带式输送机中新型节能输送带的设计及应用

带式输送系统作为目前世界上经济的大宗固体物料输送系统，在各行各业得到了广泛应用，而其在采掘业、电力、水泥、钢铁、矿业和码头等重工业的应用集中。由于物料输送量巨大，带式输送系统的效率、寿命、运行稳定性及能耗等问题历来受到人们的广泛关注。输送机运行阻力的绝大部分来自于主要阻力，而输送带的压陷阻力在主要阻力中所占的比例往往更大。我们结合带式输送系统进行分析，主要从如何降低输送带本身压陷阻力入手，寻求一种节能输送带优化改进方案，以有效降低带式输送机的运行能耗，研发出一种符合大运量、长距离运输需求的、具有可观节能效果和合理运行寿命的新型节能输送带。

1、问题的提出

由于带式输送机是散料作业，特别是煤炭装卸作业，吞吐量大，运输距离长，设备利用率高，使得带式输送机在运行过程中的能耗指标极高，往往占到总能耗的66%以上。对于带式输送机节能课题的研究，之前已经做出了一些卓有成效的工作，包括在多驱变载荷带式输送机上实施减电动机运行，提高电动机运行功率系数，降低电动机无功能耗；实施流程逆起顺停，减少空运转时间等。这些技术在节能降耗方面起到了一定的效果，但总体节能效果仍十分有限。通过技术创新，进一步有效降低带式输送机运输能耗，对于企业降低运行成本、顺利完成节能工作指标，都将具有十分重要的现实意义。

2、节能输送带技术简介

目前对压陷阻力的研究普遍认为是输送带覆料的黏弹性特性引起的，在一个水平的带式输送机上，当输送带通过系统的每一个托辊时，由下覆盖胶的压陷导致的能量损耗是系统能量的主要损失，大概占到系统总能量的61%，是带式输送机能量消耗的决定性因素。这说明如果能够研发一种节能型输送带，即可有效降低输送带能耗与输送带橡胶压陷滚动阻力，将对带式输送机节能降耗产生积极的影响，其节能效果将十分显著。

可通过改变输送带本身的特性来降低输送带能耗：降低输送带的厚度，尤其是输送带托辊面覆盖胶的厚度；减轻输送带的自重；改变橡胶配方，从而改变覆盖胶的压陷滚动阻力。分述如下：

（1）输送带托辊面覆盖胶的厚度因设计使用需要，一般不能随意减小，或者减小的余地有限。

（2）影响输送带自重的是骨架材料的质量和橡胶质量，但主要还是骨架材料的质量。对于长距离输送带来说，主要采用高强度钢丝绳芯输送带，在保证钢丝绳强度等级不变的情况下，采用降低钢丝绳直径的方法，既保证了输送带的强度，又降低了输送带的自重，从而达到了节能的目的。

（3）改变橡胶配方，从而改变覆盖胶的压陷滚动阻力，可以取得较为显著的节能效果。

3、节能方案设计思路

（1）通过在输送带底胶配方中增加适当比例，其橡胶的损耗因子显著下降，证明了橡胶材料的弹性滞后效应，且动态生热及能耗都显著下降。

结果表明：在降低输送带压陷滚动阻力方面具有巨大的潜力，而且在技术上易于实现，在经济性上也十分具有吸引力。由于比例是通过改变橡胶的黏弹性来实现输送带的低压陷滚动阻力，因而具有更广泛的使用价值，可以与轻量化的骨架材料及广泛的橡胶种类并用，使输送带的能耗大幅降低。

（2）在保证钢丝绳强度等级不变的情况下，可采用降低钢丝绳直径的方法，既保证了输送带的强度，又降低了输送带的自重，达到了节能的目的，可节能1%~4%。以ST1250高强度钢丝绳输送带为例，优化后钢丝绳直径可由Ф4.5mm减小到Ф4mm。

通过对节能输送带节能原理、优化方案的阐述，综合具体应用实例表明，通过改进输送带下覆盖胶的配方设计，可有效降低底胶损耗因子；通过降低钢丝绳直径，可达到降低钢丝绳芯输送带带重的效果。通过以上改进可有效降低输送带的运行能耗，为大型带式输送机的进一步节能降耗提供了很好的借鉴。