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湖 南 科 技 大 學
瀟湘學院畢業(yè)設計（論文）
題目
圓管帶式輸送機
作者
杜 震
學院
瀟 湘 學 院
專業(yè)
機械設計制造及其自動化
學號
1053010521
指導教師
段 凱
二〇一四 年 五 月 二十六 日
湖 南 科 技 大 學
瀟湘學院畢業(yè)設計（論文）任務書
機電工程 學院 測控技術與儀器 系（教研室）
教研室主任: （簽名） 年 月 日
學生姓名: 杜震 學號: 1053010521 專業(yè): 機械設計制造及其自動化
1 設計（論文）題目及專題： 圓管帶式輸送機
2 學生設計（論文）時間：自 2014年 2 月 17 日開始至 2014年 6月 1 日止
3 設計（論文）所用資源和參考資料：
設計要求：管徑250mm，75％充填時截面積0.041m2，帶速1.6m/s，最大輸送能力300t/h，允許最大物料粒徑70-90mm。
4 設計（論文）應完成的主要內容：
1）帶式輸送機現(xiàn)狀綜述；
2）圓管式帶式輸送機工作原理及總體方案確定；
3）圓管式帶式輸送機結構設計（輸送帶、托輥組結構、框支架、特殊保障結構等）；
4）結論。
5 提交設計（論文）形式（設計說明與圖紙或論文等）及要求：
1）設計圖紙：圓管式帶式輸送機結構設計裝配圖、零件圖，圖紙量要求2.5張0＃左右。
2）設計說明書要求打印，文字通順格式正確，論文不少于35頁。
6 發(fā)題時間： 2014 年 2 月 17 日
指導教師： 段凱 （簽名）
學 生： 杜震 （簽名）
湖 南 科 技 大 學
瀟湘學院畢業(yè)設計（論文）指導人評語
[主要對學生畢業(yè)設計（論文）的工作態(tài)度，研究內容與方法，工作量，文獻應用，創(chuàng)新性，實用性，科學性，文本（圖紙）規(guī)范程度，存在的不足等進行綜合評價]
指導人： （簽名）
年 月 日
指導人評定成績：
湖 南 科 技 大 學
瀟湘學院畢業(yè)設計（論文）評閱人評語
[主要對學生畢業(yè)設計（論文）的文本格式、圖紙規(guī)范程度，工作量，研究內容與方法，實用性與科學性，結論和存在的不足等進行綜合評價]
評閱人： （簽名）
年 月 日
評閱人評定成績：
湖 南 科 技 大 學
瀟湘學院畢業(yè)設計（論文）答辯記錄
日期：
學生： 學號： 班級：
題目：
提交畢業(yè)設計（論文）答辯委員會下列材料：
1 設計（論文）說明書 共 頁
2 設計（論文）圖 紙 共 頁
3 指導人、評閱人評語 共 頁
畢業(yè)設計（論文）答辯委員會評語：
[主要對學生畢業(yè)設計（論文）的研究思路，設計（論文）質量，文本圖紙規(guī)范程度和對設計（論文）的介紹，回答問題情況等進行綜合評價]
答辯委員會主任： （簽名）
委員： （簽名）
（簽名）
（簽名）
（簽名）
答辯成績：
總評成績：
摘 要
DG500型圓管帶式輸送機是一種新型的輔助運輸設備。該型運輸機設計的目的主要應用于面粉廠兩車間之間面粉的運輸，同時也適應于清潔快速的連續(xù)短距離輸送顆粒性的物品。
DG500型圓管帶式輸送機主要由電動滾筒、聯(lián)軸器、改向滾筒、輸送帶、托輥、機架、拉緊裝置、清掃器與給料系統(tǒng)等組成。
該型輸送機采用封閉式運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型圓管帶式輸送機在運量上可以完成100t/h，運輸量較大，并且采用更換機架的形式可以進行傾斜、垂直、轉彎等一系列普通帶式運輸機所不能完成的運輸方式。
該型輸送機結構緊湊，結構為近似對稱布置；輸送距離短，方便移動；運轉平穩(wěn)，安全可靠，安裝方便。
關鍵詞：輸送機； 封閉運輸
Abstract
DG500型圓管帶式輸送機是一種新型的輔助運輸設備。該型運輸機設計的目的主要應用于面粉廠兩車間之間面粉的運輸，同時也適應于清潔快速的連續(xù)短距離輸送顆粒性的物品。
DG500 type pipe belt conveyor is a kind of new auxiliary transportation equipment. Objective to design this type of transport is mainly applied to the flour flour factory workshop two between the transport, but also suitable to clean fast goods for short distance transportation of particles.
DG500型圓管帶式輸送機主要由電動滾筒、聯(lián)軸器、改向滾筒、輸送帶、托輥、機架、拉緊裝置、清掃器與給料系統(tǒng)等組成。
DG500 type pipe belt conveyor is mainly composed of electric drum, coupling, turnabout drum, conveyor belt, roller, frame, tension device, cleaning device and the feeding system.
該型輸送機采用封閉式運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。
The machine adopts closed transport can prevent external impurities into the conveying material, also can prevent the materials from the rain, the sun, and can realize the bearing section and return completely closed conveyor, the principle can avoid material leakage, spraying materials, which can meet the requirements of environmental protection.
DG500型圓管帶式輸送機在運量上可以完成100t/h，運輸量較大，并且采用更換機架的形式可以進行傾斜、垂直、轉彎等一系列普通帶式運輸機所不能完成的運輸方式。
DG500 type tube in the volume can be completed 100t/h belt conveyor, the transportation amount is larger, and the replacement of the frame forms can be inclined, vertical, turning a series of ordinary belt conveyor can not be completed by the mode of transport.
該型輸送機結構緊湊，結構為近似對稱布置；輸送距離短，方便移動；運轉平穩(wěn)，安全可靠，安裝方便。
The machine structure is compact, the structure is similar to symmetrical layout; transport distance is short, easy to move; smooth operation, safe and reliable, easy to install.
關鍵詞：輸送機； 封閉運輸
Keywords: closed transport conveyor;
目 錄
1概述 1
1.1封閉輸送帶式輸送機的分類 1
1.2 圓管帶式輸送機的特點 1
1.2.1 優(yōu)點 2
1.2.2 缺點 2
1.3 圓管帶式輸送機的發(fā)展 3
1.4 圓管帶式輸送機的組成 4
1.5 本文主要的工作 5
2 圓管帶式輸送機的總體設計 5
2.1 主體結構 6
2.2 輸送帶 6
2.2.1輸送帶類型 6
2.2.2 成圓方式 7
2.2.3密封方式 7
2.3 托輥 8
2.4 機架 8
2.5 附加部件 8
2.6 驅動裝置 9
2.7 啟動系統(tǒng) 9
3 圓管帶式輸送機的總體計算 9
3.1 設計的條件 9
3.2 輸送機橫截面積A，帶速v和管徑D的計算 9
3.3 輸送機功率的估算 11
3.4 張力計算 12
3.4.1 有效張力計算 12
3.4.2 最大張力計算 12
3.5 成圓損失 12
3.6 輸送帶下垂度 13
3.7 輸送帶層數(shù) 14
3.8 驗算托輥載荷 15
4 輸送帶的選擇與設計 16
4.1 輸送帶分類與結構 16
4.1.1 輸送帶的分類 16
4.1.2 輸送帶結構 17
4.1.3 帶芯 17
4.1.4 圓管式輸送帶技術規(guī)格 18
4.2 輸送帶寬度及滾筒直徑的計算 19
4.2.1 輸送帶寬度計算 19
4.2.2 滾筒直徑的計算 19
4.3 輸送帶工作張力 20
5 托輥的設計與選擇 20
5.1 托輥的選擇 20
5.1.1 緩沖托輥 20
5.1.2 成圓托輥 21
5.1.3 圓形托輥 22
5.1.4 輥子載荷計算 22
5.2 托輥軸承的選定 22
6 滾筒的設計與選擇 24
6.1 滾筒分類和形式 24
6.1.1 按驅動方式分類 24
6.1.2 按軸承內孔大小分類 24
6.1.3 按外形區(qū)分 25
6.2 滾筒規(guī)格 25
6.2.1 傳動滾筒基本直徑和長度 25
6.2.2 改向滾筒外形尺寸 26
6.3 滾筒的軸 27
6.3.1 軸設計的程序 27
6.4 電動滾筒 29
6.4.1 電動滾筒的作用 29
6.4.2 電動滾筒功率計算 29
6.4.3 電動滾筒轉矩計算 30
7 輸送機的線路及機架的設計 31
7.1 線路設計 31
7.2 成圓段設計 31
7.2.1 成圓段的長度 31
7.2.2 過渡段托輥的布置 32
7.3 機架的設計 33
7.3.1 帶式輸送機布置準則 33
7.3.2 圓管帶式輸送機機架設計 33
8 拉緊裝置與清掃器的設計 34
8.1拉緊裝置 34
8.1.1 拉緊裝置的功能 34
8.1.2拉緊裝置的分類 35
8.2 清掃器 35
9 總結 36
湖南科技大學瀟湘學院本科畢業(yè)論文
1概述
隨著現(xiàn)代化發(fā)展的要求，環(huán)保成為當今時代一個日趨重要的問題，在世界范圍內引起廣泛關注。輸送系統(tǒng)在工作中產生的粉塵和撒料，對環(huán)境污染已經引起世界各國輸送機設計、制造和使用部門以及行政管理部門越來越多的關注。為了減少輸送過程的污染，提倡環(huán)保無害化輸送物料，從而導致人們對封閉輸送的開發(fā)和研究。
封閉輸送帶式輸送機是以特殊的機械結構，通過輸送帶的圍包將散狀物料包裹在輸送帶的內部進行輸送。封閉輸送帶式輸送機在某種程度上具有管道輸送的特點，但是在宏觀上物料和輸送帶沒有相對運動，而是被輸送帶包裹著隨輸送帶一起運行來完成物料的輸送任務。
對該機種的研究與開發(fā)是從20世紀70年代開始，至今已經出現(xiàn)了多種形式的封閉型帶式輸送機，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）帶式輸送機等。
1.1封閉輸送帶式輸送機的分類
除軟管型的輸送帶外,圓管帶式輸送機的主要特點是采用平的輸送帶，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的方式以提高形成圓管的剛度。圓管帶式輸送機型式主要有基本型、雙面型、圓盤型、軟管型、夾邊型。
異型截面帶式輸送機是通過輸送帶對物料的包裹起到密閉作用，其主要機型有扁管型、三角型、折疊帶型、方型等。
幾種密閉輸送帶式輸送機的特性比較，圓管帶式和折疊帶式輸送機可用于長距離輸送；而扁管型的實現(xiàn)長距離輸送僅是技術上的構想，三角型應用很少。SICON型輸送量較小，從實際應用看，主要是在企業(yè)內部進行密度和塊度較小的物料輸送，這也能充分利用其布置靈活的特點。
1.2 圓管帶式輸送機的特點
圓管帶式輸送機是在槽形帶式輸送機基礎上發(fā)展起來的一類特種帶式輸送機，它是一種通過托輥組施加強制力將平型輸送帶導向成圓管狀，使輸送物料被密閉在圓管內，從而在整個輸送線路中實現(xiàn)封閉輸送的設備。
圓管帶式輸送機的尾部通過裝料器給輸送機裝載，輸送帶經過尾部滾筒后成為普通輸送帶的平形，用若干組過渡托輥將平形的輸送帶逐漸導向成封閉的圓形截面，從而實現(xiàn)密閉輸送物料。為了卸料，在輸送機的頭部仍然通過過渡托輥的導向，將圓形輸送帶導向成平形輸送帶在輸送機的頭部實現(xiàn)卸料。理論上，輸送機可以進行雙向輸送物料，但是通常需要增設輸送帶翻轉裝置。與其它密閉帶式輸送機和通用帶式輸送機相比，圓管帶式輸送機因其所特有的結構形式，具有明顯的特點。
1.2.1 優(yōu)點
1、圓管帶式輸送機采用的輸送帶接近于普通輸送帶，因而適合用戶的使用習慣，容易被使用者接受，而其它類型的密閉輸送帶式輸送機所采用的輸送帶與通用帶式輸送機差別很大。
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、能實現(xiàn)柔性布置設計，可以實現(xiàn)小半徑三維空間轉彎，避免了中間轉運站的設立和相應輔助設備的投資和維護費用；特別適合于空間比較狹小或者有障礙物等復雜環(huán)境下的輸送線路建設，縮短了輸送距離，從而降低工程的總造價。
4、能實現(xiàn)大傾角輸送，普通槽形帶式輸送機提升角度最大只能達到18°左右，而圓管帶式輸送機由于輸送帶將物料圍包在管內輸送增大了物料與輸送帶之間的摩擦力，輸送角度可以進一步提高。目前已投入應用的圓管帶式輸送機最大可以達到30°傾斜輸送，也有提出采用圓管帶式輸送機進行垂直提升的方案。
5、可以方便地實現(xiàn)雙向物料輸送。由于圓管帶式輸送機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通過打開和封閉輸送帶完成。
6、機架寬度小。管帶式輸送機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，在同等輸送截面的情況下，采用圓管輸送機在寬度方向上可以減為原來的1/3。從而降低土建施工時的空間需求、減少鋼材等結構材料的消耗，降低成本和工時。
1.2.2 缺點
1、材質和制造要求相對較高。盡管圓管帶式輸送機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向成圓管形狀，同時要求密封，因而要求輸送帶的邊緣與通用帶式輸送機的情況不同。另外為了使輸送帶導向成圓管形狀，并且在輸送機運行過程中保持圓管形狀，因而對輸送帶的剛性要求也不同，需要在設計和制造中特別考慮。
2、由于在輸送機的運行中物料被圍包在圓管內，增大了物料與輸送帶的擠壓力，因此輸送機的運行阻力系數(shù)要比通用帶式輸送機大。
與通用帶式輸送機相比，在帶速和帶寬相
3、同的條件下輸送量小。例如：帶寬為1000mm時，通用帶式輸送機的物料的最大截面積為0.0944m2（托輥槽角35°堆積角為10°）而圓管帶式輸送機的物料截面積僅為0.0409m2。
4、設計計算復雜。由于圓管帶式輸送機的結構形式比通用帶式輸送機的結構復雜，因而使其設計計算更加復雜。特別需要指出的是，圓管帶式輸送機的運行阻力隨運行速度的增大而增大，實際設計中運行阻力系數(shù)的選擇較困難。
5、從結構上來看"圓管帶式輸送機不會產生如同通用帶式輸送機的輸送帶跑偏問題，但是存在輸送帶的扭轉問題，嚴重時會使輸送帶的邊緣進入兩個托輥的間隙內，造成輸送帶的損壞。
6、盡管圓管帶式輸送機有上述的缺點，但它因具有密閉輸送，易于空間轉彎、占用空間小等顯著特點，成為在水泥、鋼鐵、化工、糧食等領域得到廣泛應用的一種新型特種帶式輸送機。
1.3 圓管帶式輸送機的發(fā)展
中國古代的高轉筒車和提水的翻車，是現(xiàn)代斗式提升機合刮板輸送機的雛形；17世紀中期，開始應用架空索道輸送散裝物料；19世紀中葉，各種現(xiàn)代結構的輸送機相繼出現(xiàn)。自18世紀以來，帶式輸送機在進入綠色設計以前，從其出現(xiàn)至今歷經了3個發(fā)展階段。
第一階段為1975～1900年，槽型帶式輸送機初創(chuàng)時期。1795年提出槽型帶式輸送機概念，1863年開始應用于輸送谷物，1868年在英國出現(xiàn)了帶式輸送機，1887年在美國出現(xiàn)了螺旋輸送機，1905年在瑞士出現(xiàn)了鋼帶式輸送機，1906年在英國和德國出現(xiàn)了慣性輸送機。
第二階段為1900～1972年，槽型帶式輸送機鼎盛時期。20世紀開始在各行各業(yè)廣泛應用。
第三階段為1975年至今，槽型帶式輸送機與圓管帶式輸送機并存時期。由于槽型帶式輸送機傾角很小，不能再三維方向任意旋轉，而且在運輸過程中易泄露，對環(huán)境造成污染。因此，1964年日本首先提出用圓管帶式輸送帶做輸送機的概念，1972年申報專利并開始利用。
預計帶式輸送機第四階段為2006～2020年，圓管帶式輸送機逐步替代槽型帶式輸送機，全面進入綠色設計階段并發(fā)展成圓管帶式輸送機的鼎盛時期。20世紀80年代中葉，全世界安裝了80臺圓管帶式輸送機，90年代中葉安裝了100臺，2000～2002年安裝了580臺，目前共計800多臺在運轉，總長度達160km，單臺最長已達5km，近30臺超過1km，下面是一直各種管徑輸送機臺數(shù)柱狀圖
圖1-5 世界范圍內使用的圓管帶式輸送機臺數(shù)
20世紀80年代，我國第一臺圓管帶式輸送機,由太原重型機械學院設計、吉林市機械廠制造，用于吉林市化工廠，但是未能得到進一步發(fā)展。從20世紀80年代末開始引進日本的專利制造技術以來，我國的圓管帶式輸送機建設一直以來大部分采用同國外公司合作生產的方式。繼淮南煤礦機械廠之后，先后有四川自貢運輸機械廠、中國華電（工程）集團公司等單位同Bridgestone公司合作，負責中國地區(qū)的圓管帶式輸送機項目建設。最近，北京國家電力建設研究所等單位也與日本企業(yè)聯(lián)合，長沙重型與德國KOCH公司聯(lián)合開始圓管帶式輸送機技術及相關產品在中國的研發(fā)和應用推廣工作。目前生產了大約30條圓管帶式輸送機。秦皇島港碼頭圓管帶式輸送機代表了當今世界圓管帶式輸送機建設的水平?？梢姡瑖鴥葓A管帶式輸送機的制造已經達到國際先進水平。所存在的問題是，缺乏獨立研究和設計能力，還沒有圓管帶式輸送機自主知識產權。
1.4 圓管帶式輸送機的組成
圓管帶式輸送機是在通用帶式輸送機的基礎上發(fā)展起來的一種新型帶式輸送機，它靠摩擦驅動，并利用按一定間距布置的正多邊形（一般為正六邊形）托輥組強制輸送帶卷成圓管形。物料從尾部加料漏斗處進入加料段，輸送帶由平形變?yōu)閁形，再經過渡段逐漸變?yōu)閳A管形，把物料包住密閉運行。輸送到頭部過渡段時，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行，或使回程分支以平形運行，其基本組成如圖所示。
圓管帶式輸送機的基本組成
1.5 本文主要的工作
1、對圓管帶式輸送機進行總體設計；
2、對圓管帶式輸送機的部件進行詳細設計；
3、對各個部件進行受力分析及強度校核；
4、畫出相應的圖紙。
2 圓管帶式輸送機的總體設計
對于圓管帶式輸送機，有的稱其為管子運輸機(Pipe Conveyor)，有的稱其為圓筒形運輸機(Tubular Convdyor)，有的稱其V形輸送機(V-CON)，還有的稱其為圓管輸送機(Rondex Rollgurt)等，本書全部稱其為圓管帶式輸送機，簡稱圓管機。
近年來，許多工業(yè)部門對散料輸送機的容量、運距、生產率的要求日益增加，特別是在露天煤礦、火力發(fā)電廠上煤除灰、煤礦開采中。帶式輸送機是必不可少的。雖然普通帶式輸送機的生產率高達40000m3/h，單程運距大于60km，但由于不能垂直輸送，大多數(shù)情況下改用斗式提升機或波紋擋邊輸送機。
但是，它們本身有以下缺點：
①帶速提高有一定限制，給料段和卸料段過高的帶速會產生無法解決的矛盾；
②對于黏性物料和內聚力很大的物料，卸料困難；
③波紋擋邊輸送機雖然可垂直提升．但水平段不能轉彎；
④夾帶式輸送機雖然能解決上述困難，但生產率不易提高，夾持橫截面無法再加大。水平段也不能轉彎。
圓管帶式輸送機正是為了解決上述問題而發(fā)明出來的，它的突出優(yōu)點在于它能在三維方向轉彎，傾角δ≤90°還能垂直提升。
2.1 主體結構
圓管帶式輸送機主體結構可分為加料段、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、機尾、調心托輥等組成
②成圓裝置由U形托輥組、成圓壓輥、托輥組成
③垂直段由直線段托輥、機架等裝置組成
④卸料段由卸料滾筒、驅動裝置和清掃器等組成
⑤回程段由回程輸送帶和拉緊裝置、機尾轉彎架等組成。
2.2 輸送帶
2.2.1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，通過外力將其卷成管形輸送帶；另一種是半圓形（包括扁圓形、方形和蛋糕形）的、硫化時有折線成型的輸送帶。這里稱這兩種輸送帶均為圓管式輸送帶。
1 平面形輸送帶
平面形輸送帶按機型分中國式（軟質輸送帶）和日本式（硬質輸送帶）兩大類。中國式圓管機接ISO標準帶寬（單位為mm）為500、650、800、1000、1200、1400、1600、1800、2000、2200，帶寬在2200mm以上的我國尚不能生產。國外按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，顯然，想用普通輸送帶卷圓是不現(xiàn)實的，剛度太大，要特別設計才行。
中國式圓管機的提升角度δ≤90°，而日本式圓管機僅能達到δ≤30°以下，帶速二者相似，運量為中國式圓管機大于日本式圓管機。
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)，無需加外力成圓，可通過輸送帶的拉緊力自動將上半部包成。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不會跑偏。
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。這種輸送帶結構簡單，易于維修，使用的托輥最少。方形輸送帶（圈2-9(b)）轉彎困難，密封不嚴，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。
2.2.2 成圓方式
圓管式輸送帶成圓時均用托輥保持其外形：下面介紹將平面形輸送帶通過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，用壓輥壓住一邊，見圖2-10(a)；第二步將另一邊用側托輥擋住未壓邊，同時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
軟質輸送帶圓管機成圓有兩種：回程帶卷圓和回程帶不卷圓（仍為平形）．后者便于制造和應用，但成圓要依靠外力，因而增加阻力；硬質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。
2.2.3密封方式
輸送帶卷圓要密封，其方式可分為對接、搭接和扣接。對接是指兩輸送帶帶邊，面對面合攏，如圖（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（b）所示?？劢邮侵竷奢斔蛶н吇ハ嗫劢釉谝黄穑鐖D（c）所示。圖（d）為磁性搭接。
圖 輸送帶密封方式
2.3 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，德國采用前三后三輥式為一組的較多。
②無縫托輥組 防止輸送帶跑出托輥或卡在輥縫中而設計的中國專利。
2.4 機架
機架可分為4種；①矩形平板式機架；②TVBC型（上圓下矩式）；③鋼砼型，鋼砼型機架造價最低，不可移動；④三角形機架，上面可以行駛檢修小車，不必另修檢修道。
2.5 附加部件
圓管帶式輸送機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
②拉緊裝置 短圓管帶式輸送機用拉緊裝置；長圓管帶式輸送機用液壓拉緊裝置.
③伸縮裝置 現(xiàn)用的輸送帶伸縮裝置，可在機頭或在機尾前安裝，多用絞車拉緊或放松回程帶，它還具有儲存輸送帶的功能.
2.6 驅動裝置
驅動裝置包括驅動滾筒或電動滾筒、減速器和電動機、軟啟動器等。
①帶槽傳動滾筒和改向滾筒 為防止四管輸送帶扭轉，傳動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、結構緊湊、效率高的特色，全為中國專利產品。
③變速傳動軸承減速器 變速傳動軸承減速器適用于中國移動式圓管帶式輸送機。
2.7 啟動系統(tǒng)
①采用國產開關磁阻調速電動機為最優(yōu)選。
②次選變頻調速電機，采用具有自動識別參數(shù)的變頻器即KV2000系列變頻器，它有參數(shù)自動辨識的功能，同時也具有滑差補償?shù)墓δ?，因此低速與顯示的滑差將會一致，調速精度也很高，因為本產品在電源電壓變動和負載比率變動等發(fā)生時都會自動調整參數(shù)，以保證轉速精度.
3 圓管帶式輸送機的總體計算
3.1 設計的條件
本次設計的圓管帶式輸送機主要是運輸精銅礦使用。該設計的要求為：
輸送機長度（頭尾滾筒中心距）：;
輸送方式：水平運輸（即：垂直段）
輸送機的生產能力：；
輸送機的輸送量：;
3.2 輸送機橫截面積A，帶速v和管徑D的計算
橫截面積A，帶速v和管徑D三者之間的關系如下公式：
（3-1）
（3-2）
（3-3）
式中：
——裝料系數(shù)，0. 95～1；
——按體積計算的輸送量，；
——圓管帶式輸送機輸送物料質量（即輸送機生產能力），；
——圓管帶式輸送機截面積，；
——圓管帶式輸送機帶速，m/s；
——圓管帶式輸送機的管徑，m；
——物料的堆積密度，；
根據(jù)輸送機運行的平穩(wěn)性等情況可以先假設帶速為：v=1.6m/s，由查表可知精銅礦的堆積密度為：=1.8-2.1t/m3。
根據(jù)公式3-1計算得：
A=
=
=0.028935
D=
=
=0.1920m
圓整可得：D=0.2 m=200 mm
輸送機的橫截面積：A=/ 4=3.14×0.22/4=0.0314㎡
3.3 輸送機功率的估算
初步設計用圓管帶式輸送機，驅動功率P計算如下。
總功率
(3-4)
式中：
——圓管帶式輸送機空載功率，kW；
——圓管帶式輸送機重載功率，kW；
——-圓管帶式輸送機垂直提升功率，kW；
(3-5)
(3-6)
(3-7)
式中：
——為圓管帶式輸送機估計的阻力倍數(shù)，≤30°時，；
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質量及輸送帶質量之和，；
L——圓管帶式輸送機裝料和卸料兩端滾筒水平中心距，m；
——圓管帶式輸送機附加長度，=49
H——圓管帶式輸送機兩端滾筒中心距垂直高度，m；
Q——圓管帶式輸送機輸送量，t/h；
——物料質量，kg/m，。
根據(jù)公式3-5，可以計算空載功率為：
=
=
=1.953
==0.8×180×0.02894=4.17
根據(jù)公式3-6，可以計算機重載功率為：
=
=0.102
該輸送機輸送方式為水平輸送，那么。
那么該輸送機的總功率為：
=1.953+0.102+0=2.055
考慮到機械損失等情況，可以定P=2.1kW
3.4 張力計算
3.4.1 有效張力計算
有效張力Fu為傳動滾筒上所需圓周驅動力，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，
=
=1.3
3.4.2 最大張力計算
最大張力T1 的計算公式有：
3.5 成圓損失
圓管輸送帶由平變圓或由圓變平，都會增加能量損失，與輸送帶機成圓后的管徑有關。見表3-1成圓損失Fc，其數(shù)值為國外測量值，每改變一次計算一回Fc。一般回程帶包圓時要乘4，不包圓時要乘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
圓管帶式輸送機回程帶為槽形，自然有槽角，按槽角450計算，據(jù)BEHREN試驗，用2200mm (86.6in)寬帶式輸送機，托輥間距l(xiāng)000mm (3.3ft)，加負荷為77.7～96. 8kgf/m(600～700lbf/ft)時，輸送帶和物料彎曲度損失占托輥滾動損失數(shù)為：
槽角450、下垂度3%時，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，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%負荷時，各種損失占托輥滾動損失數(shù)為：
槽角450、下垂度0.7%時，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，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，不能小半徑轉彎。
兩托輥之間的張力F應滿足下列公式要求：
承載帶
(3-9)
回程帶
(3-10)
式中：
——圓管帶式輸送機允許最大下垂度，大約≤0.01；
——承載帶上最小張力點托輥間距，；
——回程帶上最小張力點托輥間距，按槽形帶式輸送機選用。
根據(jù)以上公式可以計算兩托輥間的張力：
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，計算如下：
（3-11）
式中：
——穩(wěn)定至況下的輸送帶最大張力，N
——輸送帶寬度，mm；
——輸送帶每層縱向扯斷強度，N/(mm?層)；
——安全系數(shù)，行n=10～12。
②鋼絲繩輸送帶扯斷強度計算如下：
（3-12）
式中：
——靜安全系數(shù)， =7 ~9。
根據(jù)上式計算可得，輸送帶層數(shù)：
圓整可得：i=5
輸送帶扯斷強度：
3.8 驗算托輥載荷
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；
承載帶托輥動載荷：
（3-15）
回程帶托輥動載荷：
（3-16）
式中：
——工況系數(shù)，正常工作取=1.0；
——運行系數(shù)，每天運行時間9~16h，=1.1；
——沖擊系數(shù)，=1.0。
根據(jù)上式計算可得，
承載帶托輥靜載荷：
回程帶托輥靜載荷：
4 輸送帶的選擇與設計
4.1 輸送帶分類與結構
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、按強度分
有低強度(300kN/m以下)，中強度(300～1250kN/m)和高強度(>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、耐化學物品、耐油、耐低溫、無毒（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、按應用場合分
①地下開采 大多數(shù)采用高強度輸送帶，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，強度高達6300kN/m，帶寬在2000～8000mm，運距幾千米到幾十千米一臺。
③建筑工地 低中強度帶居多，有固定式和移動式，平面形和槽形居多，圓管式為平形帶和U形帶。
④工廠內部 廠內運輸，各種用途的耐熱帶，耐寒、耐酸的多層次低中強度帶。
⑤農業(yè)工程 棉帆布、合成纖維帶，低中強度。
⑥運輸業(yè) 機場、火車站、郵政、港口等為通用帶式輸送機，平面形居多；包裝行業(yè)低強度通用帶居多。
⑦客運 多為800～1200mm帝寬，15km以下通用型、鋼鐵型帶，各種花紋平型帶，輸送轉運站、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，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，均用于提升機上。越野輸送帶的帶強已超過6000kN/m。
4.1.2 輸送帶結構
輸送帶的結構最為簡易，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。鋼絲繩芯取代纖維布芯便成鋼絲繩芯輸送帶。
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、每小時沖擊循環(huán)次數(shù)有關，可將物料分為A、B、C、D四類。A類為無磨損性的，如石灰、術炭、木片、含瀝青煤和糧食；B類為磨損性的，如鹽、無煙煤、磷酸鹽石、石灰石等；C類為強磨損性的，如渣、銅礦石、石板、煤灰渣；D類為特強磨損性的，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。要求其材料強度高，伸長率適當、耐曲撓、耐疲勞、耐熱好、收濕性小和同橡膠結合性好。
1、帶芯的種類及特點
①棉纖維的基本特性是濕強度較高，干強度較低，伸長率較低，與橡膠黏結性好，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，它強度高，耐熱導熱性好，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，與橡膠結合性差。
④聚酯纖維，俗稱滌綸，強度較高但比尼龍稍低，伸長性較低，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，與橡膠結合性也差，但它綜合了②、③的優(yōu)點。
⑤聚乙烯醇纖維，俗稱維尼綸，強度和彈性橫量初始都不及尼龍，耐熱性差，濕強度下降大。
⑥玻璃纖維（簡稱玻纖），如按比強度計算，玻纖強度最高，模量很高，伸長率很低，相對密度大，不吸濕；耐熱性好；耐腐蝕}電絕緣和隔熱性都好，缺點是不耐磨，不耐疲勞，不能抗剪應力，與橡腔緒臺性差。
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，相對密度小，耐化學腐蝕性好。
⑧碳纖維，強度大干玻纖，碳纖維是一種新型的高性能纖罐增強材料，它具有高強度、高模量、耐高溫、耐磨、耐腐蝕、抗疲勞、抗蠕變、導電、導熱和遠紅外輻射等諸多優(yōu)異性能。它可以根據(jù)復臺材料形式減輕構件質量，從而提高構件的技術性能?，F(xiàn)已廣泛應用于機械制造和硫化加熟等高新技術領域。
用碳纖維復合的工程材料優(yōu)于金屬材料，其抗拉強度高于鋼材3～4倍；剛度高于2～3倍；耐疲勞性高于2倍；質量比鋼材輕3～4倍；線膨脹性小4～5倍。它的出現(xiàn)使纖維復合材料具有更廣闊的發(fā)展前景。
⑨鋼絲簾線，強度高，伸長率低，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，蜘蛛纖維強度最高，一旦成功。將取代上述纖維。
4.1.4 圓管式輸送帶技術規(guī)格
圓管式輸送帶產品結構要求如下。
①為使輸送帶運行時呈圓管狀，圓管帶本身具有適當?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、長期地經受劇烈的彎曲和收縮。
③圓管帶具有優(yōu)良的物理力學性能。圓管帶運輸物料時，其帶體拉伸，覆蓋膠長期受日光照射及風吹雨淋。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，而內覆蓋膠則應具有優(yōu)良的耐磨性能。
④輸送帶如選剛度大的，必須大半徑轉彎；剛度小的，必須小半徑轉彎；工廠內能使用。
4.2 輸送帶寬度及滾筒直徑的計算
4.2.1 輸送帶寬度計算
輸送帶兩邊的搭接長度推薦值為管徑的1/2左右，則帶寬與管徑的關系為：
（4-1）
式中：
——輸送帶的寬度，mm；
——圓管輸送帶名義管徑，mm，這里指其外徑，或者指正多邊形托輥組內切圓的直徑。目的是在圓管輸送帶的名義管徑不變的情況下，當選用不同厚度的輸送帶時，可保證圓管帶式輸送機的結構不變，易于標準化通用化。
通過上式計算輸送帶的帶寬為：
根據(jù)輸送帶的國家標準GB7984-1987，圓整可得B=1000mm。
4.2.2 滾筒直徑的計算
滾筒直徑與輸送帶的彎曲疲勞極限成反比，滾筒直徑愈大愈有利，依帶層厚度而定。滾筒直徑表達式如下：
式中：
——滾筒因子，查表可得：=85；
i——帶層教；
t——每層芯體厚度，mm;
D——滾筒直徑，mm。
滾筒直徑：
圓整后：
4.3 輸送帶工作張力
最大工作張力計算公式：
（4-3）
式中：
——輸送帶帶寬，mm；
——輸送帶帶強，查表可得，=40N/mm。
最大工作張力：
5 托輥的設計與選擇
5.1 托輥的選擇
5.1.1 緩沖托輥
緩沖托輥用于帶式輸送機受料處減緩落料對輸送帶的沖擊，主要針對洗煤廠、焦化廠、化工廠等腐蝕性環(huán)境而研制的一類托輥，它本身具有的韌性是普通金屬的10倍以上，壽命為傳統(tǒng)柱鞋的五倍,耐腐蝕阻燃，抗靜電，自重輕等特點，廣泛用于礦山開采。托輥輥體專用的高分子材料，其機械性能類似于青銅，具有很好的耐磨性，而且具有良好的自潤滑性能，不傷皮帶。緩沖托輥防腐性能優(yōu)越。輥體及密封件都用高分子材料制作，耐腐蝕。在腐蝕性場合使用，使用壽命可達到普通托輥的5倍以上。
緩沖托輥重量輕，旋轉慣性小。托輥專用高分子材料重量輕，比重是鋼材的七分之一，用這種材料制成的托輥，重量是普通托輥的二分之一左右，旋轉慣性小，托輥與皮帶之間的摩擦小。
緩沖托輥安裝在輸送機受料段的下方,減小落料時物料對輸送帶的沖擊，以延長輸送帶的使用壽命，緩沖托輥的間距一般100-600毫米。
5.1.2 成圓托輥
段托輥組的布置如圖5-1所示。成圓托輥的間距一般為300~500mm，均為槽形托輥，其槽角由A1—A1，斷面至A4—A4斷面逐步增加，分為15°、20°、30°、45°等，可根據(jù)現(xiàn)場情況調整，以期它們能起到對輸送帶導向和約束的作用。在B—B斷面處設置一組五托輥組，其中最上方的2個托輥的傾角應根據(jù)輸送帶兩邊的搭接方向分別取60°和55°左右，用于壓低一邊的輸送帶，使其順利地搭接過渡成圓管形，并減少其邊緣部分的磨損。有時還可在第一個多邊形托輥組B—B斷面前設置一個壓帶托輥，同樣是用來壓低輸送帶的一邊，使其正確搭接并封閉輸送帶。在C—C斷面，除采用標準六邊形托輥組以外，還可由12個托輥組成十二邊形，實際上是在支承板兩側各形成正六邊形，相互錯開30°的角度，十二邊形托輥組成的圓管形比標準六邊形托輥組更接近圓形，可在密封處承受很高的載荷壓力。當被輸送物料的粒度較大時，在過渡段區(qū)間內應有意讓輸送帶上的物料上下抖動，同時從左右兩側對圓管輸送帶進行推擠，使物料塊的長徑方向與圓管輸送帶的運行方向一致，從而使其較順利地進入圓管輸送帶內。對輸送帶推擠是通過在過渡段區(qū)間內輸送帶的兩側設置相互錯開的垂直托輥來實現(xiàn)的(見圖5-2)，但也要防止輸送帶向左右方向被推出(跑偏)。當被輸送物料的長徑大于圓管輸送帶的名義管徑時，應該修正充填系數(shù)或者增大圓管輸送帶的名義管徑，這時要重新匹配帶速，以保證達到所要求的輸送量。
圓管輸送帶的頭部過渡段有時也需要設置壓帶托輥。
圖5-1 成圓組托輥布置
圖5-2成圓托輥組的垂直托輥
5.1.3 圓形托輥
圓形托輥的組成形式有：一輥式、二輥式，三輥式、四輥式、六輥式、八輥式和十二輥式，而前三后三輥為一組，用得較多。過渡段用平托輥、槽形托輥。由過渡段進入圓管形要經過成圓裝置，它們均由標準的DT-Ⅱ型托輥組
一輥式 中間為一弧形主輥，兩邊用壓輥封住，成為最簡易的托輥，垂直轉彎時立放，水平轉彎時平放，布置十分方便。
二輥式 回程帶為平形，其支架為上圓下矩形，或用上三角下矩形，僅適用于低速1～1.5m/s。
三輥式 為最簡單的三輥式，用于垂直彎弧段，上面無需壓輥。為前后兩個三輥為一組，成對配用。
四輥式 用吊掛彈簧吸收了搬動，運轉幾乎無聲，缺點是有托輥組間隙大，改用無縫托輥即成。。
六輥式 普通六輥式見圖，前三后三輥式，第一個調節(jié)輥，可以調節(jié)輸送帶扭轉。
多輥式 多輥式有8輥式、12輥式，再多的未發(fā)現(xiàn)。大直徑圓管機選12輥或8輥才比較經濟。
5.1.4 輥子載荷計算
承載分支托輥：
其中e由輥子載荷系數(shù)表查得。
回程分支托輥：
5.2 托輥軸承的選定
滾動軸承的種類、類型及尺寸是多種多樣的。為使托輥裝置發(fā)揮出預期的性能，選擇最適宜的軸承是至關重要的。為選定軸承，需要分析諸多要因，從各個角度迸行研究、評價有關選擇軸承的程序，一般順序如下。
①掌握托輥裝置和軸承的使用條件等。
②明確對軸承的要求。
③選定軸承的類型。
④選定軸承配置方式。
⑤選定軸承尺寸。
⑥選定軸承規(guī)格。
⑦選定軸承的安裝方法。
一般軸承的選定按照以下進行。
固定端軸承 深溝球軸承、組合角接觸球軸承雙列角接觸球軸承、調心球軸承帶擋邊圓柱滾子軸承（NUP型、NH型），雙列滾子軸承、調心滾子軸承。
自由端軸承 分離型：圓柱滾子軸承（NUP型、NH型）；非分離型：深溝球軸承、組合角接觸球軸承（背面組合）、雙列角接觸軸承、調心球軸承、雙列圓錐滾子軸承(3700型)、調心滾子軸承。
不分固定與自由端 深溝球軸承、角接觸球軸承、調心球軸承、圓柱滾子軸承（NJ型、NF型）、圓錐滾子軸承、調心滾子軸承。
軸承的安裝
軸承安裝的好壞，將影響到軸承的精度、壽命和性能。按如下操作順序進行軸承安裝。
①清洗軸承及相關零件，對已經脂潤滑的軸承及雙側具有油封或防塵蓋、密封圈的軸承，安裝前無需清洗。
②檢查相關零件的尺寸及精加工情況。
③軸承的安裝應根據(jù)軸承結構、尺寸大小和軸承部件的配合性質而定，壓力應直接加在緊配合的套圈端面上，不得通過滾動體傳遞壓力。
軸承安裝一般采用如下方法。
①壓入配合 軸承內圈與軸采用過盈配合，外圈與軸承座孔是較松的配合時，可用壓力機將軸承先壓裝在軸上，然后將軸連同軸承一起裝入軸承座孔內，壓裝時在軸承內圈端面上，墊上一軟金屬材料做的裝配套管（銅或軟鋼），裝配套管的內徑應比軸頸直徑略大，外徑直徑應比軸承內圈擋邊略小，以免壓在保持架上。軸承外圈與軸承座孔緊配合，內圈與軸為較