压陷阻力与影响因素关系试验台的设计

摘 要：为了研究带式输送机的压陷阻力，以达到降低输送机能耗的目的，根据平直托辊压陷阻力的理论公式，以压陷阻力和其影响因素作为测量对象，设计一个试验台进行试验研究。为方便在实验室里试验，在普通带式输送机结构的基础上进行改动，该试验台上主要更改了加载方式，并加入了传感器，用來测量压陷阻力及其影响因素值大小。根据测量出的数值，可以验证理论公式中压陷阻力与其影响因素之间关系的正确性。

关键词：带式输送机;压陷阻力;试验台

引言

带式输送机是最重要的散装物料输送设备，广泛应用在各个工业领域，设计长距离、大运量、高带速的带式输送机是发展的必然趋势。发动机提供的能量被各种运行阻力所消耗，其中压陷阻力占的比重最大，因此研究压陷阻力与其影响因素之间的关系具有实际意义。

一、压陷阻力

覆盖在输送带上的橡胶材料具有一定的弹性和硬度，因此在输送带运行时，下覆盖胶在重力作用下不断地被压陷在托辊上，产生了运行阻力，即压陷阻力。

用计算损耗能的方法推导出平直托辊的压陷阻力理论公式为[1]：

二、试验台的结构

根据压陷阻力的理论公式，得到其影响因素。为了验证公式中压陷阻力与其影响因素之间关系的正确性，设计一个试验台，对压陷阻力随货载、带速、托辊直径、下覆盖胶厚度变化的关系进行试验研究。

压陷阻力试验台的结构如图1所示，其结构与普通带式输送机相似，不同的是：为了测试压陷阻力和加载重力需要把被测托辊吊起，上输送带下面固定三个支撑托辊;采用液压系统1对托辊进行加载，液压缸铰接安装在支撑架上;在活塞的下面连接一位移传感器2，用来测试活塞的位移，即为压陷深度;通过调节液压缸活塞来改变载荷大小，载荷的大小用连接在托辊上面的拉压力传感器3测定;测试压陷阻力的压力传感器5水平方向放置在托辊前面的固定挡板上，为了准确地测量加载重力和压陷阻力，传感器5通过铰接的方式与测试托辊相连，当输送带运行时，托辊随之向前移动，接触到前面的压力传感器5，此时压力传感器输出的压力信号即为压陷阻力;驱动滚筒上放置一速度传感器6，用来测试输送带的运行速度[2-4]。

三、测试原理

试验台的测试原理图如图2所示，对输送带加载部分采用驱动力控制系统，它是由放大器、电液伺服阀、液压缸及压力传感器主要部分组成的闭环控制系统。当单片机给定一个力指令电压信号与压力传感器反馈电压信号不等时，放大器输给电液伺服阀的电流使液压缸输出液压力，直到指令信号和压力传感器的信号相等时，作用在输送带上的力才是给定值。当加载力稳定后，与液压缸相连的位移传感器测出活塞的位移值，即压陷深度。调整好加载力后，启动输送机，安装在驱动滚筒上的速度传感器测出带速。托辊随输送带向前运动，压在固定在前端的压力传感器上，此时传感器所测即为压陷阻力。传感器把测得的信号经放大器输出到单片机并存储，通过显示器清晰显示。

四、结语

以带式输送机平直托辊的压陷阻力为研究对象，为了验证压陷阻力与其影响因素的关系，设计出测试压陷阻力的试验台，用以验证实测的压陷阻力与影响因素的关系是否与公式中的一致。该试验台的设计方案为实际应用中压陷阻力的测试提供了理论基础，具有实际应用价值。

参考文献：

[1]王珏，毛君.带式输送机平直托辊压陷滚动阻力的能量法研究[J].煤矿机械，2008（12）：56-57.

[2]金丰民，王瑀，张荣建.带式输送机实用技术[M].北京：冶金工业出版社，2012.2.

[3]宋伟刚，赵琛.带式输送机阻力随带速变化规律性的实验研究[J].煤矿机械，2001（3）：16-18.

[4]毛君，张东升，师建国.抗撕裂输送带的性能测试[J].起重运输机械，2004（1）：44-46.