胶带切边机的研制与应用.pdf

2 0 1 4年第 4期 童娃蕉 针技 1 3 3 胶 带切 边机 的研 制与应用 欧 文 上海大屯能源股份有限公司徐庄煤矿， 江苏 沛县2 2 1 6 1 1 摘要徐庄煤矿矿最常用的胶带宽度为 1 m和 0 ． 8 m 两种。 由于长 时间运转会造成皮带边缘磨损现 象。为 了节约成本、 减少 资金投入 ， 可以使 用 l m 旧胶 带宽度修整后 用 于 0 ． 8 m胶 带机 上 ， 实现 了废 旧胶 带的 重复利 用。胶 带切 边机代 替人 工修 剪胶 带， 在 切割 速度和质量上 实现大的飞跃 。 关键词胶 带切 边效率提 高切 割质 量 中图分 类号T D 5 2 8 文献标识码 A d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 5 2 8 0 1 ． 2 0 1 4 ． 0 4 ． 5 8 De v e l op m e nt an d a p pl i c a t i o n of a dh e s i v e t a pe c u t t i ng ma c h i ne 0I 1 We n S h a n g h a i Da t u n E n e r g y R e s o u r c e s C o ．F u l l y me e h a n i z e d，J i a n g s u P e i x i a n 2 2 1 6 1 1 Ab s t r a c t T h e t a p e w i d t h i n Xu Z h u a n g c o a l mi n e i s c o mmo n l y 1 me t e r s a n d 0 ． 8 me t e r s ．Du e t o l o n g t i me o p e r a t i o n， I n t h e p r o c e s s o f 1 me t e r t a p e ，wi l l c a u s e t h e e d g e we a r p h e n o me n a ．I n o r d e r t o s a v e c o s t s ，r e d u c e c a p i t a l i n v e s t me n t ， a f t e r d r e s s i n g we c a n u s e t h e 1 0 0 0 mm o l d t a p e i n 8 0 0 mm t a p e ma c h i n e ，r e ali z e s t h e r e p e a t e d u s e o f w a s t e t a p e ． T r i mmi n g ma c h i n e t o r e p l a c e a r t i fi c i a l p r u n i n g t a p e b y t a p e，r e ali z e a b i g l e a p i n c u t t i n g s p e e d a n d q u ali t y ． Ke y wo r d s a d h e s i v e t a p e c u t t i n g e f fi c i e n c y i mp r o v i n g c u t t i n g q u a l i t y 徐 庄煤 矿 最 常用 的胶 带 宽度 为 1 m 和 0 ． 8 m 两 种。1 米胶带在使用过程中， 由于长时间运转会造成 边缘磨损 现 象 。受 损 的胶 带带 芯 外漏 ， 纤 维会 缠 绕 在输送机框架及 托辊上 ， 影 响安 全生产 ， 不得 不进 行 报废 。为 了节约 成 本 、 减 少 资 金投 入 ， 可 以使 用 1 m 旧胶带宽度修整后用于0 ． 8 m胶带机上 ， 实现了废旧 胶带 的重 复利用 。 1 原有切带方法的缺点 最原始切 割旧胶带 的方 法就是将胶带展 开 ， 人工 利用刀具将其修剪至所需的宽度。这样做虽然能达到 目的， 但却难以满足数量要求。同时该操作工作劳动 强度极高， 工作效率极低， 切割的边缘也不直。 2 切带机的研制 2 ． 1 设计 思 想 胶带切边机设计的 目的是为 了克服 旧胶带切边 时 收稿 日期2 0 1 4 0 31 3 作者简 介欧文 1 9 7 9 ． 0 l一 ， 男 ， 山东科技 大学毕业 ， 工程 师， 现 任上海大屯能源股份有限公司徐庄煤矿皮带管理科副科长。 的上述缺点 ， 从根本上解决工作劳动强度极高 ， 工作 效 率极低 ， 切割的边缘也不直等问题。通过研发胶带切 边机代替人工修剪胶带的想法， 实现进带、 切割、 卷带 的 自动化操作 ， 在切割速度和质量上实现大的飞跃 。 2 ． 2 胶带切边机主要组成部分 图 1 、 图2 胶带切边机 动力部分 {薹 耋 圣 、挤 压 轮 机 架i 移 动 机 架 切 割 部 分i 可 调 刀 架 L 可 调 刀 架 肪 跑 偏 装 置i 出 口 处 抗 偏 L 山 l儿 H 图 1 胶带切边机组成 2 ． 3 工作 原理 胶带切边机是以如下技术方案实现的 将 旧胶 带经托辊 、 抗偏托辊、 副刀、 挤压轮、 驱动轮、 主刀安 装好 ， 旋转法兰盘将旧胶带固定在挤压轮与驱动轮 之间， 根据旧胶带切割的宽度调整好 主刀、 副刀、 防 偏导向槽的宽度。通过控制箱启动驱动电机、 减速 l 3 4 _ I ． 互 撼蒺 针技 2 0 1 4 年 第 4 期 机 ， 这样 旧胶 带就 被 驱 动 轮驱 动 ， 同时 旧胶 带被 主 刀 、 副刀切 割成需 要 的宽度 。 旧胶 带切 割好 后 经 防 偏导 向槽 、 压带托辊进 入卷带装置卷好 。 ． ／r ＼ ＼ { | ／ b 侧视 图 1 ． 压带托辊 ； 2 ． 防偏导向槽 ； 3 ． 导 向槽； 4 ． 减速机； 5 ． 主刀 ； 6 ． 副刀 ； 7 ． 抗偏托辊 ； 8 ． 托辊 ； 9 ． 控制箱； 1 0 ． 挤压轮 ； 1 1 ． 驱动轮 I 2 ． 驱 动电机 ； 1 3 ． 主机架； 1 4 ． 行 走轮 。 图 2 胶带切边机示意图 2 ． 4操作 流程 胶带切边机 的操 作简 洁方 便安 全 ， 只需 将 旧胶 带经托辊 8 、 抗偏托辊 7 、 副刀 6 、 挤 压轮 1 0 、 驱动轮 1 1 、 主刀 5 安装 好 ， 然后 旋转法 兰盘将 旧 胶带 固定在挤压轮 1 0 与驱动 轮 1 1 之间 ， 再 根据 旧胶带切割的宽度调整好 主刀 5 、 副刀 6 、 防偏 导 向槽 2 的宽度 ， 便可以通过控制箱 9 启动驱动电 机 1 2 、 减速机 4 ， 这样 旧胶带就被驱动 轮驱动 ， 旧 胶带被主刀 5 、 副刀 6 切割成需要 的宽度 ， 且 旧胶 带切割好后经防偏 导向槽 2 、 压带 托辊 1 进入 卷 带装置 自动卷好。具体如 图 1 、 图 2所示 。 2 ． 5主要 部件 的确 定 2 ． 5 ． 1 动力源及减速器的解决方案 胶带在切割过程 中 ， 切割机 不能移 动过快 ， 否则 操作人员不易控制， 切割质量也得不到保障， 容易造 成失误。因此选用功率电机功率为 1 K W／ 1 0 0 0 r 的 6 极电机， 作为本切割机的动力源； 选用 H N型减速机， 公称传动比1 4 0 ， 公称输出传动7 ． 1 4 r ／ m i n ， 许用输出 转矩 1 ． 7 2 K N ． M。 通过计算， 输出到驱动轮后， 速度为3 0 0 0 m m ／ m i n 。 2 ． 5 ． 2 挤压轮和驱动轮 的解决方案 胶带在切割过程中， 挤压轮、 驱动轮与减速器及 胶带运行速度必须保持一致 ， 并且挤压轮、 驱动轮要 有足够 的强 度 ， 在挤 压 力 最 大 时也 不 会 弯 曲变形 。 挤压轮在驱动 轮 的正上 方 ， 挤 压 轮可 以在 垂直 方 向 调整与驱动 轮 的间 隙 ， 以达到压 紧胶带 的 目的。挤 压轮、 驱动轮表面要光滑。经过现场论证， 决定采用 1 3 31 1 5 0底托辊作为挤压轮和驱动轮 。 2 ． 5 ． 3 行走轮 的解决方案 为满足胶带 切边 机在 地 面移 动 ， 故 行走 轮 轮子 表面应该是软质结构 的 ， 可 以起到 一定 的缓 冲作用 ， 并且胶带切边机不宜过高， 因此行走轮的直径不用 过大。经过现场论证， 决定选用直径 1 5 0 m m的橡胶 滑轮作为行 走轮。 2 ． 5 ． 4可调 刀架和 割刀 的解决方案 利用钢 板 、 槽钢 、 螺 栓制造 可调节 刀架 。根 据我 矿常用的几种规格胶带的宽度 1 m、 0 ． 8 m， 确定切割 宽度在 0 ． 8～l m切割范围内任意调节。为了保证割 刀的锋利 ， 同时又 要兼 顾韧 性 和耐磨 性 决定 采用 高 速钢加工专用刀片， 其规格为 1 9 0 4 0 3 m m， 硬度 为 HRC 6 26 5 。 2 ． 5 ． 5 防跑偏装置 的解决方案 胶带切边机在切 割胶带过程 中如果胶 带跑偏 将 会造成切割质量下降， 造成切割的胶带不能使用。 在驱动、 挤压轮和胶带的紧密配合下， 平稳匀速 运行 本身已起到很 好 的 防跑偏 作用 ， 但 为 了更有 效 地防止胶带 在切 割过 程 中跑偏 ， 专 门在 胶带 切边 机 人 口处和出 口处分 别设计 防跑偏托辊 和抗偏 导 向槽 用于辅 助抗偏 。在机器 入 口处安 装 的两个 直立 的防 跑偏 托辊可 以调 节 间距 ， 以适应 不 同宽 度 的胶带 通 过。在胶带 运行 过程 中， 防跑偏 托辊 给 胶带 一定 的 约束力 防止其跑偏 。在 机器 出 口处用槽 钢加工 两个 可以调整宽 度 的抗 偏 导 向槽 ， 切 割后 的胶带 由导 向 槽通 过 ， 这样便更好地实现 了防跑偏作用 。 通过以上三者有机结合 ， 胶带跑偏的问题得到 解决 。 3 胶带切边机的应用效果 1 该机具有结构简单， 操作方便 ， 自动化程度 高， 生产效率高等优点。在徐庄矿使用半年的时间， 运行可靠， 创造了良好的经济效益。 2 使用该机器经现场测试 ， 与人工手持刀片切 割相比， 施工速度由0 ． 4 3 0 m提高到 3 ．1 0 m， 效率提 高了近8倍。并可以明显提高切割质量 ， 经测试切割 后的胶带直线度小于 2 0 m m ／ 1 0 0 m， 能够确保切割复 用的胶带具 有 良好 的运行状态 。 下转 第 1 3 6页 1 3 6 童堪磊 舛救 2 0 1 4 年 第 4 期 原理是 首先对 P L C控制 系统 的执行器进行预先设定 的命令； 其次， P L C控制系统根据调速型液力耦合器导 管的开度大小来控制输送机工作液液体的流量， 通过 这样的方式就可以有效控制带式输送机腔内工作油的 流量 ， 从而有效控制带式输送机 的运行 速度 。虽然带 式输送机的信号采集大多采用驱动式技术， 但是利用 P L C控制系统采集技术， 可以使信号采集简单化， 采用 P L C技术就可以根据带式输送机工作电流数值的大小 来判断输送机 中各个驱动 电动机 的输 出功率值 ， 煤矿 带式输送机 P L C控制系统如 图 2 所示。 上电复-位 I j ] ． 开 车 指 令l 二 开 车 预 警l 面 至 夏工 开闸 放回L ] [ 起动 主 电 机 l 图 2 煤矿 带式输送机 P L C控 制 系统 2 ． 2 P L C技术的液黏软起动装置制动 器在煤矿 带式输送机 中的应用 煤矿带式输送机的液黏软启动装置的主要工作原 理是 通过在输送机壳体上的主动摩擦片安装液黏软 启动装置， 通过动摩擦片与主动摩擦片横向跌加产生 的油膜剪切力来传递对煤炭运输的力矩， 通过这样的 工作原理， 带式输送机的主动摩擦片和动静摩擦片的 油膜厚度就能有效地调节 ， 同时也可以调节动摩擦片 的运行速度和力 矩大小 ， 实现 了无极调 速功能。由于 电液比例阀具有 固有功能 ， 带式输送机 的无极调性能 可以有效调节电液比例阀的间隙大小， 因此， 煤矿带式 输送机在设计的过程中， 应合理配置液黏软启动的开 关数量和 D ／ A转换 ， 采用 P L C技术 ， 有 效的进行程序 的控制并调节电液 比例阀的大小 ， 从 而在带式输送机 上实现可控软起动功能。 2 ． 3 P L C技术在煤矿带式输送机 的下运盘式制 动 器 中的应 用 P L C程序设计 在 下运 盘 式制 动 器 中， 与 传统 的 继电器相比， 可以有效提高煤矿带式输送机的安全 性。传统的带式输送机容易发生飞车事故， 其主要 原因是带式 输送 机 的控制 性 能不 是很 完善 ， 即不 能 有效控制电动机 发 电产 生 的负载 力矩 ， 负载 力矩 过 大， 电动机的制动力矩就会逐渐下降， 电动机转速过 快就会导致危险事故的发生， 而 P L C的煤矿带式输 送机可 以有效 调节控 制 电动 机 的转速 ， 采用 自动 的 控制功能， 并且参考电动机的运转速度， 从而对带式 输送机 中电动 机 的运 转 速度 进行 合理 调整 ， 若需 要 测量电动机的转速， 则采用转速传感器技术， 从而调 节带式输送机 的运转速度。 3 结束语 P L C程序设计在煤矿带式输送机控制系统中， 可 以提高带式 输送 机 的安全 性 和稳定 性 ， 确保 煤矿 带式输送机安全运行 ， 随着 P L C技术 的不 断发展 ， 其 在煤矿安全领域中的应用必将越来越广泛。 【 参考文献】 [ 1 ] 李剑峰．矿山带式输送机控制新技术研究应用[ J ] ． 电气传动 自动化 ， 2 0 1 3 ， 0 2 2 4～ 3 0 ． [ 2 ] 朱霞清．P L C技术在煤矿带式输送机中的设计与应 用[ J ] ．煤矿机械， 2 0 1 3 ， 0 9 2 2 9 2 3 1 ． [ 3 ] 胡宇松．煤矿带式输送机电控系统的 P L C程序分析 [ J ] ．工矿 自动化， 2 0 0 9， 1 1 1 0 0～1 0 2 ． 上接 第 1 3 4页 3 经过近半年的使用， 效果良好。以0 ． 8 m新胶带 的价格 2 9 8 米， 若工作面有 5 0 0 0 m 1 ． O m胶带割成 o ． 8 m宽的胶带， 正常情况下皮带的利用率在7 0 ％左右， 那么每年可以节省新胶带投入节约为2 9 8 5 O O 0 7 0 ％ 1 0 4 ． 3 万元， 为徐庄煤矿创造了可观的经济效益。 【 参考文献】 [ 1 ] 张尊敬、 汪蛙． 带式输送机设计手册， 冶金工业 出版 社． 2 0 0 3 ． 8 ． [ 2 ] 顾文卿． 新编煤矿常用机械设备造型设计实用手册． 中国矿业大学出版社． 2 0 1 1 ． [ 3 ] 成大先． 机械 设计手 册． 化 学工业 出版 社． 2 0 0 8 o 4 0 1 ． [ 4 ] 顾永辉． 煤矿电工手册． 煤炭工业出版社． 2 0 1 3 8 ． [ 5 ] 赵 海霞， 刘光启． 五金手册． 化学工业 出版社． 2 0 1 2 0 4 0 1 ．