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上海祁立:羅茨風機皮帶傳動的張緊方式

一、系統組成及受力情況

          羅茨鼓風機的皮帶傳動系統,主要由主動輪O,負載帶輪O1、自張緊杠桿O1A、張緊彈簧K和皮帶所組成。取系統的負載及張緊裝置部分為研究對象,受到的力有緊邊的拉力F1、松邊拉力F2、負載系統重力W以及彈簧的預緊力F,若設傳動系統中皮帶的初拉力為F0,并僅是地認為工作中皮帶的總長度不變,一般的,在某一平衡狀態下必有:皮帶和帶輪之間的總摩擦力Ff和兩邊的拉力對負載軸心O1力矩的代數和為0,即 在皮帶傳動中,有效圓周力Fe并不是作用于某一固定點的集中力,而是帶和帶輪接觸面上各點摩擦力的總和。亦即整個接觸面上的總摩擦力Ff即等于帶所傳遞的有效圓周力因而有:而帶傳動所能傳遞的功率為P為: Fe――有效圓周力(N); V――帶的速度(m/s)。帶的兩邊的拉力F1和F2的大小,取決于初拉力F0和帶傳動的有效圓周力Fe,而由式(7)可知,在帶傳動的能力范圍內,Fe的大小又和傳動的功率及帶的速度有關。當傳動的功率增大時,帶的兩邊拉力的差值 也要相應地增大。帶的兩邊拉力的這種變化,實際上反映了帶和帶輪接觸面上摩擦力的變化。顯然,當其他條件不變且初拉力F0一定時,這個摩擦力有一個極限值,這個極限值就限制著帶傳動的傳動能力。

          二、原理分析

          當負載軸O1的負載一定時,由于彈簧預緊力F,負載軸重力W和皮帶雙邊拉力的作用,系統相對O2處于平衡狀態,受力情況如圖4所示。此時對O2點取矩并選取逆時針為正,則有:

          設皮帶傳動系統的緊邊拉力由F1增至F1+△F1,則原來相對于O2點的平衡被破壞,系統必然使得O1點繞O2點逆時針旋轉以達到新的平衡,此時m、l、n相對于原來的平衡已經發生了變化,并且F與F2也都相應發生了變化,加長了主動帶輪與從動帶輪之間的中心距。這樣也就增加了皮帶傳動系統的預緊力,實現了傳遞更大圓周力的可能性。反之亦然,同樣可以達到減小預緊力的效果。

          三、應用效果

          羅茨鼓風機皮帶輪傳統調節皮帶張緊方式為導軌調節張緊,其優點為調節維護簡單。但缺點也非常明顯:皮帶張緊程度調節過程中不是過緊就是過松,皮帶的壽命低,使用壽命僅為5000小時左右,且進行維護時必須停機維護,這對于大型機組來講是難以接受的。

          實踐表明,運用彈簧自張緊系統的皮帶的使用壽命大于12000小時,大大延長了皮帶的使用壽命,且節省了維護時間與成本,提高了系統運行的可靠性,經濟效益成倍成長。


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