运输过程中为保护物料质量，避免环境污染，要求运输线路沿线密闭场所使用气垫带式输送机。气垫带式输送机的专业化生产厂一旦形成，特别是气室的专业化生产厂，气垫带式输送机很有可能在很大程度上取代一般的带槽托辊带式输送机。同时，运输大宗物资的成本也比铁路、汽车、螺旋 输送机更经济。可以看出，近年来气垫带式输送机仍将以较快的速度稳步发展，是一种具有广阔应用前景的新型连续输送设备。随着当前煤电一体化发展目标的有效实施，相关企业正在慢慢步入煤炭行业，而在煤炭丰富的地区，电厂基本都会建在煤矿周围，这在一定程度上会给带式输送机的煤炭输送带来好处。显然，过去带式输送机受地质条件、地面特征等相关条件的制约，要以转载的形式运输，会加剧能源消耗，管理繁琐。但相关单位可采用平面曲线带式输送机，促进物料的直接运输。

一、平面曲线带式输送机原理

平面曲线带式输送机通过抬高输送带的内曲线，调整托辊的安装倾角，使输送带产生一个向外的离心力，以克服因曲线引起的输送带张力产生的向心力，从而保证输送带的曲线运行。输送带在曲线段运行时受力复杂，为了使带式输送机在曲线段平稳运行，转角处的上托辊组必须采取调整安装 支撑角度、改变槽角等措施，下托辊组采用V型托辊，以减小带式输送机的回程转弯半径。上托辊组一般以0-5的支撑角安装，可以改变带式输送机的受力，使其对输送带产生向外的离心力，平衡输送带张力产生的向心力。气垫输送机由一般带式输送机的装载、卸载和驱动装置三部分组成。头尾辊之间的托辊全部取消，但保留装车点的缓冲托辊和头尾辊前的部分过渡托辊。传送带支撑在气室的托盘槽上，托盘槽上每 隔一定距离有一定数量的小孔。空气从气源进入气室，通过小孔喷在托盘槽和输送带之间，形成气垫支撑输送带及其上的物料，使一般带式输送机托辊支撑的滚动摩擦变成空气的流体摩擦。气垫带式输送机之所以能在近几年得到迅速推广和发展，是因为它与一般带式输送机相比有着独特的优势：

1.运行平稳可靠由于连续气垫取代了间歇滚轮支撑，运行非常平稳可靠，物料不会在输送带上颠簸或掉落。因此，特别有利于输送按比例配制的不同块状的混合物料。

2.运行阻力低，能耗低一般带式输送机的模拟摩擦阻力系数为0.015-0.035，而设计良好的气垫带式输送机的模拟摩擦阻力系统为0.006-0.012，阻力降低3倍左右。水平气垫带式输送机驱动装置能耗和供气源能耗比普通带式输送机降低10-30%，节能效果显著。

3.增加轴承面积在相同的槽角下，气垫带式输送机的轴承截面积与一般带式输送机基本相等，但由于气垫带式输送机可以采用较大的槽角，所以在相同带宽下可以增加轴承截面积。

4.结构简单，制造成本低气垫带式输送机设计简单，省去了许多运动部件，气室为薄板盒结构，便于制造和批量生产。

5.维护成本低由于运动部件少，几乎不需要托辊支撑，可以节省大量的托辊维护成本。如果带式输送机的使用寿命为5年，每年每公里输送机可节省10万元以上的托辊维护费用。

6.资本成本低的气垫带式输送机可以以更高的速度运行，在相同的输送能力下可以采用更小的带宽，从而减小设备的体积，从而节省基建面积和成本。特别是可以节省大量的煤矿井下巷道建设费用。

7.可以使用轻型皮带。由于降低了运行阻力、能耗和输送带的最大工作张力，可以使用轻型输送带。北京矿务局王坪村煤矿一台气垫带式输送机，由普通带式输送机改装而成，原用6层帆布输送带，改造后使用四层帆布输送带，状况良好。

8.大输送倾角带式输送机的允许倾角取决于被输送物料与输送带之间的动摩擦系数、输送带成槽后的槽角、物料的动态堆积角、卸载方式和带速等。对于一般的带式输送机，由于两托辊组之间的输送带下垂，增加了运行时的爬坡度，同时由于输送带在托辊组上运行产生的振动，使物料下降，所以输送倾角一般比物料的动态堆积角小10-15度。气垫带式输送机是连续的气垫支撑，物料在输送带上运行非常平稳，所以输送倾角一般比物料的动态堆积角小5度左右。也就是说，气垫带式输送机的输送倾角可以增加5-10度。

二、两种输送机的结构性能的比较

（一）承载断面

一般带式输送机有载分支的托辊组由三个带槽托辊组成，气垫带式输送机的托盘甲板为圆弧。通过比较，在带宽、堆积角、槽角相同的情况下，两种形式的最大承载截面积相差不大，即两种机型的输送能力相当。

（二）皮带速度

目前带式输送机正在向高速、大运量、长距离方向发展，能否提高带速取决于两个方面。

（1）必要性。在设计选择带式输送机时，带速越高越好。应考虑以下因素：

a只有在大容量、长距离传输时，才选择高速窄带更经济；b 当物料的块度过大时，必须使用一定带宽的输送带。 这时候提高带速并不能降低带宽和设备尺寸，选择高速带没有意义。

（2）可能性。选择高速皮带时，应考虑以下问题：A、 输送物料与空气的相对速度过高，皮带上的物料可能被吹走；b如果输送机倾角大，带速过高，物料加速段过长，在加速段，物料运动不稳定。

当带速提高时，一般带式输送机需要长寿命轴承和结构良好的密封装置，而气垫带式输送机不需要考虑这些问题，所以气垫机便于采用高带速。

（三）能源消耗

采用气垫支撑后，带式输送机的运行阻力显著降低，驱动装置能耗降低。虽然鼓风机能耗增加，但总能耗降低。负载分支的运行阻力与输送机的长度成正比。就单位长度运行阻力（不包括提升阻力）而言，气垫带式输送机比一般带式输送机更节能。

三、制造、安装和维护成本的比较

（一）制造成本

一般带式输送机的零部件制造，特别是托辊的制造，一般采用先进的技术和设备。自动化程度高，生产量大，制造成本低。气垫输送机的气室由板材冲压或轧制而成，用螺栓连接，工艺简单，制造容易，便于大批量生产。但目前国内还没有气室的量产，无法定量比较气室和托辊的制造成本。

由于气垫带式输送机比一般带式输送机更节能，容易实现高带速，所以在相同生产率下，可以使用较少的动力驱动和传动装置。带宽、机架和其他组件尺寸也相应减小，气垫带式输送机的这部分比一般带式输送机要低，输送带的成本约占带式输送机成本的30%-50%。

（二）维护成本

气垫带式输送机不需要更换和维护托辊，气室槽板不会磨损输送带。气垫用于支撑皮带输送，避免了因皮带跑偏造成托辊支架对输送带的磨损或撕裂，降低了输送带的维护成本。气室不需要任何维护，托盘槽上的气孔也不会堵塞。另外，气垫带式输送机可以以更高的速度运行，减小了设备的体积，从而节省了基建面积和成本。

四、缺点比较

（1）不能承受冲击载荷，否则会破坏气垫，所以加载时还是要缓冲托辊。

（2）由于气室制造困难，输送机在平面和空间上转弯困难，只能直线布置。如果转向，需要设置过渡辊。

它已被国内外用于运输烟草、锯末、粮食、煤炭、矿石 等。实践表明，气垫带式输送机对物料的块数大小和工作环境没有特殊要求，能在恶劣的工作条件下工作，适用于长距离输送线。为了保证散装物料的质量，避免通过托辊时的振动，可采用气垫带式输送机。

五、煤炭运输用平面曲线带式输送机

某市某电厂属于某集团，装机容量4330MW，一期 2330MW。电厂的煤主要由某企业的煤矿供应，供煤方式为平面曲线带式输送机。皮带机起点在某村煤矿原煤仓下，终点为某电厂1号转运点，距离1.9km，运煤路线上有加油站、民 房等建筑物，皮带机穿越三条沟渠，穿越一座立交桥到达电厂。带式输送机由三个平面转弯段组成，第一个转弯段的角度为10.6°,以避开房屋；第二个弯道角度为12°，避开加油站；第三个弯道角度为21.6°，在一定区域内通过立交桥也含有凹弧段，使得带式输送机在复杂条件下运行。

（一）实现转向的措施

通常，平面曲线带式输送机的设计一般采用以下措施：

（1）提升传送带的内曲线。平衡向心力最有效的措施是利用输送带及其输送的物料的重力产生向外的离心力，将输送带的滚筒组在弯曲段的内曲线抬高0-5的夹角。此时输送带和物料的重力会产生指向带式输送机外曲线的离心力。

（2）惰轮倾斜安装。带式输送机转角处的托辊组的内侧沿其运行方向前移，使托辊组的轴线与带式输送机中心线的法线方向成一角度。此时托辊组产生的离心摩擦力可以平衡带式输送机张力产生的向心力。

（3）设置垂直滚轮。在平面曲线带式输送机的转角处设置垂直滚筒，当皮带在曲线段跑偏时，可以限制两侧的垂直滚轮。垂直滚轮会增加皮带的磨损，降低使用寿命，是一种预防措施。

（二）主要技术参数和配置

输煤带式输送机的主要设计参数为：输送能力1500t/h，带宽1.4m，带速3.55m/s，运距1900m，提升高度40m，倾角12～0～16。经计算，带式输送机平面转弯半径为1062米，设计平面转弯半径为1200米。第三个平面转弯段包含一个凹 弧，设计凹弧半径为1000m。带式输送机由机头驱动，功率比 为21。主要配置有三台315kW变频电机、三台SEW减速机、 一 台盘式制动器和一台可控液压张紧装置。皮带采用ST1600耐 寒阻燃钢丝绳芯橡胶输送带。

（三）带式输送机软启动方式

随着变频技术的日益成熟和价格的不断降低，许多长距离带式输送机主要采用变频软启动，与一般软启动相比有很多优点：

（1）调节范围大，需要带负荷运行。变频器在输送时范 围大，变频调速装置调节的点击速度范围变宽，可以促进带式输送机在实际运行中有多种速度需求。

（2）控制精度高，功率平衡好。通常长距离带式输送机通常由多台机器驱动，功率平衡是保证设备运行的主要条件。由于该设备采用的变频器通常采用无速度传感器矢量控制，变频调速控制的主要目的是共同检测异步电动机的磁通及其转矩，实现自动改变电压的目的，使指令值能与检测值处于同一状态，从而最大限度地提高带式输送机的控制精度。

（四）惰轮组的布置

本文在带式输送机曲线段托辊组的设计过程中，主要采用悬挂结构，可以多角度调节，使托辊组在曲线内上升到相应的高度，这样做的目的是平衡皮带的向心力。相关人员对托辊组的距离进行了适当的改动，以往带式输送机上托辊间距一般为1.2m，下托辊间距为3.0m，本次设计主要采用159直径托辊。上托辊主要采用45槽角托辊组，间距3m，下托辊主要采用20 V形托辊组，间距控制在6m。就上盖和下盖而言，使用的材料是高分子橡胶材料，橡胶材料的粘弹性特性在一定程度上可以导致皮带在任何托辊的滚动过程中变形后消耗大量的机械能。这种消耗通常是皮带张力会随着输送机长度的变化而变化，也就是抗崩性。通过增加滚筒的直径和距离，相关人员可以在一定程度上避免输送带受到更大的抗挤毁阻力。因此，科学地增加辊间距对设备的动力消耗和资金投入具有重要意义。

（五）应用效果及前景

在某市某电厂，主要使用平面曲线带式输送机，2015年 开始第一次试运行，至今设备运行状况良好，各项指标与设 计一致，没有明显偏差，日常维护比较简单，在一定程度上可以起到资金的作用，从而给电厂带来丰厚的经济效益。在当前的发展形势下，电厂与多家企业深入探讨了带式输送机输煤系统，相信在未来的发展道路上，平曲线带式输送机技术将得到大力推广。

结语

笔者根据自己多年的经验，从以上几个方面对电厂输煤系统中使用的平面曲线带式输送机的具体情况进行了深入的 分析，并取得了显著的效果。笔者提出自己的看法，提供给相关人士，旨在为电厂行业的发展带来益处，相信在未来的发展道路上，这种设备可以得到大力推广。