带式输送机是利用驱动滚筒和改向滚筒将形成环行的胶带张紧，上槽形托辊和下平行托辊作为支承

胶带的载体，驱动滚筒驱动胶带转动运行进行物料输送。它正常做功消耗功率的部件单元有驱动滚筒、

改向滚筒、清扫器和托辊。前三种部件的数量少，也易于管理，因此能源消耗的比例较小，损耗可以忽

略。托辊的数量很多，即成为主要消耗功率的部件。即带式输送机的主要阻力是由托辊旋转阻力和输送

带前进阻力组成的。国外也有试验研究表明，托辊旋转阻力和输送带压陷阻力占主要阻力的50％～85％

，平均值为70％。

    总上而言，带式输送机节能降耗的主要途径是减少托辊的能源消耗，而托辊消耗能源的多少，与其

旋转阻力的大小有着密切的关系，而其旋转阻力的大小和能够持续的时间又是由其的综合技术性能参数

决定的。

    目前，国内外对于托辊的性能指标参数都有严格的技术规范。无数从事托辊研究和生产的工程技术

人员，对托辊的迷宫式密封结构和生产工艺进行多次设计改造，虽然效果都有了大幅度的提高，但还是

没有得到彻底解决。尤其是一些传统观念认为托辊是一种简单而粗糙的机械部件，人们都可以比猫画虎

的制造。更有一些托辊生产厂家错误的认为托辊使用寿命长会影响自己的业务量，没有考虑到托辊的质

量差会带来严重恶性循环的后果。一大部分带输送机的用户，也没有比较专业的技术和管理人才，无法

辨别托辊的技术质量水平。从长期的生产实践中观察，传统的托辊仍然存在严重缺陷。1、托辊的密封

性能差，轴承容易被污染，形成托辊的“早期失效”，阻力增大直至卡死失效；2、制造精度低，托辊

的灵活度差，尤其是轴承的损坏周期，只有其正常使用寿命的几分之一甚至十分之一，也形成“早期失

效”，也造成阻力增大直至卡死失效；3、托辊旋转部分的重量大（为了延长使用寿命，有的托辊管体

厚度采用6毫米，国外甚至有用10毫米的），转动惯量大；4、托辊的外圆径向圆跳动大，旋转阻力大。

上述因素都会使托辊与胶带之间由理想的滚动摩擦在短期内转变为非正常的滑动摩擦，不但需要大幅度

的增加驱动功率，胶带的强度也需要增加很多，重量的增加较大。因此，在带式输送机的选型设计和计

算中，都必须充分考虑上述因素。尤其是长运距、大运量、高速度的带式输送机，必须选用较大的功率

进行配置，其中有相当大的一部分功率作为储备，以保证在托辊出现“早期失效”时，能够正常的运行

工作。合理的配置功率即为正常的功率消耗，较大储备功率就造成了大量的不正常损耗。

    我们公司将不同旋转阻力的托辊，在MT821—1999标准旋转阻力试验台上先分别做出它们的旋转阻

力数值，再分别将它们的静阻力数据也用实验的方法做出来，将两者进行比较，观察分析托辊的阻力规

律。然后参照GB10595—89和MT821—1999标准中托辊的旋转阻力指标参数，将不同旋转阻力托辊所需要

消耗的功率计算出来，数据结果相差是很大的，也可以说节能降耗的潜力是很大的。该数据供业内人士

参考，并欢迎多提宝贵意见！

    （附）MT821—1999标准托辊旋转阻力指标：托辊在250N压力作用下，在外圆线速度为2.0m/s时，

其旋转阻力应不大于下表规定：

    实验的方法：选择不同旋转阻力的托辊，在MT821—1999标准的旋转阻力试验台上，按照标准（线

速度2米/秒）分别做出1N—5N之间不同旋转阻力的托辊10个，再将这10个托辊两端的轴固定后吊（或者

支）起来（如图），用一根很轻的绳子（尼龙草），两侧各加重力25KG，然后挂在托辊上，保持二力平

衡。之后在重力的一侧逐渐增加砝码，直至托辊开始转动为止，称量10次实验砝码的不同重量（我们称

该方法为静阻力，以下相同）。实验的数据对照如下表：

    我们做实验的托辊规格为Φ89mm，长度305mm，在MT821—1999旋转阻力试验台上和静阻力试验得到

的数据如下表：

    根据上表可知，托辊在旋转阻力试验台上测试的旋转阻力数值与静动力试验的数据是吻合的。我们

即以此为依据计算不同旋转阻力托辊所需要能源消耗的数据。

例：电厂输煤系统，输送带为平行带，粒度小于300MM，松散密度900Kg/m3，安息角50度，机长1000M，

    上托辊间距1.2m，下托辊间距3m，上托辊槽角30度，下托辊槽角0，上托辊直径89mm，下托辊直径

89mm，导料槽长4.5M。高度差为0。

    根据DTⅡ型固定式带式输送机《设计选用手册》：

1、由带宽，带速计算输送能力 Iv =Sνk=0.153(m3/s) 或 Im=Sνkρ=0.0763×2×900×1=137.34(kg

/s) 小时输送量 Q=3.6Svkρ=3.6×137.34=494.424(t/h) 式中 S-输送带上物料的最大横截面积，㎡；

参看表31。 ν-带速，m/s； k-倾斜系数，按表32查取。 ρ-物料松散密度，kg/m3。

     2、圆周驱动力及所需传动功率计算

（1）圆周驱动力Fu

Fu=Cf Lg[qRO + qRU + ( 2qB + qG)cosδ] + qGHg + FS1 + FS2 由表33查得 C=1.09。由表34查得

f=0.03。由第二部分型谱表第3.3节得： 上托辊φ89，L=315mm，轴承4G204 下托辊φ89，L=950mm，轴

承4G204 由第二部分型谱表第7.1节得单个上托辊转动部分质量2.58kg，n=3。 qRO =3×2.58/1.2=6.45

(kg/m) 由第二部分型谱表第7.1节得单个下托辊转动部分质量7.15kg，n=1。 qRU =1×7.15/3=2.38(kg

/m) 计算qB，qG 初选输送带NN-150，Z=4层。 每层质量1.12kg/㎡，上胶厚δ1=4.5mm，下胶厚δ2=1.5

mm。上覆盖胶质量为5.10kg/㎡，下覆盖胶质量为1.70kg/㎡。 qB=(4×1.12+5.1+1.7) ×1=11.28(kg

/m)qG=(Ivρ)/ ν=Q/3.6ν=494.424/3.6×2=68.67(kg/m) 计算Fs1 Fs1=Fε 由表36得托辊前倾阻力

Fε=μ2 Iv2ρgL/v2b12 =0.6×0.153×0.153×900×9.81×4.5÷1.4884 =374.54(N) 计算Fs2 Fs2=Fr

由表36得输送带清扫器的摩擦阻力Fr =APμ3=0.06×6×10000×0.6=2160N Fu=1.09×0.03×1000×

9.8×[6.45+2.38+(2×11.28+68.67)]+68.67×0×9.81+374.54+2160 =34599.76≈34600(N)

（2）传动功率计算

Pa=Fu=34600×2=69200(W)=69.2(kw) Pm=Pa/η=69.2/0.88=78.6(kw)≈79(kw) Pm=79（kw） 应选配

90kw—Y315M1-6型电机减轻了“神效托辊”旋转部分质量:

（1）“神效托辊”的整体质量减轻了44.5％，相应的计算如下：

S=S1－S2=[89×89－(89－3.5)×(89－3.5)] ×3.14/4=479.43875mm2 V=SL=479.43875×930=

445878.0375mm3。减轻后质量M减=ρV=8.9E-3×445878.0375=3968.315(g)≈3.968(kg) 占原托辊质量

比例：3.968/7.15*100%=55.5% 即：托辊整体质量减轻44.5%。

（2）“神效托辊”可节省的力及功率3.8%，相应的计算如下：

改进后单个上托辊转动部分质量查表得1.34kg qRO =3×1.34/1.2=3.35(kg/m) 改进后单个下托辊转动

部分质量查表得3.79kg qRU =1×3.79/3=1.32(kg/m) qB=11.28(kg/m) qG=68.67(kg/m)

Fu=CfLg[qRO+qRU+(2qB+qG)cosδ]+FN+FS1+FS2+FSt =1.09×0.03×1000×9.8×[3.35+1.32+(2×

11.28+68.67)]+374.54+2160 =33267 (N) F省=34600-33267=1333（N） P省= F省*ν=1333*2=2666（

W）节省力百分率：(F省/Fu)*100%=1333/34600=3.8% 节省功率百分率：（F省/Fu）ν*100%=3.8%

（3）圆周驱动力

Fu=FH+FN+FS1+FS2+FS t Fu=CfLg[qRO+qRU+(2qB+qG)cosδ]+FN+FS1+FS2+FSt 附加阻力FN：

FN=0.09Fu=0.09×33267=2994.03（N）特种阻力FS：

FS=Fε+Fg1+Fr+Fa=Cqμ0Le(qB+qG)gcosδsinε+μ2Iv2ρgl/u2b12+Apμ3+BK2 =0+374.54+2160+0

=2534.54（N）

本皮带机无前倾托辊，无卸料器，无倾斜阻力，电机所用的功率可以看作是由皮带和托辊的主要阻力消

耗的功率和其他装置的阻力所消耗的功率。

F余=FN+FS=2994.03+2534.54=5528.57（N）

P余= F余ν=5525.57×2=11057.14（N）=11.06（kw）
F托=FU―F省―F余=34600－1333－5528.57=27738.43（N）

P托=55476.86（W）

长度为1000m的皮带机选用槽形托辊共需834组托辊，把所受的阻力平均分配到每个托辊组，

f=FN/834=33267/834=39.9N, 实际上由于诸多的因素的影响，每个托辊组所承受的阻力按保守地去计算

，f实=uf=0.8*39.9=31.9N

按照国家标准和煤炭标准对托辊的规定，可按下式粗略计算

f实/fN煤=f应/f托实 31.9N/2.5N=f应/1N f应=12.76N

用1N的托辊组所承受的力 F实=nf应=834×12.76=10641(N) 节省力： F省=n(f实－f应)=15962N

=15.962(kw) 节省功率： P省=31.925(kw) 由于托辊本身阻力的减轻可节省功率约2.666kw 共计可节省

功率P节=31.925+2.666=34.59(kw) 可节约效率：n=P节/P=34.59÷79=43.78% 即可选配55kw电机。（实

际45.25kw）

（2）托辊阻力为1.5N时， 同理可得：P节=23.95kw 选配75kw电机 （实际55.1kw） n=30.3%

（3）托辊阻力为2N时， P节=13.3144kw 选配75kw电机（实际65.62kw） n=16.94%

要是不考虑系数0.8情况下可依次节能53.8%，37.07%，23.58%

与原来的电机功率相比降低了电机的一个数量级也就是大大地降低了能源的损耗，和原来的90KW的电机

相比每小时可以节省的实际功率就是15KW；而用≤1N的承受力时，可以节省35KW。

实验原理与过程：先把托辊两边的重物（单边重２５千克）配平，然后在一边放砝码，直到托辊开

始旋转，重物开始移动为止。砝码的重量和重力加速度的乘积就是托辊的最大静摩擦力。由于托辊管体

存在一定的不圆度，所以试验数据会有一定的误差范围。图１的曲线就是根据实际情况做出来的。图２

是基本实验原理示意图。

    最大静摩擦力测量的结果让我们知道，因为各种原因停机的时候，需要知道用多大的驱动力，这样

可以计算出启动驱动力的大小。我们也可以这样假设，如果辊子是无质量的，在平带输送时，驱动力所

包含的力有：附加阻力（FbA,Ff,F1,Ft），特种阻力（Fε,Fgl,Fr,Fa）。这时就可以认为托辊与皮带

和物料的摩擦力为0，理想状态下，驱动力是很小的。但是如果托辊卡死，皮带和托辊之间由滚动运动

变为滑动运动，其驱动力是会成倍增加的，皮带和托辊之间0.099的摩擦系数和实际材料之间的摩擦系

数0.65相比，我们可以得出大体的托辊卡死时需要的电机比实际需要的电机功率大11.5倍。

     如果托辊卡死，静摩擦系数0.65时， P=μmgν =0.65×68.67×103×9.81×2=875.748KW。

     比计算所得的77.106KW高出10.4倍，如选择90KW的电机， P单=0.65×82.404×9.81×2n=1050.9n

     而假如托辊组有超过8%的卡死现象就会造成死机，假设用110KW的电机，可允许托辊卡死组数为：

31.95%≈32% 在托辊受污染的过程中随着阻力的增加会不断消耗储备的电机功率，也就是增加了能源的

损耗。但是实际上托辊阻力增加都是渐进性的，托辊卡死之前都要经过“早期失效”的过程，不容易被

发现。因此在托辊还没有被卡死的时候电机就过载了。

     根据上述的试验和理论计算，带式输送机的主要能源消耗与托辊的旋转阻力大小有着密切的关系。

    我国改革开放以后，一些注重产品质量和市场前景的企业引进国外先进技术，对托辊的技术进行多

次改革，虽然很多缺陷还没有得到彻底解决，但总体技术有了大幅度的提高。但还有一部分只顾眼前利

益的企业，对产品的附加值要求不高，仍然沿袭旧的生产工艺粗制滥造，因此，托辊技术水平“良莠不

齐”的差距，旋转阻力变化无法预测的现实，仍然是提高带式输送机的性能指标、降低能源损耗的瓶径。

    我们公司自1996年至今，对托辊进行了5次重大技术革命，先后申报了5项国家专利，研制成功具有

“清除器”作用和特有纵向迷宫式密封的“神效托辊、”，其旋转阻力≤1N是由如下的综合技术性能参

数决定的：①密封性能：淋水试验，滴水不进；防尘试验，一尘不染。②新增设的“清除器”，阻止了

煤泥、湿炉渣等对托辊的污染。③采用新的装配工艺，使每个托辊两端轴承位置的不同轴度≤0.05mm。

④外圆径向圆跳动≤0.3mm。⑤管体重量减轻1/3，大幅度降低了转动惯量。上述性能参数有效保证了托

辊在具有淋水、粉尘和稀泥类环境中长期正常运行，旋转阻力不发生变化，正常使用情况下损坏率为零

。因此，不需要较大的配置功率，不但节能降耗的效果十分显著，还大幅度减少了维修的费用、胶带的

磨损、噪音的污染和各种潜在的事故隐患，提高安全性能。胶带的强度可以大幅度减小，驱动滚筒等相

关部件的使用寿命大幅度延长。尤其是长运距、大运量、高速度的带式输送系统，有效保证它的可靠运

行率，是实现最佳综合经济效益根本保证。

    我们所提出的带式输送机节能降耗，就是能够从根本上解决了传统托辊存在的各种缺陷后，设计计

算时大幅度减小了配置功率。我们旨在以“神效托辊”为依托，试验研究节能、高效、安全、可靠的新

一代带式输送机。欢迎广大同仁加盟合作！

    我们拟在煤矿、电厂、钢厂、水泥、矿山等不同的行业进行实际考核，验证理论计算的数据，得出

正确的结论以推广应用。

     愿意与我们配合试验考核的带式输送机用户，我们将提供优惠的价格和条件。欢迎光临惠顾！