【文章內(nèi)容簡介】 帶消耗因承載膠帶壽命的延長而有大幅度減低，更何況， １６ 可用低規(guī)格膠帶，成本已有所降低，所以實際成本較低。 牽引型線摩擦傳動的機理 在探討線摩擦傳動的機理時，為簡化分析，視膠帶的帶芯材料為完全彈性，此時，其彈性模量為常數(shù)。 如圖 23 所示，驅(qū)動膠帶 4 繞行于順時針轉(zhuǎn)動的驅(qū)動滾筒 1 和導(dǎo)向、滾筒 2 之間，并依靠摩擦力拖動承載膠帶 3 按速度 V 方向運動。 驅(qū)動膠帶通過承載膠帶輸出的牽引力為 sF .在滿載時，輸出牽引力為maxsF ，驅(qū)動膠帶的張力，由相遇點 5 到分離點 6 是逐漸增加的。因此，在5 到 6 點之間，任意 i 點的張力 iT 小于其后續(xù)點（ 1?i ）點的張力 1?iT ，對應(yīng)點的速度關(guān)系為： ???????? ??? ??oiii ETTV 1)1( 1 （ 21） 式中， iT 與 1?iT 分別為驅(qū)動膠帶在 i 與 ( 1?i )點的張力 ,N ； 1(?it VV與 分別為驅(qū)動膠帶在 i 與 ( 1?i )點的速度 , sm/ ； 0E 驅(qū)動膠帶的剛度， N 。 由式（ 21）可見，當(dāng) 1?iT iT 時， 1?? ii VV ，也就是說，由相遇點 5 到分離點 6，驅(qū)動膠帶是逐漸增加的。 由于膠帶是彈性體，如圖 23 所示，可視驅(qū)動膠帶為由無限多個可作相對運動的 微小剛體組成，將每個剛體視為驅(qū)動滾筒，任意 i 或 ( 1?i )點分別視為第 i 與第 1?i 個驅(qū)動滾筒，并且各滾筒的切向線速度按式（ 21）的關(guān)系為 1?? ii VV 。 １７ 圖 23 線摩擦驅(qū)動模型圖 1——輔驅(qū)動滾筒； 2——導(dǎo)向滾筒； 3——承載膠帶； 4——驅(qū)動膠帶； 6——分別為驅(qū)動膠帶與承載膠帶的相遇點與分離點； m——驅(qū)動膠帶驅(qū)動段上的轉(zhuǎn)折點； i ——i 點的編號；（ 1?i ） ——i 的后續(xù)點的編號 設(shè)： )( ?iddi VV 與 ——分別為承載膠帶在 i 與 ( 1?i )驅(qū)動滾筒相遇點的帶速， sm/ ； )1( ?ii SS與——分別為承載膠帶在 i 與 1?i 驅(qū)動滾筒相遇點的張力， N ；dE ——承載膠帶的剛度， N 。 １８ 由于 i 與 1?i 驅(qū)動滾筒緊相鄰接，其間阻力為零，下式成立： didididitidVEFVE SSV???????? ?????????? ??? ??11 1)1( （ 22） 如前所講述，由于是驅(qū)動膠帶通過承載膠帶沿驅(qū)動段全長輸出牽引力，應(yīng)有 0?iF 和 )1( ?? ii SS ，但若有 0?iF ，根據(jù)式（ 22）自應(yīng)有 dtid VV ?? )1( ；但根據(jù)式（ 21），則有 ii VV ??)1( ，于是可能有三種可能： （ 1）承載膠帶帶速與驅(qū)動膠帶帶速無一相等，這不是穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的一種方式，在 穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時是不可能的。 （ 2）至少在（ i+1）滾筒相遇點兩膠帶速度相同：如果),1()1( ?? ? iid VV由于 diid VV ?? )1( ,則應(yīng)有 , )1()1()1( idtiiidiidi VVVVVVVV ???? ??? 故有但則應(yīng)有也就是說，倘若在 )1(?i 點膠帶同步，則在 i 滾筒上承載膠帶速度將大于驅(qū)動膠帶；此時在滾筒 i 上將產(chǎn)生制動力，即 0?iF ，而這與 0?iF 是矛盾的，所以 )1()1( ?? ? Iid VV 不能成立。 (3)至少 i 在滾筒相遇點兩膠帶速度相同，如果 , )1( ??? iddiidi VVVV 由于則應(yīng)有 ,)1( iid VV ?? 但 ,)1( ?? idi VV 故有 ),1()1( ??? iVV id 也就是說，倘若 i 點膠帶同步，則在 )1(?i 滾筒上滾筒速度大于膠帶速度，此時在滾筒 )1(?i 上將產(chǎn)生牽引力，即 ,0)1( ??iF 這是完全可能的。，也就是說在 ii VV ??)1( 的前提下，如果 iF 0? ，只有在滾筒 )1(?i 的相遇點也不同步，滾筒 )1(?i 上全部為利用弧的前提下才能產(chǎn)生。 據(jù)上述論證， 由于 i 點的選擇是任意的，于是可見，在滿載時，只有相遇點 １９ 5 是同步的，即在相遇點 5 兩帶速相同，沿輔機驅(qū)動段全長的其他任何一點都不同步，且在產(chǎn)生輸出牽引力的條件下，除相遇點外，任一點承載膠帶速均應(yīng)小于驅(qū)動膠帶帶速。 滿載時在輔機驅(qū)動段的張力曲線見圖 34a 。最大輸出牽引力為 maxsF 。 圖 34 輔機驅(qū)動段各膠帶張力分布圖 Ⅰ ——驅(qū)動膠帶張力曲線； Ⅱ ——承載膠帶張力曲線； Ⅲ ——驅(qū)動膠帶由于 運行阻力而產(chǎn)生的張力曲線； Ⅳ ——承載膠帶由于輸出牽引力而產(chǎn)生的張力曲線； L ——驅(qū)動段全長， m ； yL ——利用段全長， m ； m? ——利用段起點； m ——膠帶張力變化規(guī)律轉(zhuǎn)折點 在非滿載時，輸出牽引力為 sF ，此時膠帶張力 變化規(guī)律比較復(fù)雜。下面探討一下承載膠帶張力變化規(guī)律的幾種可能性： （ 1） 承載膠帶張力按圖 34b 的 ca 曲線規(guī)律變化，如此則輸出牽引 ２０ 力為 sF 。這種規(guī)律如果成立，則對應(yīng)于圖 34a 的曲線 Ⅰ ，應(yīng)栽點同步，且據(jù)前述分析只有在 5 點同步，所產(chǎn)生的為最大牽引力，應(yīng)為 maxsF 而非牽引力 sF ，故圖 34b 中的 ca 曲線應(yīng)成為 ebda ，故 ca 曲線這種規(guī)律是不可能的。 （ 2） 承載膠帶按圖 34a 中 cda 曲線規(guī)律的變化，即在一個區(qū)間 5m?范圍內(nèi)承載膠帶的張力沒有變化，這種規(guī)律也是不可能的。因為正常運行時，在 5 到 m? 點的范圍內(nèi)，至少為了平衡運行阻力，驅(qū)動膠帶的張力是變化的，只可能有少數(shù)點（如 5 點或 m? 點）是同步的，其他點是不同步的。于是在其他點就產(chǎn)生相對運動，即在 5m? 區(qū)間有摩擦力作用于承載膠帶上，那么在 5m? 區(qū)間內(nèi)承載膠帶的張力就不可能是定值。 （ 3） 承載膠帶張力按圖 34b 中 cbda 曲線規(guī)律變化，張力變化的轉(zhuǎn)折點為 m 。由于輸出牽引力為 sF ，張力既 a 然不能按 ca 漸減，也不能按 cd保持定值后，再由 d 至漸減，則只有這樣一個可能，按 cb 漸 “增到某一值 b后再漸減到 d 值。所以在非滿載條件下，承載膠帶的張力是按（依運行方向的順序來看）圖 34b 中的 cbda 曲線規(guī)律變化的。原因在于 ii VV ??1 時，必須按最大單位長摩擦力傳遞牽引力，所以曲線中 bda 段（它是 cbda 段的一部分）的存在是完全可能的。問題在于何以存在 cb 段曲線和對應(yīng)于 b 點張力的輸送機上 m 點的位置：既然驅(qū)動膠帶給予承載膠帶的摩擦力使其按adb ?? 方向逐漸降低，而輸出牽引力又僅為 sF 并非 maxsF ，因此次序有一個 5m 段承載張力升高的過程 bc? ，以抵消 db? 的張力降低過程，使得輸出牽引力為 sF 。 如果存在一個升值 cb 過程，則必有一個轉(zhuǎn)折點，即圖 34 中的 m 點，此點承載膠帶的張力為圖 34 中 b ，驅(qū)動膠帶的張力為 h 。在 5m 區(qū)間，驅(qū)動膠帶給予承載膠帶以制 動力，承載膠帶張力是逐漸上升的。于是在 5m 范 ２１ 圍內(nèi)任一 i 點的驅(qū)動力 iF 0? ，據(jù)式子（ 32）， i 點的張力 iS 與后繼點 1?i 點張力 1?iS 的關(guān)系為 1?? ii SS 。在 5m 區(qū)間內(nèi)，由于驅(qū)動膠帶給予承載膠帶以制動力，相當(dāng)于承載膠帶給予驅(qū)動膠帶以牽引力，使驅(qū)動膠帶張力有所下降。在輔機驅(qū)動段，如圖 34b 所示，驅(qū)動膠帶張力變化是兩種變化的合成：由于運行阻力的存在，驅(qū)動膠帶的張力變化曲線為 gf ，即圖中曲線 Ⅲ ；由于驅(qū)動膠帶給予承載膠帶以輸出制動力與牽引力，驅(qū)動膠帶的張力變化為Ⅳ 曲線（雙點劃線）。 Ⅳ 與 Ⅲ 曲線的合成曲線 ghj 即為驅(qū)動膠帶的張力變化曲線 Ⅰ 。 前已論及，在滿載負荷時，相遇點 5 為同步點，在整個驅(qū)動段 5 到 6范圍內(nèi)，其他任何點承載膠帶速度恒小于驅(qū)動膠帶速度。在非滿負荷的條件下，速度關(guān)系又如何呢？現(xiàn)在，在下述前提下討論這種關(guān)系： a 、前已證明由于在制動段 5m 范圍內(nèi)承載膠帶受到制動力，故恒有 1?? ii SS ； b 、也已很容易證明，在制動段 5m 范圍內(nèi)，驅(qū)動膠帶給予承載膠帶以制動力，故按 Ⅲ 曲線恒有 1?? ii TT ； c 、回顧一下制動滾筒對于膠帶的制動，至少也應(yīng)有一同步點才能穩(wěn)定制動，此同步點也是在相遇點，此時，膠帶其他各點速度也都不大于滾筒切線速度。 在上述前提下，制動段的速度關(guān)系就變的比較簡單了，因為可那圖 33的模型，視承載膠帶為驅(qū)動膠帶，視驅(qū)動膠帶為承載膠帶。那么，其同步點可很容易地證為是在相遇點，并且在制動段的其他各點，驅(qū)動 膠帶速度均小于承載膠帶速度。 直線摩擦驅(qū)動設(shè)計計算原理 在本節(jié)中將只涉及有關(guān)帶有輔機的帶式輸送機直線摩擦特點的設(shè)計 ２２ 計算。 圖 38 電動機處于驅(qū)動狀態(tài)時的張力分布 0L ——輸送機全長， m ； L ——線摩擦驅(qū)動段全長， m ； 1L ——利用段長， m ； bL ——補償段長， m ； 1fL ——輔機負荷段長， m ； ? ——線路傾； V ——運行方向， m ； 3…… ——各承載膠帶張力轉(zhuǎn)折點編號； 4S 、 5S …… ——承載膠帶在各點張力，N ； Ⅰ 、 Ⅱ ——驅(qū)動滾筒編號； za ——線阻力， mN/ ； 0a ——線輸出各點張力， N ；ja0 ——線輸出制動力， mN/ ； sF ——輸出牽引力， N ； 帶有輔機的帶式輸送機系統(tǒng)的布置原則 （ 1） 輔機輔助性的驅(qū)動裝置，故應(yīng)充分發(fā)揮直接驅(qū)動承載在膠帶的主驅(qū)動裝置的作用。根據(jù)膠帶強度與負荷條件和其他一些因素，主驅(qū)動裝置將有可能只需采用單滾筒主驅(qū)動裝置。如有必要和可能，最好采用雙滾筒主驅(qū)動裝置。在采用雙滾筒主驅(qū)動裝置時，二者間的驅(qū)動比是 1： 1 還是 ２３ 2： 1，應(yīng)考慮電動機配備，負荷大小與所需最小張力與許用最大張力來確定。 （ 2） 如圖 38 所示，計算伊始，只明確輔機的任務(wù)在于驅(qū)動承載分支的承載波帶。其位置、長度與數(shù)量可不先定，而先求 出輔機的總長度，然后再經(jīng)計算依次明確其他問題。對于運距特長的輸送機，當(dāng)回空分支阻力過大時，為降低承載膠帶在回空分支的張力，也并不排斥在回空分支也設(shè)助推機，如圖 39 所示。但這樣做的效果不是很大。 （ 3） 采用輔機的目的就是在膠帶強度不夠時降低膠帶張力，分散驅(qū)動功率，提高設(shè)備的噸公里輸送能力，因此，膠帶是預(yù)先選定的。驅(qū)動膠帶可采用與承載膠帶相同規(guī)格的，也可采用不同規(guī)格的。 圖 39 回空分支也帶有輔機的帶式輸送機驅(qū)動系統(tǒng) Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 、 Ⅳ 、 Ⅴ ——各 2 驅(qū)動滾筒編號； V ——運 行方向； （ 4） 驅(qū)動膠帶是在承載膠帶繞行圈內(nèi)運行，如圖 38 所示；個別情況下，在回空分支承載膠帶之下運行，如圖 39 所示，為減小高度尺寸，一般輔機采用一個驅(qū)動滾筒。 （ 5） 在下運且呈發(fā)電制動運行的條件下，回程分支不能設(shè)輔機，因該輔機只有在承載膠帶帶動下才能呈發(fā)點運行狀態(tài)，但回空分支承載膠帶上無物料，很難帶動輔機運行。 （ 6） 助驅(qū)動滾筒的直徑應(yīng)等于主驅(qū)動滾筒的直徑，證明如下：假定：由于張力的變化而產(chǎn)生的各種膠帶速度的微小差異可以忽略不計，則 ① 驅(qū)動帶內(nèi)側(cè)面的速度無論在直線段還是在驅(qū)動滾筒上都是相同的； ② 驅(qū)動帶 ２４ 在直線段的內(nèi)側(cè)面和外 側(cè)面的速度是相同的； ③ 承載膠帶在輔機上，其內(nèi)側(cè)面與驅(qū)動膠帶的外側(cè)面相接觸，速度是相同的，并且，它并不繞行于助驅(qū)動滾筒； ④ 承載膠帶的內(nèi)側(cè)面，無論在直線還是驅(qū)動滾筒上，速度是相同的。 因而得證：主驅(qū)動滾筒與輔機驅(qū)動滾筒的線速度應(yīng)該是相同的，亦即在減速器的減速比與電動機同步轉(zhuǎn)數(shù)相同的前提下，主驅(qū)動滾筒的直徑與助驅(qū)動滾筒的直徑應(yīng)該是相同的。 基本符號與計算公式 為了討論問題的方便，列舉基本符號與簡易公式如下： dq ——承載膠帶的線密度，㎏ /m； sq ——驅(qū)動膠帶的線密度，㎏ /m； ?? ——承載分支運行阻力系數(shù)； ? ——承載膠帶與驅(qū)動膠帶間摩擦系數(shù)，其值變化很大，為 ? =～，設(shè)計時應(yīng)按較小值選取，一般取 ? =； ?? ——回空分支運行阻力系數(shù)； ? ——線路傾角 ，（ 176。）； za ——額定載荷時，承載膠帶在承載分支的線阻力， N/m； za = dqq?[( + tq? ) dqq ??? (cos ?? )sin g]? za? ——無載時，承載膠帶在承載分支的線阻力， N/m； za? = za | 0?q ka ——承載膠帶在回空分支的線阻力， N/m； ２５ ka = dqq ??[( ) dq?? ?? cos sin g]? 0a ——額定載荷時，輔機通過承載膠帶輸出的線牽引力， N/m； 0a = gqq d )s inc o s)(( ??? ?? 0a? ——無載時，輔機通過承載膠帶輸出的線牽引力， N/m； 0a? = 00|?qa sza ——額定載荷時，驅(qū)動膠帶在驅(qū)動段的線阻力， N/m；