智能高速帶式輸送機的設計

姜海

摘要：本文簡要介紹了一種高速帶式輸送機的關鍵技術的設計要求和設計過程。最后對設計進行了理論論證。

關鍵詞：輸送機；托輥；帶式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.026

高速帶式輸送機的設計主要包括，選用適合高速帶式輸送機的輸送帶、驅動方式，并設計高轉速托輥、自動糾偏裝置、拉緊裝置、制動系統等相關部件，輔以智能化控制系統和監測手段對整條帶式輸送機的實時運行狀態和參數進行測試及記錄。

1輕質量、高轉速、長壽命托輥的研制

托輥是皮帶機的主要部件之一，也是皮帶機上數量最多的部件。目前，受結構和加工精度限制，皮帶機托輥輥子的許用轉速通常都要求不大于，否則，輥子的旋轉阻力將急劇增加，使用壽命大幅度下降。以帶寬皮帶機為例，托輥直徑最大為，因此帶速最大不能超過。要實現皮帶機高速運行，要么加大托輥直徑，要么提高托輥轉速。加大托輥直徑，輥子的體積和重量就要加大，設備笨重，運輸、安裝困難，制造成本提高，能耗增大。因此輥子軸承的許用轉速只要軸承選擇合理就能解決，因此，我們設計的高速帶式輸送機托輥輥采用深溝球軸承，其許用轉速都在以上，完全能夠滿足高速旋轉要求。

2托輥密封結構

我們設計的托輥密封結構，采用一種集迷宮密封和接觸密封于一體的復合密封結構。

復合密封由內外密封圈組成，外密封圈采用綜合性能優良的聚氨酯材料注塑而成，內密封圈的材料為尼龍，內外密封相互接觸，形成接觸密封的同時，也形成了迷宮密封。復合密封具有迷宮密封和接觸密封的共同優點，對水、潮氣、灰塵都具有良好的密封性，由于外密封圈的唇邊是與內密封圈而不是托輥軸接觸，既不損傷托輥軸，還降低了旋轉阻力。

3高速托輥輥皮

高速托輥的總體結構見圖1，采用帶加強鋼絲網的高分子輥皮、塑料軸承座、大游隙托輥專用深溝球軸承、復合密封結構。

4自動拉緊裝置的工作原理

測力傳感器直接測出張緊裝置鋼絲繩的張力并轉換成皮帶張力。控制程序會實時監控張力值，與設定的皮帶張力進行比較，若小于設定張力，制動器打開，電動機帶動卷筒旋轉，拉緊膠帶；若大于設定張力，同樣打開制動器，卷筒則帶動永磁電動機反轉，張力在設定的范圍內時，制動器和電動機逐漸關閉。

5高速帶式輸送機整機動態分析

本項目研究對象是高速帶式輸送機，速度的提高意味著帶式輸送系統更加復雜，對其工作性能和可靠性的要求也越來越高，傳統的對系統部件單獨的靜態研究方式已經遠遠不能適應。對于一個功能完備、性能優良的系統來說，保證其正常運行的最重要條件是整個系統的動態性能而不僅僅是部件的獨立性能。

我們主要針對高速帶式輸送機起動時的不穩定工況進行動態分析，研究高速狀態下帶式輸送機的驅動、拉緊等關鍵部件以及其它邊界條件對膠帶起動時的動態特性的影響，分析觀察膠帶的動應力、加速度、速度等特性，并研究不同的邊界條件的優化組合，并建立高速帶式輸送機合理的物理模型和數學模型。