隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，煤炭、礦石、砂子、散糧、化肥等大宗干散貨運輸量逐年增加，運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。

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

港口運輸組成及典型工藝

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

根據(jù)港口的不同用途，以帶式輸送機為基礎(chǔ)，配置不同的裝卸機械就可以建成一個有相當能力的進出口碼頭裝卸輸送系統(tǒng)，一個系統(tǒng)一般有數(shù)個工藝流程，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；港口帶式輸送機設(shè)計的一般要求：確定合理的輸送方式，提出要求對于進料裝置和出料裝置，理順了輸送系統(tǒng)中各帶式輸送機的設(shè)計及它們之間的關(guān)系。根據(jù)啟動順序，接收輸送機先啟動，停止順序為進料輸送機先停止。當輸送機的參數(shù)不同時，這種關(guān)系需要啟動和停止時間。當不能滿足上述啟停順序的要求時，需要在輸送機之間增加緩沖倉，以提高系統(tǒng)的適應性和系統(tǒng)的運行率。

根據(jù)環(huán)保要求，在粉塵較大的情況下，應考慮采用密閉輸送或設(shè)置必要的除塵等設(shè)備；零部件的標準化、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，根據(jù)物料特性和工況，輸送傾角允許為15度，帶式輸送機啟動制動時，最大工作張力不應大于正常運行時的1.5倍；帶式輸送機凹弧段曲率半徑的設(shè)計應保證空載啟動時皮帶不脫離托輥，皮帶不漂移；

港口帶式輸送機設(shè)計內(nèi)容及依據(jù)

設(shè)計內(nèi)容主要包括常規(guī)帶式輸送機設(shè)計、動態(tài)設(shè)計、防共振設(shè)計、零部件設(shè)計、電氣及控制系統(tǒng)設(shè)計等，在進行系統(tǒng)設(shè)計前，必須充分了解設(shè)備的要求，以輸送能力為主，當物料流量均勻時，可直接給出，除另有約定外，一般按過載能力的10%設(shè)計計算。輸送線的詳細尺寸，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、環(huán)保要求等根據(jù)進料和出料方式、操作時間、工作天數(shù)、使用壽命等要求，特別需要仔細權(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)等進行了研究。

港口帶式輸送機部件配置與選型

傳動部分合理布置與配置。傳動裝置布置：傳動裝置一般不布置在轉(zhuǎn)運機房內(nèi)，而是布置在地面上，以減少機房的規(guī)格。同時，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)動裝置配置：遵循可靠、高效、經(jīng)濟、節(jié)能、維護方便的原則，港口帶式輸送機優(yōu)先采用普通低壓（或高壓）液力偶合器的驅(qū)動方式，其中一般原理是根據(jù)電機驅(qū)動功率和機長來劃分的。當電機功率n≤150KW時，短距離帶式輸送機采用普通限矩液力偶合器；當電機功率150<n時，當電機功率小于300kW時，中長距離帶式輸送機采用加長后輔助腔限矩液力偶合器。當電機功率大于300kW時，長距離帶式輸送機采用加長后副腔和側(cè)副腔限矩液力偶合器，進一步延長啟動時間，從而獲得更理想的啟動曲線。

對于長距離（L＞1000m）及大容量港口帶式輸送機，可優(yōu)先采用變頻調(diào)速或其它軟驅(qū)動方式，其中變頻調(diào)速方式選擇較多，主要是因為變頻調(diào)速具有以下優(yōu)點：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，且易于實現(xiàn)起動和制動速度曲線的自動跟蹤，能提供理想的可控起動/制動性能。可根據(jù)設(shè)定的“s”形速度曲線控制輸送機啟動和制動，以滿足整機動態(tài)穩(wěn)定性和可靠性的要求。可實現(xiàn)多臺驅(qū)動電機之間的功率平衡，精度高。可滿足港口運輸系統(tǒng)頻繁啟停的要求。變頻驅(qū)動裝置還可提供低速皮帶檢查速度，便于維護和維修。

對于大功率帶式輸送機，應選用雙滾筒多電機驅(qū)動，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)和電機剩余系數(shù)的選擇：在驅(qū)動功率計算過程中，模擬摩擦系數(shù)和電機儲備系數(shù)的合理選擇對計算結(jié)果影響很大，為保證輸送系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，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. 電動機的剩余系數(shù)k=1.05，必須通過計算輸送機的滿載啟動附加功率來驗證，以保證最終裝機容量能保證滿載平穩(wěn)啟動。

托輥的計算、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、輸送帶的寬度和運行速度、使用條件、輸送機的工作制度等，輸送物料特性、托輥軸承壽命、托輥密封結(jié)構(gòu)、潤滑條件、維護制度等，托輥轉(zhuǎn)速宜控制在550r/min以內(nèi)。

港口帶式輸送機裝載段托輥一般為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，帶式輸送機雙向操作應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，輥壁厚度不低于標準要求，并相應加厚。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氣體保護焊，優(yōu)先選用中分面軸承座，傳動缸和轉(zhuǎn)向缸的鑄造橡膠厚度應按標準加厚。

張緊裝置的設(shè)計及行程選擇：港口帶式輸送機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)計應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，推薦的張緊行程長度如下表：帶式輸送機，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)運系統(tǒng)設(shè)計：卸料轉(zhuǎn)運系統(tǒng)主要包括頭部漏斗、三通給料機、溜槽、緩沖定心裝置、導向溜槽。

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

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（液壓）推桿的選擇扭矩應大于計算扭矩的2倍。在溜槽下部與下部帶式輸送機導料槽之間設(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的沖擊和損壞，并具有物料對中功能。

導槽的布置長度一般不小于帶寬的5倍。導槽內(nèi)應有足夠的空間，使材料能夠通過。導槽的高度不應小于三個最大塊度疊加的最大尺寸。導槽與輸送帶之間可采用溢流裙密封。整個耐磨橡膠板可用于密封。為了減少摩擦和運行阻力，導槽一般設(shè)計為X形截面。升降導槽主要用于多點貫通進料和輸送接收點。此時收到材料時，應降低側(cè)板。此時若不使用材料，應將側(cè)板吊起，吊起高度不應小于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。港口帶式輸送機安全防護配置：港口帶式輸送機位于海邊，經(jīng)常有強風暴。

輸送機必須有防止臺風傾覆輸送帶的措施。堆場堆取料輸送機和碼頭裝卸輸送機必須配備防風鏈條和防風桿。均設(shè)置在25m處，防風鏈條不工作時，放在中間架兩側(cè)的鏈條箱中，防風桿不工作時，放在輸送帶下。同時，港口帶式輸送機本身應嚴格保護，主要保護人員可到達旋轉(zhuǎn)或移動設(shè)備；保護所有切斷端；保護“合理”延伸范圍內(nèi)的所有移動部件；在工作臺、工作場所、通道等處提供堅固的護欄。

港口帶式輸送機應用：2002年以來，先后應用于黃驊港、連云港港、天津南江港、曹妃甸港、羅源灣碼頭、科門儲運碼頭、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、擴建和改造，帶式輸送機作為港口運輸機械的重要組成部分，將有越來越大的應用空間，港口帶式輸送機的設(shè)計和應用將不斷深化和完善，產(chǎn)生更多更好的經(jīng)濟效益和社會效益。