液压皮带切割机的研制与应用

许强等

摘要：本文主要解决矿山实际生产中所需软连接抱柱皮带批量生产问题，所需材料为废旧皮带，对其二次再利用，切割成单体软连接抱柱皮带。先后使用机械手摇式皮带切割机，电动皮带切割机、液压皮带切割机三个阶段，逐步降低工人劳动强度，提高劳动效率，产生较好的实际应用效果。

关键词：液压 自动压紧 电控

1 概述

《煤矿安全规程》第五十四条明文规定：“采煤工作面必须按作业规程的规定及时支护，严禁空顶作业。所有支架必须架设牢固，并有防倒柱措施。”在南屯煤矿施工作业中，通过采用单体软连接抱柱皮带和单体间管子硬连接相结合的方式就是防倒柱的重要措施。为此，加工单体软连接抱柱皮带等废旧皮带切割的批量活成为本厂的主营业务。目前，机械手摇式皮带切割机是市面上销售的主导产品，在煤矿生产中这种皮带切割机得到广泛使用，这种切割机在切割量小的情况下有简单便捷的优点，缺点劳动强度大，费工费力。我厂前期研制一台电动皮带切割机，在此基础上，更新思路，设计一种更加省时省力的液动压力皮带切割机。

2 切割机的分类

2.1 机械手摇式皮带切割机

手摇把、链轮链条传动部分、刀片、凸轮压紧梁等是机械手摇式皮带切割机的重要组成部件。具体工作流程为：将皮带放入切割机内扳下凸轮手柄，将皮带通过压紧梁压紧，然后旋转操作手摇把，带动小链轮转动，进而带动固定在链条上的刀片做直线运动，对皮带进行切割。通常情况下，这种工作方式需要3～4人，切割速度在60～70mm/s，每间隔20分钟左右需要换一次人。

2.2 电动皮带切割机

我厂前期研制的电动皮带切割机，该切割机用电动机驱动螺纹丝杆旋转，带动上部的螺母直线移动，螺母上夹紧的切刀单向切割皮带。皮带固定压紧也采用螺纹丝杆压紧。该切割机线速度122.5mm/s。此台机器虽然节省劳动体力，但仍然需要三人操作，皮带压紧也耗费时间，有时只能单向切割，且旧皮带黏带的灰尘经常带入丝杆，使螺母无法正常在丝杆上行走，造成切刀无法正常切割，维护频繁。在此基础上，我厂研制一台液压皮带切割机，改变皮带压紧方式，增加设备的稳定性、可靠性。

3 液压皮带切割机

3.1 工作原理

图1为液压皮带切割机照片，图2为液压皮带切割机正视图。电机、液压泵、液压油箱、电磁换向阀、液压缸、液压油管、机架、双刃合金刀片、工作台、限位开关、电控盒等共同组成液压皮带切割机。

在机架上安装一套液压驱动的执行机构，电机提供原动力带动叶片泵提供液体压力，通过磁力换向阀驱动液压缸伸缩，完成切割行程。液压杆前端改造成带有切槽的端头，在切槽内用双螺母固定双刃合金切刀；端头下安装滚动轴承，使其可以在工作台上滑动。工作台上安装自动压紧装置。

工作时，先将工作台拉出，工作台上端有两个调整压块装置，可以根据所切割的皮带厚度调整皮带进出口间隙，推入所需尺寸的皮带，启动电机，驱动液压缸动作，液压杆伸出，完成切割行程。在工作台两端内侧存安装行程开关，当液压杆端头下的滚动轴承碰触行程开关时，电源将会自动闭合，此时正好完成一次切割。借助电控盒上“左”、“右”、“停止”等按钮便可方便操作切割机。

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1.液压油箱体 2.电机 3.叶片泵 4.液压缸 5双刃刀片 6.工作台 7.压紧连杆 8.换向阀 9.控制盒

图2 液压皮带切割机

3.2 工作台自动压紧装置

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1.工作台 2.双面切刀 3.压紧连杆

图3 工作台压紧

图3为工作台压紧机构，如图所示在工作台上端安装偏重的压紧连杆，当待切割皮带伸入工作台上时，按下电源，切刀走向左侧，对皮带产生向左的冲击力，皮带碰触连杆最左端，造成左端翘起，通过连杆之间支撑，连杆右端落下压紧皮带，冲击力越大，皮带压紧力越大。防止切刀切偏。

3.3 电控原理

通过指针固定在液压杆下方，并引出机架外，进而使得指针和刀片同步工作，操作者可以方便地观察刀片运行轨迹，在一定程度上，提高了皮带切割机的切割速度，并且避免了碰刀造成的安全隐患等。通过在机架下方安装两个行程开关，当刀片切割两端时，指针碰到行程开关，自制动电机断电，瞬间抱死，进而提高了安全系数。电器原理图如下图4：

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图4 电气原理图

3.4 主要特点

①切割力大，切割匀速。

②自动压紧，节省人力，调高劳动效率。

③一个行程可以完成两次皮带的切割。

④为了确保批量产品尺寸一致性，在切割机的一侧安装定尺，实现快速定尺。

⑤通过设置行程开关，避免碰刀，保护刀片。

4 实际效果

该机投入运行后，原来需要3-4人合作，每天切割400块左右；而现在只需两人合作，每天可割皮带1000块左右，人均效率提高了5倍。在操作轻松、简单，不费力气，普通的女职工就可以完全轻松胜任，在一定程度上缓解了人员周转压力。该机深得职工的认可，有类似加工任务的单位可借鉴推广。

参考文献：

[1]王家旺，朱绍峰，陈兆义，陈孔明，电动皮带切割机的研制与应用[J].机电信息，2011（30）.

[2]凡玉社.多功能皮带切割机的研制与应用[J].煤炭技术，2007（11）.

[3]王红巾，李伟.YFSJ2000型液压切割机行走控制系统的研究[J].科协论坛（下半月），2013（03）.