平面彎曲帶式輸送機的設計選型及應用

賀西平，黃德立，董寶利

（濟鋼集團國際工程技術有限公司煉鐵事業部，山東濟南250101）

平面彎曲帶式輸送機的設計選型及應用

賀西平，黃德立，董寶利

（濟鋼集團國際工程技術有限公司煉鐵事業部，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彎段輸送帶的內曲線抬高，同時將兩側托輥前傾安裝，以平衡輸送帶張力的分力與離心力。根據物料輸送要求，結合現場實際情況，綜合考慮運量及成本等，確定輸送機的主要參數：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彎處的托輥變位、可變槽角和內曲線抬高角。應用后，輸送機運行良好，各項性能指標與設計值基本吻合。

燒結礦輸送；帶式輸送機；平面彎曲；設計選型

1 前言

通常情況下，在冶金行業物料的運輸均是采用DTⅡ（A）型直線帶式輸送機，這種運輸設備廣泛、高效、經濟。但是，在對物料的粒度保護有要求的情況下，其缺點便顯現出來，其多次轉運的特性，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，轉運必須建設轉運站，有轉運就有揚塵。轉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的應用將成為一種趨勢。

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彎段輸送帶的內曲線抬高，即轉彎段托輥內側抬高安裝，同時將兩側托輥前傾安裝，使輸送機在運行時產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定運行。

輸送帶在轉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定運行，轉彎處的托輥應具有安裝支撐角及可變槽角。回程輸送帶采用V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，使其對輸送帶產生向外的推力，從而平衡輸送帶張力產生的向心分力。

3 平面彎曲帶式輸送機的設計選型

3.1 設計選型方案對比

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

由于濟鋼新建400 m2燒結機與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1個轉運站，轉運站的增加將對燒結礦的粒度產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燒結機生產的燒結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，設備費用增加較小，且去掉了中間的轉運站，總體造價相對較低。相對方案二而言，設備建造、維護、備件等費用大大減少。

平面彎曲帶式輸送機在煤炭、輕工等行業中得到了較為成熟的應用，在冶金行業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，本次設計選用了平面彎曲帶式輸送機。

3.2 輸送機主要設計參數

輸送機輸送物料為燒結礦，露天工作。燒結礦堆積密度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］。

根據物料輸送要求、前后輸送線路的銜接以及現場實際情況，確定輸送機主要參數如下：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 輸送機轉彎處的托輥變位確定

在輸送機轉彎處，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，輸送帶相對托輥產生向內側的相對滑移速度Δv，產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生的向心力。輸送機轉彎處安裝尺寸結構見圖2。

圖1 輸送機轉彎處安裝示意圖

圖2 輸送機轉彎處安裝尺寸結構

本輸送機轉彎處φ的取值為0.5°。托輥安裝螺栓孔設預留間隙（見圖3），現場安裝以及試車時可左右調整，以確保輸送帶正常運行。

3.4 可變槽角φ0和內曲線抬高角γ的確定

圖3 托輥安裝螺栓孔

如圖2所示，φ0是側托輥軸線與輸送機機架平面形成的夾角。φ0愈大，不但使轉彎半徑減小，而且使輸送帶具有調偏功能，但應防止撒料。為了改善回程輸送帶的居中自動調節性能和減小轉彎半徑，輸送帶采用V形托輥組支撐。設置內曲線抬高角γ，目的是減小轉彎半徑。γ愈大轉彎半徑愈小，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具體數據見表1。

表1 輸送機φ0與γ分布（°）

4 應用效果及效益分析

400 m2燒結機投產使用以來，平面彎曲帶式輸送機運行良好，各項性能指標與設計值基本吻合。輸送機無明顯跑偏、打滑現象，確保了燒結礦粒度的均勻穩定，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，降低了燒結礦返粉率，降低了設備維護及檢修工作量，減少了除塵點，達到了預期效果。相對采用兩套直線皮帶機的布置，減少了1套皮帶機驅動裝置、1個轉運站及其電氣、除塵等配套設施，且該轉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.燒結設計手冊［M］.北京：冶金工業出版社，1990.

［2］張尊敬，汪甦.DTⅡ（A）型帶式輸送機設計手冊［M］.北京：冶金工業出版社，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年畢業于昆明理工大學機械工程及自動化專業。現為濟鋼集團國際工程技術有限公司助理工程師，從事冶金機械設計工作。