探究长距离圆管带式输送机的设计

李佐录++董建平

摘 要：圆管带式输送机可提高输送机倾角，并具备密闭性和空间弯曲的优势，输送带运行方向稳定，不容易发生跑偏问题，可充分满足环保输送物料的需求。在目前众多封闭式带式输送机中，圆管带式输送机是使用最为普遍的机型，其主要依靠驱动滚筒和输送带之间产生的摩擦力实现运动，并通过多边形托辊组将胶带强制卷成圆管状，因此在运行过程中占用空间更小，起到了经济环保效应。

关键词：长距离 圆管带式输送机 设计

中图分类号：TH222 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）10（a）-0044-02

目前物料输送主要以异型断面管状带式输送机和圆管状带式输送机为主。虽然管状带式输送机结构各异，但其均具备密闭性良好的特点，因此在输送过程中物料不洒落、飞扬、泄漏，避免了密闭空间外的物料混入输送带中，实现了环保无害化输送的目的。

1 长距离圆管带式输送机构成和特征

1.1 主要构成

长距离圆管带式输送机是在通用带式输送机基础上发展而来的新型机器，驱动力以滚筒与传送带摩擦力为主，并按照恒定间距布置多边形的托輥组，将输送带强制卷成圆管形，输送物料时从输送机尾部进料口进入加料段，输送带此时由平形变为U形，经由过渡段时再逐渐变成圆管状，将物料包住后实现密闭输送，在物料输送至头部过渡段时，输送带从U形逐渐展平，卸除物料，回程和承载分支均为圆管状或平形运行[1]。

1.2 主要特征

除密闭性良好外，圆管带式输送机还具备以下特征：（1）空间弯曲输送，输送带可绕过各种障碍物和设施，无需多台运转，总体布置简单，便于安装，可在较小的曲率半径内实现空间弯曲的线路布置；（2）提高输送倾角。圆管带式输送机可将物料包在输送带中，输送过程中增加物料与输送带表面的摩擦力，因此可适当增加倾角，通常情况下，β≥30°，增设隔板后可增加到60°～90°[2]，因此在只考虑提升高度的时候，与普通输送带相比可缩短整机长度，从而可节约设备成本和基建费用；（3）管状输送带的结构决定了输送机在运行过程中不会发声跑偏的问题，节约了机器维护费用。

2 长距离圆管带式输送机设计要点

2.1 结构设计

2.1.1 托辊组设计

以常见的六边形托辊组为例，其属于过渡段到成型段的最后一个托辊组，位于最上方的两个托辊设计和安装有两种方案：一是在面板上安装带有4个长孔的托辊，与水平线夹角分别为50°和65°。在设计该面板时，焊接要分前后，并与输送带搭接方向一致，目前（这种）应用最为普遍；二是六边形托辊组的面板上只设置2个长孔，其长度要长于第一种方案，与水平线夹角均为60°。该方案在加工设计和安装方面均要比第一种方案更加便捷，且焊接过程不分前后，根据输送带方向对长孔中的调整螺栓位置进行调整即可。

安装在托辊组架板上的托辊轴长孔多为向上开的，设计过程中考虑到实用性，可将其调整为向侧面开，既降低了托辊组架板高度，节省了装配空间，又省去了大量压板和标准件。若长孔朝上开，需安装1个压板，2套标准件（螺栓、垫圈、螺母）和1个托辊，一个六边形托辊组上至少需要12套标准件和6个压板，整条输送带上有成百上千个六边形托辊组，由此可见改变开口方向可节省大量安装耗材和装配时间。此外，在架板和托辊轴的装配设计过程中为了让架板与托辊轴保持相对静止状态，不让其随着托辊运行从架板上滑落，就必须要让长孔开口方向与输送带运行方向相反，对于这两者之间的运行关系，同样存在两种设计方案：一是回程段和承载段托辊架板上的长孔方向不改变，但空载段与承载段托辊安装位置分别在架板两侧，并与输送带运行方向相反[3]。二是空载段和承载段托辊组安装在架板同一侧，但长孔开口与空载段托辊架板长孔开口方向和输送带运行方向相反。

2.1.2 滚筒设计

在物料输送过程中，圆管带式输送带通常会产生左右扭转的问题，因此处于头部滚筒处输送带会横向偏移运转，故圆管带式输送机滚筒宽度要比普通带式输送机宽裕，因此头部卸料槽内部各个宽度值也需相应增大。

2.1.3 输送带设计

输送带在运转过程中载荷复杂，既受纵向拉伸应力，又受径向托辊和滚筒的横向弯曲应力，因此在设计过程中为了保证输送带通过托辊组时能稳定形成圆管状，并在过渡段顺利形成平展面，故输送带设计需符合以下特征：一是适当的横向刚性，输送带运行时要保证圆管形状稳定；二是优异的弹性和纵向柔韧性，带体材质要能承受长期反复的弯曲和平展；三是优异的耐磨性和抗疲劳度，需能承受长期恶劣的工作环境所带来的摩擦。基于上述设计要求，输送带可采用的抗拉体材质除了钢丝绳芯和有织物芯外，还可采用近年来新研发出的芳纶带芯，该物质不仅具有较高的强度，且相对密度和变形小，耐腐蚀性强，是输送带骨架的理想材料。

2.2 参数设计

2.2.1 过渡段长度

过渡段长度设计需参考输送带管径和类型以及允许伸长率等参数，若过渡段太短，则输送带边缘附加张力较大，输送带容易过早产生疲劳损坏，甚至直接断裂；若过渡段太长，则成形段密封长度会缩短。因此要对过渡段进行合理设计，提高输送带运行寿命。以往经验表明：输送带为织物芯时，过渡段设计长度应为圆管径的25倍，输送带为钢丝芯时，过渡段长度需大于圆管径的50倍。

2.2.2 过渡段托辊组布置

（1）正六边形托辊组间距设计需小于标准直线段间距，直线段托辊间距与管径、物料堆积密度之间的对应关系如表1所示。因此取值范围为：弯<（0.5～0.8），弯曲半径值较小时取最小值，反之则取最大值。

（2）受料点、过渡段托辊间距。受料点通常会设置起缓冲作用的托辊，且要能承受物料冲击力，因此理想间距通常为300～500 mm；而过渡段托辊组通常是由槽型托辊、平形托辊逐渐过渡到六边形托辊组，因此间距通常为正常密闭段托辊间距的一半。

3 结语

圆管带式输送机主要构涉及到多种理论知识和实际经验，输送物料的效率与其设计的合理性有直接关联，因此在设计过程中需对结构、受力、滚筒、输送带以及其他重要参数进行着重考虑，结合输送机运行距离和输送的物料特征进行合理设计，从而提高圆管带式输送机的实用价值。

参考文献

[1] 李晨曦.圆管带式输送机在长距离输送系统中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2013（24）.

[2] 王玉玮，危银涛，马履翱，等.圆管带式输送机最佳悬垂度研究[J].橡胶工业，2015，62（6）：335-339.

[3] 孙晓霞，孟文俊.圆管带式输送机输送带横向刚度和成形力的分析[J].煤矿机械，2015，36（2）：128-130.