斗轮机臂架皮带张紧形式创新

王东升

舟山市衢黄港口开发建设有限公司



斗轮机臂架皮带张紧形式创新

王东升

舟山市衢黄港口开发建设有限公司

摘 要：分析了斗轮机悬臂皮带不同张紧形式的优缺点，创新设计了新的皮带张紧形式，在新采购的斗轮机上试用后，设备使用可靠性得到了有效提升。

关键词：斗轮机； 臂架皮带； 张紧形式

1前言

舟山市衢山港区鼠浪岛拟建年吞吐量为7 500万t散货中转码头。该岛为悬水孤岛，陆域堆场是吹沙填海而成，虽然经过荷载10 m的预压载，但堆场及轨道沉降还是比较严重，其中堆场配置额定生产率堆料7 500 t/h、取料6 000 t/h的斗轮堆取料机。根据上述情况，既要使设计的斗轮机符合额定生产率，又要控制斗轮机的总重和轮压符合轨道的要求，把臂架皮带张紧形式作为减重的一个突破口。悬臂皮带张紧装置，除了考虑整体减重以外，安全方便快捷的调整也是必须考虑的重点。另外，悬臂皮带作为易损物件，从使用成本和设计上考虑，延长皮带的寿命也是很有必要的。经过分析以及与生产厂家的探讨，通过优化设计，最终创新了臂架皮带张紧形式，解决了上述问题。

2斗轮机主要张紧形式分析

斗轮机的悬臂皮带机的张紧装置是为悬臂皮带的正常运转提供张紧力，使皮带和驱动滚筒之间产生足够的摩擦力，保证传动滚筒带动皮带正常运转。具体来说，皮带机张紧装置必须满足皮带在最小张力区域的最小垂度条件；必须保证皮带在驱动滚筒分离点有足够的张力；能够补偿皮带运行一段时间后的伸长量。

目前国内外港口的斗轮机上配置的皮带机张紧装置主要有重锤张紧、螺旋张紧、液压张紧等3种。

2.1重锤张紧装置

重锤张紧装置由张紧框架、重锤块和张紧滚筒的合重力产生的张紧力张紧皮带，通过配重块的增减来调整皮带的张紧力。由于机上的空间比较小，整个张紧装置结构比较紧凑。

这种形式的优点是调节方便可靠，确保驱动滚筒有合理的张紧力，但缺点是由于臂架上增加了配重，包括臂架在内的整机的其余的相应部位都需要加强，导致整台设备重量增加很多，从而大幅度增加了轮压。另外，这种张紧装置还存在一个致命的安全隐患，就是为了减重，一般把张紧装置设计在尽量靠起伏铰点位置，这样导致在悬臂皮带突然断裂时，4根保险钢丝绳由于在断裂的瞬间不可能同时受力，也会有很大的概率出现断裂，导致配重下方的大车行走的驱动、地面的水管、喷枪或地面皮带及机架被砸坏。因此，现在这种张紧形式在通过填海或者围海形成的堆场上基本已经淘汰。

2.2螺旋张紧装置

根据驱动设置部位的不同，螺旋张紧装置也分为臂架头部张紧、中部张紧和尾部张紧。这种张紧形式原理简单，即通过张紧螺杆上螺母的正反方向的转动，实现张紧滚筒张紧和释放。

头部张紧由于受斗轮和头部料斗位置的影响，可调的距离不是太大，在1 m左右。如果离斗轮头部距离过近，在往皮带机一侧取料时，会发生臂架头部凸出部位与堆场矿石干涉的现象。

尾部张紧根据驱动的位置是否在尾部分2种：

一种是驱动在尾部，包括尾部带驱动整体移动和只移动驱动滚筒。尾部带驱动整体移动，例如采用滑道方式，优点是克服了头部张紧的缺陷，缺点是调整困难，调整部位容易损坏，现在很少采用；只移动驱动滚筒的方式是其余的齿轮箱和电机不动，通过万向节带动驱动滚筒，这种方式优点是调整方便，缺点是调整距离不多，万向节容易损坏，只能作为头部调整时距离不够时的补充方式。尾部调整有一个比较大的问题，由于臂架的回转中心已经固定了，如果要增大尾部滚筒调节的距离，必须要增大回转平台，而回转半径增加以后，会与中继尾车相关部位干涉，使中继尾车与主机的贴合度大大降低，因此会比较大地增大整机的重量。

另一种是驱动不在尾部，可以在臂架中间或者靠近尾部的位置，尾部滚筒调整的距离可以比头部滚筒长，但调整不方便，与头尾部张紧相比，多了2只改向滚筒，相应的钢构量增加较多。

上述螺旋张紧的最大的缺点是调节只能根据个人的经验来进行，会出现多次调整的情况。另外在皮带使用一段时间后，调整时间控制不好，经常出现过调导致皮带人为拉长损坏，或者调整不到位导致皮带打滑的情况。

2.3液压张紧装置

液压张紧装置是为了解决螺旋张紧装置存在的最大缺点而设计的，分为手动张紧和自动液压张紧两种形式。

手动液压张紧装置的优点是可以解决螺旋张紧花费时间比较长的问题，一次性调整到位，通过手动液压站上压力表的显示直接换算成张紧力，在到位后锁死液压回路。缺点是由于回路中始终保持压力，再加上该调整部位震动比较大，连接油管等连接部位容易松动，使油液泄露导致油压降低，张紧力不够而打滑。

自动液压张紧是为了克服手动张紧存在的问题而设计制造的。其优点是：张紧力自动可调，可与整机控制系统连接，实现远距离调控。但在应用中也发现一些问题，如设备的响应速度跟不上皮带张紧力连续变化时的要求，不能满足皮带恒张力控制的要求；液压元件存在重复性误差和压力的重叠误差，导致张紧力调整过程不可控，经常出现过调或欠调的问题。这些问题可能影响控制的精度和系统的安全性。

3新的张紧形式

经过对各种张紧形式的分析，发现没有一种现成的张紧形式符合要求。通过综合分析上述3种张紧装置的优缺点，创新设计了一种臂架皮带张紧装置，能较好的满足上述要求，见图1。

1.改向滚筒 　2.手动液压张紧油缸 　3.弹簧缓存器 　4.张紧滚筒 　5.直块张紧框架　6.斜撑图1　新的张紧形式

(1)将臂架皮带张紧形式设计成垂直于臂架的张紧框架。这种形式的框架在皮带启动、停止时会晃动。为了释放这种左右晃动的力，整个框架与臂架采用铰点形式相连，并采用2根与臂架相连的斜撑进行约束，以避免框架左右晃动幅度过大。

(2)采用手动液压站加2根液压油缸作为顶升动力源，根据压力表的显示调到预定的力，并通过销轴将液压油缸相连的水平横梁与框架固定。

(3)在皮带启动和停止的时候，皮带会被拉伸或者产生裕量，张紧力变化较大，重锤垂直块张紧能够迅速地做相应的调整，使皮带的张紧力保持恒定，从而延长皮带的使用寿命。为了解决张紧力的变化，在液压油缸相连的水平横梁与滚筒轴承座固定的水平横梁之间增加一个弹簧缓存器，用来缓和张紧力的变化，从而达到延长皮带的使用寿命的目的。

4结语

该设计方案吸取重锤垂直块张紧和液压张紧的优点，既减轻整机的重量，减少轮压，又能适应皮带张紧力变化，并且调整的长度可以达到1.5 m以上。在新的斗轮机上安装使用后，达到了预设目标。

参 考 文 献

[1]王东升，郑铁树. 矿石抓斗导向轮卡死原因及其解决方法[J]. 港口装卸，2015(1)：25-26.

王东升: 315800, 浙江省宁波市北仑大碶香榭家园11幢504室

Innovation of the Tensioning Form of the Belt in Bucket Wheel Machine's Cantilever

Zhoushan Quhuang Port Development and Construction Co., Ltd.Wang Dongsheng

Abstract：This paper analyses the advantages and disadvantages of the different tensioning form of the belt in bucket wheel machine's cantilever belt and innovative designs the new belt tensioning form. The results of applying on the new bucket wheel machine show solving the above problems and improving the reliability of equipment.

Key words：bucket wheel machine; belt in cantilever; tensioning form

收稿日期：2016-01-23

DOI：10.3963/j.issn.1000-8969.2016.03.020