考虑物料因素的圆管带式输送机直线段托辊接触力研究
黄伟1
郭帅平2
范星明1
李学军1
叶桂林3
1.湖南科技大学机械设备健康维护湖南省重点实验室,湖南湘潭,4112012.湖南科技大学机械设备健康维护湖南省重点实验室,湖南湘潭411201;中国矿业大学江苏省矿山机电装备重点实验室,江苏徐州2211163.泰富国际工程有限公司,湖南湘潭,411201
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.
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
分类号：TD825.1(矿山开采)TH222(起重机械与运输机械)
资助基金：湖南省科技重大专项(2015GK1003)江苏省矿山机电装备重点实验室开发基金资助项目(JSKL-MMEE-2018-2)国家自然科学基金(51705144)
论文发表日期：2019-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 2267-2276 )
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