帶式輸送機(jī)技術(shù)的最新發(fā)展

1、梭嘉撣愉腿叭耦婪浩矯附錄A礻壘醌釁禺扔綮光前捌瓶檜嚀霏碑薛噘夸不焙帶式輸送機(jī)技術(shù)的最新發(fā)展孛嫵囀崗妹參鵓杵敏弓M. A. AlspaughOverland Conveyor Co., Inc.滇朔疃述懶暫誄勸料灣MINExpo 2004拉斯維加斯, 內(nèi)華達(dá)州，美國 ，9，27, 2004調(diào)鼗巷鈔禹販巡黔粞苗膳脎簧湫愫芰藿找崗卿網(wǎng)景廉暾钚凰苤嗾旮甕摘要顢蓁螺摩轅埽寤利壟佐鄹纈蓍民畬耵蜆?biāo)_毛錛粒狀材料運輸要求帶式輸送機(jī)具有更遠(yuǎn)的輸送距離、更復(fù)雜的輸送路線和更大的輸送量。為了適應(yīng)社會的發(fā)展，輸送機(jī)需要在系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)分析、數(shù)值仿真領(lǐng)域向更高層次發(fā)展。傳統(tǒng)水平曲線和現(xiàn)代中間驅(qū)動的應(yīng)用改變和擴(kuò)大了帶式輸

2、送機(jī)發(fā)展的可能性。本文回顧了為保證輸送機(jī)的可靠性和可用性而運用數(shù)字工具的一些復(fù)雜帶式輸送機(jī)。苦騎寸灼擦堵素戕茳貶影儕蹼蓑弘瘐員友噘洮前言妤槌嗔髡悄訾縮迄止餞葉司胍醵瑚縈縵魃苣攤雖然這篇文章的標(biāo)題表明在皮帶輸送機(jī)技術(shù)中將提出“新”發(fā)展，但是提到的大多思想和方法都已存在很長時間了。 我們不懷疑被提出一些部件或想法將是“新”的對你們大部分人來說。所謂的“新”就是利用成熟的技術(shù)和部件組成特別的、復(fù)雜的系統(tǒng)； “新”就是利用系統(tǒng)設(shè)計工具和方法，匯集一些部件組成獨特的輸送機(jī)系統(tǒng)，并解決大量粒狀原料的裝卸問題；“新”就是在第一次系統(tǒng)試驗(委任)之前利用日益成熟的計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確節(jié)能計算機(jī)模擬。獼蟛蛹躺楨渾

3、玳蒿藩侉同樣，本文的重點是特定復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計及滿足長距離輸送的要求。張楗晡講奘倏殄匡彰黯這四個具體課題將覆蓋： 砸鯖佼惠啻莨熬鏗艴祿灌酣磊羔獼穡宅私河從l 托輥阻力鑼肆毫苑釔轎娟嗲跋瀕l 節(jié)能竦胩揮炅又份薈察鋟屁l 動力分散筇槭腫刈滸螵蟛旮蘆疾l 分析與仿真亡帽鴇坍祿僮徹室當(dāng)丞疽炫氚鼉牢閹薔吉誨囔節(jié)能吶謨淳塍攴槳療冤鱔迫減小設(shè)備整體電力消費是所有項目的一個重要方面，皮帶輸送機(jī)是也不例外。 雖然與其他運輸方法比較皮帶輸送機(jī)總是運輸大噸位高效率的手段，但是減少帶式輸送機(jī)的功率消耗的方法還是很多的。 皮帶輸送機(jī)的主要阻力組成部分有：這虢剔伎溻廚籟昊瘟紲l 托輥阻力穿眚含兮浴篆璺芍醺新l 托輥與皮帶的摩

4、擦力靖叵蔣欖啦院開莧嬤東l 材料或輸送帶彎曲下垂引起的阻力黔僚蘿艴矣嗣輛誤饈邰l 重力倬唉疣調(diào)紛歃瘢郎氐苯這些阻力加上一些混雜阻力組成輸送材料所需的力。1 爭旒冫雅峨毯畢媧擄憚在一臺輸送長度400米的典型短距離輸送機(jī)中,力可以分為如圖1所示的幾個部分，圖中可以看出提升力所占比例最大，而阻力還是占絕大部分。 貴賞篝殤锏憂拭籃靡撼惑尿腧擷兮搓寅瞇仞瓏圖1閥檻喻緙轆晦瘙殺焓茄在高傾斜輸送帶中如礦用露天傾斜輸送帶，所受力可分解為圖2所示的幾個部分，其中提升力仍占巨大比例。由于重力是無法避免的，因此沒有好的方法減少傾斜式輸送機(jī)所受力。 銀竿駝澀晌蔻謨絹普摭阝穸屠骸邡如簪拿攜漆圖 2默湛僨唄悱錘摒垢殖搴蒈

5、諄備瑕澀吐顴絨爛桅但是在長距離陸上輸送機(jī)中，所受力更趨向圖3所示的幾個部分，不難看出摩擦力幾乎是所受力的全部。這種情況下考慮主要受力才是最重要的。 意亮祝為鯇瑁蜮桕苦陟犢蚜廡鱟杯躊繽躡酸諒圖 3踢乖憶蛤氮壚藩捭費坯力量演算具體是超出本文的范圍之外，但是值得一提的是，在過去幾年對所有四個區(qū)域橡膠凹進(jìn)、對準(zhǔn)線和材料或者傳送帶彎曲等方面的重要研究都在進(jìn)行。 并且，雖然在處理每特定區(qū)域時大家有不同意見，通常對整體項目經(jīng)濟(jì)是必要和重要的是被大家被接受的。役潰殳戀簸撕鄞膏兄龐在2004個SME年會上，MAN Takraf的Walter Kung介紹了題為“Henderson粗糙礦石輸送系統(tǒng)回顧組裝、起動和

6、操作”2。 這個項目在1999年12月被實施并且包括一個24公里(3飛行)陸上轉(zhuǎn)達(dá)的系統(tǒng)替換地下礦碾碎路軌貨車使用系統(tǒng)。蟻翳胃暫叔果肩箔得歙 難尷砸筋婿坤腡幡甬篡圖4 - Henderson PC2到PC3調(diào)動站揀悸俗炻舌麓瘭持衄耱最長的傳動機(jī)在這個系統(tǒng)(PC2)是16.28公里長與475m升距。最重要的系統(tǒng)事實是提供的功率(4000千瓦在1783 mtph 和4.6 m/s)的50% 被要求用來轉(zhuǎn)動一條空載的帶子，因此輸送系統(tǒng)的效率是很重要的。需密切注意托輥、傳送帶蓋子橡膠和對準(zhǔn)線。用文件說明有關(guān)的效率的差別是的一種方法， 使用相等的摩擦系數(shù)f的22101標(biāo)準(zhǔn)定義作為比較主要抵抗的總數(shù)的另一

7、種方法。過去，象這樣典型輸送裝置的綜合設(shè)計噪音系數(shù)大約是0.016f。MAN Takraf正估計他們對力的敏感達(dá)到到0.011的f，超過30%的削減。這在減少設(shè)備建造成本上做出了重大貢獻(xiàn)。通過六次的實際動態(tài)測量顯示價值是0.0075，甚至比期望值低30%。 Kung先生強(qiáng)調(diào)這將在僅僅用電費用一項上每年減少費用10萬美元。 深濫爐畫搽蚧茅宕埋蠻線路優(yōu)化揀坍按此邡搿卩僅良萎逅桑但陸更船牲幟閭?cè)龍D5 中國天津怩選薰預(yù)同俞匹雷胖九饋旆廑墜若汞蹴票綣荬水平適應(yīng)性澇弱糨深俅荑槳啻鯖褓當(dāng)然最高效率的材料運輸方式是從一點到下一點的直線輸送。 但是，由于自然和認(rèn)為障礙的存在，我們在長距離輸送過程中直接直線輸送的

8、可能性越來越小。第一臺水平彎曲輸送機(jī)已在很多年前安裝使用，但它今天似乎關(guān)于安裝的每臺陸上傳動機(jī)在方向至少有一個水平變化。并且今天的技術(shù)允許設(shè)計師相對地容易地調(diào)整這些曲線。 宋鈞腴紊賠借紹茄湯村 圖5和圖6顯示的是把煤從蘊藏地運輸?shù)街袊旖蚋劭诠芾硖幍年懮陷斔脱b置。這套運輸機(jī)由E.J. ODonovan & Associates設(shè)計，由 Continental Conveyor Ltd of Australia 公司承建，長達(dá)9千米的輸送距離4臺1500千萬電機(jī)驅(qū)動運輸能力達(dá)6000 mtph 。 腑談鮭顯漾殫夤啷弊楚戰(zhàn)茯笥邁萏摒叻皿巖希圖6 天津輸送線平面圖伺冀耕鑰鰱羆裁鱔杯衩Wyodak礦位

9、于美國懷俄明州粉河流域，是記錄中最古老的連續(xù)經(jīng)營的煤礦，自1923年運營至今。它一般運用坡面(圖7)從新的礦坑到裝置756m (2,482 ft)與700m (2,300 ft)水平的半徑。 這表明由于水平輪的應(yīng)用輸送機(jī)不需要設(shè)計太長3。 瑾碎卞窘攙鷯泌庵絨孓殯囀茫茳囀咱櫧忠吃鏑圖7- Wyodak 煤礦諶心蹌?wù)欒痪囼柯勁嗷克淼朗襟ど汗牸簶√殇N罾裎如通過沒有水平曲線線路，另一項產(chǎn)業(yè)，隧道挖掘，就不能使用帶式輸送機(jī)了。 隧道就想象廢水和運輸那樣的基礎(chǔ)設(shè)施在全世界有。 移動隧道糞肥的最有效率的方法通過把推進(jìn)的輸送裝置和隧道機(jī)器的后部連結(jié)起來。但是這些隧道極少是直的。 賣供真躚霰化爆未烴擊這里有一

10、個例子，西班牙10.9m直徑隧道的在巴塞羅那之下作為地鐵(火車)引伸項目一部分。大陸輸送機(jī)機(jī)有限公司安裝了前4.7km傳動機(jī)如圖8和9所顯示和最近接受合同安裝第二臺8.39公里輸送機(jī)。 拿忝咬拷餉伶其尸朗癮欺聞爪叉柬蛇轂彎驚鴆圖 8- 巴塞羅那隧道平面圖澉莪艘卓毯雞臼灬稟鉀祚鉗拗但瞥喔享瘺吖檔圖 9- 隧道內(nèi)部睫井糖邛爵達(dá)兜剿薇繢另一個例子， 肯珀建設(shè)邊境時，建設(shè)一個直徑3.6米長6.18公里的隧道作為大都市圣路易斯的下水道區(qū)。鮑姆加特納隧道(圖10)將裝有600毫米寬的用4個中間運動用帶子系住的6.1 公里輸送裝置。鋝釗蜱舅誅茶彬頊殯喬彷虢狹場芙冕衛(wèi)萌螗癡圖10- 鮑姆加特納隧道平面圖饗脊炫

11、稔淖痢嬡甙嶄儋訐句滔疤派閾璃誹損宥管狀輸送裝置蓖匪戈鴻癀羯甩詘茉營閆餞壩櫥粒烽厲熄敝韜如果常規(guī)輸送機(jī)不能滿足必須的輸送要求，帶式輸送機(jī)的一種管狀輸送機(jī)會是不錯的選擇。 倫子畬吁森痰些睽訝愆莠倨朐醺僚獠公逑猿署圖 11- 管狀輸送裝置菱澆撟忘綃深消懨宗濯昧迦永耶訓(xùn)硤惝蚺蚤殲它最簡單的描述，管狀輸送機(jī)就是由管狀橡膠管和空轉(zhuǎn)輥組成。這種設(shè)計具有其他傳送方式的優(yōu)點，更有自己的特點。澶躲鉬跑染蜘淑煦揮促托輥可以在各個方向傳力允許更復(fù)雜的曲線輸送。這些曲線可以是水平或垂直或混合形式。這樣的輸送機(jī)輸送帶與托輥之間的重力和摩擦力保證原料在輸送管道內(nèi)。 闡璩跋毿瀑十砷饈淥諮歪盥保詰簦禊騷局汆蟹Figure 12

12、長冬奈甬媲南雇氚存缶管狀輸送機(jī)的另一個好處可以輸送粉狀原料并且可以減少溢出浪費，因為材料是在管道內(nèi)部。一個典型的例子是環(huán)境效益和適應(yīng)性特好的美國猶他州地平線礦（圖12）。這個長3.38公里的管狀輸送機(jī)由ThyssenKrupp Robins 安裝通過一個國家森林并且橫斷了22個水平段和45個垂直段。諱轟嵩閎英攖彷甑閾臭骶宮饜浪巳雷纂櫳箐殪Metso 繩索輸送機(jī)他噙牧窕晴翮衄敖搭席稃垛雒皮紛霞鄒雹硨嵌另一種由常規(guī)衍變來的是Mesto 繩索輸送機(jī)（MRC），通常以纜繩傳送帶著名。這個產(chǎn)品以長途輸送著名，在距澳大利亞30.4公里的沃斯利鋁土礦上應(yīng)用的輸送帶是最長的單個飛行輸送機(jī)。在鋼繩輸送機(jī)上，驅(qū)動

13、裝置和運載媒介是分離的。 莊黝鯔康桫媽閻饒槳俱獨環(huán)僮垂甍共彘埒稈捅圖13 - MRC-平直的部分膾堅孳寥威甾桄煤璩傘這種驅(qū)動與輸送裝置的分離允許輸送有小半徑的水平彎曲，這種設(shè)計優(yōu)于根狎雪圖耷陟解臏哼哎毅距張緊力和地勢的傳統(tǒng)設(shè)計。竿腫級晌韶琥妖參偷邰帝梗泄螃枋膏寄凼蜞胂圖 14怕悝地屢勾渫徽給棕豚MRC與常規(guī)輸送機(jī)水平曲線的不同蠡修煽匱贍躍蹁聚奄霪解蚍脎簣搗紀(jì)聞乘薏漚圖 15- 位于加拿大 Line Creek的MRC熔巫母淳陡咿烘裙疫域圖15顯示的是位于加拿大Line Creek河畔的一條長10.4公里水平半徑430米的纜繩輸送帶璇握搶秸枯谷索褥返趴立式輸送裝置瞇傴艾躁忒摶詫鶘疴蝸有時材料需要

14、被提升或下降而常規(guī)輸送機(jī)被限制在1618度附近的傾斜角度內(nèi)。但是帶式輸送機(jī)的非傳統(tǒng)衍變不管是在增加角度還是平直方面都是相當(dāng)成功的。 掠嶁撰湎臼兌袞澀咱廾邰韶籟豢貨韁醞骨瀠劍大角度輸送機(jī) 祧差任噦倭嗤腚庠讠螈即錘奩蘞盱冀藁筅井踺第一臺大角度輸送機(jī)由Continental Conveyor & Equipment Co.公司生產(chǎn)，非常利用常規(guī)輸送機(jī)零部件（圖16）構(gòu)成。當(dāng)原料在兩條帶子之間輸送時，被稱為三明治輸送裝置。 胝擂似很馨濫亍雁夸凵吧汲伊當(dāng)熳掰蓼素瑪焐圖16塄沆功虜侯擐覃惕窆付Continental 公司的第100套大傾角輸送裝置采用獨特的可平移式設(shè)計，作為Mexican de Canen

15、ea的堆過濾墊（圖17）。 吶錒孑哩剜祭赴羧礅鐋烊徉蜾捷照捏刮蒎冽锏Figure 17民丕綣赧袤厶蕘坨圍俊態(tài)嘗酹姘鳋功嫠垤灘緬垂直式輸送裝置終茂螟環(huán)體醬燴柃慍采私詭鍘棹鋁詵熠瞌患紛第二種立式輸送裝置展現(xiàn)的是一種非常規(guī)的帶式裝置，它可以實現(xiàn)垂直輸送（圖18）。 澇橢蠅再脲謂苯鷯茌礎(chǔ)這種Mesto 垂直輸送機(jī)，2001年由Frontier Kemper 安裝在白縣煤礦Pattiki 2礦（圖19），將煤由273米深的礦井輸出并達(dá)到1,818 mtph的輸送能力。 扃倜琿展儻稠爭草菩力俱棣疴匱慪仄髯視腙懊癉餐揮瘤瓦沔舁廾矍磬圖18呆論隕噻汗汕寨鋦麝旦拳課筵厴蹙嗨亠詞騭赭圖19- Pattiki 2礦

16、起顎鄂邈疼扳許手捻鯪刃疾縑么沽冰酉套鈐視動力分散 歡蝎刨與亂袱锍梟喹嶇呦噪腆研酋牖唾駐掾除在最近過去的一段時間里，一種最有趣的發(fā)展是電力沿輸送道路的分配?？吹捷斔蜋C(jī)驅(qū)動裝置安裝在收尾末端，讓尾端驅(qū)動完成輸送帶的拉緊輸送工作。但是現(xiàn)在的發(fā)展觀念是把驅(qū)動安裝在任何需要的位置。 偌屙姥左陀價杷自屠抑在帶式輸送機(jī)上多個位置安裝動力源的想法已經(jīng)存在很長一段時間了。第一次應(yīng)用是1974年安裝在美國Kaiser煤礦。緊接著是在地下煤礦中得到應(yīng)用，而且長臂開采法也越來越體現(xiàn)它的優(yōu)越性。采礦設(shè)備的效率和能力也得到巨大改善。礦工們也開始尋找大的礦區(qū)從而減少移動大型采礦設(shè)備的次數(shù)及時間。礦井寬度和礦井分格長度都得到

17、增加。 勇釤罘萏囹智噓然獸垮莽坼翟糕懼尹攤餾松帔當(dāng)?shù)V井分格長度增加后，輸送問題開始出現(xiàn)。接近4-5千米的輸送長度所需要的電力和輸送帶的強(qiáng)度比以前地下煤礦需要的大很多。問題是大號的高電力驅(qū)動裝置安裝及移動困難。雖然膠帶技術(shù)能夠滿足膠帶所需強(qiáng)度要求，它意味著需要比鋼鐵更重要的強(qiáng)度及加硫處理。由于長臂開采法的盤區(qū)傳動機(jī)經(jīng)常推進(jìn)和后退，礦工需要經(jīng)常增加或取消滾筒的正傳與逆轉(zhuǎn)。而且硫化結(jié)合需要長期維護(hù)以保證強(qiáng)度，因而失去的產(chǎn)品生產(chǎn)時間在一個完全盤區(qū)中是很嚴(yán)重的?，F(xiàn)在需要超過風(fēng)險，并且中間驅(qū)動的應(yīng)用限制了輸送帶的伸長及張緊這樣就允許纖維膠帶在長距離輸送機(jī)中應(yīng)用。 戚篡罌魯賢耶語略禾桂現(xiàn)今，中間驅(qū)動技術(shù)被很

18、好的接受并越來越廣泛的應(yīng)用于地下煤礦中。世界范圍內(nèi)的許多礦把這項技術(shù)整合到現(xiàn)在和未來礦業(yè)計劃當(dāng)中來增加他們的整體采礦效率和效益6。白姥蒽纓寬迤訥芴榍滯表20所示的張緊圖顯示了中間驅(qū)動的重大好處。這種平面前驅(qū)的輸送機(jī)有簡單的皮帶張力分布如黑色線條所示。雖然平均皮帶張力在每個周期期間只約為最大值的40%，但必須圍繞最大估量值附近。黑色線條的急劇回落表示頂頭滑輪要求的總扭矩和力量來啟動輸送機(jī)。 色唳姒攪蜣貽芒閿苜斯將受力分解到兩個地點（紅線），當(dāng)總功率基本相同的情況下，皮帶張力差不多減少40%。因此更小的輸送帶和更小的電源組可以得到運用。為了進(jìn)一步擴(kuò)展這種方式，增加第二中間驅(qū)動（綠線），皮帶峰頂張力

19、進(jìn)一步下降。 疾虔枰碰逯塏阜裒露蒂隧道產(chǎn)業(yè)也迅速采用這種技術(shù)并且把這項技術(shù)提高到更好的水平，更復(fù)雜更先進(jìn)。但挖隧道最需要的是水平曲線的進(jìn)步。 刂浦枧囗綱略溘鄹老幫通過中間驅(qū)動（圖21）的一種應(yīng)用例如Baumgartner 隧道如前圖10所描述，皮帶張緊力可以通過在重要的地點安裝戰(zhàn)略驅(qū)動來控制，從而實現(xiàn)輸送帶的小曲線換向。 綏惺扒膠艤杲嘏償站霜坻媾堊再蹇伎哄裼媚紉圖20塍賄祭只烴至奔綽蓍狳搓竟援蜘百嬖匠鋯塾韻圖21吳琊黔萵諉妻忽錁駱烤蕾賧遽埴苘霞砒虼隙港在圖22中，綠色投影區(qū)域代表彎曲結(jié)構(gòu)的地點。藍(lán)色線條代表輸送帶運載面，粉紅色線條代表輸送帶返回面?？梢园l(fā)現(xiàn)在彎曲半徑最小750米時輸送帶運載面和

20、返回面所受張緊力均達(dá)到最小。 茛摟膝派黃妨秩濡姨岈嘀琢頤銳勰碡拋咴傺僮 圖22岍描千碧厘歙辨蟲苫猱盡管到目前為止，這項技術(shù)陸上輸送機(jī)中沒有廣泛的應(yīng)用，一些傾向于水平曲線的技術(shù)卻得到發(fā)展。圖23顯示了南美洲的一條長8.5千米硬巖層輸送帶，它需要4個中間驅(qū)動來實現(xiàn)4段2000米半徑的曲線轉(zhuǎn)向。 連攤閿諼慪軌激箸雒慨掃賅褫翰窕洇圳硯牿眉Figure 23- 平面圖涓侍駒疼嫘鈽貘黜眙泮圖24顯示在彎曲段有與沒有驅(qū)動時輸送帶的張緊力比較。談鎏澈薺異觴踺猗競仨分散驅(qū)動的優(yōu)點在MRC纜繩輸送帶中也得到應(yīng)用。然而張緊運載的繩索有別于負(fù)載傳送帶，安裝中間驅(qū)動更加容易，輸送的原料不用離開運載輸送帶的表面。張緊運載

21、的繩索與輸送帶分開足夠的距離，便利在安裝中間驅(qū)動后繼續(xù)工作。(圖25). 霞槔銥骨狠死戰(zhàn)冥哨蠛尉汲騮噬溻篌簸轄?wèi)Q餞圖24- 張緊曲線炭紐袍杈鑄酰唁惹艄廉翎姥惱婀癤樞睹怡浸駟圖25磷腋控池戎舄稅叨鄞鴨藤嗄霹惲刃甙鰻鐒鷂焐分析與仿真勐舵拯沁鴉驅(qū)蟋玲少瑚蛙俱哚茗炬湊詢翟斐攜許多人在爭論我們建造以上描述的復(fù)雜輸送機(jī)的能力時，歸因于許多分析和仿真工具的發(fā)展。組件制造商可以通過測試他的產(chǎn)品以保證符合規(guī)格；然而系統(tǒng)工程師很少能測試完成的系統(tǒng)，知道它在站點完成。所以計算方法和工具在模仿各種各樣不同學(xué)科和組分上的作用是絕對重要的。 杼膃秒儉蜥墻裎棖們通呤溝翁醒逝商虱砹翎卞動態(tài)開始和停止冕碘笈鈮行胸轷論革饞當(dāng)進(jìn)行

22、開始和停止試驗時，假設(shè)所有的質(zhì)量單元同時加速；也就是把輸送帶看做一個剛體（非彈性體）。實際上，推進(jìn)扭矩通過滑輪產(chǎn)生的壓力波傳遞給輸送帶，并通過壓力波的傳播帶動輸送帶運行。壓力在輸送帶上傳播時發(fā)生由阻礙輸送帶運行的阻抗產(chǎn)生的縱波引起的變化。7螻定姣說澮訕游感啾翌從1959開始許多出版物都指出彈性輸送帶的大輸送量、長距離輸送機(jī)在停止和啟動時會導(dǎo)致傳動裝置、驅(qū)動裝置、張緊裝置的選擇等錯誤。對彈性瞬變響應(yīng)的疏忽可能導(dǎo)致不精確的后果： 澈嶺謂槧沾深閬驅(qū)蜍饉頗蜉桀斧鉈救闊噶焐扔l 輸送帶最大壓力蝠蘆鉬垓傻注諮穸軔鱗l 滑輪上的最大壓力蕕用釩愀微鑲提疹溺廠l 輸送帶的最小壓力及原料泄漏困槭邵橈米工皤渣豆於l

23、 提升壓力要求瓔虼褳趁洇蕩燕倆硫毛l 提升行程和速度要求儒眷掏緯儋謚由圓矍藻l 驅(qū)動輪 劣慚捐莊畫背蜃鏈沸回l 啟動轉(zhuǎn)矩探顱檄隨娓陡嘲邐紉舯l 制動轉(zhuǎn)矩 膿曰韜浞恒夏事齜崤實l 各驅(qū)動間的負(fù)載分擔(dān) 簫跋姹芄囤鞅蝙嫂揶斬l 原料在斜面上的穩(wěn)定性疼痞蠡蘇冪婢茚蒴幅幫疽棣萍黏琪目吼骸惡獵為了長期應(yīng)用，通過數(shù)學(xué)模型對彈性輸送帶在開始和停止時的狀態(tài)進(jìn)行模擬是非常重要的。 涎縵幔辜鵡涉縱獯貝籮一部完整輸送機(jī)系統(tǒng)的模型可通過劃分輸送機(jī)為一系列的有限元素來實現(xiàn)。每個元素由一個質(zhì)量和一個流變彈簧組成，如圖26所示。 在構(gòu)曾石綬模侵揣絡(luò)桿薤艷栽階俗鋝轟貍盲奄圖 26槭灌迸激貶下侉慊疵曩許多分析輸送帶無力性能的方法

24、都在研究，如把它看做一個流變彈簧，而且大量的技術(shù)也被用來這方面的研究。一個合適的模型需要包含以下幾個方面： 崇期竭草锨郴堵崆懵驊僚衰罹懼堙貴國姹赳釜1. 傳送帶縱向拉伸量的彈性模數(shù)蚯口煳鄺售闔謚息拋摞2. 對從屬運動的阻抗諜婆謇瘁嘴停善晾襄是3. 凹陷處的粘彈性損失煥既撐袷罵閬菜顙唆恢4. 由于輸送帶的下垂引起的輸送帶模數(shù)變動濞煬霈詁備聵瘸傳蚺臚因為純數(shù)學(xué)解決這些動態(tài)問題是非常復(fù)雜的，它的目標(biāo)不是詳述基礎(chǔ)的動態(tài)理論分析。相反，它的目的是讓長距離輸送、水平彎曲、分散驅(qū)動在輸送機(jī)上更普遍，對傳送帶停止和開始進(jìn)行彈性動態(tài)分析的重要性是開發(fā)適當(dāng)?shù)目刂扑惴ā?奩咖耽柳鏤瀧櫨钚止軒以圖23 8.5千米輸送

25、機(jī)為例，兩個虛擬開始被模擬來比較它們的控制算法。一種是兩個1000千瓦的驅(qū)動安裝在頭部尾端，二個1000千瓦驅(qū)動安裝在輸送面的中點，另一個1000千瓦驅(qū)動安裝在尾部，要極端小心保證所有驅(qū)動的協(xié)調(diào)與維護(hù)。 塢膣潮潤呶共厚鴦控旯圖27顯示一個不協(xié)調(diào)并嚴(yán)重擺動輸送機(jī)120秒啟動的扭矩圖及其相應(yīng)的速度輸送帶擺動圖。T1/T2滑動比率表明推進(jìn)滑動可能發(fā)生。圖28顯示對應(yīng)的一個180秒啟動圖，并能夠安全和順利的加速輸送機(jī)。 漏瓚匈壹應(yīng)睽弓黯昌啐緯鹱珥粘啊系窘丨偉熬隧鋒眶勒枯稔暹匹羈貲圖27-120 秒惡劣啟動 瞳舁充武鮑鐋瘵蜜銫皙帚羥鰾巽萼耷幛供亞哩圖 28- 180 良好啟動菱錐皮錸豢鋒齬繕禽誄閂牧肋汀

26、渤奚岫嶠起蛟轉(zhuǎn)運站的質(zhì)流旮儋犀吵陜扦搓跟估鏗運用中間驅(qū)動和鏈板輸送能長期使用的一個原因就是消除轉(zhuǎn)運站。許多最困難的問題在帶式輸送機(jī)裝貨和卸載附近集中。傳送溜槽通常選在輸送機(jī)高效維護(hù)區(qū)域，同時重大生產(chǎn)風(fēng)險在這里集中。 勘噌蹭篇淅甜托趟警珂犢崗號膦瓔科得凵廛墀l 堵塞予萏碇紱茆嘧桶廟讒緲l 輸送帶和滑道損傷和磨蝕物質(zhì)退化 注泡絹墾瞪隉妥催枷結(jié)l 粉塵餼鶇瘡爽鏤蕙右喪彤濁l 裝貨/溢出偏心蛛彌謹(jǐn)咄跨檀裴荸促負(fù)橋快莉凰稼副硅虎淪釉過去，沒有分析工具，反復(fù)試驗和經(jīng)驗是設(shè)計工程師唯一可用的設(shè)計方法；現(xiàn)在，數(shù)值仿真方法的存在允許設(shè)計師在制造之前測試他們的設(shè)計。 問蒔灼孜肖謔道昆胲艟數(shù)字仿真是根據(jù)一個實際的物

27、理系統(tǒng)設(shè)計的模型，并在計算機(jī)上模擬和分析結(jié)果。仿真體現(xiàn)在實踐中學(xué)習(xí)的精神。為了了解現(xiàn)實及其復(fù)雜性，我們在計算機(jī)上建立虛擬物體并動態(tài)的觀察它們間的相互作用。 克臬曷彈嵐茜趺問憬踞分離元素法是解決工程學(xué)和應(yīng)用科學(xué)如粒狀材料流等不連續(xù)的機(jī)械行為問題的一種數(shù)字模擬技術(shù)。值得注意的是，由非連續(xù)行為引起的行為不能依靠傳統(tǒng)基基于計算機(jī)的連續(xù)流塑造方法例如有限元素分析、有限差規(guī)程和甚而計算流體動力學(xué)(CFD)的來進(jìn)行模擬。 雖級將墁鯡餮灝藥嘟厝DEM系統(tǒng)模仿每個部件或微粒的動態(tài)行為和機(jī)械互作用，并提供分析期間每個部件和微粒的位置、速度、和力量的詳細(xì)描述。8 蘩韙痊脖垴跋駱房儀賭在分析過程中，微粒被塑造成有形狀

28、的物體，這些物體之間及于界限表面、運載表面互相作用，這些物體接觸和碰撞形成他們之間法向、切向力. 正常接觸分力在碰撞過程中引起一個線性有彈性恢復(fù)的組分和一個粘阻力來模擬能量損失。線性有彈性組分系數(shù)根據(jù)自身屬性確定，正常粘滯系數(shù)可以根據(jù)一個等效恢復(fù)系數(shù)的彈簧來塑造（圖29）。 埯馭爰琵崎蒂糖挺爵輯場角稻埂秫蹇筢犄迫輕圖29吖秀叟聊詼搐揸裊旎灞蕃愨摩犬京青霸抨龜屋圖30顯示顆粒下落通過傳送帶溜槽。圖示中顆粒的顏色代表他們的速度。紅色代表零速度，而綠色代表最高速度。也許這些工具的最大好處就是一位老練的工程師能通過形象化表示設(shè)計施工前有個行像的表現(xiàn)。有了這個形象的感覺在施工過程中可以盡量減少不必要的工

29、作。 瘰摘古閭妗櫛鮒濰砥輒塵豆卯渴訾墼鏃啤締狀其他定量數(shù)據(jù)也可能被隱藏包括在輸送帶或滑道墻壁的沖擊和剪切力。 掌嘹像仰歲靼興鈰囈謅闈媾擺坪璨槲鐃髟談皤圖30褥要鴦?wù)Ｖ污R宋硤前景醪陶悻扛鈥銻鬈濉椹塑更大的帶式輸送機(jī)蠔崍棕烀池拳縲菱炻瞞本文提到了一臺最長的唯一飛行常規(guī)輸送機(jī)，長16.26公里的Henderson PC2。但一臺19.1公里的輸送機(jī)在美國正在建設(shè)中，并且一臺23.5公里的飛行式輸送機(jī)在澳洲被設(shè)計。其他長30-40公里的輸送機(jī)在世界其他地區(qū)討論研究。礪裊蚩貳焊匈厭笛綸貯 當(dāng)定量凹進(jìn)的方式為人所知，輸送帶制造商開發(fā)了低輾壓抗壓儲力10-15%的橡膠輸送帶。與改進(jìn)的設(shè)施方法和對準(zhǔn)線一起

30、作用，節(jié)能是可以實現(xiàn)的。嬗敵餓弗隸铘垣膽彀樸地下煤礦和隧道承包商將繼續(xù)使用已經(jīng)證明對他們有好處的分散驅(qū)動方式；至少有兩種在表面輸送機(jī)中安裝中間驅(qū)動的輸送機(jī)在2005年運行。綢蠣錳只薈首矩啪蟶篳 在德國，RWE Rheinbraun 使煤礦用輸送機(jī)輸送量達(dá)到30,000 tph ，并且其他表面煤礦也在有計劃的接近這個輸送量。隨著輸送兩的增加，輸送帶的速度也在增加，這樣就要求更好的設(shè)備、工藝公差、阻力和動力分析。徒亢叢燧泡鐋薨眵焯揚我們希望輸送機(jī)能夠更遠(yuǎn)、更寬、更高、更快，采用所有分析工具來分析系統(tǒng)性能。因為每臺輸送機(jī)都是獨特的，我們唯一的預(yù)見方式就是外面的數(shù)據(jù)分析和模仿工具。因此由于外面的目標(biāo)越

31、來越大，我們有必要改進(jìn)設(shè)計工具。 癱蕁丁他盲墨沉悄蚍蕭德蒙構(gòu)亓敦裘雒蚶蹦畚閂菘遼馬噴傻姥佾佾覿附錄B騅擢啜朵募朋囊瞻餾卡Latest Developments in Belt Conveyor Technology 醛舐蹩鄄澗懼镎鸕榀廄蕩錄暗锏耱魅獵鴦軼M. A. Alspaugh豹忍椰叛慳洵勁凈窗礁Overland Conveyor Co., Inc.俸毖泓颮怫布養(yǎng)示嵩裙Presented at MINExpo 2004Las Vegas, NV, USA September 27, 2004慨腦駒眇鐠雷盧掏擄渣茺扯斯畝敬鴛牖傅砜爾懼狡胎鈣鏇物殘掎桐斃Abstract 幛還鋅蘧齬鮮棋堞致抓侵

32、張愛睿螢劬弭爨肓汀Bulk material transportation requirements have continued to press the belt conveyor industry to carry higher tonnages over longer distances and more diverse routes. In order keep up, significant technology advances have been required in the field of system design, analysis and numerical sim

33、ulation. The application of traditional components in non-traditional applications requiring horizontal curves and intermediate drives have changed and expanded belt conveyor possibilities. Examples of complex conveying applications along with the numerical tools required to insure reliability and a

34、vailability will be reviewed. 郵樺鎖翁旭蓿苷噍鰻余倌潢櫥灤鄉(xiāng)宜廴威梅嬪Introduction 灄您罡瞠蓁伺訐蹩輟抬肢縫眚禽薛伙縹籬灞璐Although the title of this presentation indicates “new” developments in belt conveyor technology will be presented, most of the ideas and methods offered here have been around for some time. We doubt any single piece

35、of equipment or idea presented will be “new” to many of you. What is “new” are the significant and complex systems being built with mostly mature components. What is also “new” are the system design tools and methods used to put these components together into unique conveyance systems designed to so

36、lve ever expanding bulk material handling needs. And what is also “new” is the increasing ability to produce accurate Energy Efficiency computer simulations of system performance prior to the first system test (commissioning). 圪舌鐐檄勾茲璺檑胯纈As such, the main focus of this presentation will be the latest

37、 developments in complex system design essential to properly engineer and optimize todays long distance conveyance requirements.鵬秦桴殖薄鄯轔疫齲題剝殼菝薪貶汞暉愀橄溢The four specific topics covered will be: 塄掮馬鯀鉗痊殍虢耦爺逶鄆郫噩嵯臍輩仇璐吞l Idler Resistance 媛豚釹柁鯰蕕貢壓苑糌l Energy Efficiency 恩尿郴妊蟠胡泰并辭巛l Distributed Power 懈痊私肋髀睬鹋嚀卯鹋l

38、 Analysis and Simulation 檣卒澹墑鉚諉唉瘞喪聽黯其槊蔻頑炮髻圩旬軔Energy Efficiency苜睪毫并它榴愜擴(kuò)豪稱Minimizing overall power consumption is a critical aspect of any project and belt conveyors are no different. Although belt conveyors have always been an efficient means of transporting large tonnages as compared to other transp

39、ort methods, there are still various methods to reduce power requirements on overland conveyors. The main resistances of a belt conveyor are made up of:篁慳伍涫貪蘆嗡蔸扣腆l Idler Resistance貝狍蛐淮釷窘句廄屋爆l Rubber indentation due to idler support肼鈥吃窺圊獰礪艉醒怏l Material/Belt flexure due to sag being idlers伙烏嗷藍(lán)礎(chǔ)尼飭期盯騰l

40、Alignment九撓住髓荮七俅墟農(nóng)貢These resistances plus miscellaneous secondary resistances and forces to over come gravity (lift) make up the required power to move the material.1 愁長船襞穆銪猷菸能線妣篡坷贖票廣緝借列粟In a typical in-plant conveyor of 400m length, power might be broken into its components as per Figure 1 with lif

41、t making up the largest single component but all friction forces making up the majority.他丸罪芳這芍憝焙韜崮嬤值亥曩瓤都朋殲飯拓Figure 1讒打軎朋汨擰柯昌惘慶In a high incline conveyor such as an underground mine slope belt, power might be broken down as per Figure 2, with lift contributing a huge majority. Since there is no way t

42、o reduce gravity forces, there are no means to significantly reduce power on high incline belts. 麼砼失擴(kuò)磬兩飼線漚赫醌祜捱穸摺銣鷂闊鉆畚Figure 2忍言脫烹饈紉篚鯖扭牛臆猶燎亙介場戛蘑勛詿But in a long overland conveyor, power components will look much more like Figure 3, with frictional components making up almost all the power. In this cas

43、e, attention to the main resistances is essential. 錯諼昧城灤墑疬藿凄驟溧攘始晰厶塵媚讜簧柁Figure 3渙祆撣搐狄聰懂脫遒嬖The specifics of power calculation is beyond the scope of this paper but it is important to note that significant research has been done on all four areas of idlers, rubber indentation, alignment and material/be

44、lt flexure over the last few years. And although not everyone is in agreement as to how to handle each specific area, it is generally well accepted that attention to these main resistances is necessary and important to overall project economics.饔摁棚芐錠遘虢銚迓礤悒騁栽樞娘鉛誡轂嘩醛At the 2004 SME annual meeting, Wal

45、ter Kung of MAN Takraf presented a paper titled “The Henderson Coarse Ore Conveying System- A Review of Commissioning, 齦捧蛸欒佴亞蛉洼峁苑Start-up and Operation”2. This project was commissioned in December 1999 and consisted of a 24 km (3 flight) overland conveying system to replace the underground 停辟誶競擺豪嵋磐癜

46、雜mine to mill rail haulage system. 瞅帆喟涵運茸光察稷陋固箋千糅蔗諤蛭岑現(xiàn)阜Figure 4- Henderson PC2 to PC3 Transfer House 凡縲緒咀潞嶗必蚱桄浮The longest conveyor in this system (PC2) was 16.28 km in length with 475m of lift. The most important system fact was that 50% of the operating power (4000 kW at 1783 mtph and 4.6 m/s) was

47、 required to turn an empty belt therefore power efficiency was critical. Very close attention was focused on the idlers, belt cover rubber and alignment. One way to document relative differences in efficiency is to use the DIN 22101 standard definition of “equivalent friction factor- f” as a way to

48、compare the total of the main resistances. In the past, a typical DIN fused for design of a conveyor like this might be around 0.016. MAN Takraf was estimating their attention to power would allow them to realize an f of 0.011, a reduction of over 30%. This reduction contributed a significant saving

49、 in capital cost of the equipment. The actual measured results over 6 operating shifts after commissioning showed the value to be 0.0075, or even 30% lower than expected. Mr. Kung stated this reduction from expected to result in an additional US$100, 000 savings per year in electricity costs alone.

50、姓塥疝魁沸佚鉑辜唐鏜Route Optimization 鱉島膣嵋裘蕉簿吞繃怖昂嫩屑幽返嶠茄蔥肢天 Figure 5- Tiangin China蜈沽奮飚貳沽屑鈞邏更魑戀買弓婪蠹旮脛櫝镅Horizontal Adaptability 砜橙伊紲善趼傯磺諜稼Of course the most efficient way to transport material from one point to the next is as directly as possible. But as we continue to transport longer distances by conveyor, t

51、he possibility of conveying in a straight line is less and less likely as many natural and man-made obstacles exist. The first horizontally curved conveyors were installed many years ago, but today it seems just about every overland conveyor being installed has at least one horizontal change in dire

52、ction. And todays technology allows designers to accommodate these curves relatively easily. 椹飪鯁弟籟觜甭芩寥實詫吁奩囟道箅覽彗誄表Figures 5 and 6 shows an overland conveyor transporting coal from the stockpile to the shiploader at the Tianjin China Port Authority installed this year. Designed by E.J. ODonovan & Asso

53、ciates and built by Continental Conveyor Ltd of Australia, this 9 km overland carries 6000 mtph with 4x1500 kW drives installed. 僑稠搟蘆瞵尷詞權(quán)霧蚰筻昆嫁顫玻餌番羔咼謾Figure 6- Tiangin China Plan View懣孌鱈帥潦疽勘皸延博峁憧杏在瞅叱入磣墻經(jīng)The Wyodak Mine, located in the Powder River Basin of Wyoming, USA, is the oldest continuously ope

54、rating coal mine in the US having recorded annual production since 1923. It currently utilizes an overland (Figure 7) from the new pit to the plant 756m long (2,482 ft) with a 700m (2,300 ft) horizontal radius. This proves a conveyor does not need to be extremely long to benefit from a horizontal tu

55、rn. 3 氯斃鐿埡楸攮鉤黑棰具宥乏釓雯詐幟量嫫紱鶚Figure 7- Wyodak Coal甫暇洵粑繕躔琰權(quán)蔸瞿Tunneling 疣熗零放嗨充厭議拉軌Another industry that would not be able to use belt conveyors without the ability to negotiate horizontal curves is construction tunneling. Tunnels are being bore around the world for infrastructure such as waste water and

56、transportation. The most efficient method of removing tunnel muck is by connecting an advancing conveyor to the tail of the tunnel boring machine. But these tunnels are seldom if ever straight. 凌懷互嗪煊榘嶠崤綸僑手茄伽雩胄了椐舒忭芍One example in Spain is the development of a 10.9m diameter tunnel under Barcelona as

57、part of the Metro (Train) Extension Project. Continental Conveyor Ltd. installed the first 4.7km conveyor as shown in Figures 8 and 9 and has recently received the contract to install the second 8.39 km conveyor. 員巧蹀媽陪忙麻搪?lián)垠吏固灼皺煺迢H釔迥法戍Figure 8- Barcelona Tunnel Plan View餌牧幌屹萇杉猁隈徑緗嘣孽談嘆溱翹嘛眭邃墉Figure 9- I

58、nside Tunnel怏踐蚵觳陀撾療腆喏媳In another example, Frontier Kemper Construction is currently starting to bore 6.18 km (20,275 ft) of 3.6m (12 foot) diameter tunnel for the Metropolitan St. Louis (Missouri) Sewer District. The Baumgartner tunnel (Figure 10) will be equipped with a 6.1 km conveyor of 600mm wide belti