高效皮带切割机的研制与应用

2018-12-29陈晓明王光红

山东煤炭科技 2018年12期

陈晓明田涛王光红

（兖州煤业股份有限公司南屯煤矿，山东邹城 273515）

煤矿废旧皮带的用途极为广泛，南屯煤矿将废旧皮带加工成皮托盘、单体抱柱软连接、吊挂带、绑带等，分别用于井下单体支柱防滑防倒、液压支架安全防护，并实现管路、电缆吊挂，废旧皮带切割长度200mm到2500mm不等。随着南屯煤矿节支降耗工作的稳步推进，对旧皮带修复再利用和各类皮带制品的需求量不断上升，现在矿井基本都是采用市场上销售的主导产品机械手摇式皮带切割机，其最大切割长度只有1.2m，而且手摇切割操作复杂，工作效率极低，矿井加工的单体托盘、软连接等均为批量生产废旧皮带制品，手动切割费时费力，根本无法满足矿井生产需要。为扩大废旧皮带加工范围，提高生产效率，南屯煤矿自行研制出了一种新型高效电动皮带切割机。

1 高效皮带切割机的方案设计

1.1 结构与工作原理

该高效电动皮带切割机结构简单，安装维护方便，主要由驱动装置、导向定位装置、滚筒卷带装置、可调组合排刀、电控系统五大部分组成。其工作原理主要是通过驱动装置带动下滚筒旋转，同时下滚筒的一侧由齿轮传动至上滚筒，上下滚筒同时转动，通过摩擦力将废旧皮带牵引带入切割部，皮带经过固定的组合排刀装置，自动切割各类规格的带面。

1.2 主要部件设计

（1）动力选择

通过前期调研，选用了矿井闲置的DSB4-4型蜗轮蜗杆减速电机提供动力，该减速电机结构紧凑，体积小，重量轻，运转平稳，易于安装和维护，工作时有过载保护，运行安全可靠。该驱动装置工作功率为4kW，皮带运行速度为0.117m/s，满足设计需求。

（2）定位导向装置的设计

废旧皮带输入滚筒前，需要进行整形调整、限位、导向，使其能够按照指定位置输入滚筒。在工作平台上方设计有移动定位挡板、固定挡板、移动滑槽，一侧的定位挡板依靠平台滑槽下方的梯形丝杠副实现移动，通过旋转手轮把手，调节移动侧定位挡板行程，实现皮带宽度变化要求。两侧挡板上方，设有限位滚轮，对不平整的皮带进行导向调整，实现高度限位，使皮带平整地通过滚筒，最终完成切割。

（3）滚筒卷带装置的设计

滚筒卷带装置包括上滚筒、下滚筒、滚筒调节螺杆、传动齿轮，在工作平台上下面设计安装一组卷带滚筒，卷带上滚筒和下滚筒的直径设计均为130mm，表面采用滚筒包胶工艺，增大卷带摩擦力。上滚筒通过调节滚筒之间间隙，两侧分别安装了顶尖夹紧装置，当带面在卷筒上达到一定厚度时，可调节夹紧装置的螺旋调节杆，提供压紧预紧力；下滚筒连接动力源，提供驱动力，工作时，依靠下滚筒转动摩擦力驱动皮带前行。同时，滚筒卷带装置采用近距离的齿轮传动，工作平稳，保证了皮带卷入时从动滚筒不会打滑。卷带装置起到卷带和压带两个作用，保证了皮带在切割过程的稳定性。

（4）可调组合排刀的设计

可调组合排刀部分由固定架、调节螺栓、刀片及组合刀库组成，在滚筒卷出方向安装可调组合切割排刀固定架，固定架选用牢固耐用的12#矿用工字钢，每组组合刀库安装在固定架上，通过螺栓杆夹紧固定和调整，可以安装多副组合刀库，每组刀库之间间距按切割尺寸调整，满足切割多种规格皮带条的宽度需求。

图1 高效电动皮带切割机示意图

1.3 工作特点

（1）采用电动滚筒驱动，切割力大，切割速度快；

（2）可调组合排刀安装牢靠安全，互换性好，且匀速切割，刀片使用寿命长；

（3）适用范围广泛，导向压紧皮带的带宽和切割宽度均可调整；

（4）实现批量一次定位，能同时切割多条任意长度和宽度的输送皮带；

（5）所切割的皮带条均匀美观，保证了加工尺寸精度和质量。

图2 高效电动皮带切割机使用效果图

2 应用效果

目前该高效皮带切割机已在南屯煤矿投入正常使用，能够充分利用废旧物资，快速高效地切割任意规格的废旧皮带制品，取得了很好的应用效果：（1）实现了皮带纵向的“无限长”自动切割，废旧皮带磨损的两侧面得到切割、硫化包边处理，将皮带宽带面改为窄带面再利用，为矿井减少了新带面的投入；（2）该设备工作时，平均每分钟皮带的走刀量由原来手动切割时的1.5m提高到7m，最多还可同时安装10把刀，工作效率是原来的5倍以上。（3）缓解了人员周转压力，以前4～5人一个月的工作量现在只需2人一天内就可完成，每年节约人工费用约16万元。按平均每月废旧皮带制品10000m2计算，累计为矿井节支创效约150万元。