外文翻譯--驅(qū)動輪輸送帶的牽引力與滑動的比較.doc

附錄1驅(qū)動輪輸送帶的牽引力與滑動的比較A.J.G.Nuttall*,G.Lodewijks迪福特技術(shù)大學(xué),傳送技術(shù)和物流管理，Mekelweg2，2623CD迪福特，荷蘭接收于2005年7月13日；在校接收于2005年12月15日；被承認(rèn)于2006年1月2日，網(wǎng)上發(fā)布于2006年3月2日摘要：本文提出了用于水平帶式輸送機(jī)的現(xiàn)有模型的擴(kuò)展,描述有彎曲表面的輸送帶的驅(qū)動輪的牽引力和滑動之間的關(guān)系。模型包括以麥克斯韋元件形式運(yùn)行表面的具有黏彈性的橡膠。應(yīng)用正確的要素之后，主要是解決彼此相連各元素（原來沒有建模的）之間的交互作用,實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明模型能夠很好地匹配，則帶速在一定的速度范圍內(nèi)對牽引力有小的作用。2006Elsevier公司版權(quán)所有。關(guān)鍵詞:旋轉(zhuǎn)關(guān)系；牽引力；粘彈性；麥克斯韋模型；帶式輸送帶；彎曲帶表面1.引言傳統(tǒng)的帶式輸送機(jī)在輸送大塊礦石時(shí)，在輸送系統(tǒng)的首部或尾部都會有一個(gè)纏有皮帶的動力滑輪的驅(qū)動裝置，如圖1所示。這表明輸送帶系統(tǒng)的驅(qū)動結(jié)構(gòu)中有單一的或是雙重的驅(qū)動裝置。但是，當(dāng)需要兩個(gè)以上的驅(qū)動配置時(shí)，問題就會出現(xiàn)。由于驅(qū)動輪不能放置在沿運(yùn)輸帶的繩纜任意位置，不影響礦石的滾落，不能充分利用分散動力系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。在多種復(fù)雜的驅(qū)動系統(tǒng)中，可選擇性的驅(qū)動方法可以提供更大的布局柔性，還能增強(qiáng)直接作用在皮帶表面的驅(qū)動輪性能，產(chǎn)生所需的牽引力。例如在EnerkaBecker系統(tǒng)(簡稱EBS)中，都會有一些帶有裝在輸出軸上驅(qū)動輪的馬達(dá)形成一對驅(qū)動力，實(shí)際上可以放在沿皮帶的任意位置。Bekel1也提議使傳統(tǒng)的驅(qū)動帶底部變硬來弄平傳送帶，它可以用一對驅(qū)動輪帶動起來。在傳送帶沿線任意位置設(shè)立驅(qū)動裝置的自由度可以使系統(tǒng)設(shè)計(jì)者們有機(jī)會在部分組件出現(xiàn)故障時(shí)，通過平衡已安裝的驅(qū)動力來控制皮帶上的張力。這就是降低張力的關(guān)鍵，可以用同樣輕型的皮帶構(gòu)造從而忽略傳送帶的長度。這將會降低成本，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的柔性，也使組件的標(biāo)準(zhǔn)化成為可能。對于常規(guī)的驅(qū)動帶和驅(qū)動輪，如在EBS中的，產(chǎn)生的牽引力是由皮帶與滑輪或驅(qū)動輪表面接觸力和摩擦系數(shù)決定的。但是，隨著驅(qū)動輪的外形使得磨擦不完全來自于皮帶的張力，而是源自皮帶與其運(yùn)送礦石的重量和壓縮軸產(chǎn)生的力。在常規(guī)的傳送帶中，由于驅(qū)動滑輪歐拉公式2的不同，常用來決定最大可轉(zhuǎn)移的有效牽引力，而不能用于一個(gè)傳送驅(qū)動輪輸送機(jī)。所以，一個(gè)新的模型需要明確表述，考慮材料、皮帶的幾何性質(zhì)和驅(qū)動。圖1本文提出的就是一個(gè)像EBS的模型，描述了牽引與傳送帶驅(qū)動輪中滾動接觸補(bǔ)片的滑動之間的關(guān)系。模型包括橡膠的黏彈性，作為一個(gè)Maxwell元素的陣列，與過去常用在Bekel1系統(tǒng)中的彈性方法相比較。模型都與試驗(yàn)結(jié)果相比較。牽引-滑動關(guān)系是有作用的，因?yàn)闋恳突瑒优c正常的摩擦力相結(jié)合，極大影響皮帶表面的磨損率。在壽命內(nèi)，為了防止帶損壞，設(shè)定允許的最大限度磨損率，這可導(dǎo)致降低最大可轉(zhuǎn)移的牽引。2.基于粘彈性的摩擦力建模很多研究者都用Maxwell模型來量化滾筒在富有粘彈性表面滾動的能量消耗35，與輸送帶穿過托輥相比。當(dāng)皮帶通過托輥時(shí)，橡膠表面迅速伸縮。因?yàn)橄鹉z表面材料經(jīng)常會產(chǎn)生粘彈性，從而導(dǎo)致壓力的不對稱分配，也就是產(chǎn)生了阻力。通過實(shí)現(xiàn)粘彈性來推測阻力，Maxwell模型主要用在三種參數(shù)格式。其中一種比較特殊，由Lodewijks6描述，以Winkler的基礎(chǔ)或鋪墊結(jié)合為三個(gè)參數(shù)化Maxwell模型包括彈簧，彼此沒有相互作用。因?yàn)樵谙嗷プ饔玫慕M件之間的剪力無法測算可以忽略不計(jì)，從而使計(jì)算變得簡單。盡管簡化的結(jié)果可以表明輸送帶的運(yùn)行能夠產(chǎn)生令人滿意的效果。所以，Maxwell模型參數(shù)同Winker的基礎(chǔ)結(jié)合將會提供一個(gè)研究分析傳送帶驅(qū)動輪牽引力與滑動力關(guān)系的起點(diǎn)。為了在EBS中能更詳細(xì)描述出驅(qū)動輪對牽引力的影響，模型提供了兩種途徑。首先，Maxwell要素的數(shù)量增加到可以在整個(gè)接觸補(bǔ)片過程中提供模型與橡膠特性之間的有效結(jié)合。其次，一個(gè)毛刷模型也用于描述汽車輪胎4的橡膠輪胎面的作用也常來用來計(jì)算驅(qū)動輪與皮帶之間由于滑動而產(chǎn)生的剪力。這三個(gè)參數(shù)Maxwell模型，都是由系列中的單個(gè)的Maxwell要素組成，滿足傳統(tǒng)的輸送帶要求，因?yàn)樵谕休伵c輸送帶之間可以描述為一系列的接觸，由于持續(xù)的接觸長度覆蓋了接觸區(qū)域使模型只能通過單一激振頻率配合，使調(diào)整單個(gè)Maxwel時(shí)間常數(shù)到這個(gè)激振頻率成為可能。但是，在EBS中，彎曲的運(yùn)行表面，有一個(gè)橢圓的接觸區(qū)域?；谠跈E圓片中不同的接觸長度，模型只好以一定范圍的頻率配合。圖2即描述了模型是怎樣演示皮帶穿過托輥或驅(qū)動輪變化的過程。一個(gè)以角速度運(yùn)轉(zhuǎn)的剛性滾筒施加到以皮帶速度為bV運(yùn)轉(zhuǎn)的彎曲的黏彈性表面上，形成了橢圓的接觸區(qū)域。在激振范圍內(nèi)，為配合以橡膠的粘彈性的模型，產(chǎn)生了附加的Maxwell要素。一系列Maxwell要素近似黏彈性的特性，每個(gè)包括以以硬度為iE的彈簧的彈力度和一個(gè)減幅系數(shù)為i的減震器。如圖3所示。理想的模型應(yīng)該有無限多的元素組成，但是，由于實(shí)際情況與計(jì)算的原因，理想狀況通過一定數(shù)量的要素到m簡化了。圖2圖3Maxwell模型要素需要通過調(diào)整來適應(yīng)在測量振蕩試驗(yàn)中的帶的黏彈性的復(fù)雜彈性模量，材料承受正弦交變應(yīng)力和應(yīng)變8，9的情況下。圖4表明橡膠用于EBS皮帶的作用下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果有代表性地表達(dá)了如存儲能模量E，損失模量E和損失因素tg等內(nèi)容。同時(shí)，提出了復(fù)雜的彈性模量和與其相關(guān)的內(nèi)容如下：一定數(shù)量的用在模型中的Maxwell要素m依賴于想得到的頻率范圍內(nèi)所需復(fù)雜彈性模量的精確度。以可能的輸送帶的輸送速度為6.1sm/10，近似接觸長度為0.02m，激振頻率范圍從80到500hz。當(dāng)要素的數(shù)量增加時(shí)，精確度也隨之增加。但是，有越多要素的模型也會變得越復(fù)雜，增加更多計(jì)算消