帶式(shi)輸(shu)(shu)送機(ji)(ji)是(shi)煤(mei)礦生產中的(de)一種(zhong)主要(yao)的(de)運(yun)輸(shu)(shu)設備，傳(chuan)動滾(gun)筒是(shi)其(qi)關(guan)鍵部件。帶式(shi)輸(shu)(shu)送機(ji)(ji)是(shi)利用摩擦原理來(lai)實現機(ji)(ji)械傳(chuan)動的(de)，摩擦力(li)是(shi)其(qi)驅(qu)動力(li)。為了帶式(shi)輸(shu)(shu)送機(ji)(ji)的(de)運(yun)行，提(ti)高其(qi)運(yun)輸(shu)(shu)效率，就要(yao)增大傳(chuan)動滾(gun)筒的(de)驅(qu)動力(li)。
本文以提高帶式輸送機的(de)運輸能力(li)為(wei)目(mu)標，目(mu)的(de)在(zai)于通過對(dui)傳動(dong)滾筒包覆(fu)層表面結構的(de)，達(da)到增(zeng)大摩擦驅動(dong)力(li)，實現增(zeng)摩的(de)作用。
本文分析了(le)(le)帶式輸送機摩(mo)(mo)擦(ca)傳(chuan)動(dong)的(de)(de)工作原理，了(le)(le)提高傳(chuan)動(dong)裝置驅動(dong)力的(de)(de)途徑，了(le)(le)各(ge)種途徑的(de)(de)現場實(shi)用(yong)性和經(jing)濟(ji)性，確定利用(yong)仿生摩(mo)(mo)擦(ca)學原理，采用(yong)增大(da)摩(mo)(mo)擦(ca)系數(shu)的(de)(de)方(fang)法設計仿生傳(chuan)動(dong)滾筒。在考慮離心力和膠帶重力的(de)(de)基(ji)礎上(shang)，建立了(le)(le)滾筒的(de)(de)受力方(fang)程，分析了(le)(le)打(da)滑(hua)的(de)(de)原因，對條件進行(xing)了(le)(le)理論修(xiu)正，了(le)(le)可行(xing)的(de)(de)防止打(da)滑(hua)的(de)(de)技術(shu)措施。
以(yi)仿(fang)生(sheng)非(fei)(fei)光(guang)(guang)滑理(li)(li)論為(wei)依據，從增大摩擦(ca)(ca)牽引力(li)(li)的(de)角度出發(fa)，利用仿(fang)生(sheng)摩擦(ca)(ca)學理(li)(li)論，設(she)計了(le)兩種仿(fang)生(sheng)非(fei)(fei)光(guang)(guang)滑傳動(dong)(dong)滾(gun)(gun)(gun)筒(tong)包(bao)(bao)覆(fu)層表面(mian)結構(gou)(gou)(gou)，即凸包(bao)(bao)形和凹坑形。對設(she)計的(de)仿(fang)生(sheng)非(fei)(fei)光(guang)(guang)滑傳動(dong)(dong)滾(gun)(gun)(gun)筒(tong)包(bao)(bao)覆(fu)層表面(mian)結構(gou)(gou)(gou)進(jin)(jin)行(xing)(xing)了(le)數(shu)(shu)學建模(mo)(mo)(mo)，并對該(gai)模(mo)(mo)(mo)型進(jin)(jin)行(xing)(xing)了(le)計算機(ji)模(mo)(mo)(mo)擬(ni)。對古典(dian)摩擦(ca)(ca)定律進(jin)(jin)行(xing)(xing)了(le)修正，針對帶式輸送機(ji)運轉時膠(jiao)帶與(yu)傳動(dong)(dong)滾(gun)(gun)(gun)筒(tong)的(de)接觸特點，分(fen)析了(le)仿(fang)生(sheng)傳動(dong)(dong)滾(gun)(gun)(gun)筒(tong)與(yu)膠(jiao)帶之間(jian)摩擦(ca)(ca)系(xi)數(shu)(shu)的(de)影響因素，在(zai)此基(ji)礎上建立(li)了(le)摩擦(ca)(ca)系(xi)數(shu)(shu)的(de)函數(shu)(shu)表達式。根(gen)據凸包(bao)(bao)形仿(fang)生(sheng)非(fei)(fei)光(guang)(guang)滑傳動(dong)(dong)滾(gun)(gun)(gun)筒(tong)的(de)受(shou)力(li)(li)特點和包(bao)(bao)覆(fu)層材料的(de)特性，分(fen)析了(le)它(ta)的(de)增摩機(ji)理(li)(li)。采用真空吸附原理(li)(li)，對單個凹坑進(jin)(jin)行(xing)(xing)了(le)受(shou)力(li)(li)分(fen)析，建立(li)了(le)凹坑形仿(fang)生(sheng)非(fei)(fei)光(guang)(guang)滑傳動(dong)(dong)滾(gun)(gun)(gun)筒(tong)包(bao)(bao)覆(fu)層凹坑吸盤結構(gou)(gou)(gou)在(zai)工作條件下的(de)力(li)(li)學模(mo)(mo)(mo)型，了(le)它(ta)的(de)增摩機(ji)理(li)(li)，凹坑形仿(fang)生(sheng)非(fei)(fei)光(guang)(guang)滑傳動(dong)(dong)滾(gun)(gun)(gun)筒(tong)的(de)摩擦(ca)(ca)系(xi)數(shu)(shu)表達式。
針對選(xuan)用(yong)的(de)(de)包(bao)覆層的(de)(de)材料(橡膠)，分(fen)析了(le)基于不同理論的(de)(de)橡膠本構(gou)模型(xing)(xing)的(de)(de)優缺點和(he)適用(yong)場合(he)。確定了(le)兩(liang)種仿生(sheng)非(fei)光(guang)滑傳(chuan)動(dong)(dong)滾(gun)筒(tong)的(de)(de)橡膠包(bao)覆層的(de)(de)本構(gou)模型(xing)(xing)均(jun)選(xuan)用(yong)Mooney-Rivlin模型(xing)(xing)。運用(yong)有(you)(you)限元分(fen)析方法，對具有(you)(you)幾何非(fei)線性(大(da)變(bian)形(xing)(xing))和(he)材料非(fei)線性的(de)(de)仿生(sheng)非(fei)光(guang)滑傳(chuan)動(dong)(dong)滾(gun)筒(tong)(凸包(bao)形(xing)(xing)和(he)凹坑形(xing)(xing)兩(liang)種)的(de)(de)受力和(he)變(bian)形(xing)(xing)狀態(tai)進行(xing)(xing)了(le)，并(bing)與普通傳(chuan)動(dong)(dong)滾(gun)筒(tong)進行(xing)(xing)了(le)比較(jiao)。
運用現場試驗了仿生非光滑傳動滾筒包覆層表面單元體分布密度、高度、直徑對摩擦系數的影響，試驗采用正交多項式回歸設計，通過試驗了包覆層表面非光滑幾何參數與摩擦系數之間的回歸方程，對回歸方程進行優化分析了優值。試驗驗證和仿真結果均表明：這兩種仿生非光滑傳動滾筒能增大驅動力，提高帶式輸送機的運輸能力。普通傳動滾筒與膠帶之間的摩擦系數一般為0.25，而這兩種仿生傳動滾筒與膠帶之間的摩擦系數都在0：32以上。但是凹坑形仿生非光滑傳動滾筒隨著實驗時間的增長，其增摩效果受到 的影響，效果不如凸包形仿生非光滑傳動滾筒。
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