業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書
學(xué)院 專業(yè)年級(jí) 學(xué)生姓名
任務(wù)下達(dá)日期：20**年2月28日
畢業(yè)設(shè)計(jì)日期： 20**年3月7日至20**年6月10日
畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：圓管帶式輸送機(jī)
畢業(yè)設(shè)計(jì)專題題目：
畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求：
1、查閱有關(guān)資料、完成圓管帶式輸送機(jī)總體方案的設(shè)計(jì)；
2、完成驅(qū)動(dòng)裝置及總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
3、完成電動(dòng)滾筒設(shè)計(jì)；
4、機(jī)架及主要組件、零件圖設(shè)計(jì)及零件加工工藝編制；
5、編寫完成整機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書、中英文翻譯，包括圖表不少于15000字；
6 完成不少于3000字的英譯漢翻譯；
7 完成機(jī)械圖紙總量不少于3張0號(hào)圖紙。
院長(zhǎng)簽字： 指導(dǎo)教師簽字：
摘 要
DG500型圓管帶式輸送機(jī)是一種新型的輔助運(yùn)輸設(shè)備。該型運(yùn)輸機(jī)設(shè)計(jì)的目的主要應(yīng)用于面粉廠兩車間之間面粉的運(yùn)輸，同時(shí)也適應(yīng)于清潔快速的連續(xù)短距離輸送顆粒性的物品。
DG500型圓管帶式輸送機(jī)主要由電動(dòng)滾筒、聯(lián)軸器、改向滾筒、輸送帶、托輥、機(jī)架、拉緊裝置、清掃器與給料系統(tǒng)等組成。
該型輸送機(jī)采用封閉式運(yùn)輸可防止外部雜物混入輸送物料，也能防止物料遭受雨淋、日曬，并可實(shí)現(xiàn)承載段和回程段完全封閉輸送，原理上可以避免漏料、灑料等，可滿足環(huán)保要求。
DG500型圓管帶式輸送機(jī)在運(yùn)量上可以完成100t/h，運(yùn)輸量較大，并且采用更換機(jī)架的形式可以進(jìn)行傾斜、垂直、轉(zhuǎn)彎等一系列普通帶式運(yùn)輸機(jī)所不能完成的運(yùn)輸方式。
該型輸送機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，結(jié)構(gòu)為近似對(duì)稱布置；輸送距離短，方便移動(dòng)；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，安全可靠，安裝方便。
關(guān)鍵詞：輸送機(jī)； 封閉運(yùn)輸
ABSTRACT
DG500 pipe belt conveyor is a novel type of auxiliary transport equipment. It is designed to transport flour between the two workshops. Besides, it can be used to transport the clean and fast continuous short-range particles items. DG500 pipe belt conveyor mainly composed of electric drum, couplings, bend pulley, belt, roller, frame, tensioning device, cleaning device and feed system components.
The bearing segment and return segment of this type of conveyor is complete closed transport. This characteristics can prevent transportation of materials from external debris. Meanwhile, it can prevent materials from rain and sun. So, in principle, this type of conveyor can avoid leakage, spilled materials, etc, and can meet the environmental requirements.
DG500-type pipe belt conveyor transportation volume is large, and can finish the transportation volume of 100t / h, and through replace the rack, it can be used to tilted, vertical, turning transport which is the common mode of transport can not complete.
This type of conveyor has the feature of compact in frame, approximately symmetrical arrangement of structure; transmission distance is short, easy movement; smooth running, safe and reliable, and easy installation.
Keywords: conveyor; closed transport;
目 錄
1概述 1
1.1圓管帶式輸送機(jī) 1
1.2 圓管帶式輸送機(jī)的特點(diǎn) 6
1.2.1 優(yōu)點(diǎn) 6
1.2.2 缺點(diǎn) 6
1.3 圓管帶式輸送機(jī)的發(fā)展 7
1.3.1 圓管帶式輸送機(jī)的發(fā)展水平 7
1.3.2 圓管帶式輸送機(jī)的理論研究 8
1.4 圓管帶式輸送機(jī)的組成 9
1.5 本文主要的工作 9
2 圓管帶式輸送機(jī)的總體設(shè)計(jì) 10
2.1 主體結(jié)構(gòu) 10
2.2 機(jī)架組合形式 12
2.3 輸送帶 13
2.3.1輸送帶類型 13
2.3.2 成圓方式 15
2.3.3密封方式 16
2.3.4放置方式 16
2.4 托輥 17
2.5 機(jī)架 18
2.6 附加部件 18
2.7 驅(qū)動(dòng)裝置 20
2.8 啟動(dòng)系統(tǒng) 20
3 圓管帶式輸送機(jī)的總體計(jì)算 21
3.1 設(shè)計(jì)的條件 21
3.2 輸送機(jī)橫截面積A，帶速v和管徑D的計(jì)算 21
3.3 輸送機(jī)功率的估算 22
3.4 張力計(jì)算 23
3.4.1 有效張力計(jì)算 23
3.4.2 最大張力計(jì)算 24
3.5 成圓損失 24
3.6 輸送帶下垂度 24
3.7 輸送帶層數(shù) 25
3.8 驗(yàn)算托輥載荷 26
4 輸送帶的選擇與設(shè)計(jì) 28
4.1 輸送帶分類與結(jié)構(gòu) 28
4.1.1 輸送帶的分類 28
4.1.2 輸送帶結(jié)構(gòu) 29
4.1.3 帶芯 30
4.1.4 編織方法對(duì)強(qiáng)度的影響 31
4.1.5 圓管式輸送帶技術(shù)規(guī)格 31
4.2 輸送帶寬度及滾筒直徑的計(jì)算 31
4.2.1 輸送帶寬度計(jì)算 31
4.2.1 滾筒直徑的計(jì)算 32
4.3 輸送帶工作張力 32
4.3.1最大工作張力 32
4.3.2 輸送帶的安全系數(shù) 33
4.3.3 額定拉斷力 33
4.3.4 輸送帶疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) 33
5 托輥的設(shè)計(jì)與選擇 35
5.1 托輥的選擇 35
5.1.1 緩沖托輥 35
5.1.2 成圓托輥 35
5.1.3 圓形托輥 36
5.1.4 輥?zhàn)虞d荷計(jì)算 38
5.2 托輥軸承 39
5.2.1軸承的選定與安裝 39
5.2.2 軸承的壽命 40
5.2.3軸承的拆卸與清洗 41
6 滾筒的設(shè)計(jì)與選擇 42
6.1 滾筒分類和形式 42
6.1.1 按驅(qū)動(dòng)方式分類 42
6.1.2 按軸承內(nèi)孔大小分類 42
6.1.3 按外形區(qū)分 42
6.1.4 按功能區(qū)分 43
6.2 滾筒規(guī)格 43
6.2.1 傳動(dòng)滾筒基本直徑和長(zhǎng)度 43
6.2.2 改向滾筒外形尺寸 44
6.3 滾筒的軸 45
6.3.1 軸設(shè)計(jì)的程序 46
6.3.2 軸的強(qiáng)度計(jì)算 46
6.4 電動(dòng)滾筒 47
6.4.1 電動(dòng)滾筒的作用 47
6.4.2 電動(dòng)滾筒功率計(jì)算 48
6.4.3 電動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)矩計(jì)算 48
7 輸送機(jī)的線路及機(jī)架的設(shè)計(jì) 50
7.1 線路設(shè)計(jì) 50
7.2 成圓段設(shè)計(jì) 50
7.2.1 成圓段的長(zhǎng)度 50
7.2.2 過(guò)渡段托輥的布置 52
7.3 機(jī)架的設(shè)計(jì) 52
7.3.1 帶式輸送機(jī)布置準(zhǔn)則 52
7.3.2 圓管帶式輸送機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì) 53
8 給料系統(tǒng)、拉緊裝置與清掃器的設(shè)計(jì) 54
8.1 給料系統(tǒng) 54
8.1.1 給料機(jī)的分類 54
8.1.2 給料機(jī)的特點(diǎn) 54
8.2拉緊裝置 55
8.2.1 拉緊裝置的功能 55
8.2.2拉緊裝置的分類 56
8.3 清掃器 56
9 總結(jié) 59
畢業(yè)設(shè)計(jì) 第59頁(yè)
1概述
隨著現(xiàn)代化發(fā)展的要求，環(huán)保成為當(dāng)今時(shí)代一個(gè)日趨重要的問(wèn)題，在世界范圍內(nèi)引起廣泛關(guān)注。輸送系統(tǒng)在工作中產(chǎn)生的粉塵和撒料，對(duì)環(huán)境污染已經(jīng)引起世界各國(guó)輸送機(jī)設(shè)計(jì)、制造和使用部門以及行政管理部門越來(lái)越多的關(guān)注。為了減少輸送過(guò)程的污染，提倡環(huán)保無(wú)害化輸送物料，從而導(dǎo)致人們對(duì)封閉輸送的開發(fā)和研究。
封閉輸送帶式輸送機(jī)是以特殊的機(jī)械結(jié)構(gòu)，通過(guò)輸送帶的圍包將散狀物料包裹在輸送帶的內(nèi)部進(jìn)行輸送。封閉輸送帶式輸送機(jī)在某種程度上具有管道輸送的特點(diǎn)，但是在宏觀上物料和輸送帶沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而是被輸送帶包裹著隨輸送帶一起運(yùn)行來(lái)完成物料的輸送任務(wù)。
對(duì)該機(jī)種的研究與開發(fā)是從20世紀(jì)70年代開始，至今已經(jīng)出現(xiàn)了多種形式的封閉型帶式輸送機(jī)，其基本形式有圓管帶式，吊掛式，和其他異型管式（指斷面形狀而言）帶式輸送機(jī)等。
1.1 圓管帶式輸送機(jī)
除軟管型的輸送帶外,圓管帶式輸送機(jī)的主要特點(diǎn)是采用平的輸送帶，除輸送帶邊緣外，其他的和普通輸送帶幾乎完全相同。
輸送帶邊緣的剛度減弱有利于輸送帶的搭接，輸送帶中部采用橫向增強(qiáng)的方式以提高形成圓管的剛度（圖1-1）。圓管帶式輸送機(jī)型式主要有以下幾種（見圖1-2）。
圖1-1 圓管帶式輸送機(jī)的輸送帶結(jié)構(gòu)示意
圖1-2 圓管帶式輸送機(jī)的幾種主要型式
1、基本型
基本型圓管帶式輸送機(jī)（圖1-2a）是JPC（日本圓管輸送機(jī)，后被普利斯通收購(gòu)）于20世紀(jì)70年代開發(fā)的，其形式是通過(guò)6個(gè)輥?zhàn)訕?gòu)成的等六邊形，將平的輸送帶導(dǎo)向在內(nèi)，使輸送帶在有部分搭接的情況下形成圓管,是目前應(yīng)用數(shù)量最多的一種機(jī)型。
2、雙面型
雙面型圓管帶式輸送機(jī)（圖1-2b）是由日本三水(Mit2sui)和德國(guó)Beumer/Cloth提出的，他們改進(jìn)了基本型托輥在面板上的布置方式，把6個(gè)輥?zhàn)臃殖蓛山M，每側(cè)布置3個(gè)，位置相互銜接。特別是在小直徑條件下，可以用較長(zhǎng)的輥?zhàn)樱冶苊廨佔(zhàn)又g的干涉。目前這種機(jī)型應(yīng)用較多。
3、圓盤型
圓盤形圓管帶式輸送機(jī)（圖1-2c）是由Continental（大陸）公司生產(chǎn)，商品名為Rollgurt。圓盤可以繞輸送機(jī)中心旋轉(zhuǎn)，使最上面的水平輥?zhàn)又胁渴冀K壓在圓管輸送帶的搭接區(qū)，通過(guò)圓盤橫向移動(dòng)可對(duì)輸送帶的運(yùn)行方向進(jìn)行調(diào)整。該機(jī)型的輸送帶考慮了其邊緣及中部輸送帶的應(yīng)力，對(duì)鋼絲繩芯輸送帶通過(guò)邊緣加強(qiáng)、織物芯輸送帶在其中部加強(qiáng)。這種機(jī)型應(yīng)用較少。
4、軟管型
軟管型圓管帶式輸送機(jī)（圖1-2d）是日本吉野（Yoshi2no）橡膠公司和德國(guó)VSR公司于1987年生產(chǎn)的，商品名為Rondex。輸送帶采用一條特殊制造的圓膠管沿縱向切開，在輸送線路上自行成為圓管狀，從而可以采用導(dǎo)向力較小的四輥?zhàn)咏Y(jié)構(gòu)來(lái)導(dǎo)向形成圓管，減小了運(yùn)行阻力和搭接長(zhǎng)度，其無(wú)載分支采用3個(gè)可調(diào)輥?zhàn)颖３謭A管狀。這種機(jī)型應(yīng)用較少。
5、夾邊型
夾邊型圓管帶式輸送機(jī)（圖1-2e）由日本東海（Tokai）公司提出。在采用5個(gè)輥?zhàn)拥耐瑫r(shí)，另外用兩個(gè)輥?zhàn)訆A持輸送帶邊緣。由于輸送機(jī)的上、下分支均在圓管的上方夾持輸送帶邊緣，所以需設(shè)置輸送帶翻轉(zhuǎn)裝置。應(yīng)用較少。由于形成管狀段的輸送帶截面相同，合理的管狀結(jié)構(gòu)為圓管。而基本型的改進(jìn)只是為了更加易于調(diào)整，便于制造、安裝等，例如：圓盤型和雙面型結(jié)構(gòu)，以及Horak的托輥組面板專利。其目的在于形成圓管后不對(duì)物料產(chǎn)生擠壓作用，避免圓管運(yùn)行時(shí)經(jīng)過(guò)托輥的碰撞而發(fā)生輸送帶爆裂問(wèn)題。圓管帶式輸送機(jī)的充填率應(yīng)控制在75%以下，因此它不能在30°~ 40°或更大傾角下輸送散狀物料（此傾角大小與深槽型帶式輸送機(jī)類似），盡管在理論上當(dāng)保持穩(wěn)定的料流時(shí)可以垂直輸送,而實(shí)際情況幾乎是很難實(shí)現(xiàn)的。
1.2 圓管帶式輸送機(jī)的特點(diǎn)
圓管帶式輸送機(jī)是在槽形帶式輸送機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一類特種帶式輸送機(jī)，它是一種通過(guò)托輥組施加強(qiáng)制力將平型輸送帶導(dǎo)向成圓管狀，使輸送物料被密閉在圓管內(nèi)，從而在整個(gè)輸送線路中實(shí)現(xiàn)封閉輸送的設(shè)備。
圓管帶式輸送機(jī)的尾部通過(guò)裝料器給輸送機(jī)裝載，輸送帶經(jīng)過(guò)尾部滾筒后成為普通輸送帶的平形，用若干組過(guò)渡托輥將平形的輸送帶逐漸導(dǎo)向成封閉的圓形截面，從而實(shí)現(xiàn)密閉輸送物料。為了卸料，在輸送機(jī)的頭部仍然通過(guò)過(guò)渡托輥的導(dǎo)向，將圓形輸送帶導(dǎo)向成平形輸送帶在輸送機(jī)的頭部實(shí)現(xiàn)卸料。理論上，輸送機(jī)可以進(jìn)行雙向輸送物料，但是通常需要增設(shè)輸送帶翻轉(zhuǎn)裝置。與其它密閉帶式輸送機(jī)和通用帶式輸送機(jī)相比，圓管帶式輸送機(jī)因其所特有的結(jié)構(gòu)形式，具有明顯的特點(diǎn)。
1.2.1 優(yōu)點(diǎn)
1、圓管帶式輸送機(jī)采用的輸送帶接近于普通輸送帶，因而適合用戶的使用習(xí)慣，容易被使用者接受，而其它類型的密閉輸送帶式輸送機(jī)所采用的輸送帶與通用帶式輸送機(jī)差別很大。
2、可防止外部雜物混入輸送物料，也能防止物料遭受雨淋或日曬等損害，并可實(shí)現(xiàn)承載段和回程段完全封閉輸送，原理上可以避免漏料、灑料等，可滿足環(huán)保要求。
3、能實(shí)現(xiàn)柔性布置設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)小半徑三維空間轉(zhuǎn)彎，避免了中間轉(zhuǎn)運(yùn)站的設(shè)立和相應(yīng)輔助設(shè)備的投資和維護(hù)費(fèi)用；特別適合于空間比較狹小或者有障礙物等復(fù)雜環(huán)境下的輸送線路建設(shè)，縮短了輸送距離，從而降低工程的總造價(jià)。
4、能實(shí)現(xiàn)大傾角輸送，普通槽形帶式輸送機(jī)提升角度最大只能達(dá)到18°左右，而圓管帶式輸送機(jī)由于輸送帶將物料圍包在管內(nèi)輸送增大了物料與輸送帶之間的摩擦力，輸送角度可以進(jìn)一步提高。目前已投入應(yīng)用的圓管帶式輸送機(jī)最大可以達(dá)到30°傾斜輸送，也有提出采用圓管帶式輸送機(jī)進(jìn)行垂直提升的方案。
5、可以方便地實(shí)現(xiàn)雙向物料輸送。由于圓管帶式輸送機(jī)在承載段和回程段均采用封閉管筒輸送，如果在回程段加裝受料口，回程段仍然可以輸送物料，并且中間加料可在任何點(diǎn)通過(guò)打開和封閉輸送帶完成。
6、機(jī)架寬度小。管帶式輸送機(jī)采用圓形截面輸送物料，以較低的帶寬，獲得了同樣大小的有效輸送面積。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在同等輸送截面的情況下，采用圓管輸送機(jī)在寬度方向上可以減為原來(lái)的1/3。從而降低土建施工時(shí)的空間需求、減少鋼材等結(jié)構(gòu)材料的消耗，降低成本和工時(shí)。
1.2.2 缺點(diǎn)
1、材質(zhì)和制造要求相對(duì)較高。盡管圓管帶式輸送機(jī)所采用的輸送帶仍然為平型輸送帶，但是由于要將輸送帶導(dǎo)向成圓管形狀，同時(shí)要求密封，因而要求輸送帶的邊緣與通用帶式輸送機(jī)的情況不同。另外為了使輸送帶導(dǎo)向成圓管形狀，并且在輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程中保持圓管形狀，因而對(duì)輸送帶的剛性要求也不同，需要在設(shè)計(jì)和制造中特別考慮。
2、由于在輸送機(jī)的運(yùn)行中物料被圍包在圓管內(nèi)，增大了物料與輸送帶的擠壓力，因此輸送機(jī)的運(yùn)行阻力系數(shù)要比通用帶式輸送機(jī)大。
與通用帶式輸送機(jī)相比，在帶速和帶寬相
3、同的條件下輸送量小。例如：帶寬為1000mm時(shí)，通用帶式輸送機(jī)的物料的最大截面積為0.0944m2（托輥槽角35°堆積角為10°）而圓管帶式輸送機(jī)的物料截面積僅為0.0409m2。
4、設(shè)計(jì)計(jì)算復(fù)雜。由于圓管帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)形式比通用帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因而使其設(shè)計(jì)計(jì)算更加復(fù)雜。特別需要指出的是，圓管帶式輸送機(jī)的運(yùn)行阻力隨運(yùn)行速度的增大而增大，實(shí)際設(shè)計(jì)中運(yùn)行阻力系數(shù)的選擇較困難。
5、從結(jié)構(gòu)上來(lái)看"圓管帶式輸送機(jī)不會(huì)產(chǎn)生如同通用帶式輸送機(jī)的輸送帶跑偏問(wèn)題，但是存在輸送帶的扭轉(zhuǎn)問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使輸送帶的邊緣進(jìn)入兩個(gè)托輥的間隙內(nèi)，造成輸送帶的損壞。
6、盡管圓管帶式輸送機(jī)有上述的缺點(diǎn)，但它因具有密閉輸送，易于空間轉(zhuǎn)彎、占用空間小等顯著特點(diǎn)，成為在水泥、鋼鐵、化工、糧食等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的一種新型特種帶式輸送機(jī)。
1.3 圓管帶式輸送機(jī)的發(fā)展
1.3.1 圓管帶式輸送機(jī)的發(fā)展水平
圓管帶式輸送機(jī)輸送的物料品種涉及煤炭、糧食、水泥、預(yù)制混凝土、工業(yè)灰渣，肥料、礦石、木屑、油焦、印泥等多種散狀物料，服務(wù)行業(yè)涵蓋了水泥生產(chǎn)、礦山運(yùn)輸、加工業(yè)原料輸送、電力設(shè)施供煤、垃圾處理等多種工業(yè)應(yīng)用。從1987年第一條圓管帶式輸送機(jī)誕生以來(lái)，圓管帶式輸送機(jī)已經(jīng)發(fā)展了27年。截至2004年底，全球已建設(shè)了，960余臺(tái)圓管帶式輸送機(jī)（其中德國(guó)的Koch公司有150臺(tái)左右），輸送能力50~4500t/h；總運(yùn)輸長(zhǎng)度達(dá)200km以上；管徑范圍100~700mm。圖1-5是截止2002年世界圓管輸送機(jī)的建造情況的統(tǒng)計(jì)。世界范圍內(nèi)圓管輸送機(jī)的單機(jī)最大長(zhǎng)度為5029m最大輸送量為4500t/h，最大管徑為700mm最大傾角30°最大轉(zhuǎn)彎角度90°，最多轉(zhuǎn)彎處數(shù)為12個(gè)，最大帶速4.7m/s。
圖1-5 世界范圍內(nèi)使用的圓管帶式輸送機(jī)臺(tái)數(shù)
20世紀(jì)80年代，我國(guó)第一臺(tái)圓管帶式輸送機(jī),由太原重型機(jī)械學(xué)院設(shè)計(jì)、吉林市機(jī)械廠制造，用于吉林市化工廠，但是未能得到進(jìn)一步發(fā)展。從20世紀(jì)80年代末開始引進(jìn)日本的專利制造技術(shù)以來(lái)，我國(guó)的圓管帶式輸送機(jī)建設(shè)一直以來(lái)大部分采用同國(guó)外公司合作生產(chǎn)的方式。繼淮南煤礦機(jī)械廠之后，先后有四川自貢運(yùn)輸機(jī)械廠、中國(guó)華電（工程）集團(tuán)公司等單位同Bridgestone公司合作，負(fù)責(zé)中國(guó)地區(qū)的圓管帶式輸送機(jī)項(xiàng)目建設(shè)。最近，北京國(guó)家電力建設(shè)研究所等單位也與日本企業(yè)聯(lián)合，長(zhǎng)沙重型與德國(guó)KOCH公司聯(lián)合開始圓管帶式輸送機(jī)技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品在中國(guó)的研發(fā)和應(yīng)用推廣工作。目前生產(chǎn)了大約30條圓管帶式輸送機(jī)。秦皇島港碼頭圓管帶式輸送機(jī)代表了當(dāng)今世界圓管帶式輸送機(jī)建設(shè)的水平?？梢姡瑖?guó)內(nèi)圓管帶式輸送機(jī)的制造已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。所存在的問(wèn)題是，缺乏獨(dú)立研究和設(shè)計(jì)能力，還沒(méi)有圓管帶式輸送機(jī)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
1.3.2 圓管帶式輸送機(jī)的理論研究
圓管帶式輸送機(jī)技術(shù)最初起源于日本，日本的Bridgestone公司、Tokai公司、Mitsuhishi公司等圓管輸送機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，針對(duì)行業(yè)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)制造出了各自體系的圓管輸送機(jī)，豐富了圓管輸送機(jī)的種類。
美國(guó)的LOeffler在對(duì)傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方法改進(jìn)的基礎(chǔ)上給出了圓管帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)的一般方法；德國(guó)漢諾威大學(xué)的Wiedenroth和Hager通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)的測(cè)試研究，發(fā)現(xiàn)了圓管輸送機(jī)中法向力的增加隨帶速非線性增加的關(guān)系，通過(guò)試驗(yàn)證明了托輥組鏡像布置方式（法向力減少18%縱向力減少13%）和交迭處施加潤(rùn)滑方法的優(yōu)點(diǎn)（交迭摩擦阻力減少50%），指出了適當(dāng)?shù)念A(yù)拉力對(duì)于圓管輸送帶成管性的重要性，并對(duì)圓管輸送機(jī)轉(zhuǎn)彎運(yùn)行時(shí)預(yù)拉力和曲率半徑對(duì)有效輸送截面的形狀變化及其引起的載荷不均（只有四托輥接觸受力）進(jìn)行了分析研究；美國(guó)的Horak提出了圓管輸送機(jī)托輥組的雙側(cè)布置方案，解決了圓管輸送帶發(fā)生夾帶和縱向撕裂的問(wèn)題，他還設(shè)計(jì)了一系列新型的鋼結(jié)構(gòu)架（已經(jīng)獲得專利）和節(jié)約型的托輥組布置方案，省去了傳統(tǒng)托輥板式安裝的大量鋼材消耗。此外，南非的P.Staples等人也在圓管帶式輸送機(jī)部件選擇與維護(hù)方面做了許多研究工作。德國(guó)的W.Engst研究了大傾角輸送物料問(wèn)題，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)研究最大傾角為40°日本的綱川浩對(duì)圓管帶式輸送機(jī)進(jìn)行垂直輸送進(jìn)行了原理上的實(shí)驗(yàn)，證明了可以通過(guò)圓管帶式輸送機(jī)進(jìn)行垂直輸送粉體物料。
在國(guó)內(nèi)，王鷹等通過(guò)圓管帶式輸送機(jī)的介紹提出了圓管帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法、對(duì)輸送機(jī)運(yùn)行阻力進(jìn)行了初步研究，并且開發(fā)了輸送帶彎曲剛度測(cè)量的實(shí)驗(yàn)臺(tái)。吳志方等探討了采用標(biāo)準(zhǔn)槽形輸送帶代替圓管輸送機(jī)專用輸送帶的可行性以及設(shè)計(jì)過(guò)程中需要注意的問(wèn)題，但是，尚不能直接采用普通輸送帶。張鉞也提出了應(yīng)用圓管帶式輸送機(jī)進(jìn)行垂直提升，盡管已經(jīng)在工程上應(yīng)用，它只適用于提升高度較小"運(yùn)輸量較低的場(chǎng)合。此外，一些研究人員也在過(guò)渡段成形理論、圓管帶式輸送機(jī)空間彎曲螺旋桁架結(jié)構(gòu)機(jī)身設(shè)計(jì)等很多方面進(jìn)行了研究。作者提出了圓管帶式輸送機(jī)過(guò)渡段為一系列曲率半徑不同的圓形截面理論，指出了原有過(guò)渡段成形理論的不合理之處，并通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真給出了圓管輸送機(jī)的過(guò)渡段圖形。
1.4 圓管帶式輸送機(jī)的組成
圓管帶式輸送機(jī)是在通用帶式輸送機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型帶式輸送機(jī)，它靠摩擦驅(qū)動(dòng)，并利用按一定間距布置的正多邊形（一般為正六邊形）托輥組強(qiáng)制輸送帶卷成圓管形。物料從尾部加料漏斗處進(jìn)入加料段，輸送帶由平形變?yōu)閁形，再經(jīng)過(guò)渡段逐漸變?yōu)閳A管形，把物料包住密閉運(yùn)行。輸送到頭部過(guò)渡段時(shí)，圓管形輸送帶由U形漸漸展成平形，把物料卸掉。承載、回程分支輸送帶均可形成圓管運(yùn)行，或使回程分支以平形運(yùn)行，其基本組成如圖1-6所示。
圖1-6 圓管帶式輸送機(jī)的基本組成
2 圓管帶式輸送機(jī)的總體設(shè)計(jì)
對(duì)于圓管帶式輸送機(jī)，有的稱其為管子運(yùn)輸機(jī)(Pipe Conveyor)，有的稱其為圓筒形運(yùn)輸機(jī)(Tubular Convdyor)，有的稱其V形輸送機(jī)(V-CON)，還有的稱其為圓管輸送機(jī)(Rondex Rollgurt)等，書中全部稱其為圓管帶式輸送機(jī)，簡(jiǎn)稱圓管機(jī)。
近年來(lái)，許多工業(yè)部門對(duì)散料輸送機(jī)的容量、運(yùn)距、生產(chǎn)率的要求日益增加，特別是在露天煤礦、火力發(fā)電廠上煤除灰、煤礦開采中。帶式輸送機(jī)是必不可少的。雖然普通帶式輸送機(jī)的生產(chǎn)率高達(dá)40000m3/h，單程運(yùn)距大于60km，但由于不能垂直輸送，大多數(shù)情況下改用斗式提升機(jī)或波紋擋邊輸送機(jī)。
但是，它們本身有以下缺點(diǎn)：
①帶速提高有一定限制，給料段和卸料段過(guò)高的帶速會(huì)產(chǎn)生無(wú)法解決的矛盾；
②對(duì)于黏性物料和內(nèi)聚力很大的物料，卸料困難；
③波紋擋邊輸送機(jī)雖然可垂直提升．但水平段不能轉(zhuǎn)彎；
④夾帶式輸送機(jī)雖然能解決上述困難，但生產(chǎn)率不易提高，夾持橫截面無(wú)法再加大。水平段也不能轉(zhuǎn)彎。
圓管帶式輸送機(jī)正是為了解決上述問(wèn)題而發(fā)明出來(lái)的，它的突出優(yōu)點(diǎn)在于它能在三維方向轉(zhuǎn)彎，傾角δ≤90°還能垂直提升，其整機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。
圖2-1 圓管帶式輸送機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)
l一駐動(dòng)裝置； 2一蓖向滾筒；3一輸進(jìn)帶；4一無(wú)艟托輻； 5一轉(zhuǎn)彎托輥；
6-成圓裝置；7-下科斗；8一調(diào)心托輥；9一擋邊輪； 10-下托輥；
11一垂直拉緊裝置； 12一回程帶清掃器； 13一螺旋拉緊裝置
2.1 主體結(jié)構(gòu)
圓管帶式輸送機(jī)主體結(jié)構(gòu)可分為加料段、成圓裝置、彎弧段、垂直段、卸料段和回程段六大部分。
①加料段由料斗、機(jī)尾、調(diào)心托輥等組成，如圖2-2所示，
②成圓裝置由U形托輥組、成圓壓輥、托輥組成，如圖2-3所示。
③垂直段由直線段托輥、機(jī)架等裝置組成．如圖2-4所示。
④彎弧段一般由上彎弧段和下彎弧段組成，如圖2-5所示。
⑤卸料段由卸料滾筒、驅(qū)動(dòng)裝置和清掃器等組成，如圖2-6所示。
⑥回程段由回程輸送帶和拉緊裝置、機(jī)尾轉(zhuǎn)彎架等組成。
圖2-2 加料段
1一料斗；2一機(jī)尾；3一調(diào)心托輥；
4一成圓裝置；5一圓管輸送帶
圖2-3 成圓裝置
1一U形托輥；2一成圓壓輥；3一托輥 圖2-4 垂直段
1—直線段托輥；2—機(jī)架
圖2-5 彎弧段 圖2-6 卸料段
1一回程帶；2一承載帶 1—卸料滾筒（傳動(dòng)滾筒）；2—驅(qū)動(dòng)裝置；
3—清掃器；4—調(diào)心托輥
2.2 機(jī)架組合形式
圓管帶式輸送機(jī)可以組合成水平型、斜型、L型、倒L型、Z型、S型、C型等形式，如圖2-7所示，其中圖(b)、圖(c)、圖(e)、圖(f)等型可做成移動(dòng)式，如圖(h)的形式。
現(xiàn)對(duì)上述圓管帶式輸送機(jī)機(jī)架組合形式進(jìn)行說(shuō)明。
①水平型 多用于水平輸送，一般在幾百米到數(shù)公里距離1臺(tái)，最長(zhǎng)可達(dá)l0km，如圖2-7(a)所示。
②斜型爬坡多在300以下，用于煤礦斜井和露天開采，機(jī)頭、機(jī)尾的過(guò)渡段不能轉(zhuǎn)彎，上料時(shí)加在過(guò)渡段，如圖2-7(b)所示。
③L型此組合取消了水平卸料段，在直線段頭部，裝上機(jī)頭滾筒，并在此卸料．可代替斗式提升機(jī)，如圖2-7(c)所示。
④倒L型 正好同L型上、下顛倒，加料時(shí)輸送帶不能打開，用加料嘴插入其中加料，如圖2-7(d)所示。
⑤Z型 此組合的加料器和卸料段可以任意延長(zhǎng)和轉(zhuǎn)彎，中間為垂直段，因此最為通用。它可以代替一臺(tái)斗式提升機(jī)和兩臺(tái)水平輸送帶機(jī)或刮板機(jī)，大大節(jié)約了能耗和轉(zhuǎn)載設(shè)備，又無(wú)環(huán)境污染，相對(duì)于井下或巷道內(nèi)，又能減少硐室高度和開挖量。此外，Z型組合還適用于卸船和裝船機(jī)、建筑大堤和高層樓房。如圖2-7(e)所示。
⑥S型 此組合取消了Z型的中間垂直段，由兩個(gè)C型組合一正一反組成，有的S型再加上水平的裝料段及卸料段，卸料在滾筒上方，回程輸送帶可垂直返回。S型組合占據(jù)空間最小，輸送帶能自動(dòng)封嚴(yán)。托輥用得最少。只用擋邊托輥即可。S型組合多用于粉狀物料輸送。如圖2-7(f)所示。
⑦C型此組合無(wú)直線段，直接由兩個(gè)彎弧段組成承載物料回路，而加料段均設(shè)在彎弧段內(nèi)，該型的特點(diǎn)是輸送帶卸料口在滾筒下方。e型組合多用于料倉(cāng)倒倉(cāng)系統(tǒng)。如圖2-7(g)所示。
⑧移動(dòng)式 多選Z型放在活動(dòng)車上，用于給火車、汽車、輪船等運(yùn)輸料，如圖2-7(h)所示。
圖2-7 圓管帶式輸送機(jī)機(jī)架組合形式
上述各種組合形式在長(zhǎng)距離輸送中，可以依山沿河而行，不必修隧道洞，大大節(jié)約基建工程投資。
本節(jié)所述的各種組合形式，垂直面布置均可適用于夾帶式輸送機(jī)。但它比夾帶式輸送機(jī)節(jié)約了一套輸送帶、托輥和驅(qū)動(dòng)設(shè)備，而具有夾帶式輸送機(jī)的各種優(yōu)點(diǎn)。
2.3 輸送帶
2.3.1輸送帶類型
圓管式輸送帶有兩種類型：一種是平面形輸送帶，通過(guò)外力將其卷成管形輸送帶，如圖2-8所示；另一種是半圓形（包括扁圓形、方形和蛋糕形）的、硫化時(shí)有折線成型的輸送帶，如圖2-9所示。這里稱這兩種輸送帶均為圓管式輸送帶。
圖2-8平面形輸送帶結(jié)構(gòu)和搭接長(zhǎng)度
圖2-9 半圓形輸送帶的種類
1 平面形輸送帶
平面形輸送帶按機(jī)型分中國(guó)式（軟質(zhì)輸送帶）和日本式（硬質(zhì)輸送帶）兩大類。中國(guó)式圓管機(jī)接ISO標(biāo)準(zhǔn)帶寬（單位為mm）為500、650、800、1000、1200、1400、1600、1800、2000、2200，帶寬在2200mm以上的我國(guó)尚不能生產(chǎn)。國(guó)外按350、400、450、500、600、750、900、(950)、1050、(1100)、1200、 (1300)、1350、1500. 1650、1800、2100、2200規(guī)格（單位為mm）生產(chǎn)，顯然，想用普通輸送帶卷圓是不現(xiàn)實(shí)的，剛度太大，要特別設(shè)計(jì)才行。
中國(guó)式圓管機(jī)的提升角度δ≤90°，而日本式圓管機(jī)僅能達(dá)到δ≤30°以下，帶速二者相似，運(yùn)量為中國(guó)式圓管機(jī)大于日本式圓管機(jī)。
2 半圓形輸送帶
將輸送帶硫化成某種幾何形狀，如扁圓形（圖2-9a）、方形（圖2-9b）、蛋糕形(圖2-9c)，無(wú)需加外力成圓，可通過(guò)輸送帶的拉緊力自動(dòng)將上半部包成。由于輸送帶已是固定的形狀，所有托輥均要與之適配布置，采用這種形式輸送帶的輸送機(jī)不會(huì)跑偏。
扁圓形輸送帶又稱V-CON式，如圖2-9(a)所示。這種輸送帶的帶邊要加重塊，加料和卸料均不打開，采用特制加料、卸料裝置。這種輸送帶結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維修，使用的托輥?zhàn)钌?。方形輸送帶（?-9(b)）轉(zhuǎn)彎困難，密封不嚴(yán)，效果不好；蛋糕形輸送帶裝料多，一旦跑偏不好糾正，如圖2-9(c)所示。
2.3.2 成圓方式
圓管式輸送帶成圓時(shí)均用托輥保持其外形：下面介紹將平面形輸送帶通過(guò)外力卷成管形輸送帶的方法，一般分成兩步：第一步未卷成管形帶時(shí)，用壓輥壓住一邊，見圖2-10(a)；第二步將另一邊用側(cè)托輥擋住未壓邊，同時(shí)再用另一組壓輥壓住此邊，蓋住較低的另一邊，兩邊互相重疊一部分，便卷成管形帶，見圖2-10(b)。一般要用幾組托輥。
圖2-10 成圓方式
軟質(zhì)輸送帶圓管機(jī)成圓有兩種：回程帶卷圓和回程帶不卷圓（仍為平形）．后者便于制造和應(yīng)用，但成圓要依靠外力，因而增加阻力；硬質(zhì)輸送帶僅有一種平面形輸送帶，承載帶、回程輸送帶均靠外力卷圓。回程帶為圓管形，要翻轉(zhuǎn)兩次，才能裝料，如圖2-11所示，圖中左上方為承載帶加料點(diǎn)，右下方為回程帶卸料點(diǎn)，回程帶兩端出入口均需翻帶裝置，比較麻煩。回程帶為平面形系統(tǒng)則少成圓一次，輸送帶壽命少損失一些，更重要的是驅(qū)動(dòng)裝置可以放在回程帶上任一點(diǎn)。
圖2-11 回程帶為圓管形系統(tǒng)
2.3.3密封方式
輸送帶卷圓要密封，其方式可分為對(duì)接、搭接和扣接。對(duì)接是指兩輸送帶帶邊，面對(duì)面合攏，如圖2-12（a）所示。搭接是指兩輸送帶互相重疊一部分，以防止漏料，如圖2-12（b）所示。扣接是指兩輸送帶邊互相扣接在一起，如圖2-12（c）所示。圖2-12（d）為磁性搭接。
圖2-12 輸送帶密封方式
2.3.4放置方式
如果按輸送帶放置的方式來(lái)分，則有平放式和吊掛式之分。
前述的各種輸送帶都是平放式，全放在托輥之上。吊掛式的輸送帶則不同。吊掛式現(xiàn)有夾鉗式、凸緣式和滑輪式三大類。輸送帶邊必須是扣接或?qū)?，有吊掛的凸形塊。夾鉗式的輸送帶兩邊分別有兩個(gè)倒三角凸緣，以便卡在吊具上。而吊具是掛在弓形粱上的托輥，如圖2-13(a)所示。
而凸緣式則取消了吊具，輸送帶邊緣直接掛在滑輪上，輸送帶邊緣的缺口，上下或左右扣接，上下扣邊的輸送帶稱為上下凸緣式，一側(cè)用壓輥擋邊，另一側(cè)用斜擋輪頂住凸緣運(yùn)行，如圖2-13(b)所示；腔邊左右扣合稱為左右凸緣式，在兩個(gè)側(cè)輪上運(yùn)行，如圖2-23(c)所示。把扣好帶凸緣的輸送帶，上面叉用壓輥壓住，兩邊用擋輪卡住，下面再用托輥?lái)斪。瑒t稱為混合式，如圖2-13(d)所示?；喪絼t綜合了(a)、(b)之長(zhǎng)，運(yùn)轉(zhuǎn)阻力小，裝、卸料較方便，如圖2-13(e)所示，而滑輪式在工字鋼上兩邊。各裝有小滑輪1個(gè)，滑輪再用吊具夾住輸送帶，拖動(dòng)滑輪，輸送帶才能運(yùn)動(dòng)，如圖2-23(e)所示。由此可見，夾鉗式的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。
圖2-13 吊掛式輸送帶
2.4 托輥
①托輥組合 有二輥式、三輥式、四輥式、六輥式、八輥式和十二輥式，還有前三后三輥式為一組的，德國(guó)采用前三后三輥式為一組的較多。托輥組合方式如圖2-14所示。
②無(wú)縫托輥組 防止輸送帶跑出托輥或卡在輥縫中而設(shè)計(jì)的中國(guó)專利。
圖2-14 托輥組合形式
2.5 機(jī)架
機(jī)架可分為4種；①矩形平板式機(jī)架，如圖2-15所示；②TVBC型（上圓下矩式），如圖2-16所示；③鋼砼型，如圖2-17所示，鋼砼型機(jī)架造價(jià)最低，不可移動(dòng)；④三角形機(jī)架，如圖2-18所示，上面可以行駛檢修小車，不必另修檢修道。
圖2-15 矩形平板式機(jī)架 圖2-16 上圓下矩式機(jī)架
圖2-17 鋼砼型機(jī)架 圖2-18 三角形機(jī)槊
2.6 附加部件
圓管帶式輸送機(jī)的附加部件有清掃裝置、拉緊裝置和伸縮裝置等。
①清掃裝置 多采用雙刀式彈性清掃器，如圖2-19所示。
②拉緊裝置 短圓管帶式輸送機(jī)用拉緊裝置見圖2-20(a)、(b)；長(zhǎng)圓管帶式輸送機(jī)用液壓拉緊裝置見圖2-21(a)、(b)。
③伸縮裝置 現(xiàn)用的輸送帶伸縮裝置，可在機(jī)頭或在機(jī)尾前安裝，多用絞車?yán)o或放松回程帶，它還具有儲(chǔ)存輸送帶的功能，見圖2-22。
圖2-19 彈性清掃器
圖2-20 短圓管帶式輸送機(jī)用拉緊裝置
圖2-21 長(zhǎng)圓管帶式輸送機(jī)用液壓拉緊裝置
圖2-22 具有儲(chǔ)存輸送帶功能的圓管帶式輸送機(jī)
1一 泵站；2—絞車（用瓶壓電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)）；3—拉緊用鋼絲繩；4—改向滾筒組
2.7 驅(qū)動(dòng)裝置
驅(qū)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)滾筒或電動(dòng)滾筒、減速器和電動(dòng)機(jī)、軟啟動(dòng)器等。
①帶槽傳動(dòng)滾筒和改向滾筒 為防止四管輸送帶扭轉(zhuǎn)，傳動(dòng)滾筒和改向滾筒均帶V槽。
②三環(huán)減速器和變速軸承減速器 一般選三環(huán)減速器或變速軸承減速器。它具有部件少、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高的特色，全為中國(guó)專利產(chǎn)品。
③變速傳動(dòng)軸承減速器 變速傳動(dòng)軸承減速器適用于中國(guó)移動(dòng)式圓管帶式輸送機(jī)。
2.8 啟動(dòng)系統(tǒng)
①采用國(guó)產(chǎn)開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)為最優(yōu)選。
②次選變頻調(diào)速電機(jī)，采用具有自動(dòng)識(shí)別參數(shù)的變頻器即KV2000系列變頻器，它有參數(shù)自動(dòng)辨識(shí)的功能，同時(shí)也具有滑差補(bǔ)償?shù)墓δ埽虼说退倥c顯示的滑差將會(huì)一致，調(diào)速精度也很高，因?yàn)楸井a(chǎn)品在電源電壓變動(dòng)和負(fù)載比率變動(dòng)等發(fā)生時(shí)都會(huì)自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，以保證轉(zhuǎn)速精度，多臺(tái)變頻器線路如圖2-23所示。
圖2-23 多臺(tái)變頻器線路
3 圓管帶式輸送機(jī)的總體計(jì)算
3.1 設(shè)計(jì)的條件
本次設(shè)計(jì)的圓管帶式輸送機(jī)主要是在面粉廠進(jìn)行輸送面粉使用。該設(shè)計(jì)的要求為：
輸送機(jī)長(zhǎng)度（頭尾滾筒中心距）：；
輸送方式：水平運(yùn)輸（即：垂直段）
輸送機(jī)的生產(chǎn)能力：；
輸送機(jī)的輸送量：
3.2 輸送機(jī)橫截面積A，帶速v和管徑D的計(jì)算
橫截面積A，帶速v和管徑D三者之間的關(guān)系如下公式：
（3-1）
（3-2）
（3-3）
式中：
——裝料系數(shù)，0. 95～1；
——按體積計(jì)算的輸送量，；
——圓管帶式輸送機(jī)輸送物料質(zhì)量（即輸送機(jī)生產(chǎn)能力），；
——圓管帶式輸送機(jī)截面積，；
——圓管帶式輸送機(jī)帶速，m/s；
——圓管帶式輸送機(jī)的管徑，m；
——物料的堆積密度，；
根據(jù)輸送機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性等情況可以先假設(shè)帶速為：，由查表可知面粉的堆積密度為：。
根據(jù)公式3-1計(jì)算得：
圓整可得：D=0.5 m=500 mm
輸送機(jī)的橫截面積：
根據(jù)公式3-2可得，輸送帶的速度：
3.3 輸送機(jī)功率的估算
初步設(shè)計(jì)用圓管帶式輸送機(jī)，驅(qū)動(dòng)功率P計(jì)算如下。
總功率
(3-4)
式中：
——圓管帶式輸送機(jī)空載功率，kW；
——圓管帶式輸送機(jī)重載功率，kW；
——-圓管帶式輸送機(jī)垂直提升功率，kW；
(3-5)
(3-6)
(3-7)
式中：
——為圓管帶式輸送機(jī)估計(jì)的阻力倍數(shù)，≤30°時(shí)，；
f ——為模擬摩擦系數(shù)，可取f=0.05；
Y——承載分支與回程分支托輥旋轉(zhuǎn)質(zhì)量及輸送帶質(zhì)量之和，；
L——圓管帶式輸送機(jī)裝料和卸料兩端滾筒水平中心距，m；
——圓管帶式輸送機(jī)附加長(zhǎng)度，
H——圓管帶式輸送機(jī)兩端滾筒中心距垂直高度，m；
Q——圓管帶式輸送機(jī)輸送量，t/h；
——物料質(zhì)量，kg/m，。
根據(jù)公式3-5，可以計(jì)算空載功率為：
根據(jù)公式3-6，可以計(jì)算機(jī)重載功率為：
該輸送機(jī)輸送方式為水平輸送，那么。
那么該輸送機(jī)的總功率為：
考慮到機(jī)械損失等情況，可以定P=2.1kW
3.4 張力計(jì)算
3.4.1 有效張力計(jì)算
有效張力Fu為傳動(dòng)滾筒上所需圓周驅(qū)動(dòng)力，根據(jù)式(3-4)得出的P可以算出Fu：
(3-8)
那么有效張力Fu的大小為，
3.4.2 最大張力計(jì)算
最大張力T1 的計(jì)算公式有：
3.5 成圓損失
圓管輸送帶由平變圓或由圓變平，都會(huì)增加能量損失，與輸送帶機(jī)成圓后的管徑有關(guān)。見表3-1成圓損失Fc，其數(shù)值為國(guó)外測(cè)量值，每改變一次計(jì)算一回Fc。一般回程帶包圓時(shí)要乘4，不包圓時(shí)要乘2。
表3-1 成圓損失Fc
管徑
/mm
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
900
/in
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
36
Fc/N
227
272
318
368
408
454
544
588
680
816
907
3.6 輸送帶下垂度
圓管帶式輸送機(jī)回程帶為槽形，自然有槽角，按槽角450計(jì)算，據(jù)BEHREN試驗(yàn)，用2200mm (86.6in)寬帶式輸送機(jī)，托輥間距l(xiāng)000mm (3.3ft)，加負(fù)荷為77.7～96. 8kgf/m(600～700lbf/ft)時(shí)，輸送帶和物料彎曲度損失占托輥滾動(dòng)損失數(shù)為：
槽角450、下垂度3%時(shí)，高張力區(qū)塌陷損失占37%，輸送帶和物料彎曲度損失占63%；
槽角450、下垂度0.2%時(shí)，低張力區(qū)塌陷損失占76%，輸送帶和物料彎曲度損失占24%。
例如，只有20%負(fù)荷時(shí)，各種損失占托輥滾動(dòng)損失數(shù)為：
槽角450、下垂度0.7%時(shí)，低張力區(qū)塌陷損失占44%，輸送帶和物料彎曲度損失占56%；
槽角450、下垂度0. 04%時(shí)，高張力區(qū)塌陷損失占91%，輸送帶和物料彎曲度損失占9%。
可見減少下垂度，能減少輸送帶和物料彎曲度損失，輸送帶在兩組托輥間的下垂度愈小愈好，因此輸送帶剛度大，不能小半徑轉(zhuǎn)彎。
兩托輥之間的張力F應(yīng)滿足下列公式要求：
承載帶
(3-9)
回程帶
(3-10)
式中：
——圓管帶式輸送機(jī)允許最大下垂度，大約≤0.01；
——承載帶上最小張力點(diǎn)托輥間距，；
——回程帶上最小張力點(diǎn)托輥間距，按槽形帶式輸送機(jī)選用。
根據(jù)以上公式可以計(jì)算兩托輥間的張力：
承載帶：
回程帶：
3.7 輸送帶層數(shù)
①織物帶芯的輸送帶層數(shù)i，計(jì)算如下：
（3-11）
式中：
——穩(wěn)定至況下的輸送帶最大張力，N
B——輸送帶寬度，mm；
——輸送帶每層縱向扯斷強(qiáng)度，N/(mm?層)；
n——安全系數(shù)，行n=10～12。
②鋼絲繩輸送帶扯斷強(qiáng)度計(jì)算如下：
（3-12）
式中：
——靜安全系數(shù)， =7 ~9。
根據(jù)上式計(jì)算可得，輸送帶層數(shù)：
圓整可得：i=2
輸送帶扯斷強(qiáng)度：
3.8 驗(yàn)算托輥載荷
承載帶托輥靜載荷：
（3-13）
回程帶托輥靜載荷：
（3-14）
式中：
——承載帶托輥靜載荷，N；
——回程帶托輥靜載荷，N；
——托輥靜載荷系數(shù)，六角形取=1.6；
——輸送能力，kg/s；
——帶速，m/s；
——承載帶托輥間距，m；
——回程帶托輥間距，m；
承載帶托輥動(dòng)載荷：
（3-15）
回程帶托輥動(dòng)載荷：
（3-16）
式中：
——工況系數(shù)，正常工作取=1.0；
——運(yùn)行系數(shù)，每天運(yùn)行時(shí)間9~16h，=1.1；
——沖擊系數(shù)，=1.0。
根據(jù)上式計(jì)算可得，
承載帶托輥靜載荷：
回程帶托輥靜載荷：
4 輸送帶的選擇與設(shè)計(jì)
輸送帶最初是由傳送帶發(fā)展而來(lái)的，早在1795年就已被發(fā)現(xiàn)，但它是帆布帶。1858年出現(xiàn)了增強(qiáng)骨架，1868年叉出現(xiàn)了兩層骨架的橡膠輸送帶，1892年才解決了橡膠輸送帶成槽能力，后來(lái)叉發(fā)明了合成纖維，將棉與尼龍或聚酯紗合捻作經(jīng)線，提高了輸送帶的成槽性和強(qiáng)度。隨后又發(fā)明了阻燃帶和鋼絲繩芯帶。20世紀(jì)70年代又出現(xiàn)了芳綸帶，使超長(zhǎng)距離（幾十千米）輸送成為可能。輸送帶的壽命由輸送的物料和使用條件決定。
輸送帶的設(shè)計(jì)由設(shè)備裝置的幾何形狀如槽形、圓管形等和要輸送的材料、使用的條件來(lái)決定甲要達(dá)到的基本條件是：
①要有足夠的抗張強(qiáng)度和彈性模量，最大負(fù)荷下產(chǎn)生的運(yùn)轉(zhuǎn)伸長(zhǎng)率低；
②要有好的負(fù)荷支撐，如圓管輸送帶有足夠的寬度，以滿足運(yùn)輸物料時(shí)所需要的體積；
③柔性要好，縱向繞過(guò)滾筒小半徑轉(zhuǎn)彎和橫向成圓形時(shí)要柔軟；
④尺寸穩(wěn)定性好，使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；
⑤承載面的覆蓋腔要能承受加料時(shí)的沖擊，非工作面的覆蓋膠要耐磨；
⑥帶芯和帶層之間有足夠的黏臺(tái)力，不脫層；
⑦耐撕裂性好和耐老化時(shí)間長(zhǎng)；
⑧用冷粘法和硫化法使帶能接合成環(huán)形；
⑨強(qiáng)度和寬度要滿足各行各業(yè)的需要；
4.1 輸送帶分類與結(jié)構(gòu)
4.1.1 輸送帶的分類
輸送帶種類很多。有以下各種分類。
1、接帶芯纖維分
①織物型 棉帆布、合成纖維（聚酰胺、聚酯以及和棉纖維混紡等）。
②鋼鐵型 鋼絲繩、鋼纖維、鋼帶、鋼絲簾布。
③生物型 蜘蛛絲、大豆纖維。
④玻纖型 玻璃纖維、玻璃簾布。
2、按帶芯層
①單層帶 又名整芯帶。僅一層帶芯，如阻燃帶。
②雙層帶 二層帶芯，多層隔離輸送。
3、按強(qiáng)度分
有低強(qiáng)度(300kN/m以下)，中強(qiáng)度(300～1250kN/m)和高強(qiáng)度(>1250kN/m)。
4、按用途分
有通用帶和特種帶，特種帶用于耐燃、抗靜電、耐熱、耐化學(xué)物品、耐油、耐低溫、無(wú)毒（用于食品）等各種帶。
5、按表面形狀分
有平面形、槽形、深槽形、壓花形、波紋擋邊型、夾帶型，隔板式、圓管式、扁管式、方管式等。
6、按應(yīng)用場(chǎng)合分
①地下開采 大多數(shù)采用高強(qiáng)度輸送帶，帶寬800mm以上，井上使用非阻燃型，井下使用阻燃型。
②露天開采 多用鋼絲簾布或芳綸布增強(qiáng)，強(qiáng)度高達(dá)6300kN/m，帶寬在2000～8000mm，運(yùn)距幾千米到幾十千米一臺(tái)。
③建筑工地 低中強(qiáng)度帶居多，有固定式和移動(dòng)式，平面形和槽形居多，圓管式為平形帶和U形帶。
④工廠內(nèi)部 廠內(nèi)運(yùn)輸，各種用途的耐熱帶，耐寒、耐酸的多層次低中強(qiáng)度帶。
⑤農(nóng)業(yè)工程 棉帆布、合成纖維帶，低中強(qiáng)度。
⑥運(yùn)輸業(yè) 機(jī)場(chǎng)、火車站、郵政、港口等為通用帶式輸送機(jī)，平面形居多；包裝行業(yè)低強(qiáng)度通用帶居多。
⑦客運(yùn) 多為800～1200mm帝寬，15km以下通用型、鋼鐵型帶，各種花紋平型帶，輸送轉(zhuǎn)運(yùn)站、人行便道旁的通用帶。
⑧非通用帶 鋼纜帶用于鋼繩牽引輸送機(jī)，多用于井下輸送人和煤I旅客輸送帶即乘人輸送。
⑨垂直提升輸送帶 即圓管式輸送帶、波紋擋邊帶，均用于提升機(jī)上。越野輸送帶的帶強(qiáng)已超過(guò)6000kN/m。
4.1.2 輸送帶結(jié)構(gòu)
輸送帶的結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)易，由橡膠制成覆蓋層，纖維帆布或鋼絲繩制成帶芯骨架層，用粘接劑制成隔離層（擦布膠）．將帶芯粘合在一起即成。普通輸送帶就是由這三部分組成，如圖4-1所示。鋼絲繩芯取代纖維布芯便成鋼絲繩芯輸送帶，如圖4-2所示。
圖4-1 普通輸送帶結(jié)構(gòu) 圖4-2 普通鋼絲繩芯輸送帶結(jié)構(gòu)
普通輸送帶具有光滑表面，由覆蓋層、帶芯層、隔離層組成。
①覆蓋層 分為上膠層和下膠層，分別粘在帶芯層外邊，由使用條件決定是否要用耐油、耐磨、耐寒、耐燃、耐熱和耐臭氧的橡膠配方。
②帶芯層 它是輸送帶的骨架，承受載荷的主體，根據(jù)帶強(qiáng)選擇棉帆布、尼龍布、聚酷布、芳綸布、鋼絲繩或非金屬纖維繩，帶芯可制成單層、多層。
③隔離層 又名擦布膠，用于粘接帶芯，視帶芯不同而配方不同。
覆蓋膠的最小厚度同物料塊大小、每小時(shí)沖擊循環(huán)次數(shù)有關(guān)，可將物料分為A、B、C、D四類。A類為無(wú)磨損性的，如石灰、術(shù)炭、木片、含瀝青煤和糧食；B類為磨損性的，如鹽、無(wú)煙煤、磷酸鹽石、石灰石等；C類為強(qiáng)磨損性的，如渣、銅礦石、石板、煤灰渣；D類為特強(qiáng)磨損性的，如石英石、地基廢料、玻璃碎塊和鐵屑。
4.1.3 帶芯
由于橡膠彈性大，彈性模量較低，帶芯易在外力作用下產(chǎn)生變形，因此要用紡織材料或金屬材料做骨架。要求其材料強(qiáng)度高，伸長(zhǎng)率適當(dāng)、耐曲撓、耐疲勞、耐熱好、收濕性小和同橡膠結(jié)合性好。
1、帶芯的種類及特點(diǎn)
①棉纖維的基本特性是濕強(qiáng)度較高，干強(qiáng)度較低，伸長(zhǎng)率較低，與橡膠黏結(jié)性好，耐熱性較差，耐疲勞性差，彈性差，纖維較粗。它是輸送帶中強(qiáng)度最低的一種。
②人造纖維叉名黏膠纖維，與棉纖維相比，它強(qiáng)度高，耐熱導(dǎo)熱性好，生熱小、耐疲勞，初始彈惶模量較高，尺寸穩(wěn)定性好；但吸濕性太，因而吸濕強(qiáng)度下降較大。
③聚酰胺纖維，俗稱尼龍，輸送帶常采用尼龍6和尼龍66兩種，與①、②兩種相比，強(qiáng)度高出1.5～1.8倍，吸濕性較低，變形大，收縮性大，尺寸穩(wěn)定性差，與橡膠結(jié)合性差。
④聚酯纖維，俗稱滌綸，強(qiáng)度較高但比尼龍稍低，伸長(zhǎng)性較低，彈性好，耐熱性好，耐疲勞性好，尺寸穩(wěn)定性好，但耐磨性次于尼龍，與橡膠結(jié)合性也差，但它綜合了②、③的優(yōu)點(diǎn)。
⑤聚乙烯醇纖維，俗稱維尼綸，強(qiáng)度和彈性橫量初始都不及尼龍，耐熱性差，濕強(qiáng)度下降大。
⑥玻璃纖維（簡(jiǎn)稱玻纖），如按比強(qiáng)度計(jì)算，玻纖強(qiáng)度最高，模量很高，伸長(zhǎng)率很低，相對(duì)密度大，不吸濕；耐熱性好；耐腐蝕}電絕緣和隔熱性都好，缺點(diǎn)是不耐磨，不耐疲勞，不能抗剪應(yīng)力，與橡腔緒臺(tái)性差。
⑦芳香族聚酰胺，俗稱芳綸，有合成鋼絲之稱。它具有合成纖維和鋼絲的優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)密度小，耐化學(xué)腐蝕性好。
⑧碳纖維，強(qiáng)度大干玻纖，碳纖維是一種新型的高性能纖罐增強(qiáng)材料，它具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐磨、耐腐蝕、抗疲勞、抗蠕變、導(dǎo)電、導(dǎo)熱和遠(yuǎn)紅外輻射等諸多優(yōu)異性能。它可以根據(jù)復(fù)臺(tái)材料形式減輕構(gòu)件質(zhì)量，從而提高構(gòu)件的技術(shù)性能。現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造和硫化加熟等高新技術(shù)領(lǐng)域。
用碳纖維復(fù)合的工程材料優(yōu)于金屬材料，其抗拉強(qiáng)度高于鋼材3～4倍；剛度高于2～3倍；耐疲勞性高于2倍；質(zhì)量比鋼材輕3～4倍；線膨脹性小4～5倍。它的出現(xiàn)使纖維復(fù)合材料具有更廣闊的發(fā)展前景。
⑨鋼絲簾線，強(qiáng)度高，伸長(zhǎng)率低，一般僅為0.2%～0.3%，它均勻間距排列，嵌在覆蓋腔層之間。
⑩生物纖維，蜘蛛纖維強(qiáng)度最高，一旦成功。將取代上述纖維。
大豆纖維，可以取代棉纖維帶芯，物理力學(xué)性能均優(yōu)于棉纖維，且抗紫外線好。
玄武巖纖維，玄武巖纖維是俄羅斯近年新必的一種高科技纖維，具有優(yōu)良的性能，可用于260～820℃條件下，可以代替玻璃纖維，或部分價(jià)格較貴的碳纖維，用于制造新型復(fù)合增強(qiáng)工程材料，玄武巖纖維不但具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性，彈性模量高，強(qiáng)力好，它能在很大的接觸應(yīng)力下不斷裂，還有較好的化學(xué)穩(wěn)定性、一定的隔音性和絕緣性。
綜上所述，尼龍、聚脂和芳綸都具有良好的耐疲勞性、高的強(qiáng)度和質(zhì)量比，特別適用強(qiáng)度范圍很寬的輸送帶，經(jīng)熱定型和浸漬以后，它們?cè)诠ぷ髫?fù)荷下，能同橡膠很好黏合，伸長(zhǎng)率都低，聚酯的高模量正好用于設(shè)計(jì)圓管型輸送帶的經(jīng)線，聚脂伸長(zhǎng)率小于1%，而尼龍是2%～2.5%，芳綸是2%～3.3%。芳綸適宜長(zhǎng)距離輸送，尼龍適于圓管式輸送帶弧線運(yùn)行，伸長(zhǎng)率大比較有利。
4.1.4 編織方法對(duì)強(qiáng)度的影響
如用尼龍作為緯線編制的平紋或牛津織物的帶芯，抗沖擊、耐撕裂、成槽性都很好，相對(duì)密度也小，制造成低徑向縐縮的帶芯結(jié)構(gòu)，能改進(jìn)其抗張性能，帶強(qiáng)度可達(dá)700kN/m。牛津式織物在平紋織物中，經(jīng)線改為兩根一起制造，這種結(jié)構(gòu)為2×1的席紋組織，俗稱為牛津組織．當(dāng)然也可以用2根緯線組成2×2的席紋組織，或3×3，4×2等，均能提高帶芯抗撕裂強(qiáng)度。
在帶長(zhǎng)度不變的情況下，彈性模量越高，則過(guò)渡段就越長(zhǎng)，摸量小就越短。對(duì)于尼龍的小模量和鋼絲繩的大模量來(lái)說(shuō)，前者伸長(zhǎng)率大，后者伸長(zhǎng)率小。
4.1.5 圓管式輸送帶技術(shù)規(guī)格
圓管式輸送帶產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要求如下。
①為使輸送帶運(yùn)行時(shí)呈圓管狀，圓管帶本身具有適當(dāng)?shù)臋M向剛性，可保證良好的管狀保持性和密封性。
②帶體具有良好的彈性和縱向柔韌性，使帶能反復(fù)、長(zhǎng)期地經(jīng)受劇烈的彎曲和收縮。
③圓管帶具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能。圓管帶運(yùn)輸物料時(shí)，其帶體拉伸，覆蓋膠長(zhǎng)期受日光照射及風(fēng)吹雨淋。因此，要求外覆蓋膠具有較高的耐候、耐臭氧、耐紫外線、耐屈撓龜裂等性能，而內(nèi)覆蓋膠則應(yīng)具有優(yōu)良的耐磨性能。
④輸送帶如選剛度大的，必須大半徑轉(zhuǎn)彎；剛度小的，必須小半徑轉(zhuǎn)彎；工廠內(nèi)能使用。
4.2 輸送帶寬度及滾筒直徑的計(jì)算
4.2.1 輸送帶寬度計(jì)算
輸送帶兩邊的搭接長(zhǎng)度推薦值為管徑的1/2左右，則帶寬與管徑的關(guān)系為：