Jan 2019 版 ラルメカローラ総合カタログ Chapter 1 Technical information 第 1 章ベルトコンベヤ & ローラ / プーリ選定の手引き

Jan 2019版

Chapter 1 Technical information

第 1 章 ベルトコンベヤ＆ローラ / プーリ選定の手引き

ラルメカ ローラ 総合カタログ

RULMECA 『Rollers and components for bulk handling』

ラルメカローラ 総合カタログ

Chapter 1

Technical information

第 1

/

目次

1.1 始めに

1.2 この手引書で使われる記号 1.3 ベルトコンベヤの技術特性

1.4 ベルトコンベヤ構成部品＆そのサイズ 1.5 設計基準

1.5.1 搬送物特性 1.5.2 ベルト速度 1.5.3 ベルト幅

1.5.4 ローラを保持するトラフ架台、据付ピッチ、及び、”移行間距離”

1.5.5 接線力、動力、従動抵抗、ベルト重量、テンション、そして、そのチェック

1.5.6 ベルトコンベヤの駆動、及び、各プーリの寸法/仕様

1.6 ローラ、その機能と選定基準

1.6.1 速度に基づくローラ径の選定

1.6.2 許容荷重に基づくローラの選定

1.7 ベルトへの載せ込み、そして、インパクトローラ

1.7.1インパクトローラの衝撃負荷の計算

1.8 その他の付属機器装置

1.9 計画ベルトコンベヤでの選定事例

この冊子は、ラルメカ総合カタログ(英語版) 4° rel. BU EN 07/03の第1章『 Technical

information /ベルトコンベヤ及びローラ/プーリ選定の仕方』(全 58 頁)を一部省略編集し、

日本語化したものです。ベルトコンベヤの計算に関する、解りやすくしかも安価な手引書が なかなか身近に見いだせない昨今、ISO 1537 ; 1973 及び JIS B8803 ; 2008 ｢ベルトコンベ ヤ用ローラ｣に準じたこの手引書( Technical information )が皆様のお役にたちますなら幸甚 です。

尚、ローラ総合カタログ(英語版)はラルメカのホームページ( rulmeca.com )からダウンロ ードできます。

2012年6月

㈱ バルクワールド Technical Information

1.1 Introduction

（ はじめに ）

原材料或いは加工された製品を搬送するプロジェクト設計をする際に、その荷をどのくらい 搬送するのか、又、どういう方法で行うかに依って、その方向性が定まり、最も経済的で効果的 な方策が選ばれます。そして、その設計は、プラント建設にあたっての側面だけでなく、メンテ ナンスの面にも配慮して、さまざまな状況を想定し、そして、過負荷状態が起こりえる事さえ考 慮に入れて、それらに対する柔軟性と適応性を持ち、あらゆる状態に対処できる能力をもった設 計が行わなくてはなりません。

ベルトコンベヤは、こうしたニーズを満たしクリアした搬送手段として、過去10年の間に確 実に増えてきています。事実、他の搬送手段と比較すると最も経済的で、且つ、最も様々で困難 な状況に柔軟に適応できる搬送手段です。

今日、ベルトコンベヤは、水平か上り傾斜の場合だけに使用されるのではありません。今や、

カーブのベルトコンベヤも実用化され、下り傾斜のベルトコンベヤも登場し、そして、ベルトコ ンベヤの速度はびっくりするほど早くなりました。

しかしながら、この｢選定の手引き｣は、ベルトコンベヤのプロジェクト設計をするにあたって の”万能書”として用意されたものではありません。

この手引書はベルトコンベヤの最も重要なパーツをどう選定したらよいかについての諸基準 を提供する目的で用意されたものです。

このテクニカル・インフォメーションである手引書は、以下の各セクションで設計にあたって の基本的な裏付けを提供すると共に、計画するコンベヤプロジェクトのプランをテクニカルな 側面から具体的に検討できる手助けになる事を意図して作成された手引書です。

Technical Information

1

1.2 Technical symbols

（ この手引書で使われる記号 ）

記号 内容 単位 a キャリア架台セットのピッチ（pitch of troughing set） m A ローラ軸長（length or roller spindle） mm ag プーリ鏡面と軸受設置間の芯間距離（distance between the pulley flange and support） m ai インパクトキャリア架台セットの取付ピッチ（pitch of impact sets） m ao キャリア架台セットの取付ピッチ（pitch of carrying sets） m at 角度任意調整キャリア架台の取付ピッチ（pitch of transition sets） m au リターンセットの取付ピッチ（pitch of return sets） m B ローラ管長（length of roller shell） mm C ローラ取付内々寸法（distance between roller supports） mm Ca キャリアセットにかかる静荷重（static load on the carrying set） daN ca キャリアセットの中央ローラにかかる荷重（load on central roller of the carrying set） daN Ca1 キャリアセットにかかる動荷重 (dynamic load on the carrying set） daN cd ベアリングにかかる動荷重（dynamic load on the bearing） daN Cf 衝撃を受けるローラ/架台セットの恒久弾性率（constant of elasticity of a frame/impact roller） Kg/m ch ローラシャフトの架台受けフライス加工面幅（flats of roller shaft） mm Co ベアリングにかかる静荷重（static load on bearing） daN Cp 駆動プーリシャフトにかかる負荷（resulting load of associated forces on motorized drum shaft） daN Cpr 従動プーリシャフトにかかる負荷（resulting load of associated forces on idler drum shaft） daN Cq コンベヤ機長如何に基づく抵抗係数（coefficient of fixed resistance） --- Cr リターンセットにかかる静荷重（static load on the return set） daN cr リターンセットのローラにかかる荷重（load on the roller of return set） daN Cr1 リターンセットにかかる動荷重（dynamic load on the return set） daN Ct 環境温度抵抗変動係数（coefficient of passive resistance given by temperature） --- Cw ベルト巻付角度係数（wrap factor） --- d ローラ軸の直径（diameter of spindle/shaft） mm D ローラ/プーリの外径（diameter of roller/pulley） mm E 鋼材弾性率（modules of elasticity of steel） daN/mm² e 自然対数指数（logarithmic natural base） 2.718 f 搬送物/ベルト＆ローラ回転部間の摩擦係数（coefficient of internal friction of material & of rotating parts）-- fa ベルト/プーリ間の巻付角に依る摩擦係数（coefficient between the belt & drum given an angle of wrap）--- fr 2台の連続したキャリア架台間でのベルトたわみ幅（deflection of belt between two consecutive troughing set）m ft 左右対称シャフトのたわみ部分長さ（deflection of a symmetrical shaft） mm Fa 上り傾斜コンベヤ部分の接線力（tangential force to move the belt in the direction of movement） daN Fd インパクト(衝撃)係数（factor of impact） --- Fm 環境係数（environment factor） --- Fp 最も負荷がかかる中央部ローラのトラフ補正係数(contribution factor) --- Fp1 キャリアセット中央ローラでのトラフ補正係数（contribution factor on the central roller of a troughing set）---

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記号 内容 単位 Fr 下り傾斜コンベヤ部分の接線力（tangential force to move the belt in the return direction） daN Fs サービス(稼働)係数（service factor） --- Fu 総接線力（total tangential force） daN Fv 速度係数（speed factor） --- G 固定架台間距離（distance between support brackets） mm Gm 大塊原材料重量（weight of lump of material） Kg H ベルト揚程（height change of belt） m Hc 修正落下高さ距離（correct height of fall） m Hf 搬送物が上からホッパーまで落ちる落下高さ距離（height of fall of material belt-screen） m Ht 駆動プーリと重錘プーリの芯間高さ距離(height change between motorized drum ＆ counterweight) m Hv 搬送物がホッパーから下まで落ちる落下高さ距離(height of fall of material screen-receiving belt） m lC 駆動プーリと重錘プーリの芯間長さ距離

(distance from center of motorized drum to the center of counterweight connection） m lM 搬送容量（load volume） m³/h lV ベルト搬送能力（belt load = material flow = ) t/h lVM1M/秒当り修正搬送容量（load volume corrected to 1 m/s in relation to the inclination & irregularity of the feed）m³/h

lVT 1M/ 秒 当 り の 理 論 搬 送 容 量 （ load volume theoretic to 1 m/s ） m³/h

J シャフト断面慣性モーメント（moment of inertia of screen of material） mm⁴ K 傾斜係数（inclination factor） --- K1 修正傾斜係数（correct factor） --- σ_amm 許容応力（admissive stress） daN/mm² L コンベヤ芯間機長（load centers） m Lb 大塊搬送物のサイズ（dimensions of material lump） m Lt “移行間距離”（transition distance） m Mf 曲げモーメント（bending moment） daN/m Mif 理想曲げモーメント（ideal bending moment） daN/m Mt ねじれモーメント（torsion moment） daN/m N ベルト幅（belt width） mm n 分当り回転数（revolution per minute） rpm P 出力（absorbed power） kW Pd 動落下荷重（dynamic falling force） Kg pi 落下搬送物の衝撃荷重（impact force of falling material） Kg pic 中央ローラにかかる衝撃荷重（force impact on central roller） Kg Ppri リターン側回転部重量（weight of lower rotating parts） Kg Pprs キャリア側回転部重量（weight of upper rotating parts） Kg qb 1M当りベルト重量（weight of belt per linear meter） Kg/m qbn 1M当りベルト比重の重量（weight of belt density） Kg/m² qG 1M当り搬送物重量（weight of material per linear meter） Kg/m Technical Information

注記：“Kg” 表記は、ここでは ”Force(力)の単位” として使用しています。

記号 内容 単位 qRO 1M当りキャリア側回転部重量（weight of the upper rotating parts referred to the troughing set pitch） Kg/m qRU 1M当りリターン側回転部重量（ weight of the lower rotating parts referred to the troughing set pitch） Kg/m qS 搬送物比重（specific weight） t/m³ q^T プーリ重量（weight of drum） daN RL モータープーリのプーリ管長（length of motorized drum face） mm S 搬送断面積（section of belt material） m² T0 テール端部での負荷がかかる地点でのそのMin張力（minimum tension at end of load zone） daN T1 ベルトを引き込む側の張力（tension of input side） daN T2 ベルトを送りだす側の張力（tension of output side） daN T3 テール部の張力（tension of idler side） daN Tg 重錘プーリの重さがかかる地点での張力（tension on belt at the point of counterweight connection） daN Tmax ベルトに最も負荷がかかる地点での張力（tension on belt at the point of highest belt stress） daN Tumax ベルトのmm当りMax張力（unitary maximum tension of belt） daN/mm Tx 任意地点xでのベルト張力（tension of the belt at a considered point） daN Ty 任意地点yでのベルト張力（tension of the belt at a considered point） daN v ベルト速度（belt speed） m/s V 両端ベルト面のMax曲り長（maximum rise of edge of belt） mm W 抵抗モーメント（module of resistance） mm³ α プーリ巻付角度（angle of wrap of belt on pulley） degree αa 回転左右対称シャフトの傾斜度（inclination of rotating symmetrical shaft） rad β 側角（angle of overload） degree γ ホッパー受面の傾斜角度（angle of screen inclination） degree σ 上り傾斜コンベヤの勾配角度（inclination of conveyor） degree λ キャリアセット傾斜角（inclination of side roller of troughing set） degree λ1 キャリアセット内側ローラ傾斜角（inclination of intermediate roller of troughing set）degree = 注記：5槽の”ガーランド”吊下キャリアなどの場合の中央ローの外側にあるローラ =

λ2 キャリアセット外側ローラ傾斜角（inclination of external roller of side roller） degree=

= 注記：5槽の”ガーランド”吊下キャリアなどの場合の両端外側にあるローラ =

η 伝達効率 (efficiency) --- ψ ベアリングのたわみ角度（angle deflection of bearing） degree

Technical Information 3

1.3 Technical characteristics of belt conveyors

（ ベルトコンベヤの技術特性 ）

ベルトコンベヤの機能は、粉や石のようなバラ物 ( bulk ) を連続して搬送する事にあり ます。その搬送するバラ物原材料が均質であれ、或いは、大小入り混じった状態であれ搬送 に影響はなく、又、コンベヤの機長は数メートルから10キロメートルに至るものまで様々 です。ベルトコンベヤの主要構成パーツの一つはゴムベルトで、このゴムベルトには二つの 機能があります。

- 搬送原材料を包み込む機能

- そのベルト上の搬送物を動かすに足る力を伝達する機能

ベルトコンベヤはベルト上に積載された搬送物を連続して移送するように設計されたも のです。

ベルトコンベヤのベルト積載面は、行きのキャリア側では上になり、返りのリターン側で は下となって、ベルトはコンベヤフレームに取り付けられたキャリア架台/リターン架台の ローラの上を順次回転します。そして、コンベヤの両端部ではベルトがプーリを包みこむよ うに回り、片方のプーリはモーターとジョイントして動力をベルトに伝えます。

ベルトコンベヤに対比される他の搬送手段としては、例えば、大型トラックがありますが、

それと比較するとベルトコンベヤには次のような利点があります。

- 作業に従事する人が少なくてすむ事 - 消費エネルギーが少なくてすむ事

- コンベヤシステムが周りの環境から独立している事 - ビジネスにかかるコストを低く抑える事ができる事

払出ホッパー

載込ホッパー

ベルト

キャリアセット

駆動プーリ リターンセット

テールプーリ

インパクトキャリアセット

Technical Information 4

ベルトコンベヤの基本構成図

大容量のベルトコンベヤの場合、大型トラック等の搬送手段と較べると 40～60 ％のコ ストセービングができます。

ベルトコンベヤに使用される機械部品や電気機器、例えば、ローラとかプーリ、又、軸受、

それからモーターと云ったものは、現在、最高の製造技術で作られています。その品質レベ ルは主要企業の企業努力に依って行きつくところまで行った感があり、品質は保証され長寿 命になっています。

コンベヤの主要なパーツ部品と云えば ローラ及びベルトで、設計及び据付が 完璧ならメンテナンスはほとんど必要 ないはずです。ゴムベルトは必要時 或いは特別な場合にのみメンテナンス をすれば用が足ります。それはローラ も同じで、ローラはベアリングを守る シールが施されており、ベアリングの 給油は必要ない無給油仕様になっていま す。

故に、ラルメカ社の高い品質と最先端のテクノロジーは、ローラに対するメンテナンスに ついてのコンベヤ業界の常識を今後大きく変えるかもしれません

ちなみに、駆動プーリのゴムラギングは少なくとも 2 年の寿命を保ちます。

載せ込み、或いは、払い出しのヶ所での適切なベルトの "クリーンニング" は、取付する 経費とはさほどのものではありませんが、きちんと "クリーング" をするとしないでは、コ ンベヤの円滑な稼働に大きな影響を与えます。

こうした "クリーンニング" をするしないと云ったファクターは、結果として、ランニン グコストに直結しますが、これはコンベヤ条件がハードな掘削の現場とかトンネル工事でそ の差が顕著に現われます。ベルトコンベヤはその傾斜角が 18 度以内の普通の上り傾斜の コンベヤならスムースに搬送物を積載し、又、下りのラインであれば電力を逆に得る事も可 能です。ちなみに、ベルトコンベヤのプロジェクトにあっては、コンベヤ総長で100 kmに 達し、その中の一つのコンベヤで15 kmに及ぶ実例があります。

ベルトコンベヤのフレキシビィティ、即ち、柔軟な対応性を利用し、且つ、ベルトコンベ ヤの強みと経済性を生かし、ベルトコンベヤは粉・砂等のバラ物を搬送する実際的なソリュ ーションとして活躍しています。この分野で日々行われている技術革新は、更なる利便性を 我々に提供してくれるにちがいありません。

5 Technical Information

以下の各図は、ベルトコンベヤの典型的な事例を図式化したものです。

図2 - 1 水平のベルトコンベヤ事例 図2-5 水平及び傾斜のベルトコンベヤで、

コンベヤを二つに分ける事が採用された事例

図2 - 2 水平のベルトコンベヤで上り傾斜が

ある事例で設置空間に上りを許容する空間 があり単一の駆動が求められた事例

図2 - 3 上り傾斜で搬送し次に水平部分があ

るベルトコンベヤで単一駆動が求められ、且 つ、それが可能な設置空間がある事例

図2 - 4 上り傾斜部分及び水平部分があるベ

ルトコンベヤで、単体コンベヤにする設置空 間が無く、且つ、負荷の面で二つのコンベヤ が採用された事例

図2 - 6 水平部分及び上り傾斜部分があるベ

ルトコンベヤで、単体コンベヤにする設置空 間が無く、且つ、負荷の面で二つのコンベヤ が必要と判断された事例

図2 - 7 水平部分がある単一のベルトコンベ

ヤで、しかも、上りか下りを伴う傾斜を含む ベルトコンベヤの事例

図2 - 8 上りか下り傾斜の途中で荷が積載さ

れるベルトコンベヤ事例

Technical Information 6

1.4 Components & their sizing

（ ベルトコンベヤ構成部品＆そのサイズ ）

下図 3 のイラストは典型的なベルトコンベヤを描き、コンベヤを構成する主要なパーツ を示したものです。実際には、コンベヤの用途によってコンベヤ毎に違いがあり、例えば荷 の載せ込み場所や引き出し場所での在り様は各コンベヤでに実に様々ですし、又、上り傾斜 /下り傾斜のあり様も一様ではありません。そして、付属機器を付けるか付けないかも、各 コンベヤに依って異なります。

駆動の伝達

一般にはこれまでの減速機に依る駆動方法が普通ですが、モータープーリに依る駆動方法 もあります。

- 従来の減速機に依る駆動

ベルトへの駆動伝達を構成するのは、駆動プーリ及びテールプーリで、駆動プーリの直径 はベルト上の負荷如何によってその大きさは決まり、テールプーリはそれに準じます。動力 は直接のカップリングに依る減速機の動力伝達か或いは平行シャフト駆動に依る駆動伝達 方式となります。

- モータープーリに依る駆動

モータープーリの場合、モーター・ギヤ・ベアリング等がプーリ管体の中に入り、外部か ら保護される設計になっていて、動力をベルトに直接伝達します。モータープーリは従来の 駆動方法と異なり、モーターやスプロケット/チェーンと云った外部に設けるものが全部管 体に収まっているので、安全で場所を取りません。今日、モータープーリは外径で 1000 mm、

出力で 250 kW まで製品化され、その動力伝達効率は最高で 98 ％の高伝達効率を達成し ている機種もあります。

載込ホッパー キャリアセット 自動調芯キャリアセット 雨カバー 角度任意調整キャリアセット 駆動プーリ

クリーナー

スナッブプーリ プレッシャー

プーリ

懸垂付テンションプーリ リターンセット

自動調芯リターンセット V型スクレーパー

テールプーリ

Technical Information 7

駆動プーリ

従来の駆動方式の場合であれ、モータープーリに依る駆動方式であれ、プーリ管体の表面 は管体そのままか、或いは、一定の厚みを伴ったゴム板で被覆されている管体で設計され、

計算された動力をベルトに伝達します。

プーリ管体のゴムラギングは、魚の骨の形のようなダブルヘリカルと呼ばれる左右対称斜 溝のゴム被覆か、ベルト走行方向と直交する横溝のスーパーと呼ばれるゴム被覆か、或いは、

ダイヤモンドパターン形のゴムを被覆する場合があります。いずれも、ベルトとプーリ間の 摩擦を増す目的とプーリ表面に付く雨水を逃す目的の為に施されるものです。

プーリの直径はベルトの種類及びその強度等の側面と、又、プール表面の摩擦力をどう設 定するかで決まります。

テールプーリ

テールプーリは特別の場合を除き、通常、ゴム板で被覆を施す必要は通常ありません。そ して、テールプーリの直径は、駆動プーリより小さく設計されます。

ベンドプーリ＆スナッブプーリ

これらのプーリは、ベルトの巻き付け角度を増す為とベルト進行方向を変える必要から設 けられるもので、重錘を伴うテンションプーリのような事例や可動式のアンローダーの事例 も、このプーリに含まれます。

ローラ

ベルトを支え、荷が載った状態のベルトを円滑、且つ、容易に動かす事が出来るようにす るのがローラの役目です。ローラはベルトコンベヤを構成する最も重要な部品の一つで、コ ンベヤの総体コストに大きな影響を与えます。計画するコンベヤに相応しいローラの径や規 格を選定する作業は、稼働した際のプラントの効率に大きく影響し、又、建設コストにも大 きく左右します。

キャリアセット＆リターンセット

キャリアローラは、普通、溶接架台に組み込まれて使用され、架台はコンベヤフレームに 跨るように組み付けて使用されます。両端ローラの傾斜角は普通 20° ～ 45°ですが、"ガ ーランド" の吊下式なら 60° も可能です。

リターンローラは 、1 本のローラでベルトを支えるか、或いは、2 本で傾斜角 10°でV 字型を構成してベルトを支えるタイプが一般的な設計です。

尚、搬送する原材料に依っては、ローラを同じ長さで作らず左右対称の架台形状にしない で、搬送物に合わせた設計をするキャリアセットもあります。

テンション (緊張) 装置

スナッブプーリ

Technical Information 8

ベルトを駆動プーリに接触させて必要な伝達力を保持させる為にテンション装置は使用 されますが、その方途は、スクリュー・テークアップ方式であったり、重錘式テークアップ

方式であったり、或いはウインチに依る巻き取りテークアップ方式であったりと様々です。

重錘式のテークアップですと、ベルトの張り状態如何に関係なくベルトへのテンションが コンスタントに得られる利点があります。設計にあたってのテンションプーリの重さはベル ト張力の Min 必要張力を備え、且つ、ベルトの過度の緊張状態の避ける重さとなります。

テンション装置の Min 許容移動距離値について は、帆布ベルトの場合はコンベヤ機長の 2 ％を 超えないように設定する事、又、スチールコード ベルトの場合はコンベヤ機長の 0.5 ％を超えない ように設定する事が必要です。

ホッパー

ホッパーの設計にあたっての留意点は、荷の スムーズなホッパーへの移行と、その際の衝撃を 出来るだけ吸収し、荷がホッパー内で閉塞しない ようにすると共に、ベルトに損傷を与えないよう にする事です。つまり、搬送物がホッパーに連続

して入ってきたら支障なく受け入れ、一定に滞留させながらも円滑に払い出しができるよう に設計します。

ホッパーの傾斜角度は、搬送物自体の自然に流れ出る角度に依って、及び、そのコンベヤ の速度との関連に依って決まります。又、塊状の大きさとその比重、そして、含湿の程度と か腐蝕性の程度と云った物性特性は、その設計に影響を与えますのでそうした要素も考慮し て設計します。

クリーナー

どのようなクリーナーを採用するかは、それに依ってメンテナンスの頻度に大きな影響を 与えるので充分な考察が必要です。増して、搬送物が湿度を多く含むものであったり、粘り 気のあるものだったらなおさらです。効果的なクリーナーの採用は円滑なコンベヤの稼働を 助け、生産性の増大に寄与します。

市販のクリーナーにはいろんなタイプがあり、デザインも多様です。最もシンプルで簡素 なクリーナーは、ベルトと 90° 直交型のストレート型のスクレーパーでゴムのクッション が付いたクリーナーです。（ラルメカ ローラ 総合カタログ 5 章を参照ください。）

雨カバー

コンベヤを覆う雨カバーは、ベルトコンベヤの搬送物を雨などの大気環境から守り、且つ、

要望される作業環境を保つ必要がある場合には必須なコンベヤ構成部品で、設計の際に忘れ てはならない部品の一つです。（ラルメカ ローラ 総合カタログ 6 章を参照ください。）

Technical Information 9

1.5 Project criteria

（ 設 計 基 準 ）

ベルトコンベヤを設計するには、最も相応しいコンベヤシステムを選択して合理化すると 共に、その構築物の特徴についてよく理解し、そのコンベヤの構成部品に至るまで、種々の 特性を充分理解しておく事が大切です。

ベルトコンベヤの規格やサイズを選択する際に影響を与える主なファクターには、要求さ れる搬送容量、搬送物の種類、粒度/塊状特性、及び、搬送物自体の化学的･物理的特性とい った要素があります。又、揚程を含めたコンベヤ敷設条件もそれに関連して重要です。

この項に於いて、以下の各項目に沿って、図解と表を含めた説明で、必要ベルト速度やベ ルト幅、キャリアローラやトラフ架台の形式や種類の選定、そして、プーリの仕様に至るま で、計画するコンベヤの概要を順次確認しつつ、その要点を把握する事ができます。

Technical Information 10

図 4

図 5

図 6 1.5.1 搬送物特性

ベルトコンベヤの設計にあたっては、まず、搬送物特性 の理解が必要です。特に、図 4. 5 に示すように、当該 搬送物が持つ安息角、及び、側角がどのような形状になる かの分析から始めます。

搬送物が持つ安息角とは、その物性が持つ”自然の 摩擦角度”として知られているものですが、図 4 の ように、その搬送物を落下させた際に、地面に自然 に形づくられる形状の角度を言います。

側角とは、図 5 のように、動いているベルト コンベヤ上で搬送物が自ずと形づくる形状の水平面 からの角度を言います。

この角度はおおむね 5°から 15°の間です。

(搬送物に依っては 20°になる場合があります。) 尚、側角は安息角より角度が低くなります。

表 1 は、搬送物の形状特性と安息角との関係性 を示します。

コンベヤ上の搬送物は、図 6 の断面図のような 形状で運ばれます。

図 "S”で示される部分の断面積は、幾何学上、A₁ と A₂ の合計で計算できます。

その搬送断面積 S は、次の公式から容易に導く事ができます。

lVT ＝コンベヤ速度 1m /秒( 60m/分) 当りの理論搬送容量( 表 5 参照 )

Technical Information 11

Technical Information 12

1.5.2 ベルト速度

バラ物搬送分野に於けるベルトコンベヤの Max 速度は、数年前には考えられもしなかった速さに なっています。極めて早い速度の達成は、搬送能 力の増大をもたらしました。その事は、コンベヤ のメートル当りの搬送重量を小さく設計しても同 量の搬送能力が得られる事を意味し、従って、

ベルトやローラ＆架台のサイズを小さく出来る事 から、コンベヤのトータルコストを抑える事が 可能になりました。

最適ベルト速度を選定するにあたり、最も留意すべき事柄は搬送物の物理的特性です。軽 量の搬送物、例えば、穀類或いは鉱物粉塵/微細分といったものは、高速で運ぶ事が可能で す。"ふるい”にかけられたり、選別された原材料は 480 m / 分 ( 8 m / 秒 )以上の速度で の搬送が可能です。とは言え、搬送物が塊状で大きい場合や、研磨性ある原材料、或いは、

極めて重い質量物の搬送物の場合には、コンベヤ速度を設計値より遅くする考慮が必要です。

又、塊状の原材料で、一次破砕していないとか、或いは、まだ”ふるい”にかけていない段 階で塊状が残る物の搬送については、90～210 m/分 ( 1.5～3.5 m/秒) の範囲で運ぶ必要が あります。コンベヤでのメートル当りの搬送能力の計算については、次の公式が使われます。

q^G = 1M当りの搬送物重量 [ Kg ] lV = ベルト搬送能力 [ t/h ]

V = ベルト速度 [ m/秒 ]

尚、q^G は接線力 ( tangential force) Fuを求める際に使われます。

速度を増す事が出来れば、当然ながら、搬送能力（ l_V ）を増す事ができ、その事はベル ト幅を小さく出来る事を意味しています。(もちろん、コンベヤフレームの構造もシンプル になります.。) 同様に、速度が増せば、メートル当りの搬送能力は小さくてもよい事になり ますから、ベルト張力を減じたり、ローラやキャリア架台のサイズや規格を小さくする事が 可能になります。

とは言え、ベルトの負荷を考えて一廻り幅広のベルトを使用すれば、高速であれ低速であ れ、搬送物の荷こぼれを少なくする事ができ、又、搬送物の傷みやホッパー下の搬送物がつ まる確率を減らせる等のメリットが生じます。表 3 は経験値から導かれた、搬送物物性、

塊状サイズ、及び、ベルト幅の観点から整理した推奨 Max ベルト速度との相関表です。

Technical Information 13

Max ベルト速度を決定するには、以下の様な事柄も併せて考慮に入れる事をおすすめし ます。

例えば、傾斜ベルトから荷が離れる時、その傾斜角が大きければ大きい程、ベルト上で荷 が回転するように動いて不安定要因が増します。この現象はベルト表面の早期摩耗を招く要 因となりますから Maxベルト速度を決定するにあたり、その速度を減じる処置を施した方 が良いと云う事になります。

又、ベルト上での研磨性のある荷の搬送中の不断の揺れは、ホッパー下などでは特に大き な負荷(損傷) をベルトに与えます。このように、ベルトの耐用年数と速度は反比例の関係 にある事も考慮に入れてMax ベルト速度を決定します。

Technical Information 14

図 7

1.5.3 ベルト幅

前項の表 3 から得られた最適ベルト速度が決まれば、次に、計画しているコンベヤのベ

ルト幅は、そのコンベヤの搬送能力をどう設定するかによって決まります。

それは、以下に示すように、搬送容量（l_M）は、L_VT [ m³/h ]で表される 60m/分 ( 1m/秒) 当りの理論搬送容量から求めます。

尚、キャリアセット両側のローラの傾斜角度 ( 20°～45°)は、以下の図 7 のキャリアセッ ト傾斜角に基づきます。

各ベルト幅に於ける1M当りの理論搬送容量 （ lVT ）は、側角が理論上の Max 値と同じ であれば、その理論値の搬送容量と同じです。

荷が載った状態を想定してのキャリア架台の角度は、トラフ角度が示すベルト幅毎の搬送 容量をもって、選定します。

一昔前のキャリアセット両側のローラ傾斜角度と云えば、それは 20°と決まっていまし た。しかし、今日、コンベヤ構造の進化とベルトの原材料の改善で、キャリア側両端のロー ラ傾斜角度は 30 ～ 35°とするのが普通となりました。

従って、ベルトが鋭角に曲がるようになり、40 ～ 45°のような急角度の事例も見受けら れる昨今です。ちなみに、実際のキャリア架台の角度選定及び設計にあたっては、Min ベル ト幅をもって欲する搬送能力を達成する事が最も経済的な事は云うまでもありません。

尚、ベルト幅の選定及び計算に際しては、表 4 に示すようなベルト破断強度とキャリア セット側角の相関性もって、 Min ベルト幅を選定します。

そして、更に、混載の大塊の搬送物、或いは、貴重な原 材料が、そのベルト上に載って運ばれていく際に、荷こぼれ

Technical Information 15

しないだけの充分なベルト幅であるかどうかを、今一度、

確認します。

搬送容量 l_M

ベルト上での搬送容量は次の公式で導かれます。

l_V = ベルト搬送能力 [ t/h ] l_M = 搬送容量 [ m³/h ]

qs = 当該搬送物比重

故に、これから次の公式も導かれます。

尚、この場合の搬送容量は、速度が1 m/秒 ( 60 m/分 )当りの数値になります。

計画するコンベヤ物件で必要とされる搬送容量 （ l_M ）を満足するベルト幅は、表 5 を 用いて選定できます。諸表は、ベルト速度( 1 m/秒)条件下での搬送物側角及びローラ傾斜 角の違いに依る搬送容量を示します。

Technical Information 16

任意の速度での搬送容量を得るには次の公式を用います。

Technical Information 17

Technical Information 18

任意速度での搬送容量を得るには次の公式を用います。

任意速度での搬送容量を得るには次の公式を用います。

Technical Information 19

図 8 コンベヤ傾斜角と搬送物払い出しの観点からの搬送容量の修正

傾斜角のあるベルトコンベヤの場合、搬送容量（ l_VT ）[m³/h]を、次のように修正します。

l_VM = 1 m/秒 ( 60 m/分)当りのコンベヤに於いて、

傾斜角度及び払い出しに頻度が一定か不規則 かで修正される修正搬送容量 [ m³/h ]

K = コンベヤ傾斜係数

K₁ = 払い出しが一定か不規則かで修正される係数

傾斜係数 K は、上り 傾斜で搬送物が運ばれ る場合、傾斜角度に 依って荷のすべる量が 異なり、従って、その 搬送容量を減じる必要 があるので用います。

図 8 の曲線は、当該 ベルトコンベヤの傾斜 角度が何度かをもって、

その傾斜係数 K の値 を示したものです。

但し、言うまでも無く、

水平コンベヤの場合は、

この係数を考慮する必要はありません。

搬送容量の計算にあたっては、大方の場合、ベルトコンベヤの払い出しの状況について考 慮する必要があります。即ち、搬送は常に行われているのか、或いは、不規則なのかでその 搬送容量は変わってくるからです。そのファクターを係数 K1 とし、その状態如何を次に示 す係数を選択して乗じ、その搬送容量を修正します。

‐K₁ = 1 常時、連続した払い出しが行われているコンベヤの場合

‐K₁ = 0.95 不規則な払い出しが行われているコンベヤの場合

‐K₁ = 0.90 ～ 0.80 頻繁に不規則な払い出しが行われているコンベヤの場合

従って、計画する速度での搬送容量（lM）は、上記の修正搬送容量にその速度を乗じた容 量となります。

尚、一連の計算の結果として導かれたベルト幅は、そのベルトの幅と搬送物の Max 塊サ Technical Information 20

キャリア側に使用するトラフ架台 リターン側に使用する架台

- リターン架台：ローラ/ゴム付ローラで構成 - フラットキャリア架台：

ローラ/インパクトローラで構成

- 2 槽用架台：

ローラ/ゴム付ローラで構成 - 2 槽用架台：

ローラ/インパクトローラで構成

- 3 槽用架台：

ローラ/インパクトローラで構成

図 9

イズを比較して、そのベルト幅が搬送物 Max 塊サイズより広い事を確認します。

ベルト幅 ≧ Max 塊サイズ [mm]

1.5.4 ローラを保持するトラフ架台、据付ピッチ、及び、”移行間距離”

その種類

ローラをしっかり固定し保持するトラフ(角度付)架台には下図 9 のようにさまざまな種 類があり、又、その他、"ガーランド”と呼ばれる下図のようなローラを繋ぎ、吊り下げて 保持するタイプもあります。

トラフ架台には、機能が異なる二種類があり、一つはキャリア側に使われる荷が載ったベ ルトを支えるトラフ架台と、返りの空荷のベルトを支えるリターン側の架台があります。

キャリア側のトラフ架台には、一般に、次のような組み合わせがあります。（下図参照）

- 1 本ないし 2 本のキャリアローラが水平に置かれる組み合せのキャリアセット - 2 か 3 本、ないし、複数のキャリアローラが角度を以て設置される組み合せのキャリ

アセット

リターン側の架台には、一般に、次のような組み合わせがあります。 （下図参照）

- 1 本ないし 2 本のリターンローラが水平に置かれる組み合せのリターンセット - 2 本のリターンローラが角度を以て設置される組み合せのリターンセット

Technical Information 21

”ガーランド”と呼称される吊下式のハンガー架台

- 3 槽吊下式キャリア：ローラで構成

- 5 槽吊下式キャリア：ローラで構成

- 2 槽吊下式リターン：ローラ/ゴム付ローラで構成

図 10

正逆コンベヤの場合

図 11 同じ長さの 3 本のローラをしっかり固定しベルトを支える架台は、負荷を均等に分散さ せます。 キャリア側架台の両端のローラの傾きは 20°～ 45°で、ベルト幅で 400W ～ 2200W、或いは、もっと幅広のベルトを支えます。

"ガーランド”の呼称のある吊り下げ形式の｢吊下キャリアセット｣は、ホッパー下の衝撃 を吸収するローラとしてインパクトローラとの組み合わせで普通使われます。又、搬送容量 が大きなコンベヤや高速コンベヤの場合、"ガーランド”は、キャリア側及びリターン側の 双方でよく使われます。

トラフ架台は、おおむね、世界共通として統一された規格寸法で設計され製作されていま す。

尚、各架台のイラストは、一般的で代表的な事例を示したに過ぎません。

計画するコンベヤに於いて、最もふさわしい架台をどう選択するかは、(もちろん、それ はベルト＆ローラ間の摩擦がどのくらいかを計算する必要がありますが、）ベルトのスムー スな始動及び走行が、どの架台のタイプで最もベストかと云う観点で決めます。

正逆するコンベヤに使用する キャリア側トラフ架台については、

図 11 のようにベルトの進行に対し 方向と直交 90° がきちんと取れて いるかどうかが重要です。

Technical Information 22

一方方向のみ走行するコンベヤの場合

図 12

図 13

トラフ架台はベルト走行に平行してきちんと 取付しないと蛇行の要因となります

図 14

一方方向のみで動かすコンベヤではベルトの進行方向に対し、図 12 のように、前向きに 2°傾かせて設置すると、片寄りしたベルトが中央に戻ろうとする働きが生じ、ベルトの蛇 行対策として効果があります。

トラフ架台の据付ピッチ

トラフ架台の据付ピッチ は、ベルトコンベヤのキャリア側( ao )で 1 メートル、リター ン側( a_u )で3 メートルが最も一般的な据付ピッチです。

トラフ架台と隣接するトラフ架台の間のベルトの "たわみ" はその据付ピッチの 2 ％を 超えてはなりません。大きなベルト "たわみ" は、搬送中の荷こぼれを引き起こすだけでな く、搬送中の荷の "あおり" が生じる事でベルトに過度の摩擦負荷がかかります。この事は、

動力の消費増大を招くだけでなく、ローラにとっても大きな負担になり、又、ベルトにとっ ては、ベルト表面の摩耗が全面にわたって早期に生じる事になります。

表 6 はトラフ架台の Max 据付ピッチを、ベルト幅と搬送物比重の観点で示したもので、

この表を活用してもらう事で、ベルト "たわみ" を最小にする指標が得られます。

ピッチを基に作られたこの表は、同じく、ローラにとっての搬送許容重量の限界値を示し ます。

Technical Information 23

図 15

図 16

尚、荷の載せ込み位置でのトラフ架台の据付ピッチは、載せ込み位置でのベルト"たわみ"

を許容出来る範囲に抑える為、普通、通常の据付ピッチの半分かそれ以下の短いピッチにし ます。

又、"ガーランド”タイプの吊下式の Max ピッチの選定にあたっては、図 15 のように 荷の搬送途中の通常の揺れの状態に於いて、隣接する "ガーランド”と接触しないよう据付 ピッチを選定する必要があります。

“移行間距離”Lt

コンベヤのヘッド/テールプーリと最も隣接するキャリア架台との距離は、図 16 のよう にベルトが曲がった状態から平になる距離で、"移行間距離" Lt です。

Technical Information 24

" 移行間距離 ” 図 19

帆布ベルトでの推奨移行間距離

スチールベルトでの推奨移行間距離

ベルト幅 mm

Lt Lt

この"移行間距離"をベルトが移動する間に、ベルトは上図のように、キャリア架台の両端 ローラに沿っての傾いた状態からのプーリ表面地点での平の状態まで徐々に姿を変えつつ 移行します。

この"移行間距離"の間、ベルトはキャリア側トラフ架台の両端ローラの角度に沿って、曲 がった状態から、プーリの処では水平になるように傾斜角を下げつつ変形していくので、ベ ルトの両端に於いて、殊に過度の負荷がかかります。

この"移行間距離" Lt が、キャリア側トラフ架台の据付ピッチよりも長い場合には、その 角度を徐々に任意に減らせる「トランジション架台」と云う両端ローラ角度を任意に変角が 出来る架台があり、それを用いると便利です。このような対策を施す事で、ベルトの摩耗や 疲労を防ぎつつ、角度ある処から平になる処まで徐々にベルトを減角させます。

下図 19 のグラフは、"移行間距離”Lt を選定する際に使用するグラフで、ベルト幅と、

ローラ両端の角度との関連性をグラフ化したものです。尚、ベルトは帆布 EP ベルト(ポリ エステル)の場合と、スチールベルト ST ベルト(スチール)の場合の両方で示してあります。

例えば、帆布 EP ベルトで、ベルト幅 1400 W、角度 45°のキャリア側トラフ架台の場 合、その推奨 "移行間距離"は、グラフから 3メートルになる事が解ります。

Technical Information 25

図 17

図 18

この事例の場合、推奨 "移行間距離”Lt は 3 メートルですから、2 台のキャリア架台を 据え付け、そのうちの 1 台は角度 15 度のキャリア架台を付け、もう 1 台は角度 30 度 の架台を 1 メートルの据付ピッチで取り付けて角度を徐々に上げる (下げる) のがベルト に負担をかけない据付になります。( 図 17 . 18参照ください。）

Technical Information 26

1.5.5 接線力、動力、従動抵抗、ベルト重量、テンション、そして、そのチェック コンベヤの駆動力の大きさ如何はコンベヤ機長に依って決まります。又、そのコンベヤの 必要とされる動力を計算するには、下記留意項目のコンベヤ特性（Max 値）を求める事が 必要です。

- 5°以上の上り傾斜のある場合の必要とされる力

- 下り傾斜がある場合のその機長と必要とされる力

- ”図 20 ”に示すような上り下りがある場合のその必要とされる力

総接線力 [ Total tangential force ] ( Fu )

総接線力 ( Fu )を求めるには、駆動プーリの設置位置でのその値を最初に求めます。総接

線力は以下の項目の摩擦抵抗値の合計以上の力が必要です。

- 荷が載った状態でベルトを動かす事が出来る力：即ち、各プーリ及びキャリア＆リタ ーンローラの総摩擦力を抗してベルトを動かすに必要な力

- 荷を水平移動させるのに必要な、ローラ類の抵抗に抗してベルトを動かすに必要な力 - 荷を求められる揚程まで持ち上げるのに必要な力 (但し、下り傾斜の場合には、逆に、

駆動を助ける力となります。）

- 付帯機器に依る摩擦で発生する二次的な抵抗力(トリッパー/クリーナー/スクレーパー/ゴム スカート/反転機器 etc）

駆動プーリ地点での総接線力 ( Fu ) は次式で求められます。

注記：下り傾斜コンベヤでは、式の±はマイナスを採用します。

L = コンベヤ芯間機長[単位:m]（ヘッド/テールプーリ芯々間距離)

Cq = コンベヤ機長に依る抵抗係数：表 7 参照

Ct = 環境温度に依る抵抗変動係数：表 8参照

f = ローラ回転部＆搬送物/ベルト間の摩擦係数：表 9 参照

q^b = 1M当りのベルト重量 [Kg/m] ：表 10 参照 q^G = 1M当りの搬送物重量 [Kg/m]

H = ベルト揚程 [ m ]

q^RO = 1M当りのキャリア側回転部分の重量 [Kg/m] ：表 11 参照 q^RU = 1M当りのリターン側回転部分の重量 [Kg/m] ：表 11 参照

Technical Information 27

図 20 図 20 のような上り下りするコンベヤの張力は、上りコンベヤの接線力（Fa )と下りコン ベヤの接線力 ( Fr )の総和からその張力を求めます。(次式参照）

Fu = ( Fa1 + Fa2 + Fa3,,,,, ) + ( Fr1 + Fr2 + Fr3,,,,, )

Fa = 上り傾斜部分の接線力 Fr = 下り傾斜部分の接線力

出力 [ Driving power/ absorbed power ] ( P ) 出力( P )を求めるには、まず駆動プーリの ベルト間の摩擦力、及び、コンベヤ速度( V )と モーターの伝達効率 ( η )を考慮して、Min 出力 を次式から求めます。

間接的影響

間接的影響と云うのは、当該ベルトコンベヤの機長、当該コンベヤ環境の雰囲気温度、当該コ ンベヤ速度、当該コンベヤのメンテナンスの良し悪し、当該コンベヤのクリーン度、当該搬送物 の流動性や摩擦抵抗値の程度、及び、当該コンベヤのキャリア架台の傾斜角度と云ったベル トコンベヤに及ぼす間接的な影響を指し、そうしたファクターを係数化して、ベルトコンベ ヤの設計にあたっての計算に組み込み反映させます。

Technical Information 28

メートル当りのベルト重量 q^b

ベルトの総重量はベルトの表層と裏層の部分が 約 1.15 Kg/m² の重さなので、それにベ ルトの芯体部分の重量(表10 )を加える事で求められます。

Technical Information 29

又、表11ではキャリア側及びリターン側のローラの回転部重量のおおよその重量が示し てあります。

尚、キャリア側及びリターン側のローラ回転部重量は次式から求める事ができます。

Pprs = キャリア側ローラの回転部重量 [Kg] ao = キャリアピッチ [m]

Ppri = リターン側ローラの回転部重量 [Kg] au = リターンピッチ [m]

Technical Information 30

図 21

ベルト張力 [ Belt tension ]

ベルトコンベヤではさまざまな張力を検証する必要があります。

T1とT2の張力 [ T₁ eT2 Tensions ]

総接線力 ( Fu ) は、プーリ円周上での張力 T1 (引っ張り側)と張力 T2 (送り出し側)の差 となります。これにより、ベルト始動時及び搬送時の必要トルクが導かれます。

図 21 のように、A 地点から B 地点 に移行する際にベルト張力は、T₁ 値

から T₂ 値に指数関数的に変化しま す。

T1 と T₂ 値の関係は次式で表します。

fa = ベルトとプーリ間の摩擦係数;巻付角に依る e = 自然対数指数 : 2.718

( 上記式の = 値はベルトとプーリ間摩擦の Max 値です。もし、T1/T2 ＞ efa ならベル トは駆動プーリ上をスリップし、駆動力は伝達されません。)

故に、上記公式から、次式が導かれます。

ベルト巻付角度係数（ C_w ）は巻付係数で、駆動プーリのベルトの巻付角度値を表します。

( ツイン駆動の場合は、

420

摩擦係数

f

ちなみに、テンションプーリの据付位置は下流側に置かれるのが普通ですから、Min ベル ト張力は駆動プーリのベルトとのその巻付摩擦極限値とする事ができます。

Technical Information 31

尚、テンション装置は駆動プーリにベルトが巻付力をより増す為に用いられます。従って、

どんな稼働状況であれ、充分なテンションが与えられる必要があります。表 12 は、一般に 使用されるさまざまなテンション事例のベルト巻付角度係数です。

表12は、巻き付けファクター （ Cw ） を係数で表示したものです。プーリにゴム被覆 がしてある場合及び無い場合での、プーリと緊張装置の間の 滑^{す べ}りに依る駆動力の伝達程度 を数値化したものです。

コンベヤ設計にあたっては、T1 と T₂ のベルト張力の他、以下のファクターにも留意しま す。

‐張力 T₃ テールプーリ側のベルトのテンションを張る装置に係わる張力です。

‐張力 T₀ コンベヤテール端部での負荷がかかる地点での、そのMin 張力です。

‐張力Tg コンベヤテール部のテークアップ装置が引っ張る張力です。

‐張力 T_max ベルトにかかる Max 張力を指します。

テール部の張力 T₃

前ページで既に見たように、張力計算には

Technical Information 32

図 22

図 23

及び の公式があります。

張力 T₃ は次頁図のように、テールプーリのテンションを張る際に生じ、T2 及びベルトの 返り側接線力 F_r の合計した値となります。

従って、張力 T₃ を求める式は次のように表わされます。

張力 T₀

テールプーリのテークアップ装置部での Min 必要張力 T₃ は、ベルトを動かす動力を伝 達する必要から駆動プーリとベルト間で滑りが無いようにしますが、下図のようにテール部 ベルトの"たわみ” （ fr ） が 荷が載った状態でキャリアピッチ間距離aoの 2 ％にならな いよう設定する必要があります。

又、それに加えて、張力は上図 23 のように、荷がベルトからこぼれ落ちる事無く、しか も、ローラを超える際に荷の重さで過度の跳ね返りが無いように考慮しなければなりません。

"たわみ" 2 ％ を保つに必要な Min 張力 T₀ は次式で表わされます。

q^b = 1M当りのベルト重量 [Kg/m]

q^G = 1M当りの搬送物重量 [Kg/m]

a0 = キャリア側の架取付ピッチ [m]

この公式は、重錘テンション事例を考慮して、個々のアプリケーション事例及び理論の簡 略化の必要から導き出されたものです。

Technical Information 33

図 24

図 25

図 26

望ましい”たわみ”として 2 ％以下に変更する場合は、上式の定数 6.25 を下記のよう に変更します。

1.5 ％の"たわみ"にする場合 = 8.4 1 ％の"たわみ"にする場合 = 12.5

望ましい”たわみ”を保持するには、テンション装置を設けるか、或いは、円周力 ( circumferential force ) である Fu = T₁ - T2を普段に保つ事で、張力 T₁ 及び T₂ が充分機 能するようにします。

張力 T_g とテンション装置

ベルトコンベヤで普通用いられるテンション装置は、スクリュー方式 ( 図 24 )か、或い は、重錘方式 ( 図 25. 26 )です。スクリュー方式は、テールプーリ側に設けられ、コンベヤ 芯間機長は 30/40 m を超えるものではありません。もっと機長が長いものになると重錘方 式ですが、場所が無ければウインチに依る巻取方式が用いられます。

又、必要とされる Min テンション力は、使用されるベルトの種類の特性に依っても異な ります。

‐帆布ベルトの伸び代は、Min 値でコンベヤ芯間の 2 ％ を見ておく必要があります。

‐スチールコードか金属ベルトの伸び代は Min 値でコンベヤ芯間の 0.3～0.5％を見て おく必要があります。

テンション装置には、次のようなものがあります。

左図 24 の方式のテンションテーク

アップは、スクリューの都度調整に依って テンション力を調整します。

左図 25 の方式のテンションは、"錘り”

でもってテンションをかけます。その張力は、

次式で表わされます。

左図 26 の方式のテンションも、"錘り”

でもってテンションをかける方式ですが、

その張力は次式で表されます。

Technical Information 34

IC = 駆動プーリと重錘プーリの芯間距離 [m]

Ht = 駆動プーリからベルトが離れるポイントから重錘 プーリが働くポイント間のベルトの高低差距離 [m]

正しく張力計算ができたかどうかの検証

基本張力である T₀ 値(検討されたベルトの"たわみ”）が、計算値の T3 値より小さい値

であれば、ベルトはきちんと動くはずです。何故なら、張力 T₂ は常に T₂ ≧ Fu x Cw であ り、又、T₂ = T3 ± Fｒの関係 ( 従って Ｔ₃ ≧ Ｔ⁰ ）で表されるからです。

Max張力 T_max

この張力は、コンベヤに於いてベルトが非常に大きな負荷を受ける地点での張力です。通 常、この張力は張力 T１と同じ値です。しかし、コンベヤの機長如何に伴い、高低差が生じ たり、地点ごとに条件が異なったり、著しく異なった地点があったりするケースがあります。

Max 張力はベルトの任意点ごとで異なります。

搬送負荷とベルト破断ひずみ

張力 T_max は次式のように、一元化されたベルト Max 張力 Tu_max として表されます。

N = ベルト幅 [ mm ]

Tmax = ベルトに最も負荷がかかる地点での Max張力 [daN]

従って、当該ベルトコンベヤのベルトの破断強度の決定にあたっては Max ベルト張力を もって決定します。又、安全の為、安全ファクターとして、帆布ベルトの場合はベルト Max 張力値の 10 倍、スチールベルトでは、その 8 倍をその値として見なし、ベルトの破断強 度を決定します。

Technical Information 35

図 27

図 28

1.5.6 ベルトコンベヤの駆動、及び、プーリの寸法/仕様

駆動の方法

ベルトコンベヤの駆動の方法としては、 ヘッドプーリに減速機や動力伝達機器、及び、

安全カバー等を付けて動かす従来の方法がありますが、その他の方法としては、図 27 のよ うにモータープーリで動かす方法もあり、そのMax出力は 250kWに達します。

モータープーリをベルトコンベヤの駆動に使う事例は、今日、その利点とコンパプト性の 評価を背景にその採用が増えてきています。その利点とは、省スペースで、据付が簡単、そ して、IP66/67のシール性があり防塵防水性

が優れている事( IP 67 = 水中 1 M下で

30 分置いても水が入らない基準) 、又、

駆動部分がプーリ管体の中に内包されて いる為に安全で、しかも、日常のメンテ ナンスがほとんど必要無い ( オイル交換 が2 万時間毎に必要のみ、=合成オイルなら 5万時間=) と云うメリットがあります。

図 28 のように設置スペースに多く の場所を取る減速機に依る、従来の駆動 方式と較べると、モータープーリの 省スペース性が一目で解ります。

Technical Information 36

端子Box

しかしながら、出力で 250 kW 以上 が必要となるベルトコンベヤに於いて は、従来の駆動方式となりますが、

複数の動力伝達機器の併設が必須に なる事は言うまでもありません。

プーリの直径

ヘッドプーリ径の大きさを決めるにあたっては、どのようなベルトを使用するかどうかで その特性が大きく異なるので、決定する前に慎重に検討する必要があります。

表 13 は推奨 Min 直径を 帆布とスチールの 2 種類のベルト 毎に分けて示してあります。Min 直径はベルト内部の帆布の層よれ に依る損傷や強化帆布の裂傷を防 ぐにあたって重要な検討要素です。

尚、各プーリの推奨 Min 直径 を示す表 13 は、搬送物の温度が 110 度を超えるか、或いは、

ベルトコンベヤが設置してある所

の雰囲気温度がマイナス 40 度を下回る場所にある場合は、この表は適用できません。

駆動プーリのサイズ

Technical Information 37

図 29

図 30 駆動プーリ径のシャフトは、曲げやねじれを不断に蒙っており、金属疲労による損傷を引 き起こしやすい事に注意する必要があります。

適正なシャフト径を選択するには、曲げモーメント Mf とねじれモーメント Mt が幾つ になるかを決定する必要があります。

シャフトの曲げモーメントとは、結論から言えば、下図 29 のようにテンション T1 と T2 のベクトルの合計、及び、重錘プーリの重量の総和です。

シャフト直径を決めるにあたっては、以下のような 種々の要素を検討し決定する必要があります。

すなわち、テンション合力 Cp 、曲げモーメントMf 、 ねじれモーメント Mt 、理想曲げモーメント Mif 、及び、

抵抗モーメント W の各要素です。

これらを求めるには、次式を用います。

P = モーター出力 [ kW ]

n = 駆動プーリの回転数 [ r.p.m ]

σ_amm値はシャフトに使用する鋼材 に依って、右表14より破断係数を 選択します。

上記の各連立方程式を統合し、シャフトの直径を次の式から導く事ができます。

Technical Information 38

図 31

図 32 Π = 3.1416

テール/ベンドプーリのシャフトのサイズ

テール/ベンドプーリの場合は、"ねじれ"の負荷を考慮する必要はありませんが、"たわみ"

の負荷について検討する必要があります。

曲げモーメント Mf は 、そのプーリの前後 に在ってプーリを引っ張るベルト張力のベク トル、及び、そのプーリ重量の総和として 生じる力の合計となります。

通常の場合、曲げモーメントに係わるプーリ はテール/ベンドプーリですから、図 31 の ようにTx 及び Ty は Tx = Ty の関係になり ます。

右図 31, 32 にいろいろな従動プーリの

事例が示してありますが、その曲げ モーメント、及び、その抵抗モーメント は駆動プーリの場合と同じ次式です。

故に、抵抗モーメント W は、

与えられた抵抗モーメント値とシャフト 径の関係は次式ですから、

シャフト径は次式の計算から得る事ができます。

Technical Information 39