圆管状带式输送机说明书

1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2AbstractThetypepipebeltconveyorisamodernnewpatterncontinuumconveyor.Notonlycanittransportdispersedmaterial,butalsosolvethefamiliarproblemswhentransportfarcry,forexample,currencybeltconveyortransportableobliquityislittle、planeswerveradiiisbigandenvironmentalpollutionandsoon.Ithasbeeneffectivecontinuumconveyorintransportingallkindsofmaterialinforeign,butitstartedlateinourcountryanditisunderdevelopment.Thispapermainlyintroducestheselectionofcircularconveyordesignandtrussbeamdesigncalculation.Keywords:typepipebeltconveyor；selecting；designandcalculation3圆管带式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，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：1适用于环境温度一般为-10°~40°C，物体温度不超过50°C；在寒冷地区，应设有采暖设施；2可做水平运输，倾斜向上(16°)和向下(010~012)运输，也可以转弯运输；4运输距离长，单机输送可达15km；3可露天铺设，运输线可设防护罩或设通廊；4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，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，5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(JapanPipeConveyor)公司发明并投入到实际应用中。之后日本的其他公司如Bridgestone(普利斯通)、Tokai(东海)、Mitsubishi(三菱)、Mitsui(Z井物产)、YoshinoRubber(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。1.4.2圆管带式输送机的发展水平从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/h～4500t／h；总6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4500t／h，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。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。7第二章圆管带式输送机的工作原理及结构组成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8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圆管带式输送机规格表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9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ψ一般为75％，最大不应超过80％。充填系数在75％时，最大粒度应3maxpda。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10尾部过渡段托辊组的布置如图2.5所示。缓冲托辊的间距一般为300~500mm，均为槽形托辊，其槽角由A1—A1断面至A4—A4截面逐步增加，可分别为15°、20°、30°、45°；在B—B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B—B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C—C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形，