输送机拉紧装置分析及拉紧力的计算

摘要:对带式输送机拉紧装置的种类及优缺点等进行了分析,认为在带式输送机的设计中选择合适的驱动装置和拉紧方式及拉紧力是带式输送机设计的关键,当带式输送机驱动装置确定后,在选择拉紧方式及拉紧力时必须考虑驱动装置软启动性能、输送带总长度、力在输送带中的传递速度、输送带伸长率、输送带安装时输送带张紧程度、输送带接头长度和安装条件,才能确定一个合适的拉紧方式及拉紧力。

Abstract: This paper analyzed types of belt tension device and its advantages and disadvantages, and thought that it is the key of design of belt conveyor to choose appropriate device driver, tightening method and tightening force, when finalized, in choosing taut and taut force, it must be considered that driving device soft start-up performance, the total length of the conveyer belt, the transmission speed, conveyor belt elongation, belt conveyor tensioning in installation, conveyor belt joint length and installation conditions, to determining an appropriate tightening method and tightening force.

关键词:带式输送机;拉紧装置;拉紧力

Key words: belt conveyor;tension device;pulling force

中图分类号:TD528 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)16-0110-02

0引言

随着我国国民经济的发展,带式输送机在我国煤矿企业中被广泛的应用,而且伴随着我国煤矿企业的发展,带式输送机向着运量更大,运距更长,带速更快的方向发展。伴随这些要求,带式输送机设计中的关键就是如何确定带式输送机拉紧装置形式及拉力,如果带式输送机拉力不够,将会导致带式输送机在启动的时候出现飘带、打滑现象,这就会导致输送机无法正常运行。下面对带式输送机的拉紧方式以及拉力做简要的介绍。

1常见拉紧装置种类

带式输送机的避免胶带松边会突然松弛伸长、打滑、起车“飘带”现象,拉紧装置补偿胶带的伸长,保证胶带张力恒定,从而使起动时平稳、可靠,避免造成断带事故发生。螺旋拉紧装置、重力拉紧装置、重垂车式拉紧装置、固定绞车拉紧装置、自动拉紧装置、液压自动拉紧装置等都是在煤矿常见的拉紧装置。①固定绞车拉紧装置。固定绞车拉紧装置是利用小型绞车来拉紧,绞车一般用蜗轮蜗杆减速器带动卷筒来缠绕钢绳,从而拉紧胶带。随着胶带使用时间的增长及张力的变化,胶带会发生伸长现象,其拉紧力变小,带式输送机出现打滑现象,这时需要人为调整拉紧力,使其满足拉紧力的要求。一般适用于运距较长、大功率的带式输送机。这种拉紧装置的优点是体积小,拉力大,所以被广泛应用于井下带式输送机中,缺点是它只能根据所需要的拉紧力调定后产生固定的拉紧力,拉紧力不能自动调节,当绞车和控制系统出现问题时,对胶带机不能产生恒定的拉紧力或拉紧力失效,安全可靠性相对降低。②重垂车式拉紧装置。重垂车式拉紧装置是一种具有恒张力的拉紧装置,张紧力的大小用增加或减少重垂块来实现,其拉紧原理与垂直重垂拉紧装置相同。一般适用于运距较长、功率较大的带式输送机。③垂直重垂拉紧装置。垂直重垂拉紧装置是一种具有恒张力的拉紧装置,这种拉紧装置能够依靠重锤自动拉紧,拉紧力是不变的。依靠重锤的拉紧,这种装置不论在什么样的工作状态都能够保证不变的拉紧力。重锤块的重量大小决定着拉紧力的大小。垂拉紧装置可随胶带张力的变化靠重力自动补偿胶带的伸长,拉紧位移可变,它适用于固定式长距离运输机,并且结构简单、成本低廉、可靠性高,各种带式输送机首选的拉紧形式,应用最广泛的一种拉紧装置。优点是安全可靠性高,缺点是拉紧力不能调节,空间要求大,在空间受限制的地方,无法使用。④螺旋拉紧装置。这种拉紧装置运距短,设计简单,比较适合短距离的输送,通常机长100米内的可以使用,这种拉紧装置的缺点就是胶带拉长的时候,不能够自动的拉紧。⑤液压自动拉紧装置拉紧原理与自动绞车拉紧装置相同,是一种可变张力的拉紧装置,不同之处在于拉紧动力一个是绞车,另一个是液压缸。他们都是大型,以保证带式输送机不打滑;在带式输送机正常运行时,拉紧力减小到能够保证带式输送机不打滑,以减小带式输送机正常运行时胶带拉力。⑥自动拉紧装置。自动拉紧装置不但能根据主动滚筒的牵引力来自动调整拉紧力,而且还能补偿胶带的伸长。自动拉紧装置由电机、制动器、减速器、钢丝绳滚筒等组成,并采用大张力拉紧装置,并投入了拉紧传染器,自动张紧装置迅速动作,调整输送带张力,保证输送机正常运行。自动张紧装置与自移机尾配合使用,可实现在输送机不停机的条件下,实现输送机机尾的移动和输送带的伸缩,大大提高了输送机的输送效率。

2输送机正常运行时拉紧力计算

输送机在各点的张力是利用逐点计算法计算的。输送带上的张力等于这个方向的前一点的张力与两点之间产生的阻力,用公式表示为:Si=Si-1+W(i-l)～i(1)

式中:Si-1、Si分别为输送机上前后两点的张力;W(i-l)～i为前后两点之间的运行阻力。在计算输送带各点的张力时,通常从最小张力点开始,同时输送带最小张力要满足两个条件:

2.1 满足摩擦牵引力的张力关系,即满足皮带在滚筒上不打滑条件:Sy=Sl(1+eμα-1)n(2)

式中:Sy为输送带与驱动滚筒相遇点的张力,N;Sl为输送带与驱动滚筒分离点的张力,N;μ为输送带与驱动滚筒间的摩擦系数;α为输送带的围包角,rad;n为摩擦备用系数,取1.15-1.20。

2.2 满足输送带垂度的要求,即:

Smin=(q+qd)lg2g・cosβ・8ymax(3)

式中:Smin为输送带在重段的最小张力,N;lg为重段托辊间距,m;ymax为输送带最大允许挠度,一般ymax=0.025lg;q为单位长输送带上装运物料量;qd为输送带单位长的质量;β为输送机的工作倾角。利用上述两个条件,以(1)和(3)式中求得的最小张力的大者为输送机的最小张力值,并按照式(3)求出各个点的张力值。根据算出的各点张力可以得到输送机正常运行时的张紧力。张紧力等于输送带在张紧滚筒两端的张力之和,

即:F=Si-1+Si(4)

式中:F―拉紧装置的拉紧力,N;Si-1为输送带在拉紧滚筒相遇点的张力,N;Si为输送带在拉紧滚筒分离点的张力,N。带式输送机所需的拉紧力,在起动、稳定运行和制动过程中是不同的。因此,计算拉紧力时,应按各种工况下输送带在驱动滚筒上都不打滑的条件计算,理想的拉紧装置应能根据输送机在不同工况下的要求自动调整拉紧力,这样,既可满足输送带在垂度和摩擦牵引力方面的要求,又可保证输送带不承受过大的张力。

3拉紧装置的适用性分析

在对带式输送机的工艺布置中,确定合理的拉紧装置,是保证输送机正常运转、起动和制动时安全可靠、经济合理的必要前提。而各种拉紧装置的适用性是工程技术人员关心的重要问题之一。

3.1 水平运输(β=0°)在这种情况下,采用固定拉紧装置,在输送距离1000米内的时候,其倍数将达逐渐增大,且无下降趋势;而采用重锤式拉紧装置,随着胶带机的增加也增加,而运输量的增加,比值也相应增加。

3.2 向下运输(β

3.3 向上运输(β>0°)随着角度的增大,在此情况下,固定式拉紧装置胶带最大张力与自动式胶带最大张力及重锤式胶带最大张力的差值越来越小,在倾角的角度大到一定程度的时候,固定式或者重锤拉紧方式两者的效果是很接近的。固定式胶带的张力主要受倾角的影响,而重锤式的张力受运距的影响较大。因此,在提高倾角的时候,最好使用重锤式拉紧装置。

4结论

①当采用头部拉紧装置时,在其他条件不变的情况下,比采用尾部拉紧装置的动载荷大。②当带式输送机上有物料时调张力比无物料时调张力,动载荷要大,即动载荷与货载情况有关。③合理选择胶带机拉紧位置有利于延长胶带的寿命,降低胶带机启动和制动过程的冲击和振动,提高稳定性。④胶带机的牵引力受胶带机的运输路线长度、倾角、传递速度、输送带接头、输送带伸长率、输送带张紧程度、货载长度等因素的影响,在选择拉紧装置时要根据胶带机工作状况合理计算。