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传送带中的能量能量分析
上传: 翁桂香 &&&&更新时间： 9:44:29
传送带中的能量能量分析 传送带作为一种运输工具，其能量的转化主要考虑两个方面：①、增加物体的机械能（动能和势能）②、增加系统的内能（即由于物体和皮带之间发生相对运动因摩擦而产生的热量） 例1．如图，电机带动传送带以速度v匀速传动，一质量为m的小木块由静止放在传送带上（传送带足够长）若小木　块与传送带之间的动摩擦因数为&，当小木块与传送带相对静止时，求：⑴、小木块的位移。⑵、传送带经过的路程。⑶、小木块获得的动能。⑷、摩擦过程产生的热量。⑸电机带动传送带匀速转动输出的总能量。
分析：木块刚放上时速度为零，必然受到传送带的滑动摩擦力作用做匀加速直线运动，达到与传送带有共同速度后不再有相对运动，整个过程中木块获得一定的动能，系统要产生摩擦热。 对木块：相对滑动时，a=&g,达到相对静止所用的时间为t= ，木块的位移 ，传送带的位移 ，木块相对传送带的位移 ，小木块获得的动能 ，产生的热量 ，电动机输出的总能量转化为小木块的动能和系统产生的热量
注意：当木块的初速为零时，木块经过的位移和木块相对皮带的位移恰好相等，这一特点要记住，在解题中很有用处。 2．如图，已知传送带两轮的半径r=1m，传动中传送带不打滑，质量为1kg的物体从光滑轨道a点无初速下滑（a点比b点高h=5m），物体与传送带之间的动摩擦因数 ，当传送带静止时，物体恰能在c点离开传送带，则 （1）bc两点间距离为多少？ （2）若要使物体从a点无初速释放后能以最短时间到达c点，轮子转动的角速度大小应满足什么条件？ （3）当传送带两轮以12rad/s的角速度顺时针转动时，物体仍从a点无初速释放，在整个过程中物体与皮带系统增加的内能为多少？ 解：（1）设物体质量为m，在c点时运动速度为 ，bc间距离为s。因物体恰在c点离开传送带，则 ，& 由动能定理，得 ，联立得， &m/s， m （2）物体以最短时间到达c点，因此bc段物体以最大加速度做匀加速运动，设加速度为a，物体在b、c两点的速度分别为 、 ，则 m/s2， ， ， 联立解得， m/s，轮子转动的角速度 rad/s （3）由于轮子的角速度小于13.8 rad/s，物体在bc段一定先加速后匀速运动，物体在bc段加速运动的时间为 s，物体经过的位移为s1= ＝ ,皮带经过的位移为s2=vt,则物体与皮带间相对位移为 m， j 注意：①、系统增加的内能等于系统克服摩擦力做的功，也等于滑动摩擦力与相对位移的乘积。②、当物块的初速为零时，皮带经过的位移是物块经过的位移的二倍，相对位移在数值上等于物块经过的位移。③、皮带经过的位移和物块经过的位移都是相对地面的位移。④、在第二问中，要使物体在传送带上运动的时间最短，必须使物体以最大的加速度（ ）加速，到达最右端时与皮带的速度相等，此时皮带轮的角速度为临界角速度，也是皮带轮转动的最小角速度。 3、传送带以恒定速度&=1.2m/s运行, 传送带与水平面的夹角为37&。现将质量m=20kg的物品轻放在其底端，经过一段时间物品被送到1.8m高的平台上，如图所示。已知物品与传送带之间的摩擦因数&=0.85，则
&& （1）物品从传送带底端到平台上所用的时 间是多少？ & && （2）每送一件物品电动机需对传送带做的 功是多少？ 解：(1) 物体沿斜面运动的加速度 ---① 设物体在斜面上的加速时间为t1 由 & ---------------------------- ② &得： -------------------------------------------③ 物体沿皮带加速运动的位移为 && 匀速运动的位移为 ----⑤ 物体匀速运动的时间为 &&&&& -------------------------⑥ 总时间为 &&&&&& -------------------------------------⑦ 评分标准：①④⑦各2分& ②③⑤⑥各1分&&&&&&&&&& 共10分 （2）送一件物品电动机对传送带做的功 在数值上等于摩擦产生的热量和物品增加的机械能 &-------------------------------① &--------------------- ② 解得：& -------------------------------③ 注意：电动机对物体做的功都干什么？头脑一定要清楚。q等于滑动摩擦力与相对位移的乘积，相对位移刚好等于物体在皮带上经过的位移。 /s的速度水平匀速运动，砂斗以20 kg/s的流量向皮带上装砂子.为了保持传递速率不变，驱动皮带的电动机因此应增加的功率为多少？
砂子属于连续流体，其质量是变化的，选择研究对象时应以每秒钟流到皮带上的砂子为研究对象，设每秒钟流到皮带上的砂子的质量为m,则每秒钟流到皮带上的砂子获得的动能为&ek= mv2砂子在皮带上先加速后匀速，在达到与皮带的速度v相等之前，相对皮带向后滑动，每秒转化为内能的机械能为： 相对=vt－ ，其中a= =&g， t= = 　　代入上式得s相对= 　　 =&mg = mv2
代入数值m=20 kg，&t=1 s，v=1 m/s，得&p=20 w. 注意：电动机增加的功率用于增加砂子的机械能和用于克服系统的摩擦力做功
<font color="#．一传送带装置示意图如图2所示，其中传送带经过ab区域时是水平的，经过bc区域时变为圆弧形（圆弧由光滑模板形成，为画出），经过cd区域时是倾斜的，ab和cd都与bc相切。现将大量的质量均为m的小货箱一个一个在a处放到传送带上，放置时初速为零，经传送带运送到d处，d和a的高度差为h。稳定工作时传送带速度不变，cd段上各箱等距排列，相邻两箱的距离为l。每个箱子在a处投放后，在到达b之前已经相对于传送带静止，且以后也不再滑动（忽略经bc段时的微小滑动）。已知在一段相当长的时间t内，共运送小货箱的数目为n。这装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦。求电动机的平均输出功率p。 & 解：设传送带的运动速度为v0，在水平段运输的过程中，小货箱先在滑动摩擦力作用下做匀加速运动再做匀速运动，设加速阶段经过的位移为s，所用时间为t，加速度为a，则对小箱有 ① 　　 ②& 在这段时间内，传送带经过的位移为 &③& 由以上可得 && ④ 用f表示小箱与传送带之间的滑动摩擦力，则传送带对小箱做功为 &&&&&&&& ⑤ 传送带克服小箱对它的摩擦力做功 &&&&&& ⑥ 两者之差就是克服摩擦力做功发出的热量 &&&&&&&&⑦&
可见，在小箱加速运动过程中，小箱获得的动能与发热量相等。 t时间内，电动机输出的功为&&&& &&&&&&&&&&&⑧
此功用于增加小箱的动能、势能以及克服摩擦力发热，即 &&&& ⑨
已知相邻两小箱的距离为l，所以 &&&&&&&⑩ 联立⑦⑧⑨⑩，得 &&&&& ⑾ 做此题时应注意以下几点：①、物体与传送带之间的相对运动只发生在水平段，②、在以上解答过程中⑤⑥两式可以省略，③、小箱数目的计算最容易出错。 & 6．如图所示，水平传送带ab长为l，质量为m的木块随传送带一起以 的速度向左匀速运动（传 送带速度恒定），木块与传送带间的动摩擦因数 ，且满足 。当木块运动至最左端a点时，一颗质量为m的子弹以 水平向右的速度射入木块并留在其中，求： && （1）子弹击中木块的过程中损失的机械能；
&& （2）要使木块在传送带上发生相对运动时产生的热量最多，子弹的速度为多少？这个最大热量为多少？ & & 解析：（1）子弹击中木块的过程中，子弹与木块水平 方向上动量守恒。 &&& &&&&① &&& 损失的机械能为△e& &② && （2）要使木块在传送带上发生相对运动时产生的热量最多，则需要木块滑到右端b处时，木块相对地面的速度为零，设木块击中后从a端运动到b端的时间为t1，则有： &&& 0& ③&& &&④ &&& 联解③、④得： & ⑤ &&& 由①、⑤联解得：
&&& 木块被子弹击中后从a运动到b时速度为零，这个过程中相对皮带所发生位移s1为： &&& &&⑥ &&& 以后木块开始向左做匀加速运动，到停止滑动所经历的时间为t2，这段时间内木块相对皮带发生相对位移为s2，则有： &&& &&⑦ &&& 全过程中产生最大热量q为： &&&
解答此题时应注意：①、第一问按常规的完全非弹性碰撞模型处理即可，②、 的含义是木块不会从皮带上滑出，③、第二问属临界问题，要使系统产生的热量最多，意味着要块和皮带之间的相对位移最大，④、求相对位移和相对速度时，同向相减，反向相加， 【例题4】& 某商场安装了一台倾角为30&的自动扶梯，该扶梯在电压为380v的电动机带动下以0.4m/s的恒定速率向斜上方移动，电动机的最大输出功率为4.9kw。不载人时测得电动机中的电流为5a，若载人时扶梯的移动速率与不载人时相同，则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为&&&& 。(设人的平均质量为60kg，g=10m/s2) 【点拨解疑】&&&忽略电动机内阻的热损耗，电动机的输入功率和输出功率相等。即空载时维持扶梯运行的电功率为 w 故可用于载送乘客的多余功率为 kw 扶梯斜向上作匀速运动，故每位乘客受重力mg和支持力f作用，且f =mg。 电动机通过扶梯支持力对人做功，其功率为p&， p&=fvcosa =mgcos(90&-30&)=120w， 故同时乘载的最多人数为&&&
&&& 点评：本题取自日常社会生活问题，怎样把这个同学们所熟悉的实际问题转化为物理模型，从而运用有关功能关系来解决它，这是一种实际应用能力。 &4．图8为推行节水灌溉工程中使用的转动式喷水龙头的示意图。&龙头&离地面高h m，将水水平喷出，其喷灌半径为10h m，每分钟可喷水m kg，所用的水从地面以下h m深的井里抽取。设所用水泵（含电动机）的效率为&，不计空气阻力。求：⑴水从龙头中喷出时的速度v0 ⑵水泵每分钟对水做的功w ⑶带动该水泵的电动机消耗的电功率p。
4．解：（1）平抛所用时间为t= &&&&&& ① & 水平初速度为v= &&&&&&& ② （2）1min内喷出水的动能为&&&&&& ek= mv2=25mgh&&&&&&& &&&&& ③ 水泵提水，1min内水所获得的重力势能为&&&& ep=mg（h+h）&&&&&&&&& ④ 1min内水泵对水所做功为&&& w=ek+ep=mg（h+26h）&&&& ⑤ （3）带动水泵的电动机的最小输出功率等于水泵输入功率p=
【例题1】某地强风的风速是20m/s，空气的密度是 =1.3kg/m3。一风力发电机的有效受风面积为s=20m2，如果风通过风力发电机后风速减为12m/s，且该风力发电机的效率为 =80%，则该风力发电机的电功率多大？ 【点拨解疑】 风力发电是将风的动能转化为电能，讨论时间t内的这种转化，这段时间内通过风力发电机的空气& 的空气是一个以s为底、v0t为高的横放的空气柱，其质量为m= sv0t，它通过风力发电机所减少的动能用以发电，设电功率为p，则
代入数据解得&& p=53kw
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文明上网,理智发言一道物理题，在线等，急~
一道物理题，在线等，急~
一条传送带始终水平匀速运动,将一个质量为m=10kg的物体无初速地放到传送带上,物体从放上到跟传送带一起匀速运动,经过的时间是0.8s，发生对地位移是1.2m，传送带做功过程的有用阻力为多少？传送带做的有用功是多少？若电源给传送带动力电机输入的电功率为187.5W，则传送带机械系统的效率为？(g=10m/s2).
过程，拜托
a*0.8^2/2=1.2
a=3.75m/s^2
v=at=3.75*0.8=3m/s
W=fs=mv^2/2=10*3^2/2=45J
所以传送带做功45J
f=(10*3^2/2)/1.2=37.5N
有用阻力37.5N
P(机)=fs/t=45/0.8=56.25w
效率n=P(机)/P=56.25/187.5=0.3=30%
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相关问答：可将物品均匀分开的传送装置制造方法
可将物品均匀分开的传送装置制造方法
【专利摘要】可将物品均匀分开的传送装置，包括传送带（10）、驱动电机（12）和控制单元（20），控制单元包括变频器（22）、传感器（24）和可编程逻辑控制器（26）。变频器可调整驱动电机的转速，传感器可输出物品数量信号（S1）。可编程逻辑控制器具有输入端（260）、第一输出端（262）和第二输出端（264）。可编辑逻辑控制器将物品数量信号与一个预设值相比，若物品数量信号等于该预设值，则第一输出端向变频器输出间歇加速指令，并且第二输出端向传感器输出计数清零信号。这样，传送带上的物品按预设值均匀分组，各组之间形成了明显的间隔，装箱人员可以非常轻松地将固定数量的产品装箱，提高了装箱的速度与效率。
【专利说明】可将物品均匀分开的传送装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及传送物品的传送装置，特别是一种可将物品按一定的数量均匀分开的传送带。
【背景技术】
[0002]目前生产车间的传送带都是匀速运行的，物品从包装机出来后落到皮带机上一个接一个的匀速运行到装箱区，装箱人从传送带上取下物品进行装箱，装箱工从传送带上取下相同个数的产品装入包装箱中，不但要求操作工的技术娴熟而且要求装箱工要准确的记清楚产品的个数，这对于装箱工来说工作强度是非常大的。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种可将物品均匀分开的传送装置，其可以通过的改变传送带的速度，将传送带上的物品按一定数量均匀分开，即使固定数量的物品中间有明显的空间分割，这样装箱人员易于识别物品个数，方便物品装箱。
[0004]本实用新型提供了可将物品均匀分开的传送装置，它包括一条传送带、一个可驱动传送带的驱动电机、和一个控制单元，控制单元包括一个变频器、一个传感器、和一个可编程逻辑控制器，变频器可调整驱动电机的转速，传感器可对传送带上的传输物品数量计数并输出一个物品数量信号，可编程逻辑控制器具有一个可接收物品数量信号的输入端、一个变频器可电性连接的第一输出端、和一个与传感器可电性连接的第二输出端。可编辑逻辑控制器将物品数量信号与一个预设值相比，若物品数量信号等于该预设值，则第一输出端向变频器输出一个间歇加速指令，并且第二输出端向传感器输出一个计数清零信号。
[0005]在可将物品均匀分开的传送装置的另一种示意性实施方式中，传感器为光电传感器。
[0006]可将物品均匀分开的传送装置可以使落在传送带上的物品按预设值均匀地分组，各组之间形成了明显的间隔，装箱人员可以非常轻松地将固定数量的产品装箱，提高了装箱的速度与效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]以下附图仅对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。
[0008]图1是可将物品均匀分开的传送装置的一种示意性实施方式的示意图。
[0009]标号说明
[0010]10传送带
[0011]12驱动电机
[0012]14物品出口
[0013]20控制单元
[0014]22变频器[0015]24传感器
[0016]26可编程逻辑控制器
[第一输出端
[第二输出端
[0020]30物品
[0021]S1物品数量信号
[0022]S2间歇加速指令
[0023]S3计数清零信号。
【具体实施方式】[0024]为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【专利附图】
【附图说明】本实用新型的【具体实施方式】，附图仅用于帮助理解本实用新型，不代表产品的实际结构和真实比例，在各图中相同的标号表不相同的部分。
[0025]在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序等。
[0026]图1所示为可将物品均匀分开的传送装置的一种示意性实施方式，传送装置包括传送带10、驱动电机12和控制单元20，驱动电机12驱动传送带10转动，将来自物品出口14的物品30沿图中箭头所示的方向传送。
[0027]控制单元20包括一个变频器22、一个传感器24和一个可编程逻辑控制器(PLC)26。变频器22与驱动电机相连，可调整驱动电机12的转速。传感器24可对传送带10上的传输物品30的数量计数，并输出一个物品数量信号S1。可编程逻辑控制器26具有一个可接收物品数量信号S1的输入端260，一个与变频器22可电性连接的第一输出端262，和一个与传感器24可电性连接的第二输出端264。本文所述的“电性连接”包括各种可以实现信号传输的连接方式，如电或光等信号传输方式。
[0028]可编辑逻辑控制器26将物品数量信号S1与预设值相比，若物品数量信号S1等于预设值(例如一箱雪糕三十支，则该预设值为30)，则第一输出端262向变频器22输出一个间歇加速指令S2，并且第二输出端264向传感器24输出一个计数清零信号S3。间歇加速指令S2可以使电机在一个预定的时间间隔内转速加快，本领域技术人员可以理解，这个时间间隔需小于两个物品30依次从物品出口 14送出的时间间隔。
[0029]在驱动电机12的转速间歇加快期间，传送带10的传送速度也随之加快，此时落在传送带10上的物品30与其前者的距离增大，并且传感器24的计数清零。随着间歇加快过程结束，驱动电机12转速恢复正常后，物品30间的间隔也随之恢复正常，传感器24对落入传送带10上的物品数量开始重新计数。此过程不断循环，这样落在传送带10上的物品30就可以按预设值均匀地分组，各组之间形成了明显的间隔，装箱人员可以非常轻松地将固定数量的产品装箱，提高了装箱的速度与效率。
[0030]在可将物品均匀分开的传送装置的另一种示意性实施方式中，传感器24可以是一种光电传感器。
[0031]上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.可将物品均匀分开的传送装置，包括:
一条传送带(10)；
一个可驱动所述传送带运动的驱动电机(12)；
其特征在于所述的传送装置还包括一个控制单元(20),它包括:
一个与所述驱动电机相连的变频器(22)，该变频器(22)可调整所述驱动电机(12)的转速，
一个传感器(24)，其可对所述传送带(10)上的传输物品数量计数并输出一个物品数量信号(S1)，和
一个可编程逻辑控制器(26)，其具有一个可接收所述物品数量信号(S1)的输入端(260)、一个与所述变频器(22)可电性连接的第一输出端(262)、和一个与所述传感器(24)可电性连接的第二输出端(264)，所述可编辑逻辑控制器(26)将所述物品数量信号(S1)与一个预设值相比，若所述物品数量信号(S1)等于该预设值，则所述第一输出端(262)向所述变频器(22)输出一个间歇加速指令(S2)，并且所述第二输出端(264)向所述传感器(24)输出一个计数清零信号(S3)。
2.如权利要求1所述的可将物品均匀分开的传送装置，其中所述传感器(22)为光电传感器。
【文档编号】B65B35/44GKSQ
【公开日】日
申请日期:日
优先权日:日
【发明者】赵曜, 王建军, 杨坤
申请人:内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司扫二维码下载作业帮
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传送带控制.由三条传送带组成的零件传送系统,如图所示.从传送带左侧滑槽上,每30s向传送带1提供一个零件
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