智能高速带式输送机的设计

姜海

摘要：本文简要介绍了一种高速带式输送机的关键技术的设计要求和设计过程。最后对设计进行了理论论证。

关键词：输送机；托辊；带式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.026

高速带式输送机的设计主要包括，选用适合高速带式输送机的输送带、驱动方式，并设计高转速托辊、自动纠偏装置、拉紧装置、制动系统等相关部件，辅以智能化控制系统和监测手段对整条带式输送机的实时运行状态和参数进行测试及记录。

1轻质量、高转速、长寿命托辊的研制

托辊是皮带机的主要部件之一，也是皮带机上数量最多的部件。目前，受结构和加工精度限制，皮带机托辊辊子的许用转速通常都要求不大于，否则，辊子的旋转阻力将急剧增加，使用寿命大幅度下降。以带宽皮带机为例，托辊直径最大为，因此带速最大不能超过。要实现皮带机高速运行，要么加大托辊直径，要么提高托辊转速。加大托辊直径，辊子的体积和重量就要加大，设备笨重，运输、安装困难，制造成本提高，能耗增大。因此辊子轴承的许用转速只要轴承选择合理就能解决，因此，我们设计的高速带式输送机托辊辊采用深沟球轴承，其许用转速都在以上，完全能够满足高速旋转要求。

2托辊密封结构

我们设计的托辊密封结构，采用一种集迷宫密封和接触密封于一体的复合密封结构。

复合密封由内外密封圈组成，外密封圈采用综合性能优良的聚氨酯材料注塑而成，内密封圈的材料为尼龙，内外密封相互接触，形成接触密封的同时，也形成了迷宫密封。复合密封具有迷宫密封和接触密封的共同优点，对水、潮气、灰尘都具有良好的密封性，由于外密封圈的唇边是与内密封圈而不是托辊轴接触，既不损伤托辊轴，还降低了旋转阻力。

3高速托辊辊皮

高速托辊的总体结构见图1，采用带加强钢丝网的高分子辊皮、塑料轴承座、大游隙托辊专用深沟球轴承、复合密封结构。

4自动拉紧装置的工作原理

测力传感器直接测出张紧装置钢丝绳的张力并转换成皮带张力。控制程序会实时监控张力值，与设定的皮带张力进行比较，若小于设定张力，制动器打开，电动机带动卷筒旋转，拉紧胶带；若大于设定张力，同样打开制动器，卷筒则带动永磁电动机反转，张力在设定的范围内时，制动器和电动机逐渐关闭。

5高速帶式输送机整机动态分析

本项目研究对象是高速带式输送机，速度的提高意味着带式输送系统更加复杂，对其工作性能和可靠性的要求也越来越高，传统的对系统部件单独的静态研究方式已经远远不能适应。对于一个功能完备、性能优良的系统来说，保证其正常运行的最重要条件是整个系统的动态性能而不仅仅是部件的独立性能。

我们主要针对高速带式输送机起动时的不稳定工况进行动态分析，研究高速状态下带式输送机的驱动、拉紧等关键部件以及其它边界条件对胶带起动时的动态特性的影响，分析观察胶带的动应力、加速度、速度等特性，并研究不同的边界条件的优化组合，并建立高速带式输送机合理的物理模型和数学模型。