一种皮带传动碟式分离机的皮带调节装置

陆观章+关丹青

摘 要 针对皮带传动碟式分离机皮带调节的现有方式，分析其优缺点，探讨一种可克服现有皮带调节方式缺点的、结构简单的、操作方便的、新的皮带调节方式。

关键词 碟式分离机；带传动；预紧力；调节装置

中图分类号 TH222 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）172-0292-02

现有碟式分离机传动方式大致有两种，一种是电动机通过离心离合器、水平轴、一对螺旋增速齿轮及立轴而带动转鼓，另一种是电动机通过主动、从动皮带轮、皮带及立轴而带动转鼓，立轴系挠性轴，转鼓安装于立轴的上端。由于前一种传动方式结构复杂，维修困难，噪音大，目前，国外先进的碟式分离机均采用结构简便，噪音小的皮带传动结构。但皮带传动也有其缺点，皮带是弹性件，用久了会发生不可逆转的拉长变形现象，皮带会变得松弛，从而使皮带与皮带轮之间的摩擦力减小，最终会导致皮带打滑，转鼓失速。所以皮带需要时常调节和张紧，但长期以来皮带调节的问题仍无法得到很好的解决。

1 现有技术存在的问题及缺陷

目前，国内外生产皮带传动碟式分离机的厂家，对于皮带的预紧通常采用两种方式，其一，是皮带长度不可调节，靠精准的设计和加工保证其预紧力，此方式对制造精度要求高，制造难度大，且皮带一旦变形至其张紧力不足，造成皮带打滑，便不可再用，制造和使用成本均很高。其二，是通过螺杆拉动电机和皮带轮将皮带拉紧后再固紧电机，此方式解决了上一方式对加工制造要求的问题，且能在皮带变形松弛后再次拉紧。但这种调节方式很难准确把握皮带的预紧力，过松，则皮带打滑，转速的传递无法保证；过紧，则立轴的下轴承承受的负荷变大，很容易被烧坏。而且这种调节方式调节皮带时也相对麻烦，况且很难判断皮带到底松了没有，松了多少，除非皮带出现打滑，但此时已对生产造成了影响。鉴于上述原因，开发一种可靠、简便的弹性皮带调节装置是市场的迫切需要。

2 研发目的

给皮带传动碟式分离机提供一种克服上述现有皮带预紧方式缺点的弹性皮带调节装置。该装置结构简便，使用可靠性好，维护方便，可通用于各种不同规格和类型的皮带传动碟式分离机。

3 皮带调节装置原理

皮带调节装置主要由底盘、定位销、压块、铜套、支承螺钉、螺栓座、调节螺栓、弹簧和套筒组成。定位销和支承螺钉用销固定在底盘上，螺栓座用螺纹与支承螺钉连接，弹簧和套筒装入机座的支承孔中，调节螺栓穿入弹簧和套筒后拧入螺栓座上，整套皮带调节装置由定位销和压块定位于机座上。电机连同主动皮带轮用螺栓与底盘连接。底盘以及电机的轴向位移由其本身的重量限制。

皮带调节装置是利用弹簧的压缩量改变来实现预紧力的调节的。使用时，转动调节螺栓，使调节螺栓相对于螺栓座作水平运动，推动套筒前进，从而改变弹簧的压缩量而产生水平拉力致使底盘绕定位销在水平面上转动，随即带动电机及主动皮带轮，使主、从动皮带轮之间的中心距也相应改变，继续转动调节螺栓直到套筒上中间刻度线到达支承孔端面。套筒上有三条刻度线，为经计算得出，分别代表预紧力的下限、标准值和上限。皮带使用一段时间后会变长，这被反映到套筒上，当套筒伸出到下限线可见，再转动调节螺栓使套筒回到中间刻度。如此便可实现预紧力可视化调节的目的。

此外该装置还是一个动滑轮结构，定位销为绳子固定点兼支点，底盘为动滑轮，皮带的拉力为阻力，调节螺栓的拉力为有效拉力，定位销至支承螺钉的距离为动力臂，定位销至底盘中心的距离为阻力臂。根据动滑轮原理可知调节螺栓的拉力等于皮带拉力合力的一半，如此便可使调节螺钉的拉力减小一倍，使其更易于被拧动调节。

4 皮带调节装置的优点

1）实现了皮带长度的可调节。压缩弹簧使其产生推力，从而使皮带有了预紧力，皮带的可调节的范围大大超过皮带长度的误差与机器的加工误差之和，不用再依靠精准的设计和加工保证其预紧力，皮带长度变得可调节。

2）实现了皮带预紧力的自动调节。无论是精准的设计和加工保证的预紧力还是通过螺杆拉动电机和皮带轮将皮带拉紧后再固紧电机产生的预紧力都是依靠皮带自身弹性产生的预紧力。随着皮带的老化，弹力减小，预紧力会逐渐变小直至消失。本设计由于有压缩弹簧力的原因，当皮带弹力减少时，弹簧力会自动拉动底盘绕定位销转动，使主、从动皮带轮之间的中心距变大，从而使皮带继续张紧，即使皮带没有了弹性，预紧力也还会存在，保证了机器长时间的正常运转。本设计不用再依赖皮带自身的弹性，实现在一定范围内的自动预紧。同时，底盘与机座接触的表面加工有沟槽，沟槽里填满黄油，这有效减少两平面间的摩擦力，使自动预紧变得更加可靠。

3）实现了皮带预紧力的可视化调节。无论是通过精准的设计保证的预紧力还是通过螺杆拉动产生的预紧力都没有一个准确的值作基准，调节到什么位置合适，全凭操作者经验估计。本设计却克服了这些问题，预紧力的变化可以通过套筒上的刻度清楚看出，再次调节也有据可依，避免了靠估算的不确定调节所造成的皮带过松或过紧的现象。套筒上的刻度主要依据皮带预紧力与弹簧的压缩量的关系得出。

5 简要设计计算

6 成果转化

目前该皮带调节装置已应用于本公司新试制的DRR500-20-31胶乳分离机，样机已制造成功，并在泰国某橡胶厂完成了工业性试验，试验得出样机各项技术指标均达到设计要求。单就该皮带调节装置而言，试验效果和当初设计并无二致，它很好地解决了机器皮带预紧所遇到的几大问题，不但没有增加机器的震动和噪音，反而增强了机器的稳定性。

7 结论

实验证明本装置是有效可靠的，它成功地解决了目前皮带传动碟式分离机皮带调节的问题，且其结构简便，使用可靠性好，维护方便。后期可尝试将本装置应用于各种不同规格和类型的皮带传动碟式分离机。

参考文献

[1]孙启才、金鼎五.离心机原理结构与设计计算[M].北京：机械工业出版社，1983.

[2]索柯罗夫.离心分离理论及设备[M].北京：机械工业出版社，1986.

[3]成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2008.