矿山机械带式运输装置(2)

第2章 带的应力分析

带传动的主要失效形式是带传动的打滑和带的疲劳破坏（脱层、疲劳断裂）。因此带传动的设计准则是保证传动不打滑和带具有足够的疲劳寿。[2] 1） 由初拉力产生的应力

安装后，由初拉力产生的初应力为

F(0)(MPa) 式中，A------带的横剖面面积，mm2。 A在带传动工作中，紧边和松边拉力产生的应力为

F(1)F(2)?(1)?(MPa) ?(2)?(MPa)

AA?(0)?带传动绕过主轮时，拉应力由?(1)逐渐降到?(2)；在绕过从动轮时则相反，拉应力由?(2)逐渐增为?(1)。 2） 由离心力产生的应力

由离心力产生Fc产生的应力成为离心应力，它作用于全部带长的各个剖面上且大小相等。离心应力按下式计算

F(c)qv(2)? AA3） 带绕过带轮时产生的弯曲应力

?(c)?带绕过带轮时，产生弯曲应力?b，?b只产生在带绕在带轮上的部分，若近似认为材料符合胡克定律，由材料力学公式可得

?b=2E

h(a)（Mpa） d(d)式中，E------带材料的弯曲弹性模量，Mpa； h(a)------带的外表层到节面的距离，mm； d(d)------带轮基准直径，mm；

由上式可知，带轮直径越小、带越厚（型号越大），带的弯曲应力越大，故带绕过小轮时的弯曲应力大于带绕过大带轮时的弯曲应力。为了防止产生过大的弯曲应力，对每种型号的V带，都规定了相应的最小直径ddmin。

带在传动过程中，处于各个位置时所受的应力情况如图所示，带剖面上所受

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的应力随着带的运转而循环变化。带在紧边绕上小带轮时，所受的应力最大

?max=?1+?b1=?b1

F(1)+?Ab1=(Fe

e(f?`)?qv(2))+?e(f?`)?1b1=

F(e)e(f?`)+?Ae(f?`)?1c

带传动的应力分析

当载荷一定时，应力循环次数超过某一定值后，带将因疲劳而损坏。?max

越大，则允许的应力循环次数就越少。为保证带有足够的使用期限，必须使

?max?[?]

不产生打滑的临界状态为

Femax=([?]-?c-?b1)A(1-1) e(f?)式中，[?]------在一定的循环次数下，由带的疲劳实验所确定的许用应力。 实验条件为?1=?2(dd1=dd2)；规定的带长；应力循环次数为108~109；载荷平稳；带轮数目u=2。

实验结果是 [?]mN=C

[?]m（3600utv/Ld）

式中m----指数，对于普通V带，m=11.1；

N----循环次数；

t----带的寿命，h；

u----带轮数目

Ld----带的基准长度，m； v----带速，m/s；

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C----由实验得到的常数，决定于带的结构及材料。

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第3章 输送带寿命的延长措施分析

3.1 优化输送机的结构设计。

(1)输送带经过机头、机尾滚筒和驱动滚筒反复弯曲疲劳，易引起带层剥离。因此，带速低 、机身越长对 延长输送带寿命越有利 。如 果不 能对带 式输 送机进行良好监测 ，带速不宜超过 3．0 m／s。煤矿井下带速不宜超过 1．8 m／s。输送带的寿命与滚筒直径成反比 ，滚筒直径越大 ，越有利于延长输送 带的使用寿命 。

(2)输送机机头 、机尾及中间转载处的过渡长度及过渡方式对输送带的使 用寿命影响很大 。要对转载处的过渡进行合理设计 ，以尽量减轻输送带胶面的磨损 ，确保输送带的不折番 、无中间凸起现象 ， 落料处不出现物料撒漏 。

(3)对于长距离输送机 ，可在输送带的回程部 分即输送机的下部输送带增加翻带装置 ，使原本输 送带 的下 平面 与输送 机下托 辊相 接触 变为输送带上平面与下托辊相接触 ，以降低输送带下平面的磨损程度 ，延长输送带的使用寿命。

(4)导料槽会引起输送带表面磨损 ，并且离胶带越近 ，磨损就越厉害。导料槽不能与输送带接触 ，其底部边缘与胶带问应有一定的间隙 ，间隙呈楔状 ， 沿输送带运行方向逐渐增大 ，这种结构使煤块 、石块不易卡在输送带和裙板之 问，消除由此引起的输送带损伤 。装载点装置的固定部分与胶带表面不能接触 。落差较大的料斗内部可安装缓冲挡板 ，避免物料直接冲击输送带 。[4]

3.2改善输送带的连接

引起输送带磨损的所有因素中，接头不良的情况占12％ 。输送带的接头连 成无缝环形带才能使用 。接头的连接强度十分重要 ，如果达不到原来输送带 的强度 ，就在接头处发生裂, 造成事故 ，或是因接头没接好 ，板钉脱出 ,撕裂输送带 。接头的连接方法 有以下几种 。[1]

(1)机械连接。机械连接方式在煤矿使用广泛 ，适合人工安装 ，但该连方

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式事故频繁 ，多半因使用狼牙扣所致 。

(2)硫化连接法。将输送带分层剥离 ，打磨干净 ，刷上橡胶液 ，待不粘手时 ，再涂刷一遍 ，等晾到不粘手时，将两输送带剥离层合拢、敲平 ，再盖上电加热板 ，上好压 板 。通 电 1．5 h，输送 带 中心 温度 达 到150℃时停 止 。硫 化 时 间 要适 中 ，时 间不 足 或 过 长

均达不到预期效果 。对于单层输送带 ，如阻燃带 ，只能切成 三角对接连接 ；对于多层带芯可用斜割法 。

(3)冷粘接头法 。把输送带接头的两端切割剥离成阶梯状 ，每层带芯形成一个台阶。剥开的每层都先用丙酮除去油质 ，晾干再涂1层粘接剂 ，等晾至不粘手时 ，将两端输送带对齐合拢压实 ，用木锤均匀锤 实 ，最好用重物压平 。 固化时间一般为2—3 h，视粘接剂而定。粘接的好坏与剥离层打磨是否均匀有 关 ，用电动钢丝砂轮打磨最好，去掉粘胶 ，切不可磨破 带 芯层 ，打磨 干净 ，用丙酮清洗后烘干 ，然后用红外线烤热至70℃以下 ，再涂上粘接剂 。粘接剂通常为氯丁胶 ，加3％ ～5％的固化剂 ，通常为聚异氰酸酯 ，两者搅拌均匀 ，迅速涂到剥离打磨面上 ，一般要2道 。第 1道 粘 接剂 约 400 g／m ，晾至不粘手为；第2道涂粘接剂约350 g／m ，晾至不粘手为止。 当感觉不粘手又有黏性时 ，应立即将两胶面从 中间 向两侧粘接 ，将空气挤 出 ，最好边用手锤敲打粘合面、边粘合 。然后用钢板压实固化 ，时间越长越好 。

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参考文献

[1] 濮良贵.机械零件[M].北京：教育出版社，1989 [2] 孙志礼等编著,机械设计, [M], 北京：科学出版社2008 [3] 宋伟刚.通用带式输送机设计，北京：机械工业出版社，2005.

[4] 程志宏，赵玉学，《带式输送机设计手册》，第一版，冶金工业出版社2001

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