输送机托辊厂家(考虑物料因素的圆管带式输送机直线段托辊接触力

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黄伟等：考虑物料因素的圆管带式输送机直线段托辊接触力研究

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　　作 者

　　黄 伟1，郭帅平1，2，范星明1，李学军1，叶桂林3

　　作者单位

　　1。 湖南科技大学 机械设备健康维护湖南省重点实验室；2。 中国矿业大学 江苏省矿山机电装备重点实验室；3。 泰富国际工程有限公司

　　研究背景

　　圆管带式输送机是一种新型环保高效的散料输送装备，广泛应用于矿业、冶金、化工、电力、港口等行业。

　　托辊接触力是圆管带式输送机托辊结构设计的关键因素，托辊接触力为输送带成形力、输送带重力与物料重力综合作用在托辊上产生的正压力的总和，若托辊接触力过大，托辊处于超载运行状态极易发生疲劳失效，而托辊接触力过小，说明设计时选取了较大安全系数，导致托辊质量设计过大以及材料的浪费。

　　同时，托辊接触力也是评估压陷阻力的一个重要参考依据，国外学者最早采用托辊与输送带接触区域产生的正压力，即托辊接触力来计算压陷阻力，故托辊接触力的研究是圆管带式输送机设计的关键因素。

　　工程设计中常根据物料、输送带质量与输送带成形力近似得到托辊组的接触力，基于托辊组接触力对单个托辊进行结构设计与强度校核，并对托辊组中6个不同位置托辊选取同一型号，该设计方法存在较大误差，且忽略了托辊组不同位置托辊接触力的差异，导致各托辊失效时间不一，故托辊接触力的设计还存在很大优化空间。

　　在输送带设计选型后，物料是托辊接触力计算需考虑的关键因素，物料主要由物料填充率与物料密度2个因素来影响托辊接触力的计算。圆管带式输送机运行时一般将物料填充率设计为75%，然而在运输时常需运输不同种类的物料，其密度不同导致同物料填充率下托辊接触力产生差异，若物料密度过大将造成圆管带式输送机的超载运行，此时需根据不同物料密度设计不同的物料填充率，使托辊处于正常运行状态。故考虑物料因素的托辊接触力研究对托辊设计极其重要。

　　摘 要

　　托辊接触力是圆管带式输送机托辊结构设计的关键参数，工程设计中基于输送带成形力、物料与输送带重力近似计算托辊组接触力，并将其作为单个托辊接触力的设计依据，使托辊接触力误差较大。

　　为提高托辊接触力的计算精度，得到托辊接触力的计算方法，将托辊接触力分解为与物料重力、输送带成形力、输送带重力相关的3个分量，同时考虑托辊组中6个托辊的不同位置，分别研究各托辊接触力中3个分量，最终得到托辊接触力计算式。

　　以管径为150mm的圆管带式输送机直线段为研究对象，具体研究过程如下！

　　首先，研究了物料因素对托辊接触力的影响，基于有限元法建立了输送带-托辊动力学模型，考虑8组不同物料填充率下各托辊接触力的变化规律，分析得到各托辊承受物料重力的占比，当物料填充率大于50%时，下方两侧托辊承受33%~34%的物料重力，最下方托辊承受约60%的物料重力；其次，基于输送带-托辊动力学模型，分别考虑承载5组不同密度的物料，分析得到物料密度对托辊承受物料重力的占比影响较小，可忽略不计；基于上述物料因素分析，确定了托辊接触力中物料重力分量的计算式。

　　然后，研究了输送带重力、输送带成形力对托辊接触力的影响，分别建立了只考虑输送带成形力和只考虑输送带重力的2种输送带-托辊动力学模型，分析得到下方两侧托辊承受约32%的输送带重力，最下方托辊承受约70%的输送带重力；下方5个托辊受输送带成形力作用相近，最上方托辊受输送带成形力作用最大，约为下方5个托辊平均值的1。49倍。综合托辊接触力中3个分量，得到各托辊接触力的计算式。

　　最后，通过实验测试了不同物料填充率下的托辊接触力，验证了托辊接触力计算式，其计算精度较高。

　　文中图片

重力占比系数及拟合误差

FC′i与Fg′i的值

来源：

 

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