专利名称:长距离可弯曲群拖胶带运输机的制作方法
本发明属胶带运输机械。
胶带运输机是各工业部门广泛应用的运输机械。
现有的胶带运输机有普通型胶带运输机(TD75型)，高强胶带运输机(DZ型)，钢绳牵引胶带运输机(GD型)三种类型;均是用传动滚筒与胶带或牵引钢绳间的摩擦力牵引货载;有诸多实质性的问题无法解决。如1、单机牵引长度是有限的。
根据摩擦原理(欧拉公式)F＝Sy·eμ·α……(1)式中F-运输机牵引力Sy-运输胶带的初张力μ-摩擦系数，随胶带与传动滚筒接触表面的材质和状态有关。目前它的最大应用值为0.35。
α-胶带对传动滚筒的围包角。传动滚筒最多三个，总围包角不超过10.13弧度。
e-常数将上述最大值代入(1)式。得F＝35Sy……(2)
这便是上述胶带运输机目前技术状态下的极限牵引力。
运行中的各种胶带运输机都希望用最小的Sy值，指望用大的Sy值增加牵引力是不可能的;因为(1)增大Sy的值，传动装置的结构尺寸也要按比例增大。
(2)胶带(或牵引钢绳)的强度是一定的，增加Sy值就要减少货载的运输量，是不经济的。
因而，单机的牵引长度是有限的，目前，尚未见有超过30公里的报导。
2、只能在特定的直线条件下运行。
现有的胶带运输机，均不能弯曲运行，而现实条件下，直线条件是很少的，越是距离长，能形成直线运行的地形。地物也越减少，往往形成有较长的运输距离，却没有直线运行的条件;这是胶带运输机使用不广泛的原因之一。
3、仅限于运输松散货载，如矿石、煤炭、粮食、盐……做短距离运输，不适宜运输大件货载。集装箱等做成百、成千公里的长距离运输。
4、不适宜做交通运输工具，如运输旅客等。
虽然某些矿山用钢绳牵引运输机在井下运输工人升、入井，但尚不宜做长距离地(几百公里，乃至几千几万公里)大客流地，商业性地运输旅客。
二本发明的任务是设计一种能克服上述弊端的新型运输机，这便是长距离，可弯曲，群拖胶带运输机，(以下简称群拖运输机)它排出了传统的摩擦牵引的范筹。其突出、实质的特点是1.用电动啮合构件与胶带上的啮合构件相啮合，将电动啮合构件的动力传递给胶带达到运输货载的目的。(所谓啮合构件的啮合，是指一对能使旋转运动变为直线运动的运动付，例如链轮与链条传动，钢绳与夹绳钳，齿轮与齿条传动……本发明认为后者为最佳传动方式。故选用齿轮与齿条做为本发明的啮合构件)。
2.使用低强度胶带做牵引及承载构件。
3.单台运输机牵引长度可以是无限长。
4.可以用立环型及平环两种运行方式运行。
5.与各种可比的运输方式相比，群拖运输机有一系列不可比拟的优点。
图1(一)(二)是群拖运输机的原理图(图内机架及托滚未划出)。
图2是图1(一)(二)的E部放大图。
图中1是电动齿轮，是用现在广泛应用的电动滚筒改装，即在电动滚筒的外园周上增加一圈渐开线齿形，成一完整的外齿轮〔3〕，外齿轮〔3〕与胶带2上的齿条〔4〕相啮合。(见E部放大图)电动齿轮固定在机架上做等速旋转运动时，齿条做匀速直线运动，从而代动货载。
若每隔L距离均等地安装一相同功率的电动齿轮，则整条运输机共有n个电动齿轮。这n个电动齿轮由同一按钮控制，同时起动(或停止)便可以起动(或停止)整条运输机、达到长距离乃至无限长的运输目的。此时，每一电动齿轮只牵引从这一电动齿轮到下一电动齿轮的长度。这一段运输载荷是整条运输机总载荷的
，故可用低强度胶带牵引。电动齿轮的功率和运输胶带的牵引强度均是根据这一段运输距离的载荷计算安排。这n个电动齿轮，可能是10位数，百位数，乃至千位数(这与长度L，整条运输机长度，及载荷大小有关)总之是一大群，故称群拖。
可弯曲齿条运输胶带(以下简称可弯曲胶带)〔2〕它的结构及设计指导思想均与现有运输胶带有质的不同。现有运输胶带是按下列情况设计的(1)胶带强度是均质的，即每厘米宽度上的抗拉强度是相等的，(2)整条运输机的强度是所有宽度上抗拉强的总和。(3)胶带的每一部位即是承拉构件也是承载构件(钢绳牵引胶带运输机除外)。
群拖运输机是分段牵引的，每一段的牵引载荷很小，没必要追求胶带的高强度。这使我们有机会根据现有胶带的运行经验的总结，对运输胶带的结构做仔细的研究图3是可弯曲胶带的结构图，它的强度不是均质的，分主牵引部位及承载部位。
主牵引部位在胶带宽度的中间位置，它的内部有均等排列的4～10根予应力钢绳〔5〕，予应力钢绳是在制作胶带时，先将钢绳用 1/2 ～ 2/3 电动齿轮的牵引载荷拉伸，在张力下敷设橡胶层，制取胶带。予应力能保证在牵引载荷作用下胶带的伸长变形最小，这一点是很重要的。因胶带上有齿条，胶带的伸长将使齿距增长，影响啮合的精确性。
胶带牵引面上齿条〔4〕的模数，压力角，均与电动齿轮的模数，压力角相同。并与之相啮合，从图3的断面可知胶带内有(1)高强纤维编织布〔6〕，它是沿纵向长度全部复盖，但在一定长度上便从两侧各开一条剪缝，剪缝内充填高强度高弹性的橡胶，称做弹性伸缩缝〔7〕，弹性伸缩缝的根部，只延伸到予应力钢绳〔5〕处为止。且左右侧的弹性缝是相互交错的(图3)。
(2)尼龙绳〔8〕是沿纵向长度敷设，每逢弹性伸缩处，便打一限伸弯〔9〕，弯曲的展开长度为e。限伸弯不防碍弹性伸缩缝的伸长，但弹性缝只能伸长到限伸弯拉直状态其伸长量为e，e的值按胶带外侧伸长量等因数计算求得。限伸弯可防止胶带由弹性缝处扯裂。尼龙绳的密度视尼龙绳的强度及胶带的载荷情况依计算的数据确定。
(3)在齿条〔4〕内有加固钢丝〔10〕，它的上端与予应力钢绳绞接，固定钢丝可以使齿条与钢绳联为一体，增加齿条的刚性。更好地传递牵引力。
三群拖运输机的运行方式分立环型及平环型两种，由于运行的方式不同，共结构也略有不同。
(一)立环型运输方式现有的胶带运输机均属立环型运输方式，它的运行特点是重载胶带在上面，空载胶带在下面，在同一付机架上运行只能做单向运输，重载胶带断面成槽型，适合运输松散货载。
图1(一)是立环型群拖运输机原理图。
图4是立环型群拖运输机结构示意图。
图中〔14〕是改向滚筒，只起引导可弯曲胶带改变运行方向，不起牵引作用。它的滚筒外壳凹陷成与齿形胶带的凸起部分相一致的形状因此胶带在其上改变方向时成平型。下托滚〔15〕与普通胶带运输机的相同，上托滚〔16〕是两个倾斜放置的短托滚，结构与普通托滚相同。
运输机弯曲运行时，外侧托滚抬高，(抬高量按弯曲运行速度，弯曲半径等因素计算求得)，胶带外侧的弹性缩伸长，内侧微微折曲，机架上每隔一定距离装一压轮装置〔11〕，胶带前移，压轮〔12〕自身随胶带转动，并有弹簧〔13〕，使压轮紧紧贴在胶带上，压轮装置〔11〕仅设在弯曲段外侧的机架上，压轮装置占据了运输胶带的有效宽度，故需在计算出的胶带宽度上再加宽100mm。〔1′〕是空载胶带电动齿轮。当运输机的运行距离较长，机尾部最后一个电动齿轮的负荷能力不能承担整个长度的空载胶带运行阻力时，要在空载胶带的适当位置安装电动齿轮〔1′〕，其数量、距离，由空载胶带的长度和电动齿轮的功率等因素计算决定。
需要说明的是可弯曲胶带不仅能在群拖运输机上应用，也可用在普通胶带运输机及钢绳芯高强胶带运输机上，它与群拖运输胶带的区别是牵引面上没有啮合构件，用摩擦牵引运输货载。用在普通胶带运输机上时，牵引部位的所有钢绳强度总和应等于普通胶带运输机整条胶带的强度。用于钢绳芯胶带运输机上牵引部位强度应等于整条钢绳芯胶带的强度，由于胶带上有弹性伸缩缝，故所述的运输机可以弯曲进行。但无论那种运输机应用可弯曲胶带时，在弯曲段外侧的机架上，每隔一定距离都要设压轮装置〔11〕，这是至关重要的。
立环型运输方式被人们所熟知，在现阶段应用很广，特别是群拖运输机向世以后，单机运行长度及弯曲运行都获解决，将产生积极的显著的效果，用途更加广泛，凡是货载运输量大，运距长，常年性的运输任务，都可以用立环型运输方式的群拖运输机来担当。例如1.矿山井下的采区运输及主体运输。
2.矿山出矿点至装车点的长距离运输。
3.矿山出矿点至用户的长距离运输。
4.代替架空索道，窄轨铁路运输。
5.巷口，码头卸载点至仓库(或仓库至装载点)的长距离运输。
实际的应用，将远不止这些，它将渗透到每一个工业领域。
(二)平环型运输方式的群拖运输机这种运行方式尚未被人们应用，只有能实现胶带弯曲运行的前提下，才能实现平环型的运输方式。它的运行特点是双向运输货载，一往一复，均是重载。两胶带能在空间任意位置上运行，可以在两付机架上运行也可同在一付机架上运行，有极大的灵活性和机动性。图1(二)及图4是平环型运输方式的原理图及结构用途示意图。按平环型运输方式运行时，胶带断面可以成槽型或平型两种，视货载的需要而定，但平环型运输方式最适宜运输集装箱和旅客，因而它以平型断面为主，图中〔16〕为托滚，水平放置，在牵引齿条的两侧，各装一个，其结构与普通托滚相同。〔11〕为压轮装置，设置在弯曲运行段的外侧，其作用与立环型运输时相同。
假如将胶带的宽度制成B＝3000毫米，(与火车皮宽度相同)。胶带的运行速度V＝10～15米/秒(时速为36～54公里/小时)便与火车同容积同速度，与铁路运输有等同的效果，因而可以代替铁路运输。但因它是连续运输，它的小时运输量是火车的5～6倍。这是铁路运输无法超越的。
现在铁路运输任务是饱和的，人们为堆积如山般的粮食、煤炭、木材的外运为难;为申请车皮的困难叶苦;为出差，探亲，旅游……买不到车票发愁。无论是客、货运输都十分紧张，这证明铁路运输已不能满足日益增长的，社会生产的需求，必须发明设计新的，高效率的运输工具。平环型运输方式的群拖运输机应运而生，它是解决运输紧张的王牌办法。
图5是平环型运输方式的群拖运输机示意图。可以运输货物和人员。
运送货载时，运输胶带可装上和铁路货车箱一样的箱体〔20〕，箱体按用途不同可以制成各种需要的形状。(如平板的，车箱形的，带棚的……)。
用作运输旅客时，运输胶带可装上客车车箱形的箱形房〔18.〕，箱形房内设备可随需要布置成各种用途，如软硬坐席，卧铺，包箱…因是连续运输，车箱的长度不再受限制，有随意的长度可以利用。因而每隔一定距离可开设一些服务性设施，如餐厅、饭馆、图书室，游艺室，小商店，医务室，电影录像放映室……这些用途各异的箱形房可以设计成各种形状，各种颜色的组合。这样，人们长途旅行，不再是拥挤不堪，疲劳困苦的事;而是舒适，美好，富有诗意的愉快的事。
箱形房的左右顶三面壁上，每隔一定距离有为适应弯曲运行的箱形房伸缩缝〔19〕。
四立环型群拖运输机是单向运输松散货载，运输地点只有一处(或中间段尚几处卸载点)。装卸比较容易，现有的装卸方式即可满足群拖运输机的需要，这里不累述。
平环型群拖运输机是运输集装箱和人员，均是新生事物，它有一系列特点(1)是连续的，无极型的运输方式，一去一往，一台运输机便可解决双向运输问题。
(2)运输的货载要在运输机的沿途随时装卸，旅客也要在各到站随时上下。
(3)运输货物，不能向火车那样，把车皮停在站台上装卸，只能事先把货物装在集装箱内，再把集装箱装上正在运行着的运输机上。
(4)连续运输，给人们带来了高的运输效率，然而也有新的技术问题，需要解决，例如装卸货载上下人员时，不能停机，否则运输效率便会接近于零。
(5)运送人员时，可以根据季节客流的多少安排箱体的长度，做到不超员，不空位，使客箱内的旅客密度始终保持在经济密度，剩余的胶带长度可以改装箱体以用来运输货载，因而平环型的运输方式是客货混合型的。整条运输胶带的宽度及运行速度，是由货载量及客流量来决定。
做平环型运输方式的群拖运输机，不停机上、下人员的站见如图6所示，是由多条胶带机并列起来组成。并同时运行，运行速度由低到高，按一定的算数级数递增排列(指旅客走向群拖运输机)设共有M/M2、M3……Mn条胶带机，每条胶带机的运行速度按算数级数a递增排列，若M/胶带的运行速度为VM/＝V/(秒/秒)，则M2胶带的运行速度VM2＝V/+a，M3胶带的运行速度VM3＝V/+2a……Mn胶带的运行速度VMn＝V/+(n-/)×a。
若令群拖运输机的速度为V机，则需令VMn＝V机即站台最后一条胶带机的运行速度与群拖运输机的运行速度相等。算数级数a的确定是以老年人与小孩均可站稳的速度变化，一般a＝0.6～1.2米/秒为宜。
例如，某群拖运输机的运行速度V机＝15米/秒，活动站台胶带的级数a＝/米/秒。第一条胶带M/的运行速度V/＝/米/秒。此时活动站台要由/5条胶带机组成，第二胶带M2的运行速度为VM2＝V/+a＝2米/秒，M3胶带的速度VM3＝VM2+a＝3米/秒……以此类推，最后一条胶带机的速度Vmn＝V机＝/5米/秒，和群拖运输机相同，这时旅客和群拖运输机同步平行运行，速度差为零，因而旅客在胶带上活动，行步到机箱门等，都十分方便。
如旅客相反方向运行，便可以安全方便地走地下运输机，走出站台，最后速度为零。
不停机装卸集装箱时，由集装箱的结构等因素考虑解决，它不属运输机的范筹，将在另一份书中阐述。
五群拖运输机的发明，解决了大运量，可弯曲运行，运输集装箱和旅客等诸多老大难问题，从而为胶带运输机开避了广阔的使用途径。
立环型运输机除了以阐述的优点外，它尚有现有各型运输机不可比拟的一系列优点。
1.立环型运输方式的群拖运输机的构造简单，没有大的部件，没有传动滚筒，减速机、电动机、防跑偏装置及庞大，复杂的电气起动，控制设备。
2.在同长度，同规格的情况下，与其他各型运输机相比，群拖运输机具有体积最小，重量最轻，造价最低，厂房建筑最小的优点。
3.群拖运输机是逐段牵引的，用电动齿轮与齿条啮合，胶带不跑偏，不扯裂，无事故环节，便于生产管理，不要求技术很高的维修工人或司机看管。
4、因是逐段牵引的，不需要高强度的运输胶带，各段牵引张力相等，无须克服挠性变形的阻力，改向滚筒的阻力，胶带反复拆曲的变形阻力，因而电耗最少。
5、制造简单、容易、一般条件的工厂便可以制造生产。电动齿轮，托滚，机架等都是大批量生产，可以用专用设备，组织生产线，搞自动化生产。
平环型群拖运输机是双向运输，一台运输机相当于两台立环型运输机的功能，但却省去了两条空载胶带的无功阻力，功率较立环型运输机省25%以上。
平环型群拖运输机的用途将是广泛的，可以用于1、城市的交通工具，取代公共汽车，无轨电车等，市民不用再为等车发愁。运输机可以架空运行，不仅可以减少占地面积，使城市的交通更加有条理，尚可增加城市的独有风光。如用在地下，可以代替地铁，比现有地铁载客能力增加5～6倍。
2、如取代铁路，做长距离的运输，它较修筑铁路运输有如下一些优点-是双向运输，一台运输机便可以解决往返运输，即可单独做客运。或货运，也所以是客货混合运输。
-运行时爬坡和下坡能力是火车的20倍。
-人员及货物随来随走，不积压，省去大容量的候车室和货物储存库房。
-小时运输能力是火车的5～6倍。
-基建工程小，吨/公里货载的基建投资比铁路运输小。
-管理比铁路运输简单，易实现自动化和无人管理。
-适合我国国情和我国的地理地貌。最适合不宜修筑铁路的边远地区。
-安装容易，不需要修筑特别的路基，可架空运行，少占用耕地。不污染环境。
六群拖运输机的发明理论是基于现实科学技术的基础上。
电动齿轮是在电动滚筒改装基础上发展而成，是集电动机，减速机，齿轮三者的统一体。可弯曲胶带是一种新型结构的运输胶带，国内外均没有报导和生产的应用，但根据现有的胶带制造水平，是完全可制造的。
群拖转输机是用最简单的原理，解决了复杂的课题。它集中了普通胶带运输机，钢绳芯高强胶带运输机，钢绳牵引胶带运输机诸多优点，而又巧妙地摆脱了它们各自的弱点。曾耗尽世界上几代科学工作者的智慧和才力，终不曾解决的问题，本发明恰当、完善、巧妙地解决了，实现了单机牵引长度不受限制，可弯曲运行，而且在现有立环型运输方式的基础上。进一步发展为平环型的运输方式。使运输机的货载不仅仅是松散物体，可以是集装箱，可以是人员(旅客)，扩大了胶带运输机的使用范围，丰富了人类的现实生活。可以这样的予言将来一定会有一天，用一条条宽宽窄窄的胶带运输机，将全国所有的城乡，集镇串连起来，特别是祖国的大西北。西南边疆，那里山高路遥，不适宜修筑铁路的地区，或现在尚未修筑铁路的地区，要安设群拖运输机。是最适宜的，它会把现代科学，现代文明，现代生活和幸福。代到每一个遥远的角落。
群拖运输机是世界上前所未有的，是最先进的运输机械。
愿世界上第一条群拉运输机尽快在祖国的大地上腾飞。
权利要求
1.一种长距离可弯曲群拖胶带运输机(以下简称群拖胶带运输机)其特征就在于它由n个同时起动，按距离L排列的电动齿轮[1]，以其外园周上的啮合构件[3]与可弯曲齿条运输胶带[2](以下简称胶带)上的啮合构件--齿形齿条[4]啮合传动，牵引胶带运行。
2.按权利要求
1所述的群拖胶带运输机，其特征就在于所述的胶带〔2〕，由下述构造组成(1)胶带〔2〕强度不是均质的，分主牵引部位及承载部位。主牵引部位在胶带宽度的中间部位，其牵引面上有齿形齿条〔4〕，其内部有予应力钢绳〔5〕。承载部位在胶带的两侧，其间有弹性伸缩缝〔7〕，左右侧上的伸缩缝交错排列。(2)胶带〔2〕内部有(一)沿纵向全长敷设的纤维编织布〔6〕，编织布在伸缩缝处有剪缝，剪缝内充填有高弹性，高强度的橡胶。(二)沿纵向全长敷设的尼龙绳〔8〕，每到弹性伸缩缝处，打一限伸弯〔9〕，其展开长度为e，弹性缝只能伸长e的距离。(3)在齿形齿条〔4〕的内部，有加固钢丝〔10〕，它与予应力钢绳〔5〕绞结，使钢绳与齿条固为一体。
3.按权利要求
1所述的群拖胶带运输机，其特征就在于所说的电动齿轮〔1〕是在电动滚筒的外园周上，有构成外齿轮的齿形〔3〕，能与胶带〔2〕上的齿形齿条〔4〕相啮合。
4.按权利要求
1～3所述的群拖胶带运输机，其特征就在于所述的运输机能弯曲运行，此时运输机弯曲段的托辊外侧需抬高，胶带〔2〕外侧的弹性伸缩缝〔7〕伸长，外侧机架上有压轮装置〔11〕，压轮〔12〕压紧在胶带上，并有弹簧〔13〕使压轮紧贴在胶带上。
5.按权利要求
1～4所述的群拖胶带运输机，其特征就在于所述的运输机有立环型及平环型两种运行方式。其货载对象除松散的外，尚可运输大件物品，机械设备，集装箱和人员等。
6.按权利要求
1、5所述的群拖胶带运输机，按平环型运输方式运行时，其特征就在不停机装卸货载和上、下人员。供人员上下运输机的活动站台(图6)是由多条胶带机M1、M2，M3……Mn并列起来组成，并同时运行，每条胶带的速度由低到高按算数级数a递增排列(指人员走向运输机时)，站台最后一条胶带机Mn的运行速度Vmn与群拖胶带运输机的速度V机相等。
7.按权利要求
1、5、6所述的群拖胶带运输机按平环型运输方式运输货载和人员时，其特征就在于运输机胶带〔2〕上有箱体〔20〕和箱形房〔18〕。箱体〔20〕根据用途的不同可制成各种需要的形状，箱形房〔18〕内有满足旅客用的各种设施，并按用途的不同可以设计成各种形状和颜色的组合;箱形房的左右顶三面壁上有箱形房伸缩缝〔19〕。
8.按权利要求
1、2所述的群拖胶带运输机，其特征就在于所说的胶带〔2〕能在普通运输机上应用，此时运输胶带上没有齿形齿条〔4〕改啮合传动牵引变摩擦传动牵引。因胶带上有弹性伸缩缝〔7〕，机架上有压轮装置〔11〕，故所述的运输机可以弯曲运行。
专利摘要
一种长距离，可弯曲，群拖运输机。它由多个同时起动的电动齿轮与胶带上的齿条啮合传动并带动胶带运行。弯曲运行时运输胶带外侧的弹性缝伸长。该运输机的特点为单机牵引长度可以是无限长，能弯曲运行。用平环型方式运行时能做交通运输工具。除松散货载外，尚能运送集装箱和旅客；是铁路运输效率的5～6倍，尚有一系列铁路运输不可比拟的优点。将取代铁路运输。使未来的交通运输发生根本性的变革。
文档编号B65G47/00GK85100325SQ85100325
公开日1986年12月3日 申请日期1985年4月4日
发明者张宗明 申请人:张宗明导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan