圆管状带式输送机说明书

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业摘 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 conveyor is a modern new patte

2、rn continuum conveyor. Not only can it transport dispersed material , but also solve the familiar problems when transport far cry , for example, currency belt conveyor transportable obliquity is little、plane swerve radii is big and environmental pollution and so on . It has been effective continuum

3、conveyor in transporting all kinds of material in foreign, but it started late in our country and it is under development. This paper mainly introduces the selection of circular conveyor design and truss beam design calculation.Keywords: type pipe belt conveyor ；selecting ；design and calculation圆管带式

4、输送机选型设计第一章 概述1.1带式输送机简介带式输送机是使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10年

5、，长距离、大运量、高速度的带式输送机的出现，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。1.2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

6、势是：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-10C，物体温度不超过50C；在寒冷地区，应设有采暖设施；可做水平运输，倾斜向上(16)和向下()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。1.3圆管带式输送机简介带式输送机是一种重要的散状物料输送设备，广泛应用于矿

7、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，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

8、许多明显的特点。1.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；2.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。3.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；4.圆管输送机机架宽度小。由于采用圆形截面输送物料，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，

9、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；5.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；6.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

10、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。1.4 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Bri

11、dgestone(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

12、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KOCH公司有150台左右)；输送能力50t/h4500th；总运输长度200km以上；管径范围100mm-700mm。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4500th，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。

13、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

14、原理及结构组成2.1圆管带式输送机的工作原理图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，用若干组过渡托辊组将平形的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辊的导向，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。2.2 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、托辊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

15、输送带、托辊组结构不同。由于输送带要卷成圆管状，因而需要采用多边形托辊组(最常用的是六边形托辊组)；过渡段的长度及其托辊的布置形式不同。2.3圆管带式输送机的主要技术参数及确定2.3.1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。2.3.2 填充系数图2.3 最大粒度与填充系数的关系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。而物料在圆管带式输送带中的充填系数一般为75，最大不应超过80。充填系数在75时，最大粒度应。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

16、小与管径和充填系数有关，见图2.3所示。 2.3.3 线路布置圆管带式输送机输送带由六边形托辊组围成而强制成圆管状，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。（1）过渡段长度及其托辊的布置 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2.4a 图2.4b表2.2 过渡段长度及最小长度尾部过渡段托辊组的布置如图2

17、.5所示。缓冲托辊的间距一般为300500mm，均为槽形托辊，其槽角由A1A1断面至A4A4截面逐步增加，可分别为15、20、30、45；在BB断面处设置一组5托辊组，其中最上方的2个托辊的倾角，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地过渡成圆管状，并减少边缘部分的磨损，有时还可在BB截面前方设置一个压带辊，同样是用来将一带边压下使其低于另一带边，见图2.5。在CC截面，除采用标准六边形托辊以外，还可由12个托辊组成十二边形，实际上是在支承板两侧各形成正六边形，相互错开30角，十二边形托辊组成的圆管形比标准六边形托辊组更接近圆

18、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辊(后面将详细阐述)。 图2.5 尾部过渡段托辊布置图图2.6 过渡段加压辊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直辊子来实现的，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直径时，应该修正充填系数或者增大圆管输送带直径，这时要重新匹配带速，以保证所要求的输送量。 （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

19、输送机可以在水平面内或垂直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直线布置。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辊的使用寿命，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 ；对钢丝绳芯带当“S”形、凸弧弯曲或水平和凹弧弯曲综合出现时，则：对织物芯带 ；对钢丝绳芯带当水平弯曲和凸弧同时存在时，则：对织

20、物芯带 ；对钢丝绳芯带表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600。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时，弯曲半径为： 式中K经验系数，。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

21、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。（3）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。(a)平底船型 (b) 峰点型 (c) 峰点型平底船型(d) 平底船一峰点型 (e)峰点型一峰点型 (f)平底船一平底船型图2.8 托辊的布置形式托辊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

22、，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。表2.4 直线段托辊间距（4）圆管带式输送机输送带的搭接方向对其直线运行和垂直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14所示的要求实施，否则在弯曲过程中不能保持正常的圆管状且使管径缩小。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3.1 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；

23、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： = 1 * GB3 块度：080mm = 2 * GB3 堆积密度：0.95 （3）工作环境：露天布置（4）输送机长度：L94.185m，（头尾滚筒中心距） （5）提升高度

24、：（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3-1 传动系统图初定设计参数为：管径；带速，直线段托辊间距；托辊辊径，辊长为防止两托辊间干涉，取托辊长度。导料槽长度3m，由2中表3-4查得托辊规格为时，螺栓规格为，每个托辊质量为3.4，每个托辊架质量为2.5。由4中表4-17选取辊子轴承为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=，厚度=11.7，质量=13.9。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 （3-1）式中：输送量（）；带速（）；物料堆积密度（）；A圆管带式输送机截面积, ;物料

25、的填充系数。带速选择原则：输送量大、输送带较宽时，应选择有较高的带速。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。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，带速一般小于1.25m/s。带

26、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： （理论计算值） 故满足输送要求。3.3 圆周驱动力3.3.1 计算公式 （1） 所有长度（包括） 传动滚筒上所需圆周驱动力为输送机所有阻力之和，可用式（3-2）计算： （3-2） 式中FH主要阻力，N；FN附加阻力，N；FS1特种主要阻力，N；FS2特种附加阻力，N；FSt倾斜阻力，N。五种阻力中，FH、FN是所有输送机都有的，其他三类阻力

27、，根据输送机型及附件装设情况定，由设计者选择。（2） 对机长大于80m的带式输送机，附加阻力明显的小于主要阻力，可用简便的方式进行计算，不会出现严重错误。为此引入系数C作简化计算，则公式变为下面的形式： （3-3）式中 FU圆周力（N）；FH主要阻力（N）；FS1特种主要阻力（N）；FS2特种附加阻力（N）；FSt提升阻力（N）；C与输送机长度有关的系数，在机长大于80m时，可按式（3-4）计算，或从表中查取 （3-4）式中 附加长度，一般在70m到100m之间；C 系数，取1.034。3.3.2 主要阻力计算输送机的主要阻力是物料及输送带移动和承载分支及回程分支托辊旋转所产生阻力的总和。可用

28、式（3-5）计算： （3-5）式中 L输送机长度（m）；f模拟摩擦系数，查表3-1知其值取0.045；承载分支每米长度托辊旋转部分质量（kg/m）；回程分支每米长度托辊旋转部分质量（kg/m）；每米长度输送带质量（kg/m）；每米长度物料的质量。工作条件平托辊槽型托辊六边形托辊室内清洁、干燥、物料内摩擦小0.0180.020.0350.045空气潮湿、常温、物料内摩擦中等0.0250.030.0450.055室外物料内摩擦大0.0350.040.0550.075表3-1 圆管带式输送机阻力系数f托辊参数：上下托辊为六边形托辊组，直径89.1mm，托辊长170mm，；由于现有的手册中没有所选用的

29、托辊，所以先从DT选用手册查出直径为89.1mm的系列托辊旋转质量。由于承载分支和回程分支托辊旋转质量一样，则实际单位长度物料线载荷： 每米长度托辊旋转部分质量 （3.6）每米长度皮带质量所以主要阻力为：3.3.3主要特种阻力计算主要特种阻力包括托辊前倾的摩擦阻力和被输送物料与导料槽拦板之间的摩擦阻力Fgl两部分，按式（3-6）计算： （3-6）按式（3-7）或式（3-8）计算：三个等长辊子的前倾上托辊时 （3-7）二辊式前倾下托辊时 （3-8） 本次设计的管带机中没有前倾托辊，所以计算： (3-9)式中 槽型系数。30槽角时为0.4，35槽角时为0.43,45槽角时为0.5；托辊和输送带间的

30、摩擦系数，一般取为0.30.4； 装有前倾托辊的输送机长度，m； 托辊前倾角度（见DT（A）表3-7，也可全部取为130），（）； 导料槽栏板长度，m； 导料槽栏板间宽度，m，可从DT（A）表3-11中查取； 物料与导料栏板间的摩擦系数，一般取为0.50.7。由式（3-9）得被输送物料与导料槽栏板之间的摩擦阻力Fgl为： 式中 =0.6，=1.6m。所以主要特种阻力：3.3.4特种附加阻力计算附加特种阻力包括输送带清扫器摩擦阻力和犁式卸料器摩擦阻力等部分，按下式计算： （3-10） （3-11） （3-12）式中 清扫器个数，包括头部清扫器和空段清扫器； 一个清扫器和输送带接触面积，见DT（A

31、）表3-11； 清扫器和输送带间的压力，一般取为 清扫器和输送带间的摩擦系数，一般取为0.50.7；刮板系数，一般取为。故清扫器摩擦阻力： 本次的设计的输送机只有一个头部清扫器，没有犁式卸料器。所以特种附加阻力 3.3.5 倾斜阻力计算倾斜阻力按下式计算：FSt （3-13）式中 输送机受料点与卸料点间的高差，m；输送机向上提升时，H取为正值；输送机向下运输时，H取为负值。 将以上计算所得的各个阻力代入式（3-3）得圆周驱动力： 3.4 传动功率计算3.4.1 传动滚筒轴功率计算传动滚筒轴功率计算按式（3-14）计算 （3-14）3.4.2电动机功率电动机功率,按式(3-15)计算:电动工况:

32、 （3-15） 发电工况（下运）： （3-16） （3-17）式中 传动效率，一般在之间选取； 联轴器效率； 每个机械式联轴器：；液力耦合器：； 减速器传动效率，按每级齿轮传动效率为0.98计算；二级减速机:； 三级减速机:； 电压降系数，一般取； 多机驱动功率不平衡系数，一般取,单电机驻动时，。 该电动机处于发电工况，代入式（3-15）得电机功率为： 故选电机为 3.5 输送带张力计算输送带张力在整个长度上是变化的，影响因素很多，为保证输送机正常运行，输送带张力必须满足以下两个条件：（1）在任何负载情况下，作用在输送带上的张力应使得全部传动滚筒上的圆周力是通过摩擦传递到输送带上，而输送带与滚

33、筒间应保证不打滑；（2）作用在输送带上的张力应足够大，使输送带在两组托辊间的垂度小于一定值。3.5.1 输送带不打滑条件圆周驱动力通过摩擦传递到输送带上（见图3-2）图3-2 作用于输送带的张力如图3-2所示，输送带在传动滚简松边的最小张力应满足式(3-18)的要求。 (3-18)式中 输送机满载启动或制动时出现的最大圆周驱动力，启动时=，启动系数=1.31.7； 传动滚筒与输送带间的摩擦系数，见表3-2取=0.35； 输送带在所有传动滚筒上的围包角； 欧拉系数。表3-2 传动滚筒与输送带间的摩擦系数工作条件光面滚筒胶面滚筒清洁干燥0.250.030.40环境潮湿0.100.150.250.3

34、5潮湿粘污0.050.20按给定条件取，查DT(A)表3-11得：所以按不打滑条件得驱动滚筒奔离点最小张力为： 3.5.2 各特性点张力计算为了确定输送带作用于各改向滚筒的合张力，拉紧装置拉紧力等特性点张力，需按逐点张力计算法，进行各特性点张力计算。令，计算各特性点的张力。线路布置简图如下：图8满足承载边保证下重度最小张力要求。3）滚筒合力传动滚筒合力根据DT(A)手册6-1选滚筒代号为12063.1，直径 D=630mm许用合力为40kN,许用扭矩为3.5kNm传动滚筒扭矩满足要求3.6 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()按下式计算： （3-19）式中 稳定工

35、况下输送带最大张力，； 输送机带宽，；输送带纵向扯断强度，； 稳定工况下，织物芯输送带静安全系数。棉帆布芯带 ；尼龙、聚醋帆布芯带,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： 满足要求。故选用NN-100输送带(三层，上覆盖胶6mm，下覆盖胶3mm)。3.7拉紧力拉紧装置拉紧力按式（3-20） （3-20）式中 拉紧滚筒驱入点张力，； 拉紧滚筒奔离点张力，。由式3-20得：拉紧力为选用图号为100D1061L的螺旋拉紧装置，拉紧行程为1000mm，最大拉紧力为38，满足要求。3.8确定传动滚筒传动滚筒所受最大合张力：,按此工况初选传动滚筒代号为12063.1，直

36、径D=630mm,许用扭矩为12，许用合力40传动滚筒最大扭矩为： 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，其截面形式和尺寸主要受到托辊窗布置、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。4.1 桁架梁设计4.1.1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辊窗，其节距和主要外形尺寸由托辊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4.1圆管带式输送机桁架粱中要布置托辊窗，

37、在杆件截面型式的选择时既要考虑到托辊窗布置方便，还应便于桁架平面内节点连接和桁架平面外结构的连接，同时还应使用钢量减少。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，并尽量满足等稳定的要求，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辊窗，角钢中间设置节点板布置桁架梁竖杆

38、、斜杆，制作工艺方便，且具有更大的平面外抗弯性能，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应影响托辊窗的布置，且节点的设计应使托辊窗布置简单，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

39、。圆管带式输送机桁架梁由于其节点处要布置托辊窗。故弦杆拼接时，拼接位置不应设置在节点处，最好设置在节间，且弦杆的拼接应离开受力大的跨中央至少l2个节距。4.2 圆管带式输送机桁架梁载荷分析与计算4.2.1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

40、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

41、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，将上述作用载荷的计算结果单位统一归纳为单位长度载荷值(Nm或KNm)。4.2.2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

42、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）桁架梁自重载荷(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

43、设计经验，可以采用以下几种自重计算或估算的方法：a.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；b.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。（2）输送带的自重载荷(KN/m)（3）托辊窗自重载荷(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

44、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。（4）物料载荷(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，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、粘性和温度等。散料在输送机管带内基本呈均匀分布，故在计算物料载荷时按载荷均匀分布在管带内进行计算，计算公式如下: （4-1）式中 -被输送物料的单位长度质量 ； -质量输送量 ； -带速 。一般情况下，走台的宽度为5001000mm，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

45、密度考虑桁架的工作人数，工作人员自重载荷约为。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3KN。4.2.3 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

46、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： （4-2） 式中：-计算风压 ； -风压高度变化系数； -风力系数； -桁架梁垂直于风向的迎风面积 。（3）冰雪载荷()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。4.3 桁架梁结构与尺寸的确定（1）初

47、步确定结构形式本次设计的管带机的直径为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6mm厚的钢板，窗体板周围所围的角钢为70705的，桁架的四根主弦杆采用10010010的角钢，斜腹杆采用70705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，一个直线段桁架梁长度为20000mm，取20m长直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：载荷类型垂直自重载荷雪载荷风载荷大小（kg/m）531.8257

48、8 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，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直方向的载荷 q=(531.8+25)/2=278.4kgm=2.7KN 图10 图3为此次设计的桁架的竖直平面内单片桁架梁的内力分析模型，最危险杆件（1、2、7）的内力计算结果如下：杆1的轴力 ：N1=-q/2=-1.35杆2的轴力： N2=（杆7的轴力:N7=qL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：AN式中 N杆件

49、的最大轴向力； 钉孔对截面的减损系数，焊接时=1； 拉杆钢材Q235杆件7是主弦：10010010 其截面面积A=19.261cm2 N=203.6符合其强度要求，初步选型合格。第5章 圆管带式输送机部件的选用5.1 托辊及托辊组圆管带式输送机所用的托辊，要求运行阻力小以及更好的防止雨水及粉尘浸入的性能，根据日本托辊的调查结果说明，当调整黄油的充填率时，可以获得更小的回转阻力。关于渗水性的要求问题，对普通带式输送机的槽形托辊组的侧辊槽角一般为35左右，而圆管带式输送机的六边形托辊组的侧辊倾角呈60乃至90 ，因此如果密封不好，雨水易于浸入，在短时间内可能出现托辊不转。圆管带式输送机对托辊的密封

50、要求更为严格。(1)托辊的直径 圆管带式输送机与普通带式输送机比较，可以选用较高的带速。其带速主要受托辊的转速及托辊直径的限制，增大托辊直径或提高托辊许用转速均能达到提高带速的目的。(2)六边形托辊组 图5.1所示为六边形托辊组。这里特别提出要注意的是每个托辊的最小间隙应小于输送带厚度，为48mm，如果过大输送带边缘易塞入而损坏。图5.1 六边形托辊组结构图另外承载分支和回程分支还可以采用如图5.2所示的布置形式图5.2 承载段和回程段托辊设置a)回程四辊 b)回程二辊 c)回程单辊5.2 输送带输送带在带式输送机中既是承载构件又是牵引构件（钢丝绳牵引带式输送机除外），它不仅要有承载能力，还要

51、有足够的抗拉强度。输送带有带芯（骨架）和覆盖层组成，其中覆盖层又分为上覆盖胶，边条胶，下覆盖胶。输送机的带芯主要是有各种织物（棉织物，各种化纤织物以及混纺织物等）或钢丝绳构成。它们是输送带的骨干层，几乎承载输送带工作时的全部负载。因此，带芯材料必须有一定的强度和刚度。覆盖胶用来保护中间带芯不受机械损伤以及周围有害介质的影响。上覆盖胶层一般较厚，这是输送带的承载面，直接与物料接触并承受物料的冲击和磨损。下覆胶层是输送带与支撑托辊接触的一面，主要承受压力，为了减少输送带沿托辊运行时的压陷阻力，下覆盖胶的厚度一般较薄。侧边覆盖胶的作用是当输送带发生跑偏使侧面与机架相碰时，保护带芯不受机械损伤。在钢芯

52、绳中,钢丝绳的质量是决定输送带使用寿命长短的关键因素之一，必须具有以下特点：应具有较高的破断强度。钢芯强度高则输送带亦可增大，从另一个角度来说，芯层强度越高，所用绳之直径即可缩小，输送带可以做的薄些，已达到减小输送机尺寸的目的。芯层与橡胶应具有较高的黏着力。这对于用硫化接头具有重大意义.提高钢绳与橡胶之间黏着力的主要措施是在钢绳表面电镀黄铜及采用硬质橡胶等。应具有较高的耐疲劳强度，否则钢绳疲劳后，它与橡胶的黏着力即下降乃至完全分离。应具有较好的柔性.制造过程中采用预变形措施以消除钢绳中的残余应力，可使钢芯层具有较好的柔性而不松散。输送带上下覆盖胶在目前多采用天然橡胶,国外有采用耐磨和抗风化的橡

53、胶的胶带，如轮胎花纹橡胶的改良胶作为覆盖胶,以提高其使用寿命。输送带的中间用合成橡胶与天然胶的混合物。钢绳芯层带与普通带相比较以下优点：强度高由于强度高，可使1台输送机的长度增大很多。目前国内钢绳芯输送带输送机1台长度达几公里、几十公里。伸长量小.的钢绳芯层带的伸长量约为帆布带伸长量的十分之一，因此拉紧装置纵向弹性高。这样张力传播速度快，起动和制动时不会出现浪涌现象。成槽性能好由于钢绳芯层是沿着输送带纵向排列的，而且只有一层，与托辊贴合紧密,可以形成较大的槽角。近年来钢绳芯输送带输送机的槽角多数为35，这样不仅可以增大运量，而且可以防止输送带跑偏。抗冲击性及抗弯曲疲劳性好，使用寿命长由于钢绳芯

54、层是以很细的钢丝捻成钢绳带芯，它弯曲疲劳和耐冲击性非常好。破损后容易修补，钢绳芯输送带一旦出现破损，破伤几乎不再扩大，修补也很容易。相反，帆布带损伤后，会由于水浸等原因而引起剥离。使帆布带强度降低。接头寿命长这种输送带由于采用硫化胶接，接头寿命很长，经验表明有的接头使用十余年尚未损坏。输送机的滚筒小。钢绳芯输送带由于带芯是单层细钢丝绳，弯曲疲劳轻微，允许滚筒直径比用帆布输送带的。钢绳芯输送带也存在一些缺点:制造工艺要求高，必须保证各钢绳芯的张力均匀，否则输送带运转中由于张力不均而发生跑偏现象。由于输送带内无横向钢绳芯及帆布层，抗纵向撕裂的能力要避免纵向撕裂。易断丝。当滚筒表面与输送带之间卡进物

55、料时，容易引起输送带钢绳芯的断丝。因此,要求要有可靠的清扫装置。5.2.1 输送带的分类：按输送带带芯结构及材料不同，输送带被分成织物芯层和钢丝绳芯两大类。织物芯层又分为分层织物芯和整体织物层层芯两类，且织物芯层的材质有棉，尼龙和维纶等。整体编织织物芯层输送带与分层织物芯层输送带相比，在带强度相同的情况下，整体输送带的厚度小，柔性好，耐冲击性好，使用中不会发生层间剥裂，但伸长率较高，在使用过程中，需要较大的拉紧行程。钢丝绳芯输送带是有许多柔软的细钢丝绳相隔一定的间距排列，用与钢丝绳有良好粘合性的胶料粘合而成。钢丝绳芯输送带的纵向拉伸强度高，抗弯曲性能好；伸长率小，需要拉紧行程小。同其它输送带相

56、比，在带强度相同的前提下，钢丝绳芯输送带的厚度小。输送带上下覆盖胶在目前多采用天然橡胶,国外有采用耐磨和抗风化的橡胶的胶带，如轮胎花纹橡胶的改良胶作为覆盖胶,以提高其使用寿命。输送带的中间用合成橡胶与天然胶的混合物。钢绳芯层带与普通带相比较优点是：强度高、成槽性能好、抗冲击性及抗弯曲疲劳性好、使用寿命长、破损后容易修补、接头寿命长、输送机的滚筒小。钢绳芯输送带也存在一些缺点:制造工艺要求高；由于输送带内无横向钢绳芯及帆布层，抗纵向撕裂的能力要避免纵向撕裂；易断丝。5.2.2 输送带的连接为了方便制造和搬运，输送带的长度一般制成100200米，因此使用时必须根据需要进行连接。橡胶输送带的连接方法

57、有机械接法与硫化胶接法两种。硫化胶接法又分为热硫化和冷硫化胶接法两种。塑料输送带则有机械接法和塑化接法两种。机械接头机械接头是一种可拆卸的接头。它对带芯有损伤，接头强度效率低，只有25%60%，使用寿命短，并且接头通过滚筒表面时，对滚筒表面有损害，常用于短距或移动式带式输送机上。织物芯层输送带常采用的机械接头形式有胶接活页式，铆钉固定的夹板式和钩状卡子式，但钢丝绳芯输送带一般不采用机械接头方式。硫化（塑化）接头硫化（塑化）接头是一种不可拆卸的接头形式。它具有承受拉力大，使用寿命长，对滚筒表面不产生损害，接头效率高达60%95%的优点，但存在接头工艺复杂的缺点。用于圆管带式输送机的输送带由Bri

58、dgestone轮胎公司开发。它与普通输送带相似，但在设计上也采用了一些重要技术。圆管带式输送机输送带由日本的Bridgestone及其授权的公司制造。由于刚性和柔性要求，必须采用一种特殊的骨架结构。输送带必须具有刚性，从而在通过托辊组时形成并保持圆管状。同时，也必须有一定得柔性，保证输送带能通过过渡段，经由加料段在线路中卷成圆管状运行和平面状地通过滚筒卸料。这可在输送带的织物层间加橡胶层来满足。为了保证搭接部分很好地密封，从而防止物料泄露，要降低输送带边缘的刚性。进一步讲，要控制上下胶层的厚度和硫化次数，提高输送带自然趋向圆管状的能力。对于长距离圆管带式输送机，输送带也可采用钢绳芯结构，此时

59、，在钢丝绳的上下各铺有一层横向织物。就像织物芯输送带结构一样，在织物和钢丝绳之间也有一层橡胶。为了紧急维修，可以暂时采用金属接头或用普通输送带代替，直到可作长期维护。普通输送带不具有所需的刚性和柔性，结果将产生永久的带芯分层、疲劳或其他不可预测的问题。但普通输送带的优点就是结构简单、制造成本低、价格低，有时也可作为圆管输送带的用替代品。在通用带式输送机上时，圆管带式输送机输送带和普通输送带的使用寿命实际上是相同的。圆管输送带的清扫装置与用在通用带式输送机中的一样，单刮板和多叶片带式清扫器及旋转刷和空段清扫器都可应用。圆管带式输送机输送带可经过特殊制造，从而用于输送热物料。标准规格输送带使用温度

60、可达60（140oF），两种热物料规格输送带允许温度可达110（230oF）和 160（3205.3 传动滚筒5.3.1 传动滚筒的作用及类型传动滚筒是传动动力的主要部件。作为单点驱动方式来讲，可分成单滚筒传动及双滚筒传动。单滚筒传动多用于功率不太大的输送机上，功率较大的输送机可采用双滚筒传动，其特点是结构紧凑，还可增加围包角以增加传动滚筒所能传递的牵引力。使用双滚筒传动时可以采用多电机分别传动，可以利用齿轮传动装置使两滚筒同速运转。如双滚筒传动仍不需要牵引力需要，可采用多点驱动方式。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，新设计产品全部采用滚动轴承。传动滚筒的表面形式有钢制光面滚