煤炭学报

作者：黄伟, 郭帅平, 范星明, 李学军, 叶桂林,

关键词：圆管带式输送机, 动力学模型, 物料填充率, 物料密度, 托辊接触力,

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150 mm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。

来源：2019年第7期

《煤炭学报》期刊编辑部

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