圆管状带式输送机说明书

1、摘要圆管带式输送机是一种现代化的新型连续输送设备， 它不仅可以封闭输送各 种散状物料， 而且解决了通用带式输送机在长距离输 送散料时输送倾角小，水平 转弯半径大，污染环境等问题。在国外它已成为密封输送各种物料的高效率连续输送系列产品，但我国起步较晚，还处于研制和开发阶段。 本文 主要进行了圆管 带式输送机的选型设计及桁架梁的设计计算。关键词：圆管带式输送机；选型；设计计算AbstractThe type pipe belt con veyor is a moder n new patter n con ti nuum conv eyor. Not only can it tran sport

2、dispersed material , but also solve the familiar problems whe n tran sport far cry , for example, curre ncy belt conv eyor tran sportable obliquity is little 、 pla ne swerve radii is big and en vir onmen tal polluti on and so on .It has bee n effective continuum conveyor in transporting all kinds of

3、 material in foreign, but it started late in our country and it is un der developme nt. This paper mainly in troduces the selecti on of circular con veyor desig n and truss beam desig n calculatio n.Keywords: type pipe belt conveyor ； selecting ； design and calculation圆管带式输送机选型设计第一章 概述带式输送机简介带式输送机是使

4、用最普遍的一种输送机， 其基本结构是在水平或倾斜的窄长机架两端装有输送带滚筒，在滚筒上的无接缝环形输送带连续地朝一个方向移 动，货物放在带上输送，是一种连续运行的运输设备，在冶金、采矿、动力、建材等重工业部门及交通运输部门中主要用来运送大量散状货物， 如矿石、 煤、砂 等粉、块状物和包装好的成件物品。 带式输送机是煤矿最理想的高效率的连续运输设备， 与其他运输设备相比， 不仅具有长距离、大运量、连续输送等优点，而且运行可靠 , 易于实现自动化、集中化控制 , 特别是对高产高效矿井，带式输送 机已成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。 特别是近年，长距 离、大运量、高速度的带式输送机的

5、出现，使其在矿山建设的井下巷道、矿井地 表运输系统及露天采矿场、选矿厂中的应用又得到进一步推广。带式输送机的发展状况带式输送机广泛应用于国民经经济各个部门， 近年来在露天矿和地下矿的联合运输系统中带式输送机又成为重要的组成部分。主要有：钢绳芯带式输送机、 钢绳牵引胶带输送机和排弃场的连续输送设施等。这些输送机的特点是输送能力大（ 可达 30000t/h ） ， 适用范围广 （ 可运送矿石， 煤炭，岩石和各种粉状物料，特定条件下也可以运人） ，安全可靠，自动化程度 高，设备维护检修容易，爬坡能力大（ 可达 16 ） ，经营费用低，由于缩短运输距 离可节省基建投资。目前，带式输送机的发展趋势是：

6、输送量、运输距离和驱动装置的功率迅猛地增加；大运输能力、大带宽、大倾角、增加单机长度和水平转弯，合理使用胶带张力，降低物料输送能耗，清理胶带的最佳方法等。我国已于 1978 年完成了 钢绳芯带式输送机的定型设计。钢绳芯带式输送机的适用范围：适用于环境温度一般为 -10 40 C, 物体温度不超过50 ; 在寒冷地区， 应设有采暖设施；可做水平运输，倾斜向上 （ 1 6 ） 和向下 （ 100 12 0） 运输，也可以转弯运输;运输距离长，单机输送可达15km ；可露天铺设，运输线可设防护罩或设通廊；输送带伸长率为普通带的 1/5 左右；其使用寿命比普通胶带长；运输距离大。圆管带式输送机简介带式

7、输送机是一种重要的散状物料输送设备， 广泛应用于矿山、 煤炭、水泥、 冶金等行业， 在工业生产与散料运输领域扮演着重要的角色。 带式输送机输送方 式同其他输送方式如铁路运输、 公路运输、悬挂输送等相比， 具有明显的经济性， 而且系统稳定性高、环保效益好，具有许多同类产品无法比拟的优点。圆管带式输送机，是在传统槽形带式输送机基础上发展起来的一类特种带式 输送机。它是一种通过托辊组导向使平形输送带形成睡管状， 将物料包围在圆管 内，从而在输送线路实现封闭输送的设备。 目前， 圆管带式输送机在国外已得到 广泛应用，国内虽然也有一些项目应用， 但是基本上是依赖于同国外公司的合作， 依赖国外公司的设计，

8、而国内没有自主知识产权的圆管带式输送机产品。圆管带式输送机因其特有的结构形式，具有许多明显的特点。圆管带式输送机采用的输送带接近于普通输送带， 因而适合用户的使用习 惯，容易被使用者接受；圆管带式输送机采用全程封闭输送，可防止外部杂物混入输送物料， 也能防止物料遭受雨淋或日晒等损害，原理上可以避免漏料、洒料等情况发生 ，可满足环保要求。圆管带式输送机能实现灵活布置设计，可以实现小半径三维空间转弯， 避免了中间转运站的设立和相应辅助设备的投资和维护费用； 特别适合于空间比 较狭小，或者有障碍物等复杂环境下的输送线路建设；缩短了输送距离，降 低工程的造价；圆管输送机机架宽度小。 由于采用圆形截面输

9、送物料， 圆管输送机以较低 的带宽，获得了较大的有效输送面积。 在同等输送截面积的情况下， 若采用圆管输送机，在宽度方向上可以降低为原来的 1/3 。从而减少了土建施工时的空间需 求，减少了钢材消耗，降低了成本和工时；能实现大倾角输送。普通槽形带式输送机提升角度只能达到 180 左右， 而圆管带式输送机由于输送带是将物料围包在管内输送， 增大了物料与输送带之 间的摩擦力， 输送角度可以进一步提高。 目前已投入应用的豳管带式输送机最大可以达到 300 倾斜输送，也有人提出可以采用圆管带式输送机进行垂直提升的方 案；可以方便地实现双向物料输送。 由于圆管带式输送机在承载段和回程段均 采用封闭管状输

10、送， 回程段仍然可以输送物料， 并且中间加料可在任何点通过打 开和封闭输送带完成；但是，圆管带式输送机也有不足之处， 如对输送带的材质和制造要求比较高、 主要阻力系数的确定比通用带式输送机复杂、 输送量比同带宽、 同带速条件下的 槽形输送机运量小、 空间弯曲变形与载荷情况复杂等等。 由于圆管带式输送机的 结构形式比通用带式输送机复杂， 因而设计计算难度更大。 圆管输送机的空间转 弯设计和主要阻力系数的选择尤其困难。圆管带式输送机的发展圆管带式输送机的发展现已经历了几十年。 这期间，圆管输送技术从无到有 从理论设想到实践应用，从无人问津到广受欢迎，历经了曲折的发展过程。 1.4.1 圆管带式输送

11、机的起源圆管带式输送机起源于日本。撮早由 JPC （Japan Pipe Conveyor ） 公司发明 并投入到实际应用中。之后日本的其他公司如 Bridgestone （ 普利斯通 ） 、 Tokai （ 东海 ） 、Mitsubishi （ 三菱 ） 、 Mitsui （ Z 井物产 ） 、 Yoshino Rubber （ 吉野橡 胶 ） 等也发展了各自体系的圆管输送机。 圆管带式输送机在初期发展比较迅速。 20 世纪 80 年代年代中晚期，世界上形成了第一个圆管带式输送机建设的高潮， 这期间共建设了约 280 余台圆管输送机。但在随后的时间里， 圆管带式输送机的 发展出现了短暂的停滞

12、不前。 1990 年前后，仅又建设了 20 余台。 1991 年以后， 在 Bridgestone 、 Krupp （ 克虏伯 ） 等一些大型生产商努力下，促进了圆管输送机再次复兴。进入 21 世纪以来，环保问题越来越受重视，严峻的环境形势迫使政府更加重视环保型工程输送，无疑这给凰管带式输送机技术的发展赢得了契机。 1.4.2 圆管带式输送机的发展水平从 1978 年第一条圆管带式输送机诞生以来，全球已建设了 960 余台圆管带 式输送机 （其中德国 KOCF 公司有 150 台左右 ） ；输送能力 50t/h ? 4500t / h; 总 运输长度 200km以上；管径范围 100mm-70

13、0mm 目前，世界范围内圆管输送机的 单机最大长度为 5029m最大输送量为 4500t/h, 最大管径为 700mm我国第一台圆管带式输送机由太原重型机械学院设计、吉林市机械厂制造， 用于吉林市化工厂，但是之后并未能得到进一步的发展。 80 年代末期，我国开 始引进日本的专利制造技术以来， 我国的圆管带式输送机建设一直采用同国外公 司合作生产的方式。 继淮南煤矿机械厂之后， 先后有四川自贡运输机械厂、 中国 华电 （ 工程 ） 集团公司等单位同Bridgestone 公司合作，负责中国地区的圆管带式 输送机项目建设。 最近，北京国家电力建设研究所等单位也与日本企业合作， 长 沙重型机械厂同德

14、国 KOCH 公司联合开始圆管输送机在中国的研发和应用推广工 作。秦皇岛港码头圆管输送项目是我国近年来圆管输送机建设的一个里程碑， 代 表了当今世界上圆管输送机建设的水平。 可见，我国国内圆管带式输送机的制造 技术已经达到国际先进水平， 所存在的问题是， 国内厂家缺乏独立的设计和研发 能力，没有自主知识产权的圆管输送机产品， 还需要在圆管输送机的基础理论上 加大研究力度。第二章 圆管带式输送机的工作原理及结构组成圆管带式输送机的工作原理斗部知斡凸图2.1圆管带式输送机原理图圆管带式输送机的原理见图 2.1。在输送机的尾部给输送机装载，输送带经过尾部滚筒后输送带为平形，用若干组过渡托辘组将平形的

15、输送带逐渐导向成封闭的圆形截面，从而实现密闭输送物料。为了卸料，在输送机的头部仍然通过过渡托辘的导向，将圆形输送带导向成平形输送带，在输送机的头部实现卸料。 理论上，输送机可以进行双向输送物料， 但是通常需要增设输送带翻转装置。圆管带式输送机结构图2.2圆管带式输送机结构简图如图2.2所示，圆管带式输送机由驱动装置、传动滚筒、改向滚筒、托辘组和机架等部分组成。与普通带式输送机的主要区别在于所采用的输送带、托辘组结构不同。由于输送带要卷成圆管状，因而需要采用多边形托辘组（最常用的是六边形托辘组）；过渡段的长度及其托辘的布置形式不同。圆管带式输送机的主要技术参数及确定圆管带式输送机规格 TOC o

16、 1-5 h z 规格100150200250300管径凶 bio100ISO200250300带宽 Mann(430)(600)(750)(1 000)(1 100)4305507509501 10Q规格 350400500600700850350 4W SOT 600700850(1 300)(l?00)(1 9TO) (2 网 (2 550)(3 100)w D/mm1 3001 5001 8502 2002 5503 100表2.1圆管带式输送机规格表2.1所示为圆管带式输送机的管径系列，并给出了不同的管径对应的带宽。填充系数1/3 1600 r500 E EN 4003(Xh ? 2

17、DO100-0-lbc 2A0 300 A0 5()0 600 700 8!)0管径L3/101/2JVMMri* nfeflB J - * ,=M3* 4/10卜 12r 5.5/1014.4/104.6/1058%物料。而圆管带式输送机可以输送粉状、颗粒状和块状物料；以及水分较大的粘稠状物料在圆管带式输送带中的充填系数书一般为75%最大不应超过80%充填系数在75%寸，最大粒度应amaAdp.3o但是，当管径相同时，降 低充填系数可 增大输送物料的粒度，所以圆管带式输送机所允许输送的物料粒度的大小与管径和充填系数有关，见图2.3所示。233线路布置圆管带式输送机输送带由六边形托辘组围成而强

18、制成圆管状，可空间弯曲布置线路，因此与普通带式输送机相比尚有许多需要特殊讨论和确定的问题。过渡段长度及其托辘的布置圆管带式输送机的头部和尾部过渡段的长度，由输送带的管径和输送带的类型来决定，同时也取决于输送带所允许的伸长率。图2.4a、b,分别为头部和尾部过渡段。如果过渡段太短，则输送带边缘将产生较大的附加张力，使其过早的 疲劳损坏,严重时边缘产生撕裂；如果过渡段长度太长，则将减小整个输送线路的密封长度。图 2.4b图 2.4a卿锂拇带量小输逗长度EjAn厦口低度15017.1CI7&3&A020019.90103639.6225022.9612M45,723C07J6O25,0050.003

19、50力口29.8717A8400102034.7420.4269.5050012A039.9279,S640015A430 JOO30/4B0O,K70017JI3S9,7435.66119.5085021.04MO4328LJ9.40表2.2过渡段长度及最小长度尾部过渡段托辘组的布置如图2.5所示。缓冲托辘的间距一般为300500mm均为槽形托辘，其槽角由A1 A1断面至A4A4截面逐步增加，可分别为15、20、3045 ;在8 B断面处设置一组5托辘组，其中最上方的 2个托辘 的倾角，应根据输送带两边的搭接方向分别为60和55的倾角，用于将一边带压下，使其低于另一边带，目的是使输送带能顺利

20、地过渡成圆管状，并减少边 缘部分的磨损，有时还可在 B B截面前方设置一个压带辘，同样是用来将一带 边压下使其低于另一带边，见图 2.5。在C C截面，除采用标准六边形托辘以外，还可由12个托辘组成十二边形，实际上是在支承板两侧各形成正六边形，相互错开30角，十二边形托辘组成的圆管形比标准六边形托辘组更接近圆形,可在密封处承受很高的载荷压力。头部过渡段有时也需要设置压带辘（后面将详细阐述）300? 500? 45 :hr 7B-B图2.5尾部过渡段托辘布置图图2.6过渡段加压辘当被输送物料的粒度较大时，在过渡段区间内应有意让带上物料摇晃，同时 从左右对圆管进行推挤，以使物料块的长径方向能顺应管

21、带的运行方向，较顺利的进入圆管内。对输送带产生左右方向的推挤，是在过渡段区间内在两侧设置相互错开的垂宜辘子来实现的，但也要防止输送带向左右方向被推出（跑偏）。当然 被输送物料的长径超过圆管输送带的宜径时，应该修正充填系数或者增大圆管输送带宜径，这时要重新匹配带速，以保证所要求的输送(2)圆管带式输送机空间弯曲布置及弯曲半径如前所述，圆管带式输送机可以在水平面内或垂宜面内或空间弯曲布置，如图 2.7,可越过障碍物或其他设 施，不需 要中间转载，实现一机长距离复杂线路输送物料的目的。 但是在头尾过 渡段必须是宜线布 置。图2.7弯曲布置的圆管带式输送机弯曲布置的弯曲半径通常由输送带管径、输送带类型

22、及其使用情况等因素决 定，曲率半径的大小，影响输送带的最大张力及输送带和托辘的使用专命，因此 ,在现场布置条件允许的情况下或弯曲处输送带的张力大的位置应增大弯曲半径。一般推荐的最小弯曲半径为：当水平或凹弧弯曲时，则：对织物芯带 R _300d p ;对钢丝绳芯带 R2 _700dp当S形、凸弧弯曲或水平和凹弧弯曲综合出现时，贝对织物芯带Ri-400dp；对钢丝绳芯带R2 -800dp当水平弯曲和凸弧同时存在时，贝对织物芯带 Ri-500dp ;对钢丝绳芯带 R2-900dp名称弯曲半径R水平弯曲J?-JpX3Q0S形弯曲fl = xboo凹形弯曲JtArf pX300凸 JB 弯曲jZ-AXS

23、OO水平+巴水平4凸弧E切500表 2.3 基本弯曲半径如果钢丝绳直径配置合理时，钢丝绳芯输送带的曲率半径可为 600d p。弯曲半径还可以由基本弯曲半径乘以经验系数来确定。 即对比较复杂的弯曲 线路或者一次弯曲圆弧超过45 卬寸，弯曲半径为：R =KRb式中K经验系数，K =1.0? 1.7。K 的取值根据经验确定。以上所介绍的是一般的情况，对所有的情况下弯曲 半径的最终确定还要根据圆管带式输送机的静、动态张力情况和整个布置线路情 况综合进行考虑。线路布置还应注意当具有较多弯曲段时， 最好使弯曲段的数量和弯曲方向在输送机两侧对称布置，以使输送带在运行时张力在其断面上的分布均匀，从而也减少输送

24、带的扭转。为了在弯曲处校正输送带的扭转错位，输送带除了满足上述弯曲半径的要求 外，一般还应满足弯曲的弧度最好要小于 45 角， 两个弯曲段之间最好有一段直线段， 起导行作用。圆管带式输送机托辊间距的确定圆管带式输送机除过渡段外，多采用六边形托辊组，在直线段上，下面的托 辊起承载作用，而上面的托辊主要是保持输送带成圆管状。 托辊组根据配置形状分为平底船型和峰点型。此外托辊可设置在支承板的前后两侧， 且有 4 种组合形 式，也可安装在一侧见图2.8。(c)(e)(f)（a）平底船型 （b） 峰点型（c）峰点型一平底船型（d）平底船一峰点型（e）峰点型一峰点型 平底船一平底船型图2.8托辘的布置形式

25、托辘的间距是由输送带管径和物料的堆积密度及物料粒度决定的。因为输送 带成圆管状其刚度增强了，故间距要比普通带式输送机间距大，同时随着管径的增大而增加。其值见表2.4）标椎m距曲?更材 标诙距100L2L0HO1.31J1.3200Lfi1.5颂L7L71.6L81用1.7血1.9L91.&4OJ10Z01A5002_12.22.0600122A22700*14Z523S502八232A表2.4宜线段托辘间距圆管带式输14所示的送机输送带的搭接方向对其宜线运行和垂宜面内的弯曲运行并无影响，也无特殊要求。但是在水平弯曲时，其搭接方向应按图要求实施，否则在弯曲过程中不能保持正常的圆管状且使管径缩小。

26、如果在线路中多次弯曲，则搭接方向应按第一次弯曲方向来确定输送带的搭接方向图2.9输送线路弯曲布置时的搭接要求第三章圆管带式输送机的设计计算.1 已知原始数据及工作条件带式输送机的设计计算应具有下列原始数据及工作条件：1 ）物料的名称和输送能力；2 ）物料的性质：）粒度大小，最大粒度和粗度组成情况；）堆积密度；）动堆积角、静堆积角，温度、湿度、粒度和磨损性等。（ 3 ）工作环境：露天、室内、干燥、潮湿和灰尘多少等；（ 4 ）卸料方式和卸料装置形式；（ 5 ）给料点数目和位置；（ 6 ）输送机布置形式和尺寸，即输送机系统（单机或多机）综合布置形式、 地形条件和供电情况。输送距离、上运或下运、提升高

27、度、最大倾角等；（ 7 ） 装置布置形式，即清扫器、制动器及张紧装置的布置。本次设计的管带机的原始参数和工作条件：（ 1 ）输送物料：炉渣（ 2 ）物料特性：块度：0? 80mm堆积密度： 0.95 t m3（ 3 ）工作环境：露天布置4）输送机长度：L =94.185m, （头尾滚筒中心距）5）提升高度：H = 1.362m（ 6 ） 运输方式 单向运输（ 7 ） 额定输送能力 ： Q=350t/h管带机机布置形式，如图 3-1 所示：图31传动系统图初定设计参数为: 管径）300mm ；带速v = 3.08m.s,宜线段托辘间距 aA 1700mm ;托辘辘径.=89.1mm，辘长L =

28、173.2mm 为防止两托辘间干涉，取托*昆长度I =170mm。导料槽长度3m由2中表3-4查得托辘规格为89.1 170时，螺栓规格为25 9M12 ,每个托辘质M为3.4kg,每个托辘架质M为 2.5kg。由4中表4-17选取辘子轴承为6204/c4 , 承载强度为2.47。输送带选取，织物层数为3,覆盖 胶厚度 上下=6mm 3mm，厚度=11.7mm, 质量=13.9kg/m。3.2验算输送能力带式输送机的最大运输能力计算公式为3600vk1A（ 3-1）式中：Q输送M （t h）;v带速（ms）;二一一物料堆积密度（kgm3）；A圆管带式输送机截面积，m2;k1物料的填充系数。带速

29、选择原则：1）输送M大、输送带较宽时，应选择有较高的带速。2）较长的水平输送机，应选择有较高的带速；输送机倾角愈大，输送距离 愈短，则带速应愈低。3）物料容易滚动、粒度大、磨琢性强的，或容易扬尘的以及环境卫生条件要求较高的，宜选用较低带速。一般用于给了或输送粉尘量大时，带速可取0.8m/s1m/s ； 或根据物料特 性和工艺要求决定。人工配料称重时，带速不应大于 1.25m/s 。采用卸料器时，带速不宜超过2.0m/s 。采用卸料车时，带速一般不宜超过2.5m/s ; 当输送细碎物料或小块料时， 允许带速为 3.15m/s 。） 有 计量秤时，带速应按自动计量秤的要求决定。输送成品物件时，带速

30、一般小于 1.25m/s 。带速与带宽、输送能力、物料性质、块度以及输送机的线路倾角有关 . 当输送机向上运输时，倾角大，带速应低；下运时，带速更应低；水平运输时，可选择高带速。带速的确定还应考虑输送机卸料装置类型， 当采用卸料车时，带速不宜超过 3.15m/s 。代入式（ 3-1 ）得输送量为：2Q =3600vk ,AP = 3600 x3.08x0.75 汇兀=4247N满足承载边保证下重度最小张力要求3)滚筒合力= k1f.传动滚筒合力 Fn =35 =5506 6526=12036N根据DT (H A)手册6-1选滚筒代号为12063.1 ,宜径D=630mm许用合力为40kN,许用

31、扭矩为 3.5kN ? m传动滚筒扭矩许用扭矩满足要求输送带选择计算织物芯输送带层数棉、尼龙、聚醋等织物芯输送带层数（Z）按下式计算:F nZ= （3-19）B 二式中Fmax 稳定工况下输送带最大张力，N ；B 一输送机带宽，mm;匚-输送带纵向扯断强度，N / mm ?层；n稳定工况下，织物芯输送带静安全系数。棉帆布芯带n = 8 9 ;尼龙、聚醋帆布芯带n =10? 12,使用条件恶劣或特别安全时应大于12。由式3-19计算尼龙芯输送带层数为：Z 二鱼二 8026 10 .7 : 2 满足要求。Bu 1100 汉 100故选用NN-100输送带（三层，上覆盖胶6mm,下覆盖胶3mm）。拉

32、紧力拉紧装置拉紧力F0按式（3-20）F = S +S 片（3-20）式中Si拉紧滚筒驱入点张力，N ;Si彳一一拉紧滚筒奔离点张力，No由式 3-20 得：拉紧力为 F0 - S3 S4 -6657 7551 =14208N选用图号为100D1061L的螺旋拉紧装置，拉紧行程为1000mm最大拉紧力为38kN,满足要求。确定传动滚筒传动滚筒所受最大合张力：Fn二S, S2 =1723 113八2859N ,按此工况初选传动滚筒代号为12063.1 ,宜径D=630mm许用扭矩为12kN? m，许用合力40kN传动滚筒最大扭矩为：M =Fu D =8809 -630 =2.8kN *m : 1

33、2kN *mu 2 2000满足要求。第四章圆管带式输送机桁架梁的设计计算圆管带式输送机桁架梁作为散状物料输送过程的主要支承部分，具截面形式和尺寸主要受到托辘窗布置、载荷大小等因素的影响，成为有别于普通桁架的特殊形式的桁架结构，但从基本构件和设计特点上仍然与普通桁架有很多相同之 处。桁架梁设计圆管带式输送机桁架粱的外形圆管带式输送机桁架梁的主要功能是安装托辘窗，其节距和主要外形尺寸由 托辘窗布置形式及窗体结构和尺寸决定。常用的圆管带式输送机的桁架梁外形如图4-1所示。图4.1圆管带式输送机桁架梁圆管带式输送机杆件的截面型式圆管带式输送机桁架粱中要布置托辘窗，在杆件截面型式的选择时既要考虑到托辘

34、窗布置方便，还应便于桁架平面内节点连接和桁架平面外结构的连接，时还应使用钢M减少。在选择杆件的截面形式时，应考虑桁架的各类杆件在两个主轴方向的计算长度、受力性质等具体情况。对于受压杆件，应从稳定方面考虑,并尽M满足等稳定的要求，使压杆沿截面两个主轴方向的临界应力相等，也就是 在这两个方向的长细比相等。桁架外框的弦杆应具有较大的侧向刚度以防止在运输过程中发生侧向弯曲。综合以上各方面因素，圆管带式输送机桁架梁杆件截面型式常选用如图4.2所示四种型式，图4.2 a, b所示形式适用于较大的跨度，这种截面形式的一侧角钢可用于安装托辘窗，角钢中间设置节点板布置桁架梁竖杆、斜杆，制作工艺 方便，且具有更大

35、的平面外抗弯性能，因此这种形式适用于较大的跨度和承受较大的风载荷。图4.2 c, d所示两种截面型式结构简单，但节点处连接复杂，杆件布置较困难，由于节点连接处杆件较多，常需要设置节点板，节点板与角钢用 对接焊缝连接，施工工艺较复杂，另外桁架梁结构显得有些单薄，尤其平 面外的 抗弯性能较弱。故本文桁架梁计算采用由两角钢组成的T形截面形式。圆管带式 输送机桁架梁具载荷分布均匀，没有较大移动载荷，为了节省材料减少杆件种类，桁架梁上下弦杆的角钢一般选相同型号，采用相同布置型式。图4.2圆管带式输送机桁架梁杆件截面形式圆管带式输送机桁架梁节点板的构造和要求与普通桁架结构相似，唯一需要注意的是节点板布置不

36、应影响托辘窗的布置，且节点的设计应使托辘窗布置简单，焊接方便。故在圆管带式输送机桁架梁节点板的设计可按普通桁架节点板进行设计。圆管带式输送机桁架梁由于其节点处要布置托辘窗。故弦杆拼接时,拼接位置不应设置少I? 2个节距。在节点处， 最好设置在节间， 且弦杆的拼接应离开受力大的跨中央至圆管带式输送机桁架梁载荷分析与计算圆管带式输送机桁架梁载荷型式概述 关于圆管带式输送机桁架梁的载荷计算与组合， 至今也没有权威性的专业论述，可借鉴的是起重机设计中的载荷计算与组合和建筑钢结构 （ 如桥梁工程等 ） 设计中的载荷计算与组合。 圆管带式输送机金属结构部分本身属于输送系统的一 部分，由输送系统生产厂负责制

37、造， 因此其金属结构的设计可以参考起重机设计 中有关载荷计算与组合的相关内容； 但是，起重机是可以整体运动的一种搬运设备，其金属结构和可长期在役使用的固定于地面的圆管带式输送系统支承部分的 金属结构还是有一些区别的， 因此，圆管带式输送机金属结构的设计还应符合建 筑钢结构设计的某些要求。 本文在确定圆管带式输送机金属结构的载荷计算与组合中，主要参考了起重机设计规范的相关内容， 同时在一些特殊的地方， 也借鉴 了建筑钢结构设计中的一些内容。参考起重机设计规范中的相关规定， 把圆管带式输送机金属结构上承受的载 荷分为常规载荷、 偶然载荷、 特殊载荷及其他载荷， 只有在分析与这些载荷有关 的各种可能

38、的载荷组合时， 才需要区分这些载荷的不同类别， 并不表示对某种载 荷的亲疏与重视与否。 一般情况下，圆管带式输送机桁架梁所承受的载荷主要有桁架 （ 包括走台栏杆） 自重载荷、输送带载荷、物料载荷、托辊窗载荷、桁架梁上 工作人及工具重量载荷、风载荷、输送带与托辊的摩擦载荷、冰雪载荷、地震载 荷等。其中桁架自重载荷、输送带载荷、托辊窗载荷、物料载荷、桁架梁上工作 人及工具重量载荷、 输送带与托辊的摩擦载荷等载荷可归为常规载荷； 风载荷、 冰雪载荷、地震载荷等可归为偶然载荷。圆管带式输送机桁架梁所承受的上述载荷中的绝大多数都以均布载荷的形 式作用于桁架梁上， 为方便桁架梁节点作用载荷计算， 将上述作

39、用载荷的计算结 果单位统一归纳为单位长度载荷值 （N/m 或 KN/m） 。常规载荷按起重机设计规范相关规定， 常规载荷是指在圆管带式输送机正常工作时经 常发生的载荷， 包括由重力产生的载荷、 输送带与托辊的摩擦载荷等， 在防屈服、 防弹性失稳及在有必要时进行的防疲劳失效等验算中，应考虑这类载荷。按建筑钢结构设计规范规定， 这部分载荷可归类为永久载荷（ 亦称恒载， 它 是在设计使用期内， 其作用位置和大小、 方向不随时间变化， 或其变化与平均值 相比可忽略不计的荷载 ） 。圆管带式输送机桁架梁结构上所承受的桁架梁自重、 输送带自重、托辊窗自重、物料自重及附属设备等自重都可归纳为永久载荷。1 ）

40、桁架梁自重载荷qZ （KN/m ）桁架梁自重载荷是指输送机的桁架梁结构组成 （ 包括上下弦杆、竖斜腹杆、 节点板、焊缝等 ） 以及附设在桁架梁上的走台、栏杆、防雨等设备的自重。结构 自重在总应力中所占的应力比重很大，合理地确定结构自重是很重要的。根据设计经验，可以采用以下几种自重计算或估算的方法：根据桁架梁结构形式和型钢尺寸计算自重， 这种方法数据准确，但只能在 初步设计之后使用；参照已有的类似桁架梁结构来确定重量，这种方法比较符合实际而可靠。输送带的自重载荷qB （KN/m ）托辊窗自重载荷qT （KN/m ）托辊窗自重载荷与托辊窗中托辊重量、个数、尺寸及托辊窗形式有关。 托辊重量按选取托辊

41、形式选择其重量。托辊窗窗体可由角钢拼接成外框架，中间焊上一块钢板，钢板中掏出两个比 输送带直径大一定幅度的输送带通过的孔， 将托辊安装钢板上； 或只在安装托辊 的位置上焊接钢板，可减轻托辊窗重量，但浪费材料。可用一整块钢板，边缘向 内折，加强钢板稳定性，此方法可节省角钢，降低成本。托辊窗的自重载荷计算时将托辊载荷及托辊窗重量相加即可。物料载荷qG（KNm） 圆管带式输送机在输送过程中，物料完全被输送带封闭，不洒落、不飞扬、不泄露，是一种可优先选取的散装物料输送机。圆管带式输送机一般输送散料，等。散料在输散料的主要特性有：粒度、堆积密度及堆积重度、堆积角、磨琢性、粘性和温度 送机管带内基本呈均匀

42、分布，故在计算物料载荷时按载荷均匀分布(4-1)Q qG- G - 3.6v 在管带内进行计算，计算公式如下式中qG -被输送物料的单位长度质Mkg m ；Q 质H输送H t h;v-带速 t ho一般情况下，走台的宽度为 500? 1000mm考虑到圆管带式输送机的具体使用情况和保证安全使用的要求，拟定以 1人/m的密度考虑桁架的工作人数，工作人员自重载荷约为 qR =（0.7? 0.8） KN m。另外，圆管带式输送机在役使用中，走台上还可能因修理工作而放置一些工具和零部件，此载荷是一个可能移动的集中载荷，一般按业主要求约为3KN4.2.3偶然载荷按起重机设计规范相关规定，偶然载荷是指在圆

43、管带式输送机正常工作时不经常发生而只是偶然出现的载荷，包括风、雪（冰）、温度载荷、桁架梁上工作人 及工具自重载荷、由驱动机构或制动器的作用使圆管带式输送机起（制）动而产生 的惯性载荷等。在防疲劳失效等计算中通常不考虑这类载荷。（1）风载荷P风载荷是一种主要的自然载荷。凡在露天工作的机器设备都会受到风载荷的作用，经常建在露天的圆管带式输送机金属结构也不例外。作用在桁架结构上的风载荷不仅与风压、高度有关，而且也与受风物体的形状和尺寸有关。圆管带式输送机由于其桁架梁中还有卷成管状的输送带通过，增大了桁架梁受风面积，故加大了作用在其桁架梁上的风载荷。作用在机身上的风载荷大小由下式决定：Pf =CKhq

44、A（4-2）式中：q -计算风压Kh-风压高度变化系数C风力系数；A -桁架梁垂宜于风向的迎风面积m2。(3) 冰雪载荷qx( KN. m)冰雪载荷也是一种自然载荷，根据我国地理气候条件决定。在寒冷地区露天 工作的机器依所在 地区的积 雪并考虑 分布不均情 况，可 取水平面雪 压为50 0-1 OON.m 2计算，其中大值用于东北和新疆的北半部，中小值用于华东、华中地区，我国其余地区的雪压约为200N m2。4.3桁架梁结构与尺寸的确定(1)初步确定结构形式本次设计的管带机的宜径为 300mm初步确定窗体的结构形式如图 4.3所示,图4.3窗体的结构形式初步确定窗体板为6mnd厚的钢板，窗体板

45、周围所围的角钢为 70X 70X 5的，桁架的四根主弦杆采用100X 100X 10的角钢，斜腹杆采用 70X 70X 5的角钢。(2) 载荷大小的确定本次设计的输送机总长为 94.185m,取尾部过渡段长度为 4825mm头部过渡 段长度为5900mm 一个宜线段桁架梁长度为 20000mm取20m长宜线段桁架梁作 为研究对象,由于桁架梁放在地面上，所以可以不考虑风载荷的作用，初步估算桁架所承受的载荷如表4.1 所示：载荷类型垂宜自重载荷雪载荷风载荷大小（kg/m）531.82578表4.1载荷大小及类型（3）内力计算桁架梁的腹杆布置形式如图 4.4所示，桁架梁高为1500mm宽为700mm

46、窗体间距为1700mm图4.4桁架梁的结构形式单片桁架梁上作用的竖宜方向的载荷q= (531.8+25 ) /2=278.4 起，卫=2.7两边的支座反力为21.8KN。图10最危险杆件（1、2、图3为此次设计的桁架的竖宜平面内单片桁架梁的内力分析模型, 7）的内力计算结果如下：杆1的轴力:鹤二-q/2=-1.35讣汀h杆2的轴力:*=24.6KN1.5杆7的轴力：2.7X +0.5X16X1A .2=203.6KNrh1.5因为在以上计算中杆7的轴力是最大的，故下面校核杆7的强度：根据机械装备金属结构设计第二版中公式（8-15）对拉杆进行截面积验算A6R1式中 N 杆件的最大轴向力；B =1

47、 ;B 钉孔对截面的减损系数，焊接时(T 一拉杆钢材？烁焉的需用应力；A=19.261 而叭杆件 7 是主弦： / 100X100X10 其截面面积=8.664 4KfZ13AMmnB24MUHZS1035 EWi!WIT*IW1)f-w表5.1an? A in1*50NOWita0isa4?0rraMimi =4Uii aIiwM4sw91GJ3F 1RMOMD040H?lnoMOIMnoswE?CIMsw?am mT-ftlMMMOJTO I 2TD1? MOT?3?t*odm1000no1212HUUamm11H04PITOE Z?JJ240 ?incHOMOW?5比1URtHIM?2t

48、?2101 UimZ20?74oinj? IOSM*11*1*I2?so240 Ti *DtII ? 3 TO 3*0UHttsIIM-Ito?n ZIZJRM ZZJ24i?MOI孙I3XK1轻型：轴承孔径 80 ? 100构。2）中型：轴承孔径3）重型：轴承孔径 有单向出轴和双向出轴两种ffrr*1IX* If2402f；2TDto IIIJW4Miis功r LIX*1If?niIllI-117h 一 1 P1 rr3QOi4z?4C|43tMll? JIB170qT1 ”133f?, i1 HM Iji1*1m. Gio*ii传动滚筒参数表?raa TM 4IT03iCOJMMYLlJ3

49、ti.31O1A5HTI Z : 皿KUAH4T |1)4ft 1以tMIAIMYll).117 11141UOA1MYI2MWkIIOAJAY : Z :W.|r9* 一i?TlAAJOtTi |4rn.3IE|JQ4 IW7VI : I311* ,ETI3? A9II7T(X1w&l?5tixs,KSVM4.BPieia? .4)MlxniMMlAJUWV 1 J )fjftlI/*卜4iinmitnuMl r2)AMMdl41M55* Y 2A3353M1 DAl WYX 1Hi.BIHVi4tMiinir ( Aii113k V1414l?BAU7Y( I)4113. BIU2US.

50、14?M二?. 3V?a.Ll? TW 9iMA40*TI4?S4I I14DAIIHVCZ)密1EH他A3O 骨4I1hSMl4? Aiior ( u轴与轮毂为单键联接的单幅板焊接筒体结120 ? 180伽。轴与轮毂为胀套联接。200? 220伽。轴与轮毂为胀套联接，筒体为铸焊结构。输送机的传动滚筒结构有钢板焊接结构及铸钢或铸铁结构，驱动滚筒的表面形式有钢制光面滚筒、铸（包）胶滚筒等，钢制光面滚筒主要缺点是表面摩擦系数小，一般用在周围环境湿度小的短距离输送机上。铸（包）胶滚筒的主要优点是表面摩擦系数大，适用于环境湿度大、运距长的输送机，铸（包）胶滚筒按其表面形状又可分为光面铸（包）胶滚筒、人

51、字形沟槽铸（包）胶滚筒和菱形铸（包）5.6.3 拉紧装置在过渡工况下的工作特点胶滚筒。533传动滚筒结构其结构示意图如图5.3所示:动滚JflPiY图1523马驱动滚1同一制动装置制动装置的作用对于倾斜输送物料的带式输送机，具平均倾角大于40时，当满载停车时会发生上运物料时带的逆转和下运物料时带的顺滑现象， 从而引起物料的堆积、飞车等事故， 所以应设置制动装置。制动器是用于机器或机构减速使其停止的装置，有时也能用作调节或限制机构的运行速度，它是保证机构或机器安全正常工作的重要部件。制动装置的种类带式输送机制动器的种类很多， 根据输送机的技术性能和具体使用条件 （如功率大小， 安装倾角等），可选

52、用不同形式的制动器。常用的有带式逆止器、滚柱逆止器、液压电磁闸瓦制动器和盘形制动器等。制动装置的选型 制动器的选型要考虑以下几点：1机械运转状况，计算轴上的负载转矩，并要有一定的安全储备。2应充分注意制动器的任务，根据各自不同的执行任务来选择，支持制动器的制动转矩,必须有足够储备，即保证一定的安全系数，对于安全性有高度要求的机构需要装设双重制动器。3制动器应能保证良好的散热功能，防止对人身、机械及环境造成危害。输送机向上运输时，在停车时需防止输送带的反向倒退，此时的制动一般称 为逆止。向下运输时，在停车时需防止输送带的正向前进，此时称为制动。输送机应根据其工作条件设计制动装置（逆止装置） 。作

53、用在传动滚筒所需的制动力 （或逆止力）应按照输送机水平、上运和下运三种情况分别确定。因为该输送机的设计为倾斜运输，所以需要制动装置，选用带式逆止器。改向装置 带式输送机采用改向滚筒或改向托辊组来改变输送带的运动方向。 改向滚筒 可用于输送带 180 90 或 V 45 勺方向改变。一般布置在尾部的改向滚筒或垂直重锤式的张紧滚筒使输送带改向 180 ，垂直重锤张紧装置上方滚筒改向90 ，而改向45以下一般用于增加输送带与传动滚筒间的围包角。改向滚筒直径有250、 315、 400 、 500、 630、 800、 1000mm 等规格。拉紧装置拉紧装置的作用拉紧装置的作用是： 保证输送带在传动滚

54、筒的绕出端 （即输送带与传动滚筒 的分离点）有足够的张力， 能使滚筒与输送带之间产生必须的摩擦力， 防止输送 带打滑；保证输送带的张力不低于一定值， 以限制输送带在各支撑托辊间的垂度， 避免撒料和增加运动阻力； 补偿输送带在运转过程中产生的塑性伸长和过渡工况 下弹性伸长的变化。张紧装置在使用中应满足的要求布置输送机正常运行时，输送带在驱动滚筒的分离点具有一定的恒张力， 以防输送带打滑。布置输送机在启动和停机时，输送带在驱动滚筒的分离点具有一定恒张力，比值一般取1.3? 1.7 （可以通过设计计算不小于启动系数进行确定）。保证输送带承载分支和回空分支最小张力处的输送带下垂度不应超过标准规定值（

55、GB/T17119 - 1997, 规定：输送带下垂度为两组托辊间距的 1/100 。而 MT/T467 1996 规定为 1/50）。补偿输送带的塑性伸长和过渡工况下弹性伸缩的变化。为输送带接头提供必要的张紧行程。在工况过渡过程中， 应能将输送带中出现的动力效应减至最小限度， 以防 损坏输送机。为使输送带分离点张力保持恒定， 一般情况下需用 “理想”的拉紧装置， 这 种 拉紧装置应能以很大的、 按规律变化的速度移动。 除了由于要在相当大的速度 下保持张 力恒定所引起的困难以外， 还需知道速度的变化规律。 拉紧装置的运动， 在很大程度上 与输送机质量对驱动装置拆算质量的比值有关。 随着此比值的减少 拉紧装置的移动速度也