皮帶張緊裝置及懸臂式斗輪堆取料機的帶式輸送機分析

羅偉奇

摘要：本文對皮帶張緊裝置的技術原理、構成內容與設計方法進行分析，并通過案例分析的方式，闡述斗輪取料機中帶式輸送機的故障問題，并挖掘引發(fā)設備故障的原因，最后提出解決對策與優(yōu)化措施。通過本次優(yōu)化，無法頻繁調整張緊裝置，可確保輸送帶擁有持久的張力，促進設備的穩(wěn)健運行。

關鍵詞：皮帶張緊裝置;斗輪取料機;帶式輸送機

1、皮帶張緊裝置概述

1.1技術原理

該裝置的結構較為簡單，使用較為便利，可利用油缸橫向伸縮方式實現(xiàn)滾筒多方向移動，控制皮帶的張緊力度，用F表示。當F數(shù)值固定時，油缸推力F1的計算方法為F與tana的乘積，其中a為設計夾角，數(shù)值應低于45°。此時，F(xiàn)1的數(shù)值與F相比較小;在張緊狀態(tài)下，a的角度變小，F(xiàn)1的數(shù)值也隨之降低，如下圖2所示。可見，該裝置具有重量輕、油缸壓力小的特點，且對鋼結構強度的要求較低。將其與斗輪取料機的帶式輸送機相連，有助于皮帶的張緊收縮，對油缸壓力沒有過高要求，且投入成本較低[1]。

1.2構成內容

該裝置主要由以下部分構成，即支撐座、滾筒、伸縮驅動機構。在支撐座上設置滑槽，在槽內設置滑塊，同時將伸縮驅動機構也安裝在支撐座上，在伸縮過程中驅動滑塊在槽內移動;通過滾動轉動使皮帶張緊，且傳動方向與滑塊方向垂直;將滾筒端部與滑塊相連，以連桿為中介，連桿的一端連接滑塊鉸接，另一端連接滾筒鉸接，因此滾筒張緊方向與連桿間的夾角低于45°。

1.3設計方法

在該裝置應用過程中，支撐座的兩端分別設置滑槽，連桿的一端與支撐座兩個滑塊鉸接相連，可統(tǒng)一安裝到相同的支撐座上。將滑塊設置成圓柱狀，軸線與滑槽的長度方向相互垂直，這樣在滑動時可避免卡死。連桿的一端是從另一端分出兩個對稱狀的接頭，滑塊兩端凸出滑槽，兩個接頭分別與滑塊的兩側相連，使滑塊兩側無法與槽內相接觸，單純是圓柱面與滑槽之間相接觸，避免滑塊被卡死。滑槽主要包括兩側支撐塊與上下滑架，支撐塊可連接在支撐座上，滑塊在上下滑架之間運動。驅動機構為液壓油缸，一側通過銷軸交接與支撐座相連，鉸接的位置可以在油缸上下晃動，油缸另一側與滑塊中間位置相連，固定缸筒還可穿過支撐塊中的導向孔，該孔徑的大小應超過固定缸筒;在上下滑架的內部順著長度方向設置避讓凹槽，使凹槽位于滑塊與油缸相交之處[2]。

2、懸臂式斗輪取料機帶式輸送機的應用

2.1基本情況

斗輪取料機在運行過程中常常遇到各種故障，尤其是張緊力度不足或者無法及時準確控制張緊行程，從而產(chǎn)生故障問題，例如輸送帶打滑、跑偏、傳送力度不足等等，導致傳送帶撕裂、壓死，甚至導致減速器、電動機等受到損壞，阻礙設備的順利運行。因此，需要對張緊結構進行優(yōu)化和完善。以DQL3000/4000.45型斗輪機為例，采用的是皮帶張緊裝置，但因張緊行程不足，導致結構較為緊湊，制造較為簡單，在工作時很容易出現(xiàn)輸送機失速，引發(fā)堵料問題。

2.2故障成因

以DQL3000/4000.45型斗輪取料機為例，將俯仰角度設置為-12°—+6°之間，傳輸帶速度為3.15m/s，帶寬設置為1400mm，物料運送量為4000t/h。在常規(guī)工作狀態(tài)下，當輸送機帶載上仰+2°，且運送量約為3000t/h時，輸送機中可能出現(xiàn)打滑堵料的情況。當尾車不斷來料，對輸送帶不斷產(chǎn)生沖擊，使帶速逐漸降低，物料在帶上出現(xiàn)浪涌，邊緣部分出現(xiàn)波浪狀，連續(xù)運行3分鐘后，整個輸送系統(tǒng)被堵死。針對上述問題，對故障的成因進行分析，主要從以下方面著手。

2.2.1張緊行程檢驗

該設備采用型號為EP300聚酯織物傳輸帶，伸長率在1.0—1.5%之間。張緊行程的計算公式為：

式中，S代表的是張緊行程;L代表的是輸送帶長度，取值為95m;v代表的是伸長率，取值為1.5%;Sa代表的是安裝行程;設計行程取值為980mm。但是，在該設備安裝時因油缸長度較大，占用了部分張緊行程，導致實際行程小于所需行程，因此該項指標與標準不相符合。

2.2.2輸送帶材質選擇

原始傳輸帶為聚酯織物，其伸長率較小，在循環(huán)張力的影響下逐漸增加。但是與尼龍織物、棉織物、聚酯織物相比來看，其永久伸長率數(shù)值較小。當額定載荷達到最大值時，尼龍帶的伸長率為2.3%，聚酯帶為1.0%。可見，在張緊行程不足時，鋼絲繩芯帶為最佳選項。此類傳送帶的抗拉強度較高，殘余伸長量相對較小，彈性模量較大，張力波可迅速傳播，很少出現(xiàn)浪涌情況，具有良好的成槽性。

2.2.3張緊力檢驗

根據(jù)實際需求，張緊力的數(shù)值應為168kN，采用兩臺單作用的液壓缸，每臺出力數(shù)值為102kN，因此張緊力與規(guī)定標準相符。在硫化膠接過程中，還應注重滾筒位置安排，盡可能的將其設置在裝置的一端進行膠接，使張緊行程能夠得到切實保障。根據(jù)上述分析可知，主要因溫差變化大，在輸送帶應用時沒有及時進行調整;輸送帶采用的是聚酯織物，伸長量較大，張緊行程不足，導致輸送機出現(xiàn)失速，保護裝置也未能得到及時響應，導致設備被堵料，無法順利生產(chǎn)。

2.3解決措施

針對上述情況，應對原裝置進行維修和調整，根據(jù)現(xiàn)實需求增加張緊行程，恢復輸送帶系統(tǒng)中的聯(lián)鎖保護裝置，由專業(yè)人員定期對輸送帶工作狀態(tài)進行檢驗，及時準確的調整行程，張緊輸送帶。在原方案中采用的是聚酯織物帶，如若在高溫環(huán)境下作業(yè)，一般2—3個星期便要對其進行張緊，且張緊頻率越高，操作越不便，需要兩人同時操作液壓缸，很容易出現(xiàn)滾筒與傳送帶不平行現(xiàn)象，導致傳送帶跑偏。對此，應對張緊裝置結構進行優(yōu)化，涉及到滑輪、導向螺桿、緩沖器與液壓缸等多個方面。具體措施為：將張緊滾筒設置在改向滾筒鄰近的位置，與輸送帶膠接起來，以免因安裝行程過長對張緊行程占用。利用液壓缸張緊行程，首先張緊輸送帶，再對緩沖器進行壓縮，待張緊到恰當位置后，安裝定位銷，此時輸送帶便可順利運行。在工作一段時間后，輸送帶在彈性作用下有所伸長，這時緩沖器便會發(fā)生作用，克服傳送張力，彌補以往伸長量的變化。在這一過程中，無需投入過多人力，只需派遣1人進行操作即可。在張緊到指定位置后，將定位銷插入，使張緊行程被固定，插銷還可與液壓缸、螺桿之間行程保護系統(tǒng)，一旦輸送帶斷裂，張緊滾筒也不會墜落傷人，可有效保障操作人員安全，促進該設備的穩(wěn)定可靠運行。

結論：綜上所述，在張緊裝置設計中，最為關鍵是參數(shù)便是張緊行程，應考慮到輸送帶彈性與工作狀態(tài)間的關系，以及溫度、速度變化與荷載等多項因素對其的影響，事先預留1—2次硫化接頭的長度。根據(jù)原設計中的不足進行調整，使新張緊裝置結構更加科學，無需頻繁調整張緊行程，且操作簡單，維護便利，設備性能更加穩(wěn)定，在更多領域得到廣泛應用。

參考文獻：

[1]徐萬鑫，叢銘輝.斗輪堆取料機帶式輸送機液壓張緊裝置的正確選擇及應用[J].起重運輸機械，2019，000（005）：17-19.