CN104003230A - 一种用于带式输送机的胶带收放装置 - Google Patents

Abstract

一种用于带式输送机的胶带收放装置，包括液压系统、胶带收放机架上设置的胶带收放机构；所述胶带收放机架是由设置于支撑机构上的导向机构和胶带防跑偏机构构成，所述胶带收放机构是由上履带底盘、下履带底盘和牵引液压缸构成。本装置结构紧凑，占用空间小，适用于井下特殊环境的安装使用要求，大大提高了煤矿井下操作过程的简便性与安全性。

Description

一种用于带式输送机的胶带收放装置

技术领域

    本发明涉及一种带式输送机的胶带收放装置，特别是涉及一种用于煤矿井下长距离带式输送机的快速连续收放胶带装置。

技术背景

带式输送机是煤炭生产中的极其重要的大型设备，在煤矿生产中有着不可替代的作用，是实现煤炭从工作面到地面的极其重要一环。其中，胶带是承载和运输煤炭的载体，但是胶带在长时间的使用过程中，存在着带面与物料之间的摩擦，胶带与滚筒的摩擦，导致胶带带面划伤，甚至钢丝绳出现锈蚀和断裂现象，给胶带运行埋下了安全隐患。因此，为了保证胶带安全稳定运行，必须对其进行定期更换，随着煤炭运量的不断增加，胶带的体积，重量也都相应增大，加上带式输送机设备周围状况复杂，因而造成更换胶带的工作十分复杂及其艰巨。

CN201121043Y公开了一种“快速更换带式输送机胶带的装置”实用新型专利，采用新旧两个胶带卷筒分别和新旧胶带连接，利用驱动卷筒带动胶带以完成换带。但是该装置胶带断开后，胶带松弛，驱动滚筒将无法带动胶带；而且新旧卷筒在换带过程中，半径发生变化，线速度无法保持一致，所以带传动无法起到同步的作用，因此该装置也不能实现胶带的更换。

CN201817122U公开了“一种输送机胶带的更换装置”实用新型专利，其包括主动滚筒、从动滚筒和卷筒，其中所述主动滚筒和从动滚筒的中心轴位于同一水平面上且两者之间同向传动，所述卷筒设置在所述的主动滚筒和从动滚筒的上方，依靠与主动滚筒和从动滚筒之间的摩擦力与所述主动滚筒反向转动。该专利所提供的胶带更换装置虽然能够实现新胶带的铺设与旧胶带的收卷同时进行，但该装置只适用于短距离输送机的胶带更换，对于大长宽胶带该装置光靠三个滚筒根本无法承受沉重的胶带，而且该装置一旦卷够一卷，更换下一卷时需要停机更换，影响换带效率，进而影响煤矿正常生产。

上述公开报道的现有技术，存在着煤矿带式输送机换带装置效率低、换带速度慢，可靠性低等问题，难以在煤矿井下巷道中实际应用。

发明内容

    为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种用于带式输送机的胶带收放装置。

为了实现上述目的，本发明所采取的措施如下。

一种用于带式输送机的胶带收放装置，包括液压系统、胶带收放机架及其机架上设置的胶带收放机构；其特征在于：

所述胶带收放机架是由设置于支撑机构上的导向机构和胶带防跑偏机构构成；其支撑机构是由底板及其两侧固定的方形立柱构成；其导向机构设置有四根导向轴分别固定于下履带连接架末端，在导向轴上方设置有螺旋传动机构；其胶带防跑偏机构是在底板上固定有防跑偏立辊；

所述胶带收放机构是由上履带底盘、下履带底盘及牵引液压缸构成，其中，上履带底盘和下履带底盘上下对称设置于胶带收放机架的导向轴之间，下履带连接架的两侧端部连接固定于前后方形立柱上；上履带底盘中间安装有上履带连接架，前后两个上履带连接架末端通过导向套套装于导向轴，液压油缸一端通过吊耳座和中间上履带连接架末端连接，另一端通过另一吊耳座和底板的方形立柱固定连接，以牵引上履带底盘上下运动。 

进一步的附加技术方案如下。

所述底板的两侧立柱镜像对称设置，每一侧方形立柱之间的距离相等，前后立柱高度位于同一个水平面，中间立柱高度由牵引油缸的长度决定。

所述导向轴的轴心与前后方形立柱的中心轴重合，且各轴心相互平行，长度为上履带底盘高度的1.6倍。

所述上履带底盘和下履带底盘设置于导向轴之间，两个底盘上下对称设置，且其接地比压均为1MPa，上下履带连接架的伸出长度相等，其单侧伸出长度为总长度的1/4。

所述牵引液压油缸的两端分别与中间方形立柱和上履带连接架端部固定，其轴心与导向轴的轴心平行。

所述导向轴的上端部固定有套筒和螺旋传动机构，其中套筒与导向轴初始配合长度为套筒高度的1/3。

所述液压系统的夹带回路安装有油缸锁紧回路和压力测试表，当监测活塞腔内压力值小于设定值时，控制电磁阀开启，补充油压。

实现上述技术方案，与现有技术相比，本发明所提供的一种用于带式输送机的胶带收放装置，是针对煤矿井下巷道特殊环境而设计的，具有大接地比压、结构紧凑，在相同载重能力的情况下，外形尺寸小的优点，大大满足了煤矿井下巷道空间狭小的工作环境。本履带地盘的研究设计，包含有高强度和结构优化的履带架。最为重要的是本履带地盘的接地比压很大，达到1MPa，普通的履带底盘仅为零点几兆帕，本装置所选的两个履带底盘具有如下结构特征。

底盘承载能力为70t，整体高度为560mm，底盘长度为2009mm，比相同载重一般履带架高度，长度分别小为550mm和3000mm左右，6个支重轮直径为130mm，轮与轮的间距为10mm，轮的直径大而布置紧凑，可以将压带的力均匀的传递到履带架上。履带架上盖板厚度为40mm，下盖板厚度55mm，腹板厚度20mm，可以有效地分配来自胶带的压力。履带之间镶嵌的与胶带材料相同的胶带块，以增大底盘与胶带的摩擦力。

防跑偏机构采用在底板上固定的竖直转辊和螺杆传动装置构成，保证了整个换带过程中胶带的正位传动。转辊通过螺杆调节宽度，以适应不同宽度的胶带，利用螺纹自锁特性固定防跑偏装置。

卷带器机构布置在收带装置的后边，与收带装置在同一直线上，用于收卷旧胶带，完成旧带收卷和新带铺设的同时进行。

另外，在本装置胶带入口附近安装有速度传感器，当监测到胶带收放速度超过换带速度预设值的范围时，报警装置工作，马达停止旋转，同时启动带式输送机的断带抓捕装置，以防止在换带过程中出现胶带下溜等事故的发生。

本装置适合于各种运输形式的带式输送机，具体工作原理为：将装置至于带式输送机机尾（下运式为机头部位），或采用两套相同的装置布置于井上开阔处，具体工艺为断开旧胶带，一端与已经硫化好的新胶带连接，另一端穿过本装置上履带和下履带之间的空隙中，根据履带的接触面积大，运行平稳且速度较快，结合液压缸提供的张力压紧胶带，再由液压马达减速器驱动履带，依靠履带与旧胶带的摩擦力驱动旧胶带回收。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，其优点与积极效果还在于：

本装置结构紧凑，占用空间小，适用于井下特殊环境的要求，解决了井下空间小而带来的设备安装难的问题，大大提高了操作过程的简便性与安全性。

本装置换带速度快，履带底盘的行走速度达到2.5km/h，理论更换1000m长的胶带需要不到1个小时，大大缩短了换带时间，节省人力物力，提高了煤炭的输出生产效率。

本装置适用于多种运输形式的带式输送机，以及各种型号的胶带类型，适用性较强。

本装置在收带过程中传带机构履带底盘一直处于压紧状态以及胶带速度传感器，因此不会发生溜带现象，提高了换带过程中的安全性。

附图说明

图1是本发明换带装置的井下整体布置示意图。

图2是本发明换带装置的井上整体布置示意图

图3是本发明换带装置的主视图。

图4是本发明换带装置的俯视图。

图5是本发明换带装置的侧视图。

图6是本发明传带机构履带底盘主视图。

图7是本发明传带机构履带底盘测视图。

图8是本发明压带底盘局部放大视图。

图9是本发明换带装置液压控制原理图。

图中：1：液压泵站；2：电控箱；3：上胶带滚筒；4：旧皮带；5：储带仓；6：液压马达；7：牵引液压油缸；8：履带传带机构；9：下胶带滚筒；10：新胶带；11：履带；12：导向套；13：上履带连接架；14：筒套；15：橡胶块；16：底板；17：下履带底盘；18：防跑偏立辊；19：导向轴；20：液压缸吊耳座；21：牵引液压缸；22：螺旋传动机构；23：连接板；24：上履带底盘；25：下履带连接架  26：方形立柱；27：油箱；28：电机1；29：液压泵1；30：单向阀；31：单向阀1；32：先导式溢流阀1；33：收带回路压力检测表；34：三位四通电磁换向阀；35：同步阀；36：液压双向锁紧阀；37：三位四通电磁换向阀；38：液压缸压力控制阀；39：先导式溢流阀2；40：回油滤油器；41：电机2；42：液压泵2；43：过滤器；44：液位液温计；45：夹带回路压力检测表；46：单向阀2。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式做进一步的说明。

实施本发明所提供的一种用于带式输送机的胶带收放装置，具体包括液压系统，所设计的胶带收放机架及其机架上安装设置的胶带收放机构；其整体构成关系如下。

所设计的胶带收放机架是由设置于支撑机构上的导向机构和胶带防跑偏机构构成；其支撑机构是由底板16及其两侧固定的方形立柱26构成，固定于地面之上；导向机构设置有四根导向轴19分别固定于下履带连接架25末端，在导向轴19上方设置有螺旋传动机构22；其胶带防跑偏机构是在底板16上固定有防跑偏立辊18构成；

所设计的胶带收放机构是由上履带底盘24、下履带底盘17及牵引液压缸7构成，其中，上履带底盘24和下履带底盘17上下对称设置于胶带收放机架的导向轴19之间，下履带连接架25的两侧端部连接固定于前后方形立柱26上；上履带底盘24中间安装有上履带连接架13，前后两个上履带连接架13末端通过导向套12套装于导向轴19上，牵引液压油缸7一端通过吊耳座20和中间上履带连接架13末端连接，另一端通过另一吊耳座20和底板16的方形立柱26固定连接，以牵引上履带底盘24上下运动。

在实施上述方案中，所采用的底板16的两侧立柱镜像对称设置，每一侧方形立柱26之间的距离相等，前后立柱高度位于同一个水平面，中间立柱高度由牵引油缸的长度决定。

在实施上述方案中，所采用的导向轴19的轴心与前后方形立柱26的中心轴重合，且各轴心相互平行，长度为上履带底盘24高度的1.6倍。

在实施上述方案中，所采用的上履带底盘24和下履带底盘17设置于导向轴19之间，两个底盘上下对称设置，且其接地比压均为1MPa，上下履带连接架的伸出长度相等，其单侧伸出长度为总长度的1/4。履带之间镶嵌的与胶带材料相同的胶带块15，以增大底盘与胶带的摩擦力。

在实施上述方案中，所采用的述牵引液压油缸7的两端分别与中间方形立柱26和上履带连接架13端部固定，其轴心与导向轴19的轴心平行。

在实施上述方案中，所采用的导向轴19的上端部固定有套筒14和螺旋传动机构22，其中套筒14与导向轴19初始配合长度为套筒高度的1/3。

上述一种用于带式输送机的胶带收放装置的换带方法，所述换带方法是更换输送机的整机胶带，具体步骤如下：

停车后沿带式输送机机架的旧胶带4两侧安装防跑偏立辊18，松开张紧小车，再将胶带收放装置设置于带式输送机机尾或者机头的2～3m处，并在设置换带装置之处切断旧胶带4，连接新胶带10，同时旧胶带4的另一端通过换带装置上下传带装置的间隙后与卷带器相连接；

    首先启动液压泵站1，油缸7向下运动，压紧旧胶带4，并由压力传感器控制旧胶带4的压力；其次启动液压马达6，履带传动，旧胶带4在摩擦力的作用下与卷带器配合收卷旧带4，在收卷旧胶带4的同时，逐渐铺设新胶带10；

    在旧胶带4收卷完毕，新胶带10完全铺设在带式输送机上，液压马达6停止运转，然后在带式输送机新胶带10层上打卡固定连接，启动牵引液压油缸21带动上履带向上运动，松开胶带，撤出换带装置和卷带器，将防跑偏立辊18收回；

最后硫化新胶带10，后由游动小车张紧新胶带10，空载试车运行。

 

下面通过具体实施例对本发明的具体实施方式做出进一步的说明。

实施例1

如附图1、2、3、4和5所示，实施本发明所提供的一种用于带式输送机的胶带收放装置，包括有方形的立体机架、履带拉带机构8、液压泵站1、电控柜2、大扭矩液压马达6、牵引液压油缸7组成，具体构成关系如下：

首先，方形机架结构具有支撑整个装置，控制底盘运动的作用，因而它由支撑机构和导向机构，以及牵引液压缸组成，其中支撑机构包括底板16和支撑立柱26，每一侧支撑立柱26之间的距离相等，两侧立柱镜像对称布置，中间部分连接有上下两个压带装置8，前后四根立柱高度位于同一水平面，中间立柱高度由牵引油缸的长度和牵引行程决定。导向机构由导向轴19、螺旋传动机构22，手轮组成，导向轴19用于上履带底盘的导向，导向轴长度和上侧履带底盘24的运动行程有关，运动行程L约为150mm，传动机构22的作用是一旦油缸7出现问题，利用传动机构22就可以人工进行压带锁带，保证换带的正常进行。牵引油缸7选用双吊耳式，双作用油缸，其一端和支撑立柱26连接，另一端和上履带连接架13末端连接。

其次，如附图6，7所示，拉带机构8是本装置主要组成部分，它包括两套履带底盘，将下履带底盘17通过连接架25末端直接固定于方形支撑立柱26上；上履带底盘连接架13的末端圆柱孔安装导向套12，并穿过导向轴19，中间的连接架通过吊耳座21和牵引液压缸7连接。这样就可以通过油缸7的上下牵引实现底盘之间的压带。底盘履带架内部安装有的大扭矩液压马达6，控制履带的旋转。另外在履带11之间镶嵌的与胶带材料相同的橡胶块15，以增大摩擦力。

本发明装置在换带过程中，装置的压带，传动拉带动作均由液压系统控制，其中拉带回路采用由四个液压马达同步旋转实现，系统压力设定值为16MPa，压带回路通过溢流阀调定液压系统压力控制牵引油缸的压力，从而控制履带压带机构对胶带的压力，因此，对于不同类型，以及不同长度的胶带，所需要的液压系统压力值不同，对于较长，宽钢丝绳芯胶带，所需要的摩擦力较大，因而对胶带的压力就较大，液压系统溢流阀调定值比较大；对于较短、窄的尼龙胶带，所需的换带摩擦力较小，对胶带的压力较小，液压系统溢流阀调定值比较小。因此，换带所需的压力根据胶带类型的不同来设定液压系统的油压，适用于不同类型的胶带，具有节省能量、避免装置每次都在重负荷下运动，延长了装置的寿命。目前煤矿常用带式输送机胶带主要为尼龙胶带和钢丝绳芯胶带，本装置对这两种类型的胶带均适用，对于质量范围在30t以下的胶带，系统的压力可采用3MPa，质量为30t到52t范围内的胶带，系统的压力可调定到5MPa，质量为52t到70t范围内的胶带，系统的压力可调定到7MPa，当胶带质量重达100t时，可将系统压力调定到10MPa。而此时履带架的接地比压仅为0.42MPa，远没有达到胶带的抗压强度5MPa，因此，当更换质量更大的胶带时，可以继续升高压带回路的压力值，可以满足目前煤矿常用带式输送机使用的胶带。

本装置的胶带收放的具体方式为：带式输送机停车，松开张紧小车，从靠近换带装置部位断开旧胶带4，切断旧胶带4的一端和已经硫化好的新胶带10连接，另一端通过换带装置上下传带装置间隙后和卷带器连接。液压泵站动作，油缸7向下运动，压紧胶带，防跑偏装置18到位，启动液压马达6，履带传动，胶带在摩擦力的作用下和卷带器配合完成收卷旧胶带4的过程，由于旧胶带4的另一端和新胶带10连接，所以在收卷旧胶带4的同时，完成新胶带10的铺设。

本发明液压系统控制原理如下：

本液压系统设计采用两个工作回路，即马达旋转回路和油缸牵引压带回路。

   （1）油缸夹带送带油路

油缸夹带动作回路工作压力根据所更换的胶带计算调节，首先液压油由油箱27经过液压泵42，经过单向阀46，进入三位四通电磁换向阀37，其中先导溢流阀39调定预设压力，控制进油路的压力。压力监测表TB2监测管路压力，并及时反馈到外界，以备工作人员进行随时调整。

当液压油进入到三位四通电磁换向阀37时，换向阀37得电，阀芯左移，液压油通过双向锁紧装置进入到牵引油缸7的上腔。液压缸杆向下移动，拉动上履带架向下运动，实现压带。压带动作由于工作需要必须一直处于压紧状态，直到换带工作结束。所以液压缸压带回路必须连接液压双向锁紧阀36，以保证提供持续的压带状态。另外，油缸压力检测传感器38用于监测油缸的压力，当压力不足时，传感器发出信号，使得电磁换向阀37得电左移，通过泵继续补充油液，直到所需的压力为止。

当换带工作结束后，三位四通电磁换向阀37右侧得电，换向阀右移，此时压力监测传感器38失电，油液进入到牵引油缸7的下腔，液压缸杆在压力油的作用下将压带装置抬起，完成换带作业。

油缸夹带液压路线为：油箱27→液压泵42→单向阀46（先导溢流阀39、压力显示表TB1)→三位四通电磁换向阀37（左移）→液压双向锁紧阀36→牵引油缸7的上腔（压力监测传感器38）→履带架压紧胶带。

油缸松带液压路线为：油箱27→液压泵42→单向阀（先导溢流阀39、压力显示表TB1)→三位四通电磁换向阀37（右移）→液压双向锁紧阀36→牵引油缸7的下腔→履带架放松胶带。

（2）履带送带拉带回路

油缸夹带动作是在油缸夹带动作完成后得电，其回路工作压力为16MPa，首先液压油由油箱27经过液压泵29，经过单向阀30，进入三位四通电磁换向阀34，与夹紧回路相同，其中先导溢流阀32调定预设压力，控制进油路的压力。压力监测表TB2检测高压进油管路压力，并及时反馈到外界。

当液压油进入到三位四通电磁换向阀34时，换向阀34得电，阀芯左移，液压油进入到分流集流阀（同步阀）35中，油液经过同步阀的分流，分别进入到四个液压马达6中，同步阀的作用就是保证液压油能够等流量的进入到四个马达中，保证马达旋转的同步性。经过分流的油液进入到马达内部，进过单向阀，油液带动马达6旋转，马达漏油口接油箱，下履带旋转马达工作顺序与上履带马达相同，转向相反。

履带送带回路路线为：油箱27→液压泵29→单向阀30（先导溢流阀32、压力显示表TB2)→三位四通电磁换向阀34（左移）→液压同步阀35→液压马达6→换带装置收带旋转→三位四通电磁换向阀34→回油滤油器40→过滤器43→油箱27。

Claims (7)

1.一种用于带式输送机的胶带收放装置，包括液压系统、胶带收放机架及其机架上设置的胶带收放机构；其特征在于：

所述胶带收放机架是由设置于支撑机构上的导向机构和胶带防跑偏机构构成；其支撑机构是由底板（16）及其两侧固定的方形立柱（26）构成，固定于地面之上；导向机构设置有四根导向轴（19）分别固定于下履带连接架（25）末端，在导向轴（19）上方设置有螺旋传动机构（22）；其胶带防跑偏机构是在底板（16）上固定有防跑偏立辊（18）；

所述胶带收放机构是由上履带底盘（24）、下履带底盘（17）及牵引液压缸（7）构成，其中，上履带底盘（24）和下履带底盘（17）上下对称设置于胶带收放机架的导向轴（19）之间，下履带连接架（25）的两侧端部连接固定于前后方形立柱（26）上；上履带底盘（24）中间安装有上履带连接架（13），前后两个上履带连接架（13）末端通过导向套（12）套装于导向轴（19）上，牵引液压油缸（7）一端通过吊耳座（20）和中间上履带连接架（13）末端连接，另一端通过另一吊耳座（20）和底板（16）的方形立柱（26）固定连接，以牵引上履带底盘（24）上下运动。

2. 如权利要求1所述的用于带式输送机的胶带收放装置，其特征是：所述底板（16）的两侧立柱镜像对称设置，每一侧方形立柱（26）之间的距离相等，前后立柱高度位于同一个水平面，中间立柱高度由牵引油缸的长度决定。

3.如权利要求1所述的用于带式输送机的胶带收放装置，其特征是：所述导向轴（19）的轴心与前后方形立柱（26）的中心轴重合，且各轴心相互平行，长度为上履带底盘（24）高度的1.6倍。

4.如权利要求1所述的用于带式输送机的胶带收放装置，其特征是：所述上履带底盘（24）和下履带底盘（17）设置于导向轴（19）之间，两个底盘上下对称设置，且其接地比压均为1MPa，上下履带连接架的伸出长度相等，其单侧伸出长度为总长度的1/4，

履带之间镶嵌有与胶带材料相同的胶带块（15），以增大底盘与胶带的摩擦力。

5.如权利要求1所述的用于带式输送机的胶带收放装置，其特征是：所述牵引液压油缸（7）的两端分别与中间方形立柱（26）和上履带连接架（13）端部固定，其轴心与导向轴（19）的轴心平行。

6.如权利要求1所述的用于带式输送机的胶带收放装置，其特征是：所述导向轴（19）的上端部固定有套筒（14）和螺旋传动机构（22），其中套筒（14）与导向轴（19）初始配合长度为套筒高度的1/3。

7.如权利要求1所述的用于带式输送机的胶带收放装置，其特征是：所述液压系统的夹带回路安装有油缸锁紧回路（36）和压力测试表（38），当监测活塞腔内压力值小于设定值时，控制电磁阀（37）开启，补充油压。