帶式輸送機(jī)輸送帶與阻尼板力學(xué)分析畢業(yè)論

1、.帶式輸送機(jī)在當(dāng)前各領(lǐng)域都有非常廣泛的應(yīng)用，它已經(jīng)得到人們的認(rèn)可，早期的物料連續(xù)輸送能力，是性價(jià)比極高的一種運(yùn)輸方式。帶式輸送機(jī)是一個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)，它主要由輸送帶、托輥和驅(qū)動(dòng)和張緊裝置等構(gòu)成的。帶式輸送機(jī)輸送物料由輸送帶來(lái)完成，驅(qū)動(dòng)提供了傳送帶運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力，拉緊裝置是為了防止輸送帶松動(dòng)提供一定的拉力強(qiáng)度，改變其對(duì)滾筒的作用是輸送帶在指向，托輥起支起支撐作用對(duì)于輸送帶，可以減少在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的偏轉(zhuǎn)量輸送帶。帶式輸送機(jī)具有輸送距離長(zhǎng)，運(yùn)輸量大的優(yōu)點(diǎn)，連續(xù)輸送等。而且移動(dòng)可靠，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和集中控制，對(duì)高產(chǎn)高效礦井，帶式輸送機(jī)是機(jī)械技術(shù)的煤礦整合和設(shè)備的基本設(shè)備。帶式輸送機(jī)等運(yùn)輸工具相比有其獨(dú)特的

2、優(yōu)點(diǎn)，它能更好的適應(yīng)一些相當(dāng)復(fù)雜的輸送管道，造成的污染很小，而且其運(yùn)行成本比較低。由于具有這些優(yōu)點(diǎn)，使帶式輸送機(jī)的大量使用在礦山等領(lǐng)域和建筑材料。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，原有的帶式輸送機(jī)無(wú)論是主參數(shù)或性能特點(diǎn)都己不能滿足要求，必須對(duì)長(zhǎng)距離，高帶速，大運(yùn)量，高效率的大規(guī)模的方向發(fā)展，必須改進(jìn)和提高性能的特點(diǎn)，保證安全可靠性1.2帶式輸送機(jī)的主要防滑方式帶式輸送機(jī)在運(yùn)輸過(guò)程中如果傳送帶出現(xiàn)打破了皮帶或逆轉(zhuǎn),上面的傳送帶物料會(huì)出現(xiàn)下滑現(xiàn)象,這可能產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。為了防止皮帶輸送機(jī),因?yàn)閭魉蛶Т蚱苹騻魉蛶まD(zhuǎn)事故原因,很多國(guó)家和地區(qū)不斷加強(qiáng)對(duì)交通提示帶和帶式防滑方面研究,和已經(jīng)使用很多方法在實(shí)際工作中

3、進(jìn)行保護(hù)。目前防止傳送帶將腰帶和傳送帶的創(chuàng)建措施逆轉(zhuǎn)滑翔下來(lái)使用普遍,其原理主要包括兩種:一種進(jìn)行使用摩擦制動(dòng),另一種是使用捕獲進(jìn)行制動(dòng)。進(jìn)行使用摩擦制動(dòng)器的制動(dòng)方式,就是將上托輥式輸送機(jī)轉(zhuǎn)為單向托輥,安裝一定數(shù)量阻尼板在傳送帶下面。傳送帶和單向托輥之間的滑動(dòng)摩擦力進(jìn)行制動(dòng)的傳送帶承重部分。閑置部分傳送帶下安裝了一定數(shù)量阻尼板,使用的是傳送帶具有松弛和阻尼板接觸,滑動(dòng)摩擦力實(shí)現(xiàn)傳送帶制動(dòng)。如果傳送帶被打破或有逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象,傳送帶緊張可能會(huì)突然下降,因?yàn)橥休佉笙喈?dāng)大的距離,兩個(gè)支承輥之間的張力突然降低會(huì)導(dǎo)致傳送帶與托輥的垂直度突然增加,因此,傳送帶和安裝在阻尼板有接觸,之間的滑動(dòng)摩擦力通過(guò)傳送帶和

4、阻尼板防止空轉(zhuǎn)端傳送帶滑翔下來(lái)的作用。但使用單向托輥和阻尼板進(jìn)行制動(dòng),需要改變很多普通單向托輥和支承輥,但也需要數(shù)量巨大的阻尼板安裝在傳送帶上,轉(zhuǎn)換彈性非常大,需要一次性投資很多人力和物理資源。同事單向托輥的壽命相當(dāng)也短,而且其造價(jià)比較高。因?yàn)槭侨Q于摩擦力進(jìn)行制動(dòng),不能很快可以防止傳送帶滑下來(lái),這可能會(huì)導(dǎo)致傳送帶滑下來(lái)距離比較大使用捕獲原理進(jìn)行制動(dòng)的方法可以分為兩種。一種將帶式輸送機(jī)的輸送帶的上側(cè)和下側(cè)安裝抓捕裝置，如果傳送帶打破了皮帶或逆轉(zhuǎn),在傳送帶的上側(cè)安裝抓捕裝置部分就可以起到作用了,將滑動(dòng)過(guò)程中輸送帶抓緊。如果傳送帶在正常操作中,抓捕輥處于舉起的狀態(tài),沒(méi)有接觸傳送帶?？梢杂秒姍C(jī)和液壓

5、等進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。但需要考慮根據(jù)煤礦所有電器設(shè)備防爆問(wèn)題,這可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備建設(shè)成本異常昂貴,需要投資非常大,工程量也比較大,設(shè)備維護(hù)特別麻煩。而且這種方式也經(jīng)常會(huì)有一些缺點(diǎn),例如有時(shí)在礦井等相當(dāng)糟糕條件下,傳感器有失去作用。如果傳感器在帶式輸送機(jī)正常運(yùn)行條件下產(chǎn)生斷帶信號(hào),就會(huì)導(dǎo)致動(dòng)作失誤,干擾正常工作和生產(chǎn),如果有事故,傳感器沒(méi)有給出相應(yīng)的信號(hào)能夠?qū)е虏东@不能成功另外一種是如果傳送帶將皮帶后發(fā)生滑過(guò)分解或傳送帶已經(jīng)逆轉(zhuǎn),可能引發(fā)捕捉組織,從而防止傳送帶滑下來(lái)。例如可能會(huì)同時(shí)進(jìn)行控制使用棘輪單向偏心滾子搖臂軸制動(dòng)塊,如果傳送帶因?yàn)榇蚱屏似?逆轉(zhuǎn)發(fā)生就會(huì)滑下來(lái),偏心輪可以向上轉(zhuǎn)移,央住復(fù)位的閘塊。這

6、種設(shè)計(jì)方式也有自己的缺陷,因?yàn)榧喗邮占庸ぞ纫约肮ぷ髂p的影響,可能導(dǎo)致導(dǎo)致捕獲可靠性受到巨大的影響。1.3斜運(yùn)帶式可伸縮帶式輸送機(jī)的工作原理在通用可伸縮帶式輸送機(jī)的承載分支上增加阻尼板裝置，是阻尼板與輸送帶下表面接觸。當(dāng)輸送機(jī)下運(yùn)時(shí)，由阻尼板對(duì)輸送帶的相對(duì)滑動(dòng)而產(chǎn)生了滑動(dòng)摩擦阻力即阻尼力，其阻尼系數(shù)遠(yuǎn)大于輸送帶運(yùn)行的阻尼系數(shù)。因此，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整阻尼板的數(shù)量和輸送帶接觸的壓力大小，即可使阻尼板的阻尼力抵消被輸送物料產(chǎn)生的下滑力，是輸送機(jī)發(fā)電工況為電動(dòng)工況，確保可伸縮輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置布置合理和制動(dòng)安全1.4國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀李允旺在“皮帶運(yùn)輸及時(shí)帶保護(hù)裝置”發(fā)生的帶式輸送機(jī)輸送帶斷裂造成的危害，皮帶和

7、皮帶反轉(zhuǎn)進(jìn)行了分析，對(duì)目前國(guó)內(nèi)外運(yùn)輸技術(shù)的帶型，提示帶保護(hù)的實(shí)現(xiàn)在簡(jiǎn)單介紹。作者還分析了目前帶式輸送機(jī)捕捉裝置存在的一些不足，指出設(shè)計(jì)一種更有效打破了帶保護(hù)裝置。李允旺和苗運(yùn)江在“楔塊式斷帶保護(hù)裝置的研究”的研究和介紹一種形成自鎖夾緊輸送帶通過(guò)楔塊的楔塊式的帶保護(hù)裝置的保護(hù)裝置，并建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)了楔塊楔角和摩擦角的數(shù)學(xué)公式的斷裂帶的保護(hù)裝置的制動(dòng)的有效性產(chǎn)生的影響李允旺和代素梅等在運(yùn)輸帶型楔塊式運(yùn)輸及時(shí)帶保護(hù)裝置的改進(jìn)”、“對(duì)楔型保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的特征進(jìn)行了分析，指出了存在的一些缺陷，并指出了原皮帶防護(hù)裝置進(jìn)行了一些優(yōu)化，設(shè)計(jì)了一種新的楔狀皮帶式的制動(dòng)塊可能擺動(dòng)和開放交通提示帶

8、保護(hù)裝置，如果輸送帶出現(xiàn)斷裂不慎情況，對(duì)制動(dòng)塊可能極其快速的擺動(dòng)輸送帶上，輸送帶進(jìn)行顯示在制動(dòng)功能史志遠(yuǎn)和朱真才等在“運(yùn)輸及時(shí)帶保護(hù)裝置的分析在帶式”/解釋如果帶式輸送機(jī)輸送帶發(fā)生了斷裂，如果傾角是相當(dāng)大的，然后傳送帶會(huì)因?yàn)橹亓Φ淖饔脤懴禄杆伲瑐魉蛶贤C(jī)時(shí)間也可以隨意亂甩，下滑的過(guò)程會(huì)產(chǎn)生很大的作用力，破壞了托輥和電器設(shè)備等，輸送帶和材料也可以堆放大量使正常生產(chǎn)受到影響，嚴(yán)重時(shí)還可能造成人員傷亡。孫偉和亢生彩等在運(yùn)輸帶式高運(yùn)輸及時(shí)帶保護(hù)裝置”列舉一些由于帶式輸送帶，提示了煤礦事故，說(shuō)明了安裝在帶式輸送機(jī)斷帶保護(hù)裝置的必要性，而且也很常用斷帶保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)單的闡述，筆者把打破帶保護(hù)裝

9、置和楔型本文對(duì)偏置的斷帶保護(hù)裝置進(jìn)行了比較1.5本課題的研究意義及論文研究的內(nèi)容1.5.1課題研究的意義帶式輸送機(jī)在物料運(yùn)輸中起著不能代替的作用,但在使用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸物料從低的位置高的地方在這個(gè)過(guò)程中,由于物料的壓力可以導(dǎo)致傳送帶向下反轉(zhuǎn)或斷裂,這種事故的后果是極其嚴(yán)重的。當(dāng)帶式輸送機(jī)發(fā)生斷帶或逆轉(zhuǎn)的情況下,受到重力作用,傳送帶的運(yùn)輸可以一起帶來(lái)承重物料高速滑下,傳送帶和物料可以一起堆積到輸送機(jī)下面,不僅可以影響煤礦正常生產(chǎn),還給工人的修復(fù)帶來(lái)非常大的困難。特別這些大型帶式輸送機(jī),如果出現(xiàn)斷帶和逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象,幾百米甚至達(dá)到一公里傳送帶和材料可以快速滑動(dòng)輸送基地,為煤礦安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。為了避免這

10、種事故的發(fā)生,各大煤礦都采取了很多保護(hù)措施,例如使用單向支持輥和抓捕器等等,但這些保護(hù)措施的成本比較高,而且使用壽命很短。在傳送帶下面安裝阻尼板是一種新的創(chuàng)意,阻尼板可以大大降低成本。當(dāng)帶式輸送機(jī)正常運(yùn)行拉緊傳送帶,傳送帶下降比較小,但是斷帶或逆轉(zhuǎn),因?yàn)橥休侀g距比較大,傳送帶的下降度會(huì)突然增大?；谶@一特性,使用時(shí)傳送帶一定距離的地方安裝阻尼板、傳送帶斷帶和逆轉(zhuǎn)是因?yàn)閭魉蛶ё灾刈饔眉捌涑跏妓俣葘?dǎo)致傳送帶快速松弛,和阻尼板接觸,當(dāng)阻尼板和傳送帶之間的摩擦力足夠大,但有效地防止傳送帶下滑,這就是阻尼板的工作原理。阻尼板起到保護(hù)能力與阻尼板和傳送帶摩擦系數(shù)有關(guān),與阻尼板的幾何形狀,阻尼板和傳送帶問(wèn)的

11、距離以及傳送帶的傾角等因素有關(guān)的。阻尼板是取決于摩擦力制動(dòng)的抓捕裝置對(duì)輸送帶的挾持和抓捕,使傳送帶發(fā)生斷帶后不發(fā)生下滑行,從而防止事故發(fā)生。這種方法沒(méi)有安裝輸送帶夾和捕獲,不受帶式輸送機(jī)載荷程度的影響,不影響正常的運(yùn)輸物料,也不損害傳送帶等優(yōu)點(diǎn)。阻尼板的研究,具有重要的意義,因?yàn)樽枘岚蹇赡軙?huì)降低成本,之后可能防止傳送帶分解或逆轉(zhuǎn)傳送帶下滑1.5.2論文研究的內(nèi)容1）對(duì)帶式輸送機(jī)的正常工作狀態(tài)的分析，總結(jié)了主要的張力帶式輸送機(jī)。摩擦片（2）分析輸送帶和阻尼板的摩擦特性，確定輸送帶與阻尼板之間的摩擦學(xué)模型，然后在阻尼板造型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。（3）Ansys軟件，根據(jù)不同的工況下對(duì)帶式輸送機(jī)進(jìn)行模型的仿真

12、，得到的仿真結(jié)果。（4）對(duì)帶式輸送機(jī)阻尼板的不同角度分配方案下的結(jié)構(gòu)和分布的研究，找到最合理的安裝阻尼板方案第二章 可伸縮帶式輸送機(jī)的機(jī)型選擇與力學(xué)理論2.1機(jī)型選擇帶式輸送機(jī)按運(yùn)行狀態(tài)可分為水平、上運(yùn)和下運(yùn)三種，輸送機(jī)作向下輸送時(shí)由于被輸送物料所產(chǎn)生的下精力將大于輸送的運(yùn)行阻力，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)常處于發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行，其制動(dòng)問(wèn)題難于有效地解決。若采用常用的機(jī)械抱閘制動(dòng)器會(huì)使制動(dòng)輪溫度急雕升高甚至?xí)l(fā)生飛車、打滑、冒火花等事故。此外下運(yùn)時(shí)輸送帶的張力分布即輸送帶的最大張力位于輸送機(jī)的上端部，而最小張力位于輸送機(jī)的下端部。因而，從驅(qū)動(dòng)的合理性出發(fā)驅(qū)動(dòng)部應(yīng)設(shè)在上端部以驅(qū)動(dòng)緊邊輸送帶，在傳遞相同牽引力的條件

13、下可大大減少小輸送帶的張力或降低輸送帶的強(qiáng)度等級(jí)。因此對(duì)下運(yùn)固定式帶式輸送機(jī)通常采用上端部設(shè)置驅(qū)動(dòng)裝置的布置方式。但是，可伸縮帶式輸送機(jī)作向下輸送時(shí)根據(jù)采煤工作面順槽或掘進(jìn)巷道運(yùn)輸?shù)淖鳂I(yè)要求其布置方式必須將驅(qū)動(dòng)部設(shè)在下方而機(jī)尾設(shè)在上端部與轉(zhuǎn)載機(jī)相搭接以跟隨工作面的推移而伸縮輸送機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)，這不僅對(duì)驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)等問(wèn)題均帶來(lái)不利條件，而且機(jī)尾輸送帶張力為最大而不易固定和移動(dòng)難于滿足可伸縮帶式輸送機(jī)的機(jī)尾伸縮要求。 我們已經(jīng)使用了阻尼板的技術(shù)途徑，開發(fā)了阻尼裝置通過(guò)可伸縮帶式輸送機(jī)的承載分支上增設(shè)阻尼板對(duì)輸送帶產(chǎn)生摩擦阻尼力，使輸送機(jī)的下運(yùn)發(fā)電工況轉(zhuǎn)為電動(dòng)工況，從而有效的解決

14、了可伸縮帶式輸送機(jī)技術(shù)難題2.2力學(xué)特性傳送帶傳輸物料作為帶式輸送機(jī)主要承載部分,因此中間的帶式輸送機(jī)是最重要的部分。因此對(duì)傳送帶進(jìn)行分析力學(xué)特性是非常必要的,早期的時(shí)候帶式輸送機(jī)運(yùn)輸材料通常距離都比較短。在傳送帶上進(jìn)行研究,經(jīng)常是傳送帶彈性體有關(guān),甚至有時(shí)也認(rèn)為傳送帶是剛體,理論計(jì)算得到的數(shù)據(jù)和實(shí)際工作獲得計(jì)算結(jié)果也算吻合。但是隨著科技的不斷發(fā)展,使帶式輸送機(jī)的距離不斷變化,其運(yùn)輸材料數(shù)量也越來(lái)越大。如果這種情況視為傳送帶是彈性體或剛體進(jìn)行分析,理論計(jì)算結(jié)果和實(shí)際工作中獲得的數(shù)據(jù)有非常大的區(qū)別,因此必須充分考慮傳送帶的特點(diǎn)對(duì)分析結(jié)果的影響。長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī),一般使用鋼絲繩芯輸送帶,使鋼絲涵蓋

15、了上面的核心是橡膠、橡膠封面主要材料是橡膠和塑料。橡膠和塑料力學(xué)特性有非常明顯的粘彈性特性,因此傳送帶在實(shí)際運(yùn)動(dòng)的時(shí)候會(huì)顯現(xiàn)出極其復(fù)雜的粘彈性特征第3章 帶式輸送機(jī)輸送帶與阻尼板力學(xué)分析3.1帶式輸送機(jī)的主要結(jié)構(gòu)帶式輸送機(jī)是一個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)，它主要由輸送帶，托輥和驅(qū)動(dòng)裝置以及拉緊裝置構(gòu)成，帶式輸送機(jī)的整體結(jié)構(gòu)如圖3-1 所示。帶式輸送機(jī)滾筒根據(jù)其功能的不同可分為傳動(dòng)滾筒和改向滾筒兩種。傳動(dòng)滾筒的傳動(dòng)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)為輸送帶提供牽引力，從而達(dá)到牽引輸送帶的目的。傳動(dòng)滾筒將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給輸送帶，必須保證可以高效的傳輸功率，同時(shí)需要建立安全保障可靠的，因此必須依照傳動(dòng)滾筒受到的扭矩與和張力

16、進(jìn)行選擇電動(dòng)機(jī)是為帶式輸送機(jī)提供動(dòng)力的設(shè)備,傳送帶才可以運(yùn)動(dòng),滾筒提供可以旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力來(lái)源。因此說(shuō)如果帶式輸送機(jī)離開驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī),是不可能進(jìn)行運(yùn)作。,不僅要保證帶式輸送機(jī)可以正常裝運(yùn)物料,同時(shí)也必須考慮到經(jīng)濟(jì)的可用性拉伸裝置是帶式輸送機(jī)的重要工具,可以讓帶式輸送機(jī)進(jìn)行更好的運(yùn)作。帶式輸送機(jī)運(yùn)輸物料,安裝拉伸設(shè)備可以適當(dāng)?shù)脑黾虞斔蛶У膹埩?從而防止傳送帶發(fā)生逆轉(zhuǎn)。同時(shí)傳送帶在長(zhǎng)期工作的時(shí)候,在拉力作用下使傳送帶長(zhǎng)度發(fā)生變化,拉伸裝置可以用于補(bǔ)償輸送帶改變長(zhǎng)度,使輸送帶使用壽命得到提高帶式輸送機(jī)輸送帶長(zhǎng)度相當(dāng)大,在運(yùn)輸物料,需要托輥支持傳送帶和物料,這樣的傳送帶垂直度可以降低很多。因此托輥是帶式輸送機(jī)

17、極其重要的組成部分,而且托輥傳送帶張力和壽命以及輸送能力等都有極其巨大的影響。帶式輸送機(jī)安裝托輥的托輥有兩種基本模式,上托輥支持承載部分傳送帶、下托錕支持閑置部分傳送帶。在上托輥支撐輸送帶運(yùn)輸物料,為了提高輸送速度、托輥一般使用一些特殊的形狀,在承重部分使用相當(dāng)槽型,通常是三個(gè)輥?zhàn)訕?gòu)成兩側(cè)邊緣向上傾斜,中間保持水平位置,目前比較常用的坡口角度為30度槽型。還有一個(gè)是簡(jiǎn)單的水平輥?zhàn)?這種用于支持水平傳送帶。皮帶輸送機(jī)下托錕一班使用一個(gè)水平輥?zhàn)?.2帶式輸送機(jī)輸送帶張力分析在對(duì)帶式輸送機(jī)的運(yùn)動(dòng)分析的時(shí)候，必須考慮輸送帶張力的影響，因?yàn)樵谳斔蛶系膹埩?，具有直接影響到輸送帶運(yùn)動(dòng)，因此其對(duì)輸送帶的張力

18、進(jìn)行分析是非常有必要的。輸送帶張力的計(jì)算公式為：T=LK（K+KW+0.015W）+W（LKH）+T+T+T在這個(gè)公式中包含了三個(gè)系數(shù)，它們分別是：環(huán)境溫度校正系數(shù)K：托輥摩擦阻力系數(shù)K；托輥的撓曲阻力的系數(shù)K，如果皮帶輸送機(jī)在很冷的環(huán)境中，受到影響的抵抗寒冷的氣候，托輥轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力以及輸送帶的撓曲阻力比常溫條件下大一些。因此如果帶式輸送機(jī)在天氣極冷的情況下工作，必須使用合適的潤(rùn)滑油的來(lái)避免了托輥轉(zhuǎn)動(dòng)阻力過(guò)大的情況。因此考慮到低溫可能造成阻力增大，可以利用倍率系數(shù)K來(lái)加大張力的計(jì)算值。在對(duì)托輥的旋轉(zhuǎn)使輸送帶產(chǎn)生的阻力致使輸送帶形式的張力時(shí)，基本可以使用一個(gè)摩擦系數(shù)。在輸送帶越過(guò)支承輥的時(shí)候產(chǎn)生的

19、撓曲阻力以及輸送帶上物料越過(guò)托輥的時(shí)候的形式的撓曲阻力都可以生產(chǎn)輸送帶張力，倍率系數(shù)K?？梢杂?jì)算輸送帶張力在這個(gè)時(shí)候，在對(duì)輸送帶平均張力有一個(gè)粗略的估計(jì)并且選擇一個(gè)合適的托輥間距，之后就可以查A和B的值，然后在使用這個(gè)公式進(jìn)行計(jì)算，對(duì)K進(jìn)行計(jì)算K=A×(W+W)×+B×輸送帶平均張力托輥間尺寸3.03.54.04.55.0ABABABABAB10.0000.72410.9180.73621.0660.71961.2160.78211.3140.82681.43011.0000.64830.8850.66381.0240.66431.1670.73751.2380.

20、77681.34012.0000.58250.8240.58280.9920.62321.1000.67501.1800.74111.24213.0000.52070.7980.52410.9380.57321.0400.61791.1160.68211.169輸送帶張力的計(jì)算公式里面具體包含了下面幾個(gè)張力：(1) Tx：帶式輸送機(jī)上、下托輥的摩擦力產(chǎn)生的張力：T=LKK(2) Tyb：輸送帶在越過(guò)托輥的時(shí)候,因?yàn)閭魉蛶锨a(chǎn)生張力。會(huì)受到物料在承重部分給傳送帶壓力,在兩個(gè)托輥之間的傳送帶會(huì)呈曲線形狀,因?yàn)橛捎谕休仈?shù)量相當(dāng)多,就會(huì)導(dǎo)致輸送帶被托輥上面反復(fù)彎曲。傳送帶由于這種扭曲產(chǎn)生阻力。傳送帶

21、這種張力和傳送帶上面負(fù)載大小相關(guān)，對(duì)上托輥來(lái)說(shuō)Tyc的公式為：T=LKKW對(duì)下托輥來(lái)爍Tyv的公式是T=L×0.015W×KW（3）Tym：輸送帶在輸送的時(shí)候物料越過(guò)托輥的時(shí)候，物料撓曲產(chǎn)生的張力。物料撓曲阻力產(chǎn)生的張力的出現(xiàn)的原因是因?yàn)樵谶@個(gè)過(guò)程中一定會(huì)產(chǎn)生內(nèi)摩擦力和一定的粘結(jié)力，而且兩個(gè)托輥之間的輸送帶由于荷載作用下一定會(huì)出現(xiàn)彎曲。所以說(shuō)物料擠壓產(chǎn)生的阻力和材料自身特性有很大的關(guān)系，同時(shí)也與其他荷載有關(guān)系。如果輸送帶張力比較小，則會(huì)使輸送帶傾角比較大，那么物料之間的兩個(gè)托輥的擠壓拉伸會(huì)比較劇烈，因此物質(zhì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的阻力相當(dāng)大一些Tym=WmLKy（4）Tm：物料在提升或下

22、降負(fù)的時(shí)候產(chǎn)生的力：Tm=HWm（5）Tp：輸送帶繞過(guò)滾筒產(chǎn)生的撓曲阻力以及滾筒旋轉(zhuǎn)的阻力產(chǎn)生的張力。滾筒對(duì)輸送帶產(chǎn)生摩擦阻力的原因主要有兩方面，首先是傳送帶繞過(guò)各個(gè)滾筒時(shí)產(chǎn)生的撓曲阻力，這個(gè)阻力大小與各滾筒直徑大小以及輸送帶的剛度有關(guān)系。也就是滾筒旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的阻力，對(duì)滾筒的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的阻力與滾筒支撐座上的軸承，潤(rùn)滑油的使用以及密封裝置本身的摩擦阻力的影響因素有關(guān)。（6）Tam：給料機(jī)在輸送帶上加入物料，物料的加速導(dǎo)致輸送帶的張力。在帶式輸送機(jī)的輸送帶的頭部上料，輸送帶會(huì)對(duì)物料進(jìn)行加速，這可能有一部分的張力，同時(shí)輸送帶和物料之間也互有摩擦，也會(huì)有一定的張力。在對(duì)輸送加料的時(shí)候，物料與輸送帶的接觸前

23、的速度大小和方向與輸送帶的運(yùn)動(dòng)方向和大小都是不一樣的。一般來(lái)說(shuō)物料的運(yùn)動(dòng)方向在輸送帶上面的投影必須小于輸送帶的運(yùn)動(dòng)速度，因此在物料和帶式輸送機(jī)輸送帶接觸后，需要對(duì)其輸送帶上的物料進(jìn)行加速，使物料加速與輸送帶速度相同。在通常情況下，物料會(huì)增加對(duì)輸送帶的速度要比傳送帶速度小很多所以物料在和輸送帶接觸以后必須要先進(jìn)行加速，這種加速就會(huì)產(chǎn)生附加力的張力：Tam=Q*(V-V)/3.6V是物料和輸送帶接觸時(shí)候的初速度，m/s。3.3阻尼板的作用在前面已經(jīng)解釋了阻尼板起到制動(dòng)的作用，然后阻尼板對(duì)帶式輸送機(jī)防滑正在發(fā)揮非常重要的作用。在通常情況下阻尼板在輸送帶正常運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，是沒(méi)有與輸送帶的接觸，因此這兩者

24、之間沒(méi)有摩擦力。但是如果輸送帶發(fā)生斷帶或反轉(zhuǎn)，然后輸送帶張力會(huì)突然降低，在自身的重量以及物料在重力作用下，輸送帶可與阻尼板的接觸會(huì)產(chǎn)生摩擦力。阻尼板顯示制動(dòng)功能，是取決于阻尼板和輸送帶之間的摩擦力進(jìn)行，摩擦力的大小直接影響制動(dòng)效果?！拔矬w存在接觸的時(shí)候往往會(huì)有摩擦的問(wèn)題，進(jìn)行過(guò)程中能量的傳遞起著十分重要的作用。與摩擦相關(guān)的問(wèn)題都是比較復(fù)雜，因此建立一個(gè)相當(dāng)準(zhǔn)確的摩擦模型對(duì)我們更好的了解摩擦現(xiàn)象和研究摩擦問(wèn)題都是非常有利的。需要研究帶式輸送機(jī)和阻尼板之間的摩擦力，需要把制動(dòng)目標(biāo)利用摩擦力的摩擦特性也進(jìn)入深入了解。摩擦學(xué)研究屬于交叉學(xué)科。，包含有物理，化學(xué)，力學(xué)，熱力學(xué)，材料科學(xué)，也包含一個(gè)涉及到

25、相關(guān)的表面問(wèn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械設(shè)計(jì)，可靠等龐大復(fù)雜的是摻雜在一起的眾多領(lǐng)域第四章 阻尼板的形狀設(shè)計(jì)4.1阻尼板的形狀設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)在發(fā)生斷帶或是在逆轉(zhuǎn)的情況下，需要使用托輥之間安裝阻尼板對(duì)帶式輸送機(jī)進(jìn)行制動(dòng)作用。前面已經(jīng)對(duì)輸送帶的張力和阻力進(jìn)行了分析，對(duì)輸送帶和阻尼板之間的摩擦特性進(jìn)行了的分析，則需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上分析了阻尼板的形狀和表面紋理進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析。在對(duì)摩擦特性進(jìn)行分析的時(shí)候,已經(jīng)知道摩擦系數(shù)的大小和接觸面積之間有一定的關(guān)系。因此為了獲得更好的制動(dòng)效果,應(yīng)該增加阻尼板傳送帶和接觸面積,增加阻尼板的面積盡可能用直接的接觸方式。但考慮安裝成本的因素,阻尼板的面積不可能覆蓋托輥之間的所有地

26、區(qū)。因此必須選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)奈恢?即可以起到制動(dòng)作用,同時(shí)可以降低成本為了方便設(shè)計(jì)，可以將阻尼板簡(jiǎn)化為兩端固定的簡(jiǎn)支梁，對(duì)其進(jìn)行計(jì)算。假設(shè)阻尼板的厚度為2，寬度為30，長(zhǎng)度為75，下面對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行校核。在這里假設(shè)阻尼板承受彎曲正應(yīng)力，那么最大正應(yīng)力為： =將W=帶入上式，可以得到：=抗彎系數(shù)W和截面的現(xiàn)狀有關(guān)系，在這里假設(shè)阻尼板的橫截面積為矩形，那么：W=于是有：W=210m取輸送帶上輸送帶和物料的質(zhì)量為70kgm，托輥之間的距離為1.2 m。將其帶入式中有：=16MPa許用應(yīng)力=80MPa，那么<所以設(shè)計(jì)的阻尼板是滿足要求的4.2阻尼板的表面包履層材料滑動(dòng)摩擦力和接觸面的材料的特性有關(guān)，

27、當(dāng)接觸面的光滑程度超過(guò)一定限度，摩擦系數(shù)隨平滑程度的降低而增加。為了增加輸送帶和阻尼板之間的摩擦力,可以使用超彈性凸包的結(jié)構(gòu)覆蓋阻尼板表面。包裹層可以使用非常普通的橡膠,表面使用凸包結(jié)構(gòu)。因?yàn)橄鹉z凸殼有非常獨(dú)特的結(jié)構(gòu),使傳送帶與阻尼板接觸,可能會(huì)使橡膠凸包和輸送帶完全接觸。這樣會(huì)成為一種新的表面不光滑的表面紋理的表面,這種表面有凸殼結(jié)構(gòu)。因?yàn)橥拱c傳送帶接觸的時(shí)候可以受到壓力和剪切力的同時(shí)作用,凸包可以出現(xiàn)彈性變形的功能,使阻尼板和輸送帶接觸面積增加。凸殼結(jié)構(gòu)、材料是橡膠,因此接觸面積增加,摩擦系數(shù)的增加,因此這種凸殼結(jié)構(gòu)可以增加摩擦力的作用第五章 阻尼式帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)與計(jì)算方法及實(shí)際應(yīng)用5

28、.1阻尼式斜運(yùn)帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)的計(jì)算方法在輸送機(jī)承載分支上裝設(shè)阻尼板裝置后輸送機(jī)的滾筒圓周力除了增加阻尼板對(duì)輸送帶的阻尼力外其它運(yùn)行阻力F的計(jì)算方法與常用帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法完全相同。我們把承載分支分為阻尼板作用段和托輥?zhàn)饔枚蝺刹糠衷O(shè)輸送機(jī)長(zhǎng)度為L(zhǎng)阻尼板作用段總長(zhǎng)度為L(zhǎng) ，則托輥?zhàn)饔枚伍L(zhǎng)度為(L-L)。在阻尼板作用段上輸送機(jī)所受的總阻尼力F為F=µ（q+q）Lcos若不考慮輸送機(jī)的附加阻力則阻尼式下運(yùn)輸送機(jī)的滾筒圓周力F為F=F+F.其中F=f（q+qcos）+q（L-L）f（qcos+q）L-qLsin式中，f-運(yùn)行阻力系數(shù) q-單位長(zhǎng)度上托輥旋轉(zhuǎn)部分的重量 q-單位長(zhǎng)度下托輥

29、旋轉(zhuǎn)部分的重量從上式可以看出輸送機(jī)的滾筒圓周力主要是由托輥運(yùn)行阻力、物料下滑力和阻尼板產(chǎn)生的阻尼力組成的。阻尼式下運(yùn)輸送機(jī)就是利用增加的阻尼力來(lái)補(bǔ)充托輥運(yùn)行阻力的不足，以克服物料產(chǎn)生的下滑力5.2阻尼式斜運(yùn)帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì) 5.2.1利用ANSYS建立帶式輸送機(jī)系統(tǒng)建模簡(jiǎn)化帶式輸送機(jī)是一種極為復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)，如果根據(jù)其實(shí)際情況的基礎(chǔ)上的模型，該模型的大小可以非常龐大，每種約束可以是非常繁瑣的，而且在使用計(jì)算機(jī)軟件的仿真時(shí)間，花費(fèi)的時(shí)間是非常長(zhǎng)的。但如果同時(shí)創(chuàng)建模型與實(shí)際情況的偏差太大的話，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果有一定的偏差是不可避免的。這就需要找到計(jì)算精度和運(yùn)行效率之間的平衡的一個(gè)條件，根據(jù)相關(guān)理論的

30、要求，在滿足的幾何條件和物理?xiàng)l件相同的前提下，在建立帶式輸送機(jī)模型的時(shí)間根據(jù)需要進(jìn)行一些必要的簡(jiǎn)化，使工作效率可以大大提高。完整的帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)滾筒，在滾筒的變化，托輥，伸縮裝置輸送帶等結(jié)構(gòu)。除了輸送帶，其他結(jié)構(gòu)的變形很小，因此可將其簡(jiǎn)化為剛體，同時(shí)可作為輸送帶的柔性體。在這里進(jìn)行仿真分析是輸送帶斷帶或輸送帶反轉(zhuǎn)，是否對(duì)阻尼板的摩擦起保護(hù)作用。因此，在建模的時(shí)候與傳動(dòng)滾筒改向滾筒等結(jié)構(gòu)沒(méi)有太大的關(guān)系。對(duì)輸送帶起支持作用的托輥，同時(shí)在離輸送帶有一定距離，還需要安裝阻尼板。在進(jìn)行建模的時(shí)候，可以簡(jiǎn)化等傳動(dòng)滾筒和拉緊裝置是一種作用力。皮帶輸送機(jī)用于承載部分的所有基本上是槽形托輥組，因此在承載段輸送

31、帶的橫截面是槽型。通過(guò)進(jìn)行對(duì)此前的學(xué)者，可以發(fā)現(xiàn)輸送帶寬度對(duì)輸送帶的動(dòng)態(tài)特性的影響是非常小的，換句話說(shuō)，輸送帶橫向特性對(duì)輸送帶的動(dòng)態(tài)性能影響很小，起決定作用的是縱向的特點(diǎn)。因此，為了簡(jiǎn)化模型，便于施加載荷和約束，簡(jiǎn)化了在承載段輸送帶的橫截面形狀的水平5.2.2帶式輸送機(jī)的幾何模型5.3帶式輸送機(jī)阻尼板的防滑研究與仿真5.3.1帶式輸送機(jī)仿真過(guò)程設(shè)置瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析也被稱為時(shí)間歷程分析，可以分析在靜載荷和正弦載荷的結(jié)構(gòu)以及任何組合作用下的瞬態(tài)負(fù)載，變化等應(yīng)變和應(yīng)力以及隨著時(shí)間的推移。瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析也需要建模，旋加負(fù)載，解決方案，檢查結(jié)果等幾個(gè)步驟。瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)可能產(chǎn)生隨時(shí)間變化的負(fù)載，負(fù)載變化時(shí)，要

32、講話，需要分成合適的載荷步的時(shí)間關(guān)系。施加瞬態(tài)荷載必須首先建立初始條件，也就是零時(shí)間的初始速度和初始位移，如果沒(méi)有進(jìn)行建立軟件能夠兩個(gè)默認(rèn)為0。結(jié)構(gòu)模型和劃分網(wǎng)格后后，需要施加約束(1) 對(duì)托輥和阻尼板進(jìn)行約束點(diǎn)擊菜單Mian Menu里面的Solution，然后選擇Define Loads里面的Appiy，然后點(diǎn)擊Structural里面施加約束的選項(xiàng)Displacement。由于在這里建立的是二維的模型，需要進(jìn)行約束的結(jié)構(gòu)有所有的托輥和阻尼板，它們都是面，所以選擇的是area。然后依次在模型中選中所有的托輥的和阻尼板，點(diǎn)擊ok。在這里假設(shè)托輥和阻尼板都是剛體，在壓力的作用下，在任何方向上面

33、沒(méi)有發(fā)生位移。選擇的All DOF在VALUE Displacement value填入0，這樣就用各個(gè)方向?qū)ν休伜妥枘岚暹M(jìn)行了約束，而且在各個(gè)方向的位移為0。(2)摩擦系數(shù)的設(shè)置在對(duì)托輥與阻尼板施加約束以后，由于輸送帶與托輥以及阻尼板之間可能會(huì)發(fā)生接觸并且產(chǎn)生摩擦力，因此需要對(duì)摩擦力進(jìn)行設(shè)置。關(guān)于摩擦的問(wèn)題，在anays中比較復(fù)雜，在前面關(guān)于接觸問(wèn)題如何選擇目標(biāo)面與接觸面已經(jīng)有了非常詳細(xì)的介紹。選擇菜單里面Preprocessor里面的Modeling，然后找到Create里面的Contact Pair這個(gè)工具就是用來(lái)設(shè)置接觸對(duì)的。5.3.2不同傾角下的仿真結(jié)果阻尼板制動(dòng)需要的時(shí)間輸送機(jī)的傾

34、角阻尼板之間的托輥數(shù)目3457958.2813.1219.04108.36156.979.3916.21188.7612.9718.48輸送帶下滑的距離輸送機(jī)的傾角阻尼板之間的托輥數(shù)目3457954.3610.2623.151014.6826.77152.239.6030.44182.8816.334.065.4阻尼板的安裝方案在上面的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，我們通過(guò)對(duì)帶式輸送機(jī)的不同條件下的距離，輸送帶反轉(zhuǎn)進(jìn)行制動(dòng)所需時(shí)間和帶式輸送機(jī)下滑距離進(jìn)行綜合分析時(shí)，帶式輸送機(jī)傾角為5“，九托輥間安裝一個(gè)阻尼板最好，傾角為10。七托輥之間時(shí)，安裝一個(gè)阻尼板是最好的。帶式輸送機(jī)的傾角是15。18。五時(shí)，支撐輥之間安裝

35、一個(gè)阻尼板可起到剎車作用，但皮帶輸送機(jī)下滑的距離比較大，在四托輥均設(shè)置阻尼板的話，因此在這種情況下，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行不同的區(qū)別結(jié)論如果帶式輸送機(jī)輸送帶休息帶或逆轉(zhuǎn),傳送帶可以發(fā)生一起材料就會(huì)滑下來(lái)。如果安裝阻尼板在傳送帶上,可以使用摩擦力阻礙傳送帶下滑。然后阻尼板可以起到主要的作用,但也和很多因素有關(guān)系。本文在進(jìn)行一定的分析帶式輸送機(jī)的動(dòng)力學(xué)和摩擦理論,建立了帶式輸送機(jī)使用Ansys軟件和阻尼板模型,在建立模型基礎(chǔ)之上的帶式輸送機(jī)傾角和阻尼板數(shù)量?jī)蓚€(gè)方面,分析了帶式輸送機(jī)發(fā)生斷帶和逆轉(zhuǎn),阻尼板防止輸送帶下滑起到的作用。本文相關(guān)工作和結(jié)論總結(jié):1. 為了分析阻尼板的功能起到的作用,需要進(jìn)行分

36、析的傳送帶工作時(shí)的張力,進(jìn)行研究的各種阻力的形成原因,后面的仿真提供了理論依據(jù)2. 阻尼板起到了制動(dòng)的作用主要是取決于阻尼板和傳送帶之間的摩擦力,因此需要進(jìn)行分析對(duì)影響摩擦力大小的因素,并設(shè)計(jì)了阻尼板結(jié)構(gòu)在此基礎(chǔ)上,為了更好地提高輸送帶與阻尼板之間的摩擦力3 在建立了帶式輸送機(jī)與阻尼板的模型，按照特定的運(yùn)送量與帶速，分為四種不同的傾角與不同數(shù)量的阻尼板，對(duì)帶式輸送機(jī)在發(fā)生斷帶或者逆轉(zhuǎn)情況下，在阻尼板摩擦力的作用下，輸送帶的速度變化和位移進(jìn)行仿真，并得出了一下的結(jié)論：（1）帶式輸送機(jī)傾角較大時(shí),發(fā)生在傳送帶上打破了皮帶或逆轉(zhuǎn)的情況下,阻尼板進(jìn)行制動(dòng)需要時(shí)間更長(zhǎng),傳送帶下滑的距離就更大（2）若是阻

37、尼板數(shù)量不同,對(duì)傳送帶的制動(dòng)有非常巨大的影響。阻尼板的數(shù)量越多時(shí),制動(dòng)的速度更快,傳送帶下滑的距離越小。此外傳送帶傾角不同,阻尼板必須保證一定的數(shù)量,如果小于這個(gè)數(shù)量,不能發(fā)揮的作用,阻尼板就失去了制動(dòng)作用,導(dǎo)致阻尼板失去意義(3)在相同的傾角,傳送帶具有逆轉(zhuǎn)比斷帶制動(dòng)需要的阻尼板數(shù)量要小一些,這是應(yīng)該的,因?yàn)?逆轉(zhuǎn)的作用下傳送帶也有相當(dāng)大的拉力,但在斷帶的情況下傳送帶在運(yùn)輸物料的方向上能夠突然完全失去張力致謝參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1李云海 阻尼式可伸縮帶式輸送機(jī)的研究和實(shí)驗(yàn) 煤炭科學(xué)研完總院上海分院 煤礦機(jī)電，1994(2)：17-272陳永衡，張雪雁，康忠民帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)特性優(yōu)化設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)仿真

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