I-BEAM 강도계산서 1. 사양 & 계산기준 * 정격하중 (Q1) = 5000.00 KG * HOIST 자중 (W1)= 516.00 KG * 작업계수 (Φ) = 1.1 * 충격계수 (ψ) = 1.10 * HOOK BLOCK WEIGHT (W2) = 20 KG * HOISTING SPEED (V) = 3.25/1 M/MIN * TRAVERSING SPEED