帶式輸送機(jī)張緊力學(xué)分析

閆旭

摘 要：帶式輸送機(jī)是煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用比較廣泛的一種運(yùn)輸設(shè)備，而膠帶機(jī)的力學(xué)分析是膠帶機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)的基礎(chǔ)，通過(guò)力學(xué)分析可確定膠帶機(jī)的運(yùn)行阻力、驅(qū)動(dòng)功率、張緊力、張緊功率等核心參數(shù)，本文主要是通過(guò)力學(xué)分析來(lái)研究膠帶機(jī)各種狀態(tài)下的張緊力的變化情況。

關(guān)鍵詞：膠帶；啟停；張緊；力學(xué)

1 概述

隨著可伸縮帶式輸送機(jī)在生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，其長(zhǎng)度及運(yùn)量也逐步增加，膠帶機(jī)的運(yùn)行阻力、啟動(dòng)慣性也大幅提升，因此膠帶機(jī)張緊裝置的選型及控制將面臨更大的挑戰(zhàn)，因此從帶傳動(dòng)理論力學(xué)上分析膠帶機(jī)張緊，才能使其得到更加合理的應(yīng)用。下文將對(duì)膠帶輸送機(jī)啟動(dòng)過(guò)程的力學(xué)進(jìn)行分析。

2 輸送帶的力學(xué)特性

在整個(gè)帶式輸送機(jī)系統(tǒng)中，輸送帶扮演著關(guān)鍵角色。首先，從經(jīng)濟(jì)的角度看，大約整個(gè)系統(tǒng)一半的費(fèi)用會(huì)花費(fèi)在輸送帶上。再?gòu)墓δ艿慕嵌瓤?，整個(gè)輸送帶既是承載體，又是傳動(dòng)體。在運(yùn)行過(guò)程中，各種不同性質(zhì)、不同大小的負(fù)荷加載到輸送帶上，其應(yīng)力狀態(tài)難以想象的復(fù)雜。因此，對(duì)輸送帶力學(xué)特性的研究也成為該系統(tǒng)建模不可或缺的一部分。輸送帶種類繁多，在實(shí)際的項(xiàng)目中，輸送帶主要分為織物芯輸送帶和鋼絲繩芯輸送帶兩大類。不論是何種材質(zhì)的輸送帶，他們本質(zhì)上都是由輸送帶母體和縱向的承載芯質(zhì)物粘合而成的復(fù)合體。織物芯輸送帶主要是由帶芯材料和橡膠復(fù)合而成；而鋼絲繩芯輸送帶主要是由鋼絲繩和橡膠組成的。目前，對(duì)于長(zhǎng)運(yùn)距、高速度、大運(yùn)量的帶式輸送機(jī)系統(tǒng)主要還是采用鋼絲繩芯輸送帶，當(dāng)它受到外部作用力時(shí)，不僅具有鋼絲繩的彈性，而且還能呈現(xiàn)出橡膠的非線性，這種復(fù)雜的力學(xué)特性稱之為粘彈性。所以，在建立帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性的分析之前，必須對(duì)輸送帶的動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行研究分析。如果輸送帶的粘彈性力學(xué)模型不能準(zhǔn)確的建立，很難保證在其基礎(chǔ)上進(jìn)一步所建的帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的模型能很好地反映實(shí)際的運(yùn)行情況，也不能確定是否能對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確、可靠的系統(tǒng)分析。

帶式輸送機(jī)發(fā)展的方向是長(zhǎng)距離、重負(fù)荷、高帶速，在此背景下，帶式輸送機(jī)啟動(dòng)過(guò)程的動(dòng)張力問(wèn)題成為一項(xiàng)值得研究的課題。為了保證帶式輸送機(jī)平穩(wěn)啟動(dòng)、安全運(yùn)行，有必要對(duì)系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程進(jìn)行計(jì)算分析。

3 膠帶機(jī)張力計(jì)算分析

3.1 基本參數(shù)

3.2 圓周驅(qū)動(dòng)力計(jì)算

FU=C·FH+FS1+FS2+FSt

式中C：與輸送機(jī)長(zhǎng)度有關(guān)的系數(shù)

（1）主要阻力FH（重段+空段）

FH=f*L*g[qR0+qRu+（2qB+qG）cosδ]

f：模擬摩檫系數(shù)，由《DTⅡ手冊(cè)》表3-6，取f=0.02

（2）主要特種阻力FS1：包括托輥前傾阻力和導(dǎo)料槽欄板的摩擦阻力。

（3）附加特種阻力FS2：包括輸送帶清掃器摩擦阻力和犁式卸料器摩擦阻力。

（4）傾斜阻力FSt：是膠帶機(jī)向上提升時(shí)卸載點(diǎn)與上料點(diǎn)的高度差產(chǎn)生的阻力，F(xiàn)St=qg*g*H：H

3.3 膠帶機(jī)繞帶及各點(diǎn)張力示意圖（圖1）

3.4 膠帶機(jī)張緊力計(jì)算

（1）最小張力

輸送機(jī)正常運(yùn)行，需要合適的張緊力才能為輸帶和滾筒提供足夠的摩擦力，從而使輸送帶在啟動(dòng)加速以及運(yùn)行時(shí)不會(huì)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，張盡力越大為驅(qū)動(dòng)滾筒和帶面提供的摩擦力就越大，但是張力太大需要提高輸送帶的強(qiáng)度、提高整機(jī)運(yùn)行阻力、提高張緊沖擊力，因此會(huì)造成整機(jī)設(shè)計(jì)浪費(fèi)及安全隱患，因此如何確定輸送帶的最小張緊力成為輸送機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。由上圖可看出，張力分離點(diǎn)S6是膠帶機(jī)最小張力點(diǎn)，S6點(diǎn)張力的大小決定了膠帶機(jī)是否有足夠的摩擦力。

輸送帶不打滑條件公式：

Fmin≥FUmax/eμα-1=kA*FU/eμα-1

以雙滾筒傳動(dòng)為例，其圍包角通常設(shè)計(jì)角度為α1=α2=210°摩擦系數(shù)在煤礦條件下通常取值μ=0.30，因此可計(jì)算出eμ（α1+α2）=9.01，膠帶機(jī)布置簡(jiǎn)圖S6點(diǎn)為最小張力點(diǎn)。

故：F6min≥FUmax/eμ（α1+α2）-1=FUmax/9.01-1

FUmax是膠帶機(jī)的圓周驅(qū)動(dòng)力，以綜采順槽膠帶機(jī)為例，輸送長(zhǎng)度L=3000m，帶寬B=1.4m，運(yùn)量Q=3000t，帶速4m/s，提升高度H=20M，通過(guò)以上參數(shù)及查參數(shù)表可計(jì)算出，其圓周驅(qū)動(dòng)力FUmax可達(dá)250KN以上。

F6min≥FUmax/eμα-1=250/9.01-1=31.3KN

（2）膠帶下垂度校核

為了限制輸送帶在兩組托輥之間的下垂度，作用在輸送帶上任意一點(diǎn)的最小張力Fmin，需要下垂度校驗(yàn)：

承載分支Fmin≥a0（qB+qG）g/8×i注：qB為每米輸送帶質(zhì)量，qG為每米貨物重量，i為下垂系數(shù)通常取值0.01

∴Fmin≥1.5×（27+208）×9.81/0.08=43181N>31.3K

由此可知，最小張力點(diǎn)F6min在滿足不打滑條件的情況下不能滿足承載分支下垂度要求。

回程分支Fmin≥auqBg/0.08

=3×27×9.81/0.08=9932N<31.3KN

綜上可知：F6min在滿足不打滑條件的情況下，承載分支不能滿足下垂度要求，而回程分支能滿足膠帶下垂度要求，故需重新選取F6min=43181（N）

也就是說(shuō)通過(guò)張緊絞車對(duì)皮帶機(jī)實(shí)施的張緊力，傳遞到S6點(diǎn)時(shí)的張力應(yīng)至少在31.3KN以上才可保證滾筒與帶面不發(fā)生打滑現(xiàn)象，同時(shí)為了滿足下垂條件其膠帶機(jī)的最小張力值提升到43KN（啟動(dòng)張力需要乘啟動(dòng)系數(shù)）但煤礦在用順槽膠帶機(jī)通常情況下張力值已經(jīng)設(shè)置在45KN以上卻依然出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，產(chǎn)生此情況的原因較多，將在下文進(jìn)行分析。endprint

4 膠帶的張緊力動(dòng)態(tài)分析

靜態(tài)計(jì)算設(shè)計(jì)中通常將膠帶作為一個(gè)剛性結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，這顯然不是一個(gè)正確的方向。因?yàn)槟z帶的主要材料是橡膠鋼絲繩芯或織物內(nèi)芯構(gòu)成，在其承受外力的時(shí)候，呈現(xiàn)為負(fù)責(zé)的動(dòng)力特性，即其應(yīng)變的情形不但與加載的力有關(guān)，而且與應(yīng)力作用的時(shí)間、頻率、外界溫度、材料性質(zhì)有關(guān)系。因?yàn)樵诓煌墓r和溫度條件下，橡膠本身存在著多變性。具體表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：

（1）應(yīng)力的非線性在運(yùn)行中，膠帶受到的是緩慢的作用拉力，拉力和變形不完全符合虎克定律，而是出現(xiàn)一種非線性的狀態(tài)，因此在研究中發(fā)現(xiàn)膠帶的彈性模量不是一個(gè)固定的數(shù)值，而是一個(gè)應(yīng)力函數(shù)。

（2）運(yùn)動(dòng)滯后性當(dāng)膠帶輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)，給膠帶外加作用力或減少作用力的時(shí)候，膠帶的應(yīng)力和應(yīng)力變化曲線是不重合的，從理論上看這是一種粘彈特性的體現(xiàn)，實(shí)際上看就是一種對(duì)驅(qū)動(dòng)反應(yīng)滯后的情況。即輸送機(jī)的電機(jī)給出調(diào)整信號(hào)的時(shí)候，膠帶的反應(yīng)是相對(duì)滯后的。

（3）膠帶蠕變膠帶的蠕變性質(zhì)主要是指膠帶在承受作用力相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)候，其變形量由時(shí)間決定。實(shí)際就是在膠帶運(yùn)輸載荷不變的情況下，隨著運(yùn)輸時(shí)間的增加，膠帶仍會(huì)產(chǎn)生一定量的變形，這種變形緩慢的趨向一個(gè)定值。

（4）膠帶的松弛在工作中，膠帶被施加一個(gè)常態(tài)的應(yīng)變力時(shí)，皮帶的拉伸應(yīng)力會(huì)隨著時(shí)間的增加而逐漸減小，最后趨于一個(gè)定值。

（5）膠帶的動(dòng)態(tài)性質(zhì)皮帶在工作的過(guò)程中，在拉力的作用下會(huì)產(chǎn)生形變，而這種形變不僅與施加的壓力有關(guān)，還會(huì)受到作用時(shí)間和變化頻率的影響。因此是一種動(dòng)態(tài)化的改變過(guò)程，會(huì)在某個(gè)時(shí)間段相對(duì)穩(wěn)定，但隨后將繼續(xù)變化。

通過(guò)以上幾點(diǎn)分析，可以判斷出膠帶機(jī)在啟動(dòng)-運(yùn)行-停止三種狀態(tài)下皮帶的動(dòng)態(tài)特性會(huì)有明顯的不同，動(dòng)態(tài)分析如下：

圖2 膠帶機(jī)受力簡(jiǎn)圖

啟動(dòng)時(shí)，張緊裝置先進(jìn)行預(yù)張緊，使膠帶機(jī)最小張力點(diǎn)張力達(dá)到額定值后啟動(dòng)膠帶機(jī)，由（圖2）可知當(dāng)膠帶機(jī)啟動(dòng)時(shí)，在驅(qū)動(dòng)力FU的作用下膠帶機(jī)上帶面向下帶面?zhèn)鬏?，如前文分析知，輸送帶將發(fā)生彈性形變，帶面處于拉伸狀態(tài)，在啟動(dòng)的前一段時(shí)間內(nèi)，機(jī)頭帶面向儲(chǔ)帶倉(cāng)傳輸，而機(jī)尾帶面此時(shí)并沒有發(fā)生位移，因此輸送帶拉長(zhǎng)的部分都傳向儲(chǔ)帶倉(cāng)，直到機(jī)尾帶面的速度與機(jī)頭同步時(shí)整個(gè)帶面趨于穩(wěn)定，不再繼續(xù)伸長(zhǎng)。在這一階段由于儲(chǔ)帶倉(cāng)積蓄帶面，所以張緊力F此時(shí)會(huì)有較大幅度的下降，需要張緊裝置在此時(shí)提供持續(xù)的張緊力，才能保證皮帶在啟動(dòng)階段不出現(xiàn)打滑，為避免張力下降過(guò)快及減少?gòu)埦o電機(jī)啟動(dòng)次數(shù)，通常膠帶機(jī)啟動(dòng)時(shí)最小張緊力要乘以啟動(dòng)系數(shù)A，取值在（1.2-1.5）之間。

運(yùn)行時(shí)，輸送帶的動(dòng)態(tài)特性已經(jīng)趨于穩(wěn)定，只要通過(guò)張緊裝置為膠帶機(jī)提供額定張緊力即可滿足不打滑條件。

停機(jī)時(shí)，膠帶機(jī)運(yùn)行狀態(tài)由運(yùn)行到停止，驅(qū)動(dòng)滾筒施加在帶面上的圓周驅(qū)動(dòng)力FU突然降至0，并處于自由狀態(tài)，因此帶面由緊繃到松弛，驅(qū)動(dòng)滾筒驅(qū)入點(diǎn)和奔離點(diǎn)張力平衡，由此可知S6點(diǎn)張力為：

以3000m順槽膠帶機(jī)為例：

此張力值是額定值的3.3倍

因此，停機(jī)時(shí)膠帶機(jī)張緊裝置應(yīng)該及時(shí)釋放張力，以降低停機(jī)時(shí)對(duì)低張力區(qū)的沖擊，使用單位在選擇張緊控制系統(tǒng)時(shí)應(yīng)該注意減速器、制動(dòng)器等設(shè)備的選型，張緊力的釋放方式，以及系統(tǒng)突然斷電后是否可以持續(xù)釋放停機(jī)張力，若不能釋放停機(jī)張力很容易造成鋼絲繩拉斷、制動(dòng)器磨損、減速器損壞、游動(dòng)小車飛車、卷筒短軸等現(xiàn)象。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在膠帶機(jī)得到廣泛應(yīng)用的今天，對(duì)其力學(xué)特性及其功能的掌握變得愈發(fā)重要，了解力學(xué)特性能夠更好的掌握其工作的性能，使其在生產(chǎn)中得到更好的應(yīng)用，提高運(yùn)輸效率的同時(shí)保障安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]楊漢彬.帶式輸送機(jī)啟動(dòng)過(guò)程動(dòng)力學(xué)行為研究[J].煤礦機(jī)電，2013（2）：166-168.

[2]孟廣雄.膠帶輸送機(jī)膠帶跑偏的原因與力學(xué)分析[J].露天采礦技術(shù)，2012（4）：243-247.

[3]曹福凱.大型膠帶輸送機(jī)啟動(dòng)過(guò)程動(dòng)態(tài)特性仿真分析[J].科技與企業(yè)，2013（9）：110-115.

[4]張尊敬.帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2003.endprint

4 膠帶的張緊力動(dòng)態(tài)分析

靜態(tài)計(jì)算設(shè)計(jì)中通常將膠帶作為一個(gè)剛性結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，這顯然不是一個(gè)正確的方向。因?yàn)槟z帶的主要材料是橡膠鋼絲繩芯或織物內(nèi)芯構(gòu)成，在其承受外力的時(shí)候，呈現(xiàn)為負(fù)責(zé)的動(dòng)力特性，即其應(yīng)變的情形不但與加載的力有關(guān)，而且與應(yīng)力作用的時(shí)間、頻率、外界溫度、材料性質(zhì)有關(guān)系。因?yàn)樵诓煌墓r和溫度條件下，橡膠本身存在著多變性。具體表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：

（1）應(yīng)力的非線性在運(yùn)行中，膠帶受到的是緩慢的作用拉力，拉力和變形不完全符合虎克定律，而是出現(xiàn)一種非線性的狀態(tài)，因此在研究中發(fā)現(xiàn)膠帶的彈性模量不是一個(gè)固定的數(shù)值，而是一個(gè)應(yīng)力函數(shù)。

（2）運(yùn)動(dòng)滯后性當(dāng)膠帶輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)，給膠帶外加作用力或減少作用力的時(shí)候，膠帶的應(yīng)力和應(yīng)力變化曲線是不重合的，從理論上看這是一種粘彈特性的體現(xiàn)，實(shí)際上看就是一種對(duì)驅(qū)動(dòng)反應(yīng)滯后的情況。即輸送機(jī)的電機(jī)給出調(diào)整信號(hào)的時(shí)候，膠帶的反應(yīng)是相對(duì)滯后的。

（3）膠帶蠕變膠帶的蠕變性質(zhì)主要是指膠帶在承受作用力相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)候，其變形量由時(shí)間決定。實(shí)際就是在膠帶運(yùn)輸載荷不變的情況下，隨著運(yùn)輸時(shí)間的增加，膠帶仍會(huì)產(chǎn)生一定量的變形，這種變形緩慢的趨向一個(gè)定值。

（4）膠帶的松弛在工作中，膠帶被施加一個(gè)常態(tài)的應(yīng)變力時(shí)，皮帶的拉伸應(yīng)力會(huì)隨著時(shí)間的增加而逐漸減小，最后趨于一個(gè)定值。

（5）膠帶的動(dòng)態(tài)性質(zhì)皮帶在工作的過(guò)程中，在拉力的作用下會(huì)產(chǎn)生形變，而這種形變不僅與施加的壓力有關(guān)，還會(huì)受到作用時(shí)間和變化頻率的影響。因此是一種動(dòng)態(tài)化的改變過(guò)程，會(huì)在某個(gè)時(shí)間段相對(duì)穩(wěn)定，但隨后將繼續(xù)變化。

通過(guò)以上幾點(diǎn)分析，可以判斷出膠帶機(jī)在啟動(dòng)-運(yùn)行-停止三種狀態(tài)下皮帶的動(dòng)態(tài)特性會(huì)有明顯的不同，動(dòng)態(tài)分析如下：

圖2 膠帶機(jī)受力簡(jiǎn)圖

啟動(dòng)時(shí)，張緊裝置先進(jìn)行預(yù)張緊，使膠帶機(jī)最小張力點(diǎn)張力達(dá)到額定值后啟動(dòng)膠帶機(jī)，由（圖2）可知當(dāng)膠帶機(jī)啟動(dòng)時(shí)，在驅(qū)動(dòng)力FU的作用下膠帶機(jī)上帶面向下帶面?zhèn)鬏敚缜拔姆治鲋?，輸送帶將發(fā)生彈性形變，帶面處于拉伸狀態(tài)，在啟動(dòng)的前一段時(shí)間內(nèi)，機(jī)頭帶面向儲(chǔ)帶倉(cāng)傳輸，而機(jī)尾帶面此時(shí)并沒有發(fā)生位移，因此輸送帶拉長(zhǎng)的部分都傳向儲(chǔ)帶倉(cāng)，直到機(jī)尾帶面的速度與機(jī)頭同步時(shí)整個(gè)帶面趨于穩(wěn)定，不再繼續(xù)伸長(zhǎng)。在這一階段由于儲(chǔ)帶倉(cāng)積蓄帶面，所以張緊力F此時(shí)會(huì)有較大幅度的下降，需要張緊裝置在此時(shí)提供持續(xù)的張緊力，才能保證皮帶在啟動(dòng)階段不出現(xiàn)打滑，為避免張力下降過(guò)快及減少?gòu)埦o電機(jī)啟動(dòng)次數(shù)，通常膠帶機(jī)啟動(dòng)時(shí)最小張緊力要乘以啟動(dòng)系數(shù)A，取值在（1.2-1.5）之間。

運(yùn)行時(shí)，輸送帶的動(dòng)態(tài)特性已經(jīng)趨于穩(wěn)定，只要通過(guò)張緊裝置為膠帶機(jī)提供額定張緊力即可滿足不打滑條件。

停機(jī)時(shí)，膠帶機(jī)運(yùn)行狀態(tài)由運(yùn)行到停止，驅(qū)動(dòng)滾筒施加在帶面上的圓周驅(qū)動(dòng)力FU突然降至0，并處于自由狀態(tài)，因此帶面由緊繃到松弛，驅(qū)動(dòng)滾筒驅(qū)入點(diǎn)和奔離點(diǎn)張力平衡，由此可知S6點(diǎn)張力為：

以3000m順槽膠帶機(jī)為例：

此張力值是額定值的3.3倍

因此，停機(jī)時(shí)膠帶機(jī)張緊裝置應(yīng)該及時(shí)釋放張力，以降低停機(jī)時(shí)對(duì)低張力區(qū)的沖擊，使用單位在選擇張緊控制系統(tǒng)時(shí)應(yīng)該注意減速器、制動(dòng)器等設(shè)備的選型，張緊力的釋放方式，以及系統(tǒng)突然斷電后是否可以持續(xù)釋放停機(jī)張力，若不能釋放停機(jī)張力很容易造成鋼絲繩拉斷、制動(dòng)器磨損、減速器損壞、游動(dòng)小車飛車、卷筒短軸等現(xiàn)象。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在膠帶機(jī)得到廣泛應(yīng)用的今天，對(duì)其力學(xué)特性及其功能的掌握變得愈發(fā)重要，了解力學(xué)特性能夠更好的掌握其工作的性能，使其在生產(chǎn)中得到更好的應(yīng)用，提高運(yùn)輸效率的同時(shí)保障安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]楊漢彬.帶式輸送機(jī)啟動(dòng)過(guò)程動(dòng)力學(xué)行為研究[J].煤礦機(jī)電，2013（2）：166-168.

[2]孟廣雄.膠帶輸送機(jī)膠帶跑偏的原因與力學(xué)分析[J].露天采礦技術(shù)，2012（4）：243-247.

[3]曹福凱.大型膠帶輸送機(jī)啟動(dòng)過(guò)程動(dòng)態(tài)特性仿真分析[J].科技與企業(yè)，2013（9）：110-115.

[4]張尊敬.帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2003.endprint

4 膠帶的張緊力動(dòng)態(tài)分析

靜態(tài)計(jì)算設(shè)計(jì)中通常將膠帶作為一個(gè)剛性結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，這顯然不是一個(gè)正確的方向。因?yàn)槟z帶的主要材料是橡膠鋼絲繩芯或織物內(nèi)芯構(gòu)成，在其承受外力的時(shí)候，呈現(xiàn)為負(fù)責(zé)的動(dòng)力特性，即其應(yīng)變的情形不但與加載的力有關(guān)，而且與應(yīng)力作用的時(shí)間、頻率、外界溫度、材料性質(zhì)有關(guān)系。因?yàn)樵诓煌墓r和溫度條件下，橡膠本身存在著多變性。具體表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：

（1）應(yīng)力的非線性在運(yùn)行中，膠帶受到的是緩慢的作用拉力，拉力和變形不完全符合虎克定律，而是出現(xiàn)一種非線性的狀態(tài)，因此在研究中發(fā)現(xiàn)膠帶的彈性模量不是一個(gè)固定的數(shù)值，而是一個(gè)應(yīng)力函數(shù)。

（2）運(yùn)動(dòng)滯后性當(dāng)膠帶輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)，給膠帶外加作用力或減少作用力的時(shí)候，膠帶的應(yīng)力和應(yīng)力變化曲線是不重合的，從理論上看這是一種粘彈特性的體現(xiàn)，實(shí)際上看就是一種對(duì)驅(qū)動(dòng)反應(yīng)滯后的情況。即輸送機(jī)的電機(jī)給出調(diào)整信號(hào)的時(shí)候，膠帶的反應(yīng)是相對(duì)滯后的。

（3）膠帶蠕變膠帶的蠕變性質(zhì)主要是指膠帶在承受作用力相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)候，其變形量由時(shí)間決定。實(shí)際就是在膠帶運(yùn)輸載荷不變的情況下，隨著運(yùn)輸時(shí)間的增加，膠帶仍會(huì)產(chǎn)生一定量的變形，這種變形緩慢的趨向一個(gè)定值。

（4）膠帶的松弛在工作中，膠帶被施加一個(gè)常態(tài)的應(yīng)變力時(shí)，皮帶的拉伸應(yīng)力會(huì)隨著時(shí)間的增加而逐漸減小，最后趨于一個(gè)定值。

（5）膠帶的動(dòng)態(tài)性質(zhì)皮帶在工作的過(guò)程中，在拉力的作用下會(huì)產(chǎn)生形變，而這種形變不僅與施加的壓力有關(guān)，還會(huì)受到作用時(shí)間和變化頻率的影響。因此是一種動(dòng)態(tài)化的改變過(guò)程，會(huì)在某個(gè)時(shí)間段相對(duì)穩(wěn)定，但隨后將繼續(xù)變化。

通過(guò)以上幾點(diǎn)分析，可以判斷出膠帶機(jī)在啟動(dòng)-運(yùn)行-停止三種狀態(tài)下皮帶的動(dòng)態(tài)特性會(huì)有明顯的不同，動(dòng)態(tài)分析如下：

圖2 膠帶機(jī)受力簡(jiǎn)圖

啟動(dòng)時(shí)，張緊裝置先進(jìn)行預(yù)張緊，使膠帶機(jī)最小張力點(diǎn)張力達(dá)到額定值后啟動(dòng)膠帶機(jī)，由（圖2）可知當(dāng)膠帶機(jī)啟動(dòng)時(shí)，在驅(qū)動(dòng)力FU的作用下膠帶機(jī)上帶面向下帶面?zhèn)鬏敚缜拔姆治鲋?，輸送帶將發(fā)生彈性形變，帶面處于拉伸狀態(tài)，在啟動(dòng)的前一段時(shí)間內(nèi)，機(jī)頭帶面向儲(chǔ)帶倉(cāng)傳輸，而機(jī)尾帶面此時(shí)并沒有發(fā)生位移，因此輸送帶拉長(zhǎng)的部分都傳向儲(chǔ)帶倉(cāng)，直到機(jī)尾帶面的速度與機(jī)頭同步時(shí)整個(gè)帶面趨于穩(wěn)定，不再繼續(xù)伸長(zhǎng)。在這一階段由于儲(chǔ)帶倉(cāng)積蓄帶面，所以張緊力F此時(shí)會(huì)有較大幅度的下降，需要張緊裝置在此時(shí)提供持續(xù)的張緊力，才能保證皮帶在啟動(dòng)階段不出現(xiàn)打滑，為避免張力下降過(guò)快及減少?gòu)埦o電機(jī)啟動(dòng)次數(shù)，通常膠帶機(jī)啟動(dòng)時(shí)最小張緊力要乘以啟動(dòng)系數(shù)A，取值在（1.2-1.5）之間。

運(yùn)行時(shí)，輸送帶的動(dòng)態(tài)特性已經(jīng)趨于穩(wěn)定，只要通過(guò)張緊裝置為膠帶機(jī)提供額定張緊力即可滿足不打滑條件。

停機(jī)時(shí)，膠帶機(jī)運(yùn)行狀態(tài)由運(yùn)行到停止，驅(qū)動(dòng)滾筒施加在帶面上的圓周驅(qū)動(dòng)力FU突然降至0，并處于自由狀態(tài)，因此帶面由緊繃到松弛，驅(qū)動(dòng)滾筒驅(qū)入點(diǎn)和奔離點(diǎn)張力平衡，由此可知S6點(diǎn)張力為：

以3000m順槽膠帶機(jī)為例：

此張力值是額定值的3.3倍

因此，停機(jī)時(shí)膠帶機(jī)張緊裝置應(yīng)該及時(shí)釋放張力，以降低停機(jī)時(shí)對(duì)低張力區(qū)的沖擊，使用單位在選擇張緊控制系統(tǒng)時(shí)應(yīng)該注意減速器、制動(dòng)器等設(shè)備的選型，張緊力的釋放方式，以及系統(tǒng)突然斷電后是否可以持續(xù)釋放停機(jī)張力，若不能釋放停機(jī)張力很容易造成鋼絲繩拉斷、制動(dòng)器磨損、減速器損壞、游動(dòng)小車飛車、卷筒短軸等現(xiàn)象。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在膠帶機(jī)得到廣泛應(yīng)用的今天，對(duì)其力學(xué)特性及其功能的掌握變得愈發(fā)重要，了解力學(xué)特性能夠更好的掌握其工作的性能，使其在生產(chǎn)中得到更好的應(yīng)用，提高運(yùn)輸效率的同時(shí)保障安全生產(chǎn)。

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