皮帶輸送機(jī)上清掃器的改進(jìn)與應(yīng)用

楊成良 （天津港中煤華能煤碼頭有限公司 天津300452）

天津港煤碼頭是為實(shí)現(xiàn)天津港“北煤南移”總體戰(zhàn)略規(guī)劃而建造的專業(yè)化煤炭裝卸碼頭，其作業(yè)方式主要是采用翻車機(jī)、堆取料機(jī)、裝船機(jī)及封閉式的皮帶輸送機(jī)對煤炭進(jìn)行裝卸傳送，再加上先進(jìn)的灑水噴淋抑塵設(shè)施，就形成了一個高效環(huán)保的現(xiàn)代化煤炭裝卸碼頭。

皮帶輸送機(jī)是連接各臺設(shè)備的紐帶，沿線也比較長。由于皮帶機(jī)輸送的煤質(zhì)不同，而且有時煤炭又比較濕，這樣有些粘稠的煤就會粘在輸送帶上，因此通常在輸送帶的重要部位安裝一些皮帶清掃器，以達(dá)到清潔皮帶表面的目的。

1 皮帶清掃器在皮帶輸送機(jī)上應(yīng)用的必要性

根據(jù)煤碼頭的實(shí)際作業(yè)情況，如果皮帶上粘有附著物，將會形成兩個不利因素：

一是造成煤炭內(nèi)混有雜質(zhì)。因?yàn)檎吃谄系拿翰患皶r清理掉的話，再作業(yè)其他煤種時，就會混入到后面的煤種當(dāng)中，這對質(zhì)量要求非常嚴(yán)格的煤種來說是不允許的。

二是對設(shè)備形成損害。因?yàn)槠C(jī)是由電機(jī)驅(qū)動滾筒帶動皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)的，中間又有各種承載托輥和改向滾筒，皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)時粘在上面的物料就會進(jìn)入回程的托輥上，把托輥弄臟并粘有這些附著物。物料進(jìn)入托輥殼體內(nèi)，從而增大軸承座上的徑向載荷和軸向載荷，使軸承快速磨損，托輥殼體粘上物料會撕裂和拉毛輸送帶的面膠，加速輸送帶的磨損毀壞。如果粘著物進(jìn)入改向滾筒，就會粘在滾筒表面上，越粘越多，附著力也越來越大，其結(jié)果是造成輸送帶跑偏和滾筒串軸，增加輸送帶滾筒軸承的磨損。輸送帶上殘留的物料還會加大對滾筒的摩擦力，有時會引起輸送帶面膠和滾筒包膠層的撕裂，釀成嚴(yán)重后果。

如果清掃裝置良好，對托輥、輸送帶等的使用壽命都可以延長。由此可見，清掃器在帶式輸送機(jī)上有著不可忽視的作用。在運(yùn)行中，如果想人為清除機(jī)尾滾筒的附著物，往往容易發(fā)生嚴(yán)重的人身傷亡事故。為保證皮帶輸送機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，必須將輸送帶上的附著物清掃干凈。因此，在皮帶機(jī)的關(guān)鍵部位安裝皮帶清掃器就是非常必要的。

2 原有的皮帶清掃器的工作原理及存在問題

2.1 原皮帶清掃器的工作原理

在煤碼頭皮帶輸送機(jī)投入使用時，只在驅(qū)動滾筒和回程皮帶兩處設(shè)計(jì)安裝了皮帶清掃器。該清掃器為懸掛式，依靠自重或配重使其上面的清掃刮片與皮帶接觸，分為H型和V型兩種，通過皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)將粘在皮帶上面的煤刮掉并排除到皮帶外部，以回程皮帶為例（見圖1）。

圖1 原清掃器工作示意圖

這種V型皮帶清掃器懸掛在皮帶架上，調(diào)整好距離后依靠自重使其下部的橡膠或聚氨酯刮片與皮帶相接觸，當(dāng)皮帶經(jīng)過該清掃器時，粘在上面的煤就會被刮片刮掉并隨兩側(cè)的傾斜角度排到皮帶外面去，從而達(dá)到清潔皮帶表面的目的。

2.2 原皮帶清掃器存在的問題

2.2.1 由于該皮帶清掃器是懸掛在皮帶架上的，與皮帶的距離已經(jīng)固定，當(dāng)使用一段時間后，清掃器上的刮片就會磨損，無法接觸到皮帶表面，于是該清掃器就失去了它的功效，達(dá)不到清潔皮帶表面的目的。

2.2.2 由于皮帶在運(yùn)轉(zhuǎn)當(dāng)中會發(fā)生上下抖動，而清掃器又是與皮帶接觸的，所以清掃器也隨著皮帶上下抖動，這就導(dǎo)致該清掃器與皮帶架的連接容易脫落。脫落后的清掃器在皮帶上滑動，其頭部的尖端就可能會劃傷皮帶，嚴(yán)重時導(dǎo)致皮帶撕裂。基于這兩點(diǎn)因素，該清掃器在日常的使用和維護(hù)當(dāng)中，需要經(jīng)常人為地去檢查、調(diào)整及更換，既浪費(fèi)人力、材料成本，又存在安全隱患，影響正常生產(chǎn)。因此對這種清掃器的改進(jìn)是勢在必行的。

3 改進(jìn)后的自動補(bǔ)償式皮帶清掃器的工作原理

3.1 自動補(bǔ)償式皮帶清掃器的結(jié)構(gòu)

自動補(bǔ)償式皮帶清掃器改掉了以前的V型結(jié)構(gòu)，采用直線型結(jié)構(gòu)傾斜安裝在皮帶機(jī)支架上（見圖2），清掃器刮片選用聚氨酯材料制成，夾裝在清掃器的橫梁上與輸送皮帶緊密接觸。這種聚氨酯材料的清掃刮片韌性好而又耐磨，既能保證皮帶運(yùn)行時與雜物的沖擊力不會使刮片折斷，又能延長使用壽命，足以起到清掃作用。

圖2 自動補(bǔ)償式清掃器工作示意圖

整臺清掃器兩端的固定架上安裝了自動補(bǔ)償裝置（其內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖3），該裝置由套筒、壓蓋、鎖緊絲桿、壓緊彈簧、支撐彈簧和連接桿組成，其中壓緊彈簧的彈性系數(shù)要大于支撐彈簧，以保證在施加下壓力時連接桿能夠靈敏地向下移動。

圖3 自動補(bǔ)償裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)

3.2 自動補(bǔ)償式皮帶清掃器的工作原理

安裝時將鎖緊絲桿旋轉(zhuǎn)到最外端，以保證調(diào)節(jié)時有最大行程，再將清掃器頂住皮帶，通過皮帶的反作用力推動自動補(bǔ)償裝置內(nèi)的連接桿，將壓緊彈簧壓縮使其具有一定的預(yù)緊力，該預(yù)緊力的大小可視清掃刮片與輸送皮帶的接觸情況而定。這樣足以保證清掃刮片能夠與輸送皮帶緊密接觸，達(dá)到良好的清掃效果。

在輸送帶運(yùn)行過程當(dāng)中，當(dāng)清掃器刮片與皮帶發(fā)生磨損產(chǎn)生縫隙后，預(yù)先壓縮的彈簧就會釋放，通過下壓連接桿帶動清掃器橫梁繼續(xù)壓緊輸送皮帶，始終使清掃器刮片與皮帶緊密接觸，保證清掃效果。當(dāng)預(yù)先壓緊的彈簧全部釋放后，再通過人工旋轉(zhuǎn)上面的鎖緊絲桿下壓活動壓蓋，繼續(xù)將彈簧壓縮。因?yàn)閴壕o彈簧的彈性系數(shù)k1大于支撐彈簧的彈性系數(shù)k2，根據(jù)F=kx、k1＞k2得出x1＜x2（x1、x2分別為壓緊彈簧和支撐彈簧的壓縮位移量），所以連接桿在彈簧彈力的作用下還能繼續(xù)向下移動，又能起到原來的效果。在實(shí)際工作當(dāng)中，根據(jù)安裝空間的大小，將鎖緊絲桿的行程設(shè)定為100 mm，那么將鎖緊絲桿100 mm的行程全部調(diào)節(jié)到頭，再加上彈簧的伸縮量為50 mm，這樣清掃器也就能夠相應(yīng)的上下移動150 mm，實(shí)現(xiàn)自動補(bǔ)償功能。

這種帶彈簧的自動補(bǔ)償式清掃器的另一功效就是能夠緩解并吸收皮帶運(yùn)行中上下抖動帶來的沖擊，因?yàn)檫B接桿上下兩端都有彈簧，良好的伸縮性可以很大限度地緩解這些沖擊，延長了清掃器的使用壽命。

4 增加了皮帶輸送機(jī)上清掃器的安裝部位

原來只有在驅(qū)動滾筒和回程皮帶兩處設(shè)計(jì)安裝了皮帶清掃器，而每條皮帶機(jī)的沿線都比較長，所以清掃效果并不是很明顯。在改進(jìn)清掃器時，也在皮帶輸送機(jī)的其他關(guān)鍵部位進(jìn)行了加裝（見圖4），這樣采用多點(diǎn)清掃的方式，進(jìn)一步提高了清掃效果。

圖4 清掃器在皮帶機(jī)上的分布圖

經(jīng)過一段時期的使用，發(fā)現(xiàn)這種自動補(bǔ)償式清掃器比原來的清掃器起到更好的清掃效果，而且清掃器的使用壽命明顯延長，現(xiàn)在已經(jīng)在煤碼頭的皮帶輸送機(jī)上大范圍使用，使正常的生產(chǎn)作業(yè)得到了進(jìn)一步的保證。■