帶式輸送機(jī)輸送帶張緊力及張緊裝置

通訊作者：張彬，1981年11月，男，漢族，天津人，現(xiàn)任大地工程開(kāi)發(fā)（集團(tuán)）有限公司天津分公司機(jī)制專業(yè)經(jīng)理，高級(jí)工程師，本科。研究方向：選煤廠機(jī)械工程設(shè)計(jì)和快速裝車(chē)站機(jī)械設(shè)計(jì)。

摘要：帶式輸送機(jī)是一種在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，各行各業(yè)的生產(chǎn)單位都很有可能會(huì)使用到的連續(xù)物料輸送類的設(shè)備。在帶式輸送機(jī)當(dāng)中，輸送帶張緊力和張緊裝置能夠直接影響到輸送的質(zhì)量，張緊裝置的形式一般可以分成很多種不同的類型，比如螺旋式、垂直重錘式、重錘車(chē)式、絞車(chē)?yán)o、自動(dòng)張緊等，而在布置的時(shí)候也要能夠考慮到很多種不同的因素，基于此，本文主要討論了帶式輸送機(jī)輸送帶張緊力的計(jì)算以及張緊裝置的作用，以及類型和安裝時(shí)候需要考慮的一些重點(diǎn)內(nèi)容。對(duì)張緊裝置在帶式輸送機(jī)當(dāng)中的使用和安裝過(guò)程當(dāng)中需要注意的事項(xiàng)進(jìn)行的比較全面的介紹。

關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī);輸送帶;張緊力;張緊裝置

一、前言

帶式輸送機(jī)是一種比較典型的，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的很多領(lǐng)域都會(huì)使用到的連續(xù)物料輸送類的設(shè)備。在進(jìn)行帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，張緊力的探索以及張緊裝置的使用都是非常重要的。拉緊裝置在進(jìn)行帶式輸送機(jī)布置的過(guò)程中，以及在帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須科學(xué)的選擇其裝置的布置位置，這是能夠有效地保障輸送機(jī)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)的根本條件。帶式輸送機(jī)的輸送帶的張力是一個(gè)沿著輸送的區(qū)域段變化的參數(shù)，受到各種不同因素的影響，比如輸送機(jī)的長(zhǎng)度，以及局部一些區(qū)段的傾角正負(fù)，傳動(dòng)滾筒的數(shù)量以及布置等。還包括有驅(qū)動(dòng)裝置以及制動(dòng)裝置的主要性能，和輸送帶的拉緊裝置的具體類型和布置，以及載荷還有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等。

二、張緊力計(jì)算

在進(jìn)行帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，一般都會(huì)使用逐點(diǎn)法來(lái)完成張緊力的計(jì)算。其計(jì)算的公式是：S。=KS2+W（1）S1=S2e（2）公式當(dāng)中的s等于輸送帶最大的張力改向滾筒阻力的系數(shù)之積，以及輸送帶與傳動(dòng)滾筒分離點(diǎn)的張力和輸送機(jī)運(yùn)行總阻力，圍包角，傳動(dòng)滾筒摩擦系數(shù)。根據(jù)兩個(gè)公式不難發(fā)現(xiàn)圍包角之間有著非常密切的關(guān)系，從傳動(dòng)滾筒的圍包角的選擇對(duì)于輸送帶最大張力的影響相對(duì)是比較大的，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該選擇更優(yōu)的圍包角，讓輸送帶的最大張力能夠保持在最小的范圍內(nèi)[1]。

三、最小張緊力的限制條件

雖然在計(jì)算輸送帶張力的時(shí)候，相對(duì)疏松的張力應(yīng)該盡可能地更小一些，但是，最小緊張緊力的最小張力也是有一定限制條件的。首先最小張力就必須能夠受到啟動(dòng)張力的具體限制，主要是因?yàn)閷?duì)帶式輸送機(jī)來(lái)說(shuō)，一般情況下啟動(dòng)張力的確定是非常重要的。啟動(dòng)張力一旦選小了，那么輸送帶在滿載的時(shí)候啟動(dòng)過(guò)程中就很可能會(huì)出現(xiàn)打滑的情況，使得起車(chē)?yán)щy。而如果啟動(dòng)張力選擇過(guò)大，那么輸送帶的張力就會(huì)比較大，很有可能會(huì)讓輸送帶強(qiáng)度有所提高。同時(shí)，也必須能夠盡可能地增加傳動(dòng)滾筒的整體直徑。這樣就可以讓輸送機(jī)的制造成本以及使用成本有所增加。一般情況下啟動(dòng)張力在取得正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的1.6倍左右就可以了，這樣既可以讓輸送機(jī)啟動(dòng)的要求得以滿足，同時(shí)，也不會(huì)增大輸送帶最大的張力。一般情況下輸送帶最小張力都會(huì)受到以下幾方面的限制。

（一）在傳動(dòng)滾筒方面，為了能夠通過(guò)摩擦力的傳遞，啟動(dòng)或者制動(dòng)以及穩(wěn)定的工況下產(chǎn)生總的滾筒圓周力F，必須在一定范圍內(nèi)取得最小輸送帶的繞入張力以及繞出張力。

（二）輸送帶的相對(duì)垂度h，最大的值和托輥相互的間距是有一定關(guān)系的。在輸送機(jī)能夠保持穩(wěn)定工作的情況下，應(yīng)該將其限制在1%之下，在非穩(wěn)定的工況之下，可以使其允許擁有較大的垂度。輸送的速度越高，物料的跨度就會(huì)越大，垂度就應(yīng)該更小，所以，必須限制垂度最小的輸送帶的張力。

（三）對(duì)皮帶機(jī)來(lái)說(shuō)，初張力值的確定是非常重要的，初張力值一旦選擇過(guò)小，那么皮帶機(jī)在滿載的情況下啟動(dòng)的時(shí)候，就很可能會(huì)產(chǎn)生打滑的情況，造成起車(chē)過(guò)于困難。

不僅如此，較長(zhǎng)的帶式輸送機(jī)因?yàn)閰^(qū)段傾角以及負(fù)荷方面的變化，輸送帶的張力在輸送機(jī)上面的分布也是不一樣的。所以，應(yīng)該把皮帶機(jī)的劃分區(qū)段進(jìn)行較為嚴(yán)密的計(jì)算，找出輸送帶的張力在皮帶機(jī)上面的分布情況和分布規(guī)律，從而使得帶式輸送機(jī)的張緊力能夠確定，并且可以確定最小的張力點(diǎn)。

四、張緊裝置的作用

首先要能夠保障輸送帶在傳動(dòng)滾筒分離點(diǎn)當(dāng)中具有足夠張力，要能夠滿足傳動(dòng)滾筒在摩擦方面的傳動(dòng)具體要求。其次要保障輸送帶的最小張力點(diǎn)的張力，可以滿足輸送帶在垂度方面的限制條件。再次要能夠滿足輸送帶的張力所引起的在彈性伸長(zhǎng)方面的具體要求，以及拉緊行程。之后要能夠補(bǔ)償輸送帶永久伸長(zhǎng)方面的問(wèn)題，同時(shí)要給輸送帶的接頭提供必要的行程。如圖1所示。

五、張緊裝置型式

（一）螺旋式

螺旋拉緊裝置是一種固定形式的拉緊裝置，拉緊滾筒的軸承座主要安裝在可以活動(dòng)的架子上，活動(dòng)架可以在導(dǎo)軌上進(jìn)行滑動(dòng)。螺旋旋轉(zhuǎn)螺桿的時(shí)候，可以讓活動(dòng)架上面的螺母和活動(dòng)架一起前進(jìn)或者是后退，從而實(shí)現(xiàn)拉緊以及放松。螺旋拉緊裝置的結(jié)構(gòu)相對(duì)較為簡(jiǎn)單，使用起來(lái)也比較方便，可是拉緊行程比較小，運(yùn)行的時(shí)候很難及時(shí)調(diào)整，只是能夠適用于一些比較小型的皮帶機(jī)。在螺旋拉緊裝置安裝的過(guò)程當(dāng)中，要能夠按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行[2]。

（二）垂直重錘式

垂直的重錘拉緊裝置主要指的就是依靠重力張緊的一種拉緊裝置。在重錘的作用之下產(chǎn)生位移，可以有效地吸收輸送帶彈性的伸長(zhǎng)以及永久性的變形。垂直重錘拉緊裝置結(jié)構(gòu)相對(duì)較為簡(jiǎn)單，應(yīng)用的范圍也比較廣泛，張緊力是恒定的，反應(yīng)速度也比較快，但是比較缺乏對(duì)輸送帶方面的保護(hù)。在啟動(dòng)的過(guò)程當(dāng)中，張力比一般情況下要增加25%左右，并不能夠保障其最小張力，一般情況下用于地面上，垂直重錘的拉緊裝置在安裝的過(guò)程當(dāng)中要按照示意圖進(jìn)行[3]。

（三）重錘車(chē)式

重錘車(chē)式的拉緊裝置是一種主要依靠著重力分力張緊的一種拉緊裝置，是屬于恒力張緊的狀態(tài)，反應(yīng)速度比垂直的張緊更慢一些。更加適合于使用在傾斜角比十度更大的上運(yùn)皮帶機(jī)當(dāng)中。重錘車(chē)式的拉緊裝置以及垂直重錘式的拉緊裝置，其張緊力都是按照輸送機(jī)的最大張力的要求來(lái)設(shè)計(jì)的，所以輸送帶一直以來(lái)都處于一種高張力的狀態(tài)之下[4]。

（四）絞車(chē)?yán)o

絞車(chē)?yán)o裝置是一種屬于固定形式的拉緊裝置，絞車(chē)?yán)o裝置相對(duì)更加簡(jiǎn)單，同時(shí)也更加方便，可以使用手動(dòng)的形式開(kāi)啟，或者也可以使用電動(dòng)的形式。對(duì)行程的要求并不嚴(yán)格，而且具有一定的儲(chǔ)帶功能，但是啟動(dòng)的時(shí)候并不能夠比較快速的吸收張力。固定形式的絞車(chē)?yán)o裝置更加適合于使用在各種不同的長(zhǎng)度輸送機(jī)當(dāng)中。一般情況下，電動(dòng)絞車(chē)的拉緊裝置比較適合于使用在長(zhǎng)距離的帶式輸送機(jī)里。而手動(dòng)的張緊裝置結(jié)構(gòu)相對(duì)較為簡(jiǎn)單，往往使用蝸輪蝸桿來(lái)完成減速的要求。在傳動(dòng)的時(shí)候其傳動(dòng)比相對(duì)比較大，通常使用在張緊力比較小中等或者中等以下長(zhǎng)度的輸送機(jī)里[5]。

（五）自動(dòng)張緊

自動(dòng)拉緊裝置一般使用在大型的輸送機(jī)里，是一種應(yīng)用較為廣泛的拉緊裝置。其結(jié)構(gòu)以及控制方面相對(duì)都較為復(fù)雜，成本比較高，而且可以快速的吸收張力。在啟動(dòng)的時(shí)候張力比平時(shí)要高1.25倍左右，而且可以對(duì)張緊力進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，對(duì)膠帶也具有一定的保護(hù)作用[6]。

（六）渦電式

這種形式的裝置響應(yīng)的速度比較快，而且處于恒力張緊的狀態(tài)，這樣的形式一般情況下不被采用。帶式輸送機(jī)的拉緊裝置的形式有很多種，一般拉進(jìn)裝置在選擇的過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)該遵守以下幾方面規(guī)律。首先，距離比較短，而且運(yùn)量比較小的輸送機(jī)需要優(yōu)先使用固定的拉緊裝置，而中等長(zhǎng)度的輸送機(jī)，可以選擇使用固定絞車(chē)的拉緊裝置以及重錘拉緊的方式。長(zhǎng)距離的帶式輸送機(jī)，可以選擇使用重錘拉緊裝置或者是自動(dòng)式的拉緊裝置。而對(duì)一些下運(yùn)的皮帶機(jī)，為了盡量避免膠帶過(guò)于松弛，應(yīng)該使用可以自動(dòng)調(diào)節(jié)的張力的拉緊裝置，同時(shí)也要盡量隨時(shí)補(bǔ)充因?yàn)槟z帶的變形而減少的張力情況，讓張力可以始終保持在設(shè)計(jì)所允許的范圍之內(nèi)。一般使用一種比較普遍的張緊形式，其中包括有重錘式的恒力張緊，以及液壓油缸似的自動(dòng)張緊和反饋式的電動(dòng)絞車(chē)的張緊等。

六、布置拉緊裝置需要考慮的因素

拉緊裝置在進(jìn)行帶式輸送機(jī)布置的過(guò)程中，以及在帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須合理的選擇其裝置的布置位置，這是能夠保障輸送機(jī)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)的根本條件之一。在啟動(dòng)以及制動(dòng)的過(guò)程當(dāng)中，輸送帶在滾筒上如果需要避免打滑，那么也必須合理的選擇拉緊裝置，所以，布置拉緊裝置一般需要考慮以下幾方面的因素。首先，拉緊裝置在進(jìn)行帶式輸送機(jī)安裝的過(guò)程當(dāng)中，要選擇最小張力處。其次，拉緊裝置必須盡量安裝在靠近傳動(dòng)滾筒的位置。在進(jìn)行雙滾筒傳動(dòng)的過(guò)程當(dāng)中，拉緊裝置的設(shè)置在后面的一個(gè)滾筒的傳動(dòng)分離點(diǎn)。需要考慮到傳遞制動(dòng)力的具體要求，同時(shí)，也要將其設(shè)置的兩個(gè)不同的傳動(dòng)滾筒之間。之后要能夠考慮到拉緊裝置的張緊力作用的區(qū)域，同時(shí)，也要盡量設(shè)計(jì)兩個(gè)不同的拉緊裝置。不僅如此，在使用任何一種形式的拉緊裝置的時(shí)候，都必須對(duì)其進(jìn)行布置，使其能夠和拉緊滾筒相互繞入繞出輸送帶分支，并且和滾筒位移線能夠保持在平行的距離，而且在施加張緊力的時(shí)候必須能夠通過(guò)滾筒的中心。

七、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)科技的不斷發(fā)展，帶式輸送機(jī)在理論設(shè)計(jì)，以及設(shè)計(jì)方法等各方面都出現(xiàn)了很多不同程度的發(fā)展和更新，緊張力在計(jì)算過(guò)程當(dāng)中，無(wú)論是計(jì)算的具體方法以及張緊裝置方面的設(shè)計(jì)也變得更加合理。張緊裝置的形式一般可以分成很多種不同的類型，比如螺旋式、垂直重錘式、重錘車(chē)式、絞車(chē)?yán)o、自動(dòng)張緊等，而在布置的時(shí)候也要能夠考慮到很多種不同的因素，在計(jì)算輸送帶張力的過(guò)程中，相對(duì)疏松的張力應(yīng)該盡可能地更小一些，但是，最小張緊力的最小張力也是有一定限制條件的。因此，相關(guān)工作人員必須不斷地學(xué)習(xí)和提高，只有這樣才能夠真正地讓設(shè)計(jì)生產(chǎn)的質(zhì)量，能夠適用于目前帶式輸送機(jī)的具體產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)：

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[2]唐沖.斗輪堆取料機(jī)臂架帶式輸送機(jī)張緊裝置改進(jìn)[J].礦山機(jī)械， 2019，47（01）：28-31.

[3]張黎軍.帶式輸送機(jī)輸送帶張緊力檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)與測(cè)試[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā)， 2019（8）：17-19.

[4]郭孟濤.帶式輸送機(jī)張緊系統(tǒng)反饋增壓摩擦驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā)， 2019（11）：27-28.

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[6] 藺素宏，安高成，毋嘉豪，等.帶式輸送機(jī)電液伺服張緊裝置張緊力控制研究[J].煤炭技術(shù)， 2019， 038（005）：144-147.