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浅析国内外输送设备发展现状与差距
2009-9-11
摘要:

编者按:输送设备是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械,可以将物料在一定的输送线上,从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送,也可以进行成件物品的输送,除进行纯粹的物料输送外,还可以与各工业企业生产流程中工艺过程的要求相配合,形成有节奏的流水作业运输线。所以输送设备广泛应用于现代化的冶金、电力、煤炭、化工、建材、码头、粮食等工业企业中。

输送机械设备含:皮带输送机、顶板连输送机、滚筒输送机、网带链输送机、螺旋输送机、斗式提升机和板链斗式提升机等种类。


  随着经济的发展与制造工艺的提升,近年来国际上输送机技术更新升级换代很快,在技术层面主要面临2个方面的问题:首先是输送机的功能多样化、适用范围扩大化;其次是输送机自身的技术与装备有了巨大的发展,长距离、大运量、高运速已成为输送机发展的主要方向,这种趋势的核心技术就是有益于提高输送机的运行性能和可靠性的动态分析与监控技术。

  目前,国际范围内输送机的技术与装备主要有这样几个特点。一是机械的大型化,主要技术参数与机械均向大型化发展,以满足高产高效集约化生产的需要。二是动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术,采用大功率软起动与自动张紧技术,对输送机进行动态监测与监控,大大地降低了输送带的动张力,设备运行性能好,运输效率高。三是采用多机驱动与中间驱动及其功率平衡、输送机变向运行等技术,使输送机单机运行长度在理论上突破限制,并确保输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。四是新型、高可靠性关键元部件技术。如先进的大功率驱动装置与调速装置、高寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高效贮带装置、快速自移机尾等。如英国产的FSW1200工作面顺槽带式输送机就采用了液粘差速或变频调速装置,运输能力出众,并且机尾可随工作面推移而自动快速自移、人工作业少、生产效率高。

  我国生产制造的输送机的品种类型较多。近年来,随着国家相关推进政策的落实,输送机的技术水平有了很大提高,长距离输送机的关键技术研究和新产品开发取得了很大的进步。

  尤其是大倾角的输送机设备、高效率的工作面顺槽、可伸缩的输送机均填补了国内空白,并对输送机的主要元部件进行了理论研究和产品开发,研制多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置,驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器。

  在关键技术上,国内的输送机械产品主要面对着两个问题,一是输送机械的动态分析与监测技术,二是可控的软起动技术。长距离与大功率的输送机技术关键在于动态设计与监测,它是制约输送机械发展的核心技术。目前国内分析研究输送机并制订的计算方法和设计规范,对输送带应用了很高的安全系统,却与实际作业情况相差很远。输送带是弹性体,长距离带式输送机械的输送带对驱动装置的制动力的动态响应是一个非常复杂的过程,不应该简单地用刚体力学来计算。而已开发的带式输送机动态设计方法和应用软件,在大型输送机上对输送机的动张力进行的动态分析与动态监测,大大延长使用寿命,保证了输送机械运行的可靠性,使大型带式输送机械的设计实现高水平的目标,并使输送带成本大为降低。

  长距离的输送机因为功率大、距离长且多机驱动,必须采用软起动方式来降低输送机制动张力。特别是在多电机进行驱动时,为减少设备对电网的冲击,软起动应细分慢速起动,控制起动加速度,解决承载带与驱动带带速同步和输送带涌浪,减少对元部件的冲击。国内已大量应用调速型液力偶合器来实现输送机的软起动,解决长距离输送机的起动与同步性问题。但调节精度和可靠性和国外仍有一定差距。此外,长距离输送机技术验证时还需要验带的带速,调速型液力偶合器虽然实现输送机的软启动,但仍需开发适用于长距离输送的无级液力调速装置。虽然通过进口比例阀及控制系统可以实现软起动,但价格昂贵,设备技术急需国产化。

  随着装备制造的快速发展,国产输送机的性能参数已不能满足高效率作业环境的需要,尤其以顺槽伸缩带式输送机的关键元部件和自移机尾、高效储带等功能为代表的技术,与国外有着很大差距。

  在装机功率上,工作面顺槽可伸缩带式输送机最大装机功率为4×250 kW,而同规格国外产品可达4×970 kW,国产带式输送机的装机功率仅为国外产品的30%~40%;而在运量和宽度方面,国内带式输送机运量为3000 t/h,国外已达5500 t/h,国内带式输送机宽度为1400 mm,国外为1830 mm。目前国内的输送机械的自移机尾主要依赖进口,主要有2个型号,一种有一个推进油缸,另一种则有2个推进油缸。单油缸机尾用于在带宽1.2 m的输送机上,缺点是自移机尾输送带的跑偏量太小,纠偏能力弱,刚性差。双油缸自移机尾的使用效果优于前者,在水平、垂直2个方向均有调偏油缸,纠偏能力较强,因而,前者尚需完善,后者则需研制。但对自移机尾的要求是共同的,既要满足输送机防滑的要求,又要满足不停机情况下的快速自移功能。

  除此以外,国内外输送机械产品的性能差距还表现在如下方面:

  (1)输送机品种  机型品种少,功能单一,使用范围受限,不能充分发挥其效能,如拓展运料或双向运输等功能,以便实现一机多用。

  (2)托辊寿命  我国现有的托辊技术质量与国外比较,寿命短、速度低、阻力大,而国外生产与应用的新型注油托辊,运行阻力较小,轴承采用稀油润滑,有效提高了托辊的寿命,使用面广,经济效益显著。据了解,国内输送机托辊寿命为2万h,国外托辊寿命5~9万h,国产托辊寿命仅为国外产品的30%~40%。

  (3)驱动方式  国内普遍为调速型液力偶合器与硬齿面减速器,而国外传动驱动方式多样,如CST可控传动系统等,控制精度较高。

  (4)监控装置  国外输送机采用可编程序控制器PLC,推出了程序软件与综合电源继电器控制技术,以及集数据采信、处理、存储、传输、故障诊断与查询等功能于一体的完整自动监控系统。而国内的输送机仅采用了中档可编程序控制器来控制输送机的启动、正常运行、停机等工作过程。虽然能与可控制装置配合使用,达到可控启动、带速同步等功能,但没有自动临近装置,没有故障诊断与查询等功能。

  (5)输送机的保护装置  国外的输送机产品除了加装防止输送带跑偏、打滑、撕裂、过满堵塞、自动洒水降尘等保护装置外,近年来,又推出多种新型监测装置:传动滚筒、变向滚筒及托辊组的温度监测系统;烟雾报警及自动消防灭火装置;纤维织输送带纵撕裂及接头监测系统;防爆电子输送带秤自动计量系统。而国内目前已有的打滑、防跑偏、超温洒水,烟雾报警装置的可靠性、灵敏性、寿命都较低。

  为了适应高效、集约化、智能化生产的需要,带式输送机的输送能力要加大。长距离、高带速、大运量、大功率是输送机械今后发展的趋势。这种趋势包含了7个方面的关键技术:⑴动态分析与监控技术;⑵软起动技术;⑶中间驱动技术;⑷自动张紧技术;⑸新型高寿命高速托辊技术;⑹快速自移机尾技术;⑺高效储带技术。

  一个企业的设备开机率的高与低主要取决于元部件的性能和可靠性。未来的输送机械,不仅要进一步完善和提高现有元部件的性能和可靠性,还要开发研究新的技术和元部件,如高性能可控软起动技术、动态分析与监控技术、高效贮带装置、快速自移机尾、高速托辊等,使带式输送机的性能得到进一步的提高。拓展一机多用,使输送机械发挥最大经济效益。开发特殊型带式输送机,如弯曲带式输送机、大倾角或垂直提升输送机,进一步拓展输送机械应用范围。

  随着国民经济的快速发展,我国在能源、冶金、建材、码头等行业获得极大的发展机遇,而输送机械产品与这些行业的发展息息相关,同时也对国民经济的发展起到了关键的作用。在日益国际化的市场环境下,中国输送机械行业面对新的环境,如何持久保持良好发展势头的问题,已经逐渐引起行业的广泛重视。

  由于国内市场不规范,行业内存在着诸多无序竞争的不利因素。例如市场的盲目扩大与发展,导致企业呈现多小散乱的局面;再例如很多企业非标生产,降价销售;部分企业品牌意识淡薄,只求价格轻视质量;行业宏观方面,调控乏力,市场缺少必要的整顿和引导,也是导致出现无序竞争隐患的因素之一。

  然而近年来,随着国家不断推出相关政策的扶持引导,尤其是今年年初装备制作业调整振兴规划的出台,国内的输送机械行业迎来了发展良机。众多输送机械制造企业不断加大改革和产品研发力度,提升行业竞争力,具有现代化和市场竞争力的输送机生产线陆续投入车间,逐渐形成从图纸设计到产品自主制造的行业生产体系。据悉,今年1到7月,输送机械产量同比增长12%,7月份增加6.5%,国家扩大内需的各项政策逐步落实到位,受益基建投资的输送机械保持了良好上升势头,随着经济环境的企稳回升与政策效应的累积显现,输送机械行业将获得进一步的发展良机。

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