在圆管带式输送机运行过程中,托辊与输送带相互接触产生法向与切向两个方向的力,在工程设计中将托辊受到的法向力称为托辊正压力,输送带受到的切向力称为压陷阻力。托辊正压力是托辊结构设计的重要依据,压陷阻力为输送带选型、电机驱动力设计的关键参数。工程设计中将两组托辊组间的输送带成形力、输送带重力与物料重力的总和作为托辊组正压力,对单个托辊进行结构设计与强度校核,导致托辊体积与质量过大;压陷阻力的计算依旧参照普通带式输送机,由于这两种带式输送机的工作原理不同,导致圆管带式输送机压陷阻力的计算值与真实情况存在差异。为优化圆管带式输送机托辊正压力计算模型,探明托辊正压力、托辊半径对压陷阻力的影响规律,本文以管径150mm的圆管带式输送机直线段为例,建立输送带-托辊有限元模型并进行瞬态动力学分析,研究不同因素对托辊正压力、压陷阻力的影响规律;搭建圆管带式输送机实验台,进行托辊正压力的实验测试。论文主要研究工作如下:(1)分析了托辊正压力的分量构成,将托辊正压力分解为与输送带成形力、输送带重力、物料重力相关的三个分量,考虑托辊组中六个托辊的不同位置,研究各托辊正压力中三个分量的系数。首先,基于有限元模型开展物料填充率与密度对物料重力分量的影响规律研究,得到各托辊物料重力分量的系数函数;其次,基于只考虑输送带重力的输送带-托辊有限元模型,研究各托辊正压力中输送带重力分量,得到输送带重力分量的系数;最后,基于只考虑输送带成形力的输送带-托辊有限元模型,研究各托辊正压力中输送带成形力分量,得到各托辊正压力中输送带成形力的系数;最终得到托辊组中六个不同位置托辊的正压力计算模型。(2)分析了托辊组正压力与托辊半径对压陷阻力的影响。首先开展了托辊组正压力对压陷阻力的影响研究,将托辊组正压力对压陷阻力的影响分为托辊组间距、物料填充率、物料密度对压陷阻力的影响研究,得到压陷阻力与托辊组间距、物料填充率、物料密度的函数关系,并基于此得到了托辊组正压力与压陷阻力函数关系。其次开展了托辊半径对压陷阻力的影响研究,得到了托辊半径对压陷阻力的影响规律,并研究了不同托辊组正压力下托辊半径与压陷阻力的关系,得到压陷阻力与托辊组正压力、托辊半径的函数关系。(3)设计了圆管带式输送机实验台与托辊正压力的测试方案,基于实验台开展了不同物料填充率下托辊正压力的测试,并与托辊正压力计算模型进行对比,验证了其计算模型的正确性。