曹彦斌 王瑞森 吴思燕

摘要：针对铁路弧线卸料站的特点，为降低投资和运行成本，设计了弧线胶带机替代铁路专用线运输方案。介绍了弧线给料胶送机设计原理、结构设计和实际应用，用工程实例验证了平面转弯相关理论设计计算，该设备的成功运行可拓宽平面转弯胶带机的应用领域。

关键词：弧线胶带机;结构设计;应用

中图分类号：T053

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2018）6-0174-02

1引言

位于湘贵铁路线卢阳站附近的湖南金大地水泥有限公司，其燃煤和石英等原料均通过铁路运输至该站点。由于该站归属湘贵铁路线的一个货运站，受原地形位置的限制，该站点的铁路线为弧线结构，弧线半径约700m（图1）;在此处进行散状物料卸货，金大地水泥有限公司的原方案考虑采用铁路专用线，后又考虑到投资和运行成本，经多方探讨和论证，最终决定在轨道下的地坑采用弧线胶带机进行转运，即在铁路卸料坑内设一台与铁路轨道弧线半径同同心的弧线胶带机，停靠在弧线站火车上的物料，经轨道一侧的移动螺旋式卸料机将其沿铁路弧线卸到地沟内的弧线胶带机上（图2），再由该弧线胶带机转运到下一级的输送设备上。该设备白2013年初投产以来，运行状况一直很好，由于取代了原铁路专用线运输方案，大大节省了前期投资和运行成本，经济效益显著。

2工作原理及结构设计

随着移动螺旋式卸料机连续给料，落料点在弧线胶带机的位置在不断变化，故胶带机承载段各点的胶带张力也在不断变化，这容易造成承载段胶带运行不稳定;为保证胶带机安全运行，设计时必须采取相应的有效措施。弧线给料胶送机本体设计原理采用平面转弯胶带机设计原理;平面转弯胶带机在曲线段受到胶带张力S的作用下产生一个向心合力，使胶带产生向曲线内侧滑移的趋势;平面转弯胶带机的转弯结构设计的关键是产生向曲线外侧的导向力来抵消向心合力F（图3）。

平面转弯胶带机所采取的措施有：①内曲线抬高;②加大托辊槽角;③托辊设置一定的安装支撑角;④曲线内侧面设置挡辊。

内曲线抬高后，在胶带和物料重力作用下，产生向外侧分力FB+Fw;通过托辊的前倾设置，胶带和托辊产生摩擦力，从而产生向外侧分力FR。

在稳定状态下，胶带张力所产生的向心力与胶带和物料的重力，以及摩擦合力相平衡，即：

F=FB+FG+FR（1）

其中：F——胶带张力S的作用下产生的向心合力;FB——胶带重力所产生的向外侧分力;Fw——物料重力所产生的向外侧分力;FR——物料和胶带与托辊摩擦所产生的向外侧分。

根据本胶带机特点，考虑内曲线抬高会减少承载面的横截面积以及保证给料时物料的对中性，内曲线抬高角度不宜大于3°;将承载托辊的槽角加大到50°，以便于胶带自动居中调节，且使摩擦导向系数加大（摩擦导向系数随托辊槽角的增加而变大），使胶带不易跑偏;托辊横梁开腰形安装孔，设置托辊前倾安装1°左右，形成一定的安装支撑角，可产生纠偏力防止胶带跑偏（有点类似于前倾托辊的纠偏原理）;为防止极端情况出现大的胶带跑偏，在落料口相邻处的承载托辊设置挡辊（一般5-8组承载托辊中设一组带挡辊），目的是为了采用前面的措施不能完全防止输送带向内侧偏移的强制措施。下托辊采用V形结构线内曲抬高托辊，工作机理与承载托辊相似（图4）。

本胶带机沿铁路连续卸料，故在弧形落料区全程设置导料装置;导料装置纵向总体按弧线结构，上体与卸料沟槽底面焊接或螺栓固定，下体使用可调裙边与胶带成自然接触，为防止导料装置接头端溢料，裙边按弧线给料总体长度安装;由于曲线段的上托辊为内侧抬高结构，故导料槽体两侧应设计成不等高结构，两侧导料板设成高度可调节式，保证了落料的对中性和导料装置的密封性。

3应用实例

胶带机主要技术参数及示意图见表1、图5。

根据本胶带机技术参数，内曲线抬高角度按3°及承载托辊的槽角按50°（图4）对转弯段进行了力的平衡、胶带的容许应力、曲线处外侧胶带不脱离托辊等三项核算，得出 转弯半径应大于480m，故该胶带机转弯半径700m满足使用要求;实际运行效果确实如此，胶带机运行时弧线给料区的胶带均没有明显的跑偏。由于卸料沟位置的限制，该胶带机头部段有一段转弯半径为300m弧线（<480m），当连续给的物料快到该弧线段时，此时该处张力较大，由于暂无物料的重力作用，胶带跑偏有点严重，但当该弧线段加满物料后胶带又自动居中，后将该弧线的承载托辊全部设挡辊装置并增设压带辊，此处短暂的胶带严重跑偏得到了有效控制;这一现象也验证了转弯胶带机理论计算的可靠性。

4結语

湘贵铁路线卢阳站弧线给料胶带机的成功运行，为弧线给料的散状屋料的转运提供了一个新的节能环保转运方式。近几年来我国胶带机制造商非常重视平面转弯胶带机的研究，在曲线胶带机技术方面取得了很大的进步，平面转弯胶带机在实际工程运用也日益广泛，使用领域也逐渐增多。对于半径500m以上的弧线卸料站，完全可采用胶带机作为转运设备的首选方案，它能简化运输系统，降低设备的投资和运行成本，取的很好的经济效益。