大倾角皮带输送机的承载能力计算需综合考虑输送带结构、物料特性及倾角影响，步骤如下：
### 1. **确定有效输送截面积**
大倾角输送机常采用挡边、隔板或花纹带结构，有效截面积 \( A \) 由带宽 \( B \)（m）、挡边高度 \( h \)（m）、物料堆积角 \( \theta \) 及隔板间距决定。计算公式为：
\[
A = K \cdot B^2 \cdot \sin(\phi)
\]
其中，\( K \) 为截面形状系数（通常取0.08~0.12），\( \phi \) 为物料动态安息角（比静态小5°~10°）。
### 2. **计算理论输送量**
理论输送量 \( Q \)（t/h）由下式计算：
\[
Q = 3600 \cdot A \cdot v \cdot \rho \cdot \psi \cdot k
\]
- \( v \)：带速（m/s），大倾角时需降低带速（通常≤2.5m/s）；
- \( \rho \)：物料堆积密度（t/m³）；
- \( \psi \)：填充系数，倾角每增加10°，ψ下降0.1~0.15（水平输送取0.8~0.9，倾角>30°时取0.6~0.7）；
- \( k \)：倾角修正系数，可查表获得（如25°时k=0.95，40°时k=0.75）。
### 3. **校核实际工况参数**
- **防滑能力**：需验算物料下滑力 \( F = m \cdot g \cdot \sin\alpha \) 与摩擦力 \( f = \mu \cdot m \cdot g \cdot \cos\alpha \) 的比值，要求 \( f/F ≥1.5 \)；
- **带强校核**：计算张力 \( T_{\text{max}} \)，满足 \( T_{\text{max}} ≤ \frac{B \cdot \sigma}{n} \)（σ为输送带强度N/mm，n为安全系数≥10）。
### 4. **特殊结构影响**
- **挡边高度**：一般取物料粒度2.5倍，且不低于80mm；
- **隔板间距**：按 \( L = h \cdot \cot\phi + 0.05 \) 计算，确保物料稳定。
### 5. **案例参考**
某石灰石输送项目（α=35°，B=1000mm，v=2m/s，ρ=1.5t/m³）：
- 有效截面积 \( A = 0.1 \times 1^2 \times \sin30° = 0.05 \, \text{m}^2 \)
- 取ψ=0.65，k=0.8，则 \( Q = 3600 \times 0.05 \times 2 \times 1.5 \times 0.65 \times 0.8 ≈ 280 \, \text{t/h} \)
**注意事项**：实际设计需结合CEMA/DIN 22101标准，并通过DEM离散元验证物料流动性，尤其针对粘性物料需增加防粘设计。建议终承载能力取理论值的80%~90%作为安全余量。
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