輸送機(jī)啟動和停止時作用于膠帶上的縱向張力

武世鵬 閆 浩

（北方重工集團(tuán)有限公司，遼寧 沈陽 110027）

1 概述

本文考慮這兩種啟動扭矩準(zhǔn)則（啟動扭矩的大小于啟動扭矩速度），并對這兩種情況作出了分析。同時還應(yīng)注意任何制動扭矩的大小和制動力扭矩的速度變化，無論是內(nèi)部的還是外界因素，都能誘發(fā)高張力。對輸送機(jī)所做的試驗項目見圖1。

圖1 用于情況分析（1）中的輸送機(jī)見圖

該機(jī)技術(shù)參數(shù)如下：（1）水平輸送帶。（2）中心距為950m。（3）膠帶：型號為1250，材質(zhì)是聚氯乙烯纖維，寬度1200mm，設(shè)計載荷能力為1500t/h。

2 輸送機(jī)的啟動

帶有直連式電機(jī)的恒量液力聯(lián)軸節(jié)被用來啟動和驅(qū)動輸送機(jī)。如果假定輸送機(jī)系統(tǒng)是一種扭矩不變的機(jī)器（即：需驅(qū)動膠帶的扭矩在任何速度范圍內(nèi)都是不變的），并且假定其系統(tǒng)的慣性是一種實(shí)體（即：無膠帶拉伸延長）。這樣，輸送機(jī)的啟動可以很容易地進(jìn)行模擬計算。無載帶速曲線于哈里森最小的啟動——停止張力曲線極為相似（但載荷膠帶曲線于其相似處極?。?。啟動時間于帶速成正比。但是，實(shí)際輸送機(jī)扭矩力不是恒定的，膠帶也不是剛性體。這些帶速曲線圖清楚表明確實(shí)存在著某種沖擊波，帶速的瞬間變化說明沖擊波能使膠帶產(chǎn)生高張力。

沖擊波通過膠帶的沖擊速度Vs可按下列公式計算：

對無載膠帶（運(yùn)行速度較慢時）沖擊波的速度是：

對有載膠帶（運(yùn)行速度較慢時）沖擊波的速度是：

有載膠帶以最大速度運(yùn)行時，沖擊速度較小是因為被運(yùn)物料起了減振作用。這些沖擊波的出現(xiàn)頻率及大小歸根結(jié)底取決于時間比tA/tu，而這種時間比則由驅(qū)動裝置的扭矩力的變化的時間tA和低速運(yùn)轉(zhuǎn)時波動周期tu決定的。低速運(yùn)轉(zhuǎn)的波動周期tu是1.7秒并不能改變一它只取決于膠帶類型和膠帶長度。對任何特殊的輸送機(jī)來說，沖擊波的出現(xiàn)頻率與沖擊量的大小是由加速膠帶運(yùn)轉(zhuǎn)的疊加扭矩力所需的時間tA決定的。因此，扭矩力加速膠帶運(yùn)轉(zhuǎn)并達(dá)到最高速所需的時間越長，作用在該機(jī)沖擊波的劇烈程度就越小。

2.1 有載膠帶

下面是采用各種啟動方法對有載膠帶的實(shí)況分析。裝有改進(jìn)的聯(lián)軸節(jié)，但仍然是同步電機(jī)供電。采用改進(jìn)的聯(lián)軸節(jié)，但是在驅(qū)動電機(jī)2和電機(jī)1中有3秒鐘的延遲供電。在膠帶加速過程中應(yīng)注意檢測驅(qū)動裝置2的驅(qū)動電機(jī)，以便測量此時膠帶張力和扭矩（電機(jī)達(dá)到全速時，膠帶扭矩與電流的大小大致成正比例并且與膠帶加速力成正比）。詳細(xì)地比較兩個聯(lián)軸節(jié)連接的兩臺電動機(jī)同時供電時電流曲線。通過在各自圖上增加一條衰減了的和諧和運(yùn)動函數(shù)曲線，可看出在后半部曲線中，理論曲線與實(shí)測結(jié)果很相似。通過將計算曲線延伸到起始點(diǎn)（t=0秒），膠帶上的振蕩張力可進(jìn)行預(yù)測。應(yīng)注意最大振幅周期的不同之處。

2.2 無載膠帶

帶速曲線結(jié)果表明，在采用原聯(lián)軸節(jié)時，存在著相似的沖擊波，其快速啟動時間為4.5秒。采用改進(jìn)后的聯(lián)軸節(jié)，并延時啟動時間3秒時，沖擊波幾乎全部被消除，其啟動時間已延長到8.5秒。電機(jī)的電流情況是很難說清楚的，可如果把膠帶無載荷與有載時啟動的峰值電流相比較，則清楚可見，有載時的啟動張力比無載時啟動張力大的多。

2.3 停機(jī)

雖然合張力在停機(jī)時不像在啟動時那么危險，但是，停機(jī)時仍可引起膠帶的振動。停機(jī)時，電機(jī)的電源被切斷，扭矩為負(fù)值與當(dāng)時膠帶運(yùn)行時的扭矩大小相等。切斷電源時，傳動扭矩的速度是很難測出的，因此即便切斷全部電機(jī)電源仍存在著很大的慣性。有載膠帶與無載膠帶的啟動扭矩。制動扭矩的理論速度及量值與膠帶停止時的實(shí)測速度曲線的比較。然而，如果采用制動器停止輸送機(jī)。顯然，制動扭矩現(xiàn)在是200%，比啟動扭矩要大，因此，在這種情況下，停車時的膠帶驅(qū)動張力可能會比啟動時大。

3 輸送機(jī)的試驗參數(shù)

中心距為3510m，頭尾兩滾筒高度差為40m。驅(qū)動系統(tǒng)：一級滾筒有2臺驅(qū)動裝置；二級滾筒有2臺驅(qū)動裝置。膠帶：型號為 1250，材質(zhì)是鋼繩芯膠帶ST850，寬度為1050mm，設(shè)計載荷能力是1500t/h。

3.1 啟動輸送機(jī)

4臺驅(qū)動裝置隨時間間隔分級啟動，有載膠帶約在27秒內(nèi)啟動，其振動較小，只是在t=18秒時，能測到輕微的振動。無載膠帶在13秒內(nèi)啟動，其振動較小，第四臺驅(qū)動裝置只是在輸送機(jī)達(dá)到全速后才供電，這就降低了加速扭矩值（對無載膠帶而言），因此延長了啟動時間。

3.2 停機(jī)

有載膠帶與無載膠帶在停止輸送機(jī)的速度相比，無載膠帶的振動值要比有載膠帶的大，但是比有載膠帶停止時間短。這很可能是因為有載膠帶和無載膠帶的切斷電流時的值是相等的，還因為膠帶上被運(yùn)物料對沖擊波起了阻尼作用。停止無載膠帶機(jī)需要36秒，則有載膠帶需要52秒。沖擊速度是：2x帶中心距/波期。無載膠帶：VSC=1526m/s。有載膠帶：VS1=936m/s。

結(jié)語

對于低沖擊波速的膠帶而言，輸送機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)的膠帶高張力次數(shù)要比帶有高沖擊波速時次數(shù)多——速度越低，沖擊波衰減的時間越長。無載荷纖維帶的沖擊波速是1060m/s，而無載和鋼繩芯膠帶的沖擊波速是1526m/s通過認(rèn)真選擇輸送機(jī)的啟動系統(tǒng)，并考慮加速扭矩的速度與扭矩量值標(biāo)準(zhǔn)，就有可能減小膠帶啟動時間的高張力。為了降低停機(jī)時的膠帶張力，就應(yīng)保持輸送機(jī)自由停止而不施加制動力，然而如果制動停止，驅(qū)動裝置斷電后，就要逐漸施以制動力停止輸送機(jī)或留出適當(dāng)?shù)臅r間間隔。

[1]張國勝.大型可彎曲帶式輸送機(jī)靜態(tài)設(shè)計理論研究[D].阜新：遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2000.