帶式輸送機用新型四工位伸縮頭的研制與應(yīng)用

宿立偉 唐麗英

（北方重工集團輸送設(shè)備分公司，遼寧 沈陽 110141）

1 主要技術(shù)參數(shù)

本項目新型四工位伸縮頭裝置屬自主研發(fā)、設(shè)計及生產(chǎn)。由于膠帶機的輸送量大（設(shè)計運量 5000t/h），運行速度快（3.75m/s），承受張力大（560KN），這就對伸縮頭的剛度、強度、行走都提出較高要求。在該產(chǎn)品研發(fā)過程中，對伸縮頭的受力進行了大量分析和計算，最終確定伸縮頭的主要參數(shù)如下，可保證整個伸縮頭裝置在的理想速度下穩(wěn)定運行。

設(shè)計運量 Q（t/h）：5000；

輸送帶寬 B（mm）： 1400；

膠帶機帶速（m/s）： 3.75

伸縮頭機長L（mm）： 27150；

頭部張力（KN）： 560

行走速度V（m/s）： 0.14；

伸縮行程 S（mm）： 19420；

最大輪壓 F（KN）： 238；

變頻電機功率P（KW）： 37；

11月10日該兩測點所在部位土方僅開挖到基坑深度的中部，且已經(jīng)停止土方開挖，墻體變形雖然暫時穩(wěn)定，但是已經(jīng)產(chǎn)生的變形量過大，主要是施工因素所致。

2 伸縮頭工作原理

本設(shè)計是一種頭部移動給料裝置，按設(shè)計要求伸縮頭裝置每小時要將5000 噸球團原料分別卸下分配到四個料倉，因此伸縮頭裝置必須在四個料倉頻繁的往復(fù)移動，是一種帶式輸送機用新型伸縮頭裝置。

伸縮頭裝置裝有銷齒驅(qū)動裝置，電機通過減速器齒輪與安裝在機架上的齒條嚙合，驅(qū)動伸縮頭裝置在軌道上行走，并通過行程開關(guān)控制伸縮頭在不同卸料位置準確定位，可以將輸送機運來的物料分流到不同的下一條輸送機上。

3 伸縮頭結(jié)構(gòu)及主要部件

主要結(jié)構(gòu)包括：伸縮頭車架、行走輪、車架走行驅(qū)動裝置、改向滾動、頭部護罩與落煤斗，導(dǎo)流板和清掃器所組成。車架上裝有改向滾筒，頭部護罩、落料斗、托輥，驅(qū)動裝置拖動，沿軌道移動。

4 幾個主要部件具體實施方式

4.1 驅(qū)動部分的設(shè)計

4.1.1 結(jié)構(gòu)方面：在驅(qū)動部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計上，考慮到四工位車體本身較長、車架較重所以將驅(qū)動部分獨立設(shè)計在地面上與車架分別安裝，這種設(shè)計不僅使車架重量減輕還避免了由于車架安裝及制造誤差等原因造成的伸縮頭運行不穩(wěn)定因素，使車體運行更加平穩(wěn)、安全、可靠。

4.1.2 主要參數(shù)選擇：從原始數(shù)據(jù)計算結(jié)果可知，本伸縮頭裝置受力較大；機長較長；四個工位要求，屬于大型重載伸縮頭裝置，考慮到重載起動時起動困難，瞬時沖擊大等因素，采用軟起動技術(shù)比較合理。

主要優(yōu)點：

1）起動時調(diào)速精度高；2）可以變速運行；3）調(diào)速范圍大；輸出轉(zhuǎn)速大范圍可調(diào),穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速可從10～100%任意調(diào)節(jié),從而為安裝、調(diào)試、檢修、提供了條件；4）在高速軸上可配置制動器。

基于以上考慮本設(shè)計對驅(qū)動部分進行了如下配置：

驅(qū)動部分主要參數(shù)表

4.2 車體行走機構(gòu)：由于本伸縮頭重載、低速移動，所以車體的移動采用了銷齒條傳動機構(gòu)。

銷齒條傳動的特點：①銷齒條傳動是屬于定軸齒輪傳動的一種特殊形式。由于銷齒條的輪齒是圓銷，與一般齒輪相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、加工容易、造價低、拆修方便等優(yōu)點。②銷齒條傳動是適用于低速、重載、潤滑條件差及惡劣的工作環(huán)境的一種機械傳動。銷齒條傳動機構(gòu)見圖1

圖1

4.3 錨定裝置的設(shè)計

運用電動錨定裝置（車體兩側(cè)的兩個電動推桿），在工作指定工位停車后對車體進行固定，防止在工作時由于膠帶運轉(zhuǎn)速度快，膠帶機張力大等其它因素所產(chǎn)生的車體移動，使伸縮頭裝置可以精確的在每一個工位進行安全卸料。并且可以擺脫人工手動錨定實現(xiàn)電動控制，提高生產(chǎn)效率。

具體工作過程如下：當(dāng)伸縮頭要運行時，首先需將膠帶機上物料卸凈膠帶機停機，然后錨定裝置上的電動推桿工作，推桿收縮，到達收縮極限位置時行程開關(guān)動作使推桿停止工作，使錨定裝置上的卡銷從錨定裝置架中脫開，到達收縮極限位置時行程開關(guān)動作使推桿停止工作，從而解除錨定。然后伸縮頭的行走驅(qū)動裝置工作，伸縮頭移動。當(dāng)伸縮頭移動到所需工位，工位上的限位開關(guān)動作，信號反饋到控制系統(tǒng)，伸縮頭的行走驅(qū)動裝置停止工作，伸縮頭停止移動，隨后錨定裝置上的電動推桿工作，電動推桿的推桿伸出，將錨定裝置上的卡銷推進錨定裝置架的卡槽中，到達伸出極限位置時行程開關(guān)動作使推桿電機停止工作，從而實現(xiàn)錨定，啟動膠帶機。見圖2

圖2

4.4 漏斗：頭部漏斗安裝了可調(diào)料流擋板，可減小料流對漏斗的沖擊，并保證落料中心與受料輸送機的中心一致，防止受料輸送機跑偏。

5 設(shè)計創(chuàng)新

在該產(chǎn)品研發(fā)過程中，對伸縮頭裝置的行走驅(qū)動（變頻電機）、機架、錨定裝置等各部件的合理性、可靠性、安全性進行了大量分析和研究，保證產(chǎn)品可靠安全運行，滿足工藝、設(shè)計各方面的要求。整個設(shè)計過程和設(shè)計方案得到用戶方技術(shù)人員一致認可并同時產(chǎn)生了幾個國內(nèi)首創(chuàng)：

5.1 所述的在新型伸縮頭上設(shè)有四工位，在國內(nèi)是首創(chuàng)：在以往的設(shè)計中常見的是二工位或三工位伸縮頭。

5.2 所述的新型伸縮頭大張力（560KN），在國內(nèi)是首創(chuàng)。

5.3 所述的新型伸縮頭機長最長（27.15m），在國內(nèi)是首創(chuàng)。

結(jié)論

本項目已經(jīng)在阿曼蘇哈港碼頭料廠使用，運轉(zhuǎn)情況良好。

該機的研制成功標志著我國伸縮頭裝置設(shè)計、制造達到國際先進水平，填補了國內(nèi)空白。其設(shè)計理念可為以后伸縮頭裝置設(shè)計提供良好借鑒。

[1] 機械工業(yè)部北京起重運輸機械研究所《DTII 型固定式帶式輸送機設(shè)計選用手冊》[Z].

[2] 宋偉剛.通用帶式輸送機設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.