普通帶式輸送機由於受到物料與輸送帶摩擦係數的限製,其輸送物料的傾角不能過大,一般最大傾角隻能達到18~20°。提高輸送機傾角的方法有采用深槽的托輥組、圓管輸送機、壓帶式帶式輸送機和花紋輸送帶式輸送機。波狀擋邊帶式輸送機(見圖1)是實現大傾角輸送物料的重要形式。
20世紀60年代德國的Svedala Flexowell公司就開始研製這種帶式輸送機,其注冊名稱為FLEXWELL。同時該公司與漢諾威大學合作,建立了波狀擋邊帶式輸送機的試驗台,使之得到不斷地完善和發展。20世紀80年代末開始向大型化方向發展,其產品已有55 000餘台,分布於90多個國家和地區,應用於煤炭、冶金、建材、化工、水電、礦山和港口等部門。它的技術專利己被英國Dowty公司、日本Bando等購買並獲準生產,現己形成遍布全球的擋邊輸送機係列產品製造銷售網。
當“FLEXWELL”的波狀擋邊帶式輸送機輸送能力在2 000 t/h以下和帶速在5 m/s以下時,提升高度可達500 m。當提升高度為50 m時,輸送能力可達10 000 t/h。當提升高度200 m.帶寬2 400 mm、帶速3.75 m/s.擋邊高630 mm時,輸送能力為6 000 t/h,輸送物料塊度可達400 mm,可用於露天礦大傾角運輸,也可以用於井深500 m的豎井提升。
1969年此技術被引進美國和加拿大,但當時在北美洲由於土地不那麼昂貴,因此並沒有引起重視而沒有得到推廣。直到1989年世界最大的輸送帶生產廠——美國膠帶服務公司創建了擋邊輸送帶部,才使波狀擋邊帶式輸送機在北美洲得到發展。
美國的Lake Shore Ming公司、英國的DowtyMeco. Namec.法國的Bandabor等公司均生產這種大傾角帶式輸送機。
波狀擋邊帶式輸送機技術在連續卸船機上的應用迅速發展,芬蘭Kone公司、德國Koch公司、瑞士Buhler公司生產的連續卸船機均成功應用了其提升與輸送技術,特別是日本的日立公司、石shi川chuan島dao公gong司si及ji三san菱ling公gong司si等deng生sheng產chan的de散san糧liang連lian續xu卸xie船chuan機ji,其qi垂chui直zhi提ti升sheng機ji和he水shui平ping輸shu送song采cai用yong同tong一yi條tiao輸shu送song帶dai完wan成cheng,更geng加jia展zhan現xian了le波bo狀zhuang擋dang邊bian輸shu送song機ji技ji術shu的de巨ju大da優you勢shi。
我國從20世紀80年代中期開始從國外引進了一些擋邊輸送機,如湛江港為了適應港口散裝化肥進口業務繁忙的需要,從德國Thyseen公司引進了9套散裝化肥灌包設備,其中有9台傾角為350的de移yi動dong式shi擋dang邊bian輸shu送song機ji。這zhe些xie引yin進jin設she備bei大da部bu分fen運yun行xing情qing況kuang良liang好hao,在zai一yi定ding程cheng度du上shang為wei完wan善shan擋dang邊bian輸shu送song機ji的de技ji術shu和he研yan製zhi開kai發fa大da型xing擋dang邊bian輸shu送song機ji提ti供gong了le有you益yi的de借jie鑒jian。
同時,我國從20世紀80年代初開始研製波狀擋邊帶式輸送機,1990年北京起重運輸機械研究所開發出DJ型波狀擋邊帶式輸送機係列圖紙,並開始推廣使用。經過10餘a的生產和使用實踐,波狀擋邊帶式輸送機技術不斷地完善和改進。1998年,北京起重運輸機械研究所、青島運輸設備廠等作為主要起草單位,製定了《波狀擋邊帶式輸送機》行業標準(JB/T8908-1999),推廣了我國波狀擋邊帶式輸送機的發展。目前已經有50多個主機廠生產了5 000多台波狀擋邊輸送機。據調查,國內每年波狀擋邊帶式輸送機的需求量為1 500~2 000台。
我國自貢運輸機械總廠於1999年12月為四川省投資公司電冶有限公司生產了1台提升高度104.5 m.帶寬800 mm、輸送量140 t/h的波狀擋邊帶式輸送機,該機的提升高度是亞洲之最。目前國內波狀擋邊帶式輸送機係列參數為:帶寬1600 mm、擋邊高400 mm.帶速25 m/s.傾角900、輸送量300 t/h。
相比之下,國內目前能夠生產的波狀擋邊輸送機,運輸能力、提升高度、運yun行xing帶dai速su都dou較jiao低di,缺que乏fa必bi要yao的de理li論lun和he實shi驗yan研yan究jiu,同tong時shi擴kuo大da應ying用yong範fan圍wei也ye是shi輸shu送song機ji械xie行xing業ye需xu要yao重zhong點dian研yan究jiu的de課ke題ti。對dui輸shu送song帶dai本ben身shen應ying進jin一yi步bu研yan究jiu基ji帶dai的de剛gang度du、擋邊及隔板的結構形式以及二者與基帶粘結的新工藝,這樣才能更好地滿足國內各行業對波狀擋邊帶式輸送機的需求。
2、波狀擋邊帶式輸送機的應用
(1)在豎井中的應用
自1979年以來,擋邊輸送機逐步在地下采礦工程和地下建築工程的豎井中投入使用,與傳統的箕鬥、罐籠等礦井提升機械相比,具有成本低、豎井開拓費用低、效率高等優點。在美國芝加哥一期衛生工程的隧道工程豎井中,擋邊輸送機以2.3 m/s的速度將物料從井底提升到地麵,其輸送量為998t/h,提升高度為80 m。1989年美國芝加哥市二期衛生工程的隧道工程豎井中采用的擋邊輸送機,其輸送量高達1 200 t/h,是世界上豎井中使用的輸送量最大的擋邊輸送機。1992年6月,1台世界上提升高度最大的擋邊輸送機在巴布亞新幾內亞的地下金礦的豎井中投入了使用。其提升高度達203 m,輸送量為350 t/h,帶寬為1 600 mm,帶速為2 m/s,擋邊高為300 mm。投產後效果明顯,生產成本下降了15%。美國Lake Shore Ming公司和德國Svedala Flex-owell公司正在合作為2個礦山設計豎井用擋邊輸送機,一台用於400 m深的豎井中,其輸送量為1 360t/h;另一台用於243 m深的豎井中,輸送量為2 720t/h。據資料介紹,目前在豎井中使用的擋邊輸送機的最大輸送量和最大提升高度分別可達4000 t/h和500 m。
(2)在自卸船上的應用
自1982年以來,擋邊輸送機開始用在自卸船上。作為自卸船自卸係統的提升設備,與鏈鬥式提升機、傾斜帶式輸送機及壓帶式輸送機等提升設備相比,具有占用空間小、效率高等優點。投資低及可多港口卸貨等特點,在世界許多國家的沿海和內河航運中被廣泛采用,並且正在向高效、大噸位方向發展。加拿大船舶公司的“CSL革新者號”散貨船1986年被改裝成自卸船,其自卸係統的提升設備采用了垂直擋邊輸送機,卸料能力高達4 500 t/h,即每天的卸料量達10萬t。該擋邊輸送機帶寬為2 000 mm,擋邊高為500 mm,提升高度為31 m,帶速為3 m/s。
1991年,日本三菱造船廠為英國鋼鐵公司建造的2艘遠洋自卸船投入使用,它是目前世界上最大的自卸船。這2艘自卸船均采用垂直擋邊輸送機作為其自卸係統的提升設備。該擋邊輸送機最大輸送量高達6 000 t/h,遠遠超過了世界上其他傳統卸料係統的卸料率。它的帶寬為2 400 mm,擋邊高為630mm,帶速為3.75 m/s。
(3)在連續卸船機上的應用
世界上第1台擋邊帶式卸船機由瑞士Buhler公司研製並於1982年4月開始在西班牙塔拉格納港投入運轉,用於卸煤炭、散糧和磷酸鹽。其卸煤能力為850 t/h,卸糧能力為1 000 t/h,帶寬為1 250 mm,擋邊高為200 mm,帶速為3 m/s,提升高度為40 m。
1983年,由芬蘭Kone公司研製的第1台擋邊帶式卸船機安裝在丹麥奧本羅的煤炭中轉碼頭並投入運轉,其卸煤能力1500 t/h,帶寬1400 mm,擋邊高400 mm,帶速3.3 m/s。德國PWH公司曾為荷蘭研製了1台卸鐵礦石和煤的擋邊帶式卸船機,卸貨能力為3 000 t/h,是目前世界上卸貨能力最大的擋邊帶式卸船機。此外,德國Svedala Flexowell公司正在研製卸貨能力為4 000 t/h的擋邊帶式卸船機。
boxingdangbiandaishixiechuanjidezhuyaogongzuogoujian,tajuyoulianghaodewanzhexingnengheyidingdezhouxiangniuzhuantexing。erqietongliandoushitishengjiheshusongdaidoutishengjixiangbi,boxingdangbiandaidezizhongqing,gongzuosudukegaoda2~3.5 m/s,而鏈鬥式提升機工作速度一般在1.4 m/s左右。
日立公司采用無覆蓋帶的波形擋邊帶,隔板為T形,結構簡單,但是垂直臂在向後擺動過大(小於00提升)時,輸送帶的填充率將明顯降低,影響卸船機的作業效率。因此,與石川島公司、三(san)菱(ling)公(gong)司(si)帶(dai)有(you)覆(fu)蓋(gai)帶(dai)的(de)卸(xie)船(chuan)機(ji)相(xiang)比(bi),其(qi)垂(chui)直(zhi)臂(bi)向(xiang)後(hou)擺(bai)動(dong)角(jiao)度(du)要(yao)小(xiao)一(yi)些(xie)。但(dan)是(shi),不(bu)帶(dai)覆(fu)蓋(gai)帶(dai)的(de)卸(xie)船(chuan)機(ji)結(jie)構(gou)簡(jian)單(dan),且(qie)不(bu)存(cun)在(zai)主(zhu)帶(dai)與(yu)覆(fu)蓋(gai)帶(dai)之(zhi)間(jian)的(de)相(xiang)對(dui)摩(mo)擦(ca),降(jiang)低(di)了(le)維(wei)護(hu)成(cheng)本(ben)。另(ling)外(wai),采(cai)用(yong)單(dan)輸(shu)送(song)帶(dai)而(er)不(bu)用(yong)覆(fu)蓋(gai)帶(dai),重(zhong)量(liang)較(jiao)輕(qing)、輸送帶的驅動和張緊裝置形式簡單、布置方便。石川島公司、三(san)菱(ling)公(gong)司(si)的(de)波(bo)形(xing)擋(dang)邊(bian)帶(dai)均(jun)有(you)覆(fu)蓋(gai)帶(dai)。由(you)於(yu)帶(dai)有(you)覆(fu)蓋(gai)帶(dai),所(suo)以(yi)物(wu)料(liao)的(de)填(tian)充(chong)率(lv)較(jiao)高(gao),對(dui)於(yu)同(tong)樣(yang)生(sheng)產(chan)率(lv)的(de)卸(xie)船(chuan)機(ji),其(qi)波(bo)形(xing)擋(dang)邊(bian)帶(dai)的(de)有(you)效(xiao)寬(kuan)度(du)尺(chi)寸(cun)要(yao)小(xiao)一(yi)些(xie)。但(dan)是(shi),波(bo)形(xing)擋(dang)邊(bian)帶(dai)和(he)覆(fu)蓋(gai)帶(dai)的(de)托(tuo)輥(gun)布(bu)置(zhi)形(xing)式(shi)、張緊裝置等比不帶覆蓋帶時要複雜得多。
圖2為日本3家公司的波形擋邊帶式輸送機的示意圖。現有波形擋邊帶式卸船機的1gezuidatedian,shichuizhitishengheshuipingshusongyoutongyitiaoshusongdaiwancheng。danshizaichuizhibibaidongheshuipingbifuyangshi,shusongdaiyaochanshenghendadeshensuoliang,yincishusongdaidezhangjinshi1個複雜的問題。有無覆蓋帶,張緊方式也大不一樣,但大體可分為2zhongleixing。sanlinggongsiheshichuandaogongsidexiechuanjichuyouboxingdangbiandaiwai,haiyoufugaidai,zhangjinzhuangzhibijiaofuza,danyuanliyizhi。yisanlinggongsiweili,fugaidaizaishuipingduandeweibu(卸料點)采用液壓油缸拖動小滑車張緊,行程為2 100 mm。波形擋邊帶由於垂直段下端(取料頭部)weijieliaoquduan,shuipingduanweibuweixieliaoquduan,kongjianchicunyouxian,suoyidoubuyiyouguochangdeshensuoliang,yincizailiangduandousheyouzhangjinzhuangzhi。qizhongtoubucaiyongyeyagangzhangjin,xingchengwei300mm;尾部采用螺栓張緊,行程為400 mm。由you於yu卸xie料liao點dian處chu滾gun筒tong既ji是shi張zhang緊jin滾gun筒tong,又you是shi驅qu動dong滾gun筒tong,所suo以yi既ji要yao滿man足zu張zhang緊jin要yao求qiu,同tong時shi又you要yao保bao證zheng波bo形xing擋dang邊bian帶dai和he覆fu蓋gai帶dai之zhi間jian沒mei有you相xiang對dui運yun動dong,這zhe為wei驅qu動dong裝zhuang置zhi的de設she計ji與yu布bu置zhi增zeng加jia了le難nan度du。
華能福州電廠煤碼頭引進了日本三菱公司製造的機械式連續卸船機,其垂直提升設備采用了帶寬為2 000 mm,擋邊高為400 mm,最大輸送量為1 500t/h的擋邊輸送機。
青qing島dao港gang務wu局ju前qian灣wan港gang礦kuang石shi碼ma頭tou的de機ji械xie式shi連lian續xu卸xie船chuan機ji是shi由you國guo內nei自zi行xing研yan製zhi的de,其qi垂chui直zhi提ti升sheng設she備bei采cai用yong了le擋dang邊bian輸shu送song機ji,但dan輸shu送song帶dai是shi由you美mei國guo提ti供gong的de。該gai機ji帶dai寬kuan為wei1 600mm.擋邊高為400 mm,最大輸送量為1 600 t/h。自1994年泊位建成投產後,到1997年底累計接卸礦石約180萬t。在維修時發現波狀擋邊帶基帶表麵橡膠己基本磨光,局部帶芯裸露並損壞;帶邊磨損脫層;基帶拉伸殘餘變形大,運行時跑偏嚴重,已到了必須更換新帶的程度。後由青島華夏膠帶公司成功地進行了國產化。
3、袋式帶式輸送機
20世紀90年代中期,德國Svedala公司利用波狀擋邊輸送帶和高效鬥式提升機技術開發出袋式帶式輸送機,其商品名稱為Pocket Lift。這種輸送機可以內袋或外袋的形式垂直提升物料,可用於地下采礦、采石廠、隧道挖掘、水泥廠、裝卸船,甚至可以用來垂直提升溫度高的、粘性的、大(da)塊(kuai)的(de)和(he)粉(fen)狀(zhuang)的(de)物(wu)料(liao)。這(zhe)種(zhong)輸(shu)送(song)機(ji)的(de)輸(shu)送(song)帶(dai)橫(heng)向(xiang)剛(gang)度(du)比(bi)波(bo)狀(zhuang)擋(dang)邊(bian)帶(dai)式(shi)輸(shu)送(song)機(ji)的(de)大(da),因(yin)此(ci)它(ta)能(neng)有(you)效(xiao)地(di)避(bi)免(mian)掉(diao)帶(dai),從(cong)而(er)可(ke)大(da)大(da)地(di)提(ti)高(gao)提(ti)升(sheng)高(gao)度(du)。圖(tu)3為袋式輸送帶結構形式。這種輸送機可實現高輸送能力和大提升高度,如用ST5400型窄鋼芯帶垂直提升150 m,輸送量可超過3 000 t/h,甚至垂直提升300 m時輸送量仍能達到1 000 t/h。輸送量可高達6 000m3/h的係統正在設計。口袋間距為500 mm的口袋式帶式輸送機係列的主要技術參數如表1所示。
4、波狀擋邊帶式輸送機的發展趨勢
原理上,各種結構的帶式輸送機都可以采用波狀擋邊輸送帶構成新型的波狀擋邊帶式輸送機。因而,波狀擋邊帶式輸送機除向大運量、大帶寬、高提升高度的發展方向發展外,今後的發展應該主要體現在下麵幾個方麵:
(1)支zhi撐cheng方fang式shi的de改gai變bian輸shu送song機ji的de穩wen定ding運yun行xing,輸shu送song帶dai的de支zhi撐cheng方fang式shi起qi著zhe重zhong要yao的de作zuo用yong,波bo狀zhuang擋dang邊bian輸shu送song帶dai的de單dan位wei長chang度du質zhi量liang大da於yu通tong用yong輸shu送song帶dai,從cong而er使shi其qi支zhi撐cheng與yu導dao向xiang變bian得de更geng加jia靈ling活huo。現xian在zai存cun在zai采cai用yong環huan狀zhuang吊diao掛gua、索道和軌道的波狀擋邊輸送機和口袋式帶式輸送機的構想[1]。特別是索道波狀擋邊輸送機已經在工程實際中應用,理論上,單機長度可達25 km。
(2)靈活的布置方式 波狀擋邊帶式輸送機可以如同通用帶式輸送機一樣,成為移動或移置輸送機,即可以移動、也(ye)可(ke)以(yi)移(yi)置(zhi),從(cong)而(er)適(shi)應(ying)礦(kuang)山(shan)開(kai)采(cai)的(de)需(xu)要(yao)。波(bo)狀(zhuang)擋(dang)邊(bian)帶(dai)式(shi)輸(shu)送(song)機(ji)適(shi)用(yong)於(yu)大(da)傾(qing)角(jiao)輸(shu)送(song)物(wu)料(liao)的(de)特(te)點(dian)與(yu)平(ping)麵(mian)轉(zhuan)彎(wan)技(ji)術(shu)的(de)結(jie)合(he)可(ke)以(yi)充(chong)分(fen)適(shi)應(ying)礦(kuang)山(shan)開(kai)采(cai)和(he)企(qi)業(ye)內(nei)部(bu)空(kong)間(jian)的(de)限(xian)製(zhi),給(gei)其(qi)帶(dai)來(lai)更(geng)加(jia)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)。
(3)應用範圍廣 youyubozhuangdangbiandaishishusongjidedaqingjiaoshusongwuliaonengli,shitongyitiaoshusongjikeyishiyingzaibutonggongzuoyaoqiudebutongqingjiaofanweiyuanyuandiyouyutongyongdaishishusongji,muqianyijingyingyonggaibianqingjiaojinxingxiechuan,zhezhong“變形金剛”的特點今後將在各種不同的領域中應用,例如大壩的堆積、地鐵工程的挖掘等。



