惠蕾 张鹏

摘要：目前，在国内外的矿山、建材、化工、粮食、冶金、电厂、港口码头等各个行业的大宗散状物料输送中，带式输送机、卡车和列车是主要输送设备。带式输送机为连续输送，而卡车和列车为间断性输送设备，带式输送机由于具有输送距离长、运输能力大、结构简单、操作方便、安全可靠且容易实现自动控制等其他输送机械不可比拟的优点成为不可或缺的散状物料输送设备，特别是随着我国经济的高速发展，带式输送机在规格上已经向长距离、大运量、高带速、大型化发展。

关键词：带式输送机；输送带；安全系数

引言

输送带是安装在输送机上用以承载和输送物料的带，输送带作为带式输送机最主要的部件，是带式输送机的承载构件和曳引构件，其价格一般占整机价格的30%或40%以上。保证带式输送机在各种工况下应有可调、平滑、无冲击的启动、制动力矩，实现带式输送机的可控启动、制动性能可以降低输送带的设计安全系数。

1 存在的问题

近几十年来，国外的设计咨询单位、立法机构和研究单位经过对输送带安全系数和输送带接头的研究和测试，认为德国该标准中关于钢丝绳芯输送带安全系数的规定不合理：（1）设定启动时输送带的动张力为稳定运行时张力的1.4倍不尽合理。该启动张力相对稳定运行的带式输送机而言为较少发生的周期性增加量，不应作为连续疲劳因素考虑。带式输送机驱动装置广泛使用软启动、软制动装置使得输送机启动、制动加速度缓慢而可控，启动平稳，这就使得启动的动张力较没有采用软启时大大减小。按现行驱动装置应用条件下，带式输送机启动时输送带的动张力为稳定运行时张力的1.4倍可以降低为1.1一1.3，可取1.25。（2 ）输送带的静载荷和瞬间峰值载荷取决于输送带的接头强度，而不是输送带钢绳的最大抗拉强度。输送带接头动态承载能力的增加会直接和输送带的“工业给定”的最小允许安全系数有关，任何接头动载荷承受能力的提高都將直接导致由工业标准规定的最小的，可允许的输送带安全系数的降低。

2 降低输送带安全系数的意义

近年对带式输送机相关理论的研究取得了进展，其主要部件的技术性能也明显提高。如果仍采用传统的静态设计方法和选取较大的输送带安全系数（一般为10左右），不仅使输送带自身的质量庞大，增加了输送机沿线的阻力，驱动、制动装置、拉紧装置的功率机架的强度和重量等也必须相应的提高，而为了满足输送带使用条件滚筒的直径要增大，滚筒直径的增加会使自身的重量和减速机的传动比加大。这不仅会加大输送机的初期投资，而且很可能将引发起动、制动过程中较大的输送带动应力以及运行过程的不稳定，从而很容易使输送带接头失效以及滚筒、托辊轴承等部件的损坏。因此输送带安全系数是输送机设计时应考虑的一项重要因素。随着带式输送机接头技术和接头结构的不断优化，接头强度占36%的限定过于保守，通过改善钢丝绳芯输送带橡胶和钢丝绳特性、接头结构、接头长度、接头尺寸控制技术和制造方法等可以改善输送带的安全系数，使用有限元分析方法预先指出接头区域橡胶和钢丝绳的应力变化，可以估计接头的多种方式和类别，这样就改善了接头的动态特征和减小了输送带的安全系数。

3 我国对输送带安全系数的规定及分析

在我国，带式输送机设计刚刚起步时，取值比较保守，一般钢丝绳芯输送带安全系数取为8-10。随着设计水平的逐步提高，1994年GB50197-94露天煤矿工程设计规范中规定，根据不同的工作条件，钢丝绳芯输送带的安全系数，当采用一级或二级接头型式的输送带取值范围为7.0-9.5；当采用三级接头型式的输送带取值范围为7.4-10.0。2008年6月发布的GB50431-2008带式输送机工程设计规范中对输送带安全系数的规定如下：钢丝绳芯输送带安全系数取值范围7-9，此数据适用于采用直接驱动或采用限矩型液力祸合器的短距离带式输送机。对中长距离的带式输送机，一般采用可控软启动、制动驱动系统，以改善输送机的启动、制动性能。对于采取了可控软启动、制动措施时，钢丝绳芯输送带安全系数可取5-7。

输送带安全系数，关系到带式输送机安全、投资和运营费，我国也在积极研究降低输送带安全系数的可能性。我国自20世纪80年代带式输送机设计系列化以来，输送带安全系数的取值范围在逐步降低，主要原因：①我国的输送带制造技术已接近或达到国际先进水平；输送带接头型式、接头结构、技术参数等已采用现行德国工业标准的规定。②输送带接头强度随着输送带硫化设备制造技术和硫化技术水平的提高而有效地提高了。③我国对中长距离的复杂、大型带式输送机已广泛采用成熟的CST、液粘软启动、变频调速等可控的软启动、制动系统，输送带启动时动张力倍数可控制在1.4以下。④经过设计者40多年来的不断摸索实践，带式输送机的设计水平显著提高。GB50431-2008标准对带式输送机的启动、制动有严格的要求，对复杂大型带式输送机开始进行动态分析，输送带动张力倍数明显降低。

4 结束语

总而言之，输送带安全系数的主要影响因素是输送带的接头疲劳强度和带式输送机启动时的动张力，在进行带式输送机设计时，可采用国内外先进的设计经验及规范规定，并加强对带式输送机输送带接头的动态试验，提高输送带接头强度。通过国家修改输送带安全系数的标准及实际使用，大大节约了投资费用。

参考文献

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