武世鵬 閆 浩

（北方重工集團(tuán)有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110027）

1 概述

本文考慮這兩種啟動(dòng)扭矩準(zhǔn)則（啟動(dòng)扭矩的大小于啟動(dòng)扭矩速度），并對(duì)這兩種情況作出了分析。同時(shí)還應(yīng)注意任何制動(dòng)扭矩的大小和制動(dòng)力扭矩的速度變化，無(wú)論是內(nèi)部的還是外界因素，都能誘發(fā)高張力。對(duì)輸送機(jī)所做的試驗(yàn)項(xiàng)目見(jiàn)圖1。

圖1 用于情況分析（1）中的輸送機(jī)見(jiàn)圖

該機(jī)技術(shù)參數(shù)如下：（1）水平輸送帶。（2）中心距為950m。（3）膠帶：型號(hào)為1250，材質(zhì)是聚氯乙烯纖維，寬度1200mm，設(shè)計(jì)載荷能力為1500t/h。

2 輸送機(jī)的啟動(dòng)

帶有直連式電機(jī)的恒量液力聯(lián)軸節(jié)被用來(lái)啟動(dòng)和驅(qū)動(dòng)輸送機(jī)。如果假定輸送機(jī)系統(tǒng)是一種扭矩不變的機(jī)器（即：需驅(qū)動(dòng)膠帶的扭矩在任何速度范圍內(nèi)都是不變的），并且假定其系統(tǒng)的慣性是一種實(shí)體（即：無(wú)膠帶拉伸延長(zhǎng)）。這樣，輸送機(jī)的啟動(dòng)可以很容易地進(jìn)行模擬計(jì)算。無(wú)載帶速曲線于哈里森最小的啟動(dòng)——停止張力曲線極為相似（但載荷膠帶曲線于其相似處極?。?dòng)時(shí)間于帶速成正比。但是，實(shí)際輸送機(jī)扭矩力不是恒定的，膠帶也不是剛性體。這些帶速曲線圖清楚表明確實(shí)存在著某種沖擊波，帶速的瞬間變化說(shuō)明沖擊波能使膠帶產(chǎn)生高張力。

沖擊波通過(guò)膠帶的沖擊速度Vs可按下列公式計(jì)算：

對(duì)無(wú)載膠帶（運(yùn)行速度較慢時(shí)）沖擊波的速度是：

對(duì)有載膠帶（運(yùn)行速度較慢時(shí)）沖擊波的速度是：

有載膠帶以最大速度運(yùn)行時(shí)，沖擊速度較小是因?yàn)楸贿\(yùn)物料起了減振作用。這些沖擊波的出現(xiàn)頻率及大小歸根結(jié)底取決于時(shí)間比tA/tu，而這種時(shí)間比則由驅(qū)動(dòng)裝置的扭矩力的變化的時(shí)間tA和低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)波動(dòng)周期tu決定的。低速運(yùn)轉(zhuǎn)的波動(dòng)周期tu是1.7秒并不能改變一它只取決于膠帶類型和膠帶長(zhǎng)度。對(duì)任何特殊的輸送機(jī)來(lái)說(shuō)，沖擊波的出現(xiàn)頻率與沖擊量的大小是由加速膠帶運(yùn)轉(zhuǎn)的疊加扭矩力所需的時(shí)間tA決定的。因此，扭矩力加速膠帶運(yùn)轉(zhuǎn)并達(dá)到最高速所需的時(shí)間越長(zhǎng)，作用在該機(jī)沖擊波的劇烈程度就越小。

2.1 有載膠帶

下面是采用各種啟動(dòng)方法對(duì)有載膠帶的實(shí)況分析。裝有改進(jìn)的聯(lián)軸節(jié)，但仍然是同步電機(jī)供電。采用改進(jìn)的聯(lián)軸節(jié)，但是在驅(qū)動(dòng)電機(jī)2和電機(jī)1中有3秒鐘的延遲供電。在膠帶加速過(guò)程中應(yīng)注意檢測(cè)驅(qū)動(dòng)裝置2的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，以便測(cè)量此時(shí)膠帶張力和扭矩（電機(jī)達(dá)到全速時(shí)，膠帶扭矩與電流的大小大致成正比例并且與膠帶加速力成正比）。詳細(xì)地比較兩個(gè)聯(lián)軸節(jié)連接的兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)供電時(shí)電流曲線。通過(guò)在各自圖上增加一條衰減了的和諧和運(yùn)動(dòng)函數(shù)曲線，可看出在后半部曲線中，理論曲線與實(shí)測(cè)結(jié)果很相似。通過(guò)將計(jì)算曲線延伸到起始點(diǎn)（t=0秒），膠帶上的振蕩張力可進(jìn)行預(yù)測(cè)。應(yīng)注意最大振幅周期的不同之處。

2.2 無(wú)載膠帶

帶速曲線結(jié)果表明，在采用原聯(lián)軸節(jié)時(shí)，存在著相似的沖擊波，其快速啟動(dòng)時(shí)間為4.5秒。采用改進(jìn)后的聯(lián)軸節(jié)，并延時(shí)啟動(dòng)時(shí)間3秒時(shí)，沖擊波幾乎全部被消除，其啟動(dòng)時(shí)間已延長(zhǎng)到8.5秒。電機(jī)的電流情況是很難說(shuō)清楚的，可如果把膠帶無(wú)載荷與有載時(shí)啟動(dòng)的峰值電流相比較，則清楚可見(jiàn)，有載時(shí)的啟動(dòng)張力比無(wú)載時(shí)啟動(dòng)張力大的多。

2.3 停機(jī)

雖然合張力在停機(jī)時(shí)不像在啟動(dòng)時(shí)那么危險(xiǎn)，但是，停機(jī)時(shí)仍可引起膠帶的振動(dòng)。停機(jī)時(shí)，電機(jī)的電源被切斷，扭矩為負(fù)值與當(dāng)時(shí)膠帶運(yùn)行時(shí)的扭矩大小相等。切斷電源時(shí)，傳動(dòng)扭矩的速度是很難測(cè)出的，因此即便切斷全部電機(jī)電源仍存在著很大的慣性。有載膠帶與無(wú)載膠帶的啟動(dòng)扭矩。制動(dòng)扭矩的理論速度及量值與膠帶停止時(shí)的實(shí)測(cè)速度曲線的比較。然而，如果采用制動(dòng)器停止輸送機(jī)。顯然，制動(dòng)扭矩現(xiàn)在是200%，比啟動(dòng)扭矩要大，因此，在這種情況下，停車時(shí)的膠帶驅(qū)動(dòng)張力可能會(huì)比啟動(dòng)時(shí)大。

3 輸送機(jī)的試驗(yàn)參數(shù)

中心距為3510m，頭尾兩滾筒高度差為40m。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：一級(jí)滾筒有2臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置；二級(jí)滾筒有2臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置。膠帶：型號(hào)為 1250，材質(zhì)是鋼繩芯膠帶ST850，寬度為1050mm，設(shè)計(jì)載荷能力是1500t/h。

3.1 啟動(dòng)輸送機(jī)

4臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置隨時(shí)間間隔分級(jí)啟動(dòng)，有載膠帶約在27秒內(nèi)啟動(dòng)，其振動(dòng)較小，只是在t=18秒時(shí)，能測(cè)到輕微的振動(dòng)。無(wú)載膠帶在13秒內(nèi)啟動(dòng)，其振動(dòng)較小，第四臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置只是在輸送機(jī)達(dá)到全速后才供電，這就降低了加速扭矩值（對(duì)無(wú)載膠帶而言），因此延長(zhǎng)了啟動(dòng)時(shí)間。

3.2 停機(jī)

有載膠帶與無(wú)載膠帶在停止輸送機(jī)的速度相比，無(wú)載膠帶的振動(dòng)值要比有載膠帶的大，但是比有載膠帶停止時(shí)間短。這很可能是因?yàn)橛休d膠帶和無(wú)載膠帶的切斷電流時(shí)的值是相等的，還因?yàn)槟z帶上被運(yùn)物料對(duì)沖擊波起了阻尼作用。停止無(wú)載膠帶機(jī)需要36秒，則有載膠帶需要52秒。沖擊速度是：2x帶中心距/波期。無(wú)載膠帶：VSC=1526m/s。有載膠帶：VS1=936m/s。

結(jié)語(yǔ)

對(duì)于低沖擊波速的膠帶而言，輸送機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)的膠帶高張力次數(shù)要比帶有高沖擊波速時(shí)次數(shù)多——速度越低，沖擊波衰減的時(shí)間越長(zhǎng)。無(wú)載荷纖維帶的沖擊波速是1060m/s，而無(wú)載和鋼繩芯膠帶的沖擊波速是1526m/s通過(guò)認(rèn)真選擇輸送機(jī)的啟動(dòng)系統(tǒng)，并考慮加速扭矩的速度與扭矩量值標(biāo)準(zhǔn)，就有可能減小膠帶啟動(dòng)時(shí)間的高張力。為了降低停機(jī)時(shí)的膠帶張力，就應(yīng)保持輸送機(jī)自由停止而不施加制動(dòng)力，然而如果制動(dòng)停止，驅(qū)動(dòng)裝置斷電后，就要逐漸施以制動(dòng)力停止輸送機(jī)或留出適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔。

[1]張國(guó)勝.大型可彎曲帶式輸送機(jī)靜態(tài)設(shè)計(jì)理論研究[D].阜新：遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2000.