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专题综述“ 文章编号 （ ） 波状挡边带式输送机的发展 宋伟刚 ，王丹 ，陈霖 （ 东北大学 机械工程与自动化学院，辽宁 沈阳 ； 青岛华夏胶带有限公司，山东 青岛 ） 摘要波状挡边带式输送机是当前应用广泛、 充满活力的新型带式输送机。在介绍波状挡 边带式输送机的发展概况的基础上， 给出了主要应用领域和应用实例， 介绍了与其结构特点类似的 袋式带式输送机。讨论了波状挡边带式输送机的发展方向， 指出在向大运量、 高提升高度、 高带速、 大带宽方向发展的同时， 波状挡边带式输送机与其他种类的通用输送带带式输送机的结合、 灵活的 布置方式和灵活的姿态变化是今后的发展方向。 关键词波状挡边带式输送机；口袋式带式输送机；卸船机 中图号 文献标识码 波状挡边带式输送机发展概况 普通带式输送机由于受到物料与输送带摩擦系 数的限制， 其输送物料的倾角不能过大， 一般最大倾 角只能达到 。提高输送机倾角的方法有采 用深槽的托辊组、 圆管输送机、 压带式带式输送机和 花纹输送带式输送机。波状挡边带式输送机 （见图 ） 是实现大倾角输送物料的重要形式。 世纪 年代德国的 公司就 开 始 研 制 这 种 带 式 输 送 机，其 注 册 名 称 为 。同时该公司与汉诺威大学合作， 建立 了波状挡边带式输送机的试验台， 使之得到不断地 完善和发展。 世纪 年代末开始向大型化方向 发展， 其产品已有 余台， 分布于 多个国家 和地区， 应用于煤炭、 冶金、 建材、 化工、 水电、 矿山和 港口等部门。它的技术专利已被英国 公司、 日本 等购买并获准生产， 现已形成遍布全球 的挡边输送机系列产品制造销售网。 当 “ ” 的波状挡边带式输送机输送能 力在 以下和带速在 以下时， 提升高 度可达 。当提升高度为 时， 输送能力可 达 。当提升高度 、 带宽 、 带 速 、 挡边高 时， 输送能力为 ， 输送物料块度可达 ， 可用于露天矿大倾角 运输， 也可以用于井深 的竖井提升。 年此技术被引进美国和加拿大， 但当时在 北美洲由于土地不那么昂贵， 因此并没有引起重视 而没有得到推广。直到 年世界最大的输送带 生产厂 美国胶带服务公司创建了挡边输送带 部， 才使波状挡边带式输送机在北美洲得到发展。 美国的 公司、 英国的 、 、 法国的 等公司均生产这种大 倾角带式输送机。 波状挡边带式输送机技术在连续卸船机上的应 用迅速发展， 芬兰 公司、 德国 公司、 瑞士 公司生产的连续卸船机均成功应用了其提升 与输送技术， 特别是日本的日立公司、 石川岛公司及 三菱公司等生产的散粮连续卸船机， 其垂直提升机 和水平输送采用同一条输送带完成， 更加展现了波 状挡边输送机技术的巨大优势。 图 波状挡边输送机 Fig.Isometric design of belt conveyor of corrugated sidewall 承载托辊 波状挡边输送带 改向曲线 改向压盘 受料托辊 拉紧滚筒 改向滚筒 导向轮 （图中指示位置） 振打清扫器 驱动单元 我国从 世纪 年代中期开始从国外引进了 一些挡边输送机， 如湛江港为了适应港口散装化肥 进口业务繁忙的需要， 从德国 公司引进了 套散装化肥灌包设备， 其中有 台倾角为 的移动 年第 期煤矿机械 式挡边输送机。这些引进设备大部分运行情况良 好， 在一定程度上为完善挡边输送机的技术和研制 开发大型挡边输送机提供了有益的借鉴。 同时， 我国从 世纪 年代初开始研制波状 挡边带式输送机， 年北京起重运输机械研究所 开发出 型波状挡边带式输送机系列图纸， 并开始 推广使用。经过 余 的生产和使用实践， 波状挡 边带式输送机技术不断地完善和改进。 年， 北 京起重运输机械研究所、 青岛运输设备厂等作为主 要起草单位， 制定了 波状挡边带式输送机 行业标 准 （ ） ， 推广了我国波状挡边带式输 送机的发展。目前已经有 多个主机厂生产了 多台波状挡边输送机。据调查， 国内每年波状 挡边带式输送机的需求量为 台。 我国自贡运输机械总厂于 年 月为四川 省投资公司电冶有限公司生产了 台提升高度 、 带宽 、 输送量 的波状挡边带 式输送机， 该机的提升高度是亚洲之最。目前国内 波状挡边带式输送机系列参数为 带宽 、 挡 边高 、 带速 、 倾角 、 输送量 。 相比之下， 国内目前能够生产的波状挡边输送 机， 运输能力、 提升高度、 运行带速都较低， 缺乏必要 的理论和实验研究， 同时扩大应用范围也是输送机 械行业需要重点研究的课题。对输送带本身应进一 步研究基带的刚度、 挡边及隔板的结构形式以及二 者与基带粘结的新工艺， 这样才能更好地满足国内 各行业对波状挡边带式输送机的需求。 波状挡边带式输送机的应用 （ ） 在竖井中的应用 自 年以来， 挡边输送机逐步在地下采矿工 程和地下建筑工程的竖井中投入使用， 与传统的箕 斗、 罐笼等矿井提升机械相比， 具有成本低、 竖井开 拓费用低、 效率高等优点。在美国芝加哥一期卫生 工程的隧道工程竖井中， 挡边输送机以 的 速度将物料从井底提升到地面， 其输送量为 ， 提升高度为 。 年美国芝加哥市二期卫 生工程的隧道工程竖井中采用的挡边输送机， 其输 送量高达 ， 是世界上竖井中使用的输送量 最大的挡边输送机。 年 月， 台世界上提升 高度最大的挡边输送机在巴布亚新几内亚的地下金 矿的竖井中投入了使用。其提升高度达 ， 输 送量为 ， 带宽为 ， 带速为 ， 挡边 高为 。投产后效果明显， 生产成本下降了 。美国 公司和德国 公司正在合作为 个矿山设计竖井用挡边输 送机， 一台用于 深的竖井中， 其输送量为 ； 另一台用于 深的竖井中， 输送量为 。据资料介绍， 目前在竖井中使用的挡边输送机 的最大输送量和最大提升高度分别可达 和 。 （ ） 在自卸船上的应用 自 年以来， 挡边输送机开始用在自卸船 上。作为自卸船自卸系统的提升设备， 与链斗式提 升机、 倾斜带式输送机及压带式输送机等提升设备 相比， 具有占用空间小、 效率高等优点。投资低及可 多港口卸货等特点， 在世界许多国家的沿海和内河 航运中被广泛采用， 并且正在向高效、 大吨位方向发 展。加拿大船舶公司的 “ 革新者号” 散货船 年被改装成自卸船， 其自卸系统的提升设备采用了 垂直挡边输送机， 卸料能力高达 ， 即每天的 卸料量达 万 。该挡边输送机带宽为 ， 挡边高为 ， 提升高度为 ， 带速为 。 年， 日本三菱造船厂为英国钢铁公司建造 的 艘远洋自卸船投入使用， 它是目前世界上最大 的自卸船。这 艘自卸船均采用垂直挡边输送机作 为其自卸系统的提升设备。该挡边输送机最大输送 量高达 ， 远远超过了世界上其他传统卸料 系统的卸料率。它的带宽为 ， 挡边高为 ， 带速为 。 （ ） 在连续卸船机上的应用 世界上第 台挡边带式卸船机由瑞士 公 司研制并于 年 月开始在西班牙塔拉格纳港 投入运转， 用于卸煤炭、 散粮和磷酸盐。其卸煤能力 为 ， 卸粮能力为 ， 带宽为 ， 挡边高为 ， 带速为 ， 提升高度为 。 年， 由芬兰 公司研制的第 台挡边带 式卸船机安装在丹麦奥本罗的煤炭中转码头并投入 运转， 其卸煤能力 ， 带宽 ， 挡边高 ， 带速 。德国 公司曾为荷兰研 制了 台卸铁矿石和煤的挡边带式卸船机， 卸货能 力为 ， 是目前世界上卸货能力最大的挡边 带式卸船机。此外， 德国 公司正在 研制卸货能力为 的挡边带式卸船机。 波形挡边带是卸船机的主要工作构件， 它具有 波状挡边带式输送机的发展 宋伟刚， 等 年第 期 良好的弯折性能和一定的轴向扭转特性。而且同链 斗式提升机和输送带斗提升机相比， 波形挡边带的 自重轻， 工作速度可高达 ， 而链斗式提升 机工作速度一般在 左右。 日立公司采用无覆盖带的波形挡边带， 隔板为 形， 结构简单， 但是垂直臂在向后摆动过大 （小于 提升） 时， 输送带的填充率将明显降低， 影响卸船 机的作业效率。因此， 与石川岛公司、 三菱公司带有 覆盖带的卸船机相比， 其垂直臂向后摆动角度要小 一些。但是， 不带覆盖带的卸船机结构简单， 且不存 在主带与覆盖带之间的相对摩擦， 降低了维护成本。 另外， 采用单输送带而不用覆盖带， 重量较轻、 输送 带的驱动和张紧装置形式简单、 布置方便。石川岛 公司、 三菱公司的波形挡边带均有覆盖带。由于带 有覆盖带， 所以物料的填充率较高， 对于同样生产率 的卸船机， 其波形挡边带的有效宽度尺寸要小一些。 但是， 波形挡边带和覆盖带的托辊布置形式、 张紧装 置等比不带覆盖带时要复杂得多。 图 为日本 家公司的波形挡边带式输送机的 示意图。现有波形挡边带式卸船机的 个最大特 点， 是垂直提升和水平输送由同一条输送带完成。 但是在垂直臂摆动和水平臂俯仰时， 输送带要产生 很大的伸缩量， 因此输送带的张紧是 个复杂的问 题。有无覆盖带， 张紧方式也大不一样， 但大体可分 为 种类型。三菱公司和石川岛公司的卸船机除有 波形挡边带外， 还有覆盖带， 张紧装置比较复杂， 但 原理一致。以三菱公司为例， 覆盖带在水平段的尾 部 （卸料点） 采用液压油缸拖动小滑车张紧， 行程为 。波形挡边带由于垂直段下端 （取料头部） 为接料区段， 水平段尾部为卸料区段， 空间尺寸有 限， 所以都不宜有过长的伸缩量， 因此在两端都设有 张紧装置。其中头部采用液压缸张紧， 行程为 ； 尾部采用螺栓张紧， 行程为 。由于卸料 点处滚筒既是张紧滚筒， 又是驱动滚筒， 所以既要满 足张紧要求， 同时又要保证波形挡边带和覆盖带之 间没有相对运动， 这为驱动装置的设计与布置增加 了难度。 华能福州电厂煤码头引进了日本三菱公司制造 的机械式连续卸船机， 其垂直提升设备采用了带宽 为 ， 挡边高为 ， 最大输送量为 的挡边输送机。 青岛港务局前湾港矿石码头的机械式连续卸船 机是由国内自行研制的， 其垂直提升设备采用了挡边 输送机， 但输送带是由美国提供的。该机带宽为 ， 挡边高为 ， 最大输送量为 。自 年泊位建成投产后， 到 年底累计接卸矿石 约 万 。在维修时发现波状挡边带基带表面橡 胶已基本磨光， 局部带芯裸露并损坏； 带边磨损脱 层； 基带拉伸残余变形大， 运行时跑偏严重， 已到了 必须更换新带的程度。后由青岛华夏胶带公司成功 地进行了国产化。 图 各公司的波形挡边带式输送机示意图 “袋式带式输送机 世纪 年代中期， 德国 公司利用波 状挡边输送带和高效斗式提升机技术开发出袋式带 式输送机， 其商品名称为 。这种输送机可 以内袋或外袋的形式垂直提升物料， 可用于地下采 矿、 采石厂、 隧道挖掘、 水泥厂、 装卸船， 甚至可以用 来垂直提升温度高的、 粘性的、 大块的和粉状的物 料。这种输送机的输送带横向刚度比波状挡边带式 输送机的大， 因此它能有效地避免掉带， 从而可大大 地提高提升高度。图 为袋式输送带结构形式。这 种输送机可实现高输送能力和大提升高度， 如用 型窄钢芯带垂直提升 ， 输送量可超过 ， 甚至垂直提升 时输送量仍能达到 。输送量可高达 的系统正在设 计。口袋间距为 的口袋式带式输送机系列 的主要技术参数如表 所示。 图 “ 袋式输送带结构形式 “ 料袋 窄带 钢管 三角形杆 螺栓 年第 期波状挡边带式输送机的发展 宋伟刚， 等 表 “ 的袋式带式输送机系列的主要技术参数 口袋宽度 输送能力 横杆长度 窄带宽度 总宽度 输送带单位质量 波状挡边带式输送机的发展趋势 原理上， 各种结构的带式输送机都可以采用波 状挡边输送带构成新型的波状挡边带式输送机。因 而， 波状挡边带式输送机除向大运量、 大带宽、 高提 升高度的发展方向发展外， 今后的发展应该主要体 现在下面几个方面 （ ） 支撑方式的改变输送机的稳定运行， 输送 带的支撑方式起着重要的作用， 波状挡边输送带的 单位长度质量大于通用输送带， 从而使其支撑与导 向变得更加灵活。现在存在采用环状吊挂、 索道和 轨道的波状挡边输送机和口袋式带式输送机的构 想 ［ ］ 。特别是索道波状挡边输送机已经在工程实际 中应用， 理论上， 单机长度可达 。 （ ） 灵活的布置方式波状挡边带式输送机可 以如同通用带式输送机一样， 成为移动或移置输送 机， 即可以移动、 也可以移置， 从而适应矿山开采的 需要。波状挡边带式输送机适用于大倾角输送物料 的特点与平面转弯技术的结合可以充分适应矿山开 采和企业内部空间的限制， 给其带来更加广泛的应 用领域。 （ ） 应用范围广由于波状挡边带式输送机的 大倾角输送物料能力， 使同一条输送机可以适应在 不同工作要求的不同倾角范围远远地优于通用带式 输送机， 目前已经应用改变倾角进行卸船， 这种 “变 形金刚” 的特点今后将在各种不同的领域中应用， 例 如大坝的堆积、 地铁工程的挖掘等。 参考文献 ［ ］ 王鹰， 杜群贵 特种带式输送机的发展 ［ ］ 起重运输机械， ， （ ） ［ ］ 陈霖， 陈国栋 波状挡边带的国产化 ［ ］ 起重运输机械， ， （ ） ［ ］ 高恒超， 夏炎 波状挡边带式输送机发展简介 ［ ］ 起重运输机 械， ，（ ） ［ ］ 杜月波 垂直带式提升机 ［ ］ 建筑机械化， ，（ ） ［ ］ 张喜军 垂直提升波状挡边带式输送机凸弧段物料受力及运动 分析 ［ ］ 起重运输机械， ，（ ） ［ ］ 张德文， 俞晓红 日本波形挡边带式卸船机的技术分析 ［ ］ 港口 装卸， ，（ ） ［ ］ 宋伟刚， 陈霖 波状挡边带式输送机的结构特点及其改进设计 ［ ］ 港口装卸， ，（ ） ［ ］ 宋伟刚 散状物料带式输送机设计 ［ ］ 沈阳 东北大学出版社， 作者简介宋伟刚 （ ） ， 东北大学教授， 年毕业于阜新 矿业学院， 年毕业于东北大学工程机械专业， 获硕士学位， 年获博士学位， 主要从事现代物流技术与装备、 机电一体化和机器人 技术的研究， 著有 “散状物料带式输送机设计” 、“物流工程及其应用” 等， 发表论文 余篇。 收稿日期 ， ， （ ， ， ， ； ， ， ） ， ， ， ， ， ， ， ； ； 兖矿生产出矩齿形矿用扁平接环链 兖州矿业 （集团） 公司新世纪公司和兖州矿区职工大学通过对德国及国产扁平接链环的光谱理化分析及机械性能测试， 合理确定工艺参数， 试制的 矩齿形扁平接链环， 主要技术指标都达到 标准要求。 我国当前高产高效工作面的重型刮板输送机大部分采用矩齿形扁平接链环， 除个别产品达到国家标准外， 多用德国和英 国的产品。在此项课题中， 他们首先参照德国链环材质， 确定使用国产优质低碳合金结构钢； 采取精密模锻， 保证产品内部组 织的致密性和合理的链环形状； 分别采取锻后正火与表面机械加工后调质中间热处理， 为最终淬火处理提供了更细化的组织 基础； 此外， 还采取了预拉伸处理和在机械加工后增加表面喷砂处理， 进一步提高了抗疲劳强度。李剑锋供稿 波状挡边带式输送机的发展 宋伟刚， 等 年第 期 波状挡边带式输送机的发展波状挡边带式输送机的发展 作者宋伟刚， 王丹， 陈霖 作者单位宋伟刚,王丹东北大学,机械工程与自动化学院,辽宁,沈阳,110004， 陈霖青岛华夏胶带 有限公司,山东,青岛,266109 刊名 煤矿机械 英文刊名COAL MINE MACHINERY 年，卷期20042 被引用次数5次 参考文献8条参考文献8条 1.宋伟刚 散状物料带式输送机设计 2000 2.宋伟刚;陈霖 波状挡边带式输送机的结构特点及改进设计[期刊论文]-港口装卸 200303 3.张德文;俞晓红 日本波形挡边带式卸船机的技术分析 199806 4.张喜军 垂直提升波状挡边带式输送机凸弧段物料受力及运动分析 199708 5.杜月波 垂直带式提升机[期刊论文]-建筑机械化 200005 6.高恒超;夏炎 波状挡边带式输送机发展简介 199806 7.陈霖;陈国栋 波状挡边带的国产化[期刊论文]-起重运输机械 200105 8.王鹰;杜群贵 特种带式输送机的发展[期刊论文]-起重运输机械 200309 引证文献5条引证文献5条 1.韩力 变频调速技术在带式输送机中的节能应用研究[期刊论文]-神华科技 20095 2.郑继旺.滕敏.胡盈真.洪新华 波状挡边带支撑装置的设计与应用[期刊论文]-河南科技学院学报（自然科学版） 20094 3.韩峰 带式输送机配置电动滚筒的研究[期刊论文]-机电一体化 200811 4.张瑞军.张明勤.张青.邢广佩 HZS120型混凝土搅拌站的改进设计[期刊论文]-工程机械 20087 5.宋伟刚.王德东.陈霖 波状挡边带式输送机的结构设计[期刊论文]-煤矿机械 20043 本文链接
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