带式输送机头尾部过渡段距离的设计研究

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带式输送机输送散装物料时输送带大多形成槽形，以加大装料断面面积。在输送机的头部和尾部，输送带有-个 由水平变成槽形或从槽形变成水平的距离，称为过渡段。在过渡段 内，输送带带边与带中心范围相比长度不同，边缘有更大的拉伸。从而导致张力不均匀地分布在输送带断面上。输送带槽形过渡段长度及过渡方式，对输送带的使用寿命影响很大。过渡不 良，使得输送带边缘受力很大，而输送带宽度方向上中间部位有可能出现负张力引起输送带折叠损伤。所以，必须合理设计输送带头尾部过渡段距离，对于拉伸率较小的钢绳芯带尤为重要。

1 输送机头尾部过渡段距离的分析输送带是输送机的重要部件，其成本占整个设备成本的 30% ～50%。在过渡段上输送带的边缘被拉伸，产生了附加应力，使得输送带边缘的应力远大于中心的应力，导致输送带边缘与侧托辊磨损加剧，缩短了输送带的使用寿命。合理地设计输送带头尾部的过渡段距离，可以有效地减小输送带的边缘应力，延长输送带的使用寿命，从而提高整机的作业率。过渡区的几何尺寸设计.. - - 46 .--理念是：要求在输送带断面的任何位置上不允许产生高的载荷和输送带的压缩。

见图l、图2，图2相对于图 1滚筒上表面抬高 h 的距离，很显然图 1的过渡段距离要大于图2的过渡段距离。槽形过渡区内输送带边缘长度 a与过渡段距离 a 是两条异面直线，根据几何关系可知 Zb(1-cosA)h2lbsinA-h1/，sinA √口：h 2/ -2lb( 1sinA/bcosA) (1)由力学关系有ata0(1s0)aba0(1 )、 、 I Y1 J -J 厶l 1 -。

图 1 滚筒上表面与槽形托辊组中间辊上表面在同-平面内的过渡布置《起重运输机械》 2013(8)图2 滚筒上表面相对槽形托辊组中间辊上表面抬高 h。的过渡布置式中： 。为输送带在滚筒母线平面内的应变，为输送带边缘的总应变，0。为过渡段内输送带自然长度，z 为支撑在侧托辊上的输送带长度。

从以上方程可知由于 ≤1， o≤1，因此(1 b) 1 12 b 1 2( b- 0)-2( b-s0)(2)当h 0时，过渡段成为图 1所示的布置形式，过渡段距离z 吾 ，可见，如何选取 k值是计算过渡段长度的关键。若 k取得过大，则过渡段距离相对较短，输送带截面上相对变形也大，输送带边缘产生较大的附加拉应力，引起输送带和侧托辊严重的磨损，从而导致输送带过早地出现疲劳，严重时甚至造成输送带边缘被拉断，以及接头部位遭到破坏。

如果输送带边缘应力超过输送带带芯弹性极限，使得输送带边缘被永久拉长，从而导致输送机更容易跑偏。若 取得较小，输送带边缘的应力相对较小，则过渡段距离较长，有可能将引起洒料现象，对于空间布局受限的带式输送机则成为不可能〃议在带式输送机头部或高张力区取 1.1～1.35，在带式输送机尾部或低张力区取 k1.5～1.8，表 1是为印度某电厂输煤系统设计的带式输送机头尾部过渡段距离的统计。

表1 印度某电厂输煤系统带式输送机头尾部过渡段距离长度 带宽 B 槽角 A 头部过渡段距离/m 尾部过渡段距离/m带式输送机 /m /m /(。) 实际取值 j值 实际取值 后值CV1A/B 38.2 1.2 35 1.5 1.34 1.189 1.54CV2A/B 271.8 1.2 35 1.71 1.26 1.141 1.59CV3A/B 161.5 1.2 35 2.6l 1.11 1.084 1.65CV4A/B 451.8 1.2 35 1.48 1.35 0.993 1.78C、 A/B 100 1.2 35 2.534 1.12 1.036 1.71CV6A/B 165.3 1.2 35 2.651 1.11 0.996 1.77注：选用图 2的过渡布置形式 ，输送带为 EP带， 0.012。

2 输送机过渡段内的张力分析根据弹性特性和相关位置上的输送带张力来确定输送带的应力。在正常区段输送带横截面上的张力为恒定值，研究表明输送带在过渡段内的应力分布如图3所示，将其应力分布理想化为图4的形式 ，即在过渡段，输送带边缘的应力最大，《起重运输机械》 2013 (8)在侧托辊上按线性变化，最后与中间托辊上的输送带应力相同。

在过渡段内，输送带中部的张力为 ，输送带边缘与 中心之间与带宽相关的输送带张力差为△ ：E口- 47 - 上0没 .1' ∥蠢 Ij ：0 0囊 3图3 槽形过渡段内输送带横断面上的张力分布b司1 If! 0j aMI- B - f图4 理想化的过渡段张力分布输送带边缘处的应力为，orb orMAor为避免输送带的压缩，应使得or ≥0。

3 结束语1)输送机过渡段距离根据式 (2)计算时，建议在带式输送机头部或高张力区润1.1-1.35，在带式输送机尾部或低张力区取 1.5-1.8。

2)在输送机头部，通常输送带的张力比较大，两种过渡形式布置中应更多采用图 2的过渡布置形式，由于将滚筒表面沿输送方向相对中间托辊上平面抬高-段距离，可以使得输送带边缘的应力与输送带中部的应力趋于相等，以缩短过渡段长度，-般抬高的高度为槽形托辊组槽高的-半。在输送机尾部输送带的张力较低，可采用图 1的过渡布置形式，这样设计虽然过渡段距离稍长- 些，但有助于输送带在正常槽形托辊组上的成槽性。

3)如果在输送大块物料时，采用图2的过渡形式，会带来大块物料对滚筒的冲击，容易损伤输送带。特别是当输送机倾角较大时，采用图2的布置形式，实际上相当于增大了在此部位的倾角，可能致使物料下滑。所以，仍然应该采用图1的过渡布置形式。

4)通常应在输送带头尾部过渡段内设置几组不同槽角的过渡托辊组，使输送带从滚筒至第-组正常托辊连续平滑地过渡，从而可以改善由单托辊组过渡引起的托辊间距过大，导致输送带垂度过大或输送带张力过大的问题。