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皮帶輪傳動(dòng)系統(tǒng)是羅茨風(fēng)機(jī)的重要部件，它處于電動(dòng)機(jī)與羅茨風(fēng)機(jī)與減速箱之間起著傳遞動(dòng)量的重要作用。皮帶輪傳動(dòng)系統(tǒng)是否能夠保持可靠運(yùn)行，將直接影響羅茨鼓風(fēng)機(jī)的工作效率。 由于動(dòng)力傳遞效率將隨著工作時(shí)間的延長而不斷降低，因此，提高皮帶輪傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率是降本增效的有效措施。皮帶傳動(dòng)中主要是靠皮帶與帶輪之間的摩擦力來傳遞動(dòng)力的，而摩擦力的產(chǎn)生是通過皮帶的張緊來實(shí)現(xiàn)的，皮帶初拉力的大小，直接影響到所能傳遞動(dòng)力的大小以及皮帶的使用壽命。因此，我們提出了一種新的設(shè)計(jì)方法，在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，獨(dú)立開發(fā)了皮帶自張緊系統(tǒng)，采用可調(diào)節(jié)壓力的彈簧來調(diào)節(jié)皮帶張緊度，經(jīng)過一年多的使用，皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，從而可使皮帶的壽命大大增加。
一、系統(tǒng)組成及受力情況
羅茨鼓風(fēng)機(jī)的皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)，主要由主動(dòng)輪O，負(fù)載帶輪O1、自張緊杠桿O1A、張緊彈簧K和皮帶所組成。取系統(tǒng)的負(fù)載及張緊裝置部分為研究對(duì)象，受到的力有緊邊的拉力F1、松邊拉力F2、負(fù)載系統(tǒng)重力W以及彈簧的預(yù)緊力F，若設(shè)傳動(dòng)系統(tǒng)中皮帶的初拉力為F0，并僅是地認(rèn)為工作中皮帶的總長度不變，一般的，在某一平衡狀態(tài)下必有：皮帶和帶輪之間的總摩擦力Ff和兩邊的拉力對(duì)負(fù)載軸心O1力矩的代數(shù)和為0，即 在皮帶傳動(dòng)中，有效圓周力Fe并不是作用于某一固定點(diǎn)的集中力，而是帶和帶輪接觸面上各點(diǎn)摩擦力的總和。亦即整個(gè)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(dòng)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(dòng)的有效圓周力Fe，而由式（7）可知，在帶傳動(dòng)的能力范圍內(nèi)，F(xiàn)e的大小又和傳動(dòng)的功率及帶的速度有關(guān)。當(dāng)傳動(dòng)的功率增大時(shí)，帶的兩邊拉力的差值 也要相應(yīng)地增大。帶的兩邊拉力的這種變化，實(shí)際上反映了帶和帶輪接觸面上摩擦力的變化。顯然，當(dāng)其他條件不變且初拉力F0一定時(shí)，這個(gè)摩擦力有一個(gè)極限值，這個(gè)極限值就限制著帶傳動(dòng)的傳動(dòng)能力。
二、原理分析
當(dāng)負(fù)載軸O1的負(fù)載一定時(shí)，由于彈簧預(yù)緊力F，負(fù)載軸重力W和皮帶雙邊拉力的作用，系統(tǒng)相對(duì)O2處于平衡狀態(tài)，受力情況如圖4所示。此時(shí)對(duì)O2點(diǎn)取矩并選取逆時(shí)針為正，則有：
設(shè)皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)的緊邊拉力由F1增至F1+△F1，則原來相對(duì)于O2點(diǎn)的平衡被破壞，系統(tǒng)必然使得O1點(diǎn)繞O2點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)以達(dá)到新的平衡，此時(shí)m、l、n相對(duì)于原來的平衡已經(jīng)發(fā)生了變化，并且F與F2也都相應(yīng)發(fā)生了變化，加長了主動(dòng)帶輪與從動(dòng)帶輪之間的中心距。這樣也就增加了皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)的預(yù)緊力，實(shí)現(xiàn)了傳遞更大圓周力的可能性。反之亦然，同樣可以達(dá)到減小預(yù)緊力的效果。
三、應(yīng)用效果
羅茨鼓風(fēng)機(jī)皮帶輪傳統(tǒng)調(diào)節(jié)皮帶張緊方式為導(dǎo)軌調(diào)節(jié)張緊，其優(yōu)點(diǎn)為調(diào)節(jié)維護(hù)簡單。但缺點(diǎn)也非常明顯：皮帶張緊程度調(diào)節(jié)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(shí)左右，且進(jìn)行維護(hù)時(shí)必須停機(jī)維護(hù)，這對(duì)于大型機(jī)組來講是難以接受的。
實(shí)踐表明，運(yùn)用彈簧自張緊系統(tǒng)的皮帶的使用壽命大于12000小時(shí)，大大延長了皮帶的使用壽命，且節(jié)省了維護(hù)時(shí)間與成本，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，經(jīng)濟(jì)效益成倍成長。
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