帶式輸送機(jī)平面轉(zhuǎn)彎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮的問(wèn)題

輸送機(jī)簡(jiǎn)介

由于輸送任務(wù)、地形、地貌、地質(zhì)條件與礦山開(kāi)拓方式的要求，以及建筑物的限制，或者為了提高回收率、保護(hù)物料等，輸送線路可能不是全部直線布置，一些線路在水平方向上出現(xiàn)不同角度的轉(zhuǎn)彎。傳統(tǒng)的平面轉(zhuǎn)彎方式是通過(guò)直線輸送機(jī)的串聯(lián)接續(xù)來(lái)實(shí)現(xiàn)方向的改變。在帶式輸送機(jī)的轉(zhuǎn)彎處增設(shè)強(qiáng)制改向滾筒只適用于輸送機(jī)較短的廠內(nèi)輸送機(jī)上。采用特殊結(jié)構(gòu)的專(zhuān)用輸送帶也能夠?qū)崿F(xiàn)平面轉(zhuǎn)彎，如平面轉(zhuǎn)彎自然導(dǎo)向托輥組結(jié)構(gòu)、彈性支撐結(jié)構(gòu)、bico-Tec結(jié)構(gòu)和Garland結(jié)構(gòu)等，目前經(jīng)常使用的是自然導(dǎo)向托輥組結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外帶式輸送機(jī)技術(shù)全方位對(duì)比，國(guó)外公司設(shè)計(jì)使用的平面轉(zhuǎn)彎輸送機(jī)曲率半徑一般都較大，而國(guó)內(nèi)所采用曲率半徑有越來(lái)越小的趨勢(shì)。我們將對(duì)自然導(dǎo)向平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)的機(jī)理進(jìn)行分析，對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行比較，給出轉(zhuǎn)彎半徑的劃分，提出托輥組結(jié)構(gòu)選擇建議。

自然導(dǎo)向平面轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)理分析

平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)是指采用平輸送帶實(shí)現(xiàn)平面轉(zhuǎn)彎的特種帶式輸送機(jī)，也可以伴隨著平面轉(zhuǎn)彎進(jìn)行豎向凸凹弧彎曲，構(gòu)成空間轉(zhuǎn)彎。

帶式輸送機(jī)的運(yùn)行是通過(guò)滾筒與輸送帶的摩擦傳動(dòng)將驅(qū)動(dòng)能傳遞到輸送帶上以克服運(yùn)行阻力，因而在輸送帶的縱向存在張力。在此合力作用下，輸送帶會(huì)產(chǎn)生向曲率中心側(cè)偏移的趨勢(shì)。所以，平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)自然導(dǎo)向托輥組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是通過(guò)托輥的傾斜布置、內(nèi)曲線抬高和深槽角結(jié)構(gòu)產(chǎn)生離心導(dǎo)向力，以平衡向心合力，或限制其偏移。輸送帶在轉(zhuǎn)彎運(yùn)行時(shí)，力的正方向?yàn)殡x心方向。離心摩擦力與物料和輸送帶的重力分布、摩擦因數(shù)等因素有關(guān)。

轉(zhuǎn)彎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮的問(wèn)題

為保證平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)自由導(dǎo)向的彎曲運(yùn)行，轉(zhuǎn)彎處的輸送帶應(yīng)滿足力的平衡、應(yīng)力和應(yīng)變的限制和不離開(kāi)托輥等條件。

1、彎曲處力的平衡條件（輸送帶偏移限制條件）

實(shí)際上，輸送帶的張力將隨著輸送物料量的變化，以及輸送機(jī)的啟停過(guò)程張力的變化而改變，輸送帶通常不能完全處于理想的對(duì)中位置，而是有一定的偏移量，但偏移量不能超過(guò)內(nèi)側(cè)或外側(cè)的極限位置。因此，當(dāng)輸送帶處于內(nèi)側(cè)或外側(cè)的極限位置時(shí)，必須滿足相應(yīng)的條件。

當(dāng)輸送帶向內(nèi)曲線側(cè)偏移時(shí)，實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)依據(jù)輸送帶各種工況的張力和物料在輸送帶上的分布情況，計(jì)算出極限偏移量，且滿足規(guī)定要求。目前，國(guó)內(nèi)的一些設(shè)計(jì)僅考慮具有足夠的導(dǎo)向力，以滿足曲率半徑的要求，沒(méi)有考慮當(dāng)導(dǎo)向力過(guò)大時(shí)會(huì)造成輸送帶向外曲線側(cè)偏移。

2、輸送帶應(yīng)力應(yīng)變的限制條件

在輸送帶的彎曲段，外側(cè)的輸送帶伸長(zhǎng)量要大于內(nèi)曲線側(cè)，為保證輸送帶的壽命，輸送帶外曲線側(cè)的應(yīng)力、應(yīng)變不應(yīng)超過(guò)許用值。另外，由于輸送帶內(nèi)外側(cè)的伸長(zhǎng)量不同而引起內(nèi)側(cè)凹陷的程度不能太大。

3、外側(cè)托輥上的輸送帶不離開(kāi)托輥

曲率半徑過(guò)小時(shí)，有可能使外側(cè)托輥上的輸送帶飄起而離開(kāi)托輥，于是產(chǎn)生附加的向心力，使輸送帶易于向內(nèi)跑偏。因此，在設(shè)計(jì)水平轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)時(shí)，應(yīng)保證外側(cè)托輥上的輸送帶不離開(kāi)托輥。在一些特殊情況下，特別是企業(yè)內(nèi)部的物料輸送，由于受到設(shè)施的限制，轉(zhuǎn)彎半徑只能達(dá)到100m，還更小，因而在滿足輸送量的情況下，也許不能滿足此條件，此時(shí)應(yīng)選用剛度較低的輸送帶。

在平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)工程設(shè)計(jì)中，如何評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)彎半徑的大小很重要，但尚無(wú)具體評(píng)價(jià)指標(biāo)。轉(zhuǎn)彎半徑受到輸送帶寬度、張力、物料和輸送帶的重力等因素的影響，這里將轉(zhuǎn)彎半徑劃分為適宜轉(zhuǎn)彎半徑、困難轉(zhuǎn)彎半徑和不適宜轉(zhuǎn)彎半徑三類(lèi)，并可用輸送帶內(nèi)曲線和外曲線之間的寬度與曲率半徑的比值進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（1）適宜轉(zhuǎn)彎半徑是指彎曲處力的平衡條件為轉(zhuǎn)彎半徑限制的支配條件，即轉(zhuǎn)彎半徑3個(gè)限制條件中“輸送帶偏移限制條件”所滿足的曲率半徑較小，通常k是大于800~1000。

（2）困難轉(zhuǎn)彎半徑是指輸送帶的應(yīng)力應(yīng)變的限制條件為轉(zhuǎn)彎半徑限制的支配條件，通常寬度與半徑比值小于800~1000且大于300~500，此時(shí)不宜用于長(zhǎng)距離越野輸送機(jī)。

（3）不適宜轉(zhuǎn)彎半徑是指轉(zhuǎn)彎半徑不能滿足轉(zhuǎn)彎半徑3個(gè)限制條件的其中任意一個(gè)，寬度與半徑比值小于 300~500，這種情況僅能用于短距離輸送機(jī)，且在實(shí)際運(yùn)行中不能保證良好的運(yùn)行狀態(tài)。

對(duì)自然導(dǎo)向平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)的轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)理進(jìn)行分析，提出了采用輸送帶內(nèi)曲線和外曲線之間的寬度與曲率半徑的比值來(lái)評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)彎半徑的大小，按比值和限制條件將轉(zhuǎn)彎半徑劃分為適宜轉(zhuǎn)彎半徑、困難轉(zhuǎn)彎半徑和不適宜轉(zhuǎn)彎半徑三類(lèi)。并且提出優(yōu)先采用3輥托輥組結(jié)構(gòu)，可為今后平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)的轉(zhuǎn)彎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考與借鑒。