王慧君

管帶機(jī)過渡段的布置特點(diǎn)

王慧君

（華電重工股份有限公司，北京 100070）

過渡段是管帶機(jī)的重要部位。介紹了管帶機(jī)過渡段的總體布置，分析了管帶機(jī)的結(jié)構(gòu)形式和控制點(diǎn)，優(yōu)化了管帶機(jī)過渡段后，增強(qiáng)了管帶機(jī)的可靠性。

管帶機(jī)系統(tǒng)；過渡段；布置

1 管帶機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)的不斷發(fā)展，環(huán)境保護(hù)已成為現(xiàn)代社會(huì)廣泛關(guān)注的問題。管帶機(jī)這種將散狀物料包裹在強(qiáng)制形成的管狀膠帶內(nèi)進(jìn)行物料搬運(yùn)的環(huán)保產(chǎn)品越來越得到設(shè)計(jì)和使用單位的重視。管帶機(jī)輸送原理與普通帶式輸送機(jī)完全相同。管帶機(jī)輸送部分的頭部、尾部、受料點(diǎn)（包括多點(diǎn)受料）、卸料點(diǎn)（包括多點(diǎn)卸料）和拉緊裝置等部件的結(jié)構(gòu)與普通帶式輸送機(jī)幾乎一樣，只是在輸送機(jī)的加載點(diǎn)后至卸料點(diǎn)前的中部輸送段形成圓管狀，即在尾部受料段后膠帶由平形向槽形、深槽形逐漸過渡，最后將物料包裹起來卷成圓管狀。在成管段，膠帶被六邊形布置的輥?zhàn)訌?qiáng)行裹成圓管，輸送物料被完全封閉在圓管內(nèi)隨膠帶穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)?shù)竭_(dá)頭部（或中部卸料點(diǎn)）時(shí)膠帶逐步由圓管形變?yōu)樯畈坌?、槽形，最后在頭部滾筒（或中部卸料處）展平卸料。

2 管帶機(jī)過渡段布置的特點(diǎn)和控制點(diǎn)

管帶機(jī)與普通皮帶機(jī)布置的不同之處在于：普通皮帶機(jī)是將理論中心線作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，而管帶機(jī)是以承載段（上管）中心線作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，通常所說的轉(zhuǎn)彎半徑、窗式框架托輥間距等都是以此為準(zhǔn)。

圖1 過渡段布置形式示意

在管帶機(jī)頭、尾部過渡段布局時(shí)，首先通過上管中心線走向和卸料點(diǎn)確定頭部滾筒位置，從而確定控制點(diǎn)A；然后根據(jù)拉緊裝置確定改向滾筒位置和控制點(diǎn)B；再按照管帶機(jī)過渡段長(zhǎng)度要求（聚酯膠帶L≥25D、鋼絲繩膠帶L≥50D，D為管帶機(jī)管徑），找到第1組安裝六邊形托輥組的窗式框架位置，取得控制點(diǎn)C。由控制點(diǎn)C作出頭部滾筒的切線，即可得到過渡段膠帶的底面線，過渡段布置形式如圖1所示。

2.1 過渡托輥組

由于管帶機(jī)過渡段膠帶展開長(zhǎng)度有限，為了使槽型過渡托輥組與膠帶緊密接觸，在結(jié)構(gòu)布置上采取中間架與膠帶底面線平行的布置方式，兩者之間的距離即為托輥組中輥?zhàn)由夏妇€的高度。由此，在設(shè)計(jì)槽型過渡托輥組時(shí)，須將各型托輥組（槽角10°～60°）的中輥?zhàn)咏y(tǒng)一高度，在安裝到位后，在理論上可使槽型過渡托輥組中輥?zhàn)优c膠帶完全接觸，以避免飄帶，減少膠帶跑偏的幾率。

早期的管帶機(jī)過渡托輥采用名義帶寬設(shè)計(jì)，根據(jù)膠帶在不同槽角托輥組處的投影帶寬，使用特定長(zhǎng)度的輥?zhàn)咏M成槽型托輥組，各型托輥組分別具有不同的槽角，不可調(diào)節(jié)，這樣會(huì)出現(xiàn)側(cè)邊輥?zhàn)优c膠帶接觸不上的狀態(tài)，造成膠帶兩側(cè)摩擦力不均勻，導(dǎo)致膠帶跑偏。針對(duì)這個(gè)問題，通過特別設(shè)計(jì)的可調(diào)過渡托輥組，改善了過渡段沿線輥?zhàn)优c膠帶的接觸狀態(tài)。

可調(diào)過渡托輥組橫梁與中間架連接，側(cè)邊輥?zhàn)影惭b在旋轉(zhuǎn)架上，由調(diào)節(jié)桿推動(dòng)旋轉(zhuǎn)架實(shí)現(xiàn)側(cè)邊輥?zhàn)硬劢堑淖兓?。旋轉(zhuǎn)架和調(diào)節(jié)桿均通過連接板與橫梁相連，在深槽角（即名義帶寬較小）時(shí)，兩邊可同時(shí)向中間平移，減少中輥?zhàn)邮褂瞄L(zhǎng)度，能夠充分適應(yīng)管帶機(jī)過渡段不同斷面尺寸的要求。托輥組結(jié)構(gòu)形式如圖2所示。

圖2 可調(diào)過渡托輥組

2.2 頂帶裝置

頂帶裝置是設(shè)置于管帶機(jī)過渡段下分支的膠帶托起機(jī)構(gòu)，用于承擔(dān)改向滾筒至第1組窗式托輥組之間的回程膠帶重力。頂帶裝置可有效實(shí)現(xiàn)管帶機(jī)過渡段下分支膠帶不發(fā)生下垂和變形，管狀過渡到打開位置時(shí)，易于完全展開，使膠帶不會(huì)發(fā)生折疊，打開位置再過渡到管狀時(shí)可以成管。根據(jù)管帶機(jī)的不同管徑、不同的膠帶類別，需要頂帶輪托起的膠帶重量也有所不同，通常每個(gè)過渡段須設(shè)置1～3組頂帶裝置。

頂帶裝置主要由支架和2個(gè)鼓形輪半體組成，支架由鋼板和固定于鋼板頂部的水平橫軸連接而成，在橫軸上并列設(shè)置有2個(gè)可獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)的鼓形輪半體，鼓形輪半體與橫軸用軸承連接，鼓形輪半體由套在軸承外的鋼套和固定在鋼套外部的鑄鐵半球組成，2個(gè)鼓形輪半體軸向截面的圓弧半徑與膠帶的管狀半徑相符，如圖3所示。

圖3 頂帶裝置

2.3 門架式壓帶機(jī)構(gòu)

管帶機(jī)膠帶要在一定的過渡長(zhǎng)度范圍內(nèi)完成由展開到圓管、或由圓管到展開的斷面形狀變化。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求，需要在過渡段設(shè)置壓帶設(shè)施，對(duì)膠帶施加強(qiáng)制約束，使膠帶橫斷面形式的變化符合設(shè)備運(yùn)行的需要。門架式壓帶機(jī)構(gòu)由安裝在中間架兩側(cè)的支架、橫梁、壓輥組及其支座組成。因過渡段的膠帶形狀存在著很大的不確定性，所以在這幾個(gè)部件相互連接的地方均設(shè)置安裝長(zhǎng)孔，以便設(shè)備安裝時(shí)能多方位調(diào)整壓輥組的位置，正確限定膠帶斷面形狀。

以管帶機(jī)頭部承載段為例，膠帶的運(yùn)行方向是從窗式框架托輥組到頭部滾筒，膠帶的橫斷面形式由圓管狀逐漸變?yōu)槠矫?，在設(shè)計(jì)中通常采用一系列槽角為10°～60°的托輥組來限定膠帶的形狀。在膠帶邊緣展開至最高點(diǎn)時(shí)（過渡托輥槽角約45°），壓帶機(jī)構(gòu)促使膠帶快速展開，如圖4所示。在膠帶邊緣展開至兩側(cè)時(shí)（過渡托輥槽角約30°），壓帶機(jī)構(gòu)強(qiáng)制限制膠帶伸展方向，以便避免膠帶邊緣向內(nèi)折彎發(fā)生疊帶現(xiàn)象，如圖5所示。

圖4 展開壓帶（過渡托輥槽角約45°）

圖5 展開壓帶（過渡托輥槽角約30°）

2.4 過渡段桁架結(jié)構(gòu)

由于管帶機(jī)中間段的膠帶裹成圓管狀，其桁架寬度、高度和頭尾與過渡展開段相比都小很多，若要形成完整的過渡段承載桁架，就必須使兩部分桁架結(jié)構(gòu)能夠相互交接。根據(jù)管帶機(jī)結(jié)構(gòu)布置的實(shí)際情況，相繼采用了以下3種桁架結(jié)構(gòu)。

（1）變截面桁架。即桁架一端為展開段桁架，另一端為窗式框架（PSK）桁架，交接段在桁架中間是一個(gè)變截面四楞體。由于兩端結(jié)構(gòu)尺寸有較大差別，PSK桁架端強(qiáng)度較弱，這種形式的桁架容易在交接段產(chǎn)生應(yīng)力集中，造成桁架變形，近期已較少使用。

（2）等截面桁架。此類桁架結(jié)構(gòu)是在變截面桁架的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，設(shè)計(jì)中將展開段桁架向PSK桁架延伸，使PSK桁架深入展開段桁架2～3個(gè)節(jié)距，整體桁架的支撐點(diǎn)位于展開段桁架的兩端，PSK桁架的端頭支撐在展開段桁架內(nèi)的底梁上表面。這種結(jié)構(gòu)形式可有效提高過渡段桁架的整體強(qiáng)度，有效改善管帶機(jī)的外觀形貌。

（3）通廊式棧橋。這種結(jié)構(gòu)形式是近年來管帶機(jī)布局標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。鋼桁架斷面尺寸適當(dāng)加大，管帶機(jī)過渡段以中間架形式放置在棧橋地面，設(shè)備兩側(cè)的通道也同時(shí)包含在棧橋?qū)挾葍?nèi)，鋼桁架屋面及側(cè)墻均采用彩鋼板圍護(hù)，側(cè)墻上布置有點(diǎn)式塑鋼窗，以滿足棧橋內(nèi)采光要求。通廊式棧橋一方面可為過渡段設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)安裝平臺(tái)；另一方面，由于棧橋四面封閉，端頭也可設(shè)置隔斷墻壁和人員進(jìn)出門，以適應(yīng)北方采暖地區(qū)建筑物的暖通要求。

3 結(jié)論

經(jīng)過長(zhǎng)期發(fā)展，管帶機(jī)已經(jīng)被用于諸多領(lǐng)域，通過對(duì)其各個(gè)組成部分的設(shè)計(jì)優(yōu)化，使得設(shè)備整體運(yùn)行性能更加趨于完善，管帶機(jī)性能更加可靠。

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

［2］宋偉剛.散狀物料帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)［M］.沈陽：東北大學(xué)出版社，2000.

［3］北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所.DTII（A）型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)選用手冊(cè)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2002.

［4］金豐民，王踽，張榮建，等.帶式輸送機(jī)實(shí)用技術(shù)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2012.

［5］黃學(xué)群，唐敬麟，欒桂鵬.運(yùn)輸機(jī)械選型設(shè)計(jì)手冊(cè)（上）［M］.2版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

（本文責(zé)編：王書平）

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：1674-1951（2015）03-0042-02

王慧君（1974—），男，河南許昌人，主任工程師，工程師，從事散裝物料輸送系統(tǒng)方面的工作（E-mail：wanghj＠chec.com.cn）。

2014-07-29；

2014-11-13