高效皮帶切割機的研制與應用

陳曉明 田 濤 王光紅

（兗州煤業股份有限公司南屯煤礦，山東 鄒城 273515）

煤礦廢舊皮帶的用途極為廣泛，南屯煤礦將廢舊皮帶加工成皮托盤、單體抱柱軟連接、吊掛帶、綁帶等，分別用于井下單體支柱防滑防倒、液壓支架安全防護，并實現管路、電纜吊掛，廢舊皮帶切割長度200mm到2500mm不等。隨著南屯煤礦節支降耗工作的穩步推進，對舊皮帶修復再利用和各類皮帶制品的需求量不斷上升，現在礦井基本都是采用市場上銷售的主導產品機械手搖式皮帶切割機，其最大切割長度只有1.2m，而且手搖切割操作復雜，工作效率極低，礦井加工的單體托盤、軟連接等均為批量生產廢舊皮帶制品，手動切割費時費力，根本無法滿足礦井生產需要。為擴大廢舊皮帶加工范圍，提高生產效率，南屯煤礦自行研制出了一種新型高效電動皮帶切割機。

1 高效皮帶切割機的方案設計

1.1 結構與工作原理

該高效電動皮帶切割機結構簡單，安裝維護方便，主要由驅動裝置、導向定位裝置、滾筒卷帶裝置、可調組合排刀、電控系統五大部分組成。其工作原理主要是通過驅動裝置帶動下滾筒旋轉，同時下滾筒的一側由齒輪傳動至上滾筒，上下滾筒同時轉動，通過摩擦力將廢舊皮帶牽引帶入切割部，皮帶經過固定的組合排刀裝置，自動切割各類規格的帶面。

1.2 主要部件設計

（1）動力選擇

通過前期調研，選用了礦井閑置的DSB4-4型蝸輪蝸桿減速電機提供動力，該減速電機結構緊湊，體積小，重量輕，運轉平穩，易于安裝和維護，工作時有過載保護，運行安全可靠。該驅動裝置工作功率為4kW，皮帶運行速度為0.117m/s，滿足設計需求。

（2）定位導向裝置的設計

廢舊皮帶輸入滾筒前，需要進行整形調整、限位、導向，使其能夠按照指定位置輸入滾筒。在工作平臺上方設計有移動定位擋板、固定擋板、移動滑槽，一側的定位擋板依靠平臺滑槽下方的梯形絲杠副實現移動，通過旋轉手輪把手，調節移動側定位擋板行程，實現皮帶寬度變化要求。兩側擋板上方，設有限位滾輪，對不平整的皮帶進行導向調整，實現高度限位，使皮帶平整地通過滾筒，最終完成切割。

（3）滾筒卷帶裝置的設計

滾筒卷帶裝置包括上滾筒、下滾筒、滾筒調節螺桿、傳動齒輪，在工作平臺上下面設計安裝一組卷帶滾筒，卷帶上滾筒和下滾筒的直徑設計均為130mm，表面采用滾筒包膠工藝，增大卷帶摩擦力。上滾筒通過調節滾筒之間間隙，兩側分別安裝了頂尖夾緊裝置，當帶面在卷筒上達到一定厚度時，可調節夾緊裝置的螺旋調節桿，提供壓緊預緊力；下滾筒連接動力源，提供驅動力，工作時，依靠下滾筒轉動摩擦力驅動皮帶前行。同時，滾筒卷帶裝置采用近距離的齒輪傳動，工作平穩，保證了皮帶卷入時從動滾筒不會打滑。卷帶裝置起到卷帶和壓帶兩個作用，保證了皮帶在切割過程的穩定性。

（4）可調組合排刀的設計

可調組合排刀部分由固定架、調節螺栓、刀片及組合刀庫組成，在滾筒卷出方向安裝可調組合切割排刀固定架，固定架選用牢固耐用的12#礦用工字鋼，每組組合刀庫安裝在固定架上，通過螺栓桿夾緊固定和調整，可以安裝多副組合刀庫，每組刀庫之間間距按切割尺寸調整，滿足切割多種規格皮帶條的寬度需求。

圖1 高效電動皮帶切割機示意圖

1.3 工作特點

（1）采用電動滾筒驅動，切割力大，切割速度快；

（2）可調組合排刀安裝牢靠安全，互換性好，且勻速切割，刀片使用壽命長；

（3）適用范圍廣泛，導向壓緊皮帶的帶寬和切割寬度均可調整；

（4）實現批量一次定位，能同時切割多條任意長度和寬度的輸送皮帶；

（5）所切割的皮帶條均勻美觀，保證了加工尺寸精度和質量。

圖2 高效電動皮帶切割機使用效果圖

2 應用效果

目前該高效皮帶切割機已在南屯煤礦投入正常使用，能夠充分利用廢舊物資，快速高效地切割任意規格的廢舊皮帶制品，取得了很好的應用效果：（1）實現了皮帶縱向的“無限長”自動切割，廢舊皮帶磨損的兩側面得到切割、硫化包邊處理，將皮帶寬帶面改為窄帶面再利用，為礦井減少了新帶面的投入；（2）該設備工作時，平均每分鐘皮帶的走刀量由原來手動切割時的1.5m提高到7m，最多還可同時安裝10把刀，工作效率是原來的5倍以上。（3）緩解了人員周轉壓力，以前4～5人一個月的工作量現在只需2人一天內就可完成，每年節約人工費用約16萬元。按平均每月廢舊皮帶制品10000m2計算，累計為礦井節支創效約150萬元。

3 結束語

該高效皮帶切割機成功研制，解決了1.2m以上長距離皮帶條的切割和手動操作效率低的問題，極大地減輕了職工的勞動強度，提高了廢舊皮帶的回收再利用和工作效率，為礦井取得了顯著的社會和經濟效益，具有很好的推廣應用價值。