带式输送机用新型四工位伸缩头的研制与应用

宿立伟 唐丽英

（北方重工集团输送设备分公司，辽宁 沈阳 110141）

1 主要技术参数

本项目新型四工位伸缩头装置属自主研发、设计及生产。由于胶带机的输送量大（设计运量 5000t/h），运行速度快（3.75m/s），承受张力大（560KN），这就对伸缩头的刚度、强度、行走都提出较高要求。在该产品研发过程中，对伸缩头的受力进行了大量分析和计算，最终确定伸缩头的主要参数如下，可保证整个伸缩头装置在的理想速度下稳定运行。

设计运量 Q（t/h）：5000；

输送带宽 B（mm）： 1400；

胶带机带速（m/s）： 3.75

伸缩头机长L（mm）： 27150；

头部张力（KN）： 560

行走速度V（m/s）： 0.14；

伸缩行程 S（mm）： 19420；

最大轮压 F（KN）： 238；

变频电机功率P（KW）： 37；

11月10日该两测点所在部位土方仅开挖到基坑深度的中部，且已经停止土方开挖，墙体变形虽然暂时稳定，但是已经产生的变形量过大，主要是施工因素所致。

2 伸缩头工作原理

本设计是一种头部移动给料装置，按设计要求伸缩头装置每小时要将5000 吨球团原料分别卸下分配到四个料仓，因此伸缩头装置必须在四个料仓频繁的往复移动，是一种带式输送机用新型伸缩头装置。

伸缩头装置装有销齿驱动装置，电机通过减速器齿轮与安装在机架上的齿条啮合，驱动伸缩头装置在轨道上行走，并通过行程开关控制伸缩头在不同卸料位置准确定位，可以将输送机运来的物料分流到不同的下一条输送机上。

3 伸缩头结构及主要部件

主要结构包括：伸缩头车架、行走轮、车架走行驱动装置、改向滚动、头部护罩与落煤斗，导流板和清扫器所组成。车架上装有改向滚筒，头部护罩、落料斗、托辊，驱动装置拖动，沿轨道移动。

4 几个主要部件具体实施方式

4.1 驱动部分的设计

4.1.1 结构方面：在驱动部分结构的设计上，考虑到四工位车体本身较长、车架较重所以将驱动部分独立设计在地面上与车架分别安装，这种设计不仅使车架重量减轻还避免了由于车架安装及制造误差等原因造成的伸缩头运行不稳定因素，使车体运行更加平稳、安全、可靠。

4.1.2 主要参数选择：从原始数据计算结果可知，本伸缩头装置受力较大；机长较长；四个工位要求，属于大型重载伸缩头装置，考虑到重载起动时起动困难，瞬时冲击大等因素，采用软起动技术比较合理。

主要优点：

1）起动时调速精度高；2）可以变速运行；3）调速范围大；输出转速大范围可调,稳定的转速可从10～100%任意调节,从而为安装、调试、检修、提供了条件；4）在高速轴上可配置制动器。

基于以上考虑本设计对驱动部分进行了如下配置：

驱动部分主要参数表

4.2 车体行走机构：由于本伸缩头重载、低速移动，所以车体的移动采用了销齿条传动机构。

销齿条传动的特点：①销齿条传动是属于定轴齿轮传动的一种特殊形式。由于销齿条的轮齿是圆销，与一般齿轮相比，具有结构简单、加工容易、造价低、拆修方便等优点。②销齿条传动是适用于低速、重载、润滑条件差及恶劣的工作环境的一种机械传动。销齿条传动机构见图1

图1

4.3 锚定装置的设计

运用电动锚定装置（车体两侧的两个电动推杆），在工作指定工位停车后对车体进行固定，防止在工作时由于胶带运转速度快，胶带机张力大等其它因素所产生的车体移动，使伸缩头装置可以精确的在每一个工位进行安全卸料。并且可以摆脱人工手动锚定实现电动控制，提高生产效率。

具体工作过程如下：当伸缩头要运行时，首先需将胶带机上物料卸净胶带机停机，然后锚定装置上的电动推杆工作，推杆收缩，到达收缩极限位置时行程开关动作使推杆停止工作，使锚定装置上的卡销从锚定装置架中脱开，到达收缩极限位置时行程开关动作使推杆停止工作，从而解除锚定。然后伸缩头的行走驱动装置工作，伸缩头移动。当伸缩头移动到所需工位，工位上的限位开关动作，信号反馈到控制系统，伸缩头的行走驱动装置停止工作，伸缩头停止移动，随后锚定装置上的电动推杆工作，电动推杆的推杆伸出，将锚定装置上的卡销推进锚定装置架的卡槽中，到达伸出极限位置时行程开关动作使推杆电机停止工作，从而实现锚定，启动胶带机。见图2

图2

4.4 漏斗：头部漏斗安装了可调料流挡板，可减小料流对漏斗的冲击，并保证落料中心与受料输送机的中心一致，防止受料输送机跑偏。

5 设计创新

在该产品研发过程中，对伸缩头装置的行走驱动（变频电机）、机架、锚定装置等各部件的合理性、可靠性、安全性进行了大量分析和研究，保证产品可靠安全运行，满足工艺、设计各方面的要求。整个设计过程和设计方案得到用户方技术人员一致认可并同时产生了几个国内首创：

5.1 所述的在新型伸缩头上设有四工位，在国内是首创：在以往的设计中常见的是二工位或三工位伸缩头。

5.2 所述的新型伸缩头大张力（560KN），在国内是首创。

5.3 所述的新型伸缩头机长最长（27.15m），在国内是首创。

结论

本项目已经在阿曼苏哈港码头料厂使用，运转情况良好。

该机的研制成功标志着我国伸缩头装置设计、制造达到国际先进水平，填补了国内空白。其设计理念可为以后伸缩头装置设计提供良好借鉴。

[1] 机械工业部北京起重运输机械研究所《DTII 型固定式带式输送机设计选用手册》[Z].

[2] 宋伟刚.通用带式输送机设计[M].北京：机械工业出版社，2006.