摘要：在带式输送机输送线路起伏多变的工况条件下，若输送线路上物料分布不均匀，驱动功率就会在正、负2种功率状态转化，使驱动滚筒两侧的张力发生突变，导致拉紧装置选型过大或带式输送机驱动滚筒与输送带发生打滑而不能正常工作。提出了一种新型双拉紧带式输送机，为复杂工况条件下带式输送机的布置提供了一定的技术参考。
关键词：双拉紧;带式输送机;拉紧力;
New Type of Double-tension Belt Conveyor
Abstract：Under the belt conveyor transmission line undulating conditions, if the material distribution is not uniform in transmission line, the driving power will be in two power state conversion, positive and negative, which causes the tension on both sides of the driving drum to change suddenly and causes the type selection of the tensioning device to be too large or the driving drum of the belt conveyor to slip and can not work normally. A new type of double-tension belt conveyor was put forward, which provides a certain technical reference for the layout of belt conveyor under complex working conditions.
Keyword：double-tension; belt conveyor; tension force;
0 引言
在散料输送领域，由于带式输送机具有效率高、安全可靠、适应性强、成本低等特点，已逐渐发展成为重要的散料输送设备之一。尤其是近年来，随着我国科技水平的整体提高与发展，如高效软启动及功率平衡技术、带式输送机张力动态分析技术、空间曲线拐弯技术、智能检测与感知技术日趋成熟，带式输送机的运距越来越长，工况条件极其复杂，而拉紧装置作为带式输送机运行的基本条件之一，有必要从整机性能出发，设计一种双拉紧布置形式的新型带式输送机来适应新的发展需求。
1 带式输送机及拉紧装置概述
近年来，随着设计、制造技术水平的发展及新技术、新材料的应用，国内带式输送机行业无论是在单机输送长度、驱动功率、带速、运量、带强等技术参数方面，还是在可靠性、安全性等方面，都取得了迅猛的发展，其中不少产品已出口至澳大利亚、非洲、东南亚等世界各地。
拉紧装置通过给输送带提供一定的张紧力，使输送带与传动滚筒之间产生一定的正压力而不发生打滑，是带式输送机正常运行的必要条件之一，每条带式输送机通常会设置一套拉紧装置。拉紧装置的种类有机尾重载车拉紧、机尾螺旋拉紧、塔架式拉紧、液压拉紧、垂直重锤拉紧等，短距离、小功率带式输送机一般优选机尾螺旋拉紧，具体需要根据不同带式输送机的特点、受力状况、布置形式等灵活选用，但拉紧装置选型与布置需要考虑两项基本原则：（1)布置在带式输送机张力最小处；（2)拉紧响应速度必须快。
2 双拉紧带式输送机设计及计算
（1）带式输送机力学传递原理
带式输送机是一种依靠摩擦传递动力的通用机械设备，输送带与传动滚筒之间不发生打滑及输送带任一点张力必须满足最小垂度要求是其正常运行的2个基本条件，而输送带与传动滚筒之间不发生打滑即是满足欧拉传动原理。
假设输送带是一种没有弯曲力、不可拉伸、没有厚度和质量，且它与圆弧面的摩擦因数不变的挠性构件，传动滚筒受力分析简图如图1所示。
图1 传动滚筒受力分析简图
若传动滚筒顺时针匀速转动时，输送带在趋入点一侧的张力为T1，奔离点一侧的张力为T2，则T1与T2需满足
式中α———围包角；
μ———输送带与滚筒间的摩擦因数。
又因圆周驱动力FU=T1-T2，则整理化简可得
拉紧装置给带式输送机奔离点一侧提供的张力必须满足式（2），否则就会发生打滑现象。
（2）拉紧力的计算及分析
一般工况条件下，驱动滚筒奔离点的输送带张力最小，只要设置拉紧装置满足不打滑条件即可，计算较为简单，但是在复杂工况条件下，如“弓背形”或“锅底形”工况时，若输送系统沿线运料不均与，驱动功率就会在正、负2种功率状态转化，使驱动滚筒两侧的张力发生突变，导致拉紧装置选型过大或带式输送机驱动滚筒与输送带发生打滑而不能正常工作。为此设计一种新型双拉紧带式输送机，结构示意图如图2所示，其主要包括卸载滚筒、输送带、改向滚筒、机尾滚筒、限位装置Ⅰ、拉紧装置Ⅰ、驱动滚筒、承载托辊、回程托辊、拉紧装置Ⅱ、限位装置Ⅱ等。
图2 双拉紧带式输送机结构示意图
1.卸载滚筒2.承载托辊3.输送带4.改向滚筒5.机尾滚筒6.回程托辊7.限位装置Ⅰ8.拉紧装置Ⅰ9.驱动滚筒10.拉紧装置Ⅱ11.限位装置Ⅱ
在带式输送机下运段分布物料较少或空载运行，而上运段分布物料较多或满载运行时，系统正功率最大，此时在传动滚筒绕入点一侧，即传动滚筒右侧输送带的张力最大，已超出了拉紧装置Ⅱ的额定张紧力，拉紧装置Ⅱ在输送带拉力的作用下被向上拉起，在限位装置Ⅱ的作用下，拉紧装置Ⅱ的滚筒张力可以继续增大，以满足输送带的张力需求；在传动滚筒绕出点一侧，即传动滚筒左侧输送带的张力最小，此时拉紧装置Ⅰ的拉紧力刚好满足此时传动滚筒传递牵引力的要求为最佳。在带式输送机下运段分布物料较多或满载运行，而上运段分布物料较少或空载运行时，系统负功率最大，此时在传动滚筒绕出点一侧，即传动滚筒左侧输送带的张力最大，已经超过了拉紧装置Ⅰ的张紧力，拉紧装置Ⅰ在输送带张力的作用下被向上拉起，在限位装置Ⅰ的作用下，拉紧装置Ⅰ的滚筒张力可以继续增大，以满足输送带的张力需求；在传动滚筒绕入点一侧，即传动滚筒右侧输送带的张力最小，此时拉紧装置Ⅱ的拉紧力刚好满足此时传动滚筒传递牵引力的要求为最佳。
结合以上分析，以带宽B=1 400 mm、带速v=4.5 m/s、运量Q=3 000 t/h、输送长度L=3 000 m、提升高度-80～+80 m为参数，对新型双拉紧带式输送机及普通带式输送机的拉紧力进行计算，对比结果如表1所示。
表1 输送机指标对比
3 结语
本文基于带式输送机摩擦传动原理，在遇到输送线路起伏多变的工况条件时，若输送线路物料分布不均匀，驱动功率就会在正、负2种功率状态转化，使驱动滚筒两侧的张力发生突变，导致拉紧装置选型过大或带式输送机驱动滚筒与输送带发生打滑而不能正常工作。为此，提出了一种新型双拉紧带式输送机，并获得1项实用新型专利。与普通单套拉紧带式输送机相比，不仅有效降低了输送机的拉紧力，使整个输送系统的张力也随之降低，有效延长了滚筒、输送带等核心元部件的使用寿命，而且由于输送带在整个带式输送机中的成本占比约30%，所以当输送带带强降低时，也会使整个输送系统的投资成本显着降低。
参考文献
[1]兰春森,罗廷峰新型无托辊带式输送机研究[J].煤矿机械,2022 ,43（3):98-99.
