帶式輸送機教學課件

第八章

帶式輸送機第一節(jié)概述第二節(jié)帶式輸送機的主要部件第三節(jié)帶式輸送機的傳動理論及設(shè)計基礎(chǔ)第一節(jié)概述帶式輸送機是由承載的輸送帶兼作牽引機構(gòu)的連續(xù)運輸設(shè)備，可輸送礦石、煤炭等散裝物料和包裝好的成件物品。由于它具有運輸能力大、運輸阻力小、耗電量低、運行平穩(wěn)、在運輸途中對物料的損傷小等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用。如圖所示，輸送帶1繞經(jīng)傳動滾筒2和改向滾筒3形成一個環(huán)形帶,上下輸送帶由托輥4支承，拉緊裝置5給輸送帶以正常運行所需的張力。上段輸送帶利用一組槽型托輥支承，稱上分支、支承段或重段；下段輸送帶由平托輥支承，稱下分支、回程段或空段。動畫優(yōu)點：輸送物料種類廣泛。輸送能力范圍大。輸送線路適應(yīng)性強。裝卸料靈活?？煽啃詮姟０踩愿?。費用低。應(yīng)用條件：膠帶輸送機可用于水平及傾斜巷道，傾斜向上輸送原煤，允許的最大傾角為20°；塊煤為18°。向下輸送的最大傾角為上列數(shù)值的80％。缺點：膠帶成本高且易損壞，與其它運輸設(shè)備相比，初期投資高。不適于運送有棱角的貨載。膠帶輸送機對彎曲巷道的適應(yīng)性還比較差。一、帶式輸送機的種類按承載能力分類輕型帶式輸送機：專門應(yīng)用于輕型載荷的輸送機。通用帶式輸送機：應(yīng)用廣泛的輸送機。鋼繩芯帶式輸送機：應(yīng)用于重型載荷的輸送機。按可否移送分類固定帶式輸送機：輸送機安裝在固定的機架上,機架是落地的,不移動。移動帶式輸送機：具有移動機構(gòu)，如輪、履帶。移置帶式輸送機：通過移動設(shè)備變換設(shè)備的位置?？缮炜s帶式輸送機：通過儲帶裝置改變輸送機的長度。按輸送帶的結(jié)構(gòu)形式分類普通輸送帶帶式輸送機:為平型帶,帶芯為帆布、尼龍帆布或鋼繩芯。繩牽引帶式輸送機:用鋼絲繩作牽引機構(gòu),帶有耳邊的帶作承載機構(gòu)。壓帶式輸送機:用兩條閉環(huán)帶,其中一條為承載帶,另一條為壓帶。鋼帶輸送機:輸送帶為鋼帶。網(wǎng)帶輸送機:輸送帶為網(wǎng)帶。管狀帶式輸送機:輸送帶圍包成管狀。波狀擋邊帶式輸送機:輸送帶邊上有擋邊以增加物料截面,傾角大時設(shè)有橫向擋板?；y帶式輸送機:用花紋帶以增大物料和輸送帶的摩擦，提高輸送傾角。按承載方式分類托輥式帶式輸送機：用托輥支承輸送帶。氣墊帶式輸送機：用氣膜支承輸送帶。深槽型帶式輸送機：加大槽深。按輸送機線路布置分類直線帶式輸送機：輸送機縱向是直線。平面彎曲帶式輸送機：可在平面上實現(xiàn)彎曲運行。空間彎曲帶式輸送機：可在空間實現(xiàn)彎曲運行。按驅(qū)動方式分類單滾筒驅(qū)動帶式輸送機：只有一組驅(qū)動滾筒。多滾筒驅(qū)動帶式輸送機：有多組驅(qū)動滾筒。線摩擦帶式輸送機：用一條或多條輸送帶作為驅(qū)動。磁性帶式輸送機：通過磁場作用驅(qū)動輸送帶。礦業(yè)工程學院——王昌琪7礦業(yè)工程學院——王昌琪8二、帶式輸送機的工作原理固定式帶式輸送機特點：帶式輸送機安裝在固定的機架上，機架是落地式的，并固定在底板或基礎(chǔ)上。應(yīng)用：這種輸送機多用在選煤廠，個別斜井也有用的?？缮炜s式膠帶輸送機綜合機械化采煤工作面推進速度比較快，所以順槽的長度和運輸距離變化比較快，這就要求順槽運輸設(shè)備能夠比較迅速地進行伸長或縮短?？缮炜s膠帶輸送機就是為了適應(yīng)這種需要而設(shè)計制造的。特點：機身可以很方便地伸縮,它有一個貯帶裝置，可以貯存一卷膠帶。礦業(yè)工程學院——王昌琪11

工作過程：機械化采煤工作面采下的煤經(jīng)由工作面刮板輸送機運送到順槽橋式轉(zhuǎn)載機上，經(jīng)轉(zhuǎn)載機轉(zhuǎn)載到可伸縮帶式輸送機上，再由可伸縮膠帶輸送機將煤運至采區(qū)煤倉或上、下山運輸設(shè)備上。轉(zhuǎn)載機的懸拱部分與膠帶輸送機機尾段的最大搭接部分長度約為幾十米。當工作面后退（或前進）時，首先移動轉(zhuǎn)載機來適應(yīng)煤炭運輸距離的變化。當工作面推進約最大搭接長度，轉(zhuǎn)載機機頭小車沿帶式輸送機機尾兩側(cè)的導軌行走到極限位置，需將帶式輸送機縮短（或伸長）最大搭接長度，轉(zhuǎn)載機方能繼續(xù)移動并與可伸縮帶式輸送機配合工作，這時貯帶裝置要收貯（或放出）2倍最大搭接長度的輸送帶。上述工作完成后，重新張緊膠帶，以保證運輸持續(xù)進行。由于貯帶倉中貯存輸送帶的長度有限，所以在后退式采煤時．帶式輸送機逐漸縮短，輸送帶逐漸收貯，每隔一段時間需將貯滿的輸送帶取出；當前進式采煤或巷道掘進時，可伸縮輸送帶輸送機逐漸伸長，放出膠帶，貯帶倉放空后，即需加帶，方能繼續(xù)工作。貯帶裝置的工作原理：貯帶裝置2在輸送機機頭部后面，運行的膠帶在機頭部換向后經(jīng)過傳動滾筒1進入貯帶裝置，膠帶分別繞過活動小車3上的兩個滾筒和前端固定架上的兩個滾筒，折返四次后向機尾方向運行。當縮短膠帶輸送機時，活動小車3在張緊絞車4的牽引下向后移動，機尾部前移，膠帶就重疊四層貯存在貯帶裝置中。當伸長膠帶輸送機時，張緊絞車4松繩，機尾部后移，貯帶裝置中的膠帶放出，活動小車3前移。根據(jù)伸長或縮短的距離，相應(yīng)地增加或拆除中間托架。膠帶輸送機伸長或縮短作業(yè)完成后。張緊絞車4以適當?shù)睦Π涯z帶張緊，使膠帶輸送機正常運行。吊掛帶式輸送機吊掛帶式輸送機用在順槽及采區(qū)上、下山。特點：上鉸接托輥均安裝在兩根平行的鋼絲繩上，鋼絲繩及下托輥吊架用吊索吊掛在頂梁上。與通用固定式相比較，這種輸送機的拆裝和調(diào)節(jié)都節(jié)省工時，因此目前在井下得到廣泛的應(yīng)用。吊掛帶式輸送機鋼繩芯帶式輸送機鋼繩芯帶式輸送機的特點：輸送帶用鋼繩代替帆布層做芯體，所以輸送帶有很高的強度。用這種輸送機能夠?qū)崿F(xiàn)單機長距離運輸，使運輸系統(tǒng)簡化，運輸效率高。這種輸送機的設(shè)備成本及運輸成本遠遠低于一般織物芯體帶式的輸送機。三、帶式輸送機的主要布置形式第二節(jié)帶式輸送機的主要部件帶式輸送機主要由輸送帶、托輥、傳動裝置、拉緊裝置與制動裝置和清掃裝置等部分組成。一、輸送帶輸送帶在一般輸送機中，既是承載機構(gòu)，又是牽引機構(gòu)，所以要求它個僅要有足夠的強度,還應(yīng)有相當?shù)膿闲?。輸送帶是輸送機的主要組成部分,它用量大、成本高,約占輸送機的成本的30%~50%。一些特定的工作條件要求輸送帶具有耐磨、耐熱、阻燃、耐油以及耐臭氧等特性。在輸送帶運轉(zhuǎn)過程中，其所受載荷極復雜，包括縱向的拉伸應(yīng)力、經(jīng)過滾筒和托輥的彎曲應(yīng)力等。大多數(shù)輸送帶的損壞表現(xiàn)為工作面層和邊緣磨損，受大塊、尖利物的沖擊引起擊穿、撕裂和剝離。1.普通橡膠輸送帶輸送帶包括三部分：覆蓋層（上覆蓋層和下覆蓋層）上覆蓋層是承載面，通常比較厚承受載荷的沖擊和摩擦；下覆蓋層與是滾筒和托輥的接觸面，為了減小與托輥和滾筒和摩擦阻力，通常較薄。帶芯（單層和多層）提供必要的強度以傳遞能量驅(qū)動輸送帶，并支承輸送帶所承載的物料，帶芯的強度確定輸送帶的強度。隔離層（帶芯的黏結(jié)介質(zhì)）其作用是在帶芯內(nèi)將層與層隔開，以防止相互摩擦，使帶有有可能撓曲，并提供良好的黏結(jié)性能將帶芯黏合在一起還可以有利于承受載荷、吸收沖擊。要求輸送帶具有耐熱、阻燃或耐油性能等也在隔離層實現(xiàn)。20膠帶接頭連接有機械方法和硫化膠合法兩種。機械方法有鉸接活頁式、鉚釘固定的夾板式、勾狀卡子及皮帶扣等。這些方法接頭強度弱，操作麻煩，使用期短，容易拉豁膠帶。機械方法中以皮帶扣聯(lián)接效果最好，目前廣泛采用。硫化膠合法接頭牢固，使用期長，但操作比較復雜。因為需將膠帶接頭剝成階梯形，經(jīng)硫化處理重新膠合，特別是井下操作更麻煩。22礦業(yè)工程學院——王昌琪2324輸送帶大致可分為普通輸送帶和特殊結(jié)構(gòu)輸送帶。按覆蓋層和帶芯的材料可分為橡膠輸送帶、塑料輸送帶、尼龍輸送帶和鋼繩芯輸送帶；按所應(yīng)用的環(huán)境可分為標準耐磨帶、耐熱帶、阻燃帶、耐油帶和食品帶。2.特殊結(jié)構(gòu)輸送帶特殊結(jié)構(gòu)的輸送帶包括鋼繩牽引輸送帶、可乘人輸送帶、花紋輸送帶、擋邊輸送帶、防撕裂輸送帶、無覆蓋膠輸送帶等。鋼繩牽引輸送帶輸送帶起承載物料和人員的作用，牽引力由另設(shè)的鋼絲繩提供?？沙巳溯斔蛶л斔蛶гO(shè)計成在邊輥支撐的形式。花紋輸送帶為實現(xiàn)比普通輸送帶較大傾角的運輸，輸送帶表面做有防滑花紋。波狀擋邊輸送帶輸送帶由帶基、波狀擋邊、中間擋板組成。二、托輥內(nèi)部，托輥的兩端由托輥支架支撐。因此，對托輥的結(jié)構(gòu)形式、材質(zhì)、潤滑及輥徑等的改進和提高都是國內(nèi)外重點研究的內(nèi)容。托輻按用途不同分為承載托輥、調(diào)心托輥和緩沖托輥三種。托輥是承托輸送帶使它的垂度不超過限定值以減少運行阻力，保證帶式輸送機平穩(wěn)運行的部件。要求托輥運行阻力小、運轉(zhuǎn)可靠、具有足夠的承載能力、使用壽命長等。(一)托輥的結(jié)構(gòu)它由管體、軸承座、軸承、軸和密封件構(gòu)成，軸承布置在托輥管體的(二)托輥組的布置托輥按用途分為普通托輥和專用托輥。普通托輥在正常段分為上分支和下分支托輥，作用是支承著輸送帶和物料，使膠帶的垂度不超過規(guī)定限度，以保證膠帶平穩(wěn)地運行。專用托輥的作用是輸送帶的過渡導向、輸送帶運行的防偏以及緩沖等。常用的托輥可分為槽形托輥、平形托輥、調(diào)心托輥和緩沖托輥。1.槽形托輥組

槽形托輥一般由三個長度相等的短托輥組合而成，兩側(cè)托輥的槽形角一般為35°。槽形托輥主要用作上托輥，有的也用作下托輥。3.緩沖托輥組緩沖托輥裝于輸送機的裝載處，以緩和大塊貨載對膠帶的沖擊，起保護膠帶的作用。這種托輥組的每個托輥由具有一定間隔的彈性圓盤制成。即在管體外部加裝橡膠圈即可。2.懸掛托輥組

將3個（或5個）托輥鉸接在一起懸掛在輸送機中間架上。常用在重載工作的移動式輸送機上。3輥常用在承載段，5輥常用在受料段。4.調(diào)心托輥組調(diào)心托輥設(shè)置在通用固定式輸送機重段上，每隔十組普通托輥設(shè)置一組調(diào)心托輥。當輸送帶跑偏時，托輥組的托架可以通過支點旋轉(zhuǎn)一定角度將輸送帶推回的輸送機的中心線上來。同時，以減少膠帶邊緣的磨損。三、滾筒滾筒組是帶式輸送機的重要部件。是依靠它與輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶運行的部件。按在輸送機中所起的作用可分為傳動滾筒和改向滾筒。傳動滾筒是將驅(qū)動裝置提供的扭矩傳動到輸送帶上。改向滾筒包括輸送帶在輸送機端部的改向、增加傳動滾筒包角的導向及拉緊裝置的導向。按結(jié)構(gòu)形式分鋼制光面滾筒、包膠滾筒和陶瓷滾筒等。鋼制光面滾筒制造簡單，缺點是表面摩擦因數(shù)小，一般用在短距離輸送機中。包膠滾筒和陶瓷滾筒的主要優(yōu)點是表面摩擦因數(shù)大，適用于長距離大型帶式輸送機中。其中，包膠滾筒按表面形狀不同可分為：光面包膠該筒、菱形(網(wǎng)紋)包膠滾筒、人字形溝槽包膠滾筒。人字形溝槽包膠膠面摩擦因數(shù)大，防滑性和徘水性好，但有方向性。菱形包膠膠面用于雙向運行的輸送機。用于重要場合的滾筒，最好選用硫化橡膠膠面。用于井下時，膠面應(yīng)采用阻燃材料。31四、驅(qū)動裝置帶式輸送機的驅(qū)動裝置由電動機、聯(lián)軸器、減速器及主動滾筒所組成。主動滾筒是傳遞動力的主要部件。地面多用單滾筒，井下因巷道狹窄，多采用雙主動滾筒，這樣既可使結(jié)構(gòu)緊湊，又可增大膠帶在滾筒上的圍包角。滾筒表面按其制造工藝不同，有光面、木面及膠面三種，后兩種可提高膠帶與滾筒之間的摩擦系數(shù)，以增大膠帶的牽引力。驅(qū)動裝置與輸送機的相對位置可分為平行出軸減速器驅(qū)動裝置和垂直出軸減速器驅(qū)動裝置。傳動輪有單摩擦輪、多滾輪、封閉鏈式、對輪及夾鉗輪等。單摩擦輪有結(jié)構(gòu)簡單、制造維修容易及對鋼繩磨損小等優(yōu)點，故使用較廣。對摩擦輪襯墊材料的要求：與牽引繩間有較高的摩擦系數(shù)；采用對摩擦系數(shù)影響小的潤滑油；有較高的許用比壓及對鋼繩的磨損小等。常用的襯墊材料有軟木紙橡膠、鋁基合金、牛皮及塑料等。五、機架機架是支持托輥、驅(qū)動裝置的金屬結(jié)構(gòu)。可分為頭架、尾架和中間架，按結(jié)構(gòu)形式主要有梁架、桁架、三角架和立柱。

機架的類型有吊掛式和落地式2種，落地式又分為固定式和可拆移動式。用于地面和井下主要運輸巷道的固定通用型帶式輸送機屬于落地式固定機架，它固定在輸送機機道的基礎(chǔ)上，牢固穩(wěn)定，服務(wù)年限長；用于采區(qū)巷道的帶式輸送機，由于經(jīng)常移動，一般均采用可拆移動式落地機架或吊掛式機架。六、拉緊裝置（一）概述使膠帶或鋼絲繩得到必要的初張力，以免膠帶或鋼絲繩在主動滾筒或傳動輪上打滑，并保證托輥間膠帶的垂度在規(guī)定的范圍內(nèi)。在輸送機的啟動、制動和正常運行時，為保證力的傳遞所需的張緊力是不同的，這就要求張緊裝置在不同的工況下能夠提供相應(yīng)的拉力。（二）拉緊裝置的種類拉緊裝置按作用可分為重錘式、固定式和自動式。1.重錘式拉緊裝置重錘式拉緊裝置的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、輸送帶張力始終保持不變，缺點是體積龐大、笨重。有垂直式和重錘車式。重錘車式拉緊裝置安裝在輸送機機尾拉緊滾筒l安裝在沿軌道移動的小車2上，固定在小車上的鋼繩的另一端掛有重砣3，靠重砣重力將膠帶拉緊，手搖小絞車4可提起重砣放松膠帶。2.固定拉緊裝置固定拉緊裝置在輸送機的運轉(zhuǎn)過程中拉緊滾筒位置保持不變。固定式拉緊裝置有螺旋拉緊和絞車固定拉緊。1)螺旋拉緊裝置用螺桿可使尾部滾筒移動，達到拉緊的目的。這種拉緊裝置結(jié)構(gòu)簡單，但拉緊力的大小不易掌握，工作過程中拉緊力不能保持恒定。這種裝置一般用于機長小于80m、功率較小的輸送機上。2)絞車拉緊裝置這種拉緊裝置是利用小型絞車拉緊，因其體積小。拉力大，所以產(chǎn)泛應(yīng)用于井下帶式輸送機。在應(yīng)用中可以同時使用固定絞車拉緊裝置和重錘拉緊裝置,這樣既保證在輸送機工作中的拉力為恒定值,又可減小重錘拉緊裝置的工作空間。七、輔助設(shè)備帶式輸送機的輔助設(shè)備包括給料裝置、卸料器、卸料裝置、清掃器、稱量裝置、取樣裝置、輸送機保護輔助設(shè)備等。（一）給料裝置為保證將要運輸?shù)奈锪涎b在運輸機上，對給料裝置的要求：將物料裝到運輸機時，物料的速度和方向應(yīng)接近輸送帶的運行速度和運行方向。物料應(yīng)裝在輸送帶中心，不允許物料灑落在輸送機以外。當運送大塊物料時應(yīng)盡量避免物料對輸送帶的沖擊，盡量減小給料高度。給料量具有可調(diào)性，保持具有良好的通過能力。保持連續(xù)給料，以保證輸送機上的料流連續(xù)。給料裝置包括給料機、溜槽和導料槽。（二）卸料器從水平平行和傾角不大的帶式輸送機上卸粉料可采用固定式的或鋼絲繩和卷揚機拖動的犁式卸料器。（三）其他卸料裝置輸送機最簡單的卸料方式是通過端部滾筒上方卸落到料堆上，必要時可增設(shè)溜槽。卸料溜槽能夠收集從輸送帶上卸下和清除下來的全部物料。卸料車在輸送機中間的任何位置卸載具有一定移動能力的卸料裝置。（四）清掃器其作用是清除輸送帶上的黏附物料并將這些物料堆積在卸料區(qū)。八、機電保護裝置當發(fā)生事故時對輸送機的主要部件進行保護以保證輸送機的正常運行。1.防止輸送帶跑偏裝置在帶式輸送機運轉(zhuǎn)過程中，輸送帶的縱向中心線偏離輸送帶的理論中心線的現(xiàn)象稱輸送帶跑偏。輸送帶跑偏的原因：托輥軸線與膠帶運行方向不垂直；槽形托輥傾角不等；使用不當（如清掃不干凈，造成煤粉粘在滾筒上，使?jié)L筒半徑不等）、膠帶結(jié)構(gòu)及制造質(zhì)量不良（如薄厚不均勻，芯體鋼絲繩受力不均勻）；輸送帶局部彎曲或接頭不直使膠帶所受拉力不均勻；裝料時貨載偏向膠帶一側(cè)，進料口位置不正確，物料的下料點不在膠帶中間；安裝誤差。防止跑偏的措施：

安裝調(diào)心托輥；

安裝防跑偏架；

保證膠帶和托輥質(zhì)量，提高安裝質(zhì)量；

膠帶接頭正;

注意檢查清掃裝置。2.帶速檢測裝置當輸送機帶速過低時不能完成規(guī)定的輸送量，且會發(fā)生物料堆積現(xiàn)象，造成整條輸送線不能正常工作。當驅(qū)動裝置正常運轉(zhuǎn)而帶速降低時，意味著輸送帶在傳動滾筒上打滑，會使帶溫升高，嚴重時會燒壞輸送帶，在井下還會發(fā)生火災(zāi)的危險。所以，要設(shè)帶速檢測裝置。3.斷帶保護對傾斜的輸送機，為防止輸送帶拉斷后的下滑需設(shè)置捕捉器進行斷帶保護。4.縱向撕裂保護裝置引起輸送帶縱向撕裂的原因：加料站外來大塊廢鋼或木料將輸送帶刺穿。溜槽的堵塞。清掃器刮板掛住輸送帶的金屬絲。托輥端蓋焊接缺陷。夾在溜槽和托輥間的長條金屬絲把輸送帶撕裂。為了減少輸送帶的撕裂程度，多數(shù)系統(tǒng)設(shè)有縱向撕裂保護裝置。第三節(jié)帶式輸送機的傳動理論及設(shè)計基礎(chǔ)一、摩擦傳動原理膠帶是靠膠帶與主動滾筒之間產(chǎn)生的摩擦力帶動的。圖中A是主動滾筒，B是輸送帶。假設(shè)主動滾筒順時針轉(zhuǎn)動，帶動膠帶也順時針轉(zhuǎn)動。在一般情況下，膠帶與主動滾筒相遇點張力SY比膠帶與主動滾筒分離點張力SL大，即膠帶的張力是從SL至SY逐漸增加。這是由滾筒對膠帶產(chǎn)生的摩擦力所造成的。下面分析張力S在膠帶整個圍包弧上的變化規(guī)律：為了使分析問題簡化，假定：膠帶是理想的撓性體并可任意撓曲不受彎曲應(yīng)力;忽略圍包弧膠帶本身重力;忽略這段膠帶轉(zhuǎn)彎時的離心力。首先,在圍包弧上取dl長一小段膠帶為隔離體,其對應(yīng)的圓心角為dθ.dl的上端張力為S+dS，下端張力為S。其中dS是該段膠帶上張力的變化，忽略膠帶本身重力、彎曲應(yīng)力及離心力，可以認為dS主要是由于滾筒對dl長膠帶的摩擦力dF所造成的。若主動滾筒對dl長膠帶的正壓力為dN，在極限狀態(tài)下，摩擦力達到最大靜摩擦力、膠帶在滾筒上沿逆時針方向有滑動趨勢而未打滑時，dF應(yīng)等于dN與摩擦系數(shù)f的乘積，即dF=fdN。并可列出力的平衡方程式(3-1)(3-2)由于dθ很小，所以；；二次微量。故上二式可化簡為（3-3）（3-4）因dF=f·dN，所以（3-5）或（3-6）上面微分方程表示張力s與圓心角dθ的變化關(guān)系，為了求得沿整個圍包弧張力的變化規(guī)律，可用積分的方法解上微分方程（3-7）解上式，得（3-8）膠帶在整個圍包弧上處于極限狀態(tài)下，相遇點最大張力SY，max與SL之間的關(guān)系可寫成（3-9）

式（3-9）是撓性體摩擦傳動的歐拉公式。圖3-37中的bca′就是根據(jù)歐拉公式畫出的在傳動滾筒上膠帶張力變化曲線。相遇點張力隨負載的增加而增加，當負載增加過多時，膠帶不動，主動滾筒打滑，為了防止打滑，必須滿足以下條件，即(3-10)式中SY——膠帶在主動滾筒相遇點的實際張力。當SY,max>SY>SL時，在主動滾筒圍包弧上膠帶張力將按圖3-37所示的曲線bca變化?？梢钥闯?輸送帶張力在BC弧內(nèi)仍按歐拉公式所反映的規(guī)律變化,在C點膠帶的張力達到SY,在CA弧內(nèi)膠帶的張力保持不變。實際上膠帶是一個彈性體。在張力的作用下，要產(chǎn)生彈性伸長，而且受力越大，變形越大。由上述分析可知，膠帶張力從相遇點到分離點逐漸變小，也就是在相遇點被拉長，在向分離點運動時會隨張力的減小逐漸收縮，在這個過程中膠帶與滾筒之間產(chǎn)生相對滑動，這種滑動稱為彈性滑動（彈性蠕動）。彈性滑動只發(fā)生在主動滾筒上有張力差的那一段膠帶內(nèi)。如果各點張力都相等，那么各點的伸長量也一樣，膠帶就不會在滾筒上伸長或縮短。上述這個張力差就是主動滾筒傳遞給膠帶的牽引力。因此，在傳遞牽引力的這段圍包弧內(nèi)，膠帶與滾筒之間必定產(chǎn)生彈性滑動。這一段圓弧叫做滑動弧，如圖3-37所示的BC弧?；瑒踊∷鶎?yīng)的中心角λ叫做滑動角。不產(chǎn)生彈性滑動的圓弧叫做靜止弧，如圖3-37所示的CA弧，它所對應(yīng)的中心角γ叫做靜止角。靜止弧是不傳遞牽引力的，它保證傳動裝置具有一定的備用牽引力。當膠帶在主動滾筒分離點的張力S為一定值時，隨著輸送機負荷的增加，在相遇點膠帶的張力SY也增大，因而滑動角λ也相應(yīng)增大。當張力SY增大至極限值SY，max時，則整個圍包角都成為滑動角（即λ=α），傳遞的牽引力達到最大值，若輸送機負荷再增加，則滾筒空轉(zhuǎn)打滑而膠帶停止不動，使輸送機不能工作?；瑒踊‰S膠帶相遇點張力的增大而增加，在滑動弧內(nèi)，膠帶的張力按歐拉公式的規(guī)律變化，這是膠帶摩擦傳動的基本原理。輸送帶的彈性滑動和打滑是兩個截然不同的概念，不可混淆。彈性滑動是驅(qū)動滾筒產(chǎn)生牽引力的必然現(xiàn)象，而打滑是輸送機在生產(chǎn)中的事故現(xiàn)象，不允許發(fā)生。注意1.傳動裝置的牽引力單滾筒膠帶輸送機傳動裝置可能傳遞的最大牽引力為

(3-11)為了使輸送機能可靠安全地運行，在設(shè)計時，對滾筒圓周的摩擦力要考慮一定的備用量，如果這個備用量用摩擦力備用系數(shù)n來表示，則輸送機實際可能達到的牽引力為

(3-12)

一般取n=1.15~1.2。提高傳動裝置的牽引力的措施：1)增加膠帶拉緊力增加膠帶拉緊力可使膠帶分離點張力SL增加。此法雖可行，但增大SL必然相應(yīng)地增大膠帶斷面，這會使傳動裝置的結(jié)構(gòu)尺寸加大，不經(jīng)濟。故設(shè)計時不宜采用。2)增加圍包角α

井下膠帶輸送機由于巷道狹窄，所需牽引力較大，故多采用雙滾筒傳動，以增加圍包角。3)增大摩擦系數(shù)f

在主動滾筒上覆蓋摩擦系數(shù)較大的木襯或橡膠襯等，以增大膠帶與滾筒之間的摩擦系數(shù)。2.雙滾筒傳動牽引力的分配

目前采用雙滾筒傳動的膠帶輸送機有兩種形式：一種是兩滾筒間通過一對齒數(shù)相同的傳動齒輪聯(lián)系（剛性聯(lián)系）；另一種是兩滾筒分別傳動的。

具有剛性聯(lián)系的雙滾筒傳動與單滾筒相比較，多了一個主動滾筒，但是兩個滾筒的轉(zhuǎn)數(shù)相同。

如果兩滾筒直徑相等，從圖3-38可見，膠帶由滾筒2的D點到滾筒1的B點，這兩點之間除這一小段膠帶的重力外，張力沒有任何變化，忽略這一小段膠帶的重力，可把B點看作是D點的延續(xù)。當該筒2傳遞的牽引力達到極限值后，滾筒1才開始傳遞牽引力給膠帶。這時靜止角僅存在于滾筒1上。具有剛性聯(lián)系的雙滾筒上，膠帶張力變化曲線如圖3-38所示。滾筒2可能傳遞的最大牽引力為（3-13）滾筒1可能傳遞的最大牽引力為（3-14）式中S'——兩滾筒間膠帶的張力。傳動裝置可能傳遞的總牽引力為（3-15）式中α=α1+α2。兩個滾筒可能傳遞的最大牽引力之比為（3-16）在一般情況下，α1=α2=α/2，因此（3-17）可見，對于具有剛性聯(lián)系的雙滾筒傳動裝置，滾筒1可能傳遞的最大牽引力為滾筒2的倍，并且兩個滾筒之間牽引力的分配取決于摩擦系數(shù)和圍包角的數(shù)值。當輸送機的牽引力為一定時，在滾筒l傳遞的牽引力未達到極限值的情況下，即在λ1＝α1-γ1的情況下，從圖3-38中的曲線可見，當摩擦系數(shù)f值增大時，滾筒2傳遞的牽引力W2增大，W1減??；反之，當f值減小時，W2減小，W1增大。這是由于輸送機的牽引力W0＝W1+W2為一定值，在剛性聯(lián)系的雙滾筒上，只有在滾筒2傳遞的牽引力已達極限值后，滾筒1才開始傳遞牽引力。二、帶式輸送機的選型計算根據(jù)膠帶輸送機的適用范圍，查表選擇一種膠帶輸送機，選出的膠帶輸送機要滿足下列要求：工作地點生產(chǎn)工藝的要求；膠帶的寬度及速度要滿足運輸生產(chǎn)率及貨載塊度的要求；為了使膠帶平穩(wěn)地運行，膠帶在兩托輥間的垂度不能超過托輥間距的2.5％；為了保證運輸工作的可靠性，膠帶與主動滾筒之間產(chǎn)生的摩擦力應(yīng)有15~20％的備用；要求膠帶有足夠的強度。選出的膠帶輸送機要進行下列內(nèi)容的計算：輸送機運行速度輸送帶寬度初步路線設(shè)計基本參數(shù)計算輸送帶張力計算輸送帶強度校核電動機功率計算其他參數(shù)計算在計算時，應(yīng)已知下列原始數(shù)據(jù)：輸送長度L(m)，裝載點的位置及數(shù)目；巷道傾角β（°）及其變化，或巷道縱剖面圖；設(shè)計運輸生產(chǎn)率A（t/h）；貨載的散集密度γ（t/m3）；貨載在膠帶上的堆積角ρ（°）；貨載的塊度a（mm）。膠帶輸送機的一般計算方法:（一）輸送帶寬度、速度和輸送量的計算與選擇膠帶輸送機的輸送能力Q可按下式計算

(3-18)式中v——膠帶運行速度，m/s；

q——單位長度膠帶上貨載質(zhì)量，kg/m。因為帶速v與帶寬有關(guān)，故應(yīng)先計算帶寬，然后再計算帶速，即應(yīng)按下述步驟進行計算。1）根據(jù)貨載最大塊度amax(mm)初步計算帶寬B(3-19)這個關(guān)系是考慮使貨載最大塊度尺寸，等于等長三托輥的托輥長度，這樣可以減輕最大塊度的貨載對槽形托輥的兩側(cè)托輥產(chǎn)生的沖擊，或避免大塊貨載卡在兩側(cè)托輥之間，損傷膠帶和托輥。

2)根據(jù)設(shè)計運輸生產(chǎn)率計算帶速Q(mào)的數(shù)值大小主要取決于貨載斷面，而貨載斷面主要取決于膠帶寬度B及側(cè)托輥傾角α。如圖3-39所示為貨載斷面計算圖。由圖可見，貨載斷面由兩部分組成，下部為梯形面積F1，上部為不規(guī)則的堆積面積F2。目前F2的計算方法有三：按三角形面積、弓形面積或拋物線下面積計算。因為弓形面積比較符合實際情況故這里介紹這種計算方法。貨載與膠帶橫向接觸長為0.8B，中間托輥長為0.4B，貨載在帶面上的堆積角為ρ（°），貨載堆成的圓弧的半徑為r，中心角為2ρ。梯形面積F1為（3-20）弓形面積F2為（3-21）總面積為（3-22）膠帶輸送機的輸送能力為(3-23)考慮到傾斜輸送機的輸送能力減小而設(shè)的傾角系數(shù)，則

(3-24)式中γ——貨載的散集密度，對于煤為0.8~1.0，t/m3；c——輸送機傾角系數(shù)，見表3-4；k——貨載斷面系數(shù)，k值與a及ρ有關(guān)（ρ等于靜堆積角ρj的一半），k值見表3-5；

v——輸送帶速度，m/s。表3-4輸送機傾角系數(shù)輸送機傾角β0°~7°8°~15°16°~20°c1.00.95~0.90.9~0.8表3-5貨載斷面系數(shù)

ρjk30°35°40°45°a20°23626328029130°29131633134245°34636738038860°367383393400為了使輸送機滿足工作地點設(shè)計運輸生產(chǎn)率的要求，必須使輸送能力不小于設(shè)計運輸生產(chǎn)率A，即

(3-25)所以，輸送帶速度為

(3-26)根據(jù)公式(3-26)計算出帶速v之后，查表選取標準速度。如果帶速過大，可加大帶寬，降低帶速。（二）輸送帶運行阻力的計算如圖3-40所示為傾斜向上運輸?shù)哪z帶輸送機直線段阻力計算圖，圖中只畫了一組托輥的受力情況。膠帶在托輥上運行的有害阻力，主要包括托輥軸承摩擦阻力以及輸送帶與托輥之間的摩擦阻力。以ω表示托輥運行阻力系數(shù)，lg'為重段托輥間距(m)；q為單位長度膠帶上貨載質(zhì)量(kg/m)；qd為單位長度膠帶質(zhì)量(kg/m)；β為輸送機鋪設(shè)傾角；g為重力加速度(9.8m/s2)。貨載和膠帶作用在托輥軸上的正壓力為若重段托輥轉(zhuǎn)動部分的質(zhì)量以Gg(kg)表示，則g(q+qd)lg‘cosβ(N)與Ggg(N)之合力為P(N)（平行四邊形的對角線），但因一般β角不大，故P可近似地寫成（3-27）故有害阻力為（3-28）除有害阻力外，還包括有自重分力g(q+qd)lg‘sinβ。所以，每一組托輥間距的運行阻力為（3-28a）若輸送機的重段托輥組數(shù)為n，則重段全長的總阻力為

(3-28b)式中L——輸送機長度，m，L＝nlg'；qg

——單位長度重段托輥轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量，kg/m，因β不大，故近似為對于空段，同理可寫出：

(3-29)式中qg‘

——單位長度空段托輥轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量，kg/m，即(3-30)Gg'——空段托輥轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量，kg；lg''

——空段托輥間距，m；ω'

——空段托輥阻力系數(shù)。在式(3-28b)及(3-29)中當膠帶運行方向是傾斜向上時自重分力取正號；傾斜向下時取負號。Gg和Gg‘見表3-6。槽形托輥阻力系數(shù)ω和平形托輥阻力系數(shù)ω’見表3-7。表3-6托輥轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量托輥型式輸送帶寬度B/mm800100012001400Gg、Gg’/kg槽型托輥鑄鐵座14222527沖壓座11172022平行托輥鑄鐵座12172023沖壓座11151821表3-7托輥運行阻力系數(shù)工作條件重段托輥ω空段托輥ω′滾動軸承含油軸承滾動軸承含油軸承清潔，干燥0.020.040.0180.034少量塵埃，正常溫度0.030.050.0250.040大量塵埃，溫度大0.040.060.0350.050一般lg為1~1.5m；一般lg'為2~3m。膠帶繞過滾筒要遇到阻力，這阻力包括由于彎曲時膠帶本身的剛性阻力和滾筒軸承的摩擦阻力。在實際計算中，膠帶繞過導向滾筒和主動滾筒的阻力分別用不同的經(jīng)驗公式計算。在圖3-41中，膠帶在2~3段及4~5段，即在導向滾筒上所遇到的阻力可近似地按下式計算（3-31）（3-32）而對于主動滾筒的阻力，即6~1段的阻力可按下式計算（3-33）式中s2、s4、s6、s1——分別為膠帶在各相應(yīng)點上的張力，N。（三）膠帶張力的計算膠帶輸送機膠帶張力用“逐點計算法”計算。逐點計算法，就是將膠帶在運行中所遇到的各種阻力沿著膠帶運行方向依次逐點計入，計算的規(guī)則是：按運行方向，膠帶某一點的張力等于它前一點的張力與這兩點之間運行阻力之和。用公式表達可寫成如下形式(3-34)式中Si——膠帶i點的張力，N；Si-1——膠帶i-1點的張力，N，W(i-1)~i——膠帶在i-1點與i點之間的阻力，N。用逐點計算法時，將膠帶的直線段與曲線段的連接處作為計算點；把各計算點加以編號，通常是以膠帶與主動滾筒的分離點作為1點，然后按膠帶運行方向?qū)ζ渌鼽c加以編號。膠帶最小張力值必須保證膠帶工作時不打滑，重段（或空段）最小張力值必須保證在重段（或空段）兩托輥之間的膠帶垂度不超過規(guī)定值。為了保證膠帶工作時不打滑并有一定的備用摩擦力，必須按摩擦傳動條件來確定膠帶在主動滾筒上的最小張力值smin。為了保證重段（或空段）兩托輥間膠帶垂度不超過規(guī)定值，必須按膠帶最大允許垂度條件驗算重段（或空段）最小張力。注意1.

按摩擦傳動條件確定膠帶在主動滾筒上的最小張力按逐點計算法找出S1與S6的關(guān)系：

(3-35)按摩擦傳動條件，由式(3-12)，應(yīng)滿足下列關(guān)系或

(3-36)efα值可按表3-8選取。將式(3-35)及式(3-36)聯(lián)立，可求出S1及S6值，進而求出S2、S3、S4及S5。2.膠帶的垂度驗算用上述方法求出各點張力之后，要驗算重段（或空段）最小張力smin,zh（或smin,k）是否滿足規(guī)定垂度的要求，其計算方法如下。由圖3-42可找出膠帶張力S與垂度y之間的關(guān)系。從兩托輥間膠帶中點取隔離體，并取∑MA=0 (3-37)所以

(3-38)當s=sminzh時，y=ymaxzh；當s=smink時，y=ymaxk，所以(3-16)(3-17)為了保證膠帶運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，重段膠帶允許最大垂度為0.025lg'，空段為0.025lg"

，將此二值分別代入式(3-16)及(3-17)可求得

(3-18)

(3-19)若根據(jù)摩擦傳動條件計算所得的重段最小張力不滿足式(3-18)時，則需重新計算各點張力。重算方法：令重段最小張力等于式(3-18)值，以此為基礎(chǔ)再計算其它各點張力，然后再驗算摩擦力備用系數(shù)。計算膠帶張力也可采用另一種方法。首先按垂度條件確定重段最小張力，然后計算其它各點張力，最后驗算摩擦力備用系數(shù)。這個方法的好處是可以避免重算張力。四、膠帶強度的驗算(一)普通型膠帶帆布層數(shù)i的計算

(3-20)式中smax——膠帶的最大張力，N；B——帶寬，m；σ——寬度為lm一層帆布的拉斷力，普通型橡膠帶σ＝54880，N/(m·層)；維尼綸帶σ＝137200，N/(m·層)；

m——安全系數(shù)見表3-15。(二)鋼繩芯膠帶強度的計算

(3-21)式中B——膠帶寬度，m；

GX——膠帶破斷強度，N/m