管状带式输送机的发展和应用

1、1管状带式输送机的发展和应用日本管状带式输送机公司(JPC)最早开发了管状带式输送机，并 获得了技术专利，于1979年底成功地制造出第1台管状带式输送机。 普利斯通(Bridgestone)公司已获得JPC系统的所有权，在世界范围 内生产和销售管状带式输送机，必须经Bridgestone授权。由于管状带式输送机是从通用的物料搬运形式中分离出的，因此 得到用户的普遍认可。目前，管状带式输送机技术日趋标准化，熟悉 其性能的人都认为它是一种应该优先选取的散料输送方法。管状带式输送机的应用基本没有限制，任何物料都可采用。输送 的典型物料有矿石、煤、焦炭、石灰石、碎石、页岩和冲积土。一些 非常难处理的物

2、料，如钢浓缩物、石油焦炭、粘土、废渣、混凝土、 金属碎渣、加湿粉煤灰、尾渣、铝土和滤尘等也可用管状带式输送机 输送。2管状带式输送机的设计要点2.1管状带式输送机的输送带用于管状带式输送机的输送带由Bridgestone轮胎公司开发，它 与普通输送带相似，但在设计上采用了一些特殊技术。管状带式输送 机的输送带由日本的Bridgestone及其授权的公司制造。输送带必须具有刚性，从而在通过托辊组时形成并保持圆管状； 同时，还必须具有一定的柔性，保证输送带能通过过渡段，经由加料 段在线路中卷成圆管状运行和以平面状态通过滚筒卸料。可在输送带 的织物层间加橡胶层来满足上述要求。为使输送带具有需要的刚性

3、和 柔性，必须采用一种特殊的骨架结构。为了保证搭接部分很好地密封，从而防止物料泄漏，要降低输送 带边缘的刚性。进一步讲，要控制上下胶层的厚度和硫化次数，提高 输送带自然趋向圆管状的能力。对于长距离管状带式输送机，输送带也可采用钢绳芯结构，此时， 在钢丝绳的上、下各铺有1层横向织物。就像织物芯输送带结构一样， 在织物和钢丝绳之间也有一层橡胶。在紧急维修时，可以暂时采用金属接头或用普通输送带代替，坚 持到长期维护时。普通输送带不具有所需的刚性和柔性，结果将产生 永久的带芯分层、疲劳或其他不可预测的问题。但普通输送带的优点 是结构简单、制造成本低、价格低，有时也可作为圆管输送带的替代 品。用于通用带

4、式输送机时，管状带式输送机输送带和普通输送带的 使用寿命实际上是相同的。管状带式输送机的清扫装置与通用带式输 送机的一样，单刮板和多叶片带式清扫器及旋转刷和空段清扫器都可 应用。特殊制造的管状带式输送机的输送带可用于输送热物料。标准规 格输送带使用温度可达60 C（140 F），2种热物料规格输送带允许 温度可达110 C （230 F）和160 C（320 F）。在选择输送带时必 须特别考虑物料粒度和输送带表面温度，非常热的输送带表面会对输 送带的寿命产生显著影响。2.2托辊及其间距当管状带式输送机直线运行时，上行程（或承载段）的底部3个托 辐承受输送带和物料的重量，顶部的3个托辐维持输送带

5、成圆管形。 当输送机有垂直和水平弯曲部分时，围着输送带的其他托辐也可能成 为承载托辐。下行程（即回程段）也一样。在下行程或回程中使输送带保持圆管状，而不是像通用带式输送 机那样采用平形带，是为了保证其以与承载侧同样的结构尺寸通过垂 直或水平弯曲段。输送带四周的托辐通常被称为圆管状保持托辐（PSK托辐）。托辐 组的直径和间距由管状带式输送机的尺寸和输送物料决定。由于成管 后的刚度大，在输送带垂度满足要求的情况下与通用输送机相比，托 辐间距比较大。表1列出了用于直线布置的管状带式输送机的典型托 辐间距和与管状带式输送 机尺寸相关的托辐直径。组成多边形托辐 组的托辐可以均布在托辐支架面板的两侧（如图

6、1），以避免运行中的 输送带夹进托辐间的间隙中造成事故。图1托辐组布置图表1托辊间距管径/in(mm)托辗直径/in(mm)物料密度/lb.ft-3 (kg m-3)50(800)75(1200)100(1600)6(150)3.5(89)66(1600)60(1600)51(1200)8(200)4(108)72(1800)63(1600)60(1600)5(133)10(250)4(108)75(1800)66(1600)63(1600)5(133)12(300)5(133)78(2000)72(1800)66(1600)14(350)5(133)84(2200)75(1800)72(18

7、00)16(400)5(133)87(2200)78(2000)75(1800)20(500)5(133)87(2200)87(2200)78(2000)24(600)6(159)96(2500)93(2200)87(2200)28(700)6(159)99(2500)99(2500)90(2200)34(850)6(159)102(2500)99(2500)96(2500)7(194)注：1）托辊直径取决于辊子转速；2）公制单位数值为笔者推荐取值，供读者参考，表2、表3相同。管状带式输送机弯曲段的托辊间距必须减小， 一般取正常输 送段托辊间距的1/31/2。在所有情况下，托辊间距的最终确定，

8、 应基于对管状带式输送机的静、动态张力特性和所用典型或综合 弯曲的特点的综合考虑。输送机的尾部过渡段（输送带由平形带卷成圆管形）与通用 带式输送机相似，输送带由不同槽角的托辊组支承。在此，通过 导料槽为输送机加载，以保证物料加在输送带的纵向中心线附近， 有利于输送带的运行。加料侧板下位于输送带中心位置的托辊可 以吸收装载物料的冲击载荷。在圆管开始形成处装有1组特殊托 辊，由12个托辊排成不在同一平面内的2个六边形。12边形托辊 组围成的圆管形比用标准六边形托辊组更接近圆形，能承受封， 闭处很高的载荷压力。除这些托辊外，还采用1组特殊的导向托 辊，在输送带卷在一起前用来压住输送带一边使其低于另一

9、边（如 图2所示）。这个托辊就安装在第1个多边形托辊组的前面，以 消除输送带边缘的磨损，正确地搭接并封闭输送带。图2圆管开始形成处的特殊托辊组托辊对齐和适当地加载，对管状带式输送机的导向和稳 定运行起关键作用。通用带式输送机的托辊支架在水平和垂直面 内对齐，对于输送带的正确导向非常重要，此外还要采用调心托 辊来调整不正确的导向或输送带跑偏。由于管状带式输送机输送 带由周围各侧的托辊导向，能通过弯曲处并克服输送带中心跑偏 问题。管状带式输送机在运行过程中，仍可以调整托辊，使输送 带的搭接部分尽量处于承载侧上方。事实上，主要使输送带稳定 并保持其搭接部分接近于上方位置的是所输送物料的重量。横截 面

10、积占75%圆管面积的物料的重心使输送带保持适当的动态性 能。在回程段，输送带的搭接部分位于圆形管的下方，搭接处的 重量使其在回程中保持适当的动态性能。均匀给料对于管状带式输送机的稳定运行和导向非常重要， 因此，推荐加载时使用带式给料机或振动给料机 (它们可提供稳 定均匀的料流)。假如不能稳定均匀地给料，则需安装物料横断 面监测器和管状带式输送机调速驱动装置，横断面监测器在加料 处对物料载荷进行监测并发出信号改变输送带速度，从而使物料 的横截面积始终保持一致。滚筒与圆管之间过渡段的长度，由圆管直径决定。表 2中列 出针对不同种类输送带推荐使用的输送机头、尾过渡段的长度及 相应管状带式输送机的最短

11、长度。表2输送机头、尾过渡段长度及最短机长管径/in(mm)过渡段距离/ ft(m)最短输送机长度/ ft(m)织物芯输送 带钢绳芯输送带织物芯输送带钢绳芯输送带6(150)12.5(3.75)25(7.50)59(18)118(36)8(200)17.0(5.00)34(10.00)65(20)130(40)10(250)21.0(6.25)42(12.50)75(23)150(46)12(300)25.0(7.50)50(15.00)82(25)164(50)14(350)29.0(8.75)58(17.50)98(30)196(60)16(400)33.5(10.00)67(20.00)

12、114(35)228(70)20(500)42.0(12.50)84(25.00)131(40)262(80)24(600)50.0(15.00)100(30.00)164(50)328(100)28(700)58.5(17.50)117(35.00)196(60)392(120)34(850)71.0(21.50)142(43.00)229(70)458(140)2.3弯曲管状带式输送机优于通用带式输送机的显著特点是可以小半 径转弯，从而减小了外形轮廓，因此，当环境条件不允许使用通 用带式输送机或需多个转载点时可选用管状带式输送机。由于管状带式输送机输送带完全被周围的托辊约束，所以不会发生跑

13、偏现象，其可以在垂直面和水平面上弯曲，取消了转载 点，可从侧面、上面或下面通过已存在的设备和障碍物。输送带 刚通过过渡段形成圆管后便可开始弯曲，弯曲必须在到达卸料滚 筒过渡段之前结束，输送机两端的过渡段必须是直线段。弯曲半径通常由圆管直径、输送带类型及使用的弯曲形式决 定，一般推荐使用的标准最小半径为：在水平或凹弯曲时，织物 芯带为圆管直径的300倍，钢绳芯带应为圆管直径的700倍；如 果是“S”形、凸弯曲或水平和凹弯曲综合出现，则织物芯带最 小半径为圆管直径的400倍，钢绳芯带应为圆管直径的800倍； 在水平弯曲和凸弯曲同时存在的情况下，织物芯带最小半径为圆 管直径的500倍，钢绳芯带应为圆

14、管直径的900倍。前述只是一 般情况，通常，半径最终取决于设计者对具体输送机的静、动态 张力情况和所采用的弯曲形式所进行的综合考虑。2.4驱动直线倾斜的管状带式输送机与通用带式输送机相比，后者机长加长91.5m(300n)后的功率消耗和张力大小与前者相同。按输 送机的输送能力和尺寸来比较，管状带式输送机所需功率稍大。 如果管状带式输送机有弯曲部分，输送带内物料的输送方向的改 变，也要消耗一些功率。管状带式输送机的输送带张力和功率可按Bridgestone公司开发的专用公式计算1。尽管曲线管状 带式输送机比同样长度的直线型通用输送机所需功率要大，但 取消了转载点及与转载点有关的提升设备。多段通用

15、带式输送 机，在每个转载点把物料转载到下一输送机上时有额外的功率要 求，与管状带式输送机的功率需求相比较时，两者耗能相当，后 者甚至更少。管状带式输送机在冬季运行时要特别考虑起动力矩增大的 情况，还要采取措施克服输送带在寒冷环境下变得僵硬和潮湿物 料结冰结块引起的附加阻力。管状带式输送机一般选用可调速驱动装置， 结合物料横断面 监测器控制管状带式输送机的起动，起动时间一般取100 s以内， 带速在额定带速的10%到100%内可调。同时采用跑偏开关、拉 绳开关等安全保护装置。与通用带式输送机不同的是，管状带式输送机的每次特定应 用，必须对其功率需求和输送带张力进行详细的工程预测。表3管状带式输送

16、机的性能参数管径/in(m)物料横截面积/ft2(m2)(75%充填率)带速/m.s-1正常输送量/t.h-1最大物料粒度/in(mm)正常最大物料密度800kg.m-3物料密度1600 kg.m-36(150)0.140(0.013)22.75841661.25(3050)8(200)0.248(0.024)2.52.751593182.75(5070)10(250)2.530.441(0.037)3046083.50(7090)12(300)2.530.527(0.053)3894.00(90 778100)14(350)30.710(0.072)14(350)30.710(0.072)3

17、6124.75(100 1224120)16(400)3.151.163(0.094)3.7511445.50(120 2288150)20(500)3.751.670(0.147)3.7518486.50(1503696175)24(600)43.014(0.212)4.528618.00(1755722200)28(700)4.53.330(0.289)4.5409734(850)54.349(0.426)5642010.00(250 8158275)11.50(28512840305)2. 5物料粒度物料粒度对于确定管状带式输送机尺寸很重要。表3列出管状带 式输送机的尺寸、输送量和相应的

18、可正常输送的物料粒度。一般最大 粒度为圆管直径的1/3。在物料粒度稳定的情况下，也可输送较大粒 度的物料。加料量相对于推荐管径过大，将不利于输送带和约束输送 带的托辊的使用寿命。以物料粒度来决定圆管直径，要比按输送量所 选管径略大。2.6结构架结构架中用来支承托辊的面板由平板冲压而成，非常经济。大型 管状带式输送机的面板由角钢和钢板制成。托辊安装孔由配钻而成， 以保证所要求的托辊安装准确度。面板结构可以是多样的，图3、图4所示为目前常用的结构，图 5所示是一种新型组合面板结构，与上述结构相比，具有结构简单、 重量轻、安装方便等优点。而图6、图7所示的组合面板装配的管状 带式输送机更具有布置灵活

19、的优点。所有面板都应与输送机的纵向轴线垂直正交，国外某公司的 公差范围仅为1mm。支承桁架、平台和柱脚与通用带式输送机相似。由于托辊面板的 作用，管状带式输送机的桁架(包括走台)更加坚固，因此允许采用稍 轻型的设计。对于长距离的管状带式输送机，在设计时就应考虑由于环境温度 变化引起的结构架伸缩问题，可采用铰接等结构连接方式。通过型通 廊也可满足长跨距的要求，根据管状带式输送机的尺寸大小，维修走 台可以设置在一侧或两侧。典型的管状带式输送机可采用较轻桁架设 计，减小基础载荷。3管状带式输送机的优点(1)环保功能物料完全被胶带封闭，不会外泄，因此，输送块料、粉料、有毒 及起尘物料均不会造成环境污染

20、。小半径弯曲能力与其他形式的带式输送机相比，管状带式输送机的一个重要优点 就是小半径弯曲能力。对于大多数应用来说，这个优点是最重要的， 当输送带方向急剧变化时，不需设转载点。托辊成环形围在输送带周 围，输送带可在任何方向弯曲。弯曲可在水平面、垂直面甚至可以同 时在水平和垂直2个面上。取消了转载点，也省掉了所需的附加滚筒、 给料斗、灰尘收集器或除尘设备、基础和功率分配，因此物料损失显 著减少。最重要的还是避免了转载点的维护问题。管状带式输送机可 有多个弯曲段，因此1台管状带式输送机可取代多台通用带式输送机 和相关的转载点及附加设备。(3)大角度倾斜能力与通用带式输送机相比，管状带式输送机有更大的倾斜输送能 力，由于是圆形横断面，增大了物料与输送带的接触面积，使输送倾 角增大50%，最大可达27。倾斜角度越大，输送机长度越短，便 越经济，使管状带式输送机成为在空间和性能受限情况下唯