皮带输送机上清扫器的改进与应用

杨成良 （天津港中煤华能煤码头有限公司 天津300452）

天津港煤码头是为实现天津港“北煤南移”总体战略规划而建造的专业化煤炭装卸码头，其作业方式主要是采用翻车机、堆取料机、装船机及封闭式的皮带输送机对煤炭进行装卸传送，再加上先进的洒水喷淋抑尘设施，就形成了一个高效环保的现代化煤炭装卸码头。

皮带输送机是连接各台设备的纽带，沿线也比较长。由于皮带机输送的煤质不同，而且有时煤炭又比较湿，这样有些粘稠的煤就会粘在输送带上，因此通常在输送带的重要部位安装一些皮带清扫器，以达到清洁皮带表面的目的。

1 皮带清扫器在皮带输送机上应用的必要性

根据煤码头的实际作业情况，如果皮带上粘有附着物，将会形成两个不利因素：

一是造成煤炭内混有杂质。因为粘在皮带上的煤不及时清理掉的话，再作业其他煤种时，就会混入到后面的煤种当中，这对质量要求非常严格的煤种来说是不允许的。

二是对设备形成损害。因为皮带机是由电机驱动滚筒带动皮带运转的，中间又有各种承载托辊和改向滚筒，皮带运转时粘在上面的物料就会进入回程的托辊上，把托辊弄脏并粘有这些附着物。物料进入托辊壳体内，从而增大轴承座上的径向载荷和轴向载荷，使轴承快速磨损，托辊壳体粘上物料会撕裂和拉毛输送带的面胶，加速输送带的磨损毁坏。如果粘着物进入改向滚筒，就会粘在滚筒表面上，越粘越多，附着力也越来越大，其结果是造成输送带跑偏和滚筒串轴，增加输送带滚筒轴承的磨损。输送带上残留的物料还会加大对滚筒的摩擦力，有时会引起输送带面胶和滚筒包胶层的撕裂，酿成严重后果。

如果清扫装置良好，对托辊、输送带等的使用寿命都可以延长。由此可见，清扫器在带式输送机上有着不可忽视的作用。在运行中，如果想人为清除机尾滚筒的附着物，往往容易发生严重的人身伤亡事故。为保证皮带输送机的正常运转，必须将输送带上的附着物清扫干净。因此，在皮带机的关键部位安装皮带清扫器就是非常必要的。

2 原有的皮带清扫器的工作原理及存在问题

2.1 原皮带清扫器的工作原理

在煤码头皮带输送机投入使用时，只在驱动滚筒和回程皮带两处设计安装了皮带清扫器。该清扫器为悬挂式，依靠自重或配重使其上面的清扫刮片与皮带接触，分为H型和V型两种，通过皮带运转将粘在皮带上面的煤刮掉并排除到皮带外部，以回程皮带为例（见图1）。

图1 原清扫器工作示意图

这种V型皮带清扫器悬挂在皮带架上，调整好距离后依靠自重使其下部的橡胶或聚氨酯刮片与皮带相接触，当皮带经过该清扫器时，粘在上面的煤就会被刮片刮掉并随两侧的倾斜角度排到皮带外面去，从而达到清洁皮带表面的目的。

2.2 原皮带清扫器存在的问题

2.2.1 由于该皮带清扫器是悬挂在皮带架上的，与皮带的距离已经固定，当使用一段时间后，清扫器上的刮片就会磨损，无法接触到皮带表面，于是该清扫器就失去了它的功效，达不到清洁皮带表面的目的。

2.2.2 由于皮带在运转当中会发生上下抖动，而清扫器又是与皮带接触的，所以清扫器也随着皮带上下抖动，这就导致该清扫器与皮带架的连接容易脱落。脱落后的清扫器在皮带上滑动，其头部的尖端就可能会划伤皮带，严重时导致皮带撕裂。基于这两点因素，该清扫器在日常的使用和维护当中，需要经常人为地去检查、调整及更换，既浪费人力、材料成本，又存在安全隐患，影响正常生产。因此对这种清扫器的改进是势在必行的。

3 改进后的自动补偿式皮带清扫器的工作原理

3.1 自动补偿式皮带清扫器的结构

自动补偿式皮带清扫器改掉了以前的V型结构，采用直线型结构倾斜安装在皮带机支架上（见图2），清扫器刮片选用聚氨酯材料制成，夹装在清扫器的横梁上与输送皮带紧密接触。这种聚氨酯材料的清扫刮片韧性好而又耐磨，既能保证皮带运行时与杂物的冲击力不会使刮片折断，又能延长使用寿命，足以起到清扫作用。

图2 自动补偿式清扫器工作示意图

整台清扫器两端的固定架上安装了自动补偿装置（其内部结构见图3），该装置由套筒、压盖、锁紧丝杆、压紧弹簧、支撑弹簧和连接杆组成，其中压紧弹簧的弹性系数要大于支撑弹簧，以保证在施加下压力时连接杆能够灵敏地向下移动。

图3 自动补偿装置内部结构

3.2 自动补偿式皮带清扫器的工作原理

安装时将锁紧丝杆旋转到最外端，以保证调节时有最大行程，再将清扫器顶住皮带，通过皮带的反作用力推动自动补偿装置内的连接杆，将压紧弹簧压缩使其具有一定的预紧力，该预紧力的大小可视清扫刮片与输送皮带的接触情况而定。这样足以保证清扫刮片能够与输送皮带紧密接触，达到良好的清扫效果。

在输送带运行过程当中，当清扫器刮片与皮带发生磨损产生缝隙后，预先压缩的弹簧就会释放，通过下压连接杆带动清扫器横梁继续压紧输送皮带，始终使清扫器刮片与皮带紧密接触，保证清扫效果。当预先压紧的弹簧全部释放后，再通过人工旋转上面的锁紧丝杆下压活动压盖，继续将弹簧压缩。因为压紧弹簧的弹性系数k1大于支撑弹簧的弹性系数k2，根据F=kx、k1＞k2得出x1＜x2（x1、x2分别为压紧弹簧和支撑弹簧的压缩位移量），所以连接杆在弹簧弹力的作用下还能继续向下移动，又能起到原来的效果。在实际工作当中，根据安装空间的大小，将锁紧丝杆的行程设定为100 mm，那么将锁紧丝杆100 mm的行程全部调节到头，再加上弹簧的伸缩量为50 mm，这样清扫器也就能够相应的上下移动150 mm，实现自动补偿功能。

这种带弹簧的自动补偿式清扫器的另一功效就是能够缓解并吸收皮带运行中上下抖动带来的冲击，因为连接杆上下两端都有弹簧，良好的伸缩性可以很大限度地缓解这些冲击，延长了清扫器的使用寿命。

4 增加了皮带输送机上清扫器的安装部位

原来只有在驱动滚筒和回程皮带两处设计安装了皮带清扫器，而每条皮带机的沿线都比较长，所以清扫效果并不是很明显。在改进清扫器时，也在皮带输送机的其他关键部位进行了加装（见图4），这样采用多点清扫的方式，进一步提高了清扫效果。

图4 清扫器在皮带机上的分布图

经过一段时期的使用，发现这种自动补偿式清扫器比原来的清扫器起到更好的清扫效果，而且清扫器的使用寿命明显延长，现在已经在煤码头的皮带输送机上大范围使用，使正常的生产作业得到了进一步的保证。■