淺談輸送機膠帶安全線層的選擇

【摘 要】本文敘述了輸送帶的結構及其功能，通過對輸送帶線層的計算與線層材料的比較，提出了合理選擇輸送帶線層的必要性和經濟性。

【關鍵詞】輸送帶；張力；線層；扯斷強度；使用壽命；經濟性

【引 言】

輸送帶是帶式輸送機的主要部件之一，其造價約占整機造價的60%，輸送機一旦投入運行后，其運行費用的消耗主要是輸送帶，輸送帶的價格與內部纖維抗拉層（以下簡稱線層）數量的多少有直接關系。所以，掌握輸送帶的結構及其各自的功能，設計時以及在使用過程中，根據實際情況和物料、產品的變化合理地選擇輸送帶及其線層的數量，既要保證安全生產，又不造成經濟上的浪費，是我們共同的愿望。

1、 輸送帶的結構分析

輸送帶主要由線層、覆蓋膠層和邊膠組成，其結構形式見圖1。線層置于輸送帶的中間；覆蓋膠層置于輸送帶的上下表面，與輸送物料接觸的一面稱為上覆蓋膠層，另一面為下覆蓋膠層，通常，上覆蓋膠層比下覆蓋膠層厚，這主要是考慮到上覆蓋膠層與輸送物料接觸，受到物料沖擊和磨損較大的原因；邊膠置于輸送帶的兩個側面。所以，對線層要倍加保護，保證在工作時線層免受物料的直接沖擊、磨損和腐蝕。根據使用條件，覆蓋膠層除了要求耐磨、耐沖擊、耐撕裂性能外，有的還應具有耐酸、耐堿、耐寒、耐熱、導靜電和阻燃燒等性能，這一切都是為了有效地保護輸送帶的線層，延長輸送帶的使用壽命，保證運行過程中的安全。

2、輸送帶線層層數計算

輸送帶線層的層數主要是根據輸送帶的張力、帶寬和線層材料確定，張力和帶寬確定后，輸送帶線層的層數就取決于線層的材料，對于不同種類的材料，由于其承載能力不同，對應的線層數也是不同的，計算公式如下：

（1）

式中：F1max—穩定運行工況下輸送帶最大張力，(N)；

n—穩定運行工況下輸送帶靜安全系數， n =10～12；

B—帶寬，（m）；

σ—扯斷強度，（N/mm?層）。

以我廠#4輸送帶為例，對輸送帶的線層進行試計算。有關技術參數及物料特性如下：輸送量Q=790t/h，提升角度δ=16°35″，提升高度H=18.213 m，帶速V=2.23m/s，帶寬B=1m，下托輥槽角0°，上下托輥直徑φ108mm，上托輥間距α0=1.2m，下托輥間距αu=3m，導料槽長度8 m。輸送物料為原煤，密度γ為1.25t/m3，松散密度ρ=900kg/m3，粒度小于300mm，機長（頭尾滾筒中心距）L=66.212m，在棧橋內工作。該機尾部給料，頭部有彈簧清掃器，尾部有空段清掃器，中部拉緊，見示意圖2，試求輸送帶的層數Z。

3、輸送帶線層層數的合理選擇

從以上計算可知，對于不同材料的線層，輸送帶線層的層數也隨之不同，這是顯而易見的。在整機其它參數均未發生變化的情況下，輸送帶的線層層數仍保持原設計棉線線層的層數不變，明顯不合理，尤其部分輸送帶的上膠面和下膠面由原來的3mm和1mm，增加到4.5 mm和1.5 mm后就更不合理了，這無疑是一種極大的浪費，它不僅增加了發電成本，而且也給工人加大了勞動強度。因此，選擇輸送帶線層的層數時要掌握以下原則：

3.1承載能力的原則

從輸送帶的結構及其功能可知，輸送帶中間線層是承擔輸送帶工作時的全部張力，因此，選擇輸送帶線層的原則是：只要滿足整機在最大張力（或最大負荷）的情況下能夠正常運行就可以了，因為在設計計算輸送帶線層的層數時充分考慮了影響安全的各種因素，根據不同的層數給出了相對應的安全系數.

3.2材料質量的原則

輸送帶線層材料是決定線層層數的主要因素，不同質量的材料其扯斷強度σ（承載能力）不同，材料質量與扯斷強度成正比，質量愈好，扯斷強度愈大，輸送帶的線層層數就愈少。表1是運輸機械設計選用手冊中列出了不同材料的扯斷強度、寬度范圍、層數范圍、覆蓋膠厚度等參數，此表是從設計的角度提供選取的數據；表2是橡膠工業手冊中列出的參數，此表是從制造的角度提供選取的數據，不論是從設計角度，還是從制造角度，兩者是統一的，而這些參數均有一一對應關系，若超出這些范圍是不合理的。

3.3 經濟效益的原則

企業的一切活動，其宗旨還是以經濟效益為中心，盡可能地做到較少的投入，得到較大的回報，這也是企業生存和發展的唯一基礎，否則，企業就會倒閉。從公式和價格表中均可以看出，不同規格的輸送帶其整體價格和單位價格是不同的，如更換#4一條輸送帶（周長140m），帶寬1 m，線層由原來的8層變為6層，費用可以節省人民幣140×（474-375）元=13860元。

輸送帶價格= （6）

式中：B—帶寬m；

L—長度m；

Z—線層層數；

S—上膠厚度mm；

X—下膠厚度mm。

4、結束語

綜上所述，輸送帶的使用首先要做到購置時選型合理，即：防止在購置輸送帶時出現追求大馬拉小車、安全裕度過剩的現象，造成不必要的經濟浪費；其次是在運行過程中精心維護，盡可能地延長使用壽命，充分發揮輸送帶的最大潛能，做到報廢合理，因為它是一次性使用產品，與其它產品不同，用戶無法對其通過修復后進行再利用，多運行一天就多創造一天的經濟效益，只要不影響設備正常運行，就不要人為地去將它割斷而報廢，造成不必要的人為浪費，使其發揮出最大的經濟效果。除特殊情況外，使用壽命大部分超出了其規定的周期，主要是因為劃壞、撕壞、接口壞、帶邊磨損過多使皮帶寬度不夠等非正常更換。輸送帶在運行過程中因張力拉斷的現象是非常罕見的，所以，在輸送帶線層的層數選擇上不宜過多，否則不僅增加了購置輸送帶的費用，而且，由于線層的增加使厚度加厚，輸送帶的剛度較大，容易造成在屈撓疲勞中脫層的問題，表1和表3均列出了寬度與層數的對應關系，也充分說明這一道理。

參考文獻

[1]李延林《橡膠工業手冊》第五分冊?化學工業出版社?北京 1990年12月第1版

[2]《運輸機械設計選用手冊》?化學工業出版社?北京 1999年1月第1版