皮带张力

带输送概述:
借助于输送带的运动将物料从一个工位输送到另一个工位的装置称为带输送。

如图5
所示，动力经电机、行星减速器、链条传递到驱动滚筒上，驱动滚筒利用其和输送带间的摩擦带动输送带运动，又是承载件，整个输送带都支承在导轨上或托辊上。

带输送装置除其具有连续输送装置的优点外，还具有适应多种物料输送的特点，如小至电子元器件的电阻、电容以及散装的粉末原料等，大至成件的彩电、冰箱等。

此外，带输送装置结构简单、制作经济、维修方便，输送平稳，过载时，还可通过输送带与滚筒间的“打滑现象”实现过载保护。

因此，带输送装置被广泛地应用于自动生产线上。

值得注意的是：带输送易摩擦生电，故不宜用在易爆的危险场合。

带输送装置可以水平布置或倾斜布置，如图6所示。

一般采用水平布置，当需要倾斜布置时，倾角β值不宜过大，否则物料将在带上滑动，通常情况下取β≤15?。

一带输送装置的组成
带输送装置的主要组成部分包括：输送带、传动系统、支承托辊、张紧装置及机架。

现分别介绍如下：
1.输送带
输送带种类很多，按照其制作材料的种类可分为：橡胶带、塑料带、钢绳芯带、钢网带等等。

（1）橡胶带：橡胶带在生产中应用最广，它是由若干层棉织物或化纤织物相互粘合，并在外表覆上橡胶制成的，如图4-7所示。

上下两面所覆的橡胶称覆面。

上覆面是输送带的承载面，与被运物料相接触，其厚度为2~6mm。

下覆面是输送带与滚筒及支承托辊相接触的一面，也称运转面，厚度常为1.5~2mm。

橡胶带两侧极易磨损，故采用高耐磨性的材料。

一般胶带的覆面材料为天然橡胶、丁纳橡胶或特种材料，因其防滑性能好，输送可靠，因此被广泛地应用于一般的输送装置中。

橡胶带的主要品种及其相关性能参数见表4-1。

（２）塑料带：塑料输送带是用维尼纶―棉混纺织物编织成整体平带芯，用聚氯乙稀塑料作覆面的一种输送带。

这种输送带薄而轻，具有耐油、耐酸、耐碱等特点，大多应用于化学工业部门。

塑料带的规格已标准化、系列化。

常用塑料带的规格见表2。

（３）合成绳芯和细钢绳芯带：这种输送带是用合成材料拧成绳芯，或者用细钢丝绳拧成绳芯，外面再以橡胶作覆面的一种输送带。

如图8、图9所示。

这种输送带带芯强度很高，能够承受冲击载荷，寿命长，可用于运行速度大或爬坡及较长距离的输送装置中。

（４）钢网带
这种输送带用钢丝编织成具有一定宽度的长网带，如图10所示。

这是一种特殊的输送带，用于输送具有很高温度的物料。

如在显象管玻壳生产线上，就是用这种输送带来输送具有700?C~800?C高温的玻壳。

输送带的端头连接方法有两种：一种是机械接头，另一种是硫化接头或塑化接头。

橡胶常用机械接头和硫化接头，塑料带可用机械接头和塑化接头，钢绳芯带多用机械接头。

橡胶带的硫化连接方法如下：首先把每层衬垫对纵轴成60～70?倾斜地切割成阶梯状，如图11所示，使两端头能很好地配合，然后用热的或冷的硫化（粘合）设备在整个输送带宽度内加均匀而足够的压力进行硫化连接。

塑料带的塑化连接方法如下：将整带拆开，把带芯相互编织打结后，上下覆上塑料片，加压力与适当温度即可。

无论哪种接头，其强度都比原输送带的强度要抵。

在接头施工中，要一丝不苟，保证接头的加工质量，尽可能地减少接头处的强度损失。

输送带内的张力主要由衬垫绳芯或绳芯来承受。

橡胶制作的覆面，只能承受极小量的张力，其主要用途是保护衬垫或绳芯，使它们免受机械损伤、磨损、腐蚀等不良影响。

所以，输送带的强度不取决于带的横截面积，而取决于输送带的宽度和衬垫的层数。

橡胶带的强度条件为：
在上述输送带的强度计算中，忽略了输送带的寿命问题。

如：由于制造误差造成的各衬垫间的受力不均匀现象、输送带绕过滚筒时在带内引起的交变弯曲应力、接头处的强度损失及不良的工作环境与输送带的寿命都有着必然的联系。

其中输送带绕过滚筒时在带内引起的交变应力对带的疲劳寿命影响最大，故须限制弯曲应力的大小或输送带的绕转次数，使带不致过早疲劳损坏。

一般取带的每秒钟绕转次数为：
n＝v/l<=3～5次/秒
式中 v——带输送速度（米/秒）
L——对于输送带截面厚度中点处的周长（米）
三输送带张力计算
在前面的一些公式中曾多次提到输送带的张力，如最大静张力Smax、绕入端张力
S入和绕出端张力S出等。

如何计算这些张力呢?现作简要介绍。

所谓张力，是指输送带内所受的拉力。

在输送带安装好后，为使输送带能运转，必须
使输送带有一适宜的初张力S。

，此张力由安装过程和张紧装置来保证。

运转前输送带上各横截面内的初张力相等。

当输送带负载工作时，由于各种阻力的影响，输送带内将产
生更大的张力，我们将初张力与克服各种阻力所需张力之和称为静张力，S静：S。

+S阻，后面将用S表示。

输送带在起动和停止时的张力称为动张力S动。

S动很小可以忽略不计。

1．张力S与阻力的关系
输送带运动中的阻力包括直线区段的运动阻力，曲线段的运动阻力及装卸载时的附加
阻力三部分。

(1)直线区段的运动阻力与张力的关系
直线区段的运动阻力是由输送带与其下面的支承产生相对运动而引起的，其阻力值和
带上的正压力成正比。

图23(a)为一水平放置的带输送装置，图中L34为承载带一边的直线区段，L12为空载带一边的直线区段，现从L34内取出一小段Lab来研究a、b两点的张力
与Lab段运动阻力间的关系。

如图23(b)所示，直线区段上的单位线载荷为g(N／m)，区段Lab内的正压力
N＝q·Lab
输送带沿支承运动时，运动阻力F载与正压力成正比，即：
F载=ω·qLab
式中ω——运动阻力系数，当区段Lab向右
稳定运行时，阻力方向向左，于是，点张力Sa为：
Sa＝Sb+F载=Sb+ωqLab
反之，Lab向左稳定运行，阻力方向向右，b点张力Sb为：
Sb＝Sa+F载=Sa+ωqLab
综上所述，可得结论如下：输送带沿运动方向内任一点的张力，等于后一点的
张力与两点所夹区段上的阻力之和。

或者说：区段两端点的张力之差等于区段内的运动阻力。

上式中线载荷g的表达式如下：
q=q0＋q物
式中 q0为输送带的线载荷，q物为物料的线载荷，对于空载边q物以零代入即可。

运动阻力系数u与支承情况有关。

当支承为导轨时，输送带在上滑动，阻力系
数u就等于带和导轨间的滑动摩擦系数f，即ω=f。

(2)曲线区段的运动阻力与张力的关系
如图4—23(a)所示,L14、L23。

分别为输送带绕过主动滚筒和从动滚筒时的曲
线区段。

曲线区段的运动阻力是由滚筒上轴承的摩擦阻力和输送带在绕入、绕出
滚筒时的僵性阻力造成的。

轴承的摩擦阻力F' 曲为：
F’≈2μSd轴/d滚sina(α/2)
式中 p——摩擦系数。

滑动支承取μ=0.1～0.15，滚动支承取μ=0.02～0.03。

S——输入或输出端张力(N)
d轴——滚筒轴的直径(cm) ；
D滚——滚筒直径(cm)
α——输送带包角(rad)
输送带僵性阻力F"曲为；
F"曲=εS
式中ε——输送带僵性系数，ε=1.23δ/D1.2 滚，δ为输送带的厚度（mm）
输送带在曲线区段的阻力为上述两项阻力之和，由此得曲线段阻力与张力的关系为：F=F’+F”=S[2μd轴/d滚sina(α/2)]=ζS
式中ζ——曲线区段阻力系数，查表 6
表6
系数
滚筒支承
包角90度包角180
ζ c ζ c
滑动轴承 0.03～0.04 1.03～1.04 0.05～0.06 1.05～1.06
滚动轴承 0.02～0.03 1.02～1.03 0.03～0.04 1.03～1.04
当输送带绕过曲线区段时，为克服曲线区段的阻力，绕出端张力s，相应地增大，S’=S十F曲=S十ζS
=(1+ζ)S=c·S 式中 c--曲线区臣张力增大系数，表6．
由此可见，辅送带绕出曲线段时的张力要比绕入时的张力增大c倍．
(3)附加阻力
附加阻力主要是由装卸抖时造成的，它属于局部阻力，如果装卸抖比较平稳
，这个阻力一般忽略。

一般在装料时都稍有冲击，所以我们主要介绍装卸处的
阻力。

装料时．由于物抖与轴送带间有相对速度，固面产生的阻力为加速阻力．
其值为：
F加＝q物v2/2g (N)
式中 q物——每米长度上物抖的重量(N／m)
p——输送带的速度(m/s)
g——重力加速度 (m／s2)
2．输送带张力的计算
输送带张力的计算方法多采用逐点法：
即在输送带上先确定出一些典型的点，然后在输送带驱动滚筒上绕出点
的张力S出开始，沿着输送带运行方向逐点计算出各点的张力Si，直到计算出驱动滚筒上绕入点的张力S入止．计算的依据是：输送带沿运动方向内任一点的张力，等于后一点张力与这两点闻区段上的阻力之和。

图24中，Ol为驱动滚筒，输送带与滚筒接触的典型点为1，2、3，4四个点，1点为输出点，
4点为输入点，所以，
S1=S
S2=S1+F
S3=CS2
S4=S3+F载+F加
其中：F载=ω（q0+q物）L
=ωq0L+ωq物L
=F空+F物
所以，S4=c(S1+F空)+F空+F物+F加=S入
由欧拉公式可以得出输送带载滚筒不打滑的条件：
S4＝S1eμα
式中eμα值查表7值
两式联立，即可求出S1和S4；
S1＝[（c+1）F空+F物+F加]/( eμα－c)
S4=c[（c+1）F空+F物+F加]/( eμα－c)+（c+1）F空+F物+ F加S4也就是此输送带的S入，即S1为S出
输送带上的张力分布如图25所示。