带式输送机的输送带特性研究及选用.pdf

第2 7 卷第6 期 2 0 1 4 年1 1 月 机电产品开笈与剀新 D e v e lo p m e n t I n n o v a t io no fM a ch in e r y E le ct r ica lP r o d u ct s V 0 1 2 7 N o 6 N o v 2 0 14 文章编号 1 0 0 2 6 6 7 3 2 0 1 4 0 6 0 3 2 0 3 带式输送机的输送带特性研究及选用 黄琳 公安部第一研究所 北京1 0 0 0 4 8 摘要 带式输送机的输送带是输送机的重要部件 本文从输送带的材料入手 研究了输送带的静特性和 动特性 同时以安检设备中的带式输送机为例 阐述了输送带选择需要考虑的多种因素 并且对 输送带进行了张力计算 为其他的带式输送机设计和输送带选择提供了参考价值 关键词 输送带 静特性 动特性 张力计算 中图分类号 T H 一3 9文献标识码 A d o i lO 3 9 6 9 j is s n 1 0 0 2 6 6 7 3 2 0 1 4 0 6 0 1 2 R e s e a r cho nt h eC h a r a ct e r is t icso fC o n v e y e rB e lta n dS e le ct io n H U A 临 讥 T h eF ir s tK e s e a r chI n s t it u t eo f t h eM in is t r yo f P u b h cS e cu r it yo f P R C B e ij in g1 0 0 0 4 8 C h in a A b s t r a ct T h eco n v e y e rb d tist h eim p o r t a n tp a r to f b d tco n v e y e r T h isp a p e rr e s e a r ch e st h eco n v e y e rb e lt sS b f iCch a r a ct e r is t ica n dd y n a m icch a r a ct e r is t icf r o mco n v e y e rb e lt Sm a t e r ia l F u r t h e r m o r e t a k in gt h eb e ltco n v e y e rint h es e cu r it yin s p e ct io ns y s t e mf o re x a m p le ite x p o u n d st h em u lt i f a ct o r o fco n v e y e rb e lts d e ct io n a n dca lcu la t e st h eco n v e y o rb e ltt e n s io n I tp r o v id e sr e f e r e n cev a lu et oo t h e rb e kco n v e y e r d e s ig na n dco n v e y e rb e lts e le ct io n K e yw o r d s co n v e y e rb e lt s t a t icch a r a ct e r is t ic d y n a m icch a r a ct e r is t ic t e n s io nca lcu la t io n O 引言 带式输送机的输送带是输送机的重要部件 在运转 过程中 输送带所受的载荷是极复杂的 它除受纵向的 拉伸应力外 还受经过滚筒和托辊的弯曲应力 大多数 输送带的损坏表现为工作面层和边缘磨损 容易被大 块 尖利物料的冲击引起击穿 撕裂和剥离 因此输送 带需要有足够的拉伸强度和弹性模量 且承载面的覆盖 胶要能经受得起承重物体的负荷冲击 要有一定的柔 性 以便传动时覆盖胶能与滚筒有足够的摩擦 为了选 择合适的输送带 满足带式输送机的运载能力要求 就 必须对输送带特性进行研究 1 输送带的基本特性 带式输送机是以输送带作为牵引机构和承载机构的 一种连续输送机械 它是X 射线安检设备中重要的传动 机构 其结构原理图如图1 所示 输送带绕经驱动滚筒 和改向滚筒以及其它的调偏 涨紧滚筒形成一个闭合 修稿日期 2 0 1 4 1 0 1 6 作者简介 黄琳 1 9 8 1 一 女 湖北汉川人 硕士研究生 工程 师 主l v 事各类安检产品的设计与开发 3 2 带 当驱动装置带动驱动滚筒旋转时 通过驱动滚筒和 输送带之间的摩擦力使输送带以及输送带上的行李包裹 一起运动 固1 带式输送机结构原理图 F ig 1T h es t r u ct u r ed ia g r a mo fb e ltco n v e y o r 输送带一般包括三个组成部分 覆盖层 带芯 隔 离层 覆盖层的主要成分是各种橡胶和塑料 在大多数 气候情况下 橡胶带能在倾角不大于1 8 0 的条件下正常 工作 输送带的带芯受到上下覆盖层的保护 上覆盖层 是承载面 下覆盖层是与滚筒和托辊的接触面 通常情 况下 上覆盖层比下覆盖层厚 输送带的上覆盖层承受 载荷的冲击和摩擦 下覆盖层受滚筒和托辊的摩擦 下 覆盖层过厚会导致输送机的运行阻力增大 输送带的带 芯提供必要的强度以传送能量驱动输送带 并支撑输送 带所承载的物体 输送带的强度由带芯的强度确定 隔 离层介于每层带芯之间 它的基本作用是在带芯内将层 与层隔开 以防互相摩擦 使输送带有可能挠曲 将带 芯和各层粘合在一起 帮助承受载荷 吸收接受物体处 产品与市场 的冲击 以实现耐热 耐油和阻燃性能 输送带的基本特性分为静特性和动特性 1 下面将详 细介绍输送带的这两种特性 1 1 静特性 假设输送带所受到的外力及其缓慢 运行时间无限 长 运行完成后输送带所表现的静应力叮与静应变 之 间的关系为 f r 此静应力与静应变的关系即为输送带 的静特性 由力学方程可知 E 里 盯 量 8A 式中 E 一输送带的静弹性模量 p a 叮 输送带的 静应力 p a 一输送带的静应变 F 输送带所受的外力 N A 一输送带的受力横截面积 1 n ln 2 在带式输送机的理论计算中 通常用输送带单位面 积上的受力大小表示覆盖胶的弹性模量 单位是N cm 用输送带单位宽度上的受力大小表示包括带芯在内的输 送带的整体弹性模量 单位是N cm 或N 层 cm 这时 作用力F 为 F 叮 B 或F 仃 B Z 式中 B 一输送带的有效宽度 m m z 输送带层数 1 2 动特性 当在输送带上施加外力时 输送带所体现出的应变 特性不仅与应力的大小有关 而且还与频率 时间 温 度及材料的特性有关 主要体现在以下几个方面 1 应力应变的非线性关系 如图2 所示在受到拉力 带中产生入射波 反射波 透射波等冲击波 这些冲击图6 输送带弹性模量和张力 波的传播和叠加 会使输送a 警竺搬 舞 机中闭环输送带的某些点的 张力很大 极端情况下可达静张力的十几倍 输送带在 形状上与一般的粘性材料不同 它是窄而长 且其长度 远远超过其宽度 所谓输送带的应力一般是指横截面上 所受的拉应力 由于拉应力是输送带疲劳和超限产生断 带的重要原因 是输送带破坏的主要原因 因此对其应 力应特别重视 对输送带的特性进行研究的主要目的是 控制其在运动状态下动态应力的峰值 防止断带事故的 发生 并降低输送带的设计安全系数和节约投资 2 输送带的选用及计算 带式输送机的输送带选择需要考虑多方面的因素嘲 主要是 输送机系统对输送带的相关要求 地形环境条 件与安全方面额定要求 输送物料的种类 形态 粒 度 特性 有无热作用与化学作用 要求最大带宽 工 作张力与输送能力 滚筒最小直径 成槽性与横向刚 度 负载支撑 曲线段与过渡段长度 拉紧方式与行 程 受料点与受料条件 以及输送带的运转周期 抗冲 击与抗撕裂方面的要求 接头条件等 下面以某小型手提行李安全检查设备的输送系统为 例进行说明 结构形式如图l所示 输送机总长 2 5 4 0 m m 最大输送量lO O k g 输送物体多为小型手提行 李 选用的滚筒电机额定功率为 下转第1 2 页 3 3 开发与创新 哩羚u 竺饕 竺苎曲壶 一一1 蛆井lF 删一 A f 1 亡玉之 系统应用功能 业务层 j F F 几一 厂商嗣 S 一 一L 7 一1 一秘费麟胃砌r 涮 鼢 二歪二二二二二娈二 数据层l数据库服务器 图3 系统技术架构图 的配置 形成标准检测项目集 系统提供两种验证模 式 一种是单文件验证模式 用户在设计平台中打开某 产品设计文件 选择已配置的检测集后 对当前产品设 计文件进行质量验证 检测结果可以即时显示 并能在产 品设计文件中高亮显示 同时可以保存检册结果并进行查 询 统计 报表等操作 另一种是批量验证模式 用户可 以选择多个模型文件进行批量验证 检测结果也可以保存 并查询 统计 报表 系统的运行模式如图4 所示 4 产品研发设计服务数据质量验证系统的应用 在产品数字化设计过程中 产品研发设计服务数据 l 二维 三维 产品设计 文件 用户自定义 检测标准 图4 系统运行模式图 质量验证系统在产品研制的各阶段都可以得到应用 设 计人员可以应用该工具对草图 三维模型 工程图等设 计数据进行自检 根据系统的结果提示对产品设计数据 进行修正 总体部门设计人员用该工具对装配模型的总 体设计数据进行检测 标准化人员用该工具可对产品设 计数据进行标准化检测 对应修正的错误通知相关设计 人员 5 结束语 通过产品研发设计服务数据质量验证系统的应用 可促进标准宣贯与实施的软件化 工具化和智能化 提 升标准化工作的服务能力和服务水平 为企业产品设计 人员提供了一个自动化的 高效的审查工具 能极大地 减轻工作强度 提高产品研发的准确率和效率 上接第3 3 页 0 1 lk W 额定转速0 2 m s 额定扭矩 为2 6 7 N m 外管直径为l1 3 m m 根据输送机的长度确定是短距离运输 因此选用双 层聚酯织物芯输送带 同时由于放料的随机性和力不均 匀性 需要皮带具有横向稳定性 上层覆盖层选用黑色 P U 亚光表面 它具有较好的耐磨性 阻燃性和易清洗 性 下层材料为带导电丝底噪音聚酯织物 不涂胶 以减 小输送带的运行阻力 采用硫化接头方式加工成环形带 带式输送机中输送带的张力在输送线路设计中是一 个非常重要的参数口 因为只有了解了沿输线路全长张力 的分布情况 才能合理选择输送带强度 张紧装置 确定 驱动装置所需的功率 在驱动滚筒上 通过摩擦力传递滚筒圆周力T 需 要一定的绕入端张力S 人和绕出端张力S 0 见图7 当最 大滚筒圆周力Tm S S o 0 时 保证输送机正常工作时 1 2 图7 驱动滚筒处圆周力示意图 F ig 7P e r ip h e r a lF o r ceO nt h ed r iv in gd r u m 驱动滚筒与输送带之间不打滑 滚筒绕出端输送带的最 小张力S 0 应满足 1 S 0 T 呱iT 1 式中 S 人一输送带与驱动滚筒相遇点的张力 N S 0 输送带与驱动滚筒分离点的张力 N 妒一输送带与驱 动滚筒间的摩擦系数 仪一输送带的包角 r a d 根据已选 电动滚筒的参数 额定扭矩为2 6 7 N m 外管直径为 1 1 3 m m 可以计算得出最大滚筒圆周力T 4 7 2 N 取iz O 3 5 ct 2 0 6 根据式 1 计算得出S 0 应至少为1 8 9 N 3 总结 本文介绍了带式输送机的基本结构 指出了输送带 是输送机的重