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

（河北機電職業技術學院，河北 邢臺 054000）

0 引言

隨著現代工業的發展，帶式輸送機正向長距離、大功率、高效率的方向發展。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。

運行阻力系數是根據工作條件、制造及安裝水平得出的經驗數據，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標準中,推薦運行阻力系數見表1。

表1 運行阻力系數

而運行阻力系數與實際摩擦系數是有差別的，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，而每段的摩擦系數是不同的，因此，如果按我國行業標準設計計算長距離、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摩擦力和粘結力、輸送帶的懸垂程度以及張力大小有關。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 輸送帶的反復彎曲阻力[3]

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

輸送帶的反復彎曲阻力計算式為：

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

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，也就是壓陷區域不斷地隨輸送帶移動，導致輸送帶上壓力分布不均勻，從而產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的張力無關，而與輸送帶覆蓋膠的彈性硬度和輸送帶的載荷有關。

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。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成，而其中密封裝置的阻力為主。

式中：P——儀表讀數，L——力臂長度，R——托輥半徑。

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

2 結論

1）經上述分析，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彎曲阻力。

3）增大輸送帶的張力T，輸送帶的反復彎曲阻力將降低。

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格控制帶速。

［1］宋偉剛.通用帶式輸送機設計[M].北京：機械工業出版社,2006.

［2］黃偉.帶式輸送機運行阻力系數的研究[D].太原理工大學,2012.

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

［4］潘發生,奚麗峰.托輥旋轉阻力測量結果不確定度的分析[J].煤礦機電,2003,5：117-121.