摘 要：雙向輸送圓管狀帶式輸送機(jī)具有密封環(huán)保、輸送線可沿空間曲線靈活布置、輸送傾角大、適應(yīng)復(fù)雜地形條件、單機(jī)運(yùn)輸距離長(zhǎng)、承載段及回程段可同時(shí)輸送不同物料等優(yōu)良特點(diǎn)，被某鋼廠選用于原煤及焦炭的輸送。現(xiàn)介紹該項(xiàng)目雙向輸送管帶機(jī)的基本設(shè)計(jì)、輸送物料特性、限料裝置及翻帶裝置等。

關(guān)鍵詞：雙向輸送；圓管狀帶式輸送機(jī)；限料裝置；翻帶裝置

中圖分類號(hào)：TH222" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " 文章編號(hào)：1671-0797（2024）23-0035-05

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.23.008

0" " 引言

圓管狀帶式輸送機(jī)是由日本JPC公司在普通帶式輸送機(jī)的基礎(chǔ)上，增加托輥的圓形布置方式，使膠帶成管狀的輸送設(shè)備，在20世紀(jì)70年代末期投入實(shí)際應(yīng)用，簡(jiǎn)稱“管帶機(jī)”。與普通帶式輸送機(jī)工藝相比，管帶機(jī)適用范圍廣、全封閉、布置靈活，同時(shí)，由于其上下兩路分支均為全密閉圓管狀，故兩路分支均可用作承載段輸送物料[1-2]。雙向輸送管帶機(jī)輸送原理如圖1所示。

1" " 輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

湖北某鋼廠為滿足環(huán)保生產(chǎn)要求，減少?gòu)S內(nèi)汽車運(yùn)輸，減少中間轉(zhuǎn)運(yùn)站的設(shè)置，提高生產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)效率，也為實(shí)現(xiàn)煤和焦炭同時(shí)運(yùn)輸，決定采用當(dāng)前國(guó)內(nèi)先進(jìn)、成熟、可靠的雙向輸送圓管狀帶式輸送技術(shù)，要求產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良、生產(chǎn)成本低、各項(xiàng)能耗指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，滿足長(zhǎng)壽、節(jié)能、美觀、便于維護(hù)等要求，致力于打造行業(yè)示范性項(xiàng)目。

1.1" " 輸送物料特性

輸送物料各項(xiàng)特性如表1所示。

1.2" " MG610雙向管帶機(jī)輸送要求

輸送系統(tǒng)的具體要求如表2所示。

由表2輸送系統(tǒng)要求可知，輸送位置為由MG604轉(zhuǎn)運(yùn)站至MG606轉(zhuǎn)運(yùn)站，需同時(shí)輸送煤和焦炭。為滿足同時(shí)輸送不同物料、節(jié)能、降低投資成本的要求，結(jié)合輸送物料特性表，決定采用上管輸送煤、下管輸送焦炭的雙向輸送管帶機(jī)技術(shù)。

1.3" " MG610雙向輸送管帶機(jī)系統(tǒng)參數(shù)

輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理如下：先測(cè)試物料特性，如堆積密度、溫度、濕度、最大顆粒粒度等；然后結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)量、托輥布置間距、模擬摩擦系數(shù)和輸送路線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)等輸入條件，計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)參數(shù)，包括但不限于管徑的選取、驅(qū)動(dòng)配置的選擇、輸送帶型號(hào)的選取等[3]。

根據(jù)表1、表2各項(xiàng)數(shù)據(jù)，結(jié)合管帶機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范，計(jì)算后獲得系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)如表3所示。

1.4" " MG610雙向輸送管帶機(jī)布置

輸送路線在廠區(qū)內(nèi)需要跨越消防泵房、食堂、碾泥車間及高爐煤氣管道等障礙物，同時(shí)輸送不同物料。高標(biāo)準(zhǔn)的輸送要求、復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)地形條件以及大角度的連續(xù)轉(zhuǎn)彎，使得雙向輸送管帶機(jī)的靈活轉(zhuǎn)彎、環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)在鋼鐵廠能夠充分展示。受路線障礙等條件制約，本項(xiàng)目設(shè)置的大桁架有9段，最長(zhǎng)跨度段達(dá)到近70 m，屬于超大桁架系列，其對(duì)設(shè)計(jì)、制作、安裝等工序的要求較高。詳細(xì)路由如圖2所示。

1.5" " 雙向輸送管帶機(jī)剖面圖

本項(xiàng)目在設(shè)計(jì)雙向輸送MG610管帶機(jī)外，在其上方增加了MG609單向輸送管帶機(jī)。此類雙層疊加管帶機(jī)因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)及施工難度大，在行業(yè)內(nèi)應(yīng)用較少。但此類結(jié)構(gòu)不僅節(jié)省了廠內(nèi)路線和土地的占用，亦大幅減少了投資，同時(shí)便于后期的運(yùn)行維護(hù)，一舉多得。管帶機(jī)剖面圖如圖3所示。

2" " 雙向輸送管帶機(jī)關(guān)鍵技術(shù)

2.1" " 控制物料充滿度的保護(hù)措施

在受料點(diǎn)安裝帶導(dǎo)流板的限料裝置，確保物料均勻輸送并有效防止物料的體積超過(guò)管徑所能容納的最大量，如圖4所示。在落料點(diǎn)處安裝限料裝置，確保將物料的落料點(diǎn)調(diào)整到膠帶中心，如圖5所示。多點(diǎn)受料時(shí)，設(shè)置緩沖倉(cāng)，從源頭有效控制膠帶脹管、跑偏和疊帶。同時(shí)，在管帶機(jī)給料端的成管段之前設(shè)置4組帶有限位開(kāi)關(guān)的安全擋板。當(dāng)管帶機(jī)物料填充過(guò)多或物料粒度過(guò)大時(shí)，限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，并發(fā)出故障信號(hào)，管帶機(jī)將停止運(yùn)行，起到“雙保險(xiǎn)”的作用，為連續(xù)、安全生產(chǎn)提供充足保障[3]。

2.2" " 防反搭、疊帶措施

管帶機(jī)脹管、超出范圍的扭轉(zhuǎn)、成型托輥布置不合理、入口成型處托輥組內(nèi)接圓過(guò)大等原因均會(huì)造成膠帶反搭。因此應(yīng)充分考慮最差運(yùn)行工況，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)選取膠帶的安全系數(shù)，并在調(diào)試時(shí)根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行張緊力的調(diào)整，選擇合理的張緊力。同時(shí)，須嚴(yán)格按照?qǐng)A管狀帶式輸送機(jī)規(guī)定的過(guò)渡段長(zhǎng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用獨(dú)特的“三點(diǎn)控制”技術(shù)，由兩根打開(kāi)輥引導(dǎo)膠帶，然后經(jīng)由底部抬升托輥使膠帶正常打開(kāi)，最后在頭部滾筒位置設(shè)置壓帶輥，有效防止疊帶[3]，如圖6所示。

2.3" " 防扭曲技術(shù)

如圖7所示，在容易發(fā)生扭曲的曲線段將托輥間隔布置成平底型和尖點(diǎn)型，并選用調(diào)整PSK托輥與膠帶運(yùn)行方向夾角的調(diào)整墊片來(lái)有效防止膠帶扭曲。

在固定PSK托輥的螺栓螺母間增加一組彈簧，如圖8所示。當(dāng)管帶機(jī)膠帶發(fā)生扭轉(zhuǎn)和跑偏時(shí)，彈簧在膠帶運(yùn)行方向可自由伸縮，從而調(diào)整PSK托輥的角度，達(dá)到自動(dòng)調(diào)整膠帶的扭轉(zhuǎn)和跑偏的作用。

2.4" " 翻帶裝置

對(duì)于雙向輸送管帶機(jī)而言，翻帶裝置是必不可少的組成部分，其在保證回程時(shí)輸送帶與物料的接觸面始終為厚膠面的同時(shí)，也使得殘留在膠面的物料一直處于被膠帶包裹狀態(tài)，不會(huì)灑落，造成污染[4]。

本項(xiàng)目靠近MG604轉(zhuǎn)運(yùn)站側(cè)，受空間限制，只能采用傳統(tǒng)翻帶裝置（圖9），即通過(guò)立輥和壓輥強(qiáng)制輸送帶進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。此種結(jié)構(gòu)應(yīng)用最為廣泛且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，適用于空間較小處。但其用立輥強(qiáng)制膠帶翻轉(zhuǎn)，會(huì)使立輥和壓輥與膠帶的摩擦消耗增大，對(duì)輥?zhàn)蛹澳z帶的壽命有一定負(fù)面影響。

大管徑管帶機(jī)由于膠帶帶強(qiáng)較大，在采用雙向輸送工藝時(shí)，翻帶尤其要重視膠帶的自然延展性，盡可能避免強(qiáng)制膠帶扭轉(zhuǎn)，否則會(huì)出現(xiàn)跑偏、扭轉(zhuǎn)等現(xiàn)象并造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，帶來(lái)安全、連續(xù)生產(chǎn)隱患。

本項(xiàng)目在靠近MG606轉(zhuǎn)運(yùn)站側(cè)設(shè)置新型翻帶裝置（圖10）：通過(guò)六邊形托輥組約束使輸送機(jī)膠帶形成圓管狀態(tài)，并在此狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的扭轉(zhuǎn)過(guò)渡。此裝置翻帶長(zhǎng)度較長(zhǎng)，但橫向占地面積小且膠帶耳部位置受力更小，解決了傳統(tǒng)翻帶裝置應(yīng)力集中、磨損大、過(guò)渡裝置過(guò)于繁雜、膠帶受力不均勻等問(wèn)題，延長(zhǎng)了膠帶壽命。

3" " 調(diào)試及運(yùn)行

3.1" " 調(diào)試運(yùn)行情況

該項(xiàng)目于2023年6月上旬開(kāi)始調(diào)試，通過(guò)一周多的單體和聯(lián)機(jī)調(diào)試，于6月下旬開(kāi)始帶料生產(chǎn)。輸送系統(tǒng)投產(chǎn)至今，運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠，完全可滿足廠里要求的連續(xù)、高效、環(huán)保的生產(chǎn)預(yù)定目標(biāo)。

考慮到廠內(nèi)第一條雙向輸送管帶機(jī)的成功投運(yùn)帶來(lái)了輸送安全環(huán)保、節(jié)省人力巡檢、降低運(yùn)輸成本等收益，用戶正規(guī)劃上馬更多的雙向輸送管帶機(jī)。同時(shí)，該項(xiàng)目因具備大跨距、大轉(zhuǎn)彎、雙層結(jié)構(gòu)疊加等特點(diǎn)，成為廠內(nèi)標(biāo)志性設(shè)備之一，在行業(yè)內(nèi)也具有示范性作用。

3.2" " 問(wèn)題及解決方案

項(xiàng)目調(diào)試期間出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)、翻帶嚴(yán)重的現(xiàn)象。分析原因主要為帶載運(yùn)行后，空間彎曲線段托輥受力變化大，加上下雨天氣造成單側(cè)膠帶濕滑，與托輥間的摩擦力減小[4]。同時(shí)，頭尾驅(qū)動(dòng)變頻在未調(diào)至同步前提下進(jìn)行了試轉(zhuǎn)，部分膠帶已輕微扭轉(zhuǎn)，也是重要因素之一。

將膠帶重新拉正后，根據(jù)扭轉(zhuǎn)原理和方法，對(duì)扭轉(zhuǎn)、翻帶嚴(yán)重區(qū)域托輥進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)調(diào)整變頻器至同步，及時(shí)糾正扭轉(zhuǎn)、翻帶現(xiàn)象，以保證管帶機(jī)正常、平穩(wěn)運(yùn)行。

4" " 結(jié)束語(yǔ)

圓管狀帶式輸送機(jī)具有環(huán)保輸送、柔性布置、占地空間小、提高輸送機(jī)的傾角以及輸送不容易跑偏等優(yōu)點(diǎn)[5]。在鋼廠目前追求增效節(jié)能、安全環(huán)保的背景下，雙向輸送管帶機(jī)在充分發(fā)揮其自身優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，可同時(shí)輸送不同物料，為用戶帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，并減少?gòu)S內(nèi)汽車運(yùn)輸，提高人員及設(shè)備的安全系數(shù)。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 王鷹.連續(xù)輸送機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2001.

[2] 張鉞.新型圓管帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

[3] 曹強(qiáng)利，劉志新，陳勝飛，等.管狀帶式輸送機(jī)在造紙業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例[J].硫磷設(shè)計(jì)與粉體工程，2014，22（4）：7-10.

[4] 王增暉，劉春暉，姜建寧，等.雙向輸送圓管帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，2017（3）：12-14.

[5] 呂家.圓管帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及其關(guān)鍵技術(shù)[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2017（6）：42-43.

收稿日期：2024-08-19

作者簡(jiǎn)介：諶漢華（1991—），男，福建永定人，工程師，從事管狀帶式輸送機(jī)、普通帶式輸送機(jī)的研究工作。