深受客戶的青睞!
全國咨詢熱線:18330990691

币游国际登录官网 我國帶式輸送機產品的設計計算方法研究進開云 開云體育展

發布時間:2022-11-18 10:25:13 人氣:

開云 開云體育平臺 開云 開云體育平臺1. 東北大學機械工程與自動化學院 沈陽 110819 2. 焦作科瑞森重裝股份有限公司 焦作 454000

  3. 衡陽運輸機械有限公司 衡陽 421002 4. 四川省自貢運輸機械集團股份有限公司 自貢 643000

  摘 要:帶式輸送機是最重要的散料輸送設備,文中回顧了我國帶式輸送機產業的發展歷程,分析了散料輸送對帶式輸送機的需求,重點介紹了近年來我國帶式輸送機行業的發展,列舉了帶式輸送機行業以及部分骨干企業年產值的變化,分析了2001~2015 年帶式輸送機中國機械工業獎獲獎的項目研究創新成果,給出了長距離越野帶式輸送機( 包括移置式帶式輸送機、可伸縮帶式輸送機、大傾角上運與下運帶式輸送機)、管狀帶式輸送機、氣墊帶式輸送機和隧道工程帶式輸送機的典型工程應用的統計。介紹了帶式輸送機的常規靜態方法的選型設計、帶式輸送機啟動、停機過程的動力學分析、轉載系統的溜槽設計研究成果。對我國帶式輸送機的發展方向進行了展望。所提供資料可為帶式輸送機相關設計、制造、使用單位在今后的發展規劃、產品開發、科學研究提供參考。

  帶式輸送機是物料搬運機械( 起重運輸機械) 行業的重要分支,自建國以來經歷了恢復和初創時期(1949年~1957 年)、形成體系時期(1958 年~1977 年)、穩定發展時期(1978 年~1983 年),進入21 世紀,我國帶式輸送機產品已經走出國門,出口到東南亞、澳大利亞、南美、非洲、歐洲等世界各地,所生產的帶式輸送機產品屢創世界記錄。由于帶式輸送機服務面廣,中國重型機械工業年鑒中已經將其作為單獨一類產品進行統計。

  文中將對散料輸送對帶式輸送機的需求,20 世紀我國帶式輸送機發展的簡單回顧,重點討論對進入21 世紀后我國在大型越野帶式輸送機、管狀帶式輸送機、氣墊帶式輸送機、隧道工程帶式輸送機的發展與技術進步。并對帶式輸送機的今后發展趨勢進行展望,本文所提供資料可為帶式輸送機相關設計、制造、使用單位在今后的發展規劃、產品開發、科學研究提供參考。

  帶式輸送機的應用涉及煤炭、冶金、建材( 水泥)、電力( 火電、水電)、糧食、化工、交通運輸業等工業領域、工程建設、生產工藝等方面。當前對帶式輸送機的需求主要體現在以下幾個方面:

  1) 煤炭開采 20 世紀70 年代開始采用的煤礦的連續開采與半連續開采工藝,特別是半連續開采工藝是深凹露天礦和硬巖露天礦的發展方向。露天礦最大小時生產能力達到在9 000 ~ 10 000 t/h,有的近20 000 t/h。總體結構型式為移置式和半移動式帶式輸送機。帶寬為1 600 ~ 2 400 mm 的移置式帶式輸送機是研究重點。

  2) 礦山至電廠或儲運、加工、外運的輸送系統 一般輸送距離為幾公里到幾十公里,大型儲運碼頭的儲運裝卸輸送系統,堆場長度可達1~2 km,為減少裝卸船時間,要求輸送機的輸送量達到10 000 t/h 或以上,大型散貨船到堆場或料倉的距離可達20 km。如天津港散貨物流中心到南疆煤碼頭的輸煤帶式輸送機長度為8984 m。內蒙古錫林浩特勝利能源一號露天煤礦至勝利發電廠輸煤系統直線 km,其中的長距離帶式輸送機長度為8 700 m。

  3) 由于大量的露天礦山已經逐漸進入深凹開采階段,或轉為井工開采,或增加礦山的臺階數,輸送剝離物或未經破碎的礦物輸送量可達3 000~5 000 t/h,提升高度為200~700 m,輸送傾角為50º~90º,這對帶式輸送機的適應能力提出挑戰,盡管國外公司已經開展研究,尚無工程實例。煤炭、金屬礦山的井工開采的礦物提升有采用帶式輸送機的趨勢,但國內大提升高度的帶式輸送機尚不能滿足應用要求。

  4) 礦山開采的礦物由山上輸送到山下的料場或礦物加工廠,下運高差為400~600 m 及以上,由于受到輸送帶及零部件的限制,目前下運高差超過500 m 大多采用多條帶式輸送機接續輸送方式,需要開發單機下運600m 及以上的帶式輸送機。

  5) 綠色化和環保的要求 近年來由于環保的要求,一些礦區對礦物輸送物流系統進行整合,由原有的短距離、小運量帶式輸送機系統向干線輸送發展,輸送距離可達5~25 km,輸送量為3 000 t/h 以上;

  6) 隧道工程建設 包括西部交通建設、調水工程、跨江越海交通工程、戰略能源儲備的地下工程、城市軌道交通建設、地下綜合管廊建設等方面的國家基本建設的重大需求下,對配合TBM 的帶式輸送機連續出渣有較大的需求;目前采用TBM 掘進隧道所需帶式輸送機長度大致為10~25 km。

  7) 砂石骨料 在國家對砂石骨料供給監管趨嚴、國有資本加快布局砂石骨料行業砂石企業實現綠色化、智能化的背景下。砂石骨料行業對帶式輸送機需求旺盛。國內向家壩沙石骨料輸送線 年建成的安徽長九新材料股份有限公司的長距離帶式輸送機為世界最大物流量的帶式輸送機。

  8) 企業內部生產工藝 包括輸送、轉載、堆放、分選等;受到企業內部的場地和建筑設施限制,廠內帶式輸送機相對較短,但輸送機數量多,如寶鋼1 期共有帶式輸送機600 多套,總長57 km;

  9) 盡管帶式輸送機的規格已經發展到的很高的水平,但帶式輸送機的單機長度、輸送帶的強度還需不斷地增加,以滿足帶式輸送機應用領域的需求。

  “十一五”期間(2006 年~2010 年),在我國帶式輸送機行業科研、設計、制造和使用單位的共同努力下,我國帶式輸送機的設計制造水平有了很大的提高,總體上已經達到國際先進水平。除了可以滿足國民經濟各行業項目建設的需求外,已經開始批量出口國外,其設計制造能力、產品性能和產品質量基本上得到了國際市場的認可。

  我國目前已有帶式輸送機主干企業幾十家,生產制造能力世界第一,產品總體技術水平和質量與國外先進水平差距不大,國際市場競爭能力比較強。

  配套體系國際化程度高。國內外各品牌的輸送帶、電機、減速器、軸承、托輥、電控元器件、液壓元器件、變頻器等在國內均可采購配套。

  表1 為帶式輸送機行業協會統計帶式輸送機行業和作者所在企業的年產值[6],企業的年產值達10 億以上已經成為常態。需要說明的是:帶式輸送機行業協會的統計只統計到部分會員企業的情況,全國實際產量估計為協會整體數值的2~3 倍以上。

币游国际登录官网 我國帶式輸送機產品的設計計算方法研究進開云 開云體育展(圖1)

  在工程設計方法方面,在MT/T 5031—2003 煤炭工業帶式輸送機工程設計規范的基礎上,2008 年發布了GB50431―2008《帶式輸送機工程設計規范》。2019 年完成了該規范的修訂,將標準更名為《帶式輸送機工程技術標準》,新版標準增加了水平轉彎帶式輸送機、U型帶式輸送機和管狀帶式輸送機的工程設計以及帶式輸送機工程施工和工程驗收內容,目前處于報批階段。

  帶式輸送機的發展總是向著更長距離、更大的提升高度、更大的輸送量方向發展,2000 年以前,國內單機最長輸送機在5 km 以下,2000 年以后達到14.22km。《帶式輸送機工程技術標準》( 報批稿) 定義:大型帶式輸送機為同時具有總驅動功率不小于1 500 kW、輸送量不小于3 000 t/h、長度不小于1 500 m 中的2 項及以上特征的帶式輸送機。長距離帶式輸送機為機長不小于3 000 m 的帶式輸送機。近年來,提出了“超長距離”的概念,可以認為超長距離帶式輸送機的長度不小于5000 m。長距離越野帶式輸送機往往存在水平曲線段,因而現有平面曲線帶式輸送機的最大長度要大于直線 為埃塞俄比亞曲線帶式輸送機) 伴隨著帶式輸送機的長距離、大型化和高帶速,對托輥、滾筒、驅動裝置、輸送帶等主要部件提出了更高的要求。大型帶式輸送機具有輸送距離長、線路復雜,分布在輸送帶機上的物料質量重、慣性大,在特殊情況下各點帶速不均,這都給帶式輸送機的設計帶來極大困難。任何一個設計細節的忽略都會導致如撒料、斷帶、飄帶、疊帶等惡性事故。啟制動過程的分析與控制成為系統設計的關鍵技術。取得的主要進展包括:

  1) 研究集成機械、電氣、土建及鋼結構、計量、環保、消防等多學科技術,積極采用德國、美國等國外先進的設計標準,開發研制了固定帶式輸送機用二工位卸料裝置和轉動式導料槽等專利技術,在帶式輸送機系統中采用集中潤滑技術,采用“聚輝鋼”,“聚氨酯”等新材料,提高了轉載點襯板壽命;研究了帶式輸送機棧橋和支架集成系統,棧橋絎架豎腹桿同時兼做帶式開云體育 開云官網輸送機的支腿和中間架,有效解決了帶式輸送機托輥、托輥架、走臺和輸送帶等一體化結構體系的振動及節點連接問題。

  2) 在平面曲線帶式輸送機設計理論,中部驅動理論方面取得進展,采用中部多點驅動自身轉載技術,多機順序啟動控制技術及長距離復雜工況的快速響應拉緊裝置;采用4 輥托輥組結構實現小曲率半徑曲線運行,研制出具有自主產權的基于變頻控制的液粘無級調速裝置,采用智能控制理論,光纖通信技術及冗余環網技術,實現長距離信息的高速、實時通信與系統控制;北京約基開發了U 型帶式輸送機系統實現帶式輸送機水平曲線運行,建立了U 型帶式輸送機試驗臺,進行模擬摩擦系數測定,輸送帶橫向剛度測定、輸送帶接頭和成槽性測定、抗側風能力測定實驗。

  3) 在移置式帶式輸送機方面衡陽運機研制出帶寬1600 mm,輸送量3 000 t/h,單機長度 2 900 m 具有自主產權的移置式帶式輸送機,解決了在露天礦山的帶式輸送機移置問題;華電開發了4 000 t/h 移置式帶式輸送機系統,完成了全功能一體化機頭的研究與開發、高強度滾筒的疲勞強度設計與開發。

  4) 在大角度、大高差下運帶式輸送機方面,解決了下運帶式輸送機的物料勢能反饋發電及反饋電能的綜合利用技術,- 22.5º 大傾角防物料下滑技術、大傾角、大慣性下運帶式輸送機的防“飛車”制動技術。

  5) 在可伸縮帶式輸送機方面,采用組合式驅動裝置,提高了驅動裝置配比的互換性( 圖2),采用自動液壓夾帶與卷帶,無慣性快速響應張緊小車,實現了大帶寬可伸縮帶式輸送機的長距離輸送;研發了新型帶式輸送機自移裝置,使轉載機和自移機尾允許最大擺角達到±8º,提高了對巷道起伏的適應能力,開發了模塊化復合式緩沖結構,解決了塊煤卸載過程中損傷輸送帶問題。

  6) 在深槽帶式輸送機方面,采用雙排交錯深槽型托輥組,解決了輸送帶成槽及大傾角輸送大塊物料滾落的問題。實現了軟啟動與功率平衡,解決了盤式制動器與逆止器的同步性技術問題,消除了高速制動帶來的隱患,在1 800 mm 帶寬條件下,輸送傾角達到26º。

币游国际登录官网 我國帶式輸送機產品的設計計算方法研究進開云 開云體育展(圖2)

币游国际登录官网 我國帶式輸送機產品的設計計算方法研究進開云 開云體育展(圖3)

  7) 研發了長距離、大運量帶式輸送機系統安全保障技術,解決了輸送帶反彈控制和斷帶抓捕保護的難題。

  8) 北方重工在印度Reliance( 圖3) 項目中為保證輸送機系統具有性能穩定、運行可靠、安全性好、自動化

  程度高等特點,將低滾動阻力概念引入帶式輸送機設計中,研發節能輸送帶、新型節能托輥、鋼構輕量化設計等多項節能技術,研制開發出高效、無人值守帶式輸送機檢測檢修單元、增慣裝置、新型智能張緊裝置、防輸送帶劃傷托輥支架、軌道側拉式拆卸緩沖托輥組,并開發了自動巡檢小車( 圖4)。利用DEM 動態仿真技術,開發出動態轉載設計技術等多項帶式輸送機關鍵技術,總結出一整套長距離大運量帶式輸送機設計理念,最終實現了綜合模擬摩擦系數由0.02 這一指標降低到0.013 5。

币游国际登录官网 我國帶式輸送機產品的設計計算方法研究進開云 開云體育展(圖4)

币游国际登录官网 我國帶式輸送機產品的設計計算方法研究進開云 開云體育展(圖5)

  9) 國家“十二五”智能制造裝備專項“智能可伸縮帶式輸送機”項目研究了實時檢測及自動延時技術、輸送帶金屬連接扣的實時成像及自動化比照技術、快速響應的變頻絞車技術、實時動態參數上傳過濾技術、實時測溫、測振技術。

  10) 長距離帶式輸送機系統的巡檢問題是一個瓶頸問題,一些公司開發了機器人巡檢系統,焦作科瑞森自主開發了KRS-ITIS100 型第一代智能巡檢機器人( 圖5),該機器人以軟索為軌道,全程自主行走,可搭載高清攝像機、聲傳感器、紅外攝像儀、粉塵/ 有害氣體傳感器等,實現對帶式輸送機進行動態巡檢。

币游国际登录官网 我國帶式輸送機產品的設計計算方法研究進開云 開云體育展(圖6)

  表2 為國產一些大型帶式輸送機系統的主要參數,表中給出了其中部分項目的輸送帶安全系數,可以看到,國產大型帶式輸送機無論是數量、長度、輸送量上都呈增加態勢,輸送帶的安全系數已經突破DIN22101-1982的推薦值,這些項目的投入運行,也為在設計過程中進一步降低輸送帶安全系數提供了經驗。

  圓管帶式輸送機是日本的(JPC)Japan Pipe Conveyor公司首先于1978 年開發出的產品,并在32 個國家獲得專利。通過專利授權方式向12 個國家制造商轉讓了此專利技術。1988 年JPC 并入普利司通(Bridgestone),2009 年更名為Bridgestone EMK。日本的三菱公司、東海公司和德國的PWH-Continental、Conrad ScholtzGmbH 等公司均開發了此產品。我國通過引進普利司通技術、與Koch、CDI 等國外企業的合作,已經有多家企業開發、生產了圓管帶式輸送機,制定了“圓管帶式輸送機”機械行業標準,“管狀輸送帶”化工行業標準。成功地開發并應用了一批世界級的圓管帶式輸送機系統。表3 為國內外圓管帶式輸送機的工程實例。近年來,我國管狀帶式輸送機的制造與應用無論是數量上,還是工程規模上都有長足進步,最長無中間驅動已達8 231 m( 見圖6),有中間驅動已達14 970 m,最大管徑為600 mm( 見圖7),應用輸送帶的最大帶強為ST-3150 主要的技術創新為:

  1) 研究帶式輸送機翻轉裝置機理,設計翻轉裝置,解決防爆管問題,研制可調節托輥架結構。

  2) 在貴陽中化磷化肥有限公司的磷石膏輸送管狀帶式輸送機項目中,首次采用低滾動阻力輸送帶和頭尾雙游動拉緊裝置,保證了傳動滾筒傳遞驅動力能力。

  3) 堯柏水泥超長距離管狀帶式輸送機首次實現極端復雜條件下的運行,提出了管狀帶式輸送機輸送帶橫向剛度穩定值測試方法,張緊裝置采用液壓絞車、重錘、液壓缸的組合方式,提高了系統的可靠性。

  氣墊輸送機是20 世紀70 年代首先由荷蘭研究出的一種新型連續輸送設備,它是用薄氣膜支承輸送帶及其上物料的帶式輸送機。它將托輥帶式輸送機的托輥用帶孔的氣室盤槽代替,當氣源向氣室內提供具有一定壓力和流量的空氣后,氣室內的空氣經盤槽上的小孔逸出,在輸送帶和盤槽之間形成一層具有一定壓力的氣膜支承輸送帶及其上部物料。把按一定間距布置的托輥支承變成了連續的氣墊支承,使輸送帶與托輥之間的滾筒摩擦變成輸送帶與盤槽間以空氣為介質的流體摩擦,減小了運行阻力,帶來了很多優點。

币游国际登录官网 我國帶式輸送機產品的設計計算方法研究進開云 開云體育展(圖7)

  我國于80 年代初開始引進該技術,80 年代中期,我國自行研制的帶寬1 m,長97 m 大型試驗樣機安裝于北京礦務局王平村煤礦,從此拉開了氣墊輸送機在我國推廣應用的序幕。1994 年化學工業出版社出版了《氣墊帶式輸送機設計選型手冊》,1999 年由曾晨、孟文俊主編《氣墊帶式輸送機設計選用手冊》,河南天隆重大裝備公司編制了《第二代氣墊機設計手冊》。

  河南天隆重大裝備公司的氣墊帶式輸送機在糧食儲備倉庫及糧食加廠,糧食碼頭等得到廣泛應用,并首先在氧化鋁廠解決了三氧化二鋁的輸送問題。為了適應大型火力發電廠輸煤量大的需求( 輸送量要求3 500~4 500t/h),建立了帶寬1 600 mm 和1 800 mm 兩臺氣墊帶式輸送機試驗臺(見圖8)。試驗臺主要測試:氣膜厚度、氣室壓力、氣膜壓力及阻力系數,并根據測得的數據為依據,設計制造了寬帶1 800 mm、長度109 m 的氣墊帶式輸送機樣機。

  第二代氣墊機在設計理論、節流孔布置、設計方法、氣箱結構、風源裝置、清料裝置等方面采取了6 大創新技術,解決了以往氣墊帶式輸送機存在的氣墊均勻穩定性差、沿程阻力損失大、節能效果不顯著或根本不節能、重載起動困難或根本不能重載起動、漏風較嚴重、氣墊形成不良等問題。

  采用全氣墊氣室全封閉結構,部件采用模塊化生產,現場組裝,分段供氣,避免長距離輸送機氣體壓力在輸送機縱向分布不均勻問題,輸送距離達到1 500 m。輸送能力達到1 500 t/h。江門振達開發了糧食輸送2 000t/h 的實驗系統。

币游国际登录官网 我國帶式輸送機產品的設計計算方法研究進開云 開云體育展(圖8)

  長期以來,帶式輸送機主要制造企業對隧道出渣帶式輸送機研究較少,只是個別企業為國外廠商配套制造,缺乏系統研究。隨著我國乃至世界已經進入鐵路( 特別是高鐵) 建設的快速發展時期,其中包括城市地鐵和城際軌道;近年來水利資源的開發和利用也是國家的重要戰略,尤其引水隧洞工程領域。隨著應用到越來越多的鐵路隧道及水利工程隧道掘進施工中,其后配套連續帶式輸送機的需求也會越來越多。2015 年以前,連續帶式輸送機的市場還處于國外公司壟斷的狀態。第一臺國內自主設計制造的連續帶式輸送機由兗礦東華重工有限公司完成。上海科大是生產該機型較多地企業,其中山

  西大水網中鐵十八局山西中部引黃工程項目連續帶式輸送機單機長度26 km,是目前輸送距離最長的連續帶式輸送機;新疆EH 供水項目在國內首次采用一洞雙機布置,且支洞轉彎段屬于高張力大角度小轉彎半徑工況,是國內少見的設計和運行復雜的系統;中鐵隧道局以色列特拉維夫地鐵紅線項目連續帶式輸送機創造了轉彎半徑225 m 的連續S 彎運行記錄。目前國內已有多家帶式輸送機生產企業能夠獨立設計制造該機型。并準備制訂行業標準。

  隧道工程,特別是城市地鐵的垂直提升出渣問題是建設的瓶頸問題,一些工程項目采用傳統的波狀擋邊輸送機提升,但是由于渣土中含水問題,波狀擋邊輸送帶清掃問題嚴重。

  上海科大重工集團有限公司于2018 年自行研發的復合式提升帶式輸送機,由牽引帶和支撐帶兩大部分復合而成,呈“Z”形布置。支撐帶嵌套于牽引帶機內環。牽引輸送帶由兩條平行排列的帶擋邊條的閉環基帶及若干隔板組成,呈鏤空狀;支撐輸送帶是一條閉環的平輸送帶。牽引輸送帶與支撐輸送帶的上分支在受渣區段開始貼合,形成若干個可存儲渣土的框斗,直到卸渣區段分離。其中,牽引輸送帶構成了框斗的邊框,支撐輸送帶構成了框斗的底板。兩條輸送帶的驅動裝置和卸渣區段布置在地面,受渣區段布置在井底,中間機身部分靠近井壁布置。

  采用帶式輸送機垂直出渣的另一種解決方案是壓帶式帶式輸送機,焦作科瑞森根據隧道渣土垂直提升要求和渣土特點,開發了C 型高傾角壓帶式輸送機,通過輸送帶張力提供部分承載和壓帶間的壓力,2017 年首次在隧道施工工程應用,實現物料的垂直輸送,高效平穩直接出渣至渣土池,滿足了隧道開采渣土連續輸送工藝需求。第1 條C 型高傾角壓帶式輸送機成功應用濟南地鐵( 圖9),后續在上海地鐵、廣佛地鐵環形項目開展應用。

币游国际登录官网 我國帶式輸送機產品的設計計算方法研究進開云 開云體育展(圖9)

  帶式輸送機系統的設計主要設計常規靜態方法的選型設計、帶式輸送機的啟動、停機過程的動力學分析、轉載系統的溜槽設計以及系統鋼結構、滾筒的有限元計算和系統振動分析等。本文不涉及鋼結構、滾筒的有限元計算和系統振動分析問題。

  多年來, 我國廣泛采用的TD75、DX、GB/T17119—1997(ISO5048) 計算方法已經不能滿足大型、復雜帶式輸送機系統設計。經過多年實踐、通過對輸送物料的截面輪廓、驅動裝置形式、附加阻力( 特別是導料槽阻力)、輸送帶安全系數的研究,結合DIN22101 和CEMA 計算方法,編制了GB/T 36698—2018 《帶式輸送機設計計算方法》[9]。該標準由北京起重運輸機械設計研究院和東北大學作為主編單位,參加單位20 個,結合了多年來國內外研究成果,標準的內容和特點包括:

  1) 用于確定帶式輸送機主要部件( 如驅動裝置、制動裝置、拉緊裝置、滾筒、托輥和輸送帶) 的基本參數。內容包括:體積輸送量和質量輸送量、穩定工況的運行阻力和功率消耗、驅動系統的設計計算( 驅動、制動、逆止)、輸送帶張力和拉緊力的計算、輸送帶寬度面上的張力分布、輸送帶的安全系數和覆蓋層厚度的確定、滾筒最小直徑的確定方法、托輥的選擇與托輥間距設計、槽形過渡段及豎向曲線段曲率半徑的設計和輸送帶翻轉的設計等內容。在適用于長距離大運量的帶式輸送機的同時,也適用于中小型簡單的帶式輸送機。

  2) 統一了帶式輸送機的上分支和下分支的阻力計算表達式,為實現帶式輸送機設計計算軟件開發提供方便,并且適用于雙向輸送帶式輸送機的設計計算。細化了附加阻力和特殊阻力的載荷計算方法,為準確的計算總阻力提供了基礎。首次提出了帶式輸送機阻力和張力計算的迭代法,該方法可將與輸送帶張力相關的阻力精確計算。

  3) 首次將帶式輸送機的啟動方式劃分為按固有特性啟動和按運動控制啟動兩種方式,由于大型帶式輸送機大多采用控制啟動方式,應用本標準的計算方法可以精確地計算與降低輸送機的拉緊力,在滿足帶式輸送機可靠、安全的同時降低輸送帶的破斷強度,提高系統的經濟性。給出了逆止力的計算式。

  4) 區分了輸送帶截面上張力非均勻分布的基準疲勞強度和輸送帶安全系數的估算。區分了初步估算出輸送帶的最大張力、當計算出每個滾筒上的輸送帶的張力兩種方法。

  5) 給出了各傳動、制動滾筒上的滾筒圓周力分配相關內容;擴展了輸送帶垂度值的適用范圍;給出按運動控制啟動的啟動系數計算方法,證明了在一些情況下,驅動和制動裝置的確定需按啟動、制動條件來確定;給出帶式輸送機運動質量的計算;將ISO 5048 的簡單布置帶式輸送機的輸送帶最大張力的計算內容在附錄中給出。

  基于GB/T 36698—2018 《帶式輸送機設計計算方法》,東北大學開發了帶式輸送機設計計算軟件BeltAnalyse3.0,該軟件在Visual Studio 2015 環境下開發,可對任意布置的復雜,平面曲線帶式輸送機進行計算,計算結果采用Excel 報表輸出,圖10 為該軟件的數據輸入、計算結果輸出、輸送帶張力、線路曲線界面。

  帶式輸送機系統的動力學分是帶式輸送機設計分析的重要手段,國家標準《帶式輸送機工程技術標準》( 報批稿) 中規定:具有下列主要特征的帶式輸送機宜進行動態性能評價:多點驅動或制動;輸送線路有多個變坡段,有明顯的上坡和下坡區段變化;在不同工況下運行阻力存在明顯差異。國內帶式輸送機動力學問題的研究起始于20 世紀80 年代,國內目前至少有5 篇涉及帶式輸送機動力學的博士論文,研究內容重點包括系統數學模型,求解方法、事故工況、拉緊裝置等方面。

  根據現有驅動方式,將驅動裝置劃分為按固有特性啟動,控制切換電阻時序和設定驅動力啟動等方式;針對多驅動系統的控制特點,提出了基于功率跟蹤控制的動力學逆問題的數值解法,該方法可以解決長距離撓性傳動系統多點驅動的動力學與控制問題,根據所提出的數學模型和數值解法,研究了解析模型求解方法、波動方法、有限元方法。圖11 為行波方法啟動過程輸送帶速度圖,圖12 為頭部驅動有限元方法啟動過程輸送帶速度曲線 輸送機啟動過程曲線 具有頭、尾、中部驅動的多點驅動的輸送帶張力曲線 行波方法啟動過程輸送帶速度圖

币游国际登录官网 我國帶式輸送機產品的設計計算方法研究進開云 開云體育展(圖10)

  圖12 頭部驅動有限元方法啟動過程輸送帶速度曲線 輸送機啟動過程曲線 具有頭、尾、中部驅動的多點驅動的輸送帶張力曲線 帶式輸送機轉載設計的DEM 方法

  散狀物料的運輸與轉載是廣泛存在的基本環節,特別地隨著散狀物料處理量的不斷增大,裝載與轉載的設計問題日益突出。轉載設計問題的研究也得到了廣泛的關注。國內多所高校和企業購買了DEM Solutions 公司的EDEM 軟件。顆粒仿真技術可以對散狀物料的運動進行觀察、機理分析、受力分析、磨損( 壽命) 估計和系統優化。由于礦物顆粒力學性能的復雜,采用物料堆積角和物料密度等物料的外特性進行顆粒參數的校準,采用顆粒4 面體模型( 圖15),提出了采用沖擊系數來表征沖擊的大小。分別按輸送帶中心線和托輥輥子支撐劃分方式采用極限評價指標分析了輸送帶可能產生的跑偏量,形成了采用顆粒仿真轉載系統的評價體系。東北大學較早開始散料處理轉載研究,已經為四川東林煤化工項目、北方重工塞內加爾項目、大連重工羅伊山項目、澳大利亞必和必拓錳礦項目、曹妃甸項目、上海科大巴西淡水河谷項目、衡陽越海馬來西亞項目等開展咨詢,積累了豐富的工程經驗。圖16 為物料轉載過程的仿線 為WEARBACK 溜槽物料在轉載站流動過程。

  我國帶式輸送機系統的設計、制造與應用目前已經達到了很高的水平,在通用帶式輸送機、管狀帶式輸送機、氣墊帶式輸送機等方面取得了巨大的進展,在國際市場上已經具有較強的競爭力。但是在設計與制造的精細化、超大規格的帶式輸送機方面與國外相比還具有差距,币游国际环亚認為,今后的發展方向為:

币游国际登录官网 我國帶式輸送機產品的設計計算方法研究進開云 開云體育展(圖11)

  5) 建立帶式輸送機能效評價方法提高系統的能效,需要構建輸送機各主要部件的能效準則以綜合評價帶式輸送機系統的能效。

  6) 開發與應用低阻力節能型輸送帶,國際上輸送帶企業正在向集約化發展,在世界范圍內具有更多的話語權,已經開始制定輸送帶能效等級標準。國外輸送帶制造商已經開發了低運行阻力節能型輸送帶,并廣泛地應用在各種長距離輸送機上,可降低能耗12~20%,節約工程綜合成本40%,因此大大地提高了其帶式輸送機產品在國際市場的競爭能力,取得了非常好的經濟效益和社會效益。

币游国际登录官网 我國帶式輸送機產品的設計計算方法研究進開云 開云體育展(圖12)

  本文撰寫過程中承蒙中國機械工程學會物流工程分會張喜軍理事長、中煤科工集團沈陽設計研究院張振文審閱全文,并提出修改建議,北京起重運輸機械設計研究院唐超董事長委托專家對全文進行審閱,提出了建設性的修改建議,北京約基工業股份有限公司前總工程師劉文軍,華電重工股份有限公司崔志遠、上海科大重工集團有限公司李秀云、江門市振達機械制造有限公司提供資料,作者向他們表示誠摯的感謝!作者水平有限,疏漏之處難免,誠請批評指正。

币游国际登录官网 我國帶式輸送機產品的設計計算方法研究進開云 開云體育展(圖13)

  [7] 中國重型機械工業協會編. 中國重型機械科技創新15 年(2001-2015)[M]. 北京:科學技術文獻出版社. 2016:6-328.

返回列表 推薦新聞
m www