带式输送机头部清扫器的设计

  （4）朱理主编.机械原理[M].北京： 高等教育出版社， 2004.4.

  4．本设计任务书于2011年12月19日发出，应于2011年12月29日前完成，接着进行答辩。

  目前，清扫器设计的发展的新趋势是使清扫器能满足专门的需要。有一种新型清扫器采用的是倾斜设计以耐磨，刮刀采用的是弹性氨基甲酸乙脂刮刀，在清扫物料时可保持一定的角度和压力。操作时，刮刀压紧皮带直到它倾斜，其压力可有效的清扫皮带，并可使刮刀寿命延长。另一个发展是使刮刀的角度固定，刮削范围固定，并保持清扫器效能。两个预清扫器和第二级清扫器都采取这种设计，使刮刀耐磨，并使它以固定的角度压紧皮带刮削一些范围的物料。这种设计可有效的清扫任何阶段的皮带并且耐磨。还有一种张力调节装置，采用的是一个强力橡胶偶合器提供清扫压力。该装置对于保持刮刀的寿命作用不大。

  （2）前期关于带式输送机清扫机的调研分析及带式输送机清扫机机构基本方案初步设计

  （1）谭庆昌，赵洪志主编机械设计[M]．北京：高等教育出版社，2005.12

  （2）杨鹏民. 国外带式输送机输送带清扫装置[J]. 煤炭科学技术，2005，33

  由于清扫器安装在卸载滚筒上,清下来的煤直接上了皮带;清扫器作成框式结构,使清扫器成为二道,清扫效果很明显;清扫器可以在两端凸出夹板,磨损后,反转一下能够继续使用,两侧都磨损后再更换,减少更换清煤皮时间。使用反臂杠杆是为了安装时,不占用两部皮带的搭接空间,减小巷道高度。清扫器可以压紧在滚筒上,接触压力大,清扫效果很好。

  清扫器可大致分为刮板式、锟式、刷式、振动式、螺旋式、风动式和综合式。这些清扫器对于粘性很大的物料的清扫还是不能取得很好的效果。寻求防止输送带和运输机构结构元件脏污的新清扫方法和清扫装置具备极其重大的意义，目前国内已确定进入超声波、热气流（射线）、真空侧和磁力等清扫方法的研究阶段。

  输送机清扫器包括定滑轮组、钢丝绳、连杆、橡胶刮板组件、配重、对开式滑动轴承、金属刮板组件等部件，下面简要介绍各部件及其作用。

  输送带是输送机的重要部件，在输送机中输送带的成本占整个设备成本的 ，一些特定的工作条件要求输送带具有耐磨、耐热、阻燃、耐油以及耐臭氧等特性。在输送机运转过程中，输送带所受的载荷是极复杂的，它除受纵向拉伸应力外，还受经过滚筒和托辊的弯曲应力。大多数输送带的损坏表现为工作面层和边缘磨损，受大块、尖利物料的冲击引起击穿、撕裂和剥离。在清扫器的设计中，要选择正真适合的清扫块材料，尽可能的避免输送带的磨损。输送带不作为其零件做详细介绍。

  a、清煤器由一道清扫胶带构成,而且由于底皮带是回空带,胶带在清煤器的压力下上漂,清煤器压力不够,清扫效果较差。

  b、清煤器在卸载滚筒后侧,根据安装条件一般要距离卸载滚筒1m多,清扫下的煤需要加工一个小溜煤斗,把煤溜到下一部皮带上,但有时因井下空间高度不够,而没办法实现把清扫下来的煤溜走。

  综上分析，可知方案三最契合设计要求，因此选择该方案，在方案三的基础上我们对反臂清扫器做了如下改进：

  1—皮带 2—滚筒 3—定滑轮装置 4—钢丝绳 5—连杆 6—橡胶刮板组件 7—配重 8—对开式滑动轴承 9—金属刮板组件

  带式输送机反臂配重式双道清扫器是一种新型的清扫器，具有稳定性很高、清扫效果好、拆装方便的特点。

  （1）说明书计算准确，文字通畅，书写工整，字数不小于3000字；图纸正确清晰，符合国家制图标准及规定

  2、这种液压缸提供动力的方法会在产品运行过程中发生干涉，存在着安全隐患。

  1-卸载滚筒2-胶带3-上支点(固定于巷道金属棚上)4-弹簧(用单体柱复位弹簧)两根

  1、该机构约束较少致使机构的位置不确定尤其在设计时不易确定其具置，不能够实现清扫过程，甚至有可能在使用的过程中发生事故。

  金属刮板组件包括一块材料为 的耐磨钢、金属刮板座、金属刮板轴、压杆、压缩弹簧、压缩弹簧轴、刮板座与刮板轴的固定螺栓、压杆与金属刮板轴的固定螺栓。

  方案一：采用全机械式清扫装置，具体结构有导杆，梁，清扫杆及弹簧组成。设计理念是通过弹簧拉紧梁与杆，在弹簧与导杆的共同作用下保证A点位置不动。随着清扫块的磨损，致使A点位置逐渐偏离安装的地方，此时通过手动调节导杆位置使A点保持最佳位置。

  2-3全机械式清扫器示意1——杆 2——可动铰链 3——调节导杆 4——调节齿条

  然而由于地质条件和生产所带来的成本的制约，各种新型清扫装置都不能推广使用，目前国内大多数输送机清扫器都采用合金橡胶清扫器，存在诸多问题。研究合理的清扫装置为我国煤矿高效生产亟待进行。

  国外普遍的使用的是篦子式刮板清扫装置，这种清扫装置比普通的刮板清扫装置效果好。原苏联曾设计了一种输送机式刮板清扫装置，用于3m/s以上的高带速，清扫强粘性物料效果较好，其缺点是结构较为复杂，笨重。输送机式刷式清扫装置在美国、德国、英国和日本都曾获得了专利权。德国曾研究了一种水力清扫装置，安装在卸载滚筒附近，它结构相对比较简单，但需附设供水和排矿泥设备。西德卡连邦公司1975年曾出产一种转轮式胶带清扫器，由于清扫器转动灵活，橡胶磨损后清扫器也能像新的一样平稳运行，长期连续工作也不降低清扫效果，而且清扫器常规使用的寿命长，不会发生卷胶带事故。其缺点是不能安装在机头部。

  橡胶刮板的压紧力由两组配重提供，每组配重包括四块单重为十公斤和两块单重为五公斤的铸铁。

  对开式滑动轴承比滚动轴承便于安装，给清扫器的装配过程带来方便，以及它承受较大的力，而且它的工作部位不会经常的大角度活动，加注润滑剂也较为方便，考虑各方面因素后决定使用对开式滑动轴承。

  滚筒组是带式输送机的重要部件，按在输送机中所起的作用，滚筒可大致分为传动滚筒和改向滚筒两大类。传动滚筒的作用是将驱动装置提供的扭矩传到输送带上。改向滚筒包括用于输送带在输送机端部的改向、增加传动滚筒包角的导向及拉紧装置的导向。在此次清扫器的设计中，是针对重型带式输送机头部传动滚筒用，滚筒的尺寸决定输送带的宽度和清扫器的宽度，对清扫器的设计有一定的指导性作用。滚筒同样不作为清扫器零件做详细介绍。

  输送带清扫器，是带式输送机的一个重要的辅助设备。输送带输送的材料往往带有粘性物质,如煤尘、泥浆、粉状物料,其中一部分会粘在输送带工作面上,在卸料时不能完全卸掉,这时,粘着物料便进入输送带空行段的下托辊上,把托辊弄脏并粘有这些附着物。使用清扫器有助于保护带式输送机,减少回程托辊和滚筒的堵塞,减少回程胶带面上物料掉落导致的物流撒落问题。

  定滑轮组有三个滑轮组成，第一个起到换向作用，第二三滑轮起到了调距作用使配重能够放置在合理的位置。

  橡胶刮板组件包括四块同样规格的橡胶刮板、橡胶刮板轴、刮板座、刮板座与刮板轴的固定螺栓、橡胶刮板与刮板座的固定螺栓、ຫໍສະໝຸດ Baidu胶刮板筋、橡胶刮板筋头部螺母。橡胶刮板组件是整个清扫器的关键部件。

  清扫胶带上粘结的煤粉。众所周知,从采掘工作面运出来的原煤都含有不同程度的水分,很容易把细小的粉煤粘结在胶带表面。如果不把粘结在胶带上的粉煤清扫干净,胶带在回空段(即底皮带),将把粉煤带入储带仓下以及整个底皮带下托辊中,一般主要沉积在储带仓中。

  从图2-1能够准确的看出,清煤器一般安装在滚筒后侧。清煤器是用两块夹板中间固定一块胶带构成清煤器架,使用销轴和杠杆结构使清煤器胶带贴在回空胶带上进行清扫,用弹簧的张力使清煤器与回空带之间产生很多压力,并能够使清煤器胶带磨损后进行压力补偿。

  从图2-2中看出,清煤器下的煤无法直接溜在一部皮带上,而根据《煤矿安全规程》规定,所有设备的35运转部位都要加装防护装置(即护罩),所以一部皮带加装护罩后,给二部皮带清煤器清扫下来的煤的溜走问题增加了难度。

  反臂配重式双道清扫器是一种简单的清扫装置。可以被大范围的应用于各种干燥松散的物料和弱黏性松散物料的清扫。其工作机构采用一道橡胶刮板和一道金属刮板，橡胶刮板装在连杆上，配重通过钢丝绳牵引连杆，产生拉力使得橡胶刮板压紧滚筒。另一道金属刮板靠压缩弹簧的弹力来获得对皮带的压紧力，进而达到对物料的二次清扫，这样第一个刮板刮去主要的黏结物，第二个刮板对输送带进行细致的清扫。反臂配重式双道清扫器不仅适用于低带速的滚筒，同样适用于高带速的滚筒。

  输送带的清扫装置种类和方法各有不同的优缺点,而输送带常用于输送不同煤质的煤, 为了把输送带清扫干净,最好是采用几种清扫器结合使用的清扫方案。

  本装置利用配重牵引钢丝绳反臂拉伸聚安脂橡胶刮板，作为第一道清扫装置，另外在滚筒的下端还有一个金属刮板清扫装置，作为第二道清扫装置，两道清扫装置同时工作保证了清扫效果。

  通过大量理论研究和工况分析，本装置无论从安全性、技术性、实测效果及经济性等每个方面，都有着非常明显的优势。对托辊、输送带等的常规使用的寿命都可以延长。

  1) 储带仓内积聚大量粉煤,使支撑托辊被埋,造成托辊无法运转,影响胶带使用寿命;

  针对以上问题,有两个处理方法：一是使清煤器前移,使清下来的煤直接溜在前一部皮带上拉走;二是增加巷道高度,使前后两部皮带的转载点在一些范围内有充分的高度。然后加工一个溜煤簸箕让清下来的煤通过簸箕溜入前一部皮带。但是有些时候受井下空间限制和施工工艺的限制,增加巷道高度困难很大。