帶式輸送機主要阻力的研究

杜海彬 王 玉 高桂仙 懷玉蘭 張 鵬

（河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 邢臺 054000）

0 引言

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，帶式輸送機正向長距離、大功率、高效率的方向發(fā)展。而目前帶式輸送機的阻力計算主要分近似計算和精確計算兩種方法。設(shè)計短距離、小功率的帶式輸送機目前阻力計算主要采用近似計算方法；而設(shè)計長距離、大功率帶式輸送機阻力計算主要采用精確計算方法。

1 主要阻力分析

帶式輸送機的主要阻力包括[1]：物料的擠壓阻力、物料的彎曲阻力、輸送帶的反復(fù)彎曲阻力、輸送帶在托輥上的壓陷阻力、托輥的運動阻力。主要阻力產(chǎn)生在輸送線路上，對于長距離、大功率帶式輸送機其阻力的絕大部分來自于主要阻力。

在IS05048計算方法中，主要阻力的計算式為：

f——運行阻力系數(shù)。

運行阻力系數(shù)是根據(jù)工作條件、制造及安裝水平得出的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，但美國、德國、澳大利亞及日本等各國f取值也不完全相同,我國MT/T467-1996標(biāo)準(zhǔn)中,推薦運行阻力系數(shù)見表1。

表1 運行阻力系數(shù)

而運行阻力系數(shù)與實際摩擦系數(shù)是有差別的，這是因為輸送機由上運段、下運段、凸弧段和凹弧段等組成的，而每段的摩擦系數(shù)是不同的，因此，如果按我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計計算長距離、大功率帶式輸送機的功率會造成計算誤差大，所以我們有必要對帶式輸送機的阻力進行分析。

1.1 物料的擠壓阻力

物料的擠壓阻力與物料的內(nèi)摩擦力和粘結(jié)力、輸送帶的懸垂程度以及張力大小有關(guān)。輸送帶的張力較大，懸垂度將會減小，物料的擠壓程度較小，由此形成的物料擠壓阻力較小；反之形成的物料擠壓阻力較大。物料的擠壓阻力[2]計算式為：

1.2 物料的彎曲阻力

由于物料會隨著輸送帶的彎曲變形而變形，物料的變形所帶來的能量損失稱為物料的彎曲阻力，其計算公式為：

由上式可知，輸送帶的抗彎剛度EI越大，物料的彎曲阻力越小；輸送帶張力T越大，物料的彎曲阻力越小。

1.3 輸送帶的反復(fù)彎曲阻力[3]

由于輸送帶反復(fù)正反向彎曲產(chǎn)生的阻力，我們稱之為反復(fù)彎曲阻力，該阻力與輸送帶的張力及載荷有關(guān)。

輸送帶的反復(fù)彎曲阻力計算式為：

由上式可知，輸送帶張力T越大，輸送帶的反復(fù)彎曲阻力越小；輸送帶的抗彎剛度EI越小，輸送帶的反復(fù)彎曲阻力越小。

1.4 輸送帶在托輥上的壓陷阻力

因為輸送帶屬于彈性體，在其重力及物料重力作用下，會在托輥上形成壓陷。在輸送帶的運行中，輸送帶的下覆蓋膠不斷地被壓陷，也就是壓陷區(qū)域不斷地隨輸送帶移動，導(dǎo)致輸送帶上壓力分布不均勻，從而產(chǎn)生與輸送帶運行方向相反的壓陷阻力。壓陷阻力與輸送機系統(tǒng)的張力無關(guān)，而與輸送帶覆蓋膠的彈性硬度和輸送帶的載荷有關(guān)。

從上式可以看出，影響壓陷阻力的有輸送帶帶速、托輥直徑等有關(guān)。壓陷阻力將隨帶速增加而增加。

1.5 托輥的運動阻力

托輥的運行阻力主要由密封裝置的阻力和托輥軸承的摩擦阻力構(gòu)成，而其中密封裝置的阻力為主。

式中：P——儀表讀數(shù)，L——力臂長度，R——托輥半徑。

根據(jù)實驗測量分析結(jié)果得出托輥的運行阻力與托輥的轉(zhuǎn)速有關(guān)；一般情況下，不受載荷大小的影響。

2 結(jié)論

1）經(jīng)上述分析，對于長距離、大功率帶式輸送機的主要阻力計算應(yīng)按精確計算公式進行計算。主要阻力的精確計算公式為：

2）提高輸送帶的抗彎剛度可有效減小物料的彎曲阻力和輸送帶的反復(fù)彎曲阻力。

3）增大輸送帶的張力T，輸送帶的反復(fù)彎曲阻力將降低。

4）壓陷阻力將隨帶速增加而增加，因此對于長距離、大功率帶式輸送機要嚴(yán)格控制帶速。

［1］宋偉剛.通用帶式輸送機設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社,2006.

［2］黃偉.帶式輸送機運行阻力系數(shù)的研究[D].太原理工大學(xué),2012.

［3］毛君,楊彩虹.帶式輸送機彎曲變形阻力理論研究[J].力學(xué)與實踐,2009,31(4)：45-48.

［4］潘發(fā)生,奚麗峰.托輥旋轉(zhuǎn)阻力測量結(jié)果不確定度的分析[J].煤礦機電,2003,5：117-121.