帶式輸送機平面轉(zhuǎn)彎結(jié)構(gòu)設(shè)計需要考慮的問題

輸送機簡介

由于輸送任務(wù)、地形、地貌、地質(zhì)條件與礦山開拓方式的要求，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)彎方式是通過直線輸送機的串聯(lián)接續(xù)來實現(xiàn)方向的改變。在帶式輸送機的轉(zhuǎn)彎處增設(shè)強制改向滾筒只適用于輸送機較短的廠內(nèi)輸送機上。采用特殊結(jié)構(gòu)的專用輸送帶也能夠?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)過對國內(nèi)外帶式輸送機技術(shù)全方位對比，國外公司設(shè)計使用的平面轉(zhuǎn)彎輸送機曲率半徑一般都較大，而國內(nèi)所采用曲率半徑有越來越小的趨勢。我們將對自然導(dǎo)向平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機的機理進行分析，對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)特點進行比較，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)彎機理分析

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

帶式輸送機的運行是通過滾筒與輸送帶的摩擦傳動將驅(qū)動能傳遞到輸送帶上以克服運行阻力，因而在輸送帶的縱向存在張力。在此合力作用下，輸送帶會產(chǎn)生向曲率中心側(cè)偏移的趨勢。所以，平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機自然導(dǎo)向托輥組的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是通過托輥的傾斜布置、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)彎運行時，力的正方向為離心方向。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)計需要考慮的問題

為保證平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機自由導(dǎo)向的彎曲運行，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）

實際上，輸送帶的張力將隨著輸送物料量的變化，以及輸送機的啟停過程張力的變化而改變，輸送帶通常不能完全處于理想的對中位置，而是有一定的偏移量，但偏移量不能超過內(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，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，實際設(shè)計應(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，計算出極限偏移量，且滿足規(guī)定要求。目前，國內(nèi)的一些設(shè)計僅考慮具有足夠的導(dǎo)向力，以滿足曲率半徑的要求，沒有考慮當(dāng)導(dǎo)向力過大時會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)超過許用值。另外，由于輸送帶內(nèi)外側(cè)的伸長量不同而引起內(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托輥

曲率半徑過小時，有可能使外側(cè)托輥上的輸送帶飄起而離開托輥，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)計水平轉(zhuǎn)彎帶式輸送機時，應(yīng)保證外側(cè)托輥上的輸送帶不離開托輥。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，此時應(yīng)選用剛度較低的輸送帶。

在平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機工程設(shè)計中，如何評價轉(zhuǎn)彎半徑的大小很重要，但尚無具體評價指標(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，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行評價。

（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，此時不宜用于長距離越野輸送機。

（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個限制條件的其中任意一個，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，且在實際運行中不能保證良好的運行狀態(tài)。

對自然導(dǎo)向平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機的轉(zhuǎn)彎機理進行分析，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評價轉(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。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)彎帶式輸送機的轉(zhuǎn)彎結(jié)構(gòu)設(shè)計提供參考與借鑒。