[发明专利]输送带节能性和加压辊滚动阻力测试装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测量输送带压陷阻力的测试装置，尤其是一种能够测得加压辊滚动阻力的测试装置。

背景技术

随着长距离输送的不断发展，输送带的运行阻力已经引起人们的普遍重视。经研究表明在水平输送时，输送带通过托辊时由于物料的压力，使下覆盖胶与托辊接触部分产生压陷导致的能量损失约占整个输送系统能量损失的60％左右。因此煤炭、矿业、输送带行业以及许多大专院校和科研机构一直将输送带的压陷阻力作为重要的课题进行研究。为减少输送阻力，许多生产厂家研制出了各种类型的节能输送带。

目前普遍认为压陷阻力是由于输送带覆盖层材料的粘弹性引起的，研究方法大多是在理论上先建立输送带以及托辊系统的力学模型，在一定的假设条件下，用粘弹性力学和弹性力学的理论进行分析，导出压陷阻力以及压陷阻力系数的计算公式。但理论分析的结果必须要经过试验测量的验证，另一方面在实际生产中也需要通过测量压陷阻力的大小的方法来评价节能输送带成品的节能性。

目前专门用于测量输送带压陷阻力的试验装置还很少，仅有个别的大学的研究报告中有简单的介绍。。

方案1采用环形输送带成品进行试验，试验前先把带整体翻转，使下覆盖层朝向外，然后装到试验装置上；用一定的张力拉紧，启动试验机使带按照一定的速度运行；用一定的压力将加压辊压倒输送带上，加压辊支架与拉压传感器相连，因此输送带作用到加压辊上的水平力就可以通过传感器测量出来。

方案2的原理基本相同，只是在压力架上装有两个加压辊，整个压力架与拉压传感器相连，输送带运行时，作用到压力辊上的水平力就可以通过压力架作用到传感器上。方案2的优点是两个加压辊的距离可调，可以用来研究托辊距离与压陷阻力的关系。

加压辊受力分析：

分析加压辊的受力状况，输送带以速度V向左移动，带动加压辊沿箭头向n方向转动，输送带作用到加压辊的水平力包括压陷阻力F和需要克服压辊的滚动阻力矩Mn的圆周力Fn，所以拉压传感器测出的水平力Fx实际上是这两个力的合力即：

Fx＝F+Fn (1)

可以看出，加压辊的滚动阻力越大，输送带向左移动时所产生的拉力就越大。

由于Fn＝2Mn/D

式中：D—加压辊直径

所以压陷阻力F＝Fx-2Mn/D (2)

输送带向右运行时的情况与此相同，只是传感器受到的不是拉力而是压力。

由式(2)可以看出，按照上述的两种方案用传感器测出水平力后，还应当减去由于加压辊本身的滚动阻力而产生的圆周力才能得到输送带的压陷阻力。

现有托辊滚动阻力测试方法：

目前测量输送带托辊滚动阻力有许多方法，其中包括MT821-2006《煤矿用带式输送机托辊技术条件》规定的支撑轮法；以及惯性法和刃口负载法等等。但这些方法并不能完全模拟托辊的受力和实际运行的状况，而且所需要的试验装置结构复杂，仅能在试验室内单独测试托辊，在环形输送带试验装置上难以采用。因此，前述的两种方案并没有排除加压辊本身滚动阻力的影响，实际上测出的力值都是压陷阻力与加压辊本身的滚动阻力而产生的圆周力这两个力的合力。

输送带试样装卸：

由于输送带试验所需的张紧力比较大，尤其是钢丝绳输送带试验时的张紧力要几十吨甚至上百吨，所以驱动滚筒和张紧滚筒不可能采用悬臂的结构。目前国内现有的输送带试验机在安装输送带试验时大都采用以下方法：①整个试验机的一侧支架安装在线形滑轨上可以沿滚筒轴向移动，装带时先要拆掉试验机上的托辊，压力滚以及所有附属装置，将主、从动滚筒的中部用油缸托住，再将可移动的支架用油缸向外拉出足够的距离，才能将环形输送带套在主、从滚筒上。然后油缸将机架推回原来的位置，安装好托辊、压力辊以及附属装置即可开始试验。②在试验机上设置硫化装置，将一条输送带在试验机上接成环形试样后再开始试验。

现有技术的缺点：

①现有的测量输送带压陷阻力的试验装置没有排除加压辊本身的滚动阻力，测出的水平力实际上是本身的滚动阻力而产生的圆周力和压陷阻力这两个力的合力，测量的误差较大。

②现有的测量输送带托辊阻力的方法大都不能完全模拟托辊实际运行的负载状况并且所需的测试装置结构复杂，无法应用到测试环形输送带试样的试验装置上。

③现有的安装环形带试样的方法需要拆除试验装置上大量的零部件，装卸试样比较费时，还需用一整套液压系统拉开、恢复机架，使装置的结构比较复杂，而且机架反复移动还会减低整个装置的精度，难以推广应用。