輸送帶的物理特性分析

帶式輸送機(jī)所用輸送帶是由帶芯和覆蓋層兩大部分組成。不同種類的帶式輸送機(jī)的特點(diǎn)不同，本質(zhì)區(qū)別在于輸送帶不同，目前，主要有兩種輸送帶可供選擇：分別是整芯輸送帶和鋼絲繩芯輸送帶，其覆蓋層的主要成分是各種橡膠和塑料，其特性為粘彈性，力學(xué)性能比較豐富，對輸送帶特性有明顯的影響。帶式輸送機(jī)出現(xiàn)的初期，由于運(yùn)送長度都不大，輸送帶在理論研究中是被作為彈性體甚至是剛體進(jìn)行處理，研究的結(jié)果基本上可以指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。當(dāng)運(yùn)送距離越來越長時(shí)，這種假設(shè)與實(shí)際情況的差距也越來越大，有時(shí)甚至完全行不通，這時(shí)必須考慮覆蓋層材料的影響，這使得一種更接近于輸送帶本質(zhì)特性的粘彈性被引入了輸送帶的數(shù)學(xué)模型。接下來我們來分析輸送帶的物理特性，而輸送帶的靜動(dòng)特性實(shí)際上就是該設(shè)備自身的物理特性。

1.輸送帶的靜特性

靜特性是指輸送帶在無限緩慢的外力作用下經(jīng)無限長時(shí)間后所表現(xiàn)出的靜應(yīng)力與靜應(yīng)變之間的關(guān)系。

2.輸送帶的動(dòng)特性

輸送帶是由橡膠覆蓋層與鋼絲繩芯或織物芯組成的，它在受到外力作用時(shí)，所表現(xiàn)出的力學(xué)特性不僅僅是上面所分析的那一種靜力學(xué)特性，而且還具有很復(fù)雜的動(dòng)力特性，即應(yīng)變不但與應(yīng)力大小及加載歷史有關(guān)，還與時(shí)間、頻率、溫度及材料特性有關(guān)，具體表現(xiàn)在：

(1) 應(yīng)力應(yīng)變的非線性關(guān)系

輸送帶即使在承受緩慢的拉力作用時(shí)，拉力和變形也不完全服從虎克定律，而是呈現(xiàn)比較明顯的非線性特性，其動(dòng)態(tài)彈性模量也不是一個(gè)固定值，而是應(yīng)力σ的函數(shù)，即 Ed=f(σ)。

(2) 滯后特性

當(dāng)給輸送帶施加作用力和減少作用力時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線是不一致的，即所謂的滯后特性。需要說明的是新輸送帶滯后特性比舊輸送帶要嚴(yán)重，而且還不夠穩(wěn)定。不過經(jīng)反復(fù)施加載荷和卸去載荷后這種滯后現(xiàn)象就會(huì)穩(wěn)定下來。

(3) 蠕變特性

所謂蠕變特性就是指輸送帶在所受作用力大小不變時(shí)，其伸長與時(shí)間有關(guān)的特性，當(dāng)所研究的輸送帶較短時(shí)，這種特性對啟制動(dòng)過程的影響可以忽略不計(jì)。

(4) 松弛特性

松弛特性指輸送帶拉伸到一定長度后，將其兩端固定，輸送帶應(yīng)力隨時(shí)間變化的關(guān)系是按照指數(shù)規(guī)律衰減的，并且在一定時(shí)間后穩(wěn)定下來。

(5) 動(dòng)態(tài)彈性模量

輸送帶在拉力作用下的變形與拉力大小及其變化頻率有關(guān)。