探究長距離圓管帶式輸送機的設計

李佐錄++董建平

摘 要：圓管帶式輸送機可提高輸送機傾角，并具備密閉性和空間彎曲的優勢，輸送帶運行方向穩定，不容易發生跑偏問題，可充分滿足環保輸送物料的需求。在目前眾多封閉式帶式輸送機中，圓管帶式輸送機是使用最為普遍的機型，其主要依靠驅動滾筒和輸送帶之間產生的摩擦力實現運動，并通過多邊形托輥組將膠帶強制卷成圓管狀，因此在運行過程中占用空間更小，起到了經濟環保效應。

關鍵詞：長距離 圓管帶式輸送機 設計

中圖分類號：TH222 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）10（a）-0044-02

目前物料輸送主要以異型斷面管狀帶式輸送機和圓管狀帶式輸送機為主。雖然管狀帶式輸送機結構各異，但其均具備密閉性良好的特點，因此在輸送過程中物料不灑落、飛揚、泄漏，避免了密閉空間外的物料混入輸送帶中，實現了環保無害化輸送的目的。

1 長距離圓管帶式輸送機構成和特征

1.1 主要構成

長距離圓管帶式輸送機是在通用帶式輸送機基礎上發展而來的新型機器，驅動力以滾筒與傳送帶摩擦力為主，并按照恒定間距布置多邊形的托輥組，將輸送帶強制卷成圓管形，輸送物料時從輸送機尾部進料口進入加料段，輸送帶此時由平形變為U形，經由過渡段時再逐漸變成圓管狀，將物料包住后實現密閉輸送，在物料輸送至頭部過渡段時，輸送帶從U形逐漸展平，卸除物料，回程和承載分支均為圓管狀或平形運行[1]。

1.2 主要特征

除密閉性良好外，圓管帶式輸送機還具備以下特征：（1）空間彎曲輸送，輸送帶可繞過各種障礙物和設施，無需多臺運轉，總體布置簡單，便于安裝，可在較小的曲率半徑內實現空間彎曲的線路布置；（2）提高輸送傾角。圓管帶式輸送機可將物料包在輸送帶中，輸送過程中增加物料與輸送帶表面的摩擦力，因此可適當增加傾角，通常情況下，β≥30°，增設隔板后可增加到60°～90°[2]，因此在只考慮提升高度的時候，與普通輸送帶相比可縮短整機長度，從而可節約設備成本和基建費用；（3）管狀輸送帶的結構決定了輸送機在運行過程中不會發聲跑偏的問題，節約了機器維護費用。

2 長距離圓管帶式輸送機設計要點

2.1 結構設計

2.1.1 托輥組設計

以常見的六邊形托輥組為例，其屬于過渡段到成型段的最后一個托輥組，位于最上方的兩個托輥設計和安裝有兩種方案：一是在面板上安裝帶有4個長孔的托輥，與水平線夾角分別為50°和65°。在設計該面板時，焊接要分前后，并與輸送帶搭接方向一致，目前（這種）應用最為普遍；二是六邊形托輥組的面板上只設置2個長孔，其長度要長于第一種方案，與水平線夾角均為60°。該方案在加工設計和安裝方面均要比第一種方案更加便捷，且焊接過程不分前后，根據輸送帶方向對長孔中的調整螺栓位置進行調整即可。

安裝在托輥組架板上的托輥軸長孔多為向上開的，設計過程中考慮到實用性，可將其調整為向側面開，既降低了托輥組架板高度，節省了裝配空間，又省去了大量壓板和標準件。若長孔朝上開，需安裝1個壓板，2套標準件（螺栓、墊圈、螺母）和1個托輥，一個六邊形托輥組上至少需要12套標準件和6個壓板，整條輸送帶上有成百上千個六邊形托輥組，由此可見改變開口方向可節省大量安裝耗材和裝配時間。此外，在架板和托輥軸的裝配設計過程中為了讓架板與托輥軸保持相對靜止狀態，不讓其隨著托輥運行從架板上滑落，就必須要讓長孔開口方向與輸送帶運行方向相反，對于這兩者之間的運行關系，同樣存在兩種設計方案：一是回程段和承載段托輥架板上的長孔方向不改變，但空載段與承載段托輥安裝位置分別在架板兩側，并與輸送帶運行方向相反[3]。二是空載段和承載段托輥組安裝在架板同一側，但長孔開口與空載段托輥架板長孔開口方向和輸送帶運行方向相反。

2.1.2 滾筒設計

在物料輸送過程中，圓管帶式輸送帶通常會產生左右扭轉的問題，因此處于頭部滾筒處輸送帶會橫向偏移運轉，故圓管帶式輸送機滾筒寬度要比普通帶式輸送機寬裕，因此頭部卸料槽內部各個寬度值也需相應增大。

2.1.3 輸送帶設計

輸送帶在運轉過程中載荷復雜，既受縱向拉伸應力，又受徑向托輥和滾筒的橫向彎曲應力，因此在設計過程中為了保證輸送帶通過托輥組時能穩定形成圓管狀，并在過渡段順利形成平展面，故輸送帶設計需符合以下特征：一是適當的橫向剛性，輸送帶運行時要保證圓管形狀穩定；二是優異的彈性和縱向柔韌性，帶體材質要能承受長期反復的彎曲和平展；三是優異的耐磨性和抗疲勞度，需能承受長期惡劣的工作環境所帶來的摩擦。基于上述設計要求，輸送帶可采用的抗拉體材質除了鋼絲繩芯和有織物芯外，還可采用近年來新研發出的芳綸帶芯，該物質不僅具有較高的強度，且相對密度和變形小，耐腐蝕性強，是輸送帶骨架的理想材料。

2.2 參數設計

2.2.1 過渡段長度

過渡段長度設計需參考輸送帶管徑和類型以及允許伸長率等參數，若過渡段太短，則輸送帶邊緣附加張力較大，輸送帶容易過早產生疲勞損壞，甚至直接斷裂；若過渡段太長，則成形段密封長度會縮短。因此要對過渡段進行合理設計，提高輸送帶運行壽命。以往經驗表明：輸送帶為織物芯時，過渡段設計長度應為圓管徑的25倍，輸送帶為鋼絲芯時，過渡段長度需大于圓管徑的50倍。

2.2.2 過渡段托輥組布置

（1）正六邊形托輥組間距設計需小于標準直線段間距，直線段托輥間距與管徑、物料堆積密度之間的對應關系如表1所示。因此取值范圍為：彎<（0.5～0.8），彎曲半徑值較小時取最小值，反之則取最大值。

（2）受料點、過渡段托輥間距。受料點通常會設置起緩沖作用的托輥，且要能承受物料沖擊力，因此理想間距通常為300～500 mm；而過渡段托輥組通常是由槽型托輥、平形托輥逐漸過渡到六邊形托輥組，因此間距通常為正常密閉段托輥間距的一半。

3 結語

圓管帶式輸送機主要構涉及到多種理論知識和實際經驗，輸送物料的效率與其設計的合理性有直接關聯，因此在設計過程中需對結構、受力、滾筒、輸送帶以及其他重要參數進行著重考慮，結合輸送機運行距離和輸送的物料特征進行合理設計，從而提高圓管帶式輸送機的實用價值。

參考文獻

[1] 李晨曦.圓管帶式輸送機在長距離輸送系統中的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2013（24）.

[2] 王玉瑋，危銀濤，馬履翱，等.圓管帶式輸送機最佳懸垂度研究[J].橡膠工業，2015，62（6）：335-339.

[3] 孫曉霞，孟文俊.圓管帶式輸送機輸送帶橫向剛度和成形力的分析[J].煤礦機械，2015，36（2）：128-130.