带式输送机带张力与圆周力分析

摘要：本文介绍了带式输送机的特点与发展趋势并分析了滚筒驱动力的影响因素.通过对带式输送机带张力与驱动滚筒圆周力分析，指出可采用多滚筒驱动的方式来降低输送带的张力，为大功率带式传输机的设计提供参考。

关键词：带张力，圆周力，多滚筒驱动

【分类号】：TD528.1

带式输送机在整个输送机范畴中，是应用最为广泛的一种设备，现己成为冶金、矿山、水泥、码头、化工、粮食等行业最主要的运输工具。自上世纪80年代以来，更是进入了一个崭新的发展阶段，具体表现为大运量、长运距、高速度、大功率、多品种等。

一、 带式输送机的特点与发展趋势

目前国际上带式输送机最高带速已超过l0m/s，最大带宽增至4m，运量最高可达30000t/h，单机最大装机容量达6200kw，带式输送机的最新发展方向是呈现长距离、大运量、高速度、集中控制等特点。

带式输送机的制造过程是一种融先进制造技术、控制技术、信息技术和管理技术等于一体的综合技术，通过对制造过程实现自动化的检测、控制、调度、优化、管理和决策，以达到增加产量、提高质量、降低消耗、优化与改善制造过程和提高效率等目标。国外对带式输送机技术的研究非常重视，采用成组技术和计算机控制的、模块化的数控设备，使系统具有很好的柔性和敏捷性，功能也不断完善。如今，已经形成了大规模、短节拍、高生产率和高可靠性及综合化的自动生产线。

在通常的驱动方式下，输送带张力是随着运输距离和速度增加而增大的。寻求通过多滚筒驱动的方式来降低输送带的张力，是一种可取的措施。

二、 滚筒驱动时的带张力与圆周力的基本关系

驱动输送机所需要的力系通过驱动滚筒与输送带两者表面之间的摩擦，由驱动滚筒传递到输送带，也就是说为了传递动力使输送机运行，在输送带趋人和奔离驱动滚筒时，必须成张力差（一般情况，趋入点的张力较大，奔离点的张力较小，但在倾斜下行且有功率反馈时，则相反）；这个张力差（又称“有效张力”）由驱动能源装置（电动机）提供。

带输送机运行时，带在驱动滚筒上不“打滑”的临界条件是 ，这就是柔性体摩擦传动的“欧拉公式”。相应可得到（见图1）F=Sj-Ss=Ss（ -1）

Ss= ，Sj=F 。

临界状态时输送带紧边张力极限值Sj与实际运行时输送带紧边张力Sj0之比值（用Ks），反映输送带不产生打滑的安全容量，可表述为 Ks= =e 。其中： = ，称为“安全角” （即包角 中被利用的安全储备部分）； 可称为“摩擦角”（即包角 中被利用、靠摩擦传递动力的部分）。其 、 可相应表述为当摩擦角 等于全包角 时，安全角 为零，输送带和驱动滚筒之间防打滑的安全容量ks= e =e =1，没有安全储备，当摩擦角 小于全包角 或安全角 大于0时，不产生打滑。 = （弧度） ，或 = 。

三、 滚筒驱动力的影响因素

1.包角

当防打滑安全容量ks一定的情况下， = - 亦一定（假设 不变），增大包角 ，相应 亦随之增加同一数值，从而使得圆周力F增大（在松边张力Ss不变时）或者松边张力Ss减小（在圆周力F不变时）。

对于单滚筒驱动，一般为 为180o，若带有增面滚筒时 可增至240 o；如果需要更大包角 ，就只好采用双滚筒驱动或三滚筒驱动了。

2.摩擦系数

摩擦系数 的影响跟包角 的影响相同，当防打滑安全裕量ks一定， 亦一定（假设全包角 不变），增大 ，就使F增大（Ss不变）或者Ss减小（在圆周力F不变时）。

钢制光面滚筒 较低，在钢制滚筒表面带有人字（或菱）形刻槽衬胶时， 值较高；特别在潮湿、粘污状态，后者比前者高出2～4倍。

3.松边张力Ss

当 和 不变时，增加Ss，圆周力成比例提高（紧边张力亦相应提高）。松边张力Ss需要数值是靠带输送机的拉紧装置来提供.拉紧使输送带产生初拉力（用Sc表示），增加松边张力Ss，就要增加初拉力，反之亦然。初拉力Sc跟松边张力Ss之数量关系取决于输送机的布置和驱动方式。下面以重锤式拉紧装置为例，分别就头部驱动的水平输送机（图2）。头部驱动的倾斜上行输送机（图3）的典型布置，讨论一下驱动滚筒松边张力Ss和输送带初拉力Sc跟重锤式拉紧装置重锤配重Gp之相互关系。

通过对带式输送机的带张力与滚筒圆周力特性研究，为设计大功率、长距离带式传输装置提供一定的参考。

参考文献：

[1] 王兴茹，朱卫平，周相团. 带式输送机分析.煤矿机电，2006 （1）：31-32.

[2] 孙可文.带式输送机的传动理论与设计计算.北京：煤炭工业出版社199。

[3] 宋伟刚.散装物料带式输送机设计.沈阳：东北大学出版社，2000。

[4] 张钱.新型带式输送机.北京：冶金工业出版社.2001