羅偉奇

摘要：本文對(duì)皮帶張緊裝置的技術(shù)原理、構(gòu)成內(nèi)容與設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析，并通過案例分析的方式，闡述斗輪取料機(jī)中帶式輸送機(jī)的故障問題，并挖掘引發(fā)設(shè)備故障的原因，最后提出解決對(duì)策與優(yōu)化措施。通過本次優(yōu)化，無法頻繁調(diào)整張緊裝置，可確保輸送帶擁有持久的張力，促進(jìn)設(shè)備的穩(wěn)健運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：皮帶張緊裝置;斗輪取料機(jī);帶式輸送機(jī)

1、皮帶張緊裝置概述

1.1技術(shù)原理

該裝置的結(jié)構(gòu)較為簡單，使用較為便利，可利用油缸橫向伸縮方式實(shí)現(xiàn)滾筒多方向移動(dòng)，控制皮帶的張緊力度，用F表示。當(dāng)F數(shù)值固定時(shí)，油缸推力F1的計(jì)算方法為F與tana的乘積，其中a為設(shè)計(jì)夾角，數(shù)值應(yīng)低于45°。此時(shí)，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(diǎn)，且對(duì)鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求較低。將其與斗輪取料機(jī)的帶式輸送機(jī)相連，有助于皮帶的張緊收縮，對(duì)油缸壓力沒有過高要求，且投入成本較低[1]。

1.2構(gòu)成內(nèi)容

該裝置主要由以下部分構(gòu)成，即支撐座、滾筒、伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。在支撐座上設(shè)置滑槽，在槽內(nèi)設(shè)置滑塊，同時(shí)將伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)也安裝在支撐座上，在伸縮過程中驅(qū)動(dòng)滑塊在槽內(nèi)移動(dòng);通過滾動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)使皮帶張緊，且傳動(dòng)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(shè)計(jì)方法

在該裝置應(yīng)用過程中，支撐座的兩端分別設(shè)置滑槽，連桿的一端與支撐座兩個(gè)滑塊鉸接相連，可統(tǒng)一安裝到相同的支撐座上。將滑塊設(shè)置成圓柱狀，軸線與滑槽的長度方向相互垂直，這樣在滑動(dòng)時(shí)可避免卡死。連桿的一端是從另一端分出兩個(gè)對(duì)稱狀的接頭，滑塊兩端凸出滑槽，兩個(gè)接頭分別與滑塊的兩側(cè)相連，使滑塊兩側(cè)無法與槽內(nèi)相接觸，單純是圓柱面與滑槽之間相接觸，避免滑塊被卡死?；壑饕▋蓚?cè)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(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為液壓油缸，一側(cè)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(dòng)，油缸另一側(cè)與滑塊中間位置相連，固定缸筒還可穿過支撐塊中的導(dǎo)向孔，該孔徑的大小應(yīng)超過固定缸筒;在上下滑架的內(nèi)部順著長度方向設(shè)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(jī)帶式輸送機(jī)的應(yīng)用

2.1基本情況

斗輪取料機(jī)在運(yùn)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(shí)準(zhǔn)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(dǎo)致傳送帶撕裂、壓死，甚至導(dǎo)致減速器、電動(dòng)機(jī)等受到損壞，阻礙設(shè)備的順利運(yùn)行。因此，需要對(duì)張緊結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和完善。以DQL3000/4000.45型斗輪機(jī)為例，采用的是皮帶張緊裝置，但因張緊行程不足，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)較為緊湊，制造較為簡單，在工作時(shí)很容易出現(xiàn)輸送機(jī)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(jī)為例，將俯仰角度設(shè)置為-12°—+6°之間，傳輸帶速度為3.15m/s，帶寬設(shè)置為1400mm，物料運(yùn)送量為4000t/h。在常規(guī)工作狀態(tài)下，當(dāng)輸送機(jī)帶載上仰+2°，且運(yùn)送量約為3000t/h時(shí)，輸送機(jī)中可能出現(xiàn)打滑堵料的情況。當(dāng)尾車不斷來料，對(duì)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(yùn)行3分鐘后，整個(gè)輸送系統(tǒng)被堵死。針對(duì)上述問題，對(duì)故障的成因進(jìn)行分析，主要從以下方面著手。

2.2.1張緊行程檢驗(yàn)

該設(shè)備采用型號(hào)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(jì)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(shè)計(jì)行程取值為980mm。但是，在該設(shè)備安裝時(shí)因油缸長度較大，占用了部分張緊行程，導(dǎo)致實(shí)際行程小于所需行程，因此該項(xiàng)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)不相符合。

2.2.2輸送帶材質(zhì)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(dāng)額定載荷達(dá)到最大值時(shí)，尼龍帶的伸長率為2.3%，聚酯帶為1.0%?？梢?，在張緊行程不足時(shí)，鋼絲繩芯帶為最佳選項(xiàng)。此類傳送帶的抗拉強(qiáng)度較高，殘余伸長量相對(duì)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(yàn)

根據(jù)實(shí)際需求，張緊力的數(shù)值應(yīng)為168kN，采用兩臺(tái)單作用的液壓缸，每臺(tái)出力數(shù)值為102kN，因此張緊力與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)相符。在硫化膠接過程中，還應(yīng)注重滾筒位置安排，盡可能的將其設(shè)置在裝置的一端進(jìn)行膠接，使張緊行程能夠得到切實(shí)保障。根據(jù)上述分析可知，主要因溫差變化大，在輸送帶應(yīng)用時(shí)沒有及時(shí)進(jìn)行調(diào)整;輸送帶采用的是聚酯織物，伸長量較大，張緊行程不足，導(dǎo)致輸送機(jī)出現(xiàn)失速，保護(hù)裝置也未能得到及時(shí)響應(yīng)，導(dǎo)致設(shè)備被堵料，無法順利生產(chǎn)。

2.3解決措施

針對(duì)上述情況，應(yīng)對(duì)原裝置進(jìn)行維修和調(diào)整，根據(jù)現(xiàn)實(shí)需求增加張緊行程，恢復(fù)輸送帶系統(tǒng)中的聯(lián)鎖保護(hù)裝置，由專業(yè)人員定期對(duì)輸送帶工作狀態(tài)進(jìn)行檢驗(yàn)，及時(shí)準(zhǔn)確的調(diào)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(gè)星期便要對(duì)其進(jìn)行張緊，且張緊頻率越高，操作越不便，需要兩人同時(shí)操作液壓缸，很容易出現(xiàn)滾筒與傳送帶不平行現(xiàn)象，導(dǎo)致傳送帶跑偏。對(duì)此，應(yīng)對(duì)張緊裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，涉及到滑輪、導(dǎo)向螺桿、緩沖器與液壓缸等多個(gè)方面。具體措施為：將張緊滾筒設(shè)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(duì)張緊行程占用。利用液壓缸張緊行程，首先張緊輸送帶，再對(duì)緩沖器進(jìn)行壓縮，待張緊到恰當(dāng)位置后，安裝定位銷，此時(shí)輸送帶便可順利運(yùn)行。在工作一段時(shí)間后，輸送帶在彈性作用下有所伸長，這時(shí)緩沖器便會(huì)發(fā)生作用，克服傳送張力，彌補(bǔ)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(jìn)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(hù)系統(tǒng)，一旦輸送帶斷裂，張緊滾筒也不會(huì)墜落傷人，可有效保障操作人員安全，促進(jìn)該設(shè)備的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

結(jié)論：綜上所述，在張緊裝置設(shè)計(jì)中，最為關(guān)鍵是參數(shù)便是張緊行程，應(yīng)考慮到輸送帶彈性與工作狀態(tài)間的關(guān)系，以及溫度、速度變化與荷載等多項(xiàng)因素對(duì)其的影響，事先預(yù)留1—2次硫化接頭的長度。根據(jù)原設(shè)計(jì)中的不足進(jìn)行調(diào)整，使新張緊裝置結(jié)構(gòu)更加科學(xué)，無需頻繁調(diào)整張緊行程，且操作簡單，維護(hù)便利，設(shè)備性能更加穩(wěn)定，在更多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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