圆管带式输送机是利用六边形托辊组对输送带强制成圆管状来进行散状物料输送的机构,具有环保、高效、柔性输送等特点。其中管线倾斜角度是圆管带式输送机设计过程中一个重要的设计参数,由于受到山坡地形因素的影响,如果选用过大会发生胀管严重事故,过小则会造成整机管线布局过长、托辊数量剧增等弊端。目前仍然采用经验法对管线倾斜角度进行保守设计,造成建设成本过高。论文以圆管带式输送机直线爬坡段极限输送倾角为研究对象,分别从改变物料在管带中的填充率、托辊组间距、带速对圆管带式输送机极限输送倾角的影响来展开研究,主要采用的研究方法为理论推导与离散元仿真分析相结合的方法,得出了这个三个参数对圆管带式输送机极限输送倾角的影响规律,以及这三个参数的内在联系,论文的研究工作对工程实际中圆管带式输送机直线爬坡段输送倾角设计与确定具有一定的参考意义。论文的主要研究工作如下:(1)由于散状物料的物理属性导致其受力状态的特殊性,以散状物料的物理特性为切入点,对散状物料的应力状态进行分析,然后结合散体力学理论对管带中的散状物料进行受力分析,得出管带中散状物料的受力状况与受力形式,再通过相对滑移理论,推导出物料与管带间的导来摩擦系数,最终通过理论推导与分析得出填充率、导来摩擦系数、输送倾角三者间的影响关系为:填充率增大,使导来摩擦系数增大,从而使输送倾角增大。(2)以散料煤作为仿真的物料,采用离散元仿真分析得出在不同填充率下圆管带式输送机导来摩擦系数与极限输送倾角的拟合函数。以导来摩擦系数来表征物料与管带之间的相对滑移状态,通过与理论推导与离散元仿真分析相结合的方法得出,在不同填充率下圆管带式输送机直线爬坡段的保证物料不发生下滑的最大输送倾角。(3)建立圆管输送带的悬垂抛物线方程,以托辊组间圆管输送带的悬垂度为突破点与连接点,先从悬垂度理论计算开始,得出悬垂度对极限输送倾角的影响,即悬垂度越小,极限输送倾角越大;然后再研究托辊间距对悬垂度的影响规律,最终得出托辊组间距对实际极限输送倾角的影响规律;即减小托辊组间距,可以使悬垂度减小,从而可达到增大实际极限输送倾角的目的。(4)建立圆管输送带的余弦线方程,提取出单个物料颗粒进行受力分析,得出保证颗粒在管带中不发生打滑的最大带速与极限输送倾角的函数关系;然后在不同带速下进行离散元仿真分析,最终得出随着带速的增大,圆管带式输送机的极限输送倾角减小。(5)影响圆管带式输送机极限输送倾角的因素有较多,其中物料在管带中的填充率、托辊组间距、带速这三个因素之间有着一定的内在关联。首先通过物料在管带中的填充率,得出保证物料在管带中不发生下滑的最大输送倾角,然后以该角度为前提,得出不同托辊组间距下的实际极限输送倾角,同时还考虑带速的大小也会对极限输送倾角产生影响,从而最终得出一个最优的极限输送倾角。