隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，煤炭、礦石、砂子、散糧、化肥等大宗干散貨運(yùn)輸量逐年增加，運(yùn)輸船舶噸位越來越大。因此，裝卸設(shè)備也正朝著大型化、高效率、低能耗的方向發(fā)展。

港口運(yùn)輸機(jī)械是專業(yè)化散貨碼頭的關(guān)鍵設(shè)備。帶式輸送機(jī)作為港口運(yùn)輸機(jī)械的重要組成部分，為港口運(yùn)輸機(jī)械的可靠、高效、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。結(jié)合港口運(yùn)輸機(jī)械的技術(shù)要求和特點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了港口帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并簡要列舉了其應(yīng)用。

港口運(yùn)輸組成及典型工藝

港口運(yùn)輸機(jī)械主要包括連續(xù)輸送機(jī)械、港口裝卸機(jī)械、輔助設(shè)備三大類。其中連續(xù)輸送機(jī)械主要以帶式輸送機(jī)為主；裝卸機(jī)械主要包括各式卸船機(jī)、裝船機(jī)、卸車機(jī)、翻車機(jī)、堆取料機(jī)等；輔助設(shè)備主要包括存?zhèn)}、給料機(jī)、計(jì)量裝置、除鐵裝置、各類保護(hù)裝置等。

根據(jù)港口的不同用途，以帶式輸送機(jī)為基礎(chǔ)，配置不同的裝卸機(jī)械就可以建成一個(gè)有相當(dāng)能力的進(jìn)出口碼頭裝卸輸送系統(tǒng)，一個(gè)系統(tǒng)一般有數(shù)個(gè)工藝流程，典型的港口裝卸輸送工藝流程有以下幾種。

卸（船）-堆放過程；取料-裝車（車）過程；取料-用戶輸送過程；卸（船）-裝車（船）直取過程；卸（船）-用戶輸送直取過程；港口帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)的一般要求：確定合理的輸送方式，提出要求對于進(jìn)料裝置和出料裝置，理順了輸送系統(tǒng)中各帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)及它們之間的關(guān)系。根據(jù)啟動(dòng)順序，接收輸送機(jī)先啟動(dòng)，停止順序?yàn)檫M(jìn)料輸送機(jī)先停止。當(dāng)輸送機(jī)的參數(shù)不同時(shí)，這種關(guān)系需要啟動(dòng)和停止時(shí)間。當(dāng)不能滿足上述啟停順序的要求時(shí)，需要在輸送機(jī)之間增加緩沖倉，以提高系統(tǒng)的適應(yīng)性和系統(tǒng)的運(yùn)行率。

根據(jù)環(huán)保要求，在粉塵較大的情況下，應(yīng)考慮采用密閉輸送或設(shè)置必要的除塵等設(shè)備；零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和易損件供貨的可能性；選擇傾角適合工藝要求的輸送機(jī)，根據(jù)物料特性和工況，輸送傾角允許為15度，帶式輸送機(jī)啟動(dòng)制動(dòng)時(shí)，最大工作張力不應(yīng)大于正常運(yùn)行時(shí)的1.5倍；帶式輸送機(jī)凹弧段曲率半徑的設(shè)計(jì)應(yīng)保證空載啟動(dòng)時(shí)皮帶不脫離托輥，皮帶不漂移；

港口帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)內(nèi)容及依據(jù)

設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括常規(guī)帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、防共振設(shè)計(jì)、零部件設(shè)計(jì)、電氣及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)前，必須充分了解設(shè)備的要求，以輸送能力為主，當(dāng)物料流量均勻時(shí)，可直接給出，除另有約定外，一般按過載能力的10%設(shè)計(jì)計(jì)算。輸送線的詳細(xì)尺寸，包括最大長度、傾斜角、加長高度和連接尺寸等。主要參數(shù)有松密度、休止角、粒徑和最大塊徑、濕度、耐磨性、粘結(jié)性和摩擦系數(shù)。工作條件和環(huán)境條件；環(huán)境溫度、使用地點(diǎn)、環(huán)保要求等根據(jù)進(jìn)料和出料方式、操作時(shí)間、工作天數(shù)、使用壽命等要求，特別需要仔細(xì)權(quán)衡選擇影響較大的參數(shù)對輸送系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全、高效運(yùn)行，如最大下垂度、模擬摩擦系數(shù)、輸送帶與滾筒的摩擦系數(shù)、輸送帶的安全系數(shù)等進(jìn)行了研究。

港口帶式輸送機(jī)部件配置與選型

傳動(dòng)部分合理布置與配置。傳動(dòng)裝置布置：傳動(dòng)裝置一般不布置在轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)房內(nèi)，而是布置在地面上，以減少機(jī)房的規(guī)格。同時(shí)，減速器優(yōu)先采用平行軸式，節(jié)省系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施成本。驅(qū)動(dòng)裝置配置：遵循可靠、高效、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、維護(hù)方便的原則，港口帶式輸送機(jī)優(yōu)先采用普通低壓（或高壓）液力偶合器的驅(qū)動(dòng)方式，其中一般原理是根據(jù)電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率和機(jī)長來劃分的。當(dāng)電機(jī)功率n≤150KW時(shí)，短距離帶式輸送機(jī)采用普通限矩液力偶合器；當(dāng)電機(jī)功率150<n時(shí)，當(dāng)電機(jī)功率小于300kW時(shí)，中長距離帶式輸送機(jī)采用加長后輔助腔限矩液力偶合器。當(dāng)電機(jī)功率大于300kW時(shí)，長距離帶式輸送機(jī)采用加長后副腔和側(cè)副腔限矩液力偶合器，進(jìn)一步延長啟動(dòng)時(shí)間，從而獲得更理想的啟動(dòng)曲線。

對于長距離（L＞1000m）及大容量港口帶式輸送機(jī)，可優(yōu)先采用變頻調(diào)速或其它軟驅(qū)動(dòng)方式，其中變頻調(diào)速方式選擇較多，主要是因?yàn)樽冾l調(diào)速具有以下優(yōu)點(diǎn)：交流變頻調(diào)速裝置調(diào)速范圍寬，控制可靠，節(jié)能效果明顯，且易于實(shí)現(xiàn)起動(dòng)和制動(dòng)速度曲線的自動(dòng)跟蹤，能提供理想的可控起動(dòng)/制動(dòng)性能。可根據(jù)設(shè)定的“s”形速度曲線控制輸送機(jī)啟動(dòng)和制動(dòng)，以滿足整機(jī)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和可靠性的要求。可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間的功率平衡，精度高。可滿足港口運(yùn)輸系統(tǒng)頻繁啟停的要求。變頻驅(qū)動(dòng)裝置還可提供低速皮帶檢查速度，便于維護(hù)和維修。

對于大功率帶式輸送機(jī)，應(yīng)選用雙滾筒多電機(jī)驅(qū)動(dòng)，以降低系統(tǒng)的最大張力。因此，在保證安全的前提下，可以減少膠帶型號的選擇，節(jié)約設(shè)備采購成本。模擬摩擦系數(shù)和電機(jī)剩余系數(shù)的選擇：在驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算過程中，模擬摩擦系數(shù)和電機(jī)儲(chǔ)備系數(shù)的合理選擇對計(jì)算結(jié)果影響很大，為保證輸送系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，滿足節(jié)能降耗的要求，選擇了合適的系數(shù)。

在提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和良好安裝施工條件的前提下，且工況不是特別苛刻，綜合摩擦系數(shù)推薦值為：輸送用煤：模擬摩擦系數(shù)：F=0.020~0.022，輸送用礦：模擬摩擦系數(shù)：F= 0.022 ~ 0.025. 電動(dòng)機(jī)的剩余系數(shù)k=1.05，必須通過計(jì)算輸送機(jī)的滿載啟動(dòng)附加功率來驗(yàn)證，以保證最終裝機(jī)容量能保證滿載平穩(wěn)啟動(dòng)。

托輥的計(jì)算、選擇和配置：托輥的選擇主要考慮托輥的承載能力和使用壽命，綜合考慮以下因素：載荷的大小和特性、輸送帶的寬度和運(yùn)行速度、使用條件、輸送機(jī)的工作制度等，輸送物料特性、托輥軸承壽命、托輥密封結(jié)構(gòu)、潤滑條件、維護(hù)制度等，托輥轉(zhuǎn)速宜控制在550r/min以內(nèi)。

港口帶式輸送機(jī)裝載段托輥一般為1:1，由槽式支承輥組和槽式前斜支承輥組配置，支承輥之間的距離根據(jù)輸送材料的密度和體積分別為1.2m或1m。凸弧段距離為法向距離的1/2，落料點(diǎn)緩沖輥間距為正常距離的1/3。過渡惰輪總成設(shè)置在頭尾，便于皮帶順利開槽。

頭部的最小過渡距離不應(yīng)小于寬度的2.6倍，尾部過渡距離不得小于正常惰輪間距。回料段應(yīng)按平行惰輪組2:1和V形惰輪組（或前傾）配置，回惰輪間距一般為2.4-3m，在靠近頭部的回料段設(shè)置7組梳狀托輥，回滾筒段應(yīng)設(shè)置3組螺旋清洗惰輪（一般指疊橋面），回料段采用防v形托輥防止偏差，每50m設(shè)置1組，帶式輸送機(jī)雙向操作應(yīng)特別注意槽形惰輪總成加雙向可逆對中惰輪總成和平行下惰輪或V形托輥加雙向可逆對中惰輪總成。

滾筒結(jié)構(gòu)及工藝要求，輥軸采用優(yōu)質(zhì)鍛鋼，輥壁厚度不低于標(biāo)準(zhǔn)要求，并相應(yīng)加厚。筒體采用鑄焊結(jié)構(gòu)，輪轂與軸通過脹套連接。輪轂與法蘭之間的焊接必須為全熔透連續(xù)焊接。鑄焊結(jié)構(gòu)的氣缸，鑄焊板材料為鑄鋼，氣缸體焊接方法為CO2氣體保護(hù)焊，優(yōu)先選用中分面軸承座，傳動(dòng)缸和轉(zhuǎn)向缸的鑄造橡膠厚度應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)加厚。

張緊裝置的設(shè)計(jì)及行程選擇：港口帶式輸送機(jī)的主要張緊形式有垂直重量張緊、重錘車張緊和液壓張緊。張力行程的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮皮帶本身的伸長量和必要的安裝余量。

使用鋼絲繩芯膠帶時(shí)，推薦的張緊行程長度如下表：帶式輸送機(jī)，水平長度（m）有效張緊行程（m）備注，l≤300.005l+1.5b為帶寬，300＜l≤600.0045l+1.0b為帶寬，l>600.004l+1.0b為帶寬卸料轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)：卸料轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)主要包括頭部漏斗、三通給料機(jī)、溜槽、緩沖定心裝置、導(dǎo)向溜槽。

卸料和轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)應(yīng)按物料的最大流量和最大堵塞尺寸設(shè)計(jì)，以保證溜槽在任何工況下都不存在堵塞物料的要求；當(dāng)最大流量通過時(shí)，溜槽截面不應(yīng)小于物料截面的4倍溜槽段的最小尺寸不應(yīng)小于疊加在輸送物料上的三個(gè)最大塊體的最大尺寸，溜槽傾角不應(yīng)小于60度。卸料及轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的必要位置應(yīng)設(shè)置檢查門，法蘭接頭應(yīng)用軟橡膠板密封，防止灰塵和灰塵進(jìn)入。

三通分配器必須具有重載切換功能，其結(jié)構(gòu)能承受最大流量和最大擋料的長期沖擊。轉(zhuǎn)移擋板的翻轉(zhuǎn)面必須與物料隔離，防止擋板卡住，保證擋板在冬季不能與溜槽凍結(jié)。擋板電動(dòng)（液壓）推桿的選擇扭矩應(yīng)大于計(jì)算扭矩的2倍。在溜槽下部與下部帶式輸送機(jī)導(dǎo)料槽之間設(shè)有緩沖定心裝置，緩沖定心裝置的傾斜方向應(yīng)與下部輸送方向一致。它能緩沖和防止高落差物料對下部帶式輸送機(jī)的沖擊和損壞，并具有物料對中功能。

導(dǎo)槽的布置長度一般不小于帶寬的5倍。導(dǎo)槽內(nèi)應(yīng)有足夠的空間，使材料能夠通過。導(dǎo)槽的高度不應(yīng)小于三個(gè)最大塊度疊加的最大尺寸。導(dǎo)槽與輸送帶之間可采用溢流裙密封。整個(gè)耐磨橡膠板可用于密封。為了減少摩擦和運(yùn)行阻力，導(dǎo)槽一般設(shè)計(jì)為X形截面。升降導(dǎo)槽主要用于多點(diǎn)貫通進(jìn)料和輸送接收點(diǎn)。此時(shí)收到材料時(shí)，應(yīng)降低側(cè)板。此時(shí)若不使用材料，應(yīng)將側(cè)板吊起，吊起高度不應(yīng)小于200mm，以免影響材料通過后方。

耐磨襯板主要用于卸料輸送系統(tǒng)中物料的沖蝕磨損表面。常用襯板材料有：16Mn、耐磨鑄鐵、高鉻鋼、雙合金焊接襯板、不銹鋼等，襯板尺寸不宜過大，重量不宜超過25kg，以便于更換。港口帶式輸送機(jī)安全防護(hù)配置：港口帶式輸送機(jī)位于海邊，經(jīng)常有強(qiáng)風(fēng)暴。

輸送機(jī)必須有防止臺(tái)風(fēng)傾覆輸送帶的措施。堆場堆取料輸送機(jī)和碼頭裝卸輸送機(jī)必須配備防風(fēng)鏈條和防風(fēng)桿。均設(shè)置在25m處，防風(fēng)鏈條不工作時(shí)，放在中間架兩側(cè)的鏈條箱中，防風(fēng)桿不工作時(shí)，放在輸送帶下。同時(shí)，港口帶式輸送機(jī)本身應(yīng)嚴(yán)格保護(hù)，主要保護(hù)人員可到達(dá)旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)設(shè)備；保護(hù)所有切斷端；保護(hù)“合理”延伸范圍內(nèi)的所有移動(dòng)部件；在工作臺(tái)、工作場所、通道等處提供堅(jiān)固的護(hù)欄。

港口帶式輸送機(jī)應(yīng)用：2002年以來，先后應(yīng)用于黃驊港、連云港港、天津南江港、曹妃甸港、羅源灣碼頭、科門儲(chǔ)運(yùn)碼頭、浙江舟山碼頭、珠海高欄港、東吳碼頭、江陰碼頭、梅州灣碼頭、華能曹妃甸港煤炭碼頭等。，帶寬2200mm，最大輸送能力9000t/h，最大帶速6.1m/s結(jié)論：隨著大型港口的新建、擴(kuò)建和改造，帶式輸送機(jī)作為港口運(yùn)輸機(jī)械的重要組成部分，將有越來越大的應(yīng)用空間，港口帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用將不斷深化和完善，產(chǎn)生更多更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。