高效皮帶切割機(jī)的研制與應(yīng)用

陳曉明 田 濤 王光紅

（兗州煤業(yè)股份有限公司南屯煤礦，山東 鄒城 273515）

煤礦廢舊皮帶的用途極為廣泛，南屯煤礦將廢舊皮帶加工成皮托盤、單體抱柱軟連接、吊掛帶、綁帶等，分別用于井下單體支柱防滑防倒、液壓支架安全防護(hù)，并實(shí)現(xiàn)管路、電纜吊掛，廢舊皮帶切割長度200mm到2500mm不等。隨著南屯煤礦節(jié)支降耗工作的穩(wěn)步推進(jìn)，對舊皮帶修復(fù)再利用和各類皮帶制品的需求量不斷上升，現(xiàn)在礦井基本都是采用市場上銷售的主導(dǎo)產(chǎn)品機(jī)械手搖式皮帶切割機(jī)，其最大切割長度只有1.2m，而且手搖切割操作復(fù)雜，工作效率極低，礦井加工的單體托盤、軟連接等均為批量生產(chǎn)廢舊皮帶制品，手動切割費(fèi)時(shí)費(fèi)力，根本無法滿足礦井生產(chǎn)需要。為擴(kuò)大廢舊皮帶加工范圍，提高生產(chǎn)效率，南屯煤礦自行研制出了一種新型高效電動皮帶切割機(jī)。

1 高效皮帶切割機(jī)的方案設(shè)計(jì)

1.1 結(jié)構(gòu)與工作原理

該高效電動皮帶切割機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護(hù)方便，主要由驅(qū)動裝置、導(dǎo)向定位裝置、滾筒卷帶裝置、可調(diào)組合排刀、電控系統(tǒng)五大部分組成。其工作原理主要是通過驅(qū)動裝置帶動下滾筒旋轉(zhuǎn)，同時(shí)下滾筒的一側(cè)由齒輪傳動至上滾筒，上下滾筒同時(shí)轉(zhuǎn)動，通過摩擦力將廢舊皮帶牽引帶入切割部，皮帶經(jīng)過固定的組合排刀裝置，自動切割各類規(guī)格的帶面。

1.2 主要部件設(shè)計(jì)

（1）動力選擇

通過前期調(diào)研，選用了礦井閑置的DSB4-4型蝸輪蝸桿減速電機(jī)提供動力，該減速電機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，易于安裝和維護(hù)，工作時(shí)有過載保護(hù)，運(yùn)行安全可靠。該驅(qū)動裝置工作功率為4kW，皮帶運(yùn)行速度為0.117m/s，滿足設(shè)計(jì)需求。

（2）定位導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)

廢舊皮帶輸入滾筒前，需要進(jìn)行整形調(diào)整、限位、導(dǎo)向，使其能夠按照指定位置輸入滾筒。在工作平臺上方設(shè)計(jì)有移動定位擋板、固定擋板、移動滑槽，一側(cè)的定位擋板依靠平臺滑槽下方的梯形絲杠副實(shí)現(xiàn)移動，通過旋轉(zhuǎn)手輪把手，調(diào)節(jié)移動側(cè)定位擋板行程，實(shí)現(xiàn)皮帶寬度變化要求。兩側(cè)擋板上方，設(shè)有限位滾輪，對不平整的皮帶進(jìn)行導(dǎo)向調(diào)整，實(shí)現(xiàn)高度限位，使皮帶平整地通過滾筒，最終完成切割。

（3）滾筒卷帶裝置的設(shè)計(jì)

滾筒卷帶裝置包括上滾筒、下滾筒、滾筒調(diào)節(jié)螺桿、傳動齒輪，在工作平臺上下面設(shè)計(jì)安裝一組卷帶滾筒，卷帶上滾筒和下滾筒的直徑設(shè)計(jì)均為130mm，表面采用滾筒包膠工藝，增大卷帶摩擦力。上滾筒通過調(diào)節(jié)滾筒之間間隙，兩側(cè)分別安裝了頂尖夾緊裝置，當(dāng)帶面在卷筒上達(dá)到一定厚度時(shí)，可調(diào)節(jié)夾緊裝置的螺旋調(diào)節(jié)桿，提供壓緊預(yù)緊力；下滾筒連接動力源，提供驅(qū)動力，工作時(shí)，依靠下滾筒轉(zhuǎn)動摩擦力驅(qū)動皮帶前行。同時(shí)，滾筒卷帶裝置采用近距離的齒輪傳動，工作平穩(wěn)，保證了皮帶卷入時(shí)從動滾筒不會打滑。卷帶裝置起到卷帶和壓帶兩個(gè)作用，保證了皮帶在切割過程的穩(wěn)定性。

（4）可調(diào)組合排刀的設(shè)計(jì)

可調(diào)組合排刀部分由固定架、調(diào)節(jié)螺栓、刀片及組合刀庫組成，在滾筒卷出方向安裝可調(diào)組合切割排刀固定架，固定架選用牢固耐用的12#礦用工字鋼，每組組合刀庫安裝在固定架上，通過螺栓桿夾緊固定和調(diào)整，可以安裝多副組合刀庫，每組刀庫之間間距按切割尺寸調(diào)整，滿足切割多種規(guī)格皮帶條的寬度需求。

圖1 高效電動皮帶切割機(jī)示意圖

1.3 工作特點(diǎn)

（1）采用電動滾筒驅(qū)動，切割力大，切割速度快；

（2）可調(diào)組合排刀安裝牢靠安全，互換性好，且勻速切割，刀片使用壽命長；

（3）適用范圍廣泛，導(dǎo)向壓緊皮帶的帶寬和切割寬度均可調(diào)整；

（4）實(shí)現(xiàn)批量一次定位，能同時(shí)切割多條任意長度和寬度的輸送皮帶；

（5）所切割的皮帶條均勻美觀，保證了加工尺寸精度和質(zhì)量。

圖2 高效電動皮帶切割機(jī)使用效果圖

2 應(yīng)用效果

目前該高效皮帶切割機(jī)已在南屯煤礦投入正常使用，能夠充分利用廢舊物資，快速高效地切割任意規(guī)格的廢舊皮帶制品，取得了很好的應(yīng)用效果：（1）實(shí)現(xiàn)了皮帶縱向的“無限長”自動切割，廢舊皮帶磨損的兩側(cè)面得到切割、硫化包邊處理，將皮帶寬帶面改為窄帶面再利用，為礦井減少了新帶面的投入；（2）該設(shè)備工作時(shí)，平均每分鐘皮帶的走刀量由原來手動切割時(shí)的1.5m提高到7m，最多還可同時(shí)安裝10把刀，工作效率是原來的5倍以上。（3）緩解了人員周轉(zhuǎn)壓力，以前4～5人一個(gè)月的工作量現(xiàn)在只需2人一天內(nèi)就可完成，每年節(jié)約人工費(fèi)用約16萬元。按平均每月廢舊皮帶制品10000m2計(jì)算，累計(jì)為礦井節(jié)支創(chuàng)效約150萬元。

3 結(jié)束語

該高效皮帶切割機(jī)成功研制，解決了1.2m以上長距離皮帶條的切割和手動操作效率低的問題，極大地減輕了職工的勞動強(qiáng)度，提高了廢舊皮帶的回收再利用和工作效率，為礦井取得了顯著的社會和經(jīng)濟(jì)效益，具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。