带式输送机滚筒较小直径的选择方法及应用

带式输送机的内部构件中，滚筒是重要组成部件之一，滚筒主要有传动滚筒和改向滚筒两大类。传动滚筒主要作用是将驱动装置的转矩传递到输送带上；改向滚筒则主要安装在输送带头尾端部，用来改向、增加传动滚筒包角的导向滚筒、张紧滚筒和用于张紧装置的导向滚筒等等。

滚筒的尺寸主要包括滚筒的宽度和直径。滚筒的宽度由所匹配的输送带的宽度来决定；滚筒的直径要与输送带及接头的使用寿命相适应，输送带接头的使用寿命至少要达到输送带的估计寿命，良好的输送带接头有利于减少滚筒面层或覆盖层的磨损。

随着带式输送机行业的发展，出于对技术及经济效益的双重考虑，滚筒尺寸的合理选择非常重要。在给定输送带张力的情况下，滚筒直径选择过大将使滚筒所受力矩增大，滚筒的各部件尺寸也将增大；而滚筒直径选择过小，将导致输送带骨架的寿命降低。因而，带式输送机滚筒直径，应根据不同带芯及材料的输送带绕过滚筒时产生的弯曲应力、输送带的张力、输送带与滚筒之间的平比压等因素来确定。虽然已将滚筒较小直径确定方法编写到GB50431标准中，但国内工程设计人员还是按照习惯采用非标准方法。下面从标准延续的角度将对滚筒较小直径选择方法进行分析，明确选择方法的基本步骤，给出选择与确定滚筒直径的可操作方法。

1、滚筒较小直径选择方法及步骤

确定滚筒较小直径的标准较早在ISO3684—1976中提出；DIN22101从1982年版开始将其简化后的内容编入德国标准。GB50431—2008也将这些相关内容编入。下表为带式输送机滚筒直径系列。通过对ISO3684进行分析，归纳出确定滚筒较小直径的基本步骤如下。

（1）将滚筒直径按照优先数R10（R20）系列列出常用的滚筒直径范围（见下表），并按滚筒的作用和位置分为A、B、C三组。通常将传动滚筒紧边侧看作A组（传动滚筒和所有在较高输送带张力区域内的其他滚筒）；松边侧为B组（较低输送带张力区的改向滚筒）；C组为围包角小于30°的改向滚筒（输送带运行方向不大于30°）。

（2）根据输送带类型和规格确定滚筒基准直径。

（3）确定输送带较大张力与许用抗拉强度百分比（滚筒张力利用率）。

（4）对于A组滚筒，在滚筒张力利用率为60%~100%时，滚筒直径取为基准值；在滚筒张力利用率为30%~60%时，滚筒直径在优先数R10（R20）系列下比基准直径低1级；在滚筒张力利用率为30%以下时，滚筒直径在优先数R10（R20）系列下比基准直径低2级；DIN20101—2002以后所列数值可看作是滚筒张力利用率大于100%时，滚筒直径在优先数R10（R20）系列下比基准直径高1级。

（5）B组滚筒直径在优先数R10（R20）系列下比A组低1级。

（6）C组滚筒直径在优先数R10（R20）系列下比A组低2级。

2、滚筒较小直径选择方法的应用

由上述分析可知，确定滚筒较小直径的标准方法并不精确，但在工程实际中所选择的滚筒直径应满足标准中的较低要求。

改向滚筒较小直径对于A、B两组在输送带张力区的划分并没有很清晰的界限，而是在未进行各点张力计算时的近似估计，此时不需要每个滚筒的张力，可用于滚筒直径的初步估算。以前由于无法精确计算出滚筒所在张力区较大张力Fmax，只能由经验丰富的设计人员对较大张力进行估算，划分目标改向滚筒是A组还是B组。当已经计算出各个滚筒上的较大张力，可将B组滚筒看作A组滚筒（C组滚筒看作B组滚筒）进行校核，从而增加计算的准确率。同时，对于复杂线路（长距离）带式输送机，在同一条带式输送机上所采用的滚筒直径并不仅仅是3个规格。

可见，即使采用较大比压计算，也已经满足要求，所以，在确定滚筒直径时，可以不计算比压值。相比之下，现行的关于滚筒直径的确定方法是利用DTII（A）设计手册，在确定了滚筒松紧边张力以后计算出滚筒合力，然后选定许用合力比所算滚筒合力大1~2个等级的滚筒直径。

3、总结

（1）通过对ISO3684和DIN22101确定较小滚筒直径方法的分析，给出了确定较小滚筒直径的基本步骤；

（2）说明了标准方法可分别在初步设计阶段和校核两个阶段使用；

（3）给出了滚筒面压的较大比压计算式，通过算例证明在设计计算过程中可不必计算比压。