皮帶機在世界范圍的應(yīng)用發(fā)展已有100多年的歷史，我國加入WTO至今，皮帶機的設(shè)計制造技術(shù)也得到了較快的發(fā)展。但是，國內(nèi)外皮帶機“大馬拉小車”的難題始終得不到解決，造成電能的嚴(yán)重浪費。

　　隨著能源危機的不斷加劇，國家乃至世界加強節(jié)能減排，實現(xiàn)低碳經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的任務(wù)更加艱巨，實現(xiàn)皮帶機的節(jié)電、可靠、安全、高效輸送運行，不僅是企業(yè)效益的需求，也是社會宏觀發(fā)展的要求，更是皮帶機設(shè)計生產(chǎn)企業(yè)義不容辭的責(zé)任！

　　皮帶機不節(jié)能的原因比較多，但主要原因還是托輥不好“惹的禍”！傳統(tǒng)托輥制造精度波動曲線大，以及迷宮式密封腔中填加的潤滑脂，造成旋轉(zhuǎn)阻力比較大；尤其是密封效果差，軸承被淋水或粉塵污染的時間是不可預(yù)測的，托輥軸承污染后，與膠帶之間正常的滾動摩擦變?yōu)楫惓５幕瑒幽Σ?，阻力變得更大，為了保證皮帶機的可靠運行，不得不將皮帶機的配置功率，設(shè)計計算為皮帶機實際需要驅(qū)動功率的2倍甚至更多，形成“大馬拉小車”的現(xiàn)象，造成了電力的大量浪費。

　　北京雨潤華科技開發(fā)有限公司從1996年-2003年對托輥進行了5次重大技術(shù)革命，研制成功制造精度高，旋轉(zhuǎn)阻力小（比國家標(biāo)準(zhǔn)降低1倍多）；密封性能好，軸承不污染損壞；管體防腐耐磨的真托輥。獲得國家發(fā)明專利：《帶式輸送機械托輥》（發(fā)明專利號：02115632.8）；《一種托輥》（發(fā)明專利號：200910064235.6），該項專利已申報美國、加拿大、俄羅斯、澳大利亞、巴西國際專利。

　　通過持續(xù)16年對托輥乃至皮帶機的研發(fā)實踐，雨潤華公司又研制出節(jié)電皮帶機的方法：《一種機械設(shè)備的功率提供裝置和減小機械設(shè)備的配置功率的方法》（發(fā)明專利申請?zhí)枺?01110200274.1）。在保證皮帶機安全可靠、節(jié)電高效運行的前提下，實現(xiàn)降低50%配置功率的節(jié)電效果，率先攻克了皮帶機節(jié)電的世界難關(guān)。

　　配套雨潤華公司托輥即可以將皮帶機的配置功率降低50%左右。但是，傳統(tǒng)皮帶機設(shè)計和使用思維定式已經(jīng)習(xí)以為常，降低一倍功率都存在很大的顧慮，惟恐影響皮帶機的正常輸送運行。因此我們又研制出拆分配置功率的方法，既保證皮帶機安全可靠的運行，又實現(xiàn)降低50%配置功率的節(jié)電效果。

　　一、拆分皮帶機配置功率的方法：

　　傳統(tǒng)皮帶機的配置功率是實際需要驅(qū)動功率的2倍以上，在皮帶機阻力沒有增大時，大部分功率被浪費掉；但若減小到實際功率，當(dāng)不可預(yù)測的阻力增大時，又會造成電動機超負荷工作而損壞，對生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。拆分配置功率的方法徹底解決了這一相互矛盾。如圖所示，圖中：

　　1、驅(qū)動功率提供裝置                  2、儲備功率提供裝置

　　3、機械設(shè)備                          4、連接器

　　5、結(jié)合裝置                          6、控制箱

　　7、驅(qū)動功率電流表                    8、電流監(jiān)控裝置

　　9、報警裝置                        10、儲備功率電流表

　　11、電器儀表箱

　　在上圖中，將計算出來的配置功率拆分為驅(qū)動功率提供裝置（以下簡稱電機）1和儲備功率提供裝置（以下簡稱電機）2兩部分，電機1設(shè)計為皮帶機實際需要功率的1.2-1.5倍，可以單獨用作皮帶機正常運轉(zhuǎn)時的驅(qū)動；電機2與電機1之間用結(jié)合裝置5連接；中間設(shè)有電流監(jiān)控裝置8，其作用是，在電機1的電流達到設(shè)定的極限值時，可以自動啟動電機2，反之，自動斷開電機2；報警裝置9與電機2連接，驅(qū)動功率電流表7和儲備功率電流表10分別用作監(jiān)控電機1和電機2；3是皮帶機；4是連接器（聯(lián)軸器、減速機）。工作原理是：1、當(dāng)需要啟動皮帶機時，開啟閉合開關(guān)接通電源，電機1和電機2同時工作，共同將皮帶機啟動（通過聯(lián)軸器、減速機4，驅(qū)動皮帶機3運轉(zhuǎn)）。當(dāng)皮帶機達到正常轉(zhuǎn)速后，電機1的電流恢復(fù)到設(shè)定極限值內(nèi)，電流監(jiān)控裝置8自動斷開電機2的電源，由電機1單獨驅(qū)動皮帶機運行，實現(xiàn)節(jié)電的效果；當(dāng)皮帶機出現(xiàn)不可預(yù)測的阻力增大時，電機1的電流即會上升，當(dāng)達到設(shè)定的極限值時，電流監(jiān)控裝置8重新自動接通電機2的電源，啟動電機2與電機1共同驅(qū)動皮帶機，保證可靠運行。但同時發(fā)出報警信號，警示操作人員，皮帶機阻力增大，出現(xiàn)了潛在故障，及時檢查維修，避免重大事故發(fā)生。

　　下面以北京雨潤華公司2010年12月中標(biāo)甘肅祁連山集團永登水泥公司的一條皮帶機為例，該條皮帶機長度 162.278米，寬度0.8米，帶速1.6米，運量250噸/小時，角度：0，輸送水泥。天津水泥設(shè)計院按照傳統(tǒng)托輥性能和經(jīng)驗以及國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計配置功率30千瓦，配套北京雨潤華公司托輥后，經(jīng)計算更換為18.5千瓦即可滿足皮帶機正常運行，后經(jīng)永登水泥公司同意，更換為22千瓦。

　　該條皮帶機從2011年3月22日投入正常使用。6月27日進行了電流檢測，空載電流16.9-17.6A；滿載電流18.1-19.2A，實際驅(qū)動功率小于10千瓦，說明配置功率15千瓦即可以滿足該條皮帶機的正常運行，比傳統(tǒng)經(jīng)驗和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計降低配置功率50%。如果按照拆分配置功率的方法，即可以采取兩種組合方法：1、將電機1設(shè)定為11千瓦、電機2設(shè)定為7.5千瓦；2、將電機1設(shè)定為15千瓦、電機2設(shè)定為5.5千瓦。按照上述的工作原理，既能夠收到皮帶機在不可預(yù)測的阻力沒有增大運行時的顯著節(jié)電效果，又能夠保證在不可預(yù)測阻力增大后的可靠運行，尤其是同時發(fā)出的報警信號，警示操作人員出現(xiàn)潛在的早期故障，及時進行檢查排除，避免重大事故的發(fā)生。

　　原有的皮帶機全部更換雨潤華公司托輥后節(jié)電效果對比案例：

　　2011年初，在冀東水泥集團三七水泥廠一條長度190米，帶寬1.2米，3401-1號原料皮帶機上，進行全部更換托輥改造，與同樣的但沒有更換托輥改造的3401-2皮帶機進行數(shù)據(jù)對比試驗。結(jié)果是實際運行功率下降約10KW，噸石灰石耗電下降約0.01KWh/t，（經(jīng)計算大約1.5年，節(jié)省的電費將托輥費用沖零）。如果采用拆分配置功率的方法，節(jié)電效果將更加顯著。

　　2009年在內(nèi)蒙古烏蘭水泥改造的長度1200米、寬度0.8米的皮帶機，驅(qū)動功率220KW，托輥更換前電流為390-430（A），更換后為360-380（A），平均降低電流40-50（A）；

　　在山西潞寶集團焦化廠的一條長度200米、寬度1.4米、角度14?、運量300噸/小時、帶速1.32米/秒的皮帶機上，驅(qū)動功率75KW，托輥更換前A、B、C三項電流分別為53、56、48（A），更換后為A、B、C三項電流分別為44、49、40（A），平均降低電流8（A）；

　　在河南孟電水泥的皮帶機上，驅(qū)動功率45KW，托輥更換前電流為40（A），更換后為28（A），平均降低電流12（A）。孟電水泥設(shè)備部長張新利還風(fēng)趣的說，北京雨潤華公司的托輥沒有噪音，好像"啞巴托輥"。

　　綜上所述，皮帶機節(jié)電的關(guān)鍵，是基于托輥旋轉(zhuǎn)阻力小并且始終不變化、降低皮帶機運行阻力系數(shù)的基礎(chǔ)之上的。否則，配置功率拆分就沒有實質(zhì)的節(jié)電意義。因此，有必要將雨潤華公司真托輥的核心技術(shù)做一介紹。

　　真正長壽命的真托輥，必須同時具有三個核心特點：1、新的密封結(jié)構(gòu)，迷宮式腔中添加少許潤滑脂，對旋轉(zhuǎn)阻力影響極小，即可保證淋水和粉塵不污染托輥軸承，軸承長期在良好潤滑的狀態(tài)下運轉(zhuǎn)，正常使用壽命達到15萬小時； 2、托輥兩端軸承位置不同軸度≤0.05mm（托輥制造精度高也是保證軸承壽命的關(guān)鍵條件之一），密封腔中沒有潤滑脂的粘度阻力，旋轉(zhuǎn)阻力平均≤1N（比國家標(biāo)準(zhǔn)低1倍以上），外圓徑向圓跳動≤0.3毫米；3、托輥管體的防腐耐磨。北京雨潤華公司很好的解決了托輥管體防腐和耐磨的難題：方法一、將報廢的汽車輪胎橡膠，不改變性能包裹在托輥鋼管上作為防腐耐磨材料；方法二、采用純超高分子量聚乙烯托輥管體，不但防腐耐磨性能非常突出，還具有多種突出的綜合特點：重量輕、搬運輕便、安裝省力、轉(zhuǎn)動慣量小、阻力小、不怕金屬帶扣沖擊、耐低溫（-50℃）、低噪音、不易粘料、保護膠帶、防偷盜、碰撞無火花等，還可以實現(xiàn)阻燃抗靜電，節(jié)電效果更加顯著（預(yù)計3年左右，將會取代85%以上鋼管托輥）。還值得提出的是，超高分子量聚乙烯托輥由于加工難度特別大，因此沒有人收購，防盜的突出特點有顯著的間接節(jié)電效果。

　　還有，緩沖托輥取代緩沖床，也是減小皮帶機運行阻力系數(shù)的關(guān)鍵一環(huán)。

　　由于傳統(tǒng)緩沖托輥的密封性能差，軸承極容易污染造成皮帶機運行阻力系數(shù)增大。無奈之下，從國外引進了價格昂貴的緩沖床，豈不知緩沖床不僅價格昂貴，緩沖條沒有彈性，緩沖效果差，料塊沖擊損傷和磨損膠帶；維修更換麻煩，增加勞動強度，影響輸送效率，尤其它與膠帶之間是滑動摩擦，造成皮帶機的運行阻力系數(shù)增大。

　　北京雨潤華公司的汽車輪胎橡膠緩沖真托輥，價格僅是緩沖床的1/3，使用壽命卻比緩沖床延長3倍！緩沖性能遠高于緩沖床，不傷膠帶；維修更換省力、簡單、速度快，尤其是運行阻力比緩沖床減小很多。

　　節(jié)電皮帶機的核心：1、真托輥降低皮帶機的運行阻力系數(shù)，使運行電流降低；2、真托輥的旋轉(zhuǎn)阻力始終不變化，使皮帶機的運行阻力系數(shù)恒定，利用拆分配置功率的方法即可降低50%的驅(qū)動功率，收到顯著的節(jié)電效果。

　　另外，安裝調(diào)試也是降低皮帶機運行阻力系數(shù)，達到節(jié)電的基礎(chǔ)：安裝調(diào)試的實踐經(jīng)驗技術(shù)到位，即可去掉皮帶機中的前傾支架，讓調(diào)心支架也處在不調(diào)心狀態(tài)（膠帶不跑偏，調(diào)心支架不調(diào)心），大幅降低皮帶機運行阻力。

　　再者，相關(guān)輔助的技術(shù)也不可忽視：專利產(chǎn)品《托輥膠帶清掃器》（專利號：200920223505.9）可減小皮帶機的多項阻力：1、既能夠?qū)⒛z帶上粘附的物料徹底振打清掃干凈，阻力又很小，將頭部刮板清掃器與膠帶之間調(diào)整到輕微接觸即可，有效減小膠帶阻力；2、膠帶清掃干凈后，反轉(zhuǎn)膠帶的機構(gòu)即可取消，不但省掉膠帶反轉(zhuǎn)機構(gòu)的投資成本，還去掉了膠帶反轉(zhuǎn)機構(gòu)造成的阻力；3、消除托輥和膠帶粘料跑偏時造成的阻力。

　　皮帶機看起來很簡單，由于其中很多復(fù)雜系數(shù)都不能和汽車一樣實現(xiàn)在線的標(biāo)準(zhǔn)化復(fù)制生產(chǎn)，因此做好每一條皮帶機良好節(jié)電效果的確不是一件很容易的事情！

　　北京雨潤華科技開發(fā)有限公司依托真托輥，在國內(nèi)外率先提出了皮帶機節(jié)電的理念。配套北京雨潤華科技開發(fā)有限公司真托輥的皮帶機，實施拆分功率方法后，正常運行情況下，電機2是不會啟動的，節(jié)電效果顯著穩(wěn)定。一旦電機2啟動報警，操作人員很容易判斷出是異常故障，及時檢查處理，避免最大事故的發(fā)生，最大限度減少經(jīng)濟損失。特別是，減小膠帶強度、延長膠帶、驅(qū)動滾筒、減速機、電動機和電器、托輥支架等部件壽命；免除經(jīng)常維修；避免故障停機；降低噪音、勞動強度和矽肺危害；提高系統(tǒng)的設(shè)備運轉(zhuǎn)率和產(chǎn)能利用率（如系統(tǒng)中的破碎機等），實現(xiàn)皮帶機系統(tǒng)節(jié)能降耗、低碳高效和可持續(xù)發(fā)展良性循環(huán)鏈，潛在的綜合經(jīng)濟效益要遠大于看得見的節(jié)電經(jīng)濟效益。

　　節(jié)電皮帶機的節(jié)電效果，2年內(nèi)節(jié)省的電費即可將托輥費用沖零。由雨潤華公司設(shè)計、生產(chǎn)、安裝調(diào)試的節(jié)電皮帶機，整機質(zhì)保期5年，托輥質(zhì)保期10年；節(jié)電改造的皮帶機，托輥質(zhì)保期5年，為皮帶機用戶節(jié)電以外創(chuàng)造更多更大的附加價值。

　　節(jié)電皮帶機是在我們中國誕生的，是北京雨潤華公司研發(fā)成功的。我們愿與廣大從事皮帶機設(shè)計、生產(chǎn)和使用的工程技術(shù)人員合作，再接再厲，共同探討，持續(xù)改進，讓皮帶機從簡單的中國制造跨越科技的中國創(chuàng)造，提高中國皮帶機的國際競爭能力，為我國節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，為中華民族實現(xiàn)科技創(chuàng)新型強國的偉大復(fù)興做貢獻！