平面彎曲帶式輸送機的設(shè)計選型及應(yīng)用

賀西平，黃德立，董寶利

（濟鋼集團國際工程技術(shù)有限公司煉鐵事業(yè)部，山東濟南250101）

平面彎曲帶式輸送機的設(shè)計選型及應(yīng)用

賀西平，黃德立，董寶利

（濟鋼集團國際工程技術(shù)有限公司煉鐵事業(yè)部，山東濟南250101）

平面彎曲帶式輸送機運送物料的基本原理是將水平轉(zhuǎn)彎段輸送帶的內(nèi)曲線抬高，同時將兩側(cè)托輥前傾安裝，以平衡輸送帶張力的分力與離心力。根據(jù)物料輸送要求，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，綜合考慮運量及成本等，確定輸送機的主要參數(shù)：帶寬1 200 mm，帶速1.6 m/s，運輸量800 t/h，彎曲段曲率半徑500 m，提升高度10.95 m，電機功率250 kW。同時確定了輸送機轉(zhuǎn)彎處的托輥變位、可變槽角和內(nèi)曲線抬高角。應(yīng)用后，輸送機運行良好，各項性能指標與設(shè)計值基本吻合。

燒結(jié)礦輸送；帶式輸送機；平面彎曲；設(shè)計選型

1 前言

通常情況下，在冶金行業(yè)物料的運輸均是采用DTⅡ（A）型直線帶式輸送機，這種運輸設(shè)備廣泛、高效、經(jīng)濟。但是，在對物料的粒度保護有要求的情況下，其缺點便顯現(xiàn)出來，其多次轉(zhuǎn)運的特性，導致物料相互沖擊、碰撞、破碎，從而改變了物料的物理屬性。另一方面，轉(zhuǎn)運必須建設(shè)轉(zhuǎn)運站，有轉(zhuǎn)運就有揚塵。轉(zhuǎn)運站的建立既增加項目投資又增加占地和崗位定員，同時增加了揚塵點。因此，平面帶式輸送機在冶金行業(yè)的應(yīng)用將成為一種趨勢。

2 平面彎曲帶式輸送機的基本原理

平面彎曲帶式輸送機運送物料的基本原理是將水平轉(zhuǎn)彎段輸送帶的內(nèi)曲線抬高，即轉(zhuǎn)彎段托輥內(nèi)側(cè)抬高安裝，同時將兩側(cè)托輥前傾安裝，使輸送機在運行時產(chǎn)生向外的力來平衡輸送帶張力的分力與離心力，從而保證輸送帶的穩(wěn)定運行。

輸送帶在轉(zhuǎn)彎處運行比直線運行受力復雜。為確保輸送帶在曲線段的正常穩(wěn)定運行，轉(zhuǎn)彎處的托輥應(yīng)具有安裝支撐角及可變槽角?；爻梯斔蛶Р捎肰形托輥組支承，并且在兩回程托輥之間的輸送帶上添加壓輥，以減小回程需要的轉(zhuǎn)彎半徑。安裝支撐角及可變槽角改變了普通輸送機的受力特性，使其對輸送帶產(chǎn)生向外的推力，從而平衡輸送帶張力產(chǎn)生的向心分力。

3 平面彎曲帶式輸送機的設(shè)計選型

3.1 設(shè)計選型方案對比

高爐對成品燒結(jié)礦的粒度有一定的要求，均勻的燒結(jié)礦粒度有利于強化高爐冶煉［1］。燒結(jié)礦在入爐之前還有一次篩分過程，不合格的燒結(jié)礦成為返粉返至燒結(jié)廠。燒結(jié)礦的返粉主要是由于物料在轉(zhuǎn)運時的落差摔碎造成的，減少燒結(jié)礦在輸送過程中的落差可降低返粉率。因此，減少轉(zhuǎn)運站就成為減少燒結(jié)礦返粉率的主要措施之一。

由于濟鋼新建400 m2燒結(jié)機與3 200 m3高爐中間為原有綜合原料場，地面建筑物分布復雜，使得成品燒結(jié)礦的運輸線路布置較為困難。有3種方案可供選擇：方案一，采用兩條直線帶式輸送機輸送。該方案中間需要建設(shè)1個轉(zhuǎn)運站，轉(zhuǎn)運站的增加將對燒結(jié)礦的粒度產(chǎn)生一定程度的損壞并提高工程造價。方案二，采用管帶式輸送機。目前，濟鋼320 m2燒結(jié)機生產(chǎn)的燒結(jié)礦送往高爐的途徑便是管帶式輸送機。管帶式輸送機可靈活對輸送線路進行曲線布置，但其輸送量較小，造價較高，檢修維護較為困難。方案三，采用平面彎曲帶式輸送機。燒結(jié)礦輸送線路中，僅需1處彎曲段，其余直線段皆為普通的直線帶式輸送機，相對方案一而言，設(shè)備費用增加較小，且去掉了中間的轉(zhuǎn)運站，總體造價相對較低。相對方案二而言，設(shè)備建造、維護、備件等費用大大減少。

平面彎曲帶式輸送機在煤炭、輕工等行業(yè)中得到了較為成熟的應(yīng)用，在冶金行業(yè)的運輸主線路上使用案例較少，但從原理上分析是完全可行的。綜合考慮后，本次設(shè)計選用了平面彎曲帶式輸送機。

3.2 輸送機主要設(shè)計參數(shù)

輸送機輸送物料為燒結(jié)礦，露天工作。燒結(jié)礦堆積密度1 700～2 000 kg/m3，輸送機允許最大傾角16°～18°，靜堆積角為40°，在帶速為1.6 m/s時，運行堆積角為25°［2］。

根據(jù)物料輸送要求、前后輸送線路的銜接以及現(xiàn)場實際情況，確定輸送機主要參數(shù)如下：帶速1.6 m/s，膠帶帶寬1 200 mm，輸送機彎曲段夾角10.3°，彎曲段曲率半徑500 m，運輸量800 t/h，水平投影運距699.3 m，提升高度10.95 m，局部傾角5.237°，電動機功率250 kW，減速機型號H3SH13+1風扇，速比50，傳動滾筒直徑Φ1 000 mm。

3.3 輸送機轉(zhuǎn)彎處的托輥變位確定

在輸送機轉(zhuǎn)彎處，托輥與輸送機運行法線形成安裝支撐角φ，如圖1所示。由于φ角的存在，輸送帶相對托輥產(chǎn)生向內(nèi)側(cè)的相對滑移速度Δv，產(chǎn)生托輥給予輸送帶的摩擦力T′，與Δv方向相反。T′在離心力方向的分力T=T′cosφ，T′在切線方向的分力T″=T′sinφ。分力T″是由于φ而對輸送帶產(chǎn)生的附加運行阻力；分力T是托輥給予輸送帶離心力方向的橫向推力，以平衡輸送帶張力產(chǎn)生的向心力。輸送機轉(zhuǎn)彎處安裝尺寸結(jié)構(gòu)見圖2。

圖1 輸送機轉(zhuǎn)彎處安裝示意圖

圖2 輸送機轉(zhuǎn)彎處安裝尺寸結(jié)構(gòu)

本輸送機轉(zhuǎn)彎處φ的取值為0.5°。托輥安裝螺栓孔設(shè)預(yù)留間隙（見圖3），現(xiàn)場安裝以及試車時可左右調(diào)整，以確保輸送帶正常運行。

3.4 可變槽角φ0和內(nèi)曲線抬高角γ的確定

圖3 托輥安裝螺栓孔

如圖2所示，φ0是側(cè)托輥軸線與輸送機機架平面形成的夾角。φ0愈大，不但使轉(zhuǎn)彎半徑減小，而且使輸送帶具有調(diào)偏功能，但應(yīng)防止撒料。為了改善回程輸送帶的居中自動調(diào)節(jié)性能和減小轉(zhuǎn)彎半徑，輸送帶采用V形托輥組支撐。設(shè)置內(nèi)曲線抬高角γ，目的是減小轉(zhuǎn)彎半徑。γ愈大轉(zhuǎn)彎半徑愈小，同樣，過大會使物料向外滾動，理論與實踐證明γ≤5°為宜。φ0與γ具體數(shù)據(jù)見表1。

表1 輸送機φ0與γ分布（°）

4 應(yīng)用效果及效益分析

400 m2燒結(jié)機投產(chǎn)使用以來，平面彎曲帶式輸送機運行良好，各項性能指標與設(shè)計值基本吻合。輸送機無明顯跑偏、打滑現(xiàn)象，確保了燒結(jié)礦粒度的均勻穩(wěn)定，其日常維護量與直線帶式輸送機相當。

平面彎曲帶式輸送機代替直線皮帶機后，降低了燒結(jié)礦返粉率，降低了設(shè)備維護及檢修工作量，減少了除塵點，達到了預(yù)期效果。相對采用兩套直線皮帶機的布置，減少了1套皮帶機驅(qū)動裝置、1個轉(zhuǎn)運站及其電氣、除塵等配套設(shè)施，且該轉(zhuǎn)運站正處于運輸點的中間部位，除塵管道過長，除塵效果不太理想。減少除塵點，從根本上解決了除塵難的問題。工程直接費用減少約58萬元。

［1］張惠寧.燒結(jié)設(shè)計手冊［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1990.

［2］張尊敬，汪甦.DTⅡ（A）型帶式輸送機設(shè)計手冊［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2003.

Design Selection and Application of Plane Bending Belt Conveyor

HE Xi-ping,HUANG De-li,DONG Bao-li
（The Ironmaking Department of Jigang International Engineering and Technology Co.,Ltd.,Jinan 250101,China）

The basic principle of plane bending belt conveyor to transporting materials is driving up the within curve which in the horizontal bend section of the conveyor,while leaning forward on both sides of roller installation,to get an external force in order to balance the force part of the tension and centrifugal force.According to material handling requirements,with the actual situation, considering the amount and cost of transportation,we selected the main parameters of conveyor:belt width 1 200 mm,belt speed 1.6 m/s,transport capacity 800 t/h,radius of curvature 500 m,lifting height 10.95 m,motor power 250 kW.We also determined the deflection/variable groove angle/elevation angle of within curve on conveyor which installed in the corner of the plane bending belt conveyor.After application,the conveyor operated well and every performance index was consistent with the design value almost.

sinter delivery;belt conveyor;plane bending;design selection

TF086；TH222

A

1004-4620（2010）03-0033-02

2010-03-12

賀西平，男，1982年生，2007年畢業(yè)于昆明理工大學機械工程及自動化專業(yè)。現(xiàn)為濟鋼集團國際工程技術(shù)有限公司助理工程師，從事冶金機械設(shè)計工作。