大型港口带式输送机设计要点及应用

概述:随着国民经济的发展，水上运输中大宗干散货例如煤、矿石、砂、散粮、化肥等运量逐年增加，运输船舶的吨位日趋大型化，因此装卸设备也朝着大型、高效、低能耗方向发展。港口运输机械在散货专业化码头上起着关键作用，而带式输送机作为港口运输机械的重要组成部分之一，对于实现港口运输机械可靠、高效、节能、经济运行奠定了基础。结合港口运输机械工艺要求及特性，着重阐述港口带式输送机设计要点及简要列出应用情况。　　(

带式输送机日常操作规程及维护保养

一、皮带输送机操作规程：1.作业前操作规程(1)皮带输送机是否在坚固基础上，以及各润滑点的油量是否充足。(2)输送带的松紧程度是否合适，轴承、齿轮等传动部件是否完好无损，安全防护装置是否安全可靠和完整，以及设备接地处理是否良好等。(3)输送机在正式开始工作前，应先进行空运转，时间控制在3—5分钟，期间查看电动机及转动部分有无异常现象，托辊转动是否灵活，以及输送带有无打滑、跑偏等现象

改造类管带机桁架支撑是否该借用现有建筑物

一、借用的案例　　改造类项目中管带机最难的部分是线路确定后寻找管带机的支腿落脚点，这个落脚点可以用见缝插针来形容。　　如果实在无法在地面做基础，可以考虑利用现有的厂房顶、现有的皮带廊支架、管廊支架、转运站等，但是借用这些构筑物来做管带机支撑点，一般需要进行结构核算其受力载荷。很多旧建筑物因为时间久远，业主方一般提供不出建筑物的结构及基础施工图纸，进行受力核算出入会很大，在这种需要核算的情况下能不借用的尽量不借用。　　借用厂房柱　　上图借用的是现有的铁粉堆场厂房两根柱子，因为厂房两侧都是通行道路，道路侧就是水沟都不允许被占用。在厂房柱顶做两腿钢柱支撑，单独进行了结构核算，同时从屋顶增加钢柱，施工比较麻烦，要先做厂房柱顶清理，同时还要考虑屋顶的防雨措施。　　借用抑尘网柱　　上图借用了挡风抑尘网的支柱，因为抑尘网的一侧是道路，另一侧是挡墙和道路，要考虑通行又要美观，道路侧部容许立基础柱。借用考虑到悬挑的受力情况，后续额外做了加强支撑。　　借用转运站梁　　上图是借用了现有皮带廊的转运站，因为同层的皮带机作废，正好可以利用，这个受力没问题，主要考虑好穿过的空间位置。此条管带机总长约1公里，平均架空高度18米左右，原设计只有头尾转运站有上下设备的口子，业主方觉得很不方便检修查看，所以此处靠近头部1/4总长处，借用转运站还有个好处，增加了上下管带机的一个通行口。后来业主根据这个方便性，在靠近管带机尾部1/4总长处的一个紧挨管带机的转运站，业主新搭了一个斜梯到管带机走道上，这样又增加了一个上下管带机通行口。　　借用转运站柱　　上图管带机从两个混凝土转运站之间穿过，原设计是在转运站之间空隙打基础立支撑。业主方考虑减少土建成本，建议直接抱转运站柱搭牛腿支撑更好。　　借用管道立柱　　上图借用的是管道立柱，直接在现有立柱上方增加门架支撑，地面都是通行道不允许做基础。　　二、不借用的案例　　增加大跨距桁架 　　上图大跨距栈桥近50米跨度，此区域地面有近10米高差的斜毛石护坡，空中有交错布置的皮带廊道和管道，还有一个简易的砖墙平顶房。原设计是没有这个大跨距桁架，初步方案是借用现有平顶房，在其房顶搭结构框架，结构框架着力到平顶房墙面，在结构框架上再搭立柱支撑管带机。后面这个方案业主否定，主要是怕平顶房无法承受这个力（此房也不能拆除）。　　上图为大跨距桁架吊装前照片。　　没有平顶房支撑点后，只能改用大跨距桁架，这个大跨距桁架还因现场施工空间受限，吊装施工难度大，设计了多个吊装方案多次评估后，最后还调用了300吨的大吊车。　　增加立柱安装难度　　有些地方如果不能借用现有建筑物，又不方便做大的钢结构通廊，此时无法避免需要增加桁架立柱。下图就是穿两个转运站，转运站结构设计时没有考虑到管带机的载荷，设计院不同意桁架直接落在转运站横梁上，只好在转运站内部增加的立柱，造成最大的问题及时管带机结构吊装比较麻烦。　　下图无法利用皮带机通廊做支撑，只能在错综复杂的管道和通廊间仅有的空间内搭建立柱。立柱不能直立到顶，空间和基础受限，只能做成下部小上部大结构，上部抱住皮带机通廊。整个立柱高度21米，此设计最大的麻烦在于吊装焊接，底部四腿柱部分现场制作没有断开，为一个整体，怎么拖运进去并安装到位，既要小心碰到周边的煤气管道，立柱都是在现场制作拆分吊装，然后高空拼装焊接，此立柱安装完成耗时最长。 　　三、总结　　通过上面多个案例分析总结两点：　　1、在现有建筑物结构受力允许的情况下，能借用尽量借用，这样主要有两个好处：一是节省了空间，特别是厂区改造类项目；二是节省了土建基础和设备投资成本。　　2、在不能借用现有建筑物的情况下，管带机新建基础应尽量避让现有建筑物基础，保证两个基础不干涉，这样受力不受影响。　　其他经验总结：　　1、针对1公里以上长距离的管带机，中间能借用的转运站等，可以作为上下通行的通道；　　2、靠近房子建筑物的地方，管带机支撑柱脚中心位置距离房子建筑物墙边缘至少要有1.5m的间距，能取大时尽量取大，因为房子的基础承台和管带机基础承台最好不要干涉。　　3、靠近皮带廊支架和管道支架地方，管带机支撑柱脚中心位置距离原支架中心距离至少1m的间距，能取大时尽量取大。　　4、如果无法避免需要靠近建筑物等设计基础，基础设计时需要做特殊处理。

管带机与全封闭廊道皮带机造价对比分析

2019年4月28日，由生态环境部等5部门联合联合发布《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》，意见中关于物料输送环节的摘要：　　2.物料输送。石灰、除尘灰、脱硫灰、粉煤灰等粉状物料，应采用管状带式输送机、气力输送设备、罐车等方式密闭输送。铁精矿、煤、焦炭、烧结矿、球团矿、石灰石、白云石、铁合金、高炉渣、钢渣、脱硫石膏等块状或粘湿物料，应采用管状带式输送机等方式密闭输送，或采用皮带通廊等方式封闭输送；确需汽车运输的，应使用封闭车厢或苫盖严密，装卸车时应采取加湿等抑尘措施。物料输送落料点等应配备集气罩和除尘设施，或采取喷雾等抑尘措施。料场出口应设置车轮和车身清洗设施。厂区道路应硬化，并采取清扫、洒水等措施，保持清洁。　　非粉状物料输送严格要求采用管带机或者全密封的皮带通廊。针对这两种输送形式的重量和造价做如下对比分析，供设计相关决策参考。　　一、对比条件说明　　1、输送物料：煤，比重0.85，运量250t/h，块度80mm以下，常温；　　2、管带机带速取2.5，管径取250mm；槽型皮带机带速取1.6，带宽取800mm；　　3、管带机和皮带机均取两侧走道，走道宽均为800mm；　　4、管带机和皮带机均为架空结构，跨度统一为24m；　　5、管带机直线段上下托辊间距为1.6m，皮带机上托辊间距1.2m，下托辊间距3米；　　6、输送机总长度按200米考虑胶带的选型和驱动部分，槽型带功率37kw，管带机功率75kw；　　7、管带机桁架结构形式如下：　　8、全封闭皮带机桁架结构形式如下：　　9、造价对比暂不考虑支撑立柱和头尾驱动部分，只针对24米桁架的结构与封闭、皮带和托辊进行对比；　　二、重量对比总结　　1、承载托辊型号重量对比 托辊型号托辊数量托辊单重kg托辊总重kg支架单重kg支架总重kg皮带机89x315603.59215.411.32226.4管带机89x230902.75247.52180　　1）皮带机承载托辊为35度槽角标准三托辊；　　2）管带机承载托辊为六边形双侧布置形式；　　2、回程托辊型号重量对比 托辊型号托辊数量托辊单重kg托辊总重kg支架单重kg支架总重kg皮带机89x95089.7377.843.7730.16管带机89x230902.75247.52180　　1）皮带机回程托辊为标准平行下托辊；　　2）管带机回程托辊为六边形双侧布置形式；　　3、中间架支腿结构件重量对比 中间架重量kg支腿I数量支腿II数量支腿总重kg结构总重kg皮带机35844133491管带机00000　　1）中间架和支腿均按轻中型标准选用；　　2）支腿H值按800选用；　　4、胶带型号重量对比 胶带型号胶带单重kg胶带重量kg皮带机B800-EP100/4(4.5+1.5)9.376450管带机B1000-GEP200/4(5+3)14.8710.4　　5、桁架结构重量对比 桁架截面尺寸桁架结构重量kg走道t6花纹板kg桁架封闭重量kg桁架总重kg皮带机3200x295068003200369013690管带机660x1320600018103308140　　1）皮带机通廊截面形式如下图，走道板包含桁架底部的封板，桁架封闭部分包含侧面和顶部的封闭檩条和彩钢板，不含窗部分；　　2）管带机桁架截面尺寸如下图，桁架结构包含桁架本体、走道及栏杆；走道花纹板考虑管带机不存在回程撒料情况只包括两侧走道部分，桁架封闭部分只包含管带机桁架上方的防雨彩板和固定架。　　6、重量汇总对比 托辊重量托辊支架重量中间架支腿重量胶带重量桁架重量重量汇总皮带机2932564914501369015180管带机495360071081409705　　7、重量对比总结：　　1）两者本体部分，不包含胶带和桁架结构，皮带机总重为293+256+491=1040kg，管带机总和为495+360=855kg，皮带机比管带机重20％左右；　　2）本体含上胶带，皮带机1040+450=1490kg，管带机855+710=1565kg，管带机比皮带机重5％左右；　　3）两者重量最大的差距在于桁架部分，皮带机封闭通廊重量基本是管带机桁架重量的1.7倍；　　4）两者桁架重量远大于设备本体重量，所有重量汇总后皮带机总重约为管带机总重的1.6倍左右。　　5）如果不考虑封闭，皮带机桁架和管带机桁架重量基本持平。　　三、造价对比总结 托辊价格托辊支架价格中间架支腿胶带价格桁架价格价格汇总皮带机3520256049107680136900155570管带机5940360001704081400107980　　1、价格说明：　　1）托辊价格按12元/kg估算；　　2）托辊支架和其他结构件按10元/kg估算；　　3）B800槽型胶带按160元/米估算；B1000管状胶带按355元/米估算；　　4）桁架价格按10元/kg估算；　　2、价格对比总结：　　1）就托辊、托辊支架、中间架和支腿、胶带几类皮带机本体部件总结，皮带机的造价为3520+2560+4910+7680=16370元，管带机的造价为5940+3600+0+17040=26580元，管带机是皮带机造价的1.6倍。　　2）按环保要求的全封闭总结，皮带机的造价为155570元，管带机的造价为107980元，皮带机是管带机的造价的1.44倍。　　四、结论　　1、就架空全通封闭通廊皮带机与架空管带机对比，皮带机的重量约为管带机重量的1.6倍，皮带机造价约为管带机造价的1.44倍，管带机的投资性价比优于封闭通廊皮带机。　　2、封闭通廊皮带机如果需要降低成本，可以从通廊结构方面着手，具体总结介绍见下期分享《管带机与全封闭廊道皮带机造价对比分析（二）》。

管带机六边形托辊松动脱落情况分析

本文提及的六边形托辊组其结构形式见上文带调整结构成管托辊支架的调整现场中带调整结构成管托辊支架结构说明。其结构中，托辊轴端与支架非卡扣连接，而是螺钉连接。 二、问题描述　　1、安装调试阶段存在托辊松动情况，部分螺钉掉落，如下图： 　　2、正常运行阶段，检修人员未及时发现松动，存在托辊完全掉落情况。　　3、主要的问题是存在安全隐患，特别是管带机架空在人行或汽车道上方。 三、原因分析　　1、安装调试阶段即开始托辊松动，主要原因还在于轴端固定螺钉的防松没有做到位，根据GB/T854单耳止动垫圈的图示说明，垫圈安装后需要做两次折弯，如下图，但是现场大部分情况是圆弧折弯边没有折，或者即使折了，也没有按照要求折边正好卡在六角螺母的六边形边上。　　下图是圆弧折弯边没有折情况：　　下图是圆弧折弯边没有折到位情况： 　　2、正常运行阶段的托管掉落，主要原因在于止动垫片没有做防腐措施，运行一段时间后腐蚀就失效了，如上述图片中的止动垫片已经锈迹斑斑。另外轴端的紧定螺钉和托辊支架安装螺栓的未作好防腐生锈也是造成长期运行后托辊掉落的原因。 四、解决方案　　1、从设计角度，止动垫片不能少，并且止动垫片一定要采用镀锌等防腐性能高的措施，紧固螺钉也是一样。另外从预防角度，桁架底部可增加预托辊掉落的防护网或者封闭钢板。　　2、从安装角度，止动垫片的两处折弯一定要到位，不能马虎了事，一段桁架托辊安装完成后，要做整段检查。　　3、从运维角度，现场维护检修人员定时检查托辊状况，及时发现托辊松动情况，避免托辊随时掉落风险。 五、其他说明　　1、如果按照上述解决方案处理，托辊掉落砸人事件可以完全消除，不必为此过渡担忧。　　2、桁架底部增加的防护钢板或钢丝网一定要做好防腐，钢板厚度2mm以上，钢丝网采用孔径不大于10mm，钢丝直径不小于2mm的镀锌网。　　3、对于距离较长的管带机，托辊安装时的止动垫片不可能保证百分百都安装到位，安装调试阶段安装人员或者现场技术人员要来回进行检查，确保将风险降到最低。　　4、如果由于其他原因造成物体掉落，如胀管或者皮带扭转造成物料抛出，最好的防护措施是加封闭钢板，但出现事故后要及时清理。