2津巴布韦钢铁公司装备的15.PDF

东北大学机械工程与自动化学院 宋伟刚 Tel 024 邮编：110004 3 ZISCO 装备的15.6km 世界上最长水平转弯槽型越野带式输送机 1.0 摘要 津巴布韦钢铁公司（以下简称 ZISCO ）安装的一条长 15.6km 的水平转弯越野带式输送机于 1996 年 12 月交付使用。这是世界上唯一最长有争议的槽型带式输送机。本文对这一带式输送机独特成功设计的思 想和策略进行了阐述。其设计的主要关键问题为： (1)输送带强度、宽度、速度和安全系数的选择； (2)功率分析—选择有效滚阻合力； (3)驱动装置规格、布置及控制稳定性； (4)拉紧装置设计、布置和控制； (5)托辊选择、间距、功率影响、输送带保护和振动控制； (6)冲击波动态的控制分析方法； (7)水平曲线控制的输送带翻转。 2.0 前言 津巴布韦钢铁公司长 15.6km 的越野带式输送机于1996 年成功交付使用，致使槽型带式输送机技术得 以延伸。 本文对这一世界上唯一最长的有争议的槽型带式输送机的机械和控制逻辑设计作了阐述。ZISCO 公司 选择了Bateman Material Handling(BMH-南非)和输送机动力学公司（CDI-美国）设计水平转弯越野带式输 送机。这两家公司是在 1992 年面对激烈的国际竞争环境下中标的。 该输送机将 ZISCO 公司的新瑞普鲁.克勤可矿（New Ripple Creek ）储料场二次破碎的铁矿石（小于 31.5mm ）运至红崖城 （Redcliff,Zimbabwe ）附近的现代化炼钢厂。独特的分体设计不仅减少了投资和运转 成本，同时还降低了噪音，提高了输送机的可靠性。 图1 和图2 所示为越野带式输送机2.5km 的首段穿越起伏蜿蜒的复杂地形。 图1 在2300m 处顺料流方向照片 图2 与图1 相反方向看拉紧塔架照片 3.0 设计方法 由于该输送机长度打破世界纪录，及其相应的控制灵敏性，水平弯曲段的铺轨和低噪音等方面的要求， 导致设计难度加大，这就需要对其设备选型、规格尺寸、位置和性能指标进行深入研究。沿输送机线路附 近有许多小型农场，这就增加了噪音控制设计方面的问题。图3 所示为越野带式输送机标高纵向剖面图。 图3 15.6km 越野带式输送机纵向剖面图 1 东北大学机械工程与自动化学院 宋伟刚 Tel 024 邮编：110004 虽然综合的、完美化的设计和高效的成本竞争体制似乎是一对矛盾体，但是ZISCO 公司并不认同传统 的标准和规范，相反他们要求应用现代技术标准来提高越野系统的设计水平和经济效益。图4 所示为主要 设备位置和规格技术特征。 图4 主要设备布置和规格技术特征 3.1 输送带强度、宽度、速度、安全系数选取和寿命 选择石桥钢绳芯输送带，强度为 ST-888N/mm 。该值受输送带安全系数标准、计算能耗、拉紧装置位 置和驱动电机的配置等因素制约。选择钢绳芯输送带是因其在控制输送带伸长，拉紧装置的位置和能耗方 面优越于织物输送带。织物输送带的伸长率是钢绳芯输送带的7-10 倍，要求超过300m 的拉紧行程，需要 钢绳芯输送带的2 倍功率和强度克服增加的输送带下垂量和滚动阻力。 输送带宽度标准根据输送能力（500t/h,干料）、成槽性能、横断面积和设计速度选定。选择750mm 带 宽，根据CEMA(美国输送机设备制造商协会)计算方法，取 152mm 的边距，物料横断面利用率为 44% 。 另外，考虑到来自矿山储料场耙式取料机生产能力的波动，横断面容量规定有30% 的浮动涌量调节，同时 保持125mm 的净边距。 输送带速度一般在下常情况下整定在 4.25m/s,但为使回程侧输送带边缘飘击振动降低到最小，以使噪 音最低，可通过变频驱动装置上下调节带速。输送带边缘飘击振动采用CDI 专门方法进行分析。 输送带安全系数为 SF=5.8。该值在冬夏和干湿季节有所浮动。在 0℃时安全系