帶式輸送機(jī)新膠帶的安裝和膠帶磨損后的更換，要求快速高效和安全可靠。膠帶的安裝與更換，過(guò)去往往是用人力或人力絞車拖放，這種傳統(tǒng)操作方法不僅存在不安全因素，而且效率極低、操作強(qiáng)度大，需要多人協(xié)同作業(yè)，因此，迫切需要一種高效的、自動(dòng)化程度高的換帶裝置。
    換帶裝置集機(jī)電于一體，采用行星減速機(jī)構(gòu)、夾帶夾具和電磁制動(dòng)控制，半自動(dòng)化作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了膠帶安裝與更換過(guò)程的安全、高效。
1、換帶裝置的特點(diǎn)
    1)本裝置采用機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)理念，其驅(qū)動(dòng)部分為整體式，采用行星齒輪加擺線的減速機(jī)構(gòu)，保證卷筒安全低速運(yùn)轉(zhuǎn)；電機(jī)及電磁制動(dòng)器采用特殊絕緣材料制成，且具有過(guò)載保護(hù)功能，確保膠帶的安裝和更換過(guò)程安全可靠。
    2)換帶裝置的控制采用就地控制和遙控2種方式，在0 ~200 m范圍內(nèi)，可有效遙控啟動(dòng)、正／反向、停止，操作過(guò)程方便快捷。
    3)換帶裝置可裝在帶式輸送機(jī)的機(jī)架上、遠(yuǎn)程膠帶下方的基礎(chǔ)上及滾筒支架處，也可根據(jù)使用情況采取其他安裝形式。
    4)膠帶夾具采取特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保與膠帶的連接快捷、牢固和可靠。
    5)對(duì)于管狀帶式輸送機(jī)膠帶的安裝和更換，裝置更具優(yōu)越性，可使更換時(shí)間縮短10倍以上。
2、參數(shù)確定和設(shè)計(jì)要求
2.1參數(shù)確定
    1)牽引力的確定
    因ST膠帶在所有膠帶中密度最大，故以ST膠帶為例。從表1中可以看出，100 m膠帶質(zhì)量最大為18 200 kg，卷成圓直徑約1.8-2.0 m。因此，在確定換帶裝置的牽引力時(shí)，以克服質(zhì)量18 200 kg所產(chǎn)生的摩擦阻力為準(zhǔn)。對(duì)于膠帶質(zhì)量小于9 000 kg以下，為避免大馬拖小車的能源浪費(fèi)現(xiàn)象，進(jìn)行輸入功率分級(jí)，換帶裝置形成系列產(chǎn)品。
    2)換帶裝置鋼絲繩長(zhǎng)度的確定
    鋼絲繩長(zhǎng)度取決于膠帶的長(zhǎng)度，膠帶長(zhǎng)度受交通運(yùn)輸?shù)闹萍s，一般情況下，帶寬為1.4 m以上時(shí)，膠帶適宜長(zhǎng)度為100 m左右；帶寬為1.4 m以下時(shí)，膠帶長(zhǎng)度以150 - 200 m為宜，因此，設(shè)計(jì)鋼絲繩的長(zhǎng)度最長(zhǎng)為200 m。
2.2設(shè)計(jì)要求
    1)能夠雙向運(yùn)行更換膠帶時(shí)，需先將舊帶卸下，然后換上新帶，整個(gè)動(dòng)作過(guò)程需要正反2方向運(yùn)行，因此要求裝置能夠雙向運(yùn)行。
    2)牽引繩索與膠帶的連接換帶裝置上鋼絲繩與膠帶的連接必須安全可靠。
    3)運(yùn)行過(guò)程中的安全保護(hù)  傾斜帶式輸送機(jī)更換膠帶時(shí)，在異常停電或停車情況下，為防止膠帶在自重作用下產(chǎn)生下滑，換帶裝置內(nèi)應(yīng)設(shè)失電制動(dòng)器。
    4)牽引繩索自動(dòng)排列  為防止換帶裝置在工作過(guò)程中鋼絲繩纏繞不規(guī)則，應(yīng)設(shè)計(jì)排線導(dǎo)向器，保證鋼絲繩排列有序、整齊。
    5)電器安全保護(hù)  電器控制箱應(yīng)有用電安全保護(hù)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的過(guò)載和短路保護(hù)。
    6)操作便捷為方便工人操作，在工作有效區(qū)間內(nèi)任何位置都可以操作設(shè)備。
3、技術(shù)參數(shù)及工作原理
    電機(jī)功率：4 kW、7.5 kW，牽引力：39 kN、73 kN，鋼絲繩有效長(zhǎng)度：100 m、200 m，卷簡(jiǎn)直徑：350 mm，膠帶牽引速度：0.1m/s，機(jī)械效率：>0. 92，制動(dòng)力矩：50 Nm、100 Nm，噪聲：<70 dB。
    電能通過(guò)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，機(jī)械能由二級(jí)行星減速傳至圓柱筒體上，鋼絲繩與圓柱簡(jiǎn)體固為一體，圓柱筒體旋轉(zhuǎn)，鋼絲繩沿著設(shè)計(jì)好的導(dǎo)線槽有序地纏繞在圓柱簡(jiǎn)體上。電動(dòng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn)牽引膠帶，反向旋轉(zhuǎn)釋放鋼絲繩，以便繩索與膠帶聯(lián)接。高速軸上安裝了失電電磁制動(dòng)器，當(dāng)換帶裝置通電工作時(shí)，電磁制動(dòng)器打開(kāi)，裝置可以動(dòng)作；反之電磁制動(dòng)器閉合，換帶裝置停止動(dòng)作，可靠地制動(dòng)，保證了更換膠帶工作全程的安全。使用時(shí)將鋼絲繩一端與固定在膠帶上的夾板連接，另一端與固定在滾筒上的鋼絲壓板連接。
4、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    1)整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，電動(dòng)機(jī)、電磁制動(dòng)器和減速器均置于密閉的圓柱筒體內(nèi)，筒體直徑為+350 mm，長(zhǎng)度為750 mm。
    2)電動(dòng)機(jī)和電磁制動(dòng)器完全密封，不得有冷卻潤(rùn)滑液滲透，減速器潤(rùn)滑充分。
    3)減速器采用二級(jí)行星傳動(dòng)減速，總傳動(dòng)比大。
    4)圓柱筒體兩端應(yīng)有擋板，擋住纏繞的鋼絲繩，防止亂繩。在圓柱筒體上設(shè)計(jì)有螺旋導(dǎo)繩槽，使鋼絲繩的纏繞規(guī)則有序。
    5)鋼絲繩與筒體采用特殊結(jié)構(gòu)可靠連接，確保鋼絲繩牢固地固定在滾筒體上。
    6)扭矩直接通過(guò)齒圈傳遞至筒體上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，效果好。
    7)采取高速軸制動(dòng)，制動(dòng)力矩小，結(jié)構(gòu)緊湊。
5、電氣設(shè)計(jì)
    1)電動(dòng)機(jī)控制線路設(shè)計(jì)成可正、反2個(gè)方向運(yùn)行。
    2)電磁制動(dòng)器與電動(dòng)機(jī)連鎖控制，電磁制動(dòng)器打開(kāi)時(shí)，電動(dòng)機(jī)才能開(kāi)始工作；電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，電磁制動(dòng)器應(yīng)立即制動(dòng)。
  3)控制部分應(yīng)有面板操作和遙控操作2種控制方式。
  4)電氣線路中應(yīng)設(shè)計(jì)過(guò)載保護(hù)。
  5)控制器的防護(hù)等級(jí)為IP54。
  換帶裝置電氣原理見(jiàn)圖2。
6、換帶裝置的應(yīng)用
6.1  傾斜帶式輸送機(jī)逐段更換膠帶流程
    此種方法適用于傾斜、較長(zhǎng)的帶式輸送機(jī)，不可能一次性更換整條膠帶的更換作業(yè)，見(jiàn)圖3。
    1)將需要更換的膠帶段運(yùn)轉(zhuǎn)至上方無(wú)障礙物區(qū)段間，分上下固定需更換的膠帶段；
    2)將被固定的舊膠帶上端剖開(kāi)，使用換帶裝置提供的附件夾具固定舊膠帶的上端剖口；
    3)啟動(dòng)遙控器或電氣控制箱面板上的上行或下行按鈕，利用膠帶自身的重力，將更換的膠帶緩緩送下；
    4)卸下舊膠帶后，利用已到帶式輸送機(jī)尾部的夾板夾住新膠帶，啟動(dòng)遙控器或電氣控制箱面板上的上行或下行按鈕，將新膠帶拖至需要接駁膠帶工作區(qū)段內(nèi)；
    5)用夾板夾住新膠帶的兩端，進(jìn)行接駁，完成換帶過(guò)程。
6.2水平帶式輸送機(jī)逐段更換膠帶流程
    此種方法適用于水平且較長(zhǎng)的帶式輸送機(jī)的膠帶更換作業(yè)，見(jiàn)圖4。
    1)將需要更換的膠帶運(yùn)行至上方無(wú)障礙物的區(qū)段內(nèi)，分頭尾固定需要更換的膠帶段；
    2)在頭部或尾部設(shè)置固定支架及滑輪，將換帶裝置的鋼絲繩穿過(guò)滑輪迂回至工作區(qū)段；
    3)將被固定的舊膠帶剖開(kāi)，使用換帶裝置提供的附件夾具固定舊膠帶的中段；
    4)啟動(dòng)遙控器或電氣控制箱面板上的上行或下行按鈕，將被更換的膠帶緩緩送下：
    5)卸下舊膠帶后，將鋼絲繩從滑輪中敢出，利用專用夾具夾住新膠帶，啟動(dòng)遙控器或電氣控制箱面板上的上行或下行按鈕，將新膠帶拖至需要接駁膠帶的工作區(qū)段內(nèi)；
    6)用夾板夾住新膠帶的兩端進(jìn)行接駁，完成更換膠帶的過(guò)程。
6.3整條膠帶換帶過(guò)程
    此種方法適用于較短的帶式輸送機(jī)、一次性即可更換整條膠帶的換帶作業(yè)，見(jiàn)圖5。
    1)用固定夾板夾住帶式輸送機(jī)頭部，將換帶裝置上的鋼絲繩及夾具拉至帶式輸送機(jī)頭部，使換帶裝置提供的附件夾具固定舊膠帶的上端剖開(kāi)；
    2)將舊膠帶由帶式輸送機(jī)尾部斷開(kāi)，其中下行接口與新膠帶做簡(jiǎn)易聯(lián)接；
    3)啟動(dòng)遙控器或電氣控制箱面板上的上行或下行按鈕，將被更換的膠帶及其下部牽引的新膠帶一同拖動(dòng)；
    4)繼續(xù)重復(fù)步驟；
    5)啟動(dòng)遙控器或電氣控制箱面板上的上行或下行按鈕，將被更換的膠帶及其下部牽引的新膠帶一同拖動(dòng)，直至將所有舊膠帶換下、新膠帶換上，完成換帶的過(guò)程。
7、結(jié)束語(yǔ)
    換帶裝置投入市場(chǎng)后，深受用戶的好評(píng)，解決了更換膠帶時(shí)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、安全性差等問(wèn)題。換帶裝置投放市場(chǎng)已達(dá)2000多臺(tái)，產(chǎn)值近3 000萬(wàn)元。具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
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