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输送带的力学特性研究

【摘要】:
输送带是输送机的重要组成部分,输送带既能够承载被输送的物料,又是一种牵引机构,用来传递运动和牵引力。输送带对输送机的摩擦传动理论、输送带的成槽性及使用寿命、输送机的振动与共振、起制动过程的动态响应、多驱动装置传动理论及功率分配、输送带受力后应力的传播以及张紧效应与张紧行程和技术,都有着非常重要的影响。

输送带是输送机的重要组成部分,输送带既能够承载被输送的物料,又是一种牵引机构,用来传递运动和牵引力。输送带对输送机的摩擦传动理论、输送带的成槽性及使用寿命、输送机的振动与共振、起制动过程的动态响应、多驱动装置传动理论及功率分配、输送带受力后应力的传播以及张紧效应与张紧行程和技术,都有着非常重要的影响。

输送带对以上技术方面的影响程度取决于输送带本身的力学特性。所以,输送带本身特性的研究是对输送机技术很理论的基础研究,输送带特性的研究有相当显著的实际意义与理论意义。输送带是由承受拉力的带芯和承受物料与摩擦力的上下覆盖层组成,其中,带薪一般是帆布层或钢丝绳带芯组成,覆盖层是橡胶层。

输送带受到外力的挤压后会表现出特殊的力学特性以及非常复杂的动力特性。表现在1、滞后特性;2、应力-应变的非线性关系;3、显著的动态效应;4、蠕变特性;5、松弛特性等。通过分析可以了解到,输送带有明显的黏弹性特征。为了使输送机安全运行,结构系统必须具有良好的动、静特性。传统的设计比较注重静特性计算,而对动特性考虑得比较少。但是只考虑其静特性是不够的,在许多情况下,动特性分析往往是决定带式输送机是否技术合理、安全可靠、经济可行的关键。

以下几种情况就是动特性分析考虑不足而造成的。(1)输送带在托辊上运行不稳定,引起输送带跑偏、物料撒落、使得托辊使用寿命降低。(2)输送带被物料砸破,引起输送带保护层受损,带芯破坏。(3)带式输送机启动过猛,引起输送带张力急剧升高,拉紧装置工作不稳定,使输送带安全系数大大降低。(4)带式输送机启动不起来。(5)系统设计不合理、系统安全系数过高,致使设备庞大,成本过高,经济指标不合理。(6)输送带在驱动滚筒上打滑或打颤。带式输送机动力学设计的任务就是了解带式输送机的动力学现象和机理,掌握动力学的基本规律,根据设计要求,能进行系统的静、动特性分析,实现在设计阶段预测和优化输送机的动态特性,进而实现对起、制动过程的控制和优化。

带式输送机可以认为是由许多零部件组成的机电系统,要达到全面的分析动力学的目的,必须要考虑如下部件之间的数学模型:输送带本身、输送带和拉紧装置、输送带和托辊、驱动滚筒和物料、联轴器等。