输送机

托辊与输送机皮带之间的滚动摩擦阻力的计算

发布时间:2024/8/16 12:31:26   
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众所周知,托辊与输送机皮带接触时,两者必然发生弹性形变,且接触面几何形状为椭圆形。形变大小与托辊和输送机皮带的刚度、表面硬度、支撑H架铺设密度、输送运量、输送速度等有关。

当托辊在输送机皮带上运行时,接触区域会出现滚动接触和滑动接触,不同于静态接触。以轮轨接触几何面为分界,接触区前的托辊材质在外部载荷的作用下发生压缩形变,接触区后的托辊材质将发生拉伸形变,输送机皮带与托辊正好相反,接触拉区前的输送机皮带材质发生拉伸形变,后面产生压缩形变。这样托辊与接触压缩输送机皮带之间会有微量的相对位移,因此托辊实际滚动时比纯滚动时表面走过的距离略小,则接触区就分为滑动区域与黏着区域。托辊与输送机皮带间的滑动摩擦产生在滑动区域内,而在黏着区域内,介质在外载荷的作用下将会产生形变,导致两弹性介质相互发生黏合,滑动区y黏着区该黏着区域最后在转矩的驱使下会逐渐向前延展,托辊与输送机皮带的接触点就会不断地黏着与脱开,这就是托辊与输送机皮带滚动摩擦的输送机皮带与托辊接触的过程。

托辊与输送机皮带相互接触时,他们之间的切向力称为蠕滑力,蠕滑力的大小不超过摩擦力,它既不是纯滑动,也不是纯滚动,介于纯滚动与纯滑动之间。如果外载荷逐渐增大,就会造成托辊与输送机皮带之间接触区的切向力逐渐增大,在椭圆接触点,滑动区域的面积逐渐增大,黏着区域的面积逐渐减小,最终使黏着区域的接触面积减为零,导致轮轨之间产生相对滑动。

用蠕滑率来表示轮轨之间的微量滑动位移。在正常情况下,托辊与输送机皮带接触时,如果蠕滑速率不大于0.05%~0.2%,轮轨间的切向力较小时,随着水平方向切应力的增大,蠕滑速率逐渐增大,两者呈现出线性变化规律,此时接触面内大部分都是黏着区。当蠕滑速率增大到3%~5%时,则切向力将会达到摩擦力的极限值μN(N为接触区域的法向压力;μ为摩擦因数),但是不会超过最大的摩擦力。此时滑动区将占据接触面积的全部,黏着区消失。如果切向力继续增大,会导致托辊在牵引工况时或者制动工况时空转。



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