管状胶带机设计计算实例

管状胶带机设计计算实例

?管带机的发展及其优势

管状带式输送机是在普通带式输送机基础上发展起来的一种新型带式输送机。它是通过呈六边形布置托辊，将胶带强制裹成边缘互相搭接的圆管来对物料进行密闭输送的。

由于管状带式输送机是从普通带式输送机发展而来的，由于它的传动原理与普通带式输送机完全相同，是一项成熟技术，因此得到用户的普遍认可。目前，管状带式输送机技术日趋标准化，它的结构特点决定了未来它将是一种应该优先选取的散料输送方法。

管状带式输送机的应用基本没有限制，只要物料粒度均匀，基本上任何散状物料都可采用。常用来输送的典型物料有矿石、煤、焦炭、石灰石、沙石、水泥烧结料、化工粉料和石油焦等。一些非常难处理的物料，如钢浓缩物、粘土、废渣、碎混凝土、金属碎渣、加湿粉煤灰、尾渣和铝土等也可用管状带式输送机输送。

?管带机的特点：

1. 可广泛应用于各种粒度均匀的散状物料的连续输送；

2. 输送物料被包裹在圆管状胶带内输送，因此，物料不会散落及飞扬；反之，物料也不会因刮风、下雨而受外部环境的影响。这样即避免了因物料的撒落而污染环境，也避免了外部环境对物料的污染；

3. 胶带被六只托辊强制卷成圆管状，无输送带跑偏的情况，管带机可实现立体螺旋状弯曲布置。一条管状带式输送机可取代一个由多条普通胶带机组成的输送系统，从而节省土建（转运站）、设备投资（减少驱动装置数量），并减少了故障点，及设备维护和运行费用；

4. 管状带式输送机自带走廊和防止了雨水对物料的影响，因此，选用管状带式输送机后，可不再建栈桥，节省了栈桥费用；

5. 输送带形成圆管状而增大了物料与胶带间的磨擦系数，故管状带式输送机的输送倾角可达30度（普通带式输送机的最大输送倾角为17°），从而减少了胶带机的输送长度，节省了空间位置和降低了设备成本，可实现大倾角（提升）输送；

6. 管带机的上、下分支包裹形成圆管形，故可用下分支反向输送与上分支不同的物料（但要设置特殊的加料装置）；

7.由于输送带形成管状，桁架宽度较相同输送量的普通带式输送机栈桥窄，从而减少占地和费用。

?管带机的结构特征

管带机是在普通带式输送机的基础上发展起来的一种新型带式输送机，它和普通带式输送机的工作原理基本相同，它是利用按一定间距布置的多边形（正六边形最好）托辊组强制使胶带卷成圆管状, 如图1所示。其工作过程是：物料从尾部加料漏斗处进入加料段，输送带由平形变为u形，再经过过渡段逐渐变为圆管状，把物料包住密闭运行，输送到头部过渡段时，圆管状输送带由u形渐渐展开成平形，把物料卸掉。承载回程分支输送带也可形成圆管状运行，或回程分支以平形运行。

胶带是管带机承载物料的承载件和牵引件，管带机使用的胶带主要有：尼龙、聚酯织物芯和钢丝绳芯胶带。如图2所示结构，管带机要有良好的弹性、纵向柔性、适当的横向刚性和抗疲劳性能；对带芯要求严格，带芯必须具有一定的强度和牢度；两边搭节部分要有良好的可挠曲性，以保证胶带在成管后的密封性和稳定性能。胶带两边搭接的长度推荐为管径的1/2，则带宽与管径的关系为：B=(π+1/2) d 管（式中：B-胶带的宽度，m ，d 管-管带机的管径，m ）

管带机与其它输送带不同技术指标是横向刚性，这是管带机胶带独特技术指标。而且每条胶带的宽度不同，厚度不同，它的刚性就不同。胶带刚性通常的测量方法时：取75 mm 长的胶带，用105g →400g 的力垂直作用在胶带上,测得的弹力值为胶带的刚性强度。

胶带型号的选择要考虑胶带的最大张力值、输送距离、使用条件及安全系数。 胶带的安全系数是一个经验值，应考虑安全、可靠、寿命、制造质量、经济成本、启动系数、现场条件等多方面的因素。依据DT Ⅱ安全系数n 的推荐，对钢丝绳芯输送带：n=7~9；对织物绳芯输送带：n=12~16。运行条件好，倾角小，强度低，取最小值，反之，则取最大值。

当输送距离在2km 以内时，宜适用织物芯胶带，安全系数最小取12，其使用伸长率不得大于2％；当输送距离大于2km 时，宜适用用钢丝绳芯胶带，安全系数最小取7，其使用伸长率不得大于0.2％。

管带机托辊主要有六边形托辊组、槽形过渡托辊组。槽形过渡托辊组用于头部和尾部的过渡段，其结构和布置间距与普通带式输送机相同，根据过渡段长度可选用10°、20°、30°、45°、60°几种。六边形托辊组的布置间距随管带机圆管直径的增大而增大，在确定间距时，还应考虑到输送物料的松散密度转弯半径和弧段类型等。

由于管带机为桁架结构，中间段一般不设栈桥，因此对管带机辊子的防水性能要求较高。

4. 桁架和支架

由于管带机可以沿着地平线和架空等多种布置形式，根据现场的需要而定。为了安装管带机托辊架，因此管带机一般选用如图3形式的框架（即桁架），支撑选用圆钢管人字形支架，由于管带机桁架已有足够刚度，则可在两边另加人行通道和检修通道，从而取代输送机栈桥。

2.5其他部件：

驱动装置、传动滚筒、改向滚筒、拉紧装置、头尾架、导料槽、头部护罩、漏斗、尾部护罩、头部清扫器、空段清扫器等部件结构与普通带式输送机结构完全一致。

?线路布置

1.布置线路应注意的问题：

管带机可以实现空间曲线输送线路布置，当具有较多的弯曲段时，最好使弯曲段的数量和方向在输送机两侧对称布置，以保证胶带在运行时张力在其横断面上均匀分布，减少扭曲；

管带机的过渡段长度主要由胶带的伸长率和横向刚度决定的。在过渡段，胶带由平形变成圆形，此时胶带的边缘将被拉伸，并由此产生附加应力。如果过渡段太短，则胶带边缘将产生很大的附加应力，使其过早地疲劳破坏，严重时甚至使胶带边缘撕裂；如果过渡段太长，

x25；钢丝绳又将缩短整个输送线路的密封长度。对尼龙帆布胶带：过渡段长度通常取Lg=d

管

芯胶带：过渡段长度通常取Lg=d

x50。

管

管带机不适用于中间设有加料点和卸料点。如果必须在输送段中间设加料点或卸料点，一般采用增加过渡段将胶带展成平形的方式，在加料点安装加料装置加料，或在卸料点采用电动或手动犁式卸料器直接卸料。

2.输送路线空间弯曲布置时的曲率半径

管带机的输送路线可以绕过建筑物、跨过河流和公路等，在空间任意方向按曲线布置，省去了中间转载，能实现一机长距离复杂线路输送物料。但值得注意的是：曲率半径的大小直接影响到胶带和托辊的使用寿命，因此在现场布置允许的情况下要尽量增大曲率半径。曲率半径应满足下列要求：

x300

尼龙布胶带：转弯半径R≥d

管

x600

钢丝绳芯胶带：转弯半径R≥d

管

?管带机安全保护措施

1.关于扭曲问题：

胶带调试好以后运行可靠性很高，输送带在发生正负20度范围内的偏转属于正常偏转，当发生20到90度范围内的偏转时属于轻度偏转，按调整方法大约在2小时以内能完成，当发生90到180度范围内的偏转时属于重度偏转，按调整方法要多调整几组托辊，大约在4小时以内能完成。业主应每天进行巡回检查一次。供方保证一周内不会发生大于180度扭转。当胶带扭转45度时，须及时进行调整。

轻度扭转可不调整；中度扭转可不停机加调整垫片进行调整，调整周期一般为2-8小时

即可完成；重度扭转可不停机加调整垫片进行调整，调整周期一般为4-16小时即可完成；严重扭转应停机，人工纠正后，加调整垫片后再空载和重载进行调试，调整周期一般为2-4天。破坏性扭转的调整方式与严重扭转的调整方式相同，调整周期一般为3-5天，如果调整还达不到要求，可增加托辊，并将托辊安装位置旋转30°安装后再进行调试。

在使用中胶带发生扭转时应及时调整，以免发生严重扭转和破坏性扭转。

2.关于正常运行情况下的物料最大充满度

在管带机尾部过渡段设置限料装置以控制物料充满度。当充满系数在小于75%状态下，可保证长时间安全运行。

3.关于六边形托辊之间的间隙：

管状胶带机PSK托辊安装架采用模具加工，制造精度高，保证六边形托辊之间的间隙在0.5~5.0mm之间，能有效防止胶带嵌入托辊间隙引起损坏。

4.管带机其它的安全保护措施与普通胶带机相同，如在管状胶带机头尾过渡槽形段设有

调心托辊以防止胶带跑偏，设有拉绳开关、防撕裂、防堵等保护设施。

?设计计算

管带机功率计算方法和普通胶带机功率计算方法基本相同，不同的地方主要体现在：运的选取及管带机各种附加阻力的计算方法。

行阻力系数f

P

1.运行阻力系数fp的选取

管带机的运行阻力系数与普通胶带机的模拟摩擦系数f相似，但由于管带机在运行时被

迫卷成管状，与普通胶带机又有区别。根据业主提供的参考资料，管带机的运行阻力系数f

P 可按下表选用：

2.胶带的附加阻力

管带机与普通胶带机不同的还体现在各种附加阻力上，如成形阻力、弯曲阻力、刚性阻力等附加阻力。

胶带的弯曲阻力可以按DT75来计算，即F=T*(π/180)*θ*fp，其中T为弯曲点胶带的受力；

胶带的刚性阻力可以用g/75mm来表示，F＝71*fp*D/75，其中D为管胶直径；

胶带局部阻力主要包括加料阻力和清扫器阻力，可按DTⅡ型带式输送机中的有关计算方法计算；

胶带的成形阻力比较小，计算中可以忽略。

?管带机设计选型计算实例

1.布置参数

某厂除灰用管状胶带机的用途是将灰库下的调湿灰从厂区内送至灰场，管带机展开长度为988m，除365m在厂区内外，其余623m布置在野外，沿线共跨过一条马路、一座桥、四个山头、穿过村庄和村沟，最后伸进灰场。其中水平弧段1个，垂直弧段5个，在设计时避开了立体弯。凹弧段和平面处转弯半径为200m,凸弧段转弯半径为175m，管状段直线段托辊间距为1600mm,曲线段托辊间距为1100mm,过渡段长度为10.50 m,最大水平转弯角为27.02°，最大倾角为6.37°。整条胶带机采用桁架结构，管带机窗式框架宽620mm,运行通道静宽为1m,检修通道净空为0.7m，桁架合计宽2320mm。桁架间距一般为12m，最大跨距为21.5m，在管带机沿途设了7个防震支架和3个中间出口，在管带机头尾部还设置有维护检修用的出入

口。桁架挠度按L/800计算。

2.输送参数：

计算图如下：

（0）－（1）段阻力L1=343m,H1=0

承载分支

=(qB+qru+qg)*f*L1+( qB+qg)*H1+L1*f*D/75=(18.4+7.3+33)*0.039*343+(18.4+33)*0+34 C

01

3*0.039*250/75=833kg

回程分支

R

=(qB+qr0)*f*L1+qg*H+71*f*D/75=(18.4+7.3)*0.039*343+33*0+343*0.039*250/75=388kg 01

（1）－（2）段阻力L2=71m,H2=7.9m

承载分支C

=(qB+qru+qg)*f*L2+( qB+qg)*H2+L2*f*D/75=582kg

12

回程分支R

=(qB+qr0)*f*L2+qg*H2+L2*f*D/75=-63kg

12

（2）－（3）段阻力L3=225m,H3=16.3m

=(qB+qru+qg)*f*L3+( qB+qg)*H3+L3*f*D/75=1390kg

承载分支C

23

=(qB+qr0)*f*L3+qg*H3+L3*f*D/75=-45kg

回程分支R

23

（3）－（4）段阻力L4=100m,H4=-8.1m

=(qB+qru+qg)*f*L4+( qB+qg)*H4+L4*f*D/75=-176kg

承载分支C

34

回程分支R

=(qB+qr0)*f*L3+qg*H3+L4*f*D/75=262kg

34

（4）－（5）段阻力L5=249m,H5=22m

=(qB+qru+qg)*f*L5+( qB+qg)*H5+L5*f*D/75=1743kg

承载分支C

45

回程分支R

=(qB+qr0)*f*L5+qg*H5+L5*f*D/75=-123kg

45

转弯阻力：

=T*(π /180)*θ*f=4668*3.14/180*6.4*0.039=20.3kg

C

（1）

C

=5250*3.14/180*27*0.039=96.4 kg

（2）

=6640*3.14/180*9*0.039=40.7kg

C

（3）

C

=6464*3.14/180*11*0.039=48.4kg

（4）

=3220*3.14/180*6.4*0.039=14kg

R

（1）

R

=3283*3.14/180*27*0.039=60.3kg

（2）

=3328*3.14/180*9*0.039=20.4kg

R

（3）

R

=3066*3.14/180*11*0.039=22.9kg

（4）

传动滚筒轴所需功率P A：ΣP A=100.37Kw,Fu=ΣP A*102/v=100.37*102/2=5119kg 驱动电机轴所需功率P M：P M＝P A/η＝100.37/0.838＝119.8Kw,

功率系数K :1.2

电动机功率P=K* P M =1.2*119.8=143.8 Kw,选160kW的电机。

确定胶带：选ST800的胶带，安全系数n=800*100/(8528)=9.3

逐点张力法的计算为：

在本工程中所选电机功率P=200kW.