皮带输送机托辊烟垢在线清理装置的研制

闫双辉

摘 要： 皮带输送机广泛应用于卷烟制丝线，生产过程中烟末会粘附在皮带输送机托辊上，针对托辊烟垢难清理、耗时长等问题，通过计算设计、模拟试验以及现场试验，最终成功研制了烟垢在线清理装置。具有较强推广性。

关键词： 输送机；托辊；烟垢；清理

引言

皮带输送机是烟草制丝生产过程中物料的常用输送工具，其结构灵活，原理简单，操作方便，在制丝生产过程中广泛应用。皮带输送机由滚筒、皮带、压条、托辊、盛末板、机架、皮带张紧装置等组成，常用于长距离物料输送，托辊的类型为过渡托辊，其作用是支撑皮带，避免皮带的下垂度超过额定限度，以保证皮带平稳地运行。

1 生产现状

物料输送过程中，少许物料碎末会随皮带传动并粘附在皮带输送机托辊上，形成无规则的烟垢，如图1所示。

烟垢的堆积会改变皮带与托辊间的局部摩擦力，增大皮带磨损，减小皮带的使用寿命；同时大量的烟垢堆积会造成皮带张紧程度不一，容易造成皮带跑偏，进而影响物料的输送。因此，及时清理托辊烟垢才能确保设备的稳定性。

2 提出方案

针对以上问题，组织车间技术人员商议，旨在设计制作一款便于设备保养，减少劳动量，缩减工时的工装。

对此我们进行了缜密分析，结合目前保养方式：以刮板对烟垢进行刮削，其作业模式为间歇性点接触，可优化为连续性线接触，也就是实现刮板与托辊充分接触。托辊运转动力源为与皮带的摩擦力，若刮板与托辊接触过于紧密时，会导致托辊卡死，这便要求刮板可实现微调。

经过对思路的整理汇总，装置初步模型逐步显现。该装置置于皮带输送机接末槽上，装置分为机架，刮板架，拉簧及其他连接零件。机架与刮板架形成转动副，两者通过拉簧连接；随着烟垢的逐渐刮削，“烟垢”半径逐渐减小，刮板在拉簧的作用下，实现微小转动，确保了刮板与托辊的接触，从而实现刮板对托辊烟垢的充分清理。

2.1 机架

结合方案总述，我们首先对机架进行分析，机架在装置中起着连接工装和皮带输送机的作用，机架放置于盛末槽之上。稳定的承载机构是工装作业的前提。

对车间皮带输送机接末槽宽度进行统计，其有效宽度最小值为700mm，接末槽距皮带有效高度最小值为220mm。为保证装置在工作中的适应性及灵活性，机架宽度定为600mm，且高度不能大于220mm。

2.2 刮板

刮板为装置的执行机构，由刮板支架和刮板组成，刮板支架设刮板槽及顶丝（M6）以固定刮板。刮板支架通过螺栓与机架连接，为确保机架和刮板支架转动灵活，在其连接孔内增设轴套。刮板支架选用不锈钢30*15方钢；为避免刮板对托辊造成刮痕，刮板材质硬度应小于托辊材质，故将刮板材质选为铝硅合金。

2.3 拉簧

装置运行时，拉簧拉力为关键因素。拉力过小刮板与托辊接触效果不佳，不利于烟垢刮削；若拉力过大，导致刮板吃刀量较大，造成刮板卡死。所以说，拉簧的拉力及初始位置都影响着作业的稳定性。因此拉簧的位置及拉力应该便于调整。

结合以上分析，为确保作业的稳定性，需增设拉簧调节螺栓，拉簧调节螺栓通過两锁紧螺母固定于刮板架之上。通过调节螺栓和锁紧螺母的配合，可实现对拉簧初始位置及拉力的调节。从而实现刮板与托辊的有效接触。经计算，拉簧尺寸为2*15*100。

2.4 方案汇总

如图4所示，工作过程中，机架通过压杆机构固定在皮带输送机盛末槽上，通过调节螺栓和压杆顶丝的伸长量平衡机架，使刮板与托辊保持平行。利用刮板与托辊之间相对运动产生的摩擦力刮削烟垢，当烟垢变薄时，拉簧会拉动刮板支架，支架与机架间形成的角度变小，使刮板靠近托辊，两者实现持续接触。皮带输送机运行过程中托辊会发生不规则跳动，跳动时托辊挤压刮板，此时刮板支架与机架角度略微增大，避免装置与托辊卡死。托辊恢复正常时刮板支架又在拉簧作用下迅速复位，持续接触托辊，完成刮削作业。

3 实施加工

装置方案确定后，结合车间皮带输送机尺寸，绘制了机架，刮板支架，刮板零件图，依零件图加工制作了机架，刮板支架，刮板；并对各连接零件进行了采购。

4 现场试验

各零部件加工完成后，对装置进行了装配，如图2所示。装置装配完成后，对装置性能进行现场试验，装置的稳定、机架与刮板支架转动灵活。

装配完成后，用弹簧调节螺栓进行多次微调后，对装置进行了上机试验。结果显示，对10个托辊进行保养，其平均耗时4.9min。而且实现了在线保养，大大减小了操作工工作量。

5 总结

装置的应用实现了托辊烟垢在线柔性保养，作业过程中，若出现托辊跳动，拉簧可对托辊进行保护，同时确保了作业的稳定性。大大减小了保养用时，保养用时由20.3min减少至4.9min。

改变刮板长度即可试用于不同宽度的皮带输送机，合理调整机架尺寸和刮板材质，即可将其应用于使用皮带输送机的其他各类行业。

于2018年1月申请了专利，专利号为“201820084167.4”，便于装置进一步推广。