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1、皮带清扫器技术综述摘要: 在皮带运输过程中 ,胶带的清洁维护是不容忽视的 ,尤其在运输易粘着的物料时,清扫不净则胶带出现运行不稳、跑偏、打滑等现象,直接影响到胶带面的磨损及胶带使用寿命。针对这些现象，综述了一系列皮带清理的技术措施。1 王子文, 杨振雷, 朱满坪. 新型多刮板清扫器J. 机械工程师 , 1997,(01)关键词: 皮带；清理；清扫；防护一 前言部分皮带传动以其较高的性价比在运输传动中得到了广泛的应用,是传输物料的主要设备之一，它具有输送能力大、效率高、输送距离长、耗能少、工作平稳可靠、操作维修方便等优点。因而被广泛应用于冶金、煤炭、交通、能源、食品、化工、建材等国民经济部门，成
2、为提高机械化水平，实现我国四个现代化必不可少的设备。因此，在皮带运输过程中,胶带的清洁维护是不容忽视的,尤其在运输易粘着的物料时,清扫不净则胶带出现运行不稳、跑偏、打滑等现象,直接影响到胶带面的磨损及胶带使用寿命。带式输送机输送的物料往往带有粘性,其中一部分会粘在输送带工作面上,在卸料时不能卸掉而进入空载段的下托辊上。托辊壳体粘上物料会撕裂和拉毛输送带面胶,加速输送带的磨损和毁坏;如物料进入托辊壳体内,使轴承快速磨损。如果粘着物进入机尾改向滚筒或垂直张紧滚筒,粘在滚筒表面上,会造成输送带跑偏,增加输送带的磨损,甚至撕裂滚筒包胶层,造成严重后果。如果清扫装置良好,托辊、输送带、滚筒等的使用寿命均
3、可以延长。所以清扫器的清扫能力非常重要,对提高带式输送机的运行效率和可靠性,降低设备故障率和维护成本有着举足轻重的作用。尽管关于皮带清洁维护的研究多种多样，但输送带“脏面”的问题仍然存在，且十分突出。因此，皮带的清洁维护是不可忽视的一个问题.，无论是皮带运煤，还是皮带运料都要面临并尽快解决输送带“脏面”的这个问题，都必须把皮带的清洁维护看作当今主要的质量攻关内容之一。二 主题部分1概述输送带在输送物料过程中,与货载接触的一面为“脏面”,不与货载接触的一面为“净面” 。由于物料粘性、水分以及环境温度等条件的影响,输送带的脏面要粘上一定量的物料。物料粘性和水分越大,环境温度越低,输送带粘上的物料也
4、就越多。根据输送带在各滚筒上的缠绕方式不同,输送带的脏面不但与下托辊接触,而且还与某些滚筒相接触。一旦物料粘到托辊和滚筒上,就会造成了两端直径不等,不但加剧了输送带的损坏,更重要的还可能引起输送带“跑偏”,致使带式输送机不能正常工作。此外,当输送带在双滚筒驱动中呈“S”形缠绕时,某个滚筒与输送带的净面相接触,而另一个滚筒则与脏面相接触。这样,与脏面接触的滚筒可能引起直径增大,使两滚筒出现直径差异,不仅会影响到两滚筒出力的比例,严重时还会烧坏电动机。为了避免以上事故发生,保证输送机正常运行,必须对输送带脏面进行清扫,本文介绍了国内，外的各种清扫技术与装置。2 几种国外的新型清扫装置21新型刮板清
5、扫装置211篦子式刮板清扫装置图 1 所示的篦子式刮板清扫装置,在国外得到了广泛应用。它主要由金属刮板、弹性杆和转杆组成。其原理是:多个金属刮板沿输送带宽度方向按棋盘形式布置 每个刮板分别通过弹性杆与转杆相连。转杆上可装扭转弹簧或者重锤,以使刮板对输送带有一定的正压力。这种清扫装置比普通的刮板清扫装置效果好。只有刮板与输送带有较低的相对速度时,才能达到最好的清扫效果。对于篦子式刮板清扫装置来说,其相对速度就等于输送带运行速度,也就是说篦子式刮板清扫装置的相对速度比较高。为了降低相对速度,原苏联曾设计了一种输送机式刮板清扫装置。212输送机式刮板清扫装置图 2 所示为输送机式刮板清扫装置,主要由
6、 2 个链轮和一条闭合的刮板链组成。其原理是:采用链传动或带传动,把主动滚筒的动力传给主动链轮。刮板链由链条和刮板组成,刮板用 1016 mm 厚的橡胶板制作,用螺栓与链条固定。刮板链的运行方向与下分支输送带的运行方向一致,且刮板链的运行速度较低,这样就使刮板链与输送带有一个较低的相对速度。这种清扫装置,用于 3 m/s 以上的高带速下,清扫强粘性物料效果较好,其缺点是结构复杂、笨重。22刷式清扫装置221转刷式清扫装置德国和美国使用一种如图 3 所示的转刷式清扫装置。该装置的主要部件为转刷,它由滚子和线束组成。线束一般由尼龙线制成,它可沿滚子轴向排列,也可以呈螺旋线形排列。线束按螺旋线形排列
7、时,可减轻清扫物对转刷的污染,并有利于清扫物的排出。转刷可由主动滚筒驱动,也可单独设驱动动力。转刷式清扫装置应用最多的滚子直径为 300500mm,转速为 200700 r/min。输送带的宽度为转刷长度的 80%左右。转刷是由许多线束组成的,线束直径为 17 mm,高 50100 mm。转刷的切线速度一般比带速大 2 倍,并且顺着输送带运行方向转动。转刷对带面的压力一般为 1030 kPa,如果压力太大,就会影响清扫效果。222输送机式刷式清扫装置图 4 为输送机式刷式清扫装置,它在美国、德国、英国和日本都曾获得了专利权。这种清扫装置主要由刷子、牵引机构和滚筒组成。它的最大特点是工作机构沿横
8、向布置,刷子与输送带接触长度加大,清扫效果好。23振动式清扫装置图 5 是 3 种振动式清扫装置,它主要适用于寒冷地区物料冰冻在输送带上的情况图 5a 是最简单的一种振动式清扫装置,它安装在输送带空载分支下面带有球形凸块的托辊上。托辊上有 3 列球形凸块,相互错开 120布置。输送带通过托辊时受凸块的冲击而引起振动,由此产生清扫效果。图 5b 是另一种由若干交错安装的托辊组成的振动式清扫装置。托辊表面焊了许多钢条,输送带通过托辊时,钢条对输送带引起的振动和输送带在几个托辊之间的反向弯曲共同作用达到清扫目的。图 5c 是第三种振动式清扫装置,其输送带在托辊下面通过,能方便地清扫花纹输送带及带裙边
9、的输送带。托辊经弹性支座用弹簧吊挂在机架上。弹性支座上安装有专用振动器。为了增强振动效果,振动器的振动频率最好与输送带的自振频率相等,从而使被清扫段的输送带发生共振。24水力和风力清扫装置图 6 为水力和风力清扫装置。241水力清扫装置图 6a 为德国研制的水力清扫装置,安装在卸载滚筒附近。它结构简单,但需附设供水和排矿泥设备。它有一敞开的漏斗式水箱,上有溢流孔和闸板阀,溢流孔是保持水箱内水位的,闸板阀是排放水和矿泥的。两个导向托辊使空载输送带浸入水中,改向滚筒能使粘在输送带表面的微粒物预先松动。242风力清扫装置图 6b 是原苏联某设计院研制的风力清扫装置,它由两根并联的导气管组成。导气管上
10、开有许多切向风嘴。切向风嘴由两片弹性板组成,它布置在输送带下面。当有气流喷出风嘴时,由于空气动力效应而使弹性板产生高频振动,输送带上的粘结物随气流由抽风机抽起。风力清扫对清扫干的尘状物料以及细块湿煤效果较好,但被清扫段需密封并设有抽尘装置。25联合清扫装置当输送水分较大、粘性较强的物料时,采用某一种清扫装置单独清扫往往不能把输送带清扫干净。在这种情况下,应采用联合清扫装置。德国研制成一种可顺序地使用几种清扫装置的联合清扫装置,如图 7 所示。它首先用压力水喷头对输送带进行清洗,然后利用导向托辊将输送带压入水中,利用输送带的弯曲将块状粘结物落入水中。之后用转刷和刮板对输送带进行清扫,最后用热风喷
11、嘴将输送带烘干。采用这种方式,能使输送带完全清扫干净,但结构较复杂,且清扫环节多。因此,这种清扫装置一般用于较重要的大运量、长距离带式输送机上。26输送带翻转装置此装置是防止输送带空载分支脏面与下托辊接触的根本措施。它的原理实质在于,输送带空载分支在离开机头滚筒后旋转 180,即输送带翻个面,让脏面朝上;当输送带进入机尾滚筒前再把它翻过来恢复原状。它一般用于长距离输送机。这种装置的目的并不是为了清扫,而是为了避免粘结物粘到下托辊上和撒落到输送机沿线上,减轻输送带和托辊的磨损,使运行阻力减小,降低驱动功率,为无人照管输送机提供有利条件。目前,国外采用的输送带翻转装置有以下 4 种。261自由翻转
12、装置在翻转段两端各安装一对水平托辊,输送带从托辊的夹缝中通过。262强制翻转装置除上述两对托辊外,在翻转段的中间再安装一对垂直托辊,使输送带从中间托辊夹缝中通过时保持垂直,如图 8a 所示。263定向翻转装置输送带通过若干组按一定方式布置的弧形托辊组时实现翻转,如图 8b 所示。264弧形翻转装置输送带在翻转段与组装成弧形的托辊组接触,被卷成圆弧状或圆管状,从而实现翻转,如图 9所示。图 9a 是德国研制的输送带翻转装置,它在翻转段中部装一个专用支架,支架上布置一组专供输送带翻转用的托辊。图 9b 是德国、波兰和澳大利亚等国采用的输送带翻转装置,翻转带宽为 1 6002 250 mm 的输送带
13、。图 9c 是法国获得专利的一种翻转装置,它有 3 组托辊,分别支承输送带的脏面和净面。图 9d 是保加利亚采用的翻转 1 600 mm 的输送带翻转装置,其托辊组中的托辊均为鼓形。图 9e 是原苏联采用的翻转装置,其翻转托辊组使用 4 个中间细两头粗的托辊, 4 个托辊使得输送带在其中形成圆管状,从而达到翻转的目的。图 9f 是捷克采用的翻转装置,它把翻转托辊组中的 4 个托辊制成环形托辊,每个环形托辊的外表面为抛物线形状。环形托辊也可用一般的标准托辊代替,但选用标准托辊的数量务必使托辊形成的横截面近似圆形。国外目前使用的长距离输送机大多采用输送带翻转装置3 几种国内的新型清扫技术与装置目前
14、国内大多数输送带清扫器是合金橡胶清扫器,它采用橡胶块作为弹性体来使合金清扫刮刀压在胶带表面上,该清扫器虽然结构简单,但存在致命的缺点:清扫下来的物料堆积在清扫板和弹性体上,如不及时清除会影响弹性体的压紧作用,影响清扫效果;弹性体使用时间过长会产生橡胶老化、弹性减退、开胶、脱落等现象,使清扫器丧失清扫功能;没有偏移让刀功能,由于采用的是硬质合金刮刀,当遇到大块阻力及输送带接头等突出物时,很容易割伤胶带。31CKQS 纳米高分子刮板式弹性清扫器针对上述问题和缺点,我公司联合中科院化学所共同开发设计了一种新型的清扫器CKQS 纳米高分子材料刮板式弹性清扫器。该清扫器分为 P 型和 H 型 2 种,见
15、图 1、图 2。其主要由清扫刮板、张紧装置及支架组成。刮板为一次浇注型,具有外形尺寸稳定统一,互换性好,更换简便的优点。采的是一种新型高分子材料纳米聚酯,该种材料采用纳米工艺,使得材料成分能够充分有机结合反应,其材料的机械性能和加工性能大大改善,它具有较高的弹性和韧性,摩擦系数低;优异的耐摩擦、磨耗性能;良好的耐温性能、力学性能和抗冲击性能;难燃性好,耐油、一般酸和有机溶剂,环境适应能力强。在刮板外形结构上, CKQS 弹性清扫器的刮板为弧曲面,能与胶带完好地接触并始终保持有效的刃角,即使在刮板磨损后也能保持较好的刃角(见图 3),能有效刮除粘附在胶带上的物料,且无须经常调整。由该种材料做成的
16、刮刀伸展性大,当胶带因输送原料磨损不均时,可配合头轮上的胶带外型变化,依胶带不规则旋转做紧密配合,产生完全刮除效果。另外, CKQS 弹性清扫器采用压缩弹簧张紧装置,具有自动补偿及减振的功能,且能保持稳定的接触压力,可以延长刮板寿命,改善清扫效果。32 U 型筒式清扫器它的作用原理是:利用滚筒与胶带间的摩擦力作用于粉料层，使其产生相对于胶带的运动而分离;胶带通过滚筒时的弯曲变形作用，使仍附着在胶带表面的粉料层折断、松动而落入集灰斗。U 型筒式清扫器由 5 个滚筒和 1 个集灰斗组成。附图为安装在胶带宽 650mm、运行速度 1.0m/s 的胶带机端头的 U 型筒式清扫器。滚筒长 800mm，滚筒 B、C、D 同径。胶带经过滚筒 A、B 时，附着在胶带上的粉料受胶带、滚筒间摩擦力的作用逐渐脱离胶带 :经滚筒c 时，粉料层折断和松动，落入集灰斗中;滚筒 D 对附着粉料作进一
