当前,一种观点是当皮带输送机采用带速可调状态下运行时有利的。本文将引述公认的研究成果皮带输送机速度调节中存在的问题,分别从速度控制对皮带输送机的各个部件寿命的影响,保持物料充填率是否具有节能效果,输送机运行速度与阻力系数的关系、驱动装置振动等方面说明调速是不利的。
1、皮带输送机调速控制的一般观点
通常,皮带输送机的调速控制主要是针对输送机的启动过程,其目的在于降低皮带输送机系统的动载荷,而皮带输送机启动完成后按恒定速度运行。而在皮带输送机正常运行中控制带速的目的在于确保平均物料充填率始终保持在最大。若输送机速度恒定,当需要输送的物料量减少时,物料的截面积减小,而采用调速方式时,当需要输送的物料量减少时,通过降低带速达到保持物料的充填率。过去曾误认为这一措施可以延长输送带接头的使用寿命,进而延长整个输送带的使用寿命。下面将引用公认的研究成果证明这一观点是有误的。
1、皮带输送机输送带速度控制对驱动系统的影响
首先分析皮带输送机的各个部件与输送带速度之间的关系。图1为皮带输送机主要部件示意图。皮带输送机主要包括两个滚筒(头部滚筒和尾部滚筒);当然,长距离皮带输送机需配备更多的滚筒。由于空间原因,并不把驱动装置安装在输送机的前端,而是将其安装在增面滚筒靠后的位置。
(1)皮带输送机给料/卸料
卸料系统的设计需要考虑多个因素。首先是物料的流动特性。根据流动特性,卸料器通常设计成一个溜槽或一个料箱,以防止物料附着在表面或堆积在一起。同时,卸料方向需与输送带运行方向一致(理想状态是以相同的速度运行),以防止物料在输送带上滑动而产生磨损。对于一些特殊因素,应当根据实际情况来考虑,如物料湿度,以确保顺利卸料。其他需要考虑的因素包括:物料比重,物料颗粒尺寸以及颗粒的重心分布。这些参数决定了卸料时的物料轨迹(抛物线):当物料从滚筒卸出后,颗粒轻且细的物料比颗粒重且粗的物料堆放得紧凑。对于给料装置,必须有针对性地设计。
显然,上面提到的那些因素对于卸料点的设计影响非常大。如果皮带输送机的速度是变化的,则卸料点必须根据变化的物料轨迹(抛物线)进行调节,以防止物料附着或堆积(这对设计工程师而言是一项挑战)。
(2)皮带输送机托辊/滚筒
对于同一皮带输送机系统,只要将系统对中调整,承载托辊面和滚筒就很少会磨损。因此,实际上真正限制承载托辊使用寿命的因素是轴承。
轴承的使用寿命很大程度上取决于载荷(成反比),而非速度。因此,如果由于对速度进行控制而使输送带上的平均充填率一直比较高,轴承的使用寿命就会降低。