工程機械基礎7-第七章礦山運輸機械

礦山運輸機械運輸是礦山生產(chǎn)過程的重要部分。在礦山生產(chǎn)中，運輸線路長、巷道條件復雜，運輸若不暢通，采掘工作就無法繼續(xù)進行。礦山運輸機械主要包括從工作面到地面的礦石運輸和輔助運輸。輔助運輸包括矸石、材料、設備和人員運輸，它在礦山生產(chǎn)中也占有重要的地位。礦山機械按運行方式分類連續(xù)運行連續(xù)運行式運輸機械的特點是，一經(jīng)開動就不需要操作而連續(xù)運行。往返運行往返運行式運輸機械的特點是，在運行區(qū)間內(nèi)，作往返式周期性運行，運行中需要操作換向。帶式輸送機單繩運輸運輸機械按牽引原理分類鏈嚙合牽引鏈嚙合牽引的運輸機械使用的牽引構(gòu)件為鏈條。礦山應用主要是刮板輸送機。撓性體摩擦牽引撓性體摩擦牽引的運輸機械使用的牽引構(gòu)件有輸送帶和鋼絲繩。礦山應用的有帶式輸送機和無極繩絞車。車輪粘著牽引車輪粘著牽引的運輸機械的牽引構(gòu)件為車輪與軌道，使用的車輪主要是鋼輪和充氣膠輪。充氣膠輪不用軌道，需要修筑適當?shù)牡缆?。目前我國礦山主要是有軌機車牽引。充氣膠輪車在條件適合的礦井也有應用。鋼絲繩纏繞牽引 鋼絲繩纏繞牽引的運輸機械是各種絞車。按結(jié)構(gòu)類型分類一類為輸送機類；輸送機類運輸機械包括許多形式，如帶式輸送機、刮板輸送機、板式輸送機、螺旋輸送機、振動輸送機、斗式提升機等。這一類運輸機械的特點是：整機長度與運輸距離相等；連續(xù)運行；運輸能力與運輸距離無關。另一類為車輛類。運輸機械的基本計算運輸機械為適應不同工作條件的需要，有許多類型。各種運輸機械的牽引原理和具體結(jié)構(gòu)雖有不同，但也有共同之處。運輸能力連續(xù)運行式的運輸機械往返運行式的運輸機械連續(xù)運行式的運輸機械

連續(xù)運行式的運輸機械，均勻、連續(xù)裝載時，其運輸能力為:Q＝3.6qv式中Q—運輸能力，t/h；

q—單位長度上所裝物料的質(zhì)量，kg/m；

v—物料的運行速度，m/s。由

q＝Fγ得Q＝3.6Fγv式中F—物料運行的斷面積，m2;

γ—物料的散碎密度，kg/m3。往返運行式的運輸機械

往返運行式的運輸機械，每次牽引若干輛礦車做往返周期性運行，其運輸能力為

得： 式中Q—運輸能力，t/h；

z—每次牽引的礦車數(shù)；

G—每輛礦車的裝載量，t；

L—運輸距離，m；

T—往返運行一次所需的時間，min；

vp—平均運行速度，m/s；

tf—摘掛鉤等輔助工作時間，min。運行阻力礦車運行的阻力和阻力系數(shù): 圖1-1a為單個礦車在水平直線軌道上等速運行時的受力狀況。圖1-1b為其中一個輪對上的作用力，列出各作用力對軸心的力矩方程為:

整理得當N1=N2時，W2=W1，全部運行阻力為

W=W1+W2礦車運行阻力系數(shù):式中W—礦車運行阻力，N；m—礦車的總質(zhì)量，kg；g—重力加速度，m/s2；k—車輪與軌道間的滾動摩擦系數(shù)，其數(shù)值與車輪直徑及軌面形狀和材料有關，k=0.5~0.6mm；

—車輪軸承的摩擦系數(shù)；d—車輪的軸徑，mm；D—車輪直徑，mm；c—車輪輪緣阻力附加系數(shù)。運行阻力1.礦車的運行阻力單個礦車的運行阻力一組礦車的運行阻力式中：C—阻力附加系數(shù)；——一組列車的礦車數(shù)；——礦車的總質(zhì)量,——礦車運行阻力系數(shù)自重分力正負號的取法，自重分力的方向與運行方向相同時幫助運動，故取“—”號，自重分力的方向與運行方向相反時，取“+”號，因為需要外力克服。

運行阻力有牽引機構(gòu)的連續(xù)運輸機械的運行阻力和阻力系數(shù)有牽引機構(gòu)的連續(xù)運行式運輸機械，其牽引機構(gòu)連接成封閉環(huán)形，在驅(qū)動裝置的帶動下，沿路線連續(xù)循環(huán)運行，如圖1-2所示。整個路線由直線運行的直線段的繞曲線運行的曲線段組成。直線段和曲線段的運行條件不同，其運行阻力也不同，通常分別計算。直線段運行阻力:牽引構(gòu)件在托輥上運行，如圖1-5所示。若牽引構(gòu)件無彎曲變形，從牽引構(gòu)件與托輥的相互作用關系看，也與礦車在軌道上運行相似。這種條件下的運行阻力系數(shù)，也可用下面公式表示。圖1-1b是輸送帶在托輥上運行的帶式輸送機，被運物料裝在輸送帶上，與輸送帶一起運行，輸送帶既是承載構(gòu)件，又是牽引構(gòu)件。若輸送帶在運行中沒有形變，這種方式沿水平運輸?shù)倪\行阻力，重段（承載段）為：

Wzh=(q+qd+q’g)Lgω’

返回的空行程段為：

Wk=(qd+q”g)Lgω”直線段運行阻力:重段為:Wzh=(q+qd+qg')Lgω'

空行程段為:Wk=(qd+qg'')Lgω''

式中Wzh—重段（承載段）運行阻力，N； Wk—空段運行阻力，N；q—單位長輸送帶上裝運物料量，kg/m；qd—輸送帶單位長的質(zhì)量，kg/mqg'—重段（承載段）單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量，kg/m。這是一個為便于表達的假想?yún)?shù)，qg'＝Mg'/lg';Mg'—重段托輪組旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量，kg；lg'—重段托輪組的間距，m；L—重段和空段的長度，m；g—重力加速度，m/s2;ω'、ω''—牽引構(gòu)件在重段、空段托輪組上運行的阻力系數(shù)；qg''—空段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量，kg/m。qg''＝Mg''/lg'';Mg''—空段托輥旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量，kg；lg''—空段托輥組的間距，m。直線段阻力

作用在一組托輥上的正壓力重段阻力空段阻力式中：——每米長度上貨載的質(zhì)量，kg/m；

——輸送帶每米長度的質(zhì)量，kg/m；

——重段托輥間距，m；

——一組重段托輥的回轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量，kg；

——每米長度上重段托輥回轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量，kg/m；

——輸送機安裝傾角；

——輸送機長度，m；

——重段托輥阻力系數(shù)；

——每米長度上空段托輥回轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量，kg/m;——空段托輥阻力系數(shù)。繞經(jīng)曲線段的阻力1.繞經(jīng)可轉(zhuǎn)動的導向體牽引構(gòu)件繞經(jīng)這類導向體的阻力，由以下三部份組成。在牽引構(gòu)件與導向體的相遇點，當它由直線變成彎曲時，因牽引構(gòu)件的彎曲轉(zhuǎn)折所產(chǎn)生的阻力W'；導向體轉(zhuǎn)軸上的摩擦阻力W''；在牽引構(gòu)件繞出導向體的分離點，當它由彎變直時，因牽引構(gòu)件的轉(zhuǎn)折所產(chǎn)生的阻力W'''。設鏈條的張力，在與鏈輪的相遇點為Sy；與鏈輪的分離點為Sl。在相遇點由直變彎繞進鏈輪時鏈條由直變彎的阻力:

W'=Syf1d1/D鏈條由彎變直的阻力:W'''=Slf1d1/D鏈輪軸上的摩擦阻力:

f1—鏈軸的摩擦系數(shù)。d1—鏈軸直徑，mm；d—鏈輪轉(zhuǎn)軸的直徑，mm。D—鏈輪直徑，mm；f—鏈輪轉(zhuǎn)軸的摩擦系數(shù)。繞經(jīng)曲線段的阻力鏈條繞經(jīng)鏈輪的阻力Wl為改向段阻力根據(jù)力矩平衡從而設有在實際應用中，通常取k=1.05～1.07，也就是阻力為主動輪或主動滾筒的改向阻力2.繞經(jīng)固定的圓弧導向體歐拉柔索公式得Sl—牽引構(gòu)件在分離點的張力，N；Sy—牽引構(gòu)件在相遇點的張力，N；e—自然對數(shù)的底；μ—牽引構(gòu)件與導向體間的摩擦系數(shù)；α—圓弧導向體的圓心角，rad。牽引構(gòu)件繞經(jīng)固定導向體，其張力由Sy增加到Sl，這個張力差就是固定導向體對牽引構(gòu)件運行的阻力Wg。

Wg=Sl-Sy=Sy(eμα-1)有牽引機構(gòu)的連續(xù)運輸機械的牽引力及驅(qū)動功率計算

牽引構(gòu)件的張力牽引力的驅(qū)動功率

牽引構(gòu)件的張力逐點計算法的規(guī)則是：牽引構(gòu)件某一點的張力，等于沿其運行方向后一點的張力與這兩點間的運行阻力之和。用公式表達為：

Si=Si-1+W(i-1)~i式中Si、Si-1—分別為牽引構(gòu)件上前后兩點的張力；

W(i-1)~i—前后兩點間的運行阻力。逐點計算法根據(jù)逐點計算法的規(guī)則，可寫出下列各式。

S2=S1+Wk S3=S2+W2~3 S4=S3+Wzh式中S1、2、3、4—分別為牽引構(gòu)件在各點的張力；

Wk—空行程段（以后稱空段）的運行阻力；

Wzh—承載段（以后稱重段）的運行阻力；

W2~3—繞經(jīng)上端曲線段2~3的阻力。傾角

Wzh>0，S4>S3>S2>S1，1點的張力最小。（Wzh+Wk）>0，S4>S1，1點的張力最小。（Wzh+Wk）<0，S1>S4，4點的張力最小。驅(qū)動裝置的位置對牽引構(gòu)件張力的影響

設置驅(qū)動裝置的位置，如果沒有其他條件限制，例如：供電是否方便；有無便于安裝和維護的合適空間等，應該設置在使牽引構(gòu)件的最大張力為最小，且所需張緊力最小的位置。

為減少牽引機構(gòu)的張力，對于長大的連續(xù)運輸機械，可采用兩端都設驅(qū)動裝置的雙機頭驅(qū)動；還可以在兩端和中間部位都設驅(qū)動裝置的多驅(qū)動方式。驅(qū)動裝置位置的影響按圖a最小張力在1點，設其張力值為S0，據(jù)逐點計算法的規(guī)則得

S2=S0+Wk S3=S2+k1（S2+S3）整理得 S4=S3+Wzh=k（S0+Wk）+Wzh按圖b的位置，最小張力在1’點，其張力值也為S0，根據(jù)逐點計算法的規(guī)則得

S’2=S0+Wzh S’3=S’2+k1（S’2+S’3）整理得S’4=S’3+Wk=k（S0+Wzh）+Wk比較公式，因Wzh>Wk,得S’4>S4.由此可以看出，驅(qū)動裝置按圖a的位置安裝，牽引構(gòu)件的最大張力最小。牽引力的驅(qū)動功率驅(qū)動裝置作用在驅(qū)動輪（滾筒）圓周上的力叫牽引力（亦稱圓周力）

P=Sy-Sl+k1（Sy+Sl）式中P—牽引力，N；Sy—牽引構(gòu)件與驅(qū)動輪相遇點的張力，N；Sl—牽引構(gòu)件與驅(qū)動輪分離點的張力，N；k1—前面所講的牽引構(gòu)件繞經(jīng)驅(qū)動輪的阻力系數(shù)。有牽引機構(gòu)的連續(xù)運輸機械穩(wěn)定運行時，在驅(qū)動輪（滾筒）軸上的功率用公式計算。式中N0—驅(qū)動輪上的功率，kw；v—牽引構(gòu)件的運行速度，m/s。此公式所計算的為正常穩(wěn)定運行時的功率，設計選用驅(qū)動電動機的功率，還應滿足運輸機械滿載起動的需要。應視不同類型的機械和起動方式及起動加速度的大小，在此基礎上適當乘上一個大于1的動力系數(shù)來選配驅(qū)動電動機的功率。牽引力的驅(qū)動功率液力偶合器及液力變矩器液力傳動裝置分為兩大類：一類是液力偶合器；另一類是液力變矩器。它們的區(qū)別在于：前者的輸入和輸出轉(zhuǎn)矩相等，即其輸出轉(zhuǎn)矩不能改變；而后者的輸出轉(zhuǎn)矩可以改變。液力偶合器的結(jié)構(gòu)特點液力偶合器在輸送機的傳動裝置中安裝在電動機與減速器之間。其結(jié)構(gòu)如圖4-12所示。它主要由泵輪2、外殼3和透平輪4這三個主要部件組成。液力偶合器的工作原理當電動機帶動泵輪轉(zhuǎn)動時，其中的工作液體被葉片夾持著同泵輪一起旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生流向外緣的離心壓力。同樣，透平輪旋轉(zhuǎn)時，其中的工作液體也產(chǎn)生流向外緣的離心壓力，只要泵輪的轉(zhuǎn)速大于透平輪的轉(zhuǎn)速，則前者使工作液體產(chǎn)生流的離心壓力必定大于后者的。因此，泵輪內(nèi)的液體沿徑向葉片之間的通道向外流動，并在泵輪外緣流入透平輪；同時，由于連續(xù)性的緣故，在靠近聯(lián)軸器軸線的泵輪內(nèi)緣，工作液體又從透平輪流入泵輪，形成環(huán)流，于是，在泵輪和透平輪所組成的循環(huán)圓內(nèi)的工作液體，除了繞偶合器軸線進行旋轉(zhuǎn)運動（牽連運動），此外，還要繞循環(huán)圓的中心進行環(huán)流運動（相對運動）。因此，液體質(zhì)點的絕對運動是螺管狀的復合運動。在帶式輸送機中使用液力偶合器將有如下特點：（1）提高驅(qū)動裝置的起動能力，改善了起動性能。常用的鼠籠型電動機的起動力矩較小，如果液力偶合器與電動機相匹配的合適時，可以利用接近于電動機的顛覆力矩來起動的負載，從而提高其起動能力；另外，電動機直接驅(qū)動泵輪，在起動初期負荷很小，相當于空載起動，減少了對電網(wǎng)的沖擊，從而改善了電動機的起動性能。（2）具有過載保護作用。對于帶有前輔室的液力偶合器，它能依據(jù)外載情況自動調(diào)節(jié)工作腔中的液體數(shù)量，從而起到過載保護作用；另外，當工作機構(gòu)過載時間較長或被卡住，透平輪與泵輪之間的滑差變大，有較大的相對運動，將液體的液動能轉(zhuǎn)化為熱能，從而使傳遞介質(zhì)溫度升高，當傳遞介質(zhì)溫度超過易熔塞的允許溫度時，易熔塞熔化，傳遞介質(zhì)噴出，液力偶合器不再傳遞力矩，從而保護電機不受損壞。（3）能消除工作機構(gòu)傳過來的沖擊和振動。液力偶合器是非剛性連接裝置，在工作過程中能夠吸收振動、減少沖擊，使工作機構(gòu)和驅(qū)動裝置平穩(wěn)運行，并減輕工作機構(gòu)的動應力，降低沖擊載荷，從而提高驅(qū)動裝置的使用壽命。（4）在多電機傳動系統(tǒng)中，能使各個電動機的負荷分配趨于均衡。液力變矩器的工作原理：

變矩器有3個工作輪：泵輪1、渦輪2和導輪3。每個工作輪上都有許多彎曲的葉片。這些工作輪在一起形成一個封閉的循環(huán)油路。變矩器工作時，油液在工作輪葉片間的通道中循環(huán)流動。液力變矩器為什么有“變矩”的作用

泵輪、渦輪和導輪的展開如圖a所示。其中，up、uv表示泵輪和渦輪轉(zhuǎn)動的速度和方向，導輪則是固定在機殼上不動的。在圖b中，設渦輪出口處的速度uv（牽連速度），渦輪出口處液流相對于渦輪葉片的相對速度為vv，由于渦輪的葉片呈彎曲狀，所以vv與uv的方向不一致。vv與uv的合成速度為wv，wv即為渦輪出口處液流的絕對速度。wv的方向是指向?qū)л喨~片的凹面的，它使導輪產(chǎn)生與渦輪轉(zhuǎn)動方向相反的轉(zhuǎn)動趨勢，但由于導輪是固定不動的，所以沖擊導輪的液流則承受導輪給液流的反作用力，此反作用力傳遞到渦輪上，這反作用力與渦輪轉(zhuǎn)動方向相同，也與泵輪流出液流沖擊渦輪方向相同，因此造成了渦輪輸出扭矩比泵輪輸入給它的扭矩大。此種情況相當于變矩器處在低速大扭矩的工況，渦輪總輸出扭矩增大。如果變矩器處在輕載高速的情況下，則渦輪轉(zhuǎn)速加快，即uv增加，那么uv與υv的合成速度wv（絕對速度），指向?qū)л喨~片凸面，如圖c所示。從渦輪流出的液流則沖擊導輪葉片凸面，使導輪產(chǎn)生與渦輪轉(zhuǎn)動方向相同的轉(zhuǎn)動趨勢，同樣，由于導輪固定不動，導輪通過液流加于渦輪的反力，其方向與渦輪轉(zhuǎn)動方向相反,也與泵輪流出的液流對渦輪的沖擊方向相反，因此使渦輪輸出的扭矩比泵輪輸入渦輪的扭矩小。雙渦輪液力變矩器它由第一渦輪1、第二渦輪4、導輪3和泵輪2等組成。泵路2由發(fā)動機直接帶動。一級渦輪1與二級渦輪4分別經(jīng)兩根互相套裝的軸及齒輪5、6和7、8將動力傳給超越離合器10,再經(jīng)超越離合器10輸入到行星變速箱。齒輪9與泵輪直連，將發(fā)動機的一部分功率直接分配給工作油泵、轉(zhuǎn)向油泵和變矩器油泵。

超越離合器的結(jié)構(gòu)

帶式輸送機

帶式輸送機是以膠帶兼作牽引機構(gòu)和承載機構(gòu)的一種運輸設備。他在礦井地面和井下運輸中得到極其廣泛的應用。普通帶式輸送機的最大運輸傾角物料種類角度物料種類角度塊煤原煤篩分后的焦炭0~350mm礦石0~200mm油田頁巖18°20°17°16°22°篩分后的石灰石干砂未篩分的石塊水泥干松水泥12°15°18°20°20°

輸送帶是帶式輸送機的承載構(gòu)件，帶上的物料隨輸送帶一起運行，根據(jù)需要物料可在輸送機端部或中間部位卸下。輸送帶用旋轉(zhuǎn)的托輥支撐，運行阻力較小。帶式輸送機可沿水平或傾斜線路布置，使用光面輸送帶沿傾斜線路布置時，不同物料的最大運輸傾角是不同的?？蓞㈤喩媳怼捷斔蜋C的優(yōu)良性能運輸能力大，且工作阻力小，耗電量低；由于物料同輸送帶一起移動，其磨損量較小，物料的破碎率??；帶式輸送機的單機運距可以很長，其所需設備臺數(shù)少，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)少，節(jié)省設備和人員，并且維護比較簡單。由于輸送帶成本較高且易損壞，故與其它運輸設備相比，初期投資高，且不適應于輸送有尖棱角的物料。帶式輸送機的種類

(1)按承載能力分類輕型帶式輸送機：專門應用于輕型載荷的運輸機；通用帶式輸送機：這是應用最廣泛的帶式輸送機，其他類型帶式輸送機都是這種帶式輸送機的變形；鋼繩芯帶式輸送機：應用于重型載荷的運輸機。(2)按可否移動分類固定帶式輸送機、移動帶式輸送機、移置帶式輸送機、可伸縮帶式輸送機(3)按輸送帶的結(jié)構(gòu)形式分類普通輸送帶帶式輸送機：輸送帶為平型帶，帶芯為帆布或尼龍帆布或鋼繩芯；鋼繩牽引帶式輸送機、壓帶式輸送機、鋼帶輸送機、網(wǎng)帶輸送機、管狀帶式輸送機、波狀擋邊帶式輸送機、花紋帶式輸送機(4)按承載方式分類托輥式帶式輸送機、氣墊帶式輸送機、磁性輸送帶、液墊帶式輸送機、深槽型帶式輸送機(5)接輸送機線路布置分類直線帶式輸送機、平面彎曲帶式輸送機、空間彎曲帶式輸送機(6)按驅(qū)動方式分類單滾筒驅(qū)動帶式輸送機、多滾筒驅(qū)動帶式輸送機、線摩擦帶式輸送機、磁性帶式輸送機、摩擦輪驅(qū)動帶式輸送機帶式輸送機發(fā)展的特征1.提高運輸能力輸送機運輸能力的提高，一般通過增加物料的堆積面積即加大帶寬，增加托輥槽角和提高帶速的方法。2.加長單機運輸長度采用提高輸送帶與主動滾筒間的摩擦系數(shù)，增加圍包角以提高主動滾筒與輸送帶間的摩擦傳動能力，提高輸送帶的抗拉強度等方法來加長單機運輸長度。3.提高輸送機傾角提高輸送機傾角就可在提升高度一定時，縮短運輸長度，降低設備成本，減小占地面積和基建投資。主要部件的結(jié)構(gòu)及功能一．輸送帶二．托輥三、滾筒四、驅(qū)動裝置五、制動裝置六、拉緊裝置七、清掃裝置帶式輸送機的原理帶式輸送機是由承載的輸送帶兼作牽引機構(gòu)的連續(xù)輸送設備輸送帶繞經(jīng)主動滾筒和改向滾筒形成一個環(huán)形帶上下輸送帶由托輥支承拉緊裝置給輸送帶以正常運行所需的張力驅(qū)動裝置驅(qū)動主動滾筒，通過主動滾筒和輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶運行物料裝在輸送帶上和帶子一起運動帶式輸送機一般是在端部卸載，利用專門的卸載裝置也可在中間卸載。輸送機上還設有其它輔助設備。如：金屬架、裝載裝置、卸料裝置及清掃器等輸送帶的結(jié)構(gòu)與種類

輸送帶大致可分為普通輸送帶和特殊結(jié)構(gòu)輸送帶。按覆蓋層和帶芯的材料可分為橡膠輸送帶、塑料輸送帶、尼龍輸送帶和鋼繩芯輸送帶；按所應用的環(huán)境可分為標準耐磨帶、耐熱帶、阻燃帶、耐油帶、食品帶等。

輸送帶種類1)I類輸送帶。I類輸送帶的覆蓋膠用天然橡膠、合成橡膠、合成橡膠與天然橡膠的混合物，或各種合成橡膠的混合物制成。選用的橡膠和橡膠混合物是為了使覆蓋層具有最好的抗切割、抗腐蝕和耐磨損的綜合性能。它具有隔離層，能保證輸送帶具有較高的撓曲壽命。

2)II類輸送帶。II類輸送帶的覆蓋層具有良好的耐磨性，但是抗剪切、抗腐蝕性和撓曲壽命不如I類輸送帶。3)耐熱輸送帶。耐熱輸送帶選用的合成橡膠或合成橡膠混合物是為了使輸送帶具有最好的耐高溫性能以及對輸送的特殊物料的粒度具有足夠的耐磨性、抗切割性和抗鑿蝕性。在要求輸送帶同時具有耐熱性和耐油性的地方，必須采用特殊的合成橡膠混合物。在物料溫度經(jīng)常高于110℃的場合。應考慮使用能夠承受細粒熱物料層達300℃和熱塊料達350℃高溫的熱物料覆蓋膠。4)耐火輸送帶。耐火輸送帶是按照礦山安全規(guī)程制造的。在需要耐油、耐磨蝕、抗切割和抗臺蝕的地方可能需要特殊的耐火覆蓋膠混合料。

PVC輸送帶雙層輸送帶多層輸送帶一．輸送帶輸送帶在帶式輸送機中即是承載構(gòu)件又是牽引構(gòu)件，它不僅要有承載的能力，還要有足夠的抗拉強度。輸送帶由帶芯（骨架）和覆蓋層組成，如圖所示。帶芯主要由各種織物（棉織物、各種化纖織物以及混紡材料等）或鋼絲繩構(gòu)成。它們是輸送帶的骨架層，幾乎承受輸送帶工作時全部負荷，因此，帶芯材料必須具有一定的強度和剛度。覆蓋膠用以保護中間的帶芯不受機械損傷以及周圍介質(zhì)的有害影響。上覆蓋膠層一般較厚，這是輸送帶的承載面，直接與物料接觸并承受物料的沖擊和磨損。下覆蓋膠是輸送帶與支撐托輥接觸的一面，主要承受壓力，為了減少輸送帶沿托輥運行時的壓陷阻力，下覆蓋膠的厚度一般較薄。側(cè)邊覆蓋膠的作用是當輸送帶發(fā)生跑偏使側(cè)面和機架相碰時，保護其不受機械損傷。

帆布輸送帶一般是用于小型帶式輸送機當帶芯的層數(shù)過多時其成槽性能差它的橫向強度一般比鋼繩芯輸送帶大當輸送物料可能沖走輸送帶造成輸送帶擊穿和撕裂時，一般應優(yōu)先采用帆布帶。

鋼絲繩芯輸送帶鋼繩芯輸送帶對鋼絲繩的要求

l)應具有較高的破斷強度。鋼繩芯的強度高可增高輸送帶的強度。另一方面，鋼繩芯的強度高，可減小繩的直徑，輸送帶也可以相應減小厚度，以達到減小輸送機尺寸，減小設備投資。2)鋼繩芯與橡膠具有較高的粘著力。這對于用硫化法接頭時具有重大意義。提高鋼繩與橡膠問的粘著力的主要措施是在鋼繩表面電鍍黃銅及采用硬質(zhì)橡膠等。3)應具有較高的耐疲勞強度，以提高使用壽命。4)應具有較好的柔性，以利于輸送帶經(jīng)過滾筒時運行變向的彎曲。

鋼繩芯輸送帶與普通帆布輸送帶相比的優(yōu)點

l)輸送帶的強度高?？蓱糜诖筮\量、長距離輸送機。2)伸長量小，可減小拉緊行程。鋼繩芯輸送帶的伸長量約為帆布帶的十分之一。3)鋼繩芯輸送帶的彈性模量高，因而張力傳播速度快，起制動較帆布帶式輸送機容易。4)成槽性好。由于鋼繩芯是沿輸送帶縱向排列的，而且只有一層，因此可形成較大的槽角。5)抗沖擊性及抗彎曲疲勞性能好，使用壽命長。6)接頭壽命長。7)輸送機的滾筒小。

輸送帶的強度規(guī)格帶的強度規(guī)格技術(shù)要求項目ST630ST800ST1000ST1250ST1600ST2000ST2500ST3150ST4000縱向拉伸強度N/mm?6308001000125016002000250031504000鋼絲繩最大公稱直徑，mm3.03.54.04.55.06.07.58.19.1鋼絲繩間距10121517帶的上覆蓋層厚度。mm568帶的下覆蓋層厚度。mm568輸送帶的寬度規(guī)格寬度規(guī)格mm鋼絲繩根數(shù)ST630ST800ST1000ST1250ST1600ST2000ST2500ST3150ST4000800756350100095796456120011394766914001331118979160015112610191180017114311410320001591281142200176141125輸送帶的產(chǎn)品型號表示為

ST1000

H

1000

?4.0

─6.0─6.0

上下覆蓋層厚度

鋼絲繩直徑

寬度規(guī)格

覆蓋層規(guī)格

強度規(guī)格輸送帶的連接機械接頭硫化（塑化）接頭冷粘連接法（冷硫化法）機械接頭機械接頭是一種可拆卸的接頭。它對帶芯有損傷，接頭強度效率低，只有25%～60%，使用壽命短，并且接頭通過滾筒時對滾筒表面有損害，常用于短運距或移動式帶式輸送機上?？椢飳有据斔蛶С２捎玫臋C械接頭形式有鉸接活頁式，鉚釘固定的夾板式和勾狀卡子式，如圖5-4所示。鋼絲繩芯輸送帶一般不采用機械接頭方式。鉸結(jié)板機械接頭

機械接頭

優(yōu)點：①連接快。有經(jīng)驗的人員連接一個機械接頭不需要很長時間，而連接一個硫化接頭則需要數(shù)小時；②初期費用低。機械接頭所用的勞動力和連接件的費用僅為硫化接頭費用的一小部分。一般僅需使用手工工具；③拉緊行程問題極小。如果輸送帶長度變化超過拉緊裝置的適應能力，則可將輸送帶截短，并以較低的費用很快地重新接合。

缺點：①輸送帶截斷面受濕氣和物料的作用，會給帶芯織物帶來有害的影響；②表面粗糙。機械接頭不可能像硫化接頭那樣在接頭處具有光滑的表面。輸送帶清掃器及系統(tǒng)支撐有時卡在接頭上，對接頭、清掃器或帶造成損壞；③制造一種能防止細物料漏出的機械接頭是十分困難的；④輸送熱物料時，連接件能蓄熱，并把熱直接傳送給帶芯?？赡軙饚揪植繐p壞和接頭過早的失效。

硫化（塑化）接頭硫化（塑化）接頭是一種不可拆卸的接頭方式。它具有承受拉力大、使用壽命長、對滾筒表面不產(chǎn)生損害、接頭強度效率可高達60%～95%的優(yōu)點。但存在接頭工藝過程復雜的缺點。對于分層織物層芯輸送帶在硫化前，將其端部按帆布層數(shù)切成階梯狀，如圖5-5所示。然后將兩個端頭互相很好地貼合，用專用硫化設備加壓加熱并保持一定時間即可完成。值得注意的是接頭靜載強度為原來強度的（i－1）/i×100%，其中i為帆布層數(shù)。2.輸送帶接頭

(1)硫化接頭織物輸送帶硫化接頭

硫化（塑化）接頭對于鋼絲繩芯輸送帶，在硫化前將接頭處的鋼絲繩剝出，然后將鋼絲繩按某種排列形式搭接好（如圖5-6所示），附上硫化膠料，即可在專用硫化設備上進行硫化接頭。鋼繩芯輸送帶接頭

硫化接頭

優(yōu)點：①強度高。具有最高的使用強度；②工作壽命長。如果在合適的輸送機設備上正確使用并精心維護，一個硫化接頭可達輸送帶的壽命。但一般來講，硫化接頭的壽命達不到輸送帶的壽命；③清潔。硫化接頭光滑而且沒有間隙，因而被輸送的物料不會穿過接頭撒落。此外，硫化接頭不會像機械接頭那樣損傷輸送帶的刮板清掃器或干擾刮板清掃器工作。缺點：①初期費用高。硫化接頭的費用比機械接頭高出很多倍；②為了保證足夠拉緊行程以適應輸送帶長度的彈性變形和永久變形，必須提供較長的拉緊行程；③更換硫化接頭既費時，費用又高，尤其是在緊急修理的情況下。

冷粘連接法（冷硫化法） 冷粘連接法與硫化連接主要不同之點是冷連接使用的膠料涂在接口上不需加熱，只需施加適當?shù)膲毫Ρ３忠欢〞r間即可。冷連接只適用于分層織物層芯的輸送帶。輸送帶基本參數(shù)的計算最大張力[S]可用下面的有關公式進行計算：

①整體編織輸送帶和鋼絲繩芯輸送帶:

(5-1)Sd―輸送帶的整體縱向拉斷強度，N/mm；B―輸送帶的寬度，mm；〔S〕―輸送帶在運行過程中的最大許用張力，N；m―輸送帶的安全系數(shù)②分層織物層芯輸送帶:

（5-2）σd―輸送帶每層單位寬度的縱向拉斷強度，N/（mm?層）；i―帆布層數(shù)輸送帶安全系數(shù)的取值，對于機械接頭方式m＝10~15;對于硫化接頭方式m＝10.托輥

托輥用來支撐輸送帶和輸送帶上的物料，減少輸送帶的運行阻力，保證輸送帶的垂度不超過技術(shù)規(guī)定值，使輸送帶沿預定的方向平穩(wěn)地運行。帶式輸送機上大量的和主要地部件是托輥，其成本占輸送機總成本的25%～30%，托輥總重約占整機重量的30%～40%。因此，對運行中的輸送機來說，維護和更換的主要對象是托輥，它們的可靠性與壽命決定其效能及維護費用；轉(zhuǎn)動不靈活的托輥將增加輸送機的功率消耗；堵轉(zhuǎn)的托輥不僅會磨損價格昂貴的輸送帶，而且嚴重時，可能導致輸送帶著火等嚴重事故。（一）托輥的作用與基本結(jié)構(gòu)

盡管托輥具體結(jié)構(gòu)形式眾多，但結(jié)構(gòu)原理大體是相同的。它主要由心軸、管體、軸承座、軸承和密封裝置等組成，并且大多做成定軸式。（二）托輥的主要技術(shù)要求托輥和主要技術(shù)指標為旋轉(zhuǎn)阻力，使用壽命及抗靜電等諸方面。托輥強化實驗壽命折算成托輥實際使用壽命不得少于1500h。托輥直徑（mm）托輥長度（mm）旋轉(zhuǎn)阻力（N）Φ89～Φ128≤460≤2.2750～950≤2.71150～1350≤3.2Φ133530≤3.01550≤3.5（三）托輥的類別和應用

1.承載托輥:承載托輥是一種安裝在有載分支上，它起著支承該分支上輸送帶與物料的作用。在實際應用中，要求它能根據(jù)所輸送的物料性質(zhì)差異，使輸送帶的承載斷面形狀有相應的變化。如果運送散狀物料，為了提高生產(chǎn)率并防止物料的撒落，通常采用槽形托輥；而對于成件物品的運輸則采用平行承載托輥。槽形托輥組一般由三個或三個以上托輥組成，其中剛性三節(jié)槽形托輥與串掛三節(jié)槽形托輥尤為常見，如圖5-8所示。對于剛性三節(jié)托輥，由于三個托輥被相互獨立地安裝在剛性托輥架上，并且一般布置在同一平面內(nèi)，因此這種托輥具有更換方便、固定性強、運行阻力小等特點。但存在于防沖擊與振動性能差、調(diào)整困難等缺點。該種托輥常使用在載荷比較穩(wěn)定、沖擊振動小、工作條件較好的帶式輸送機上。對于串掛三節(jié)槽形托輥組，托輥相互之間用鉸鏈連接，懸掛到剛性機架或者彈性機架（鋼絲繩）上。這種托輥組的優(yōu)點是重量較輕、安裝和更換容易，可以在不停機的情況下更換整套托輥組。（三）托輥的類別和應用2.回程托輥:回程托輥是一種安裝在空載分支上，用以支承該分支上的輸送帶的托輥。（三）托輥的類別和應用3.緩沖托輥:緩沖托輥大多安裝在輸送機的裝載點，以減輕物料對輸送帶的沖擊。在運輸比較大的物料情況下，有時需要沿輸送機全線設置緩沖托輥。緩沖托輥的一般結(jié)構(gòu)如圖5-10所示。它與一般托輥的結(jié)構(gòu)相似，不同之是在管體外部加裝了橡膠圈。（三）托輥的類別和應用4.調(diào)心托輥:輸送帶運行時，由于張力不平衡，物料偏心堆積、機架變形、托輥損壞等使產(chǎn)生跑偏現(xiàn)象。為了糾正輸送帶的跑偏，通常采用調(diào)心托輥。4.調(diào)心托輥三、滾筒滾筒是帶式輸送機的重要部件之一。按它的作用不同可分為傳動（驅(qū)動）滾筒與改向滾筒兩種。傳動滾筒用來傳遞力。它即可傳動牽引力，也可傳遞制動力；而改向滾筒則不起傳遞力的作用，主要用作改變輸送帶的運行方向，以完成各種功能（如拉緊、返回等）。傳動滾筒傳動滾筒按其內(nèi)部傳力特點不同分為：常規(guī)傳動滾筒（簡稱傳動滾筒）電動滾筒齒輪滾筒。傳動滾筒內(nèi)部裝入減速機構(gòu)和電動機的叫做電動滾筒，在小功率輸送機上使用電動滾筒是十分有利的，可以簡化安裝、減少占地，使整個驅(qū)動裝置重量減輕，成本低，有顯著的經(jīng)濟效益。但由于電動機散熱條件差，使其工作時滾筒內(nèi)部發(fā)熱，往往造成密封破壞、潤滑油進入電機而使電機燒壞。為改善電動滾筒的不足，人們又設計制造了齒輪滾筒。傳動滾筒內(nèi)部只裝入減速機構(gòu)的齒輪滾筒。它與電動滾筒相比不僅改善電機工作條件和維修條件，而且可使其傳遞的功率有較大幅度地增加。傳動滾筒傳動滾筒表面形式有剛制光面和帶襯兩種形式。襯墊的主要作用是增大滾筒表面與輸送帶之間的磨擦系數(shù)，減少滾筒面的磨損，并使表面有自清作用。常用滾筒襯墊材料有：橡膠、陶瓷、合成材料等，其中最常見的屬橡膠，橡膠襯墊與滾筒表面的接合方式有鑄膠與包膠之分。鑄膠滾筒表面厚而耐磨，質(zhì)量好，有條件應盡量采用，包膠滾筒的膠皮容易脫掉，而且固定膠皮的螺釘易露出膠面而刮傷輸送帶。鋼制光面滾筒加工工藝比較簡單，主要缺點是表面磨擦系數(shù)小，而且有時不穩(wěn)定，因此，僅適用于中小功率的場合。橡膠襯面滾筒按襯面形狀不同主要有光面鑄膠滾筒、直型溝槽膠面滾筒、人字溝槽膠面滾筒和菱形（網(wǎng)紋）膠面滾筒等。光面鑄膠滾筒制造工藝相對簡單，易滿足技術(shù)要求，正常工作條件下摩擦系數(shù)大，能減少物料粘結(jié)，但在潮濕場合，由于表面無溝槽，致使無法截斷水膜，因而摩擦系數(shù)顯著下降?；y狀鑄膠滾筒，由于溝槽能使水膜中斷，并將水和污物順間槽排出，從而使磨擦系數(shù)在潮濕環(huán)境下降低的很小，但對于人字溝槽滾筒在使用中具有方向性，且其排污性能與其自動糾偏性能正好矛盾，而此種矛盾當采用菱形溝槽滾筒時即可得到圓滿解決。改向滾筒改向滾筒有剛制光面滾筒和光面包（鑄）膠滾筒。包（鑄）膠的目的是為了減少物料在其表面粘結(jié)，以防輸送帶的跑偏和磨損。選擇傳動滾筒直徑時需考慮的因素：

輸送帶繞過滾筒時產(chǎn)生的彎曲應力輸送帶的表面比壓覆蓋膠或花紋的變形量；輸送帶承受彎曲載荷的頻次。1.為限制輸送帶繞過傳動滾筒時產(chǎn)生過大的附加彎曲應力，推薦傳動滾筒直徑D按下式計算：

（1）織物層芯輸送帶硫化接頭D≥125i，mm

（5-3）

機械接頭D≥100i，mm

（5-4）

移動式輸送機D≥80i，mm（5-5）

式中i―織物層芯中帆布層數(shù)（2）鋼絲繩芯輸送帶

D≥150d，mm

（5-6）

式中d鋼絲繩直徑，mm.。改向滾筒直徑的計算:改向滾筒的直徑一般為

D1=0.8D，mm（5-7）

D2=0.6D，mm（5-8）

式中D1、D2―尾部改向滾筒直徑和其它改向滾筒直徑，mmD―傳動滾筒直徑，mm。滾筒直徑的選擇滾筒基本直徑200;250;315;400;500;630;800;1000;1250;1400;1600帶寬B400500650800100012001400160018002000滾筒寬度L500600750950115014001600180020002200

ISO滾筒基本直徑、帶寬與滾筒寬度關系（mm）DX系列滾筒直徑（mm）帶

寬B800100012001400160018002000滾筒寬度L950115014001600180020002200傳動滾筒直徑D800;1000;1250;1400;16001000;1250;1400;1600改向滾筒直徑D1400;500;630;800;1000;1250;1400;1600500;630;800;10001250;1400;16006308001000125014001600

TD－75滾筒系列（mm）帶

寬B500650800100012001400滾筒寬度L600750950115014001600傳動滾筒直徑系列D500500500630630800630630800800100080010001000125012501400改向滾筒直徑系列D1D2320320320400400400400400400500500500500500630630630630800800800100010001250四、驅(qū)動裝置驅(qū)動裝置的作用是在帶式輸送機正常運行時提供牽引力。它主要由傳動滾筒、減速器和電機等組成。驅(qū)動裝置的類型及布置形式五、制動裝置逆止器逆止器按其工作原理不同分為帶式逆止器、輥柱逆止器及非接觸式逆止器等。制動器帶式輸送機常用的制動器分為閘瓦制動器和盤式制動器兩大類。帶式逆止器輥柱逆止器閘瓦制動器

閘瓦制動器通常采用電動液壓推桿制動器，如圖所示。該制動器裝在減速器輸入軸的制動輪聯(lián)軸器上，閘瓦制動器通電后，由電－液驅(qū)動器推動松閘，失電時彈簧也抱閘。

閘瓦制動器的結(jié)構(gòu)緊湊，但制動副的散熱性能不好，不能單獨用于下運帶式輸送機。盤式制動器

盤式制動器是安裝在減速器的第二軸、三軸或輸出軸上的一套制動裝置，如圖所示。盤式制動器由制動盤、制動閘和液壓系統(tǒng)組成，通過調(diào)節(jié)液壓控制系統(tǒng)的電液比例閥的控制電流可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力，從而調(diào)節(jié)制動裝置的制動力。

盤式制動器的制動力距可調(diào)，制動副的散熱條件比閘瓦制動器好，可用于功率的不大的下運帶式輸送機。當制動盤采用具有自冷卻的空心盤時，可用于下運輸送機制動，但在煤礦井下應采用防爆元器件。六、拉緊裝置作用1.使輸送帶有足夠的張力，以保證輸送帶與傳動滾間能產(chǎn)生的驅(qū)動力以防止打滑；2.保證輸送帶各點的張力不低于某一給定值，以防止輸送帶在托輥之間過分松弛而引起撒料和增加運行阻力；3.補償輸送帶的彈性及塑性變形；

4.為輸送帶重新接頭提供必要的行程。

確定拉緊裝置的位置時需考慮拉緊裝置應盡量安裝在靠近傳動滾筒的空載分支上，以利于起動和制動時不產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，對運距較短的輸送機可布置在機尾部，并將機尾部的改向滾筒作為拉緊滾筒；拉緊裝置應盡可能布置在輸送帶張力最小處，這樣可減小拉緊力；應盡可能使輸送帶在拉緊滾筒的繞入和繞出分支方向與滾筒位移線平行，且施加的拉緊力要通過滾筒中心。常用的拉緊裝置（1）重錘式拉緊裝置（2）固定式拉緊裝置（3）自動拉緊裝置重錘式拉緊裝置是利用重錘的重量產(chǎn)生拉緊力并保證輸送帶在各種工況下均有恒定的拉緊力，可以自動補償由于溫度改變和磨損而引起輸送帶的伸長變化。在結(jié)構(gòu)上簡單、工作上可靠、維護量小，是一種應用廣泛的較理想的拉緊裝置。它的缺點是占用空間較大，工作中拉緊力不能自動調(diào)整，其布置方式如圖所示。固定式拉緊裝置固定式拉緊裝置的拉緊滾滾筒在輸送機運轉(zhuǎn)過程中位置是固定的，其拉緊行程的調(diào)整有手動和電動兩種方式。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單緊湊、工作可靠；缺點是輸送機運轉(zhuǎn)過程中由于輸送帶彈性變形和塑性伸長無法適時補償從而導致拉緊力下降，可能引起輸送帶在傳動滾筒上打滑。常用的固定式拉緊裝置有螺旋拉緊裝置（拉緊行程短、；拉緊力小，故僅適用于短距離的帶式輸送機上）；鋼絲繩－小絞車拉緊裝置（適用于較長距離的帶式輸送機）等。自動拉緊裝置自動拉緊裝置是一種在輸送機工作過程中能按一定的要求自動調(diào)節(jié)拉緊力的拉緊裝置。在現(xiàn)代長距離帶式輸送機中使用較多，它能使輸送帶具有合理的張力圖，自動補償輸送帶的彈性變形和塑性變形；它的缺點是結(jié)構(gòu)復雜，外形尺寸大等。

自動拉緊裝置的類型很多，按作用原理分為連續(xù)作用式和周期作用式兩種；按拉緊裝置的驅(qū)動力分為電力驅(qū)動式和液壓力驅(qū)動式兩種。七、清掃裝置在帶式輸送機運行過程中，不可避免地有部分細塊和粉末粘到輸送帶的表面，通過卸料裝置后不能完全卸凈，當表面粘有物料的輸送帶通過導向滾筒或回程托輥時，由于物料的積聚而使它們的直徑增大，加劇輸送帶的磨損，引起輸送帶跑偏，同時沿途不斷掉落的物料又污染了場地環(huán)境。如果粘有物料的輸送帶表面與傳動滾筒表面接觸，除有上述為害外，還會破壞多滾筒的牽引力分配關系，以致使某臺電機過載（或欠載）。因此，清掃粘結(jié)在輸送帶表面的物料，對于提高輸送帶的使用壽命和保證輸送機的正常運轉(zhuǎn)將具有重要意義。七、清掃裝置對清掃裝置的基本要求是：清掃干凈，清掃阻力小，不損傷輸送帶的覆蓋層，結(jié)構(gòu)簡單而又可靠。常用的清掃裝置有刮板式清掃器、清掃刷，此外，還有水力沖刷、振動清掃器等，采用哪種裝置，應視所輸送物料的粘性而定。清掃裝置一般安裝在卸載滾筒的下方使輸送帶在進入空載分支前將粘附在輸送帶上的物料清掃掉，有時為了清掃輸送帶非承載面上的粘附物，防止物料堆集在尾部滾筒或拉緊滾筒處，還需在機尾空載分支安裝刮板式清掃裝置。輸送帶摩擦傳動原理帶式輸送機在運行過程中，借助于傳動滾筒與輸送帶之間的摩擦力將驅(qū)動裝置與輸送帶有機地聯(lián)系起來，以完成二者間的能量傳遞任務，保證輸送機的可靠運行。從宏觀上看，要求輸送帶與傳動滾筒間保持同步關系，即二者間不能產(chǎn)生滑動而保持靜摩擦。然而眾所周知，靜摩擦力具有最大值。當需要傳動滾筒傳遞的力大于它與輸送帶間的最大靜摩擦力時，二者將產(chǎn)生滑動（打滑）。那么，傳動滾筒上的輸送帶張力應滿足什么關系，才能保證二者間不打滑？下面我們來探討這一問題。輸送帶摩擦傳動原理設傳動滾筒此時輸出牽引力，輸送帶在傳動滾筒的分離點處的張力為Sl，在相遇點處的張力為Sy（Sy≥Sl）。在研究輸送帶張力沿傳動滾筒的分布規(guī)律時，我們假設輸送帶是理想的撓性體，可以任意彎曲，沒有彎曲應力，同時，由于在傳動滾筒上那一段輸送帶的重力和離心力同它所受的張力和摩擦力相比甚小，因此忽略不計。輸送帶摩擦傳動原理在輸送帶上取微元體AB作為隔離體，它對應的圓心角為dθ，其受力分析如圖c。S，S+dS—分別為輸送帶在A和B點的張力，N；μ—為滾筒與膠帶之間的摩擦系數(shù)；α—為膠帶在滾筒上的圍包角，rad；dN—為微元體所受的法向反力，N。由微元體力的平衡得由于dθ很小，有則上列方程組可簡化為:dN=S?dθ；dS=μ?dN解上述方程:dS=μS?dθ

即兩邊積分得：lnS＝μθ+C（積分常數(shù)） S＝e(μθ+C) 并將邊界條件S│θ＝0＝Sl代入得 S＝Sl?eμθ（5-9） 式（5-9）是傳動滾筒圍包弧上任一點的張力S的計算。當θ＝α時，則得S的最大值為Symax＝Sl?eμα

（5-10）（5-9）式和（5-10）式即為撓性體摩擦傳動的歐拉公式。歐拉公式所表示的是輸送帶相遇點和分離點的張力關系。利用弧靜止弧按歐拉公式給的輸送帶在傳動滾筒上的張力線如圖5-20的acb線。在實際運行中，帶式輸送機輸送帶在相遇點上的實際張力若為S’y＜Symax時，研究表明，這時輸送帶的張力將沿a’cb線變化，即在圍包角λ的范圍內(nèi)輸送帶的張力按歐拉公式變化

S’y＝Sl?eμλ

（5-11）在圍包角γ的范圍內(nèi)，輸送帶的張力沒有變化。角λ和角γ之和等于實際的圍包角α，即λ＋γ＝α（5-12）λ角所對應的圍包弧稱為利用??；γ角所對應的圍包弧稱為靜止弧。相應的λ角為利用角，γ角為靜止角。利用弧靜止弧由于在利用弧內(nèi)輸送帶的張力隨包角變化，而輸送帶是彈性體，所受的張力大時，其彈性伸長大；張力小時，彈性伸長小。因此，輸送帶隨滾筒由相遇點向分離點運行中，隨張力逐漸減小，如圖5-21所示這樣輸送帶張力小的部位向張力大的方向收縮滑動或蠕動，即輸送帶在利用弧內(nèi)將產(chǎn)生彈性滑動，故我們也稱利用弧為滑動弧。利用角λ的大小，由式（5-11）式得 （5-13）由式（5-13）可以看出，隨相遇點實際張力的增加，利用角將增大。圍包角一定時，靜止角γ隨利用角λ的增加而減小。由于靜止弧內(nèi)的張力無變化，它不傳遞牽引力，由此可知，靜止弧從傳遞摩擦牽引力的角度看，具有備用的特性，靜止?。ń牵┯螅瑐鲃訚L筒的備用磨擦力愈大。當相遇點的張力增加到式（5-10）的Symax時，λ＝α，γ＝0,全部圍包弧上的摩擦力都被利用。如輸送帶在傳動滾筒上打滑。從式（5-10）可以看出，為加大Symax可通過增大分離點張力Sl，增大磨擦系數(shù)μ，或增加圍包角α來達到。傳動滾筒的表面牽引力與制動力根據(jù)歐拉公式我們可得單傳動滾筒表面可能傳遞的最大牽引力Fomax為Fomax＝Symax－Sl＝Sl（eμα－1）（5-14）單傳動滾筒表面可能傳遞的最大制動力Fomax為Fomax＝Sy－Slmax＝－Sy（eμα－1）（5-15）式（5-15）表明，當傳動滾筒傳遞的牽引力為負值時，即為制動力。提高滾筒表面的牽引力和制動力增大拉緊力（初張力）：增大張力可使傳動滾筒上輸送帶的松邊張力Sl（或Sy）增加，盡管此法可提高牽引力（或制動力），但是相對提高了輸送帶強度的要求，同時會使曲線阻力增大，并導致某些部件結(jié)構(gòu)尺寸加大，這是不經(jīng)濟的。增大圍包角α：但傳動滾筒的圍包角不易過大，否則會加重輸送帶的彎曲疲勞破壞，一般單傳動滾筒的最大圍包角α不超過210°～230°。增加圍包角的有效方法是采用雙滾筒或多滾筒傳動。增大摩擦系數(shù)μ：采用提高摩擦系數(shù)μ來增大牽引力或制動力是一種最佳方法。當今人們正在努力尋找摩擦系數(shù)高、性能穩(wěn)定且耐磨承受比壓高的材料作滾筒的襯墊。帶式輸送機的設計計算一般說來,帶式輸送機的選型設計有兩種方法：一種是成套供應的設備（或已有設備）的計算，對于這一類輸送機的設計計算無需進行參數(shù)和部件的選擇，一般只需核算生產(chǎn)能力、電動機功率和輸送帶強度等是否滿足有關規(guī)定的要求；另一種是對通用設備的選型計算，需要通過計算選擇各組成部件（如：輸送帶、滾筒、托輥、驅(qū)動裝置……）,最后組合成適用于具體條件下的帶式輸送機。輸送機運行速度的選擇物料特性B（mm）500,600800,10001200,1400v（m/s）無磨損性或磨損性小的物料，如原煤、鹽0.8~2.51.0~3.151.0~4.0有磨損性的中小物料，如礦石、礫石、爐渣0.8～2.01.0~2.51.0~3.15有磨損性地大塊物料，如大塊礦石0.8~1.51.0~2.01.0~2.5速度系列0.3,0.8,1.0,1.25,1.6,2.0,2.5,3.15,4.0其中0.3為手選帶式輸送機專用輸送機的生產(chǎn)率與輸送帶運行速度成正比。從經(jīng)濟指標看，在生產(chǎn)率相同的條件下，通常最好采用較小的帶寬，而相應的增加帶速。當帶速增加時，輸送機上的線載荷減小，輸送帶張力隨著降低，可以采用強度較低、價格便宜的輸送帶；帶速增加，相應的驅(qū)動裝置的減速比減小，因而驅(qū)動裝置的尺寸和重量都相應減小。因此，提高帶速、減小帶寬將具有很大的經(jīng)濟意義。然而，采用較高帶速并不是任何情況下都是適合，其原因是：除了要制造高質(zhì)量的動平衡托輥和滾筒外，還要有壽命長的軸承和結(jié)構(gòu)性能完善的密封裝置等。此外，輸送帶的運行速度還取決于輸送機的適用條件、被運物料的種類和顆粒度、輸送帶的寬度及裝卸料方式等一系列因素。輸送帶寬B的計算與選擇帶式輸送機的理論生產(chǎn)率由下式確定：

A=3600υFγc，t/h式中υ―――輸送帶運行速度，m/s；

F―――被運物料在輸送帶上堆積斷面積，m2;

γ―――被運物料的堆積密度，t/m3

c―――輸送機的傾角系數(shù)，見表5-13.表5-13輸送機傾角系數(shù)表輸送機傾角β0°～10°10°～15°15°～20°C1~0.950.95~0.90.9~0.85堆積斷面積輸送帶有效工作寬度的計算方法。B≤2.0m時，取b＝0.9B－0.05,mB≥2.0m時，取b＝B－0.25,m物料堆積面積F

F=F1+F2=K(0.9B－0.05)2,m2表5-14物料斷面系數(shù)K值動堆積角成槽角10°20°30°0°0.02920.05910.090620°0.09630.12450.153830°0.12840.14880.173745°0.14850.16890.1915滿足設計運輸生產(chǎn)率所需輸送帶寬度B

理論生產(chǎn)率:A＝3600υγK（0.9B－0.05）2,t/h

令設計運輸生產(chǎn)率Q=A所需輸送帶寬度B為,m考慮物料塊度的影響篩分物料B≥3.3αp＋200,mm（5-20）未篩分物料B≥2αmax＋200,mm（5-21）式中αp—物料平均塊度的橫向尺寸，mm;

αmax—物料最大塊度的橫向尺寸，mm。如果帶寬不能滿足塊度要求，則可把帶寬提高一級帶式輸送機線路初步設計輸送帶上物料的線質(zhì)量q

,kg/m式中Q—設計運輸生產(chǎn)率，t/h；q—被運物料的線質(zhì)量，kg/m。輸送帶的線質(zhì)量qd對于織物層芯輸送帶

qd＝B（iδ＋δ1+δ2）ρ，kg/m式中δ—輸送帶中每層帆布的厚度（mm），平均取δ＝1.25mm；

i—帆布層數(shù)；

ρ—輸送帶材料的平均密度（kg/dm3），對于棉帆布層ρ＝1.1;對于人造纖維帆布層ρ＝1.0.δ1、δ2—分別為上下覆蓋層厚度，mm.。對于鋼絲繩芯輸送帶，kg/m式中δ—輸送帶的總厚度，mm；

dT—鋼絲繩的直徑，mm；

qT—每根鋼絲繩的線質(zhì)量，kg/m；

iT—輸送帶中鋼絲繩根數(shù)。托輥組的線質(zhì)量qt′、qt″假設以集中質(zhì)量形式的托輥回轉(zhuǎn)部分質(zhì)量G′和G″均勻地分布帶式輸送機的線路上，即有托輥組的線密度為:

kg/m式中qt′、qt″—分別為承載分支和回空分支托輥組旋轉(zhuǎn)部分的線質(zhì)量；G′、G″—分別為承載分支和回空分支托輥組旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量，可從有關表格中查出；lt′、lt″—分別為承載分支和回空分支托輥組的布置間距，m。托輥組的布置間距的大小應考慮被運物料的性質(zhì)、輸送帶的垂度等，一般取lt′＝1.2~1.5m，lt″＝2lt′。帶式輸送機運行阻力計算帶式輸送機的運行阻力應按直線段、曲線段分別進行計算，在此僅討論直線段阻力的計算方法，關于曲線段阻力一般考慮以附加阻力系數(shù)K(K＝1.03~1.07)。承載分支直線段輸送帶的運行阻力Wzh為：Wzh=ω′(q＋qd＋q′t)gLcosβ±（q＋qd）gLsinβ，N回空分支直線段輸送帶運行阻力Wk為Wk＝ω″（qd＋q″t）gLcosβ±qdgLsinβ，N式中ω′、ω″—分別為輸送帶沿承載分支和回空分支運行的阻力系數(shù)，其數(shù)值如表5-16；所示；L—輸送機的輔設長度，m；β—輸送機的輔設傾角，°；

式中“±”當輸送帶在該分支向上運行時取“＋”；向下運行時取“－”。表5-16輸送帶的運行阻力系數(shù)工作條件ω′（槽形）ω″（平形）滾動軸承含油軸承滾動軸承含油軸承清潔、干燥0.020.040.0180.034少量塵埃、正常濕度0.030.050.0250.04大量塵埃、濕度大0.040.060.0350.056輸送帶張力的計算在進行輸送帶張力計算過程中，其張力大小必須滿足以下兩個條件：（1）摩擦傳動條件：即輸送帶的張力必須保證工作時輸送帶在傳動滾筒上不打滑；（2）垂度條件：即輸送帶的張力必須保證輸送帶在兩托輥間的下垂度不超過規(guī)定值。輸送帶張力的計算方法有兩種：一種是根據(jù)摩擦傳動條件并利用“逐點張力法”求出個特殊點的張力值，然后驗算輸送帶的垂度條件；另一種是根據(jù)垂度條件求出輸送帶上某一確定的張力，然后按“逐點張力法”計算出各點的張力，再驗算摩擦傳動條件。在輸送帶自重和載荷重量的作用下，輸送帶在在兩托輥之間必然有懸垂度。托輥間距愈大或輸送帶張力愈小，其垂度將愈大。如果垂度過大，輸送帶在兩組托輥之間將發(fā)生松弛現(xiàn)象，可能導致物料撒落且將引起輸送帶運行阻力加大，故各國均規(guī)定的允許的最大垂度值。ISO5048中規(guī)定輸送帶垂度不超過托輥間距的0.5%～2.0%，我國設計規(guī)范中規(guī)定為2.5%。保證摩擦傳動條件，驗算垂度條件1.保證摩擦條件的輸送帶張力值首先建立S1與S4的關系S2=S1+W1-2=S1+Wk

（5-29）S3=KS2=K(S1+Wk)（5-30）S4=S3+W3-4=K(S1+Wk)+Wzh（5-31）式中K=1.03～1.07.外載荷要求傳動滾筒表面輸出的牽引力F0′為

F0′=S4－S1=S1(K－1)＋KWk＋Wzh

（5-32）傳動滾筒表面所能傳遞的額定牽引力F0為（5-33）式中n—摩擦力備用系數(shù)，設計時取n＝1.15~1.20.

令F′0＝F0，得（5-34）將式（5-34）代入式（5-29）～（5-31）可求得保證輸送帶工作時不打滑所需的張力值S1、S2、S3、S4.保證摩擦傳動條件，驗算垂度條件2.輸送帶垂度的校核在輸送帶自重和載荷重量的作用下，輸送帶在在兩托輥之間必然有懸垂度。托輥間距愈大或輸送帶張力愈小，其垂度將愈大。如果垂度過大，輸送帶在兩組托輥之間將發(fā)生松弛現(xiàn)象，可能導致物料撒落且將引起輸送帶運行阻力加大，故各國均規(guī)定的允