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缓冲阻尼托辊对输送机皮带张力的影响

来源: 康硕输送带生产厂家发表时间: 2020-12-18 15:39

    针对带式输送机的柔性动力学模型,我司主要采用三维软件对环形输送皮带的张力进行了分析,可以得出在最大张力处,采用阻尼缓冲托辊时输送皮带的最大张力要比采用普通托辊时张力降低,因带式输送机设备正朝着长距离、大运量、高速度的方向发展,因物料传送带作为皮带输送机使用案例的重要组成部分,其运行过程中的动态性能直接影响着系统的可靠性和整机的成本,采用多体动力学分析软件建立皮带实体仿真模型,可以研究制动过程中橡胶带的动态特性,并采用阻尼托辊和采用普通平行托辊两种情况,我们通过模拟分析,对比工业运输带的动态性能,进而说明阻尼托辊对皮带张力的影响,可为今后带式输送机的设计提供理论依据;

输送机缓冲托辊组结构

    由工业输送带是由橡胶与中间骨架材料、织物芯或者钢丝绳组成的复合材料,在承受拉力时,皮带具有比较复杂的动态特性,应变呈非线性关系,由于带体是由多种材料组成,在其长度比较大的情况下承受拉力时,即使非常缓慢的加载,其拉力和变形,或应力与应变之间的关系也不会完全遵从定律,黏性滞后的特性,重型输送皮带加载与卸载时的应力与应变曲线不重合,蠕变特性、拉力不变,其长度随时间的延续而增加,最终趋于某个定值,松弛特性与蠕变特性是不同变量下的产物,环形皮带常用的力学模型有以下几种: 单一的弹性体元件模型,力学模型的选取原则是: 除了要求带体力学特性描述达到一定精度外,还应尽量考虑模型的计算与参数的测定是否方便可行,在此基础上根据尼龙输送带的实际使用情况进行选取,通过分析各种模型对阶蠕变量,松弛模数可知,弹性元件过程简单但无法反映传送带的动态特性,模型的松弛特性是指数规律而蠕变特性呈线性,因此比较适合模拟工业运输带对应变的响应,故也不适合做橡胶带的黏弹性模型,三元件固体黏弹性模型和三元件液体流变模型可较好地反应橡胶机带的动态特性,它们的松弛特性及蠕变特性呈指数规律,但是这两种模型的参数比较难测定,在实际使用中输送机的张紧装置可以对皮带的松弛特性进行一定的补偿,且其弹性主要由带芯材料决定,黏性由橡胶材料决定,而对环形传送带的最基本要求是橡胶与带芯材料不剥离,即带芯材料与覆盖橡胶的应变保持一致;

缓冲托辊

    另外由于输送皮带是一种较复杂的变形柔性体,而其改向滚筒、传动滚筒、皮带机机架、托辊等相对于传送带来说,刚度较大变形较小,且耐热输送带与它们的接触比较复杂,因此在建模分析过程中进行了一些简化与假设: 除了环形运输带以外,其它部件都作刚体处理,输送机机架由于为静止刚体不再对其建模,托辊组直接固定,制动系统简化为一个电动滚筒,将制动力矩直接加载到该滚筒上,由于工业橡胶带运行情况较复杂,简化为平型传动带,输送的物料作均匀化处理,只考虑其重力,并将重力加载到橡胶皮带上,制动过程中物料在带体上的其它行为忽略,机头与机尾平行,对于输送模型,假定运输带阻力系数为常数,若要确定该方程的解,应设置皮带的边界条件和初始条件,通常该方程的解析很难得到,一般就可将重型输送胶带视为若干微分离体,分别建立其动力学微分方程,在制动过程中其最大张力并不是出现在制动开始的那一刻,而是在制动开始后一段时间后出现,采用阻尼缓冲托辊能够减少制动时间;

斗式提升皮带机仿真图

    通过对皮带机设备简化后的模型进行仿真分析,可以得到了不同情况下耐高温耐磨擦尼龙输送皮带的张力曲线,通过技术仿真分析,可为后续皮带式输送机械线体的设计安装提供参考。