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胶带非工作面与滚筒摩擦系数的测试装置与测试方法

阅读：616发布：2021-02-22

IPRDB可以提供胶带非工作面与滚筒摩擦系数的测试装置与测试方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种胶带非工作面与滚筒摩擦系数的测试装置与测试方法，通过在胶带输送机的胶带松边和紧边各布置一个由三个托辊交叉夹持输送机胶带所形成的测力装置，在胶带驱动装置和负载的作用下使胶带输送机胶带在通过测力装置时形成有张力的状态，并通过设置在测力装置上的拉力传感器应变感应出胶带张力的变化，再通过仪器直接测试出胶带输送机的胶带松边和紧边张力的大小；测出胶带松边和紧边张力这两个参数数据后，再通过相应的公式便可计算出胶带输送机的胶带非工作面与滚筒的摩擦系数μ。，下面是胶带非工作面与滚筒摩擦系数的测试装置与测试方法专利的具体信息内容。

1.一种胶带非工作面与滚筒摩擦系数的测试装置，一个驱动滚筒(1)，输送机胶带(2)围抱绕裹在驱动滚筒(1)上并在驱动电机(13)和加载装置的作用下形成张力S（L Sy ）；在胶带紧边布置2个调节托辊，以调节胶带(2)在驱动滚筒(1)上的围抱角度的大小；在胶带松边布置一组由三个托辊交叉夹持胶带(2)所形成的测力装置，该测力装置连接有一拉力传感器(4)，通过拉力传感器(4)的应变测算出胶带(2)的松边张力大小; 其特征在于：在胶带紧边布置一组由三个托辊交叉夹持胶带(2)所形成的测力装置，该测力装置连接有一拉力传感器(10)，通过拉力传感器(10)的应变测算出胶带(2)紧边张力大小；根据测出的胶带紧边和松边张力大小这2个数据，通过推导出的公式计算出胶带非工作面与滚筒的摩擦系数。

2.如权利要求1所述的胶带非工作面与滚筒摩擦系数的测试装置，其特征在于，所述的在胶带(2)紧边布置一组由三个托辊交叉夹持胶带所形成的测力装置，是将三个托辊中的第一个托辊(9)和第二个托辊(12)位于胶带(2)的下面，是固定的，第三个托辊(11)位于胶带(2)的上面，是浮动的，且第三个托辊(11)位于第一个托辊(9)和第二个托辊(12)的中间位置，在第三个托辊(11)上连接有拉力传感器(10)，输送机胶带(2)产生张力时将对第三个托辊(11)产生正压力，正压力的变化将使得拉力传感器(10)的应变发生变化，通过计算变化值即可得到输送机的胶带紧边张力。

3.如权利要求1所述的胶带非工作面与滚筒摩擦系数的测试装置，其特征在于，所述的驱动滚筒(1)通过直流电机(13)提供驱动力。

4.一种胶带非工作面与滚筒摩擦系数的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括以下几个步骤：

1)通过调节两个调节托辊(7)和(8)的上下、左右位置调节胶带(2)在滚筒(1)上的围抱角度θ的大小；

2）启动直流电机(1)3驱动滚筒(1)按图示方向运行，直流电机(13)的转速通过直流电机调速系统调节；然后调节起加载作用的绕线式交流电机中加载电流大小，使胶带(2)运行具有一定阻力;

3）调节胶带(2)的运行阻力使胶带(2)在驱动滚筒(1)上打滑;

4)记下打滑前一瞬通过拉力传感器(10)或(4)及二次仪表示出的拉力S1及S2，根据式（1）、式（2）分别计算出胶带紧边张力Symax和松边张力SL：Symax =S1/2sinα        （1）

SL=S2/2sinα               （2）

式中：Symax ——胶带(2)在驱动滚筒(1)上打滑前一瞬间的胶带紧边张力，N;SL——胶带(2)在驱动滚筒(1)上打滑前一瞬间的胶带松边张力，N;S1——通过拉力传感器(10)及二次仪表等求出的力, N；

S2——通过拉力传感器(4)及二次仪表等求出的力, N；

α——胶带(2)绕过托辊时与水平方向的夹角，α=arctg(2d/L)；

L——托辊间距，m；

d——托辊直径, m；

4)求出Symax和SL后，根据由挠性体摩擦传动欧拉公式所推导出的公式（3），计算胶带2非工作面与滚筒1间的摩擦系数µ:μ=（1/θ）•ln(Symax/SL)          （3）

式中：θ－胶带2在驱动滚筒1上的围包角。

说明书全文

胶带非工作面与滚筒摩擦系数的测试装置与测试方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种输送机械的测试装置，具体说涉及一种胶带输送机的胶带和滚筒间摩擦系数的测试装置，它是一种对胶带输送机运行时胶带非工作面与滚筒摩擦系数进行测试的专用装置。

背景技术

[0002] 目前,研究分析胶带输送机, 需要对胶带输送机的技术参数进行测试。通过对不同型号、不同结构的胶带输送机的有关参数进行测试，形成第一手资料，才能反过来用于胶带输送机的优化设计。目前我们设计胶带输送机所采用的技术数据，很多都是借用国外的一些相关技术数据，而我国的实际情况与这些数据之间还是有一定的差异的；所以通过一定的检测方法获取符合实际情况的技术数据，是非常有必要的；对胶带输送机的技术参数进行测试有两种方式可供选择：一种是采用实物加载方式，一种是采用模拟加载方式。采用实物加载方式，虽测试所得数据较接近实际情况，但耗资大，所需设备多；而采用模拟加载方式，不仅可以避免这些缺点，通过已有的实验数据进行比较分析可知，两种加载方式下所得数据相差很小。因此，使用模拟加载方式是可行的，所得数据是有应用价值的。对胶带输送机的技术参数进行测试时，需要对胶带与滚筒间的摩擦系数µ进行测试，以得出各种胶带与各种滚筒间的摩擦系数，从而知道采用某种胶带或滚筒的胶带输送机能够传递多大的功率。所谓的胶带工作面是指直接承载货物（散装的或包装的）的那一面，胶带非工作面是指不承载货物的那一面，而为了增大传递的额定及最大功率一般采用多滚筒驱动，这样的话，由于胶带的绕转，直接承载货物的胶带工作面及不承载货物的胶带非工作面都要参与传递动力，所以不仅要知道胶带工作面与滚筒间的摩擦系数，也有必要知道胶带非工作面与滚筒间的摩擦系数的大小，以便准确的计算出胶带驱动装置能输出传递多大的功率；现有的对胶带输送机的胶带与滚筒间的摩擦系数µ的检测存在一些不全和不足，需要对此加以改进。
[0003] 通过国内专利文献检索发现有一些相关的文献报道，与本发明有关的主要有以下一些：1、专利号为CN201520383066.3，名称为“一种胶带输送机胶带工作面与滚筒间摩擦系数的测试装置”，该实用新型公开了一种胶带输送机胶带工作面与滚筒间摩擦系数的测试装置,包括1个驱动滚筒、2个换向滚筒和3个托辊,胶带绕过一个换向滚筒后再绕过驱动滚筒,然后再绕过另一个换向滚筒,然后再绕过一组由3个托辊所构成的测力装置,该测力装置连接有一拉力传感器,通过拉力传感器的应变测算出胶带松边的张力大小,在连接电动机的驱动滚筒轴上布置一个转矩传感器,通过转矩传感器的应变测算出滚筒上的扭矩大小；根据测出的胶带松边张力及滚筒扭矩这2个数据,并根据推导出的公式算出胶带工作面与滚筒间的摩擦系数。
[0004] 2、专利号为CN201320418197.1， 名称为“胶带检测装置”的实用新型专利，该实用新型公开了一种新型胶带检测装置，该实用新型提供胶带检测装置, 包括固定面板、设在固定面板上的胶带轮、设在胶带轮下部用于胶带限位的销轴、设在固定面板上位于销轴下部的贴胶单元, 所述固定面板位于销轴一侧设有胶带检测器, 本结构能够在胶带用完后自动报警, 便于胶带的及时更换, 提高工作效率, 减少劳动强度。
[0005] 3、专利号为CN201520179404.1，名称为“一种输送机械的胶带与滚筒摩擦系数的测试装置”的实用新型专利，该实用新型公布了一种对输送机械的胶带与滚筒间摩擦系数进行测试的检测装置,其特征在于,该装置包括2个驱动滚筒,胶带呈“S”状绕裹在两个驱动滚筒上,并通过传递动力形成张力；在胶带输送机的胶带松边布置一组由3个托辊交叉夹持输送机胶带所形成的测力夹持装置,该测力夹持装置连接有一拉力传感器,通过拉力传感器的应变测算出胶带输送机胶带的张力大小；同时,在直接连接电动机的滚筒轴上布置有转矩传感器,通过转矩传感器的应变测算出滚筒的扭矩大小。本实用新型的有益效果是,测出这两个参数数据后,再通过推导出的相应公式可得出输送机的胶带与滚筒间的摩擦系数。
[0006] 上述这些专利虽然涉及到了胶带输送机的胶带与滚筒间的摩擦系数的检测，但专利号为CN201520383066.3，名称为“一种胶带输送机胶带工作面与滚筒间摩擦系数的测试装置”的实用新型是针对胶带工作面与滚筒间摩擦系数的测试装置；专利号为CN201320418197.1， 名称为“胶带检测装置”的实用新型专利，是一种在胶带用完后自动报警, 便于胶带的及时更换的装置；专利号为CN201520179404.1，名称为“一种输送机械的胶带与滚筒摩擦系数的测试装置”的实用新型专利，虽也是涉及到胶带非工作面与滚筒间的摩擦系数是的测试，但结构稍显复杂，所用仪器设备较多和较贵重，因此仍有必要对现有胶带输送机的胶带非工作面与滚筒间的摩擦系数的测试装置加以改进和完善。

发明内容

[0007] 本发明的目的在于针对现有胶带输送机的胶带非工作面与滚筒间摩擦系数检测方面存在的一些不足，提供一种新型的胶带输送机的胶带非工作面与滚筒间摩擦系数测试装置，该装置可以有效解决测试胶带输送机上各种胶带的非工作面与滚筒间摩擦系数大小的问题。
[0008] 因此，为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种胶带非工作面与滚筒摩擦系数的测试装置，一个驱动滚筒，输送机胶带围抱绕裹在驱动滚筒上并在驱动电机和加载装置的作用下形成张力；在胶带紧边布置2个调节托辊，以调节胶带在驱动滚筒上的围抱角度的大小；在胶带松边布置一组由三个托辊交叉夹持胶带所形成的测力装置，该测力装置连接有一拉力传感器，通过拉力传感器的应变测算出胶带输送机胶带的松边张力大小; 其特征在于：在胶带紧边布置一组由三个托辊交叉夹持胶带所形成的测力装置，该测力装置连接有一拉力传感器，通过拉力传感器的应变测算出胶带紧边张力大小；根据测出的胶带紧边和松边张力大小这两个数据，通过推导出的公式计算出胶带非工作面与滚筒的摩擦系数。
[0009] 进一步地，所述的在胶带紧边布置一组由三个托辊交叉夹持胶带所形成的测力装置，是将三个托辊中的第一个托辊和第二个托辊位于胶带的下面，是固定的，第三个托辊位于胶带的上面，是浮动的，且第三个托辊位于第一个托辊和第二个托辊的中间位置，在第三个托辊上连接有拉力传感器，输送机胶带产生张力时将对第三个托辊产生正压力，正压力的变化将使得拉力传感器的应变发生变化，通过计算变化值即可得到输送机的胶带紧边张力。
[0010] 进一步地，所述的驱动滚筒是通过直流电机提供驱动力。
[0011] 一种胶带非工作面与滚筒摩擦系数的测试方法，包括以下几个步骤：1)通过调节两个调节托辊的上下、左右位置调节胶带在滚筒上的围抱角度θ的大小；
2）启动直流电机驱动滚筒按图示方向运行，直流电机的转速通过直流电机调速系统调节；然后调节起加载作用的绕线式交流电机中加载电流大小，使胶带运行具有一定阻力;
3）调节胶带的运行阻力使胶带在驱动滚筒上打滑;
4) 记下打滑前一瞬通过拉力传感器及二次仪表示出的拉力S1及S2，根据式（1）、式（2）分别计算出胶带紧边张力Symax和松边张力SL：
Symax =S1/2sinα        （1）
SL=S2/2sinα               （2）
式中：Symax ——胶带在驱动滚筒上打滑前一瞬间的胶带紧边张力，N;
SL——胶带在驱动滚筒上打滑前一瞬间的胶带松边张力，N;
S1——通过紧边拉力传感器及二次仪表等求出的力, N；
S2——通过松边拉力传感器及二次仪表等求出的力, N；
α——胶带绕过托辊时与水平方向的夹角，α=arctg(2d/L)；
L——托辊间距，m；
d——托辊直径, m；
4) 求出Symax和SL后，根据由挠性体摩擦传动欧拉公式所推导出的公式（3），计算胶带2非工作面与滚筒间的摩擦系数µ:
μ=（1/θ）•ln(Symax/SL)          （3）
式中：θ－胶带在驱动滚筒1上的围包角。
[0012] 本发明的有益效果：本发明通过在胶带输送机的胶带松边和紧边各布置一个由三个托辊交叉夹持输送机胶带所形成的测力装置，在胶带驱动装置和负载的作用下使胶带输送机胶带在通过测力装置时形成有张力的状态，并通过设置在测力装置上的拉力传感器应变感应出胶带张力的变化，再通过仪器直接测试出胶带输送机的胶带松边和紧边张力的大小；测出胶带松边和紧边张力这两个参数数据后，再通过相应的公式便可计算出胶带输送机的胶带非工作面与滚筒的摩擦系数µ，测试方式简单可靠。

附图说明

[0013] 图1为本发明一个实施例的结构示意图；图2为图1的俯视视图；
图3为D放大图；
图4为受力分析图。

具体实施方式

[0014] 下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的描述。
[0015] 通过附图可以看出本发明为一种胶带非工作面与滚筒摩擦系数的测试装置，一个驱动滚筒，输送机胶带围抱绕裹在驱动滚筒上并在驱动电机和加载装置的作用下形成张力；在胶带紧边布置2个调节托辊，以调节胶带在驱动滚筒上的围抱角度的大小；在胶带松边布置一组由三个托辊交叉夹持胶带所形成的测力装置，该测力装置连接有一拉力传感器，通过拉力传感器的应变测算出胶带输送机胶带的松边张力大小; 其特征在于：在胶带紧边布置一组由三个托辊交叉夹持胶带所形成的测力装置，该测力装置连接有一拉力传感器，通过拉力传感器的应变测算出胶带紧边张力大小；根据测出的胶带紧边和松边张力大小这2个数据，通过推导出的公式计算出胶带非工作面与滚筒的摩擦系数。
[0016] 进一步地，所述的在胶带紧边布置一组由三个托辊交叉夹持胶带所形成的测力装置，是将三个托辊中的第一个托辊和第二个托辊位于胶带的下面，是固定的，第三个托辊位于胶带的上面，是浮动的，且第三个托辊位于第一个托辊和第二个托辊的中间位置，在第三个托辊上连接有拉力传感器，输送机胶带产生张力时将对第三个托辊产生正压力，正压力的变化将使得拉力传感器的应变发生变化，通过计算变化值即可得到输送机的胶带紧边张力。
[0017] 进一步地，所述的驱动滚筒通过直流电机提供驱动力。
[0018] 一种胶带非工作面与滚筒摩擦系数的测试方法，包括以下几个步骤：1)通过调节两个调节托辊的上下、左右位置调节胶带在滚筒上的围抱角度θ的大小；
2）启动直流电机驱动滚筒按图示方向运行，直流电机的转速通过直流电机调速系统调节；然后调节起加载作用的绕线式交流电机中加载电流大小，使胶带运行具有一定阻力;
3）调节胶带的运行阻力使胶带在驱动滚筒上打滑;
4) 记下打滑前一瞬通过拉力传感器及二次仪表示出的拉力S1及S2，根据式（1）、式（2）分别计算出胶带紧边张力Symax和松边张力SL：
Symax =S1/2sinα        （1）
SL=S2/2sinα               （2）
式中：Symax ——胶带在驱动滚筒上打滑前一瞬间的胶带紧边张力，N;
SL——胶带在驱动滚筒上打滑前一瞬间的胶带松边张力，N;
S1——通过紧边拉力传感器及二次仪表等求出的力, N；
S2——通过松边拉力传感器及二次仪表等求出的力, N；
α——胶带绕过托辊时与水平方向的夹角，α=arctg(2d/L)；
L——托辊间距，m；
d——托辊直径, m；
4) 求出Symax和SL后，根据由挠性体摩擦传动欧拉公式所推导出的公式（3），计算胶带2非工作面与滚筒间的摩擦系数µ:
μ=（1/θ）•ln(Symax/SL)          （3）
式中：θ－胶带在驱动滚筒1上的围包角。
[0019] 具体测试方式如下：胶带2与货物接触的一面设为工作面，另一面则为非工作面；胶带2由右向左绕过驱动滚筒1之前工作面朝上，绕过驱动滚筒1之后，工作面向下，胶带非工作面与驱动滚筒1直接接触，围抱角是θ，所以这时测试到的是胶带2的非工作面与滚筒1的摩擦系数。
[0020] 如附图所示，一种胶带非工作面与滚筒摩擦系数的测试装置，一个驱动滚筒1，输送机胶带2围抱绕裹在驱动滚筒1上并在驱动电机13和加载装置的作用下形成张力S（L Sy ）；在胶带紧边布置2个调节托辊，以调节胶带2在驱动滚筒1上的围抱角度的大小；在胶带松边布置一组由三个托辊交叉夹持胶带2所形成的测力装置，该测力装置连接有一拉力传感器
4，通过拉力传感器4的应变测算出胶带2的松边张力大小; 其特征在于：在胶带紧边布置一组由三个托辊交叉夹持胶带所形成的测力装置，该测力装置连接有一拉力传感器10，通过拉力传感器10的应变测算出胶带2紧边张力大小；根据测出的胶带紧边和松边张力大小这2个数据，通过推导出的公式计算出胶带非工作面与滚筒的摩擦系数。
[0021] 所述的在胶带2紧边布置一组由三个托辊交叉夹持胶带所形成的测力装置，是将三个托辊中的第一个托辊9和第二个托辊12位于胶带2的下面，是固定的，第三个托辊11位于胶带2的上面，是浮动的，且第三个托辊11位于第一个托辊9和第二个托辊12的中间位置，在第三个托辊11上连接有拉力传感器10，输送机胶带2产生张力时将对第三个托辊11产生正压力，正压力的变化将使得拉力传感器10的应变发生变化，通过计算变化值即可得到输送机的胶带紧边张力。
[0022] 所述的驱动滚筒1通过直流电机13提供驱动力。
[0023] 一种胶带非工作面与滚筒摩擦系数的测试方法，包括以下几个步骤：1)通过调节两个调节托辊7和8的上下、左右位置调节胶带2在滚筒1上的围抱角度θ的大小；
2）启动直流电机13驱动滚筒1按图示方向运行，直流电机13的转速通过直流电机调速系统调节；然后调节起加载作用的绕线式交流电机（图中未示出，在模拟加载情况下，加载交流电机旋转磁场方向与驱动直流电机13的旋转磁场方向相反，目的是使胶带运行时产生运行阻力，在实物加载情况下，则无需加载交流电机）中加载电流大小，使胶带2运行具有一定阻力;
3）调节胶带2的运行阻力使胶带2在驱动滚筒1上打滑;
4) 记下打滑前一瞬通过拉力传感器10或4及二次仪表示出的拉力S1及S2，根据式（1）、式（2）分别计算出胶带紧边张力Symax和松边张力SL：
[说明：由于托辊轴和其轴承间的摩擦阻力与胶带2运行时的张力相比很小，因此，托辊轴和其轴承间的摩擦阻力在受力分析时可以忽略，这样，取任一组3根托辊间的胶带2作为隔离体进行受力分析，则胶带2受3个力的作用：中间托辊4或7对胶带的压力S1或S（2 用拉力传感器6或者9等可以测试出来）、紧边张力Symax及胶带松边张力S（L 忽略托辊轴和其轴承间的摩擦阻力后可视为相等）；由附图4，对Y轴列平衡方程式，可得到式（1）和式（2）]Symax =S1/2sinα        （1）
SL=S2/2sinα               （2）
式中：Symax ——胶带2在驱动滚筒1上打滑前一瞬间的胶带紧边张力，N;
SL——胶带2在驱动滚筒1上打滑前一瞬间的胶带松边张力，N;
S1——通过拉力传感器10及二次仪表等求出的力, N；
S2——通过拉力传感器4及二次仪表等求出的力, N；
α——胶带2绕过托辊时与水平方向的夹角，α=arctg(2d/L)；
L——托辊间距，m；
d——托辊直径, m；
4) 求出Symax和SL后，根据由挠性体摩擦传动欧拉公式所推导出的公式（3），计算胶带2非工作面与滚筒1间的摩擦系数µ:
μ=（1/θ）•ln(Symax/SL)          （3）
式中：θ－胶带2在驱动滚筒1上的围包角。
[0024] 本发明的有益效果：本发明通过在胶带输送机的胶带松边和紧边各布置一个由三个托辊交叉夹持输送机胶带所形成的测力装置，在胶带驱动装置和负载的作用下使胶带输送机胶带在通过测力装置时形成有张力的状态，并通过设置在测力装置上的拉力传感器应变感应出胶带张力的变化，再通过仪器直接测试出胶带输送机的胶带松边和紧边张力的大小；测出胶带松边和紧边张力这两个参数数据后，再通过相应的公式便可计算出胶带输送机的胶带非工作面与滚筒的摩擦系数µ，测试方式简单可靠。
[0025] 很显然，上述实施例只是为了说明本发明所列举的实例，任何本领域内普通的技术人员的简单更改和替换都是本发明的保护之内。
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