新型可横移皮带车系统的设计及应用

中交第二航务工程勘察设计院有限公司　吴　涛　周　瑞

摘　要： 提出了一种适用于狭窄陆域斜坡式码头的新型皮带车系统。该皮带车拆卸及组装方便，具有可旋转车轮，可向垂直于运行轨道方向横移，并列存放在指定区域。该系统在长江上游某港区散货工艺改造项目中的成功应用，为类似工程的设计提供了参考。

关键词：横移； 皮带车； 并列存放； 狭窄陆域； 斜坡码头

1　引言

我国长江上游地区水位差大，地形条件复杂，散货码头多采用斜坡码头型式，斜坡道上采用可移动皮带车作为散货上下坡道运输设备[1]。常规皮带车为满足其曳引行程，通常对陆域纵深有一定要求，而在狭窄陆域条件下，则需对皮带车进行拆解，常规皮带车拆解不便，且拆除部分需吊运至特定场地存放，这种方式要浪费大量时间进行拆解及存放作业。

本文提出了一种适用于狭窄陆域条件的新型皮带车系统。该系统拆卸方便，具有可旋转车轮组，直接横移并列存放在指定区域，解决在狭窄陆域条件下常规皮带车曳引行程不足和拆解及存放不便的问题。

2　新型皮带车系统的设计

2.1　皮带车系统简介

皮带车是一种特殊形式的可移动带式输送机，适用于水位落差大且变化较为频繁的斜坡码头中，其整机长度可根据水位差、斜坡长度和工艺要求设定。常规皮带车结构多由一条带式输送机和分段铰接的挠性机架组成，机架下方安装有行走轮，依托牵引绞车驱动曳引，其整机可在斜坡道及坡顶预设的轨道上随水位涨落而移动。常规皮带车系统组成如图1所示。图1中， L1为皮带车在设计高水位和设计低水位间的最大移动距离，L2为皮带车最大曳引距离。需保证L2≥L1，才能满足皮带车适应高低水 位变化的要求[2]，否则，就需要对其进行拆解。常规皮带车拆解麻烦，对装卸作业效率造成不利影响。皮带车结构如图2所示。

图1　常规皮带车系统示意图

图2　常规皮带车结构图

2.2　新型皮带车系统组成及工作原理

2.2.1　系统组成及平面布置

新型皮带车系统由多节一定长度的皮带车通过连接杆串联组成，如图3所示，系统主要包括皮带车结构、牵引绞车、固定拉锚装置、牵引钢丝绳卷绕系统等。为适应高低水位差及斜坡道长度，通过增加或减少单节皮带车数量，可方便地对整条皮带车的长度进行调节。每单节皮带车之间通过1段连接杆相连接，连接杆两端与前后皮带车之间铰接。在每节皮带车尾部均设有上下2个固定拉点，固定拉点通过钢丝绳卷绕系统与牵引绞车相连接，皮带车系统的上行、下行均通过绞车曳引。皮带车在斜坡道上运行，斜坡道及坡顶平台上预埋两条纵向轨道；坡顶平台上，垂直皮带车运行轨道预埋6条横向轨道，供皮带车横移时使用。

当皮带车通过坡顶处非直线段时，为保证皮带车过坡顶时的通过性能，每节皮带车的机架长度及车轮轴距不宜过长[3]， 故本次设计的新型皮带车每节机架分为3小节，前后2小节机架之间通过一根横杆和竖槽连接，可保证皮带车过坡顶弧段时的挠性和稳定性。每小节机架设置2组车轮，车轮均为可旋转式，单节皮带车结构如图4所示。

图3　新型皮带车系统布置图

2.2.2　系统工作原理

皮带车在设计低水位作业时，需通过预设的拉锚装置固定于斜坡道上。当水位上涨时，皮带车需向上移动以满足趸船、钢联桥移位的要求。上移时松开固定拉锚装置，通过牵引绞车及钢丝绳卷绕系统将皮带车向岸上牵引，使得陆侧一节皮带车到达坡顶平台指定位置，将仍处在斜坡上的若干节皮带车固定在拉锚装置上，以防止其发生溜坡。然后将坡顶处的皮带车与江侧固定好的皮带车分离，在固定顶升点通过顶升装置将拆解后的皮带车机架顶起，转向车轮旋转90°，而后将该节皮带车沿横向轨道移动至并列存放区域，空出陆域坡顶平台纵向轨道上的单节皮带车机位，以便水位再次上涨时，下一节皮带车曳引至此处进行同样的拆卸横移作业，同时便于对横移至空旷区域存放的皮带车进行维护和保养。

皮带车下行的操作流程与上行时恰恰相反。首先，将第1节皮带车横移至纵向2条轨道上的指定位置，通过顶升装置将机架顶起，将车轮旋转90°，将皮带车端部的固定拉点通过钢丝绳卷绕系统与牵引绞车相连接，利用牵引绞车反向曳引，使第1节皮带车到达斜坡道上指定机位处，并用固定拉锚装置固定。然后，拆除第1节皮带车尾端与牵引绞车直接相连的钢丝绳，将第2节皮带车横移至指定位置，通过顶升装置实现车轮转向；通过连接杆连接第1节、第2节皮带车，将牵引绞车通过钢丝绳重新与第2节皮带车尾端连接，解除第1节皮带车的拉锚装置；利用第1节皮带车自身重力牵引皮带车至斜坡上固定。以此类推，可实现皮带车系统在水位下降时与码头及陆域输送设备之间的衔接。

图4　新型皮带车结构图

2.2.3　应用情况

长江上游万州河段某港区对散货出口泊位进行工艺技术改造，其陆域堆场被进港铁路线一分为二，考虑铁路线安全距离要求，近江侧可用陆域纵深仅有约45 m，高水位作业时，后退的皮带车无存放场地，常规皮带车不能适应该工程的实际要求。故采用本文介绍的新型分节横移皮带车系统，解决了其陆域纵深狭窄的问题。

该工程装卸工艺流程为：物料从堆场由堆取料机取料后，经带式输送机BC8A向BC8B供料，自BC8B至装船机的物料输送工艺有2种情况：(1)在设计高水位作业时，皮带车BC9A/B/C均停放在并列存放区域，由BC8B直接向BC10供料，然后经装船机完成装船作业；(2)在低水位作业时，按照上文所述的皮带车下行流程将若干节皮带车依次连接并下放至斜坡道上合适位置，通过拉锚装置固定，此时，物料自BC8B经皮带车BC9A/B/C 向BC10供料，然后再经由装船机完成装船作业。

3　结语

该新型皮带车系统具有如下特点：

(1)拆卸及组装方便，尤其适用于狭窄陆域条件的港区。

(2)采用了可独立旋转的车轮组，并在坡顶平台处设置了横向轨道，能实现皮带车拆解后，直接横向移动，并列存放至指定区域。每节皮带车之间连接杆的巧妙设置，保证了皮带车从斜坡段沿弧段过渡到坡顶平台时的通过性，同时也令皮带车的拆解和组装更加便捷。

(3)不受水位差和斜坡道长度的限制，可通过增加或减少单节皮带车的数量来适应不同的水位差和斜坡道长度。

参 考 文 献

[1]　王诚，王维. 长江上游大水位差散货码头装卸工艺及设备研究[J]. 港口装卸，2006(2)：16-18.

[2]　交通部第二航务工程勘察设计院. 河港装卸工艺设计手册[M]. 北京：人民交通出版社，1982：25.

[3]　第二航务工程局设计研究院二室工艺组. 适用于大水位差斜坡码头的新型带式运输机-皮带车[J]. 水运工程，1976(8):18-20.

Design and Application of a New Type Belt Conveyor System Which Can Traverse

CCCC Second Harbor Consultants Co.,Ltd. 　Wu Tao　Zhou Rui

Abstract： This paper proposes a new belt conveyor system that is suitable for slope wharf with narrow terrestrial. The belt conveyor disassembles and assembles easily. It has rotatable wheels so that it can traverse to the direction perpendicular to the orbit and parallel stored in the designated area. The successful application of this new system in a bulk process modification project of a harbor located in the upper reaches of the Yangtze River provides a reference for the design of similar projects.

Key words： traverse；belt conveyor；parallel stored；narrow terrestrial；slope wharf

DOI： 10.3963/j.issn.1000-8969.2016.02.013

收稿日期： 2015-12-03

吴涛: 430071, 武汉市武昌区民主路555号