馬兵

（新疆五鑫銅業(yè)有限責(zé)任公司 阜康 831500）

1 帶式輸送機概述

1.1 帶式輸送機的應(yīng)用

帶式輸送機是連續(xù)運輸機的一種，連續(xù)運輸機是固定式或運移式起重運輸機中主要類型之一，其運輸特點是形成裝載點到裝載點之間的連續(xù)物料流，靠連續(xù)物料流的整體運動來完成物流從裝載點到卸載點的輸送。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等各企業(yè)中，連續(xù)運輸機是生產(chǎn)過程中組成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線不可缺少的組成部分。

1.2 帶式輸送機的工作原理

帶式輸送機又稱膠帶運輸機，其主要部件是輸送帶，亦稱為膠帶，輸送帶兼作牽引機構(gòu)和承載機構(gòu)。帶式輸送機組成及工作原理如圖1所示，它主要包括一下幾個部分：輸送帶(通常稱為膠帶)、托輥及中間架、滾筒拉緊裝置、制動裝置、清掃裝置和卸料裝置等。

圖1 帶式輸送機簡圖

輸送帶1繞經(jīng)傳動滾筒2和機尾換向滾筒3形成一個無極的環(huán)形帶。輸送帶的上、下兩部分都支承在托輥上。拉緊裝置5給輸送帶以正常運轉(zhuǎn)所需要的拉緊力。工作時，傳動滾筒通過它和輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶運行。物料從裝載點裝到輸送帶上，形成連續(xù)運動的物流，在卸載點卸載。一般物料是裝載到上帶(承載段)的上面，在機頭滾筒(在此，即是傳動滾筒)卸載，利用專門的卸載裝置也可在中間卸載。

1.3 帶式輸送機的分類

帶式輸送機分類方法有多種，按運輸物料的輸送帶結(jié)構(gòu)可分成兩類，一類是普通型帶式輸送機，這類帶式輸送機在輸送帶運輸物料的過程中，上帶呈槽形，下帶呈平形，輸送帶有托輥托起，輸送帶外表幾何形狀均為平面；另外一類是特種結(jié)構(gòu)的帶式輸送機，各有各的輸送特點。在本文中就帶式輸送機的托輥進行研究和改進。

2 托輥的作用及其改進

2.1 托輥作用

托輥是決定帶式輸送機的使用效果，特別是輸送帶使用壽命的最重要部件之一。托輥組的結(jié)構(gòu)在很大程度上決定了輸送帶和托輥所受承載的大小與性質(zhì)。對托輥的基本要求是：結(jié)構(gòu)合理，經(jīng)久耐用，密封裝置防塵性能和防水性能好，使用可靠。軸承保證良好的潤滑，自重較輕，回轉(zhuǎn)阻力系數(shù)小，制造成本低，托輥表面必須光滑等。

支承托輥的作用是支承輸送帶及帶上的物料，減小帶條的垂度，保證帶條平穩(wěn)運行，在有載分支形成槽形斷面，可以增大運輸量和防止物料的兩側(cè)撒漏。一臺輸送機的托輥數(shù)量很多，托輥質(zhì)量的好壞，對輸送機的運行阻力、輸送帶的壽命、能量消耗及維修、運行費用等影響很大。

2.2 托輥類型

圖2 槽形托輥

托輥可分為槽形托輥、平行托輥、緩沖托輥和調(diào)心托輥等。

槽形托輥（圖2）用于輸送散粒物料的帶式輸送機上分支，使輸送帶成槽形，以便增大輸送能力和防止物料向兩邊灑漏。目前國內(nèi)Ⅱ系列由三個輥子組成的槽形托輥槽角為35°或45°，增大槽角可加大載貨的橫斷面積相防止輸送帶跑偏，但使膠帶彎折，對輸送帶的壽命不利。為降低膠帶邊緣的附加應(yīng)力，在傳動滾筒與第一組槽形托輥之間可采取槽角為10°、20°、30°的過渡托輥使膠帶逐步成槽。

平行托輥由一個平直的輥子構(gòu)成，用于輸送件貨。其結(jié)構(gòu)簡如圖3所示：

圖3 平行托輥

緩沖托輥用于帶式輸送機的受料處，以便減少物料對輸送帶的沖擊，有橡膠圈式和彈簧板式等。其結(jié)構(gòu)簡如圖4所示：

圖4 緩沖托輥

調(diào)心托輥用來調(diào)整輸送帶的橫向位置，使它保持正常運行。調(diào)心托輥形式很多，輸送散粒物料最簡單的是采用槽形前傾托輥。如圖5所示.借助兩個側(cè)托輥朝膠帶運行方向前傾一定角度(一般約)而對跑偏的輸送帶起復(fù)位作用。這種方法簡單，但會使阻力增大約10%。其它還有錐形、V形、反V形等多種調(diào)心托輥，可按需選用。

圖5 側(cè)托輥前傾的調(diào)心托輥

托輥直徑與帶寬、物料松散密度和帶速有關(guān)。隨著這些參數(shù)的增大，托輥直徑相應(yīng)增大。帶式輸送機有載分支最常用的是由剛性的、定軸式的三節(jié)托輥組成的槽形托輥。一般帶式輸送機的槽角為30°，如果槽角由20°增大到30°，則在同樣帶寬條件下物料橫斷面積增大20%，運輸量可提高13%，帶式輸送機的無載分支常采用平行托輥。帶式輸送機的裝載處由于物料對托輥的沖擊，易引起托輥軸承的損壞，常采用緩沖托輥組。

托輥密封結(jié)構(gòu)的好壞直接影響托輥阻力系數(shù)的大小和托輥的壽命。托輥的轉(zhuǎn)動阻力不僅與速度、軸承及其密封有關(guān)，而且與潤滑脂的選擇也有很大關(guān)系。潤滑脂除起潤滑作用外，還起密封作用。

2.3 托輥間距

托輥間距的布置應(yīng)遵循膠帶在托輥間所產(chǎn)生的撓度盡可能小的原則。膠帶在托輥間的撓度值一般不超過托輥間距的2.5%。在裝載處的上托輥間距應(yīng)小一些，一般的間距為300～600mm，而且必須選用緩沖托輥，下托輥間距可取2500～3000mm，或取為上托輥間距的兩倍。

在有載分支頭部、尾部應(yīng)各設(shè)置一組過渡托輥，以減小頭、尾過渡段膠帶邊緣的應(yīng)力，從而減少膠帶邊緣的損壞。過渡托輥的槽角為兩種，端部滾筒中心線與過渡托輥之間的距離一般不大于800～1000mm。

2.4 對托輥的改進

（1）由于拋落的煤塊，特別是大塊堅硬煤巖對膠帶的沖擊，使得膠帶承受很大的連續(xù)性或脈動的沖擊，壽命下降，另外也使的托輥維修率加大，還有，由于井下的實際使用條件及運輸要求，改變拋落高度H、帶式輸送機的線速度v、煤炭自身的重量等都受到多方面的限制。因此，就需要我們從緩沖托輥的角度來考慮拋落沖擊所造成的負面影響。為此，在滿足實際運輸要求的情況下，有必要對拋落位置下方的緩沖托輥進行了改進設(shè)計。改進前的緩沖托輥示意見圖6。

圖6 改進前的緩沖托輥示意圖

圖7 改進后的緩沖托輥示意圖

從圖7可以看出，改進設(shè)計過程比較簡單，只是利用機械原理中的旋轉(zhuǎn)副進行二次緩沖，就使拋落產(chǎn)生的沖擊力。

（2）針對托輥的調(diào)偏性能，對托輥作了改進見圖8。

圖8 對托輥的改進

改進的錐形自動調(diào)偏托輥，是改變托輥一端的直徑，將其制成錐形。當(dāng)膠帶跑篇時，利用托輥本身直徑的變化來調(diào)整膠帶的運行軌跡。

我認為這種改進也可以應(yīng)用到托輥上提高調(diào)偏性能，見圖9。

圖9 對旋螺旋橡膠層應(yīng)用在錐形自動調(diào)偏托輥上

3 存在的主要問題

（1）對部分零件的結(jié)構(gòu)尺寸和安裝尺寸掌握的不夠準確。

（2）設(shè)計中還采用了一部分老舊的部件。

4 建議

根據(jù)實際情況對輸送機整體進行簡化，減小輸送機的重量和體積。對各個部件進行優(yōu)化設(shè)計，使各部分的功能達到最優(yōu)。本次設(shè)計主要是根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)計標準進行仿形設(shè)計，嚴格依據(jù)設(shè)計標準和有關(guān)規(guī)范進行設(shè)計與計算。

[1]唐金松.簡明機械設(shè)計手冊（第二版）[M].上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.2002.6.

[2]北京起重機機械研究所、武漢豐凡科技開發(fā)有限責(zé)任公司.DTⅡ(A)型帶式輸送機機械設(shè)計手冊[M].冶金工業(yè)出版社.2003.8.

[3]機械工業(yè)部設(shè)計單位聯(lián)合設(shè)計組.ZJT1A-96帶式輸送機設(shè)計選用手冊[M].黃河水利出版社.1998.10.

[4]機械化運輸設(shè)計手冊編委會.機械化運輸設(shè)計手冊[M].機械工業(yè)出版社.1997.5.