CN205262655U - 输送带节能性和加压辊滚动阻力测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种加压辊滚动阻力测试装置，包括设置在待测输送带上方的支撑架，安装在支撑架上的加压辊，所述加压辊包括静止不动的加压辊轴和可通过加压辊轴自由滚动的加压辊外壳，所述加压辊轴的两侧至少一侧安装静态扭矩传感器。本实用新型的加压辊滚动阻力测试装置采用了与以往技术不同的托辊滚动阻力测试方法，加压辊轴静止不转动，将其两端支分别撑在两个静态扭矩传感器上，测出加压辊外壳在输送带试验带动下旋转而产生的扭矩，将测出的扭矩值除以加压辊的半径就得出圆周力，即加压辊本身的滚动阻力。

Description

输送带节能性和加压辊滚动阻力测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于测量输送带压陷阻力的测试装置，尤其是一种能够测得加压辊滚动阻力的测试装置。

背景技术

随着长距离输送的不断发展，输送带的运行阻力已经引起人们的普遍重视。经研究表明在水平输送时，输送带通过托辊时由于物料的压力，使下覆盖胶与托辊接触部分产生压陷导致的能量损失约占整个输送系统能量损失的60％左右。因此煤炭、矿业、输送带行业以及许多大专院校和科研机构一直将输送带的压陷阻力作为重要的课题进行研究。为减少输送阻力，许多生产厂家研制出了各种类型的节能输送带。

目前普遍认为压陷阻力是由于输送带覆盖层材料的粘弹性引起的，研究方法大多是在理论上先建立输送带以及托辊系统的力学模型，在一定的假设条件下，用粘弹性力学和弹性力学的理论进行分析，导出压陷阻力以及压陷阻力系数的计算公式。但理论分析的结果必须要经过试验测量的验证，另一方面在实际生产中也需要通过测量压陷阻力的大小的方法来评价节能输送带成品的节能性。

目前专门用于测量输送带压陷阻力的试验装置还很少，仅有个别的大学的研究报告中有简单的介绍。

方案1采用环形输送带成品进行试验，试验前先把带整体翻转，使下覆盖层朝向外，然后装到试验装置上；用一定的张力拉紧，启动试验机使带按照一定的速度运行；用一定的压力将加压辊压倒输送带上，加压辊支架与拉压传感器相连，因此输送带作用到加压辊上的水平力就可以通过传感器测量出来。

方案2的原理基本相同，只是在压力架上装有两个加压辊，整个压力架与拉压传感器相连，输送带运行时，作用到压力辊上的水平力就可以通过压力架作用到传感器上。方案2的优点是两个加压辊的距离可调，可以用来研究托辊距离与压陷阻力的关系。

加压辊受力分析：

分析加压辊的受力状况，输送带以速度V向左移动，带动加压辊沿箭头向n方向转动，输送带作用到加压辊的水平力包括压陷阻力F和需要克服压辊的滚动阻力矩Mn的圆周力Fn，所以拉压传感器测出的水平力Fx实际上是这两个力的合力即：

Fx＝F+Fn(1)

可以看出，加压辊的滚动阻力越大，输送带向左移动时所产生的拉力就越大。

由于Fn＝2Mn/D

式中：D—加压辊直径

所以压陷阻力F＝Fx-2Mn/D(2)

输送带向右运行时的情况与此相同，只是传感器受到的不是拉力而是压力。

由式(2)可以看出，按照上述的两种方案用传感器测出水平力后，还应当减去由于加压辊本身的滚动阻力而产生的圆周力才能得到输送带的压陷阻力。

现有托辊滚动阻力测试方法：

目前测量输送带托辊滚动阻力有许多方法，其中包括MT821-2006《煤矿用带式输送机托辊技术条件》规定的支撑轮法；以及惯性法和刃口负载法等等。但这些方法并不能完全模拟托辊的受力和实际运行的状况，而且所需要的试验装置结构复杂，仅能在试验室内单独测试托辊，在环形输送带试验装置上难以采用。因此，前述的两种方案并没有排除加压辊本身滚动阻力的影响，实际上测出的力值都是压陷阻力与加压辊本身的滚动阻力而产生的圆周力这两个力的合力。

输送带试样装卸：

由于输送带试验所需的张紧力比较大，尤其是钢丝绳输送带试验时的张紧力要几十吨甚至上百吨，所以驱动滚筒和张紧滚筒不可能采用悬臂的结构。目前国内现有的输送带试验机在安装输送带试验时大都采用以下方法：①整个试验机的一侧支架安装在线形滑轨上可以沿滚筒轴向移动，装带时先要拆掉试验机上的托辊，压力滚以及所有附属装置，将主、从动滚筒的中部用油缸托住，再将可移动的支架用油缸向外拉出足够的距离，才能将环形输送带套在主、从滚筒上。然后油缸将机架推回原来的位置，安装好托辊、压力辊以及附属装置即可开始试验。②在试验机上设置硫化装置，将一条输送带在试验机上接成环形试样后再开始试验。

现有技术的缺点：

①现有的测量输送带压陷阻力的试验装置没有排除加压辊本身的滚动阻力，测出的水平力实际上是本身的滚动阻力而产生的圆周力和压陷阻力这两个力的合力，测量的误差较大。

②现有的测量输送带托辊阻力的方法大都不能完全模拟托辊实际运行的负载状况并且所需的测试装置结构复杂，无法应用到测试环形输送带试样的试验装置上。

③现有的安装环形带试样的方法需要拆除试验装置上大量的零部件，装卸试样比较费时，还需用一整套液压系统拉开、恢复机架，使装置的结构比较复杂，而且机架反复移动还会减低整个装置的精度，难以推广应用。

④将试样在试验装置上硫化接头的方法，输送带尤其是钢丝绳输送带有严格的接头工艺，对技术人员要求较高，由于不是在专业的生产厂操作，技术和设备均无法保障，试样接头的强度、平整度都会受到很大的影响，使试验时试样运行不稳定，有时接好的试样甚至会出现左右两侧的长度不一致(呈喇叭口状)的现象，造成试样在试验过程中“跑偏”，严重时则无法进行试验。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种能够测量加压辊的滚动阻力的测试装置，排除加压辊本身的阻力对输送带压陷阻力的影响，准确测得压陷阻力。

为解决上述技术问题，本实用新型的加压辊滚动阻力测试装置，包括支撑架和安装在支撑架上的加压辊，所述加压辊的两侧至少一侧安装扭矩传感器。

优选的，所述加压辊包括静止不动的加压辊轴和可通过加压辊轴自由滚动的加压辊外壳，所述扭矩传感器为静态扭矩传感器。

测试时，将加压辊以一定的压力放置在待测输送带上，加压辊外壳在输送带的带动下滚动，产生的滚动阻力矩会传递到加压辊轴上，在加压辊轴上的一侧或两侧设置的安装静态扭矩传感器将该滚动阻力矩测得，传到控制系统。

优选的，所述加压辊外壳和加压辊轴通过轴承连接。

作为进一步的改进，所述支撑架上连接升降装置。测试时，通过提升或降低升降装置，可以将加压辊提升或下压。

优选的，所述升降装置为气缸。

作为进一步的改进，所述升降装置上连接压力传感器。压力传感器可以测出加压辊向传送带施加的压力。

本实用新型还涉及一种输送带节能性测试装置，包括支撑架和安装在支撑架上的加压辊，所述加压辊包括静止不动的加压辊轴和可通过加压辊轴自由滚动的加压辊外壳，所述加压辊轴的两侧至少一侧安装静态扭矩传感器，所述支撑架连接拉压传感器。

所述支撑架通过可在固定轴上自由滑动的圆筒连接拉压传感器，所述支撑架固定连接圆筒的侧面，圆筒的一端固定连接拉压传感器。

所述圆筒内壁上设置滚珠。

本实用新型还涉及一种输送带节能性测试方法，测出加压辊所受的水平力，测出需要克服压辊的滚动阻力矩Mn的圆周力，加压辊所受的水平力减去需要克服压辊的滚动阻力矩Mn的圆周力即为压陷阻力。

优选的，所述需要克服压辊的滚动阻力矩Mn的圆周力通过在加压辊的两端设置静态扭矩传感器来测得。

本实用新型的加压辊滚动阻力测试装置采用了与以往技术不同的托辊滚动阻力测试方法，加压辊轴静止不转动，将其两端支分别撑在两个静态扭矩传感器上，测出加压辊外壳在输送带试验带动下旋转而产生的扭矩，将测出的扭矩值除以加压辊的半径就得出圆周力，即加压辊本身的滚动阻力。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型加压辊测试装置的左视图。

图2是加压辊及两端支撑的结构示意图。

图3是本实用新型加压辊滚动阻力测试装置的主视图。

图4是图1中A部分的局部放大图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型的加压辊滚动阻力测试装置，包括设置在待测输送带1上方的支撑架2，安装在支撑架2上的加压辊3，输送带下方与加压辊相对的位置上设置托辊19，加压辊3包括静止不动的加压辊轴4和可通过加压辊轴4自由滚动的加压辊外壳5，加压辊轴4的两侧安装静态扭矩传感器6。

加压辊3的加压辊轴4也可以是与加压辊外壳5固定在一起转动的，这样加压滚轴4的两端安装动态扭矩传感器。

测试时，将加压辊3以一定的压力放置在待测输送带1上，加压辊外壳5在输送带1的带动下滚动，产生的滚动阻力矩会传递到加压辊轴4上，在加压辊轴4上的两侧设置的静态扭矩传感器6将该滚动阻力矩测得，传到控制系统，加压辊外壳5和加压辊轴4通过轴承7连接。

轴承7外端安装轴套9，轴套9外端通过法兰10连接静态扭矩传感器6，静态扭矩传感器6通过法兰10安装在连接轴11上，连接轴11安装在支撑架2上，连接轴11上安装调整压盖13。

支撑架2通过可固定在固定轴15上自由滑动的圆筒16安装在框架21上，框架21上连接气缸8，由气缸8驱动。测试时，通过提升或降低气缸，可以将加压辊3提升或下压。气缸8上连接压力传感器20。压力传感器20可以测出加压辊3向输送带1施加的压力。

本实用新型还涉及一种输送带节能性测试装置，如图3和图4所示，包括设置在待测输送带1上方的支撑架2，安装在支撑架2上的加压辊3，加压辊3包括静止不动的加压辊轴4和可通过加压辊轴4自由滚动的加压辊外壳5，加压辊轴4的两侧安装静态扭矩传感器6，支撑架2的两侧固定连接拉压传感器14，支撑架2通过可在固定轴15上自由滑动的圆筒16连接拉压传感器14，支撑架2固定连接圆筒16的侧面，圆筒16的一端固定连接拉压传感器14，圆筒16内壁上设置滚珠17，拉压传感器14和固定轴15连接在框架18上。

本实用新型还涉及一种输送带节能性测试方法，测出加压辊所受的水平力，测出需要克服压辊的滚动阻力矩Mn的圆周力，加压辊所受的水平力减去需要克服压辊的滚动阻力矩Mn的圆周力即为压陷阻力。需要克服压辊的滚动阻力矩Mn的圆周力通过在加压辊的两端设置静态扭矩传感器来测得。

以上所述，仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种加压辊滚动阻力测试装置，包括支撑架和安装在支撑架上的加压辊，其特征在于：所述加压辊的两侧至少一侧安装扭矩传感器。

2.按照权利要求1所述的加压辊滚动阻力测试装置，其特征在于：所述加压辊包括静止不动的加压辊轴和可通过加压辊轴自由滚动的加压辊外壳，所述扭矩传感器为静态扭矩传感器。

3.按照权利要求2所述的加压辊滚动阻力测试装置，其特征在于：所述加压辊外壳和加压辊轴通过轴承连接。

4.按照权利要求3所述的加压辊滚动阻力测试装置，其特征在于：所述支撑架上连接升降装置。

5.按照权利要求4所述的加压辊滚动阻力测试装置，其特征在于：所述升降装置上连接压力传感器。

6.一种输送带节能性测试装置，包括支撑架和安装在支撑架上的加压辊，其特征在于：所述加压辊包括静止不动的加压辊轴和可通过加压辊轴自由滚动的加压辊外壳，所述加压辊轴的两侧至少一侧安装静态扭矩传感器，所述支撑架连接拉压传感器。

7.按照权利要求6所述的输送带节能性测试装置，其特征在于：所述支撑架通过可在固定轴上自由滑动的圆筒连接拉压传感器，所述支撑架固定连接圆筒的侧面，圆筒的一端固定连接拉压传感器。

8.按照权利要求7所述的输送带节能性测试装置，其特征在于：所述圆筒内壁上设置滚珠。