管状带式输送机的沿革.pdf

2 0 0 5年第 3期 总第 7期 重 工 与起重 技术 HE AV Y I ND US T RI AL ＆ HOI S T I N G MAC HI NE RY N o ． 3 2 0 0 5 S e fi a l No ． 7 1 概述 管 状 带 式 输 送 机 的 沿 革 大连重工 起重集团有限公司技术中心办公室吴克利 编译 管状带 式输送 机是指 在常规皮带输送机基础 上 ，通过托辊和特制皮带使其输送行程中的大部分 皮带 喂料后和卸料前形成管状带式密封 见图 1 ， 减少散料输送过程中的环境污染。 3 上行与下行可同时输送两种散料； 4 环保性能强。 3 未来的发展潜力 自9 0年代 日本普利司通公 司控制 日本 J P C输 送机公司以后，美国 K r u p p R o b i n s 公 司将管状带式 输送机的性能提高到一个新水平 ，随后普利司通公 司和 K rup p R o b i n s 公司又陆续开发和提高 了皮带机 的原始技术 。 1 9 9 4年通过普利司通公司和 K rup p R o b i n s 公 司的共同努力 ，日本 J P C输送机公司在委 内瑞拉安 装的管状带式输送机打破 了 5 k in这一输送瓶颈。 今天 。设计师正在着手开发设计更多的管状带 式输送机新项 目， 输送机的输送长度大多都在 1 0 k m 及 1 0 k r n以上 ， 输送能力几乎都超过 2 5 0 0 t ／ h 。 图 管 状带 式 输 送 机 示 意 图 4 设计改进 1 9 7 8年 日本 J P C公司第一次提 出了管状带式 输送机的概念 ，并 申请 了多 国专利 。以后南 非的 B a t e m a n 、德国 K o c h和美国的 K rup p R o b i n s 等许多 公司都 曾陆续获得了该项专利的许可使用权 ，其中 德国 K o c h及南非的 B a t e m a n是 日本境外最成功的 海外生产商。 目前世界 上使用的大约有 7 0 0套 管状带式输 送机， 它们的总输送长度为 1 6 0 k m ， 其中最长的一条 输送距离 即滚筒 中心最大距离 是 5 k m。但大部分 输送距离小于 1 0 0 0 m。 2 主要特点 与传统皮带机相比， 管状带式输送机特点表现在 1 可水平和垂直弯曲， 无须中转站 ； 2 输送倾角大； 随着工业发展不断注重环境保护，促使一些新 的管状带式输送机供应商努力改进原设计 中的缺 点， 主要体现在 支架设计 、 管状皮带导向、 托辊选 型和皮带选型等方面。 4 ． 1 支架设计 支架 和托辊布置是管状带式输送机 的最大改 进之处。传统的支架和托辊 布置采用 6个托辊安放 在支架的同侧 ，但经常导致皮带被夹 ，致使皮带受 损。现在越来越多的供货商将支架一侧中的3 个托 辊移到另一侧 ，这样 由于两托辊间皮带边缘的卷绕 长度增加 ，使得皮带相互叠放 ，减少了皮带被托辊 夹住的可能性， 如图 2所示。 然而这个概念有一个缺 陷，即在皮带间产生了一个夹点，并且安装托辊时 需要严格的安全措施 。 一 31 维普资讯 重 工与起 重 技术 HE AVY I N DUS T R I A L ＆ H0I S T I NG MAC HI NER Y 图 2 支架和托辊配置 目前正在开发一种 “ 通用托辊支架” ， 它的出现 使托辊 自动更换时无需再将管状带式输送机 的皮 带挤压变形 此专项技术将用于未来的高强度钢芯 皮带机 。 4 ． 2 管状皮带导 向 支架布置的研 究还促使了输送带导 向方法 的 改变。早期的系统是通过托辊滚子与支架之间的垫 圈调整托辊，利用弹簧夹交替的布置形式调整托辊 相对于支架的位置 。为确保输送带的精确导 向，支 架上的所有托辊都可调整 ，但系统几乎不具有特定 的可重复性。 图 3 现代最常用的导向托辊支架 今天已涌现出许多新的管状输送带导向法 ，但 其理念与常规的皮带输送带导向法基本一致 ，即调 整皮带的托辊角度和旋转托辊。其 中最简单的方法 一 3 2一 之一是在皮带的最大载荷方 向，安装一个独立的可 调托辊 通常在支架的底部 。图 3是这种理念下最 标准 的设计模式 ，通过在水平面上简单转动托辊 ， 带动管状输送带相应旋转。 4 ． 3 托辊选型 传统管状带式输 送机的另一缺点是输送单位 物料 能量消耗过大 ，这主要是 由于设计时托辊直径 的选择不合理和托辊间隔不合理。 过 去托辊直径 主要选 择 在 6 08 0 ram的范 围 内。 这是 由于 6个托辊挤放在支架一侧的缘故 ； 另外 大多数管状带式输送机都被认为仅适用于载重低、 距离短的条件下 ， 因而常采用轻小型托辊。 但后来 C o n v e y o r D y n a mi c s有 限公 司的 L K． N o r d e l l 发表了一篇文章，他用现场实测数据证明， 管状带 式输送机 的功率 与托辊直径和托辊 引起 的 皮带管挤压变形有关 ，并用下列方程表达了损耗的 功能与托辊辊轮直径 的函数关 系。 P r ， 一 象 言 式 中 P ，损耗功率系数 损耗功率与总功率之 比 d t 托辊 的最小直径 ； 托辊最大直径。 这对准备在管状带式输送 机上安装大量托辊 来说 ， 是一个非常重要的发现。因此 ， 现在选用皮带 机时， 人们通常使用大直径 大于 1 1 4 ra m 托辊。 4 ． 4 皮带选型 过去一直认为皮 带选型是决定装 机成功或失 败的重要因素。而且对许多公司来说 ，要选择最适 用的皮带是非常 困难的。 在管状带式输送机皮带结构的发展过程中，有 一 点已确定无疑 ，就是皮带既要具有纵向抗挠刚性 以保持 圆管形状 ，又要具有一定的边缘挠性 以实现 叠层和长度方向的连续密封。 从本质上来说 ，要实现它并不困难 ，然而到现 下转第 2 1 页 维普资讯 重 工与起 重技 术 HEA VY I ND US T RI AL ＆ HO I S T I NG MA CHI NE RY 豳 2齿块钻模定位 3 铣齿 ， 为保证互换性 ， 必须 全部 以2 3 2 H 7精制孔及结合面定位来加工齿形。 2 ． 1 ． 2 齿的尺寸公差及齿面粗糙度 对于齿 的尺寸公差及齿面粗糙度 的要求 来说 ， 用传统的刨削手段是无法实现的， 所以必须用 成形铣刀铣削 ， 加工后的结果完全达到设计要求。 2 ． 1 ． 3齿块硬度 齿块材质采用 3 4 C r N i M o ， 在对其进行专门的淬 透性试验和分析后 ，选用直接进行毛坯处理 ，然后 加工成 品的制造工艺 。通过对工件淬硬层评估表 明，热处理工艺可以保证齿根部硬度为 H B 2 8 5时 ， 毛坯表面硬度 H B≥2 8 5的设计要求， 而且在此硬度 下可以进行机械加工。同时采用该工艺 ，还大大降 低 了制造成本。 2 ． 2 工艺方案 通过分析和试验 ， 最终制定 了齿块制造工艺 1 调质 表面硬度控制在 HB ≥2 8 5 ； 2 划一 齿块剖视 图中尺寸 2 5 5两 端面加工 线及尺寸 5 O右端面加工线 ； 3 立铣 齿块剖视图中尺寸 2 5 5两端面按 加工成 品， 5 O尺寸右端 面成品； 4 划二 齿块两端面加工线及 R5 1 2 4尺寸齿 顶圆半径加工线 ； 5 镗 齿块两端面加工成品 ， 按 加工 ； 6 立车 加工 R5 1 2 4圆弧 面成 品 ， 表 面粗 糙 度按 加工 ，与 2 5 5尺寸两端面形成 的尖角按 5 4 5 。 加工 ，加工时以 结合定位，齿顶圆半径 R 5 1 2 4加工； 7 钻 用钻模钻铰各孑 L 成品； 8 镗 在T1 6 0机床 上用铣齿 胎 、 成 形铣 刀镗 铣各齿成品； 9 钳 按传 动齿圈图纸要求与端 环组立 将各 齿块就位后点焊 1 O 钻铰 与端环组钻铰各孔成 品。 3 结论 通过实践检验 ，用此工艺方法制造 的齿圈完全 达到了设计要求， 保证了互换性、 精度、 表面粗糙度 及硬度要求 ，降低制造成本。同时为以后类似零部 件分段及整体齿圈的制造提供了借鉴和帮助。 上接第 3 2页 在为止，仅有少数几家皮带供应商取得了成功。因 而大多数情况下，皮带机使用国都无法做到皮带本 土化，这在加大了皮带输送机成本的同时，也阻碍 了管状带式输送机的推广。 5 结束语 随着众多拥有此项技术实力的新公司的加入 ， 必将改进管状带式输送机的成本效益 比，促进管状 带式输送机技术的进步。另外 ，大量有胆识的皮带 厂商的加入 ，也必将打破皮带制约管状带式输送机 发展的被动局面，因而管状带式输送机未来市场潜 力 巨大。相信随着 各国对工业环保 的要求 越来越 高，皮带输送机必将成为解决未来物料输送问题的 首选方案。 参考文献 略 编译 自b u l k s o l i d s h a n d l i n g v o 1 ． 2 2 2 0 0 2 N o ． 3 21 维普资讯