带式输送机输送带的张紧与张紧装置
带式输送机输送带的张紧与张紧装置
吴春信, 薛本峰
(淮北矿业集团阳光实业公司, 安徽淮北235000)
摘要: 阐述了带式输送机的传动原理,分析了输送带中的张力及影响张力变化的主要因素,
给出了保证输送机正常运行输送带所需张力的计算方法,介绍了拉紧装置的布置原则,几种常用的
拉紧装置及其适用范围。
关键词: 传动原理; 输送带张力; 拉紧装置
中图号: TD528 文献标识码: A
1 前言
带式输送机是以输送带兼作牵引机构和承载机
构的一种运输设备。由于它具有运输能力大,工作
阻力小、耗电量低,单机运距可以很长,且维护简单
方便等优良性能,在地面和矿井下得到极其广泛的
应用。带式输送机的基本结构和日常的使用维护方
法,也已为广大用户所熟悉,张紧装置是带式输送机
必不可少的部件。在带式输送机的总体布置时,选
择合适的拉紧装置,确定其合理的安装位置,是保证
输送机正常运转、启动和制动时输送带在传动滚筒
杆的螺距,通常取S = 0. 8D , D 为螺杆的外径) 。
(2) 安装角度 从方便使用的角度讲,为了下一
级设备的装载,一般希望螺旋输送机有一定的倾斜
角。而倾角(安装角度) 的变化也是影响出土量的一
个重要因素。由于顶管机中的螺旋输送机叶片的转
速相对较慢,叶片的圆周线速度相应就比较低,被输
送物料所受到的离心力自然比较小,物料与筒壳之
间形成的摩擦力不能克服物料重力沿筒壳向下的分
力。安装角度对无杆式螺旋输送机的影响更加明
显,由于没有叶片的直接作用,同时物料柱内各点受
到的离心力更小,再加上物料松散的特性,使其在重
力的作用下不停地向下滑动,因此,在缺乏足够外力
的条件下,中间的物料自然不可能被输送出去,其结
构的优势就不能得到发挥,增大倾角就增加了这种
负面影响。当然,在实际施工中,可以采取一定的注
浆工艺,以增大物料间的相互作用力,改善出土效
果。也可以通过调整设计参数来增加摩擦力。总之
在确定安装角度时,一定要结合土质情况综合考虑,
合理选择结构形式。
4 参数确定
结构确定之后就应该逐个确定公式中的各个参
数。
对于有杆式螺旋输送机,一般取芯杆直径为叶
片外径的0. 3 倍,螺距取叶片外径的0. 8 倍。
对于无杆式螺旋输送机,一般也取螺距为叶片
的0. 8 倍,叶片的内径则可适当小一些,可以选取叶
片外径的0. 25 倍。这是因为内孔缩小就等于增加
了叶片的作用面积,可以在一定的程度上改善出土
效果,但如果内孔过小又会增加传动套的堵塞效应。
叶片的厚度一般为螺距的1/ 8 ,有杆式螺旋输送机
的叶片还可稍簿一点,此外还可以根据转速的情况
适当调整。转速的确定应综合各方面的因素,倾角
大的相应的转速高一些,另外有杆螺杆的转速也可
以高一点,中空螺杆由于弹性较大,在高转速下的经
常启动、停止所引起的弹性变形会造成螺杆的疲劳
破坏,所以转速不宜过快,一般转速在20 r/ min。
除了上述因素之外,土质的变化也是确定参数
的重要依据之一。土质比较硬的情况下,螺旋输送
机的径向尺寸应稍大一些。
参考文献:
[1 ]于彬泉. 顶管施工技术[M] . 北京:人民交通出版社,2000.
作者简介: 邢苏宁(1960 - ) ,江苏南京人,高级工程师,1982 年
毕业于山东矿业学院矿业机械专业,现在江苏煤矿专用设备厂从事
设计与研究工作.
收稿日期:2004205226
· 1 9 · 2004 年第8 期 煤 矿 机 械
上不打滑的重要条件。本文仅就此作一下探讨,以
供大家参考。
2 带式输送机的传动原理
带式输送机在运行中,借助于传动滚筒与输送
带间的摩擦力将驱动装置与输送带有机地联系起
来,以完成二者间的能量传递任务,保证输送机的可
靠运行。其摩擦传动原理如图1 所示。
图1 带式输送机摩擦传动原理
Fig. 1 The transmission principle of the belt conveyors
设传动滚筒此时输出牵引力Fu ,输送带在传动
滚筒分离点处的张力为F1 , 在相遇点处的张力为
F4 ( F4 ≥F1) 。忽略一些次要因素,在输送带上取微
原体AB 为隔离体,它对应的圆心角为dθ,其受力分
析图如图1 所示。
由微原体力的平衡得
dN = S sin (dθ/ 2) + ( S + d S) sin (dθ/ 2) (1)
Scos (dθ/ 2) +μdN = ( S + d S) cos (dθ/ 2) (2)
式中S , S + d S ———输送带在A 和B 点的张力,N;
μ———滚筒与输送带之间摩擦系数;
α———输送带在滚筒上的围包角,rad;
dN ———微原体所受的法向反力,N。
将式(1) 、式(2) 联立解方程,并将边界条件S (θ= 0)
= F1 代入,得
S = Fieμθ (3)
式(3) 是传动滚筒包弧上任一点的张力S 的计算公
式,即著名的欧拉公式。
3 输送带张力的确定
输送带张力在整个长度上是变化的,其值取决
于下列诸因素:
(1) 输送带长度和铺设状况;
(2) 传动滚筒数量和布置形式;
(3) 驱动和制动系统的特性;
(4) 拉紧装置的形式及其布置位置;
(5) 输送机工况(载荷及运动状态) 。
由此可见, 影响输送带张力的因素很多。为保
证输送机正常运行, 输送带的张力必须满足以下2
个条件: ①摩擦传动条件。输送带的张力在任何负
载情况下,作用到传动滚筒上的圆周力是通过静摩
擦传递到输送带上, 保证输送带与传动滚筒间不打
滑。②垂度条件。作用到输送带上的张力应足够
大,使输送带在各支承间的垂度小于一定值。
圆周驱动力Fu 是通过摩擦传递到输送带上的
(见图1) ,为保证输送带工作时不打滑,由尤拉公式
可得,需在回程带上保持最小张力Flmin ,按下式进
行计算
F1min ≥Fumax[1/ (eμφ - 1) ] (4)
式中Fumax ———输送机满载启动或制动时出现的最
大圆周驱动力;
φ———传动滚筒的围包角,一般取φ=
2. 8～4. 2 ;
eμφ ———尤拉系数。
为了限制输送带在2 组托辊间的下垂度, 作用
在输送带上任意一点的最小张力Fmin必须满足:
承载分支Fmin > [ ao ( q0 + q) gn ]/ [8 ( h/ a) max ]
回程分支Fmin > aμ( q0 gn) / [8 ( h/ a) max ]
输送带许用的最大下垂度一般为h/ a≈0. 01。
根据以上2 个条件,输送带张力的计算方法有
2 种: ①根据摩擦传动条件并利用“逐点张力法”求
出各特殊点的张力值,然后验算输送带的垂度条件;
②根据垂度条件求出某一确定点的张力,然后按“逐
点张力法”计算出各点的张力, 再验算摩擦传动条
件。
4 几种常见的拉紧装置及其适用范围
带式输送机拉紧装置的结构形式很多,按其工
作原理不同,主要分为固定式、重锤式、自动式3 种。
(1) 固定式拉紧装置 固定式拉紧装置的拉紧
滚筒在输送机运转过程中位置是固定的, 其拉紧行
程的调整有手动和电动2 种方式。其优点是结构简
单紧凑、工作可靠;缺点是对输送机运转过程中由于
输送带弹性变形和塑性伸长无法适时补偿从而导致
拉紧力下降, 可能引起输送带在传动滚筒上打滑。
常见的固定式拉紧装置有螺旋拉紧装置(适用于长
度较短, 功率较小的输送机, 可按机长的1 %～
115 %选取拉紧行程) ;绞车—滑轮式拉紧装置(适用
于大拉紧力、长距离、大运量的带式输送机) 。
(2) 重锤式拉紧装置 重锤式拉紧装置是利用
重锤的重量产生拉紧力,并保证输送带在各种工况
下均有恒定的拉紧力,可以自动补偿由于温度改变
和磨损而引起输送带的伸长变化。结构简单、工作
可靠、维护量小,是一种应用广泛的较理想的拉紧装
置。其缺点是占用空间较大, 工作中拉紧力不能自
· 2 9 · 带式输送机输送带的张紧与张紧装置———吴春信,等 2004 年第8 期
文章编号:100320794 (2004) 0820093202
JOY支架护帮油缸双向锁试验台
刘养娟
(神华集团神府东胜煤炭有限责任公司, 陕西大柳塔719315)
摘要: 液压支架在综采工作面中起着十分重要的作用,护帮油缸是支架上不可缺少的部件
之一,它控制着护帮板的动作及护帮板对顶板的支撑情况,而护帮油缸双向锁又是控制油缸动作的
关键元件,所以,护帮油缸双向锁的大修质量也显得尤为重要。根据JOY支架护帮油缸在结构上
的特点和以往的大修经验,研制出一种JOY支架护帮油缸双向锁专用的试验台,从而保证了大修
的质量。
关键词: 护帮油缸; 试验台; 双向锁; 试验原理
中图号: TD355 文献标识码: A
1 前言
目前神东公司引进的2 套JOY2/ 7625 支架在各
矿得到了广泛使用。由于该类型支架的护帮油缸在
结构上与其它类型支架的护帮油缸有所不同,
JOY7625 支架护帮油缸的液压控制阀(双向锁) 镶嵌
在油缸的外缸筒底部与缸筒做为一体,无法单独拆
下来试验修理。针对这种油缸结构特点研制出油缸
双向锁专用的试验台,本文对此种试验台进行详细
说明。
2 试验原理
试验护帮油缸双向锁的目的就是为了测试双向
锁的自锁能力, 但现有的试验台无法对双向锁进行
动调整。这种拉紧装置包括垂直式拉紧装置(能利
用走廊空间位置,便于布置,缺点是改向滚筒多,并
且物料容易掉入输送带与拉紧滚筒之间而损坏输送
带) ;车式拉紧装置(适用于距离较长,功率较大的输
送机,拉紧行程有2 m、3 m、4 m 3 档。由于结构简单
可靠,应优先选用) 。
(3) 自动拉紧装置 自动拉紧装置是一种在输
送机工作过程中能按一定的要求自动调节拉紧力的
拉紧装置。在现代长距离带式输送机中使用较多,
它能使输送带具有合理的张力图,自动补偿输送带
的弹性变形和塑性变形,是一种理想的拉紧装置。
常见的自动拉紧装置有:自动绞车式拉紧装置;全自
动液压拉紧装置(不仅响应快,能避免启动时输送带
的“断带、漂带、打滑”现象,减少紧边冲击,还具有较
高张紧力精度,完全满足启动张紧力为正常张紧力
1. 4～1. 5 倍的要求并且能平缓过渡,可实现对张紧
装置的远距离控制) 。
无论选择以上何种拉紧装置,都应考虑以下几
点: ①拉紧装置尽量安装在靠近传动滚筒的空载分
支上,以利于起动和制动时不产生打滑现象,对运距
较短的输送机可布置在机尾部,并将机尾部的改向
滚筒作为拉紧滚筒; ②拉紧装置应尽可能布置在输
送带张力最小处,这样可减小拉紧力; ③应尽可能使
输送带拉紧滚筒的绕入和绕出分支方向与滚筒位移
线平行,且施加的拉紧力要通过滚筒中心。
参考文献:
[1 ]许灏. 机械设计手册[M] . 北京:机械工业出版社,2000.
[2 ]程居山. 矿山机械[M] . 徐州:中国矿业大学出版社,2002.
作者简介: 吴春信(1967 - ) ,安徽枞阳县人,工程师,1992 年毕
业于原淮南矿业学院机械工程系,现在淮北矿业集团阳光实业公司
从事煤矿机械管理工作
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