帶式輸送機凹弧段曲率半徑的確定

董志宏　王興雷（北方重工集團有限公司，遼寧　沈陽　110141）

?

帶式輸送機凹弧段曲率半徑的確定

董志宏王興雷
（北方重工集團有限公司，遼寧沈陽110141）

摘要：本文確定了帶式輸送機凹弧段曲率半徑的因素，根據這些因素計算凹弧段曲率半徑，列舉了幾種常用的簡化計算方法，并對其歸納總結。

關鍵詞：帶式輸送機；凹弧段曲率半徑計算

帶式輸送機系統在港口碼頭、冶金、采礦、電廠以及長距離物料輸送系統中已經得到了廣泛使用。在帶式輸送機的設計中，由于成本、工藝等因素，帶式輸送機線路設計時會出現凸弧段和凹弧段，弧段曲率半徑的確定直接關系著帶式輸送機能否安全使用，影響其使用壽命和維護成本。

一、帶式輸送機凹弧曲線段曲率半徑的確定主要考慮如下幾點因素

1 輸送帶在通過豎向凹弧曲線段時，輸送帶和物料的重力使輸送帶盡量壓向托輥，而輸送帶的張力則使其從托輥上抬離。必須使豎向曲線段輸送帶受力平衡，以保證輸送帶與托輥接觸，并保證物料不撒落。最好是在任何情況下輸送帶都不會從托輥上抬起，包括空載時啟動輸送機。

2 當輸送帶的張力很低時，輸送帶的邊緣可能會產生皺曲，變坡處膠帶側邊拉壓力應不小于零，以免輸送帶邊松弛而墊帶、撒料。

3 在曲線段能夠保證膠帶機穩定運行，保證輸送帶在運行時不會飄擺和振動。

4 為滿足如上幾點要求，曲率半徑R的取值應不小于下列計算值

（1）保證不飄帶時曲率半徑的理論計算值：

式中：β1—為變向前的直線段傾角；β2—為變向后的直線段傾角；qd—膠帶線載荷 （kg/m）；J—起動或制動時的

加速度 （m/s2）；—換算變位質量系數；K3—托輥質量換算到托輥表面的變位系數；q—物料線密度（kg/m）；q0—移動部件線密度（kg/m）。

（2）按曲線處膠帶側邊應力大于零，計算曲率半徑：

式中：t—側托輥上膠帶寬與膠帶全寬之比；εp—曲線處膠帶平均應變；H—膠帶側邊總豎直高度（m）；φ0—側托輥或槽角。

（3）滿足曲線段穩定運行的阻力計算：

式中：Lp—為凹弧處起點和終點的水平距；H1、H2—分別為凹弧轉折點高度；Si—凹弧起點張力；w—運行阻力系數；LT—傾斜段斜長（m）。

二、帶式輸送機凹弧曲線段曲率半徑的幾種簡化算法

1 計算方法一

式中：RW—最小彎曲半徑（m）；T—轉變點張力（kg）；W1—帶重（kg/m）；Wm—物料重（kg/m）；α—變坡角（°）。

選擇由上式計算空載和帶載時兩種工況所得的較大值。如考慮起動條件時，平穩的起動取1.35t；突然起動空載時取1.2t，帶載時取1.35t。

2 計算方法二

假設在圓弧范圍內輸送帶各點張力不變化，即各點張力相等。

合力S由余弦定理得：

膠帶和物料的分力：

膠帶不脫離托輥的必要條件為膠帶和物料的分力W不小于合力S。

式中：Si—帶張力（kg）；q—線載荷，空載時為膠帶線載荷，帶載時為物料和膠帶線載荷之和 （kg/m）；α—坡角。

3 計算方法三

與帶張力、帶的線載荷、輸送機傾角、帶條及張緊裝置的結構形式有關。

R2≥SA·K1·K2·K3·K4/（q＋q0）

式中：SA—帶條在曲線繞出點張力 （kg）；K1—起動時張力增加系數，K1＝1.2；K2—與帶條張緊形式有關的系數，對垂直張緊及織物膠帶K2＝1.2、鋼絲繩芯膠帶K2＝1.3，采用螺絲彈簧張緊裝置形式，對織物膠帶取K2＝1.4，對鋼絲繩芯膠帶K2＝1.5；K3—傾角系數，取K3＝1/cosβ2；q0—帶條線載荷 （kg/m）；q—物料線載荷 （kg/m）。

帶式輸送機的有載分支帶條從傾斜過渡到平區段，為了保持槽形托輥在該過渡段按半徑為R1的弧形布置間距L為直線區段托輥間距L0的1/2～1/2.5，帶條邊緣在凹弧段有附加張力，其值不超過許用極限近弧段的理論半徑R1與帶寬及帶的結構形式有關。可按下式計算：

Rmin≥0.3Bsinλ/（ε-εB）＝K4·B

式中：B—帶寬（m）；ε—帶條在許用載荷Sd的作用下的相對伸長量；S—帶條在近弧段的張力；K4—系數。

結論

帶式輸送機弧段曲率半徑確定時，應盡可能選取較大的半徑，保證輸送帶與托輥不分離，如果達不到此要求，則在滿足下列條件時，允許空載輸送帶從托輥上抬起：（1）在輸送帶的上方沒有其他物件能對其造成損壞，如結構的凈空高度、隧道、導料槽、輸送帶罩或機器設備等。有時可通過在承載段的上方設置壓帶輪來強制使輸送帶不抬起太高，避免遭受損壞。（2）不能導致輸送帶運行時跑偏。（3）當被輸送物料接近豎向凹弧曲線段時，不會發生撒料現象。在計算輸送帶弧段曲率半徑時，還應注意輸送帶的張力不能太低，以免輸送帶的邊緣產生皺曲。另外要注意輸送帶中心部分的張力太大，超過輸送帶的允許張力。帶式輸送機弧段曲率半徑的確定直接關系到生產運行的安全，在選取時，需要根據工程實際情況考慮多因素對系統運行的影響，以確保穩定安全的運行。

參考文獻

[1]宋偉剛.散裝物料帶式輸送機設計[M].沈陽：東北大學出版社，2000.

中圖分類號：TD528

文獻標識碼：A