長距離平面轉彎帶式輸送機設計分析

董建平，李佐錄

（神華寧夏煤業(yè)集團有限責任公司礦山機械制造維修分公司，寧夏 石嘴山 753000）

長距離平面轉彎帶式輸送機設計分析

董建平，李佐錄

（神華寧夏煤業(yè)集團有限責任公司礦山機械制造維修分公司，寧夏 石嘴山 753000）

作為重要的散裝物料輸送設備，在電廠煤炭運輸、井下露天礦山運輸以及水泥運輸?shù)壬⒀b物料運輸方面發(fā)揮了重要作用。隨著對散裝物料運輸行業(yè)的要求越來越高，對帶式輸送機的要求也隨之提高，尤其是對長距離運輸對平面轉彎帶式輸送機的要求，因此提高長距離平面轉彎帶式輸送機的設計水平非常必要。本文對長距離平面轉彎帶式輸送機的設計方案的選擇、平面轉彎處托輥組的結構設計幾個方面進行探討。

長距離平面轉彎帶式輸送機；運輸；設計

帶式輸送機作為重要的散裝物料輸送設備，其具有運量大、運輸過程中對物料的破壞性小、運行阻力小、能源消耗低等優(yōu)點，因此在化工、電站、港口、礦山等工業(yè)領域應用十分廣泛。

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、工業(yè)和交通運輸行業(yè)的發(fā)展，人們對散裝物料運輸?shù)囊笠苍絹碓礁?，帶式輸送機在運輸能力、設備安裝方面雖依然具有明顯優(yōu)勢，然而在運輸過程中帶式輸送機容易受到地形地貌的影響；為了保護物料的完整性，帶式輸送機輸送路線無法按照直線布置，因此產(chǎn)生了平面轉彎帶式輸送機。平面轉彎帶式輸送機與普通的帶式運輸機相比，平面轉彎設計是重點也是難點，特別是路線布置、轉彎結構的設計直接影響到運輸?shù)男屎桶踩浴?/p>

1 平面轉彎帶式輸送機設計方案

帶式輸送機夾角轉彎問題，有以下四種解決方案：第一種是將兩條普通的帶式輸送機串聯(lián)塔接，也就是在兩條普通帶式輸送機平面轉彎處串聯(lián)塔接組成一定的夾角。這種設計方案雖然可以實現(xiàn)一些角度比較大的轉彎，但是相應的增加了設備投入，導致生產(chǎn)成本增高。第二種利用滾筒強制改向。帶式輸送機在平面轉彎處強制增加改向滾筒，這種設計方案適合角度不大的帶式輸送機。第三種是安裝特殊結構的專用帶式輸送機，比如圓管輸送機。這種輸送機能實現(xiàn)小半徑內的三維空間轉向，但是這種帶式輸送機設備結構特殊，對設備的制作材料和工藝要求較高，在設計、安裝的時候要特別考慮它的特性。而且這種輸送機在帶寬、帶速相同的情況下，單位時間內的運輸量比普通的輸送機小。第四種是平面自然變向轉彎，這種方法操作簡單，所以應用范圍最廣。具體方法就是采取在平面轉彎處安裝支撐角或將機架內側抬高等相關措施。當帶式輸送機的起止點之間沒有障礙物的情況下，平面轉彎線路能減少相連帶式輸送機塔接處增加的驅動設備運行故障。

2 平面轉彎帶式輸送機轉彎處結構設計

帶式輸送機運行過程中需要一定的驅動力，因此往往需要在輸送機上安裝驅動裝置，在驅動力的作用下，傳動滾筒帶動膠帶運轉，利用膠帶的運轉實現(xiàn)物料運輸。帶式輸送機直線段單元膠帶兩端的張力是平衡的，且是在同一水平線上。而平面轉彎帶式輸送機轉彎處的單元膠帶兩端的張力不在同一水平線上，而是形成了一個夾角，這樣兩端作用力就會產(chǎn)生一個向曲線中心的合力，如果這個合力較大，可能導致運輸帶跑偏。因此為了抵消這個合力，必須采取一定的措施，主要有以下3種方法。

2.1 抬高轉彎處內側曲線

抵消平面轉彎帶式輸送機轉彎處膠帶兩端的向心合力最好的方式是抬高輸送帶轉彎處的內側曲線。這種操作方式比較簡單：具體方法是用托輥組支架抬高曲線中心的一端，這樣托輥支架和水平面會形成一個夾角。這種方法主要是利用輸送帶上面承載的物料在運輸過程中產(chǎn)生向外的離心推力，來抵消向心合力 ，從而能保證運輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性。

2.2 增大托輥組的槽角

增大托輥組的槽角不僅能提高帶式輸送機的運輸能力，而且能有效地降低輸送帶跑偏的概率。因此在設計過程中，增大托輥組的槽角是解決平面轉彎帶式輸送機跑偏的有效方法之一。2008年北方重工輸送設備公司為解決安徽蕪湖海螺水泥公司水泥物料運輸送中膠帶容易跑偏的問題，改變了帶式輸送機的托輥組槽角，將原本35°的角增大到40°。

2.3 五節(jié)吊掛托輥深槽

在平面轉彎帶式輸送機轉彎處安裝五節(jié)吊掛托輥深槽，這種設計方案也是改變托輥組的槽角達到增加物料的運量的目的，這種吊掛結構不僅能減少物料對托輥組的沖擊，而且還能增加運輸機運輸?shù)娜萘?，但是這種結構比較復雜，會增加設備成本。

3 平面轉彎處托輥組的結構設計

3.1 彈性托輥支撐結構

平面轉彎處帶式輸送機彈性支撐結構是利用彈簧結構實現(xiàn)的。具體操作方法：在輸送機轉彎曲線的外側一端與中間架鉸接，而另外一端則與中間架上安裝的彈簧結構連接，這樣在運輸機運行過程中就能自動調節(jié)托輥組的內曲線抬高角度。

空載運行時，運輸帶內曲線一側通過彈簧壓向外曲線方向，內曲線抬高角度增加，就會增加托輥組對運輸帶的離心推力，如果有物料運行，物料的重力承載在彈簧結構上，彈簧結構和托輥組的連接高度降低，輸送帶的內曲線抬高角度降低，可以減少轉彎過程中物料重力 。這種方式雖操作簡單、成本低，但在運行過程中會產(chǎn)生很大的噪聲。

3.2 吊掛托輥組結構

利用中間架將托輥組懸掛起來，將相鄰的兩組托輥進行鉸接，這樣托輥與中間架之間就會構成一個封閉環(huán)形，這個就叫做索環(huán)結構。這種結構的優(yōu)點是托輥組的運行位置會隨著承載力的變化而變化。一般情況下，吊掛托輥組的托輥數(shù)量大于或等于5個時，各個托輥長度盡量保持一致。在回程部分使用的托輥結構如果也是吊掛結構,那么托輥的數(shù)量一般是3個。這種吊掛托輥結構轉彎的半徑小，運行比較穩(wěn)定，不會產(chǎn)生較大噪聲，且能夠自動調節(jié)輸送帶。但是這種吊掛托輥結構較復雜，特別是深槽半圓形吊掛托輥結構，會加劇輸送帶的磨損，降低設備的使用壽命，且日常維護的成本較高。

3.3 在輸送帶內曲線增加托輥組

在帶式輸送機前端轉彎處安裝托輥組，將輸送帶轉彎處的托輥組向外沿著輸送機運行的方向偏移，這樣托輥組的軸線和輸送機的中心線會形成一個夾角，能防止輸送帶在運輸過程中跑偏。這種設計方式與前面的吊掛托輥組有所不同，它在內曲線的一側增加了一個托輥，而且托輥的設置不是對稱的。這種設計方式能夠增加輸送帶兩側曲線的摩擦力，保證輸送帶在轉彎處運行穩(wěn)定。唯一的缺點是這種托輥組只能單側增加，且支架結構比較復雜，很容易造成設備運行不穩(wěn)定。

4 驅動裝置的選擇

長距離平面轉彎帶式運輸機的運輸路線長、容量大、總功率大，為了保證驅動裝置能夠提供足夠的動力，保證輸送帶的正常運行，驅動裝置必須具有良好的啟動性，在加速過程中，減少運輸?shù)妮d荷，減少慣性沖擊。此外還要考慮到驅動裝置安裝的位置，一般帶式輸送機的驅動裝置安裝在頭部或者機頭的位置，但是由于長距離平面轉彎帶式輸送機的機長較長，如果將驅動裝置都放在機器頭部，那么會導致頭部驅動滾筒的張力特別大，這就需要加強滾筒、支架等部件結構強度、采用強度較高的膠帶，這樣就直接導致設備整體成本的上升。

5 結語

隨著對散裝物料運輸要求的提高，對長距離平面轉彎帶式輸送機的設計與制造要求也越來越高。輸送機生產(chǎn)廠家，應不斷提高輸送機制造水平。應結合具體的運輸環(huán)境、運輸材質、運輸路線，選擇和確定合適的平面轉彎帶式輸送機設計方案，保證結構轉彎處的穩(wěn)定性能夠滿足運輸?shù)囊蟆?/p>

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[3]牟永海，李杰，敫旭東，等.長距離平面轉彎越野帶式輸送機[J].露天采礦技術，2015,(1):56～61.

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1671-0711（2016）12（上）-0089-02