带式输送机输送胶带张紧力分析

作者：赵红平

来源：《科技创新与生产力》 2015年第2期

（1. 太原理工大学机械工程学院，山西 太原 030024；2. 同煤集团恒宝源煤业公司，山西 大同 037000）

摘 要：文章介绍了带式输送机的组成分类以及张紧系统的必要性，详细说明了输送胶带张紧力以及带式输送机运行过程中阻力的分析方法，并对计算方法进行了阐述。

关键词：带式输送机；张紧系统；受力分析；运行阻力

中图分类号：TD528 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2015.02.090

从20世纪80年代以来，我国煤矿矿井煤炭、矸石等物料的运送主要依靠带式输送机。带式输送机在输送距离、单次运送量、运行可靠性、自动化集中控制以及持续运输能力上有着独特优势[1]。因此，对于煤矿行业来说，带式输送机是最理想的输送设备。张紧系统是带式输送机的关键组成部件，因此，输送胶带张紧力是保障带式输送机正常运行的关键技术指标，其计算是否准确直接决定了是否会出现输送胶带打滑，或输送胶带被损坏的事故[2]。

1 带式输送机的组成与分类

带式输送机是一种依靠输送胶带与驱动滚筒摩擦以运送煤炭、矸石等物料的连续运输机械设备。一般来讲，主要由输送胶带、托辊（槽型托辊与改向托辊等）、驱动滚筒、改向滚筒及张紧装置等组成[3]，见图1。按照运送载重的不同可分为重载运输型带式输送机和轻载运输型带式输送机；依据结构形式的不同（是否有槽型托辊组）可分为槽形带式输送机和平面皮带输送机。

2 张紧系统的必要性与主要作用

张紧系统的性能决定着带式输送机的工作性能，对于带式输送机来讲，张紧系统是不可或缺的重要部件。张紧系统的作用主要有以下2点：一是张紧系统所提供的张紧力，可以确保带式输送机驱动滚筒与输送胶带二者之间不产生打滑；二是由于输送胶带是一个弹性体，在工作过程中，不可避免的塑性形变会导致输送胶带被拉长，而张紧系统使输送胶带始终处于被拉直状态，避免了在各承载槽型托辊组之间出现输送胶带搭落，增加垂度，避免出现煤炭、矸石等物料的撒落以及额外的阻力。

3 张紧力及张力逐点计算方法

现阶段，计算带式输送机张紧装置的张紧力主要采用的方法是，先求出驱动滚筒与输送胶带相背离点处的张紧力，再利用逐点张紧力计算法，就可以求出整个张紧系统任何位置的输送胶带张紧力。

在与驱动滚筒相接触的输送胶带上任取一段微原体AB为研究对象，对其受力平衡分析，并联立欧拉公式以及阻力公式

式中：SY，SL分别为驱动滚筒驶入点与背离点受力；Wz，Wk分别为重载与空载段阻力；∑W为各种附加运行阻力之和，一般取有载段、无载段运行阻力之和的10%，Wo≈1.1（Wz + Wk）。

在实际进行运行阻力计算的过程中，一般采用较为简单的经验公式

Wo = Wz + Wk = k（Q + 2qd + q’g + q’’g）Lgωcosβ ± QLgsinβ，（3）

式中：k为输送机长度系数；Q为胶带的单位承载质量，kg/m；qd为输送胶带的单位质量，m；q’g，q’’g分别为承载重段、承载空段折算到托辊上的质量，kg/m；L为带式输送机的总长，m；g为重力加速度，m/s2；ω为总运行阻力系数；β为带式输送机铺设倾角，度。

将式（3）进行拆解，可得有载段、无载段的行阻力的计算公式

Wz = k（Q + qd + q’g）Lgω’cosβ ± （Q + qd）Lgsinβ，（4）

Wk = k（qd + q’’g）Lgω’’cosβ ± qd Lgsinβ，（5）

式中：ω’，ω’’为有载段、无载段运行阻力系数。

式（4）、式（5）中正负号的选择说明，在式（4）中，带式输送机重载上运选择正号，若带式输送机重载下运，则选负号。

在算出驱动滚筒背离点的张紧力之后，便可按照张力逐点计算法的公式进行输送带各点张紧力的计算

式中：Si-1，Si为输送胶带（i-1）点和i点的张力；

W（i-1）-i为（i-1）点和i点之间的运行阻力；μ为输送胶带与滚筒之间的摩擦因素；α为围包角。

4 结论

本文在介绍带式输送机的组成分类以及张紧系统必要性的基础上，详细说明了输送胶带张紧力以及带式输送机运行过程中阻力的分析方法，并对计算方法进行了阐述。

参考文献：

[1] 董大仟,何青,杜冬梅.大型带式输送机系统设计[J].起重运

输机械,2006(4):26-29.

[2] 李琨.典型带式输送机设计系统的开发[D].北京:华北电

力大学,2006:75-76.

[3] 宋伟刚.通用带式输送机设计[M].北京:机械工业出版社,

2006.

（责任编辑 王 雯）