(1)行业发展历程
输送机械行业最初由国外发展而来,发展相对成熟后进入中国,按照时间顺 序国内行业发展大体分为:起步阶段、发展阶段、高速发展阶段以及产业升级阶段。
1)起步阶段
二十世纪六七十年代,我国开始引入带式输送机,进行带式输送机的系列设 计。我国散料输送技术的先行者是北京起重运输机械研究所,于上世纪六十年代 开发了国内第一台振动输送机,七十年代研制了国内第一台斗轮堆取料机。七十 年代初,北京起重运输机械研究所牵头组织行业部分骨干单位对带式输送机设计 规范和主要部件进行了定型设计,开创了国内带式输送机械行业标准化生产模 式。
2)发展阶段
二十世纪八十年代至二十一世纪初,随着我国经济发展以及输送机应用领域 越来越广,国内企业不断引入国外先进技术与设备,研发出多种带式输送机。九 十年代我国引入日本专利,由淮南煤矿机械厂生产出第一台管状带式输送机,之 后几年我国又陆续引入并研发了管状带式输送机的各项生产设计技术。
3)高速发展阶段
二十一世纪初至今,煤炭、钢铁、建材等输送机械下游行业的蓬勃发展促进了国内输送机械的繁荣,随着国内输送机械企业越来越多,众多厂商在动态分析计算、智能化、物联网化等技术方面的研发投入也逐步增加,以提高其竞争水平,我国输送机械行业进入高速发展阶段,在某些技术指标方面已经处于国际先进水平,并开始向国际领先发展。
4)产业升级阶段
在国家推进工业企业智能制造改革、下游企业对于智能化降本增效的需求上升以及碳达峰、碳中和目标对于节能环保要求提高的背景下,数字孪生智能输送机械应运而生,将成为未来输送机械装备行业的重要发力领域。近年来,国家出台相应法律法规和政策支持鼓励工业相关行业进行智能化转型,明确制造业智能化为重点发展领域。特别是中国制造 2025 国家行动纲领明确指出要提高工业领域企业的智能化程度。数字孪生智能输送机通过应用数字孪生智能输送技术,满足工业企业提升智能化水平的需求,使得输送效率大大提高,降低了运营成本,减少了输送系统的人力物力投入,丰富了输送机械的应用场景。此外,数字孪生智能输送机具有节省能耗等优势,帮助企业绿色生产,满足环保要求,促进企业环保化转型。在多重利好因素驱动下,数字孪生智能输送机有望迎来广阔的市场前景。
(2)输送机械行业分类
输送机械通常是指能够使物料或物品沿着输送机的整体或部分布置线路所确定的方向或走向、连续或短周期间断地运行,以实现自动搬运的机械设备,主要包括带式输送机、其他输送机类(斗式提升机、螺旋输送机)。
为贯彻“十三五”规划和建设美好生态环境的要求,输送机械行业正朝着节能环保、数字智能、人机交互等方向发展。对于百公里内的散装物料运输,安全环保并且经济适用的输送机械成为较汽车、火车等传统运输方式的更好选择。此外,随着城镇化和“一带一路”战略的推行,输送机械市场需求进一步扩大。
1)带式输送机概况
带式输送机是一种利用摩擦驱动以连续方式运输物料的机械,主要由机架、输送带、托辊、滚筒、拉紧装置、驱动装置等组成。经过几十年的发展,带式输
送机不断地进行完善改造,现已研制出不同形式的输送机以适应不同环境下的作业问题,如通用带式输送机、特种带式输送机(含管状带式输送机、水平转弯带式输送机等)。
近年来,我国加强环保监察和治理,带式输送机凭借其绿色环保优势,市场需求逐渐扩大。目前我国带式输送机械行业市场规模整体处于上升状态,相较于20 世纪末,我国带式输送机的生产技术得到了长足的发展,现今已经达到了国际先进水平。
带式输送机的常见产品如下:
①通用带式输送机以输送带作为物料运送的承载构件,利用托辊支撑输送带移动,依靠传动滚筒与输送带之间摩擦力牵引输送带运动将输送带承载的物料从起点运送到终点完成物料输送。通用带式输送机是目前应用最为普遍的带式输送机结构形式,广泛应用于散料、包装物的输送和转运场合。
②管状带式输送机是在槽形带式输送机的基础上发展起来的一类特种带式输送机,同时具有管道输送和带式输送的特点。目前常见的一种管状带式输送机为圆管状带式输送机,其用数个托辊组成多边形强制输送带成管状断面输送物料。其他类还包含吊挂管状、U 形带 Q 状、U 形带三角状、折叠状输送机。常用于输送煤炭、矿石、粮食、水泥、纸浆以及混凝土等块状与粉状物料。
我国于上世纪九十年代从日本引进管状带式输送机的设计制造技术,在国内开始了管状带式输送机的设计制造,并于 2002 年由国家经济贸易委员会发表了JB/T 10380-2013《圆管带式输送机》标准。发展至今,管状带式输送机的应用技术已经取得了长足进步,具有环境污染小、适应性强、维护成本低等特点。
③水平转弯带式输送机通过将输送带的内曲线抬高和将托辊安装倾斜角等措施,使输送机运行时产生一个向外的离心推力来克服由转弯造成的输送带张力的向心合力,从而保证输送带的转弯运行。水平转弯带式输送机解决了通用带式输送机不能转弯的难题,实现单条带式输送机大运量输送,替代由多条通用带式输送机和转运站组成的输送系统。
④其他带式输送机包含压带式带式输送机、波状挡边带式输送机、深槽型带式输送机、线摩擦带式输送机、气垫带式输送机等,同管状带式输送机和水平转弯带式输送机一起被称为特种带式输送机。目前,特种带式输送机也得到了较为广泛的应用,相关技术也在不断更新,形成了相应的行业技术标准。相对通用带式输送机而言,特种带式输送机的前期设备投资成本占比较大;但从整体投资和长远经济效益来看,其设备建筑配套、管理、维护成本和运行成本较低,运行稳定性较高,应用价值较为可观。
2)其他输送机类概况
①斗式提升机一般由下部区段、中部机壳、上部区段、牵引构件、料斗、驱动装置及附属设施等组成,是一种最常用的垂直提升设备。斗式提升机适用于垂直或大倾斜角度输送粉状、颗粒状及小块状物料。它的横断面尺寸小,可使输送系统布置紧凑;提升高度大;有良好的密封性;可输送高温物料;采用全封闭的外壳能避免粉尘飞扬,工作环境较干净。因此,在建材、粮食、化工、冶金等行业应用广泛。
②螺旋输送机是不带挠性牵引件而利用螺旋实体旋转,将被输送的物料沿固定的机壳内推移实现输送的一种连续输送设备。其广泛应用于化工、建材、粮食等行业,主要用于输送粉状、颗粒状和小块状物料,如面粉、谷物、水泥、煤粉、纯碱、小块煤等。由于螺旋输送机机壳内有效通流面积较小,不适宜输送大块的、易变质的、粘性大的和易结块的物料。螺旋输送机与其它输送机相比较,具有结构简单、横截面小、密封性好、可以中间多点装卸料、操作方便以及制造成本低的特点。
此外,随着我国科学技术水平的上升,以数字孪生等为代表的新兴技术迅猛发展、逐步成熟,使得数字孪生技术在工业散货物料输送领域不断渗透。如在煤矿运输领域,数字孪生智能输送机可真实还原煤矿运输的环境态势、设备状态等信息,对巷道、运输路线、带式输送机、人员、告警事件等要素的分布、状态进行实时监测,提升管理者对矿山运输的实时监测力度。
目前各大输送设备供应商与整体方案解决商在长期发展过程中通过不断加大技术研发投入,逐步积累了智能输送装备设计所需的相关核心技术,全面提高自动化装备的技术附加值,为智能输送装备行业的发展壮大提供了重要的技术基
础,促进了整个行业技术水平和竞争力的显著提升,带动了行业的快速升级,而行业升级又进一步推动了行业内优质企业的发展,形成良性循环。
在现代化经济发展中,输送机械尤其是带式输送机将在工业生产建设中发挥显著的作用。在国家节能减排、绿色环保以及“一带一路”国家战略稳健推行的大背景下,新型输送机的应用前景愈发广阔、应用场景愈加丰富。
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