带式输送机起动过程的分析.doc

带式输送机起动过程的分析 摘要分析输送带中张力波产生的原因，介绍张力波振荡的机理，指出振荡的危害性，提出解决的方法。 关键词张力波；振荡；危害性；解决方法；动态分析 1 引言 由于带式输送机具有运行可靠、连续、高效和对地形适应性强等优点，已成为现代散状物料连续运输的主要设备。国处输送线长已达100Km，单机长达37Km，带速达7.4m/s，运量达7500t/h，国内输送机也正在向着长距离、高带速、大运量、大倾角、大功率的方向发展。 2 输送带中的张力波 随着输送机的大型化，由于重载及惯性的原因，其起动问题日益突出。输送机的磨擦传动原理是基于牛顿刚体力学、以欧拉公式为基础，而该公式是在输送带假定为不可伸缩的、没有弯曲阻力、没有质量和厚度、且它与滚筒间磨擦系数不变的理想条件下推导出来的，用来计算沿输送带中线稳态运行的张力，此张力是由重力和磨擦力造成的。对于大型带式输送机，这种计算是很不正确的。因为实际上，输送带是一个具有粘弹特性的弹性体，起动时输送带发生粘弹性变形，由于不稳定而产生动张力，张力波传播的速度钢绳芯带为1800m/s，纤维带为1200m/s张力波在输送带中传播需要一定的时间，各质点依次开始运动，不像刚体那样各质点是同时运动的。带型越高，起动时间越短，起动加速度与输送带变形就越大，加而动张力就越大。 3 输送带内的振荡 对于质量和弹性集中物体而言，质量和弹簧产生的自振频率是很容易计算的。但输送带的质量和弹性是分布的，为了便于分析和计算，我们可以把它看成一系列离散的质量和弹簧，对分布系列有几个谐频率n→∞），当外部激励Fi（起、停、负载变化时）的频谱分量和分布系统某一个谐振频率共振，就会造成输送带的振荡。 4 振荡形成的机理 在起动前，由于拉紧装置提供了拉紧力，输送带处于被拉紧的状态。滚筒刚开始旋转时，输送带中紧边的张力在增加，松边的张力在减小，这2个变化都以波的形式沿输送带传播。随着驱动滚筒继续转动，振荡波继续传播，由于输送带中较大的张力，拉紧装置会有明显的伸长（油缸式拉紧装置）或放绳（绞车式拉紧装置）。高张力波继续传播，拉紧装置继续伸长或放绳，松、紧边张力波相遇，造成剧烈振荡，相当于拉紧的弹簧突然释放一样。在输送机正常运行时，每当负载发生变化时，类似的情况就会发生。 5 振荡的危害 （1）对输送带选型的影响 输送带费用一般要占整机费用的40左右，输送机设计人员常按正常张力选择输送带强度，振荡会提高输送带的安全系数，造成很大的浪费；会破坏输送带接头，造成断带事故，其后果不堪设想。 （2）对输送物料的影响 目前我国上运大倾角输送机可达28起动时，如果输送带振荡，将引起物料滚动或滑动，球状物料更为明显。 （3）丧失正常的传动比 正常传递所需的紧边与松边张力比会丧失，尤其在拉紧装置远离驱动装置时更是如此，从而使输送带在滚筒上打滑、磨擦发热，发生事故。 （4）对机械部件的影响 输送带将打击滚筒辊，及托造成机架、滚筒、主轴、轴承、拉紧装置等机械部件的损坏。对有凸弧段前部有负载，其余部分为空载时，输送带振荡将会使上输送带面打击巷道顶板或输送机走廊的盖板，造成不良后果。 6 解决输送带振荡的方法 为了将振荡减少到最小程度，我们必须选择理想的驱动装置，实现软起动，即在设定的起动时间内，通过控制输送机起动加速值来确保输送机平稳起动，并达到额定速度；同时使起动电流与起动张力控制在允许范围内。带式输送机软起动装置有很多种，目前国内外带式输送机较常用的软起动装置有3种①差动轮系液沾调速装置（CST）；②变频调速装置；③液力调速装置作为软起动装置。经多年的实际使用证明；液力调速装置能将振荡减小到最低程度，虽然它的调速精度与传递效率没有其他2种高，但对输送一般物料的带式输送机来说，已经足够了。 7 结语 目前，国内带式输送机设计还停留在传统的静态计算与分析上，对起动阶段的非稳定工况还缺乏科学的定量计算与分析，无法精确反映张力波在输送带中的传播方式。当输送带厚度超过一定值后，其性能已不再表现出完全弹性体特征，输送带在通过托辊时的变形以及能耗已不能用简单的磨擦损耗来表示，因而无法计算出输送带张力值。因此在输送机设计中应尽快采用动态分析技术，要利用计算机技术，针对输送机不同的工况（起动、制动与正常运行），来精确计算输送带的最大张力以及张力在输送带中的传播速度。