張建軍

（山東山礦機(jī)械有限公司，山東 濟(jì)寧 272041）

在工業(yè)生產(chǎn)踐行自動化發(fā)展趨勢的過程中，煤炭、石化等相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域?qū)ζл斔蜋C(jī)的應(yīng)用更加普遍與廣泛。皮帶輸送機(jī)作為重要的物料傳輸裝置，在進(jìn)行物料傳輸?shù)倪^程中，傳輸帶表面難以避免會產(chǎn)生一定的灰塵或遺落料渣，若不及時清掃導(dǎo)致灰塵雜質(zhì)大量累積，勢必會對皮帶傳輸機(jī)的正常應(yīng)用產(chǎn)生極為不良的影響?，F(xiàn)階段國產(chǎn)皮帶輸送機(jī)清掃結(jié)構(gòu)以毛刷輥為主，毛刷直接以黏結(jié)的方式與尼龍筒固定，通過毛刷輥與皮帶面直接接觸的方式完成清掃。但隨著相關(guān)應(yīng)用經(jīng)驗的累積，發(fā)現(xiàn)這種模式長期應(yīng)用下毛刷表面會形成污垢，清洗難度大，且可能因皮帶結(jié)垢等一系列因素影響，導(dǎo)致傳輸物料品質(zhì)下降。因此，如何對皮帶輸送機(jī)毛刷結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進(jìn)行合理優(yōu)化，成為業(yè)內(nèi)人士高度重視的一項課題。

1 皮帶輸送機(jī)毛刷結(jié)構(gòu)工作原理

在物料傳輸過程中，對皮帶輸送機(jī)的合理應(yīng)用是非常重要的一項內(nèi)容。相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)作業(yè)實踐中，應(yīng)用皮帶輸送機(jī)對各類介質(zhì)進(jìn)行傳輸體現(xiàn)出了連續(xù)性、規(guī)模性的優(yōu)勢，同時可滿足大傾角傳輸需求，基于可靠且高效的結(jié)構(gòu)方案，皮帶輸送機(jī)表現(xiàn)出了物料傳輸安全、操作簡便以及成本低廉等一系列優(yōu)勢，對人力物力耗用有良好的控制效果。當(dāng)前技術(shù)條件支持下，礦山、石化等相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛的皮帶輸送機(jī)以隔板型輸送機(jī)為主。通過沿輸送帶表面水平方向設(shè)置專用擋板的方式進(jìn)行傳輸作業(yè)。但這種方案下皮帶輸送機(jī)實際應(yīng)用效果并不理想，輸送帶傳輸物品常存在擺放不均勻、間隙較大以及美觀性較差的問題，在傳輸期間需要對物料進(jìn)行二次梳理，不但導(dǎo)致人力以及時間大量浪費，同時工作效率偏低，對皮帶輸送機(jī)的高效應(yīng)用是非常不利的。因此，為提高皮帶輸送機(jī)的物料傳輸效率，必須嘗試對毛刷結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計與改良，確保輸送機(jī)能夠在正常運行狀態(tài)下借助傳動鏈條與主鏈輪以及從動鏈輪的有效配合，確保往復(fù)絲桿槽輥與刷錕保持同向轉(zhuǎn)動關(guān)系，利用刷輥刷毛對皮帶輸送機(jī)傳輸皮帶上存在的灰塵進(jìn)行有效清掃，刷毛上存在雜物或結(jié)垢可以通過應(yīng)用梳毛機(jī)構(gòu)配備刷毛的方式進(jìn)行進(jìn)一步清掃，以達(dá)到促進(jìn)刷毛利用效率提升的目的。

2 毛刷結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計改進(jìn)思路

（1）毛刷結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。皮帶輸送機(jī)結(jié)構(gòu)組成中，毛刷結(jié)構(gòu)位于刷輥外表面環(huán)繞式安裝固定板上。固定板一側(cè)與刷板進(jìn)行卡接固定，且刷板一端面配備有刷毛，對應(yīng)固定板位置設(shè)置有卡塊，而固定板另一端與卡塊對應(yīng)位置設(shè)置有專門的卡槽。卡槽內(nèi)側(cè)壁以及刷板表面兩端均配備有專門的定位孔。在這一結(jié)構(gòu)構(gòu)成方案中，所涉及的卡塊以及卡槽均選用T 字形結(jié)構(gòu)，并且兩者與固定板保持良好的適配關(guān)系。刷板表面所設(shè)置定位孔在安裝時與卡槽內(nèi)壁定位孔保持水平關(guān)系。同時，考慮結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計需求，通過卡槽與卡塊進(jìn)行卡合固定的方式實現(xiàn)刷板與固定板的連接。同時，在定位孔的輔助下，刷板與螺栓有效固定連接，在卡合完成后，通過螺栓與定位孔的積極配合，妥善固定刷板以及固定板卡合兩端。通過這種方式，一方面能夠確保固定板與刷板的卡合質(zhì)量，另一方面還能夠有效避免皮帶輸送機(jī)在正常運行過程中刷板由固定板滑出的問題。除此以外，該結(jié)構(gòu)設(shè)計方案下對毛刷結(jié)構(gòu)整體拆卸的難度大大降低，拆裝流程簡便，對于后續(xù)毛刷結(jié)構(gòu)對刷毛的更換與拆卸有良好的適應(yīng)性。

（2）梳毛結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。在皮帶輸送機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體系中，梳毛機(jī)構(gòu)包括往復(fù)絲桿槽輥表面實現(xiàn)滑動連接的連接基座、基座外側(cè)對應(yīng)槽輥刷輥部位往復(fù)滑座、連接座外側(cè)連接板等構(gòu)成要素。在對皮帶輸送機(jī)毛刷結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的過程中，連接板一側(cè)開設(shè)插槽，且插槽為自上至下不貫穿插槽，毛梳釘一側(cè)與插板進(jìn)行連接。在此過程中，為確保毛刷結(jié)構(gòu)的正常運行，所配備插板以及插槽均選取T 字形結(jié)果，且兩者有良好適配關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，連接座通過插板以及插槽卡合固定的方式實現(xiàn)與毛梳釘?shù)挠行Ч潭?，同時連接座還可以通過往復(fù)式滑座的方式實現(xiàn)與往復(fù)絲桿槽輥的滑動連接。在皮帶輸送機(jī)正常運行條件下，往復(fù)絲桿槽輥正常進(jìn)行運轉(zhuǎn)，連接座內(nèi)側(cè)所對應(yīng)往復(fù)滑座在滑動槽的帶動作用下進(jìn)行滑動動作，并驅(qū)動梳毛釘在槽輥上進(jìn)行往復(fù)式運動。通過此種方式，確保毛梳釘能夠?qū)λ⑤伾厦⑦M(jìn)行清理，且清理過程中呈橫向往復(fù)狀態(tài)。并且由于連接基座與毛梳釘之間的連接是通過插板與插槽進(jìn)行插合固定的方式所實現(xiàn)的，因此能夠方便皮帶輸送機(jī)操作人員考慮毛刷不同，對配套梳毛釘進(jìn)行合理選擇，整個操作過程簡便且高效。經(jīng)優(yōu)化后的毛刷結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 經(jīng)優(yōu)化后毛刷結(jié)構(gòu)示意圖

（3）驅(qū)動結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。在皮帶輸送機(jī)毛刷結(jié)構(gòu)運轉(zhuǎn)過程中，驅(qū)動結(jié)構(gòu)由貫穿刷輥中心的轉(zhuǎn)輥、往復(fù)絲桿槽輥以及轉(zhuǎn)輥兩端連接帶座軸承等構(gòu)成。在實際運行中，轉(zhuǎn)輥一側(cè)搭載帶座軸承實現(xiàn)與主鏈輪的有效連接。在兩端所配備帶座軸承下方安裝有對應(yīng)基座，同時可通過對轉(zhuǎn)輥進(jìn)行轉(zhuǎn)動的方式實現(xiàn)刷輥與帶座軸承的有效連接。在毛刷結(jié)構(gòu)進(jìn)行清掃操作的過程中，往復(fù)絲桿槽輥的一端連接有從動鏈輪，往復(fù)絲桿槽輥的兩端分別與兩個機(jī)座通過轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接，且往復(fù)絲桿槽輥的一端貫穿其中一個機(jī)座與從動鏈輪固定連接，往復(fù)絲桿槽輥的表面開設(shè)有往復(fù)滑動槽，在主鏈輪和從動鏈輪之間通過傳動鏈條進(jìn)行帶動。同時，主鏈輪一端配備有專門的驅(qū)動電機(jī)裝置，在電機(jī)所提供驅(qū)動作用力的影響下實現(xiàn)主鏈輪的轉(zhuǎn)動，并聯(lián)動實現(xiàn)往復(fù)絲桿槽輥的轉(zhuǎn)動。通過上述結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，在實現(xiàn)主鏈輪轉(zhuǎn)動要求的前提下，帶動往復(fù)絲桿槽輥與刷輥保持同向轉(zhuǎn)動關(guān)系，從而為毛刷結(jié)構(gòu)以及梳毛裝置的正常運行提供動力。

（4）接料結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。在皮帶輸送機(jī)毛刷結(jié)構(gòu)中，接料機(jī)構(gòu)位于刷毛與刷輥交際誒部位下方接料斗中，同時也包括接料斗后方側(cè)面底端橫管。與橫管相對應(yīng)基座內(nèi)部位置配備有專門的風(fēng)機(jī)，同時橫管內(nèi)側(cè)面與接料斗對應(yīng)位置設(shè)置多個抽氣管，通過抽氣管一側(cè)與接料斗內(nèi)部進(jìn)行連接的方式，滿足接料要求。在對接料結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的過程中，可以嘗試在接料斗內(nèi)部底端設(shè)置專門格柵板，在風(fēng)機(jī)抽氣端與橫管一端進(jìn)行連接的過程中，應(yīng)用梳毛釘對刷毛上所存在的結(jié)垢與雜質(zhì)進(jìn)行有效清理。在此過程中，接料斗能夠?qū)λ⒚Y(jié)構(gòu)所清理雜質(zhì)灰塵進(jìn)行集中收集，方便后續(xù)處理。同時，在結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中于接料斗內(nèi)測增設(shè)抽氣管，通過風(fēng)機(jī)運轉(zhuǎn)的方式形成一定抽風(fēng)力度，確保刷毛所清理結(jié)垢直接收集至接料斗內(nèi)，避免清理的結(jié)垢過小或過輕，在下落時偏離接料斗而掉落至其他位置。除此以外，沿抽氣管的抽氣口處設(shè)置有專門濾網(wǎng)，能夠有效避免接料斗內(nèi)結(jié)垢被吸入橫管內(nèi)而誘發(fā)堵塞問題，對提高操作可靠性也有重要意義。

3 毛刷結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計成效

在利用皮帶輸送機(jī)所配備刷輥對輸送帶表面存在灰塵以及雜質(zhì)進(jìn)行清掃的過程中，可借助連接座一端所配備梳毛釘對刷毛進(jìn)行垂直方向的清掃。在此過程中，往復(fù)絲桿槽輥連接座進(jìn)行往復(fù)式運動，并為梳毛釘往復(fù)式運動提供驅(qū)動作用力。受此因素影響，垂直方向梳毛釘與水平方向所設(shè)置毛刷在往復(fù)運動過程中產(chǎn)生交錯關(guān)系，刷毛內(nèi)存在灰塵雜物或結(jié)垢可以通過梳毛釘?shù)耐鶑?fù)式運動進(jìn)行有效清掃，一方面，能夠促進(jìn)刷毛清潔度的提升；另一方面，能夠最大限度地確保皮帶在刷毛作用下得到有效的清掃。同時，在對刷毛結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的過程中，將連接座以及梳毛釘均設(shè)置為可拆卸模式，通過插板配合插槽的方式，方便后期運維人員根據(jù)刷毛使用情況對梳毛釘進(jìn)行拆卸與更換。同時，在T 字形卡槽與卡塊的相互配合過程中，實現(xiàn)刷板與固定板的有效結(jié)合，卡合完成后，通過對螺栓以及定位孔的合理應(yīng)用，實現(xiàn)刷板與固定板卡合兩端的妥善固定。在這一優(yōu)化設(shè)計方案下，能夠避免皮帶輸送機(jī)傳輸帶正常工作時刷板自固定板上滑出。從該結(jié)構(gòu)設(shè)計方案實踐應(yīng)用的角度上來看，不但使結(jié)構(gòu)整體具備良好的穩(wěn)定性，同時還簡化了梳毛機(jī)構(gòu)的拆卸步驟，方便毛刷的更換。因此，整套設(shè)計方案的應(yīng)用在提高刷毛清潔度的同時，促進(jìn)了對傳輸皮帶的清潔效果。與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計前設(shè)備運行模式相比，梳毛釘與配備刷毛支持快速拆卸，極大地節(jié)約了拆卸時間（自傳統(tǒng)方案下70min 左右拆卸時間節(jié)約至25min左右），同時不會導(dǎo)致維修費用的增加。

4 結(jié)語

本研究上述分析中對皮帶輸送機(jī)毛刷結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計問題進(jìn)行系統(tǒng)分析，經(jīng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計改良后的毛刷清掃裝置配備具有良好可拆卸性特點的梳毛機(jī)構(gòu)以及毛刷，在清掃過程中，對毛刷結(jié)構(gòu)以及灰塵的清掃效果良好。并且在系統(tǒng)往復(fù)絲桿槽輥的引導(dǎo)下梳毛釘可進(jìn)行水平方向的往復(fù)式運動，毛刷的水平向設(shè)置與梳毛釘垂直方向設(shè)置相配合，形成交錯關(guān)系，對清掃效果的提升有積極作用。同時，通過對一系列優(yōu)化設(shè)計措施的應(yīng)用，能夠驅(qū)動梳毛釘沿往復(fù)絲桿槽輥進(jìn)行運動，實現(xiàn)對刷板毛刷的往復(fù)式清掃，達(dá)到提高皮帶輸送機(jī)傳輸帶清理效果的目的。同時，整套方案優(yōu)化設(shè)計改良后，能夠支持刷毛操作的自動化實現(xiàn)，促進(jìn)清掃效率的提升，并基于所配備梳毛釘以及刷板的良好拆卸功能，為皮帶輸送機(jī)運維人員對設(shè)備的拆卸維※護(hù)提供方便，具有突出的綜合價值，值得在皮帶輸送機(jī)運行實踐中進(jìn)行推廣應(yīng)用。