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日本工業規格

JIS

 B

8805

-1992

ゴムベルトコンベヤの計算式

Rubber belt conveyors with carrying idlers

Calculation of operating power and tensile forces

1.

適用範囲  この規格は,主としてばら物を運搬するために用いる JIS B 8803JIS B 8814 に規定する

ベルトコンベヤ用ローラ及びベルトコンベヤ用プーリを用いた定置式ゴムベルトコンベヤ(以下,コンベ

ヤという。

)の全抵抗力,複合摩擦係数,所要動力,ベルト張力,運搬量及び運搬物の積載断面積の各計算

式について規定する。

備考1.  この規格の引用規格を,次に示す。

JIS B 0140

  コンベヤ用語(その 1  コンベヤの種類)

JIS B 0141

  コンベヤ用語(その 2  コンベヤの部品及び附属機器)

JIS B 8803

  ベルトコンベヤ用ローラ

JIS B 8814

  ベルトコンベヤ用プーリ

2.

この規格の対応国際規格を,次に示す。

ISO 5048-1989

  Continuous mechanical handling equipment−Belt conveyors with carrying idlers−

Calculation of operating power and tensile forces

2.

用語の定義  この規格で用いる主な用語の定義は,JIS B 0140 及び JIS B 0141 コンベヤ用語によるほ

か,次による。

(1)

ばら物  包装をしていない塊,粒及び粉状の物体(例えば,鉱石,石炭,土砂,穀類など)。

(2)

安息角  粉体を少し高い所から水平面に規則的に落としてできる円すい(錐)のたい(堆)積物と水

平面とが形成する角度。

(3)

側角  ベルト上で運ばれているときの運搬物安息角。普通は静止安息角よりも小さい値をとる(付図

1

参照)

(4)

トラフ角度  両端ローラと水平面とのなす角度(付図 参照)。

(5)

見掛け比重  運搬物間の空間を含んだ単位体積当たりの質量。kg/m

3

の単位で表す。運搬物自体の真

比重とは異なる。

3.

記号及び単位  ベルトコンベヤに関する計算式に用いる記号及び単位は,表 による。


2

B 8805-1992

表 1  記号及び単位の一覧表

記号

内容

単位

a

o

キャリヤローラ取付間隔 m

a

u

リターンローラ取付間隔 m

A

ベルトとクリーナの接触面積

m

2

b

ベルトの有効幅 m

b

1

スカート幅 m

B

ベルト幅 m

C

F

N

算出係数

C

ε

トラフ角度係数

d

ベルト厚さ m

d

o

軸受径 m

D

プーリ外径 m

e

自然対数の底

f

複合摩擦係数

F

プーリ上のベルト平均作用力 N

F

1

駆動プーリの張り側張力(

図 参照) N

F

2

駆動プーリの緩み側張力(

図 参照) N

F

3

リターン側ベルト張力 N

F

H

主抵抗力 N

F

max

最大ベルト張力 N

F

min

最小ベルト張力 N

F

N

2

次抵抗力 N

F

S1

特殊主抵抗力 N

F

S2

特殊 2 次抵抗力 N

F

ST

傾斜抵抗力 N

F

bA

運搬物の加速抵抗力 N

F

f

加速部の運搬物とスカートの抵抗力 N

F

l

ベルトとプーリの巻付抵抗力 N

F

t

プーリの軸受抵抗力 N

F

ε

ローラが前傾したときの抵抗力 N

F

gL

加速区域外での運搬物とスカート間の摩擦抵抗力 N

F

r

ベルトクリーナによる摩擦抵抗力 N

F

a

取卸しスクレーパの摩擦抵抗力 N

F

T

プーリ上の合成作用力 N

F

U

全抵抗力 N

g

重力の加速度 m/s

2

h

ベルトのたるみ量 m

(h/a)

ローラ間の許容たるみ率

H

コンベヤの揚程 m

I

V

運搬量

m

3

/s

k

ベルトコンベヤの傾斜部で積載される場合の傾斜係数

k

1

積過ぎのときの減少係数

k

a

かき取り係数 N/m

l

スカート長さ m

l

3

3

本ローラの中央ローラの長さ m

l

b

加速区域長さ m

L

コンベヤ機長(軸間距離) m

L

ε

前傾形アイドラ部のコンベヤ長さ m


3

B 8805-1992

記号

内容

単位

P

クリーナとベルト間の押圧 N/m

2

P

A

所要動力 kW

P

M

電動機動力 kW

q

B

ベルトの質量 kg/m

q

G

運搬物の質量 kg/m

q

RO

キャリヤ側ローラの回転部質量 kg/m

q

RU

リターン側ローラの回転部質量 kg/m

S

運搬物の積載断面積

m

2

S

1

側角による盛上り断面積

m

2

S

2

有効ベルトのトラフ水切断面積

m

2

v

ベルト速度 m/s

v

O

運搬物の初速度 m/s

α

安息角

δ

コンベヤの傾斜角度

ε

前傾角度(ベルト平面での角度)

η

1

伝動装置の機械効率。正の負荷の場合

η

2

伝動装置の機械効率。負の負荷の場合

θ

運搬物の側角

λ

トラフ角度

µ

駆動プーリとベルト間の摩擦係数

µ

0

ローラとベルト間の摩擦係数

µ

1

運搬物とベルト間の摩擦係数

µ

2

ベルトとスカート間の摩擦係数

µ

3

ベルトとクリーナ間の摩擦係数

ρ

運搬物の見掛け比重 kg/m

3

ϕ

ベルト巻付角 rad

4.

ベルトコンベヤの全抵抗力

4.1

一般計算式  ベルトコンベヤの全抵抗力  (F

U

)

は,式(1)又は式(2)によって算出する。

F

U

F

H

F

N

F

S1

F

S2

F

ST

 (1)

F

U

CF

H

F

S1

F

S2

H

ST

 (2)

ここに,

F

U

全抵抗力 (N)

F

H

主抵抗力 (N)

F

N

2

次抵抗力 (N)

F

S1

特殊主抵抗力 (N)

F

S2

特殊 2 次抵抗力 (N)

F

ST

傾斜抵抗力 (N)

C

F

N

算出係数

備考  式(2)は,機長 80m 以上のコンベヤに適用できる。

式(1)又は式(2)の各抵抗力は,次によって算出する。

4.2

主抵抗力  (F

H

) 

  主抵抗力  (F

H

)

は,すべてのコンベヤで発生する抵抗力で,式(3)によって算出する。

F

H

fLg [q

RO

q

RU

+ (2q

B

q

G

) cos

δ

]  (3)

ここに,

F

H

主抵抗力 (N)

f

複合摩擦係数(

表 3

L

コンベヤ機長(軸間距離) (m)

g

重力の加速度 (m/s

2

)

q

RO

キャリヤ側ローラの回転部質量 (kg/m)


4

B 8805-1992

q

RU

リターン側ローラの回転部質量 (kg/m)

q

B

ベルトの質量 (kg/m)

q

G

運搬物の質量 (kg/m)

δ

コンベヤの傾斜角度  (°)

ただし,18°以下は cos

δ

=1 とする。

4.3

2

次抵抗力  (F

N

)

  2 次抵抗力  (F

N

)

は,すべてのコンベヤで発生する抵抗力で,式(4)∼(7)によって求

めた各種 2 次抵抗力を合計することによって算出する。

(1)

加速区域での運搬物の加速抵抗力  (F

bA

)

F

bA

I

V

ρ

 (v

v

o

)  (4)

ここに,  F

bA

運搬物の加速抵抗力 (N)

I

V

運搬量 (m

3

/s)

ρ

運搬物の見掛け比重 (kg/m

3

)

v

ベルト速度 (m/s)

v

o

運搬物の初速度 (m/s)

(2)

加速区域での運搬物とスカートの抵抗力  (F

f

)

2

1

2

0

2

2

2

b

v

v

l

g

I

F

b

V

f

÷÷ø

ö

ççè

æ

ρ

µ

 (5)

ただし,

1

2

2

min

2

µ

g

v

v

l

o

b

ここに,

F

f

加速部の運搬物とスカートの抵抗力 (N)

µ

2

ベルトとスカート間の摩擦係数  0.5∼0.7

µ

1

運搬物とベルト間の摩擦係数 0.5∼0.7

g

重力の加速度 (m/s

2

)

l

b

加速区域長さ (m)

b

1

スカート幅 (m)

(3)

ベルトとプーリの巻付抵抗力  (F

l

)

布層コンベヤゴムベルトのとき

D

d

B

F

B

F

l

÷

ø

ö

ç

è

æ

01

.

0

140

9

(6a)

スチルコードコンベヤゴムベルトのとき

D

d

B

F

B

F

i

÷

ø

ö

ç

è

æ

01

.

0

200

12

 (6b)

ここに,  F

i

:  ベルトとプーリの巻付抵抗力 (N)

F

:  プーリ上のベルト平均作用力 (N)

B

:  ベルト幅 (m)

d

:  ベルト厚さ (m)

D

:  プーリ外径 (m)

(4)

プーリの軸受抵抗力  (F

t

)

(ただし,駆動プーリは除く。

T

o

t

F

D

d

F

×

005

.

0

 (7)

ここに,  F

t

:  プーリの軸受抵抗力 (N)

d

o

:  軸受径 (m)

F

r

:  プーリ上の合成作用力 (N)


5

B 8805-1992

4.4

2

次抵抗力  (F

N

) 

の簡易計算  コンベヤ機長 80m 以上のコンベヤにおける 2 次抵抗力  (F

N

)

は,係数

C

値によって算出してもよい。すなわち,全抵抗力  (F

U

)

の式(2)によって算出する。

F

N

算出係数は

H

N

H

F

F

F

C

であり,これは

表 を採用してもよい。

表 2  係数 

L (m)

80

100

150

200

300

400

500

600

700

800

900

1 000  1 500

≧2 000

C

1.92 1.78 1.58 1.45 1.31

1.25

1.2

1.17

1.14

1.12

1.10

1.09  1.06  1.05

4.5

特殊主抵抗力  (F

S1

) 

  特殊主抵抗力  (F

S1

)

は,設備の特殊性によって発生する抵抗力で,式(8a)∼(11)

によって求めた各種抵抗力を合計することによって算出する。

(1)

ローラが前傾したときの抵抗力  (F

ε

)

3

本ローラの場合

F

ε

C

ε

µ

o

L

ε

 (q

B

q

G

g

・cos

δ

・sin

ε

(8a)

2

本ローラの場合

F

ε

µ

o

L

ε

q

B

g・cos

λ

・cos

δ

・sin

ε

 (8b)

ここに,

F

ε

ローラが前傾したときの抵抗力 (N)

C

ε

トラフ角度係数  トラフ角度 30°では,0.4

                トラフ角度 45°では,0.5

µ

o

ローラとベルト間の摩擦係数  0.3∼0.4

L

ε

前傾形アイドラ部のコンベヤ長さ (m)

q

B

ベルトの質量 (kg/m)

q

G

運搬物の質量 (kg/m)

δ

コンベヤの傾斜角度  (°)

ε

前傾角度(ベルト平面での角度)  (°)

g

重力の加速度 (m/s

2

)

λ

トラフ角度  (°)

(2)

加速区域外での運搬物とスカート間の摩擦抵抗力  (F

gL

)

2

1

2

2

1

b

v

l

g

Iv

F

gL

ρ

µ

 (9)

ここに,

F

gL

加速区域外での運搬物とスカート間の摩擦抵抗力 (N)

µ

1

運搬物とスカート間の摩擦係数 0.5∼0.7

I

V

運搬量 (m

3

/s)

ρ

運搬物の見掛け比重 (kg/m

3

)

l

スカート長さ (m)

v

ベルト速度 (m/s)

b

1

スカート幅 (m)

(3)

ベルトクリーナによる摩擦抵抗力  (F

r

)

F

r

AP

µ

3

 (10)

ここに,

F

r

ベルトクリーナによる摩擦抵抗力 (N)

A

ベルトとクリーナの接触面積 (m

2

)

P

クリーナとベルト間の押圧 (3∼10)  ×10

4

 (N/m

2

)

µ

3

ベルトとクリーナ間の摩擦係数

(4)

取卸しスクレーパの摩擦抵抗力  (F

a

)

F

a

Bk

a

 (11)


6

B 8805-1992

ここに,  F

a

:  取卸しスクレーパの摩擦抵抗力 (N)

B

:  ベルト幅 (m)

k

a

:  かき取り係数  通常 1 500 (N/m)

4.6

特殊 次抵抗力  (F

S2

) 

  特殊 2 次抵抗力  (F

S2

)

は,設備の特殊性によって発生する抵抗力で,特殊

主抵抗力  (F

S1

)

に考慮しなかった抵抗力をいう。ベルト反転抵抗力,トリッパによる抵抗力などが,例と

して挙げられる。

4.7

傾斜抵抗力  (F

ST

) 

  傾斜抵抗力  (F

ST

)

は,傾斜したコンベヤにおいて,運搬物を持ち上げたり降ろ

すための抵抗力で,式(12)によって算出する。

F

ST

=±q

G

Hg (12)

ここに,  F

ST

傾斜抵抗力 (N)

q

G

運搬物の質量 (kg/m)

H

コンベヤの揚程(

1

) (m)

g

重力の加速度 (m/s

2

)

(

1

)

コンベヤの揚程 は,上りこう配は正とし,下りこう配は負とする。

5.

複合摩擦係数 (f)   複合摩擦係数  (f)  は,ローラの回転抵抗とベルトの走行抵抗から成り立ち,表 3

による。

表 3  複合摩擦係数 

f

装置の構造特性

0.02

f≦0.03

(a)

(h)の条件より良好でないとき。

f

=0.02

(a)

運搬物の内部摩擦係数が適切なとき。

(b)

トラフ角度 30°で 3 本ローラのとき。

(c)

ベルト速度が 5m/s 以下のとき。

(d)

ローラ径が 89.1∼165.2mm のとき。

(e)

常用の運搬量の約 70∼110%運転のとき。

(f)

軽く回転するラビリンスシール式ローラのとき。

(g)

固定型アイドラのとき。

(h)

ローラ取付間隔がキャリア側で 1.0∼1.5m,リタ

ーン側で約 3.0m のとき。

0.02

f≧0.016  (a)(h)の条件より良好のとき。

f

=0.012

下りコンベヤの制動力を算出するとき。

6.

ベルトコンベヤの所要動力  (P

A

) 

  ベルトコンベヤの所要動力  (P

A

)

は,コンベヤの全抵抗力  (F

U

)

ら式(13)によって算出する。

1000

v

F

P

U

A

 (13)

電動機の出力  (P

M

)

は,伝導装置の効率を考慮して,式(14a)  又は (14b) によって算出する。

正の負荷の場合は,

1

η

A

M

P

P

(14a)

負の負荷の場合は,

2

η

A

M

P

P

 (14b)

ここに,

F

U

全抵抗力 (N)

v

ベルト速度 (m/s)

P

A

所要動力 (kW)

P

M

電動機動力 (kW)


7

B 8805-1992

η

1

伝動装置の機械効率。正の負荷の場合  0.85∼0.95

η

2

伝動装置の機械効率。負の負荷の場合  1.0∼0.95

7.

ベルト張力

7.1

一般  ベルト張力を算出する場合,次の項目を考慮する。

(1)

駆動プーリでベルトがスリップしない。

(2)

走行時のベルトの抵抗を少なくするため,キャリヤ及びリターンローラのローラ間のベルトのたるみ

を制限する。

(3)

コンベヤが傾斜している場合は,リターン側ベルト張力を無視しない。

7.2

駆動プーリの緩み側張力  (F

2

)

図 における緩み側張力  (F

2

)

は,全抵抗力に相当する摩擦力を駆

動プーリに発生させるのに必要な張力で,式(15)によって算出する。

図 1  ベルト巻付角と張力との関係

1

1

2

− 

µϕ

e

F

F

U

×

 (15)

ここに,  F

U

:  全抵抗力 (N)

e

:  自然対数の底

ϕ

:  ベルト巻付角 (rad)

µ

:  駆動プーリとベルト間の摩擦係数(

表 による)

F

1

:  駆動プーリの張り側張力 (N)

F

2

:  駆動プーリの緩み側張力 (N)

表 4  駆動プーリとベルト間の摩擦係数

µ

プーリ形式

使用状態

裸の鋼製プーリ

溝 付 ゴ ム ラ ギ ン

グのプーリ

溝付ポリウレタン

ラギングのプーリ

溝付セラミックラ

ギングのプーリ

乾燥状態 0.35∼0.4 0.4∼0.45 0.35∼0.4 0.4∼0.45

汚れのない湿った状態

0.1 0.35 0.35

0.35

∼0.4

湿りと汚れた状態 0.05∼0.1 0.25∼0.3 0.2

0.35

7.3

最小ベル搬力  (F

min

)

  最小ベルト張力  (F

min

)

はベルトのたるみ とローラ取付間隔 の比

÷

ø

ö

ç

è

æ

a

h

を決

め,式(16a)及び(16b)によって算出し,その大きい方を用いる。

キャリヤ側

a

h

g

q

q

a

F

G

B

8

)

(

0

min

(16a)

リターン側

a

h

g

q

a

F

B

U

8

min

 (16b)

ここに,

F

min

最小ベルト張力 (N)

q

B

ベルトの質量 (kg/m)

q

G

運搬物の質量 (kg/m)


8

B 8805-1992

g

重力の加速度 (m/s

2

)

a

o

キャリヤローラ取付間隔 (m)

a

u

リターンローラ取付間隔 (m)

a

h

ローラ間の許容たるみ率  0.005∼0.02

7.4

リターン側ベルト張力  (F

3

) 

  リターン側ベルト張力  (F

3

)

は,ベルトの質量による分力(傾斜して

いるとき)

,ベルトの質量及びリターンローラの回転部質量によって頭部プーリに生じる張力で,式(17)に

よって算出する。

F

3

L [q

Bsin

δ

f (q

RU

q

B

cos

δ

)] g (17)

ここに,

F

3

リターン側ベルト張力 (N)

L

コンベヤ機長(軸間距離) (m)

q

B

ベルトの質量 (kg/m)

q

RU

リターン側ローラの回転部質量 (kg/m)

δ

コンベヤの傾斜角度  (°)

g

重力の加速度 (m/s

2

)

f

複合摩擦係数

7.5

最大ベルト張力  (F

max

) 

  最大ベルト張力  (F

max

)

は,ベルト張り側に発生する張力で式(18a),(18b)

及び(18c)によって算出し,その大きい方を用いる。

最大ベルト張力  F

max

F

U

F

2

 (N)  (18a)

F

max

F

U

F

min

 (N)   (18b)

F

max

F

U

F

min

F

3

 (N)  (18c)

8.

運搬量及び運搬物の積載断面積  運搬量 I

V

は,運搬物の積載断面積にベルト速度及び傾斜係数を乗じ

たもので表し,式(19)によって算出する。

I

V

Sk (19)

ここに,

S

:  運搬物の積載断面積 (m

2

)

v

:  ベルト速度 (m/s)

k

:  ベルトコンベヤの傾斜部で積載される場合の傾斜係数[式(22)

参照]

I

V

:  運搬量 (m

3

/s)

なお,運搬物の積載断面積 は,ベルト幅から両端の余裕幅を除いた部分,いわゆる有効ベルトのトラ

フ水切断面積(

付図 の S

2

の部分)に側角による盛上り断面積(

付図 の S

1

の部分)を加えたものとし,

式(20a),式(20b)及び式(20c)によって算出する。

[

]

6

tan

cos

)

(

2

3

3

1

θ

λ

×

l

b

l

S

(20a)

úû

ù

êë

é

×

úû

ù

êë

é

2

sin

)

(

2

cos

)

(

3

3

3

2

λ

λ

l

b

l

b

l

S

 (20b)

S

S

1

S

2

(20c)

ここに,

S

1

:  側角による盛上り断面積 (m

2

)

S

2

:  有効ベルトのトラフ水切断面積 (m

2

)

S

:  運搬物の積載断面積 (m

2

)

b

:  ベルトの有効幅 (m)

l

3

:  3 本ローラの中央ローラの長さ (m)

  ただし,1 本ローラ,2 本ローラの場合は l

3

=0 とする。

λ

:  トラフ角度  (°)

θ

:  運搬物の側角  (°)


9

B 8805-1992

α

:  安息角  (°)

  ただし,概略の場合は

θ

=0.75

α

とする。

ベルトの有効幅 は,式(21a)及び(21b)によって算出する。

ベルト幅  B≦2.0m のとき

b

=0.9B−0.05 (21a)

ベルト幅  B>2.0m のとき

b

B−0.25  (21b)

傾斜係数 は,式(22)によって算出する。

)

1

(

1

1

1

k

S

S

k

×

 (22)

k

1

は,積過ぎのときの減少係数で,式(23)によって算出する。

θ

θ

δ

2

2

2

1

cos

1

cos

cos

k

 (23)

ここに,

δ

:  コンベヤの傾斜角度  (°)

θ

:  運搬物の側角  (°)


10

B 8805-1992

付図 1  トラフ断面

関連規格  JIS K 6322  布層コンベヤゴムベルト

JIS K 6369

  スチールコードコンベヤゴムベルト


11

B 8805-1992

JIS B 8805

  改正原案作成委員会  構成表

氏名

所属

(本委員会)

(委員長)

鈴  木      震

物流技術研究所

(委員)

喜  田  勝治郎

通商産業省機械情報産業局

伊  東      厚

工業技術院標準部運輸航空規格室

梅  井      勲

労働省労働基準局

林          悠

社団法人港湾荷役機械化協会

小  柳  邦  彦

日本セメント株式会社エンジニアリング事業部

城  戸      仁

宇部興産株式会社機械事業部営業本部

青  葉  秀  樹

日本鋼管株式会社生産設備部

中  上  雄  吾

川崎重工業株式会社土木技術部

今  里  省  三

三菱重工株式会社広島製作所

設  楽      元

株式会社日立製作所機電事業本部

金  子  一  男

三機工業株式会社産業設備本部

佐々木  明  夫

日本コンベヤ株式会社コンベヤ事業部

山  口  幸  弘

株式会社三井三池製作所技術部

寺  本  勝  成

石川島輸送機株式会社コンベヤ設計部

古谷野  春  紀

古河機械金属株式会社機械設計課

志  水      勇

住友重機械工業株式会社搬送物流システム事業部

(事務局)

加  藤      宏

社団法人日本産業機械工業会

(上記以外の分科会委員)

石  黒  高  行

三機工業株式会社産業設備本部業務部

鶴  戸  哲  夫

富士コンベヤ株式会社技術部

備考  ○印は,分科会委員