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大型港口帶式輸送機設(shè)計要點及應(yīng)用

發(fā)布時間：

2024-01-19

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，水上運輸中大宗干散貨例如煤、礦石、砂、散糧、化肥等運量逐年增加，運輸船舶的噸位日趨大型化，因此裝卸設(shè)備也朝著大型、高效、低能耗方向發(fā)展。港口運輸機械在散貨專業(yè)化碼頭上起著關(guān)鍵作用，而帶式輸送機作為港口運輸機械的重要組成部分之一，對于實現(xiàn)港口運輸機械可靠、高效、節(jié)能、經(jīng)濟運行奠定了基礎(chǔ)。結(jié)合港口運輸機械工藝要求及特性，著重闡述港口帶式輸送機設(shè)計要點及簡要列出應(yīng)用情況。

　　概述:隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，水上運輸中大宗干散貨例如煤、礦石、砂、散糧、化肥等運量逐年增加，運輸船舶的噸位日趨大型化，因此裝卸設(shè)備也朝著大型、高效、低能耗方向發(fā)展。港口運輸機械在散貨專業(yè)化碼頭上起著關(guān)鍵作用，而帶式輸送機作為港口運輸機械的重要組成部分之一，對于實現(xiàn)港口運輸機械可靠、高效、節(jié)能、經(jīng)濟運行奠定了基礎(chǔ)。結(jié)合港口運輸機械工藝要求及特性，著重闡述港口帶式輸送機設(shè)計要點及簡要列出應(yīng)用情況。

　　(一)港口運輸組成及典型工藝:

　　港口運輸機械主要包括連續(xù)輸送機械、港口裝卸機械、輔助設(shè)備三大類。其中連續(xù)輸送機械主要以帶式輸送機為主；

　　裝卸機械主要包括各式卸船機、裝船機、卸車機、翻車機、堆取料機等；

　　輔助設(shè)備主要包括存?zhèn)}、給料機、計量裝置、除鐵裝置、各類保護裝置等。

　　根據(jù)港口的不同用途，以帶式輸送機為基礎(chǔ)，配置不同的裝卸機械就可以建成一個有相當(dāng)能力的進(jìn)出口碼頭裝卸輸送系統(tǒng)，一個系統(tǒng)一般有數(shù)個工藝流程，典型的港口裝卸輸送工藝流程有以下幾種:

　　1)卸車(船)-----堆料流程；

　　2）取料----裝船(車)流程；

　　3）取料----向使用單位輸送流程；

　　4）卸車(船)---裝車(船)直取流程；

　　5卸車(船)---向使用單位輸送直取流程；

　?。ǘ└劭趲捷斔蜋C設(shè)計總體要求：

　　(1)確定合理的轉(zhuǎn)載方式，提出給料裝置和卸料裝置的要求；

　?。?）理順輸送系統(tǒng)各帶式輸送機之間的相互關(guān)系。按起動順序是受料的輸送機先動，停機順序是給料的輸送機先停，當(dāng)輸送機的參數(shù)不同，通過這一關(guān)系對起動和停機時間提出要求；

　　(3)當(dāng)不能滿足上面的起動和停機順序的要求時，需要考慮在輸送機間增設(shè)緩沖料倉以提高系統(tǒng)的適應(yīng)能力和系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)率；。

　?。?）環(huán)保要求，對于粉塵大的情況要考慮采用密閉輸送或者設(shè)置必要的除塵降塵等設(shè)備；

　　(5)零部件的標(biāo)準(zhǔn)化和通用化及易損件的供貨可能性；

　?。?）選用適應(yīng)工藝要求傾角的輸送機，根據(jù)物料特性及工況環(huán)境，輸送傾角允許上運為15°,下運為10°為宜；

　　（7）相鄰?fù)休伣M之間的膠帶下垂度不得超過1%;

　　(8)帶式輸送機起制動時，最大工作張力不應(yīng)超過正常運行時工作張力的1.5倍；

　?。?）帶式輸送機凹弧段曲率半徑的設(shè)計應(yīng)滿足空載起動時，膠帶不脫離托輥,不產(chǎn)生飄帶現(xiàn)象；

　?。ㄈ└劭趲捷斔蜋C設(shè)計內(nèi)容及依據(jù):

　　設(shè)計內(nèi)容主要包括常規(guī)的帶式輸送機設(shè)計、動態(tài)設(shè)計、避免共振設(shè)計、零部件設(shè)計、電氣和控制系統(tǒng)設(shè)計等，在系統(tǒng)設(shè)計之前應(yīng)充分了解對設(shè)備的要求，主要依據(jù)是輸送量；料流均勻時能夠直接給出，一般應(yīng)按過載量10%運量設(shè)計計算，另有約定的除外。輸送線路的詳細(xì)尺寸；主要包括最大長度、傾角及提長高度和連接尺寸等。物料的性質(zhì)；主要參數(shù)有松散密度、安息角、物料的粒度和最大塊度、物料的濕度、磨損性、粘結(jié)性和摩擦系數(shù)。工作條件和環(huán)境狀況；環(huán)境溫度、使用地點、環(huán)保要求等。給料和卸料方法，運轉(zhuǎn)時間，工作天數(shù)、服務(wù)年限等要求，根據(jù)設(shè)計要求尤其要仔細(xì)權(quán)衡選取最大下垂度、模擬摩擦阻力系數(shù)、輸送帶和滾筒摩擦系數(shù)、輸送帶的安全系數(shù)等對輸送機系統(tǒng)有穩(wěn)定、安全、高效運行有很大影響的參數(shù)。

　　（四）港口帶式輸送機部件配置及選取:

　　(1)驅(qū)動部分合理布置及配置

　　a.驅(qū)動裝置的布置：

　　驅(qū)動裝置一般不布置在轉(zhuǎn)載機房內(nèi)而選擇布置在地面上，以減少機房的規(guī)格，同時減速器優(yōu)先選用平行軸型式，節(jié)省系統(tǒng)基建成本。

　　b.驅(qū)動裝置的配置:

　　遵循可靠、高效、經(jīng)濟、節(jié)能、維護方便的原則，港口帶式輸送機優(yōu)先選用普通低壓(或高壓)加液力偶合器的驅(qū)動方式，其中一般原則是按電機驅(qū)動功率及機長進(jìn)行劃分，當(dāng)電機功率N≤150KW時，短距離膠帶機，選用普通型限矩型液力偶合器，當(dāng)150＜N≤300KW時，中長距離膠帶機，選用加長后輔腔限矩型液力偶合器，當(dāng)電機功率N＞300KW時,長距離膠帶機,選用加長后輔腔、側(cè)輔腔限矩型液力偶合器，進(jìn)一步延長啟動時間，從而獲得較為理想的啟動曲線。

　　對于長距離(L＞1000m)、大運量港口帶式輸送機可優(yōu)先選擇變頻調(diào)速或其它軟驅(qū)動方式，其中以選用變頻調(diào)速驅(qū)動方式較多，主要因為變頻調(diào)速具有以下優(yōu)點：

　　1、交流變頻調(diào)速裝置具有調(diào)速范圍寬、控制可靠、節(jié)能效果明顯等特點，易于實現(xiàn)起制動速度曲線的自動跟蹤，能夠提供理想的可控起/制動性能。

　　2、可以控制輸送機按設(shè)定的“S”形速度曲線起動和制動，以滿足整機動態(tài)穩(wěn)定性及可靠性的要求。

　　3、可以實現(xiàn)多臺驅(qū)動電機之間的功率平衡,精度較高。

　　4、能夠適應(yīng)港口運輸系統(tǒng)頻繁起停要求。

　　5、變頻調(diào)速驅(qū)動裝置還可以提供低速驗帶速度，方便維護與檢修。

　　對于大功率帶式輸送機宜選用雙滾筒多電機驅(qū)動，以降低系統(tǒng)最大張力。從而在保證安全度的前提下，可降低選取膠帶型號，節(jié)省設(shè)備采購成本。

　　c.模擬摩擦系數(shù)的選取及電機富余系數(shù)選取:

　　在驅(qū)動功率計算過程中，模擬摩擦系數(shù)和電機儲備系數(shù)的合理選取對計算結(jié)果影響較大，選取合適的系數(shù)以保證輸送機系統(tǒng)的順利運行，同時達(dá)到節(jié)能降耗的要求。在提供的高質(zhì)量產(chǎn)品和良好安裝施工條件前提下，在工況環(huán)境不是特別惡劣的條件下，綜合摩擦系數(shù)推薦取值為：

　　輸送物料為煤：模擬摩擦系數(shù):f=0.020~0.022,輸送物料為礦石:模擬摩擦系數(shù):f=0.022~0.025。電機富余系數(shù)可取K=1.05,必須經(jīng)過輸送機滿載啟動附加功率計算核實，保證最終裝機容量能夠保證滿載順利啟動。

　　(2)托輥計算選取及配置：

　　a.托輥的選擇主要考慮托輥的承載能力和使用壽命，綜合考慮下列因素：載荷的大小及特征、輸送帶的寬度和運行速度、使用工況條件、輸送機的工作制度、輸送物料的特性、托輥軸承壽命、托輥密封結(jié)構(gòu)、潤滑條件、維修制度等，輥徑選取應(yīng)保證輥子轉(zhuǎn)速控制在550r/min以內(nèi)為宜。

　　b.港口帶式輸送機承載段托輥一般按槽形托輥組與槽形前傾托輥組1:1配置，托輥間距根據(jù)輸送物料密度及運量大小取為1.2m或1m。凸弧段間距按正常間距的1/2,落料點緩沖托輥間距按正常間距的1/3。

　　c.頭尾部設(shè)置過渡托輥組，以便膠帶順利成槽，頭部最小過渡距離不小于2.6倍帶寬，尾部過渡距離應(yīng)不小于正常托輥間距?；爻潭螒?yīng)按平行托輥組與V形托輥組(或前傾)按2：1配置，回程托輥間距一般取為2.4～３m?？拷^部回程段宜設(shè)7組梳形托輥組，回程段改向滾筒布置3組螺旋清掃托輥組（一般指棧橋面），回程段配合使用反V形托輥組防跑偏，每50m布置1組。其中特別注意雙向運行膠帶機上應(yīng)選槽形托輥組加雙向可逆上調(diào)心托輥組及平行下托輥或V形托輥加雙向可逆下調(diào)心托輥組。

　　(3)滾筒結(jié)構(gòu)及工藝要求：

　　滾筒軸應(yīng)為優(yōu)質(zhì)鍛鋼，滾筒壁厚應(yīng)不小于標(biāo)準(zhǔn)要求且應(yīng)相應(yīng)加厚。滾筒筒體采用鑄焊結(jié)構(gòu)，輪轂與輪軸之間采用脹套聯(lián)接。轂與緣之間的焊接必須采用完全穿透的連續(xù)焊。鑄焊結(jié)構(gòu)的滾筒，其鑄焊接盤材料為鑄鋼，筒體焊接方法為CO2氣體保護焊，優(yōu)先選用剖分式軸承座，傳動滾筒及改向滾筒鑄膠厚度應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上加厚。

　　(4)拉緊裝置的設(shè)計及行程選取:

　　港口帶式輸送機拉緊形式主要有垂直重錘拉緊、重錘車式拉緊、液壓拉緊。拉緊行程設(shè)計時要考慮膠帶本身的伸長量及預(yù)留必要的安裝余量，采用鋼絲繩芯膠帶時拉緊行程推薦長度見下表:

　　帶式輸送機

　　水平長度(m) 有效拉緊行程(m) 備注

　　L≤300 0.005L+1.5B B為帶寬

　　300＜L≤600 0.0045L+1.0B B為帶寬

　　L＞600 0.004L+1.0B B為帶寬

帶式輸送機水平長度(m)	有效拉緊行程(m)	備注
L≤300	0.005L+1.5B	B為帶寬
300＜L≤600	0.0045L+1.0B	B為帶寬
L＞600	0.004L+1.0B	B為帶寬

　　(5)卸料轉(zhuǎn)載系統(tǒng)設(shè)計:

　　a.卸料轉(zhuǎn)載系統(tǒng)主要包括頭部漏斗、三通分料器、落料溜管、緩沖對中裝置、導(dǎo)料槽等。

　　b.卸料轉(zhuǎn)載系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)物料的最大流量和最大塊度進(jìn)行設(shè)計，保證任何工況下溜槽不發(fā)生堵料的要求；溜槽截面不小于最大流量通過時的物料截面的4倍，溜槽截面最小尺寸應(yīng)不小于輸送物料上3塊最大塊度疊加的最大尺寸，溜槽傾斜角度不小于60度。

　　c.卸料轉(zhuǎn)載系統(tǒng)必要位置要設(shè)置檢視門，法蘭聯(lián)接處墊密封軟膠板以防塵抑塵。

　　d.三通分料器必須具有重載切換功能，其結(jié)構(gòu)可以承受最大流量和最大塊度物料的長期沖擊，轉(zhuǎn)換擋板翻動面必須與物料隔離，防止擋板卡死并確保冬季擋板不得與溜槽凍結(jié)。擋板電動(液)推桿選取的力矩應(yīng)大于2倍計算力矩。

　　e.緩沖對中裝置布置在溜槽的下部與下路膠帶機導(dǎo)料槽之間，應(yīng)與下部輸送方向傾斜一致，具有緩沖和防止高落差物料對下路膠帶機造成的沖擊和破壞，同時還具有歸中物料的功能。

　　f.導(dǎo)料槽的布置長度一般不應(yīng)小于帶寬的5倍，導(dǎo)料槽內(nèi)部應(yīng)有足夠的空間讓物料通過，導(dǎo)料槽高度不小于3塊最大塊度疊加的最大尺寸，導(dǎo)料槽與輸送帶之間可以采用防溢裙邊密封也可用整條耐磨膠板密封，同時為了減少摩損與運行阻力，一般將導(dǎo)料槽設(shè)計成X型斷面。

　　g.提升式導(dǎo)料槽主要用在多點受料貫通式輸送受料點的情況，當(dāng)使用該點受料時，將側(cè)板放下，不使用該點受料時，將側(cè)板提起，提升高度不小于200mm,以免影響后方物料通過。

　　h.耐磨襯板主要用于卸載轉(zhuǎn)載系統(tǒng)中受到物料的沖刷和磨損面，常用的襯板材質(zhì)有:16Mn、耐磨鑄鐵、高鉻鋼、雙合金焊接襯板、不銹鋼等。襯板尺寸不宜過大，重量不應(yīng)超過25Kg,以便于更換。

　　（五）港口帶式輸送機安全防護配置:

　　港口帶式輸送機處于海邊，時常有強級風(fēng)暴，輸送機必須具有預(yù)防臺風(fēng)掀翻輸送帶的措施，對堆場內(nèi)的堆取料輸送機及碼頭上的裝卸船輸送機必須配置防風(fēng)鏈和防風(fēng)桿。兩者均按25m設(shè)置一套。防風(fēng)鏈不工作時放入中間架兩側(cè)的鏈盒內(nèi)，防風(fēng)桿不工作時置于輸送帶下方。同時港口帶式輸送機本身應(yīng)嚴(yán)格防護，主要防護人員能夠觸及到的轉(zhuǎn)動或移動設(shè)備；防護所有的切斷末端；防護所有在“合理”延伸范圍內(nèi)的運動部件；在工作臺、工作場所、通道等等提供結(jié)實的護欄。