堆取料机尾车皮带空载自动防风装置的设计

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引言

堆(堆取)料机的尾车位置的皮带是由轨道梁上的地面皮带通过尾车来进行抬高的，下层穿过式皮带在尾车处会产生一个很大的凹陷，皮带的承载面有很大的迎风面积，风力较大时会给其一个横向的推动力，如果皮带上没有物料，在凹段处皮带遇到大风天气时将会将其吹偏，甚至会造成皮带的翻转，因此，堆(堆取)料机的防风和锚固作业的一项重要内容就是对尾车皮带的固定工作。我们致力于寻找一种高效经济省力省时方便快捷的锚固方式。

1 目前状况

目前的尾车皮带防风固定通常是以麻绳捆绑的方式，防止大风刮翻。这种方式存在操作麻烦、防风绳不好管理、不适合瞬间大风的防风锚固等问题。

(1)对尾车皮带的捆绑需要两人同时进行，一人将一端固定的防风绳从尾车皮带上方抛至机架对面，另一侧的人员接住防风绳，将其拉紧并在机架上进行固定。费时、费力，单人无法完成，作业效率很低。

(2)防风绳是以组的形式布置的，单根的防风绳强度不足以固定尾车皮带，一般每组防风绳至少需要四根，完全固定好或是完全解除均需花费较长的时间。

(3)防风绳需事先在地面机架上固定好，位置固定，无法随堆(堆取)料机移动，不能实现任意位置的防风锚固要求。

(4)瞬间大风突起时，司机一方面要联系管理人员停止生产，另一方面要锚固大机，捆绑防风绳，时间短、任务重，很容易造成人员和设备伤害。

(5)作业前，需对尾车防风绳是否处于解除状态进行检查，确认所有防风绳全部松开后才能启动皮带机运行，否则会造成皮带损伤事故，存在一定的作业风险。传统尾车皮带的防风方式如图一所示。

图一 传统尾车皮带的防风方式

2 设计目的

设计安装一种堆(堆取)料机尾车皮带的自动防风装置，能够在需要的时候自动将尾车皮带固定好，具体要求是:

2.1 使用机械装置代替防风绳，并保证其有足够的强度固定堆(堆取)料机的尾车皮带。

2.2 无需人工操作，所有固定和解除固定作业完全自动进行。

2.3 可实现在堆(堆取)料机运行的任意位置进行防风固定作业。

2.4 使用传感器检测防风装置的实际状态，固定和解除固定状态与堆(堆取)料机的运行和锚固状态联动，实现连锁功能。

3 具体设计实施方案

3.1 在堆(堆取)料机的尾车和地面皮带机的过渡段，即尾车皮带的爬坡初始段设立一个门架型的框架，框架的高度高于尾车皮带。框架的两侧设置支撑轮，并将框架与堆(堆取)料机的行走结构连接，以实现该框架与堆(堆取)料机行走装置的同步运行。

3.2 在该框架的门架横梁中心位置设置一个垂直动作的液压缸，该液压缸由单独的液压站提供动力，液压站设置在堆(堆取)料机上。

3.3 在该液压缸的下方，设置一个尾车皮带压紧框架，该框架与液压缸的活塞连接。当液压缸的活塞伸出时，向下推动该框架压紧尾车皮带，实现以往防风绳的捆绑作用，起到防风的效果。当液压缸的活塞收回时，向上拉动压紧框架离开尾车皮带，解除防风状态，堆(堆取)料机的尾车皮带可以转动。

3.4 液压缸的动作由堆(堆取)料机的PLC控制器通过程序自动控制。

3.4.1 当切断堆(堆取)料机的主令控制时，液压缸的伸出电磁阀得电，控制液压缸伸出，达到设定压力后停止伸出并保持自锁状态，此时压紧框架压紧尾车皮带并保持一定压力，堆(堆取)料机处于防风状态。

3.4.2 当需要启动堆(堆取)料机的皮带机时，按下启动按钮，液压缸的收回电磁阀得电，控制液压缸收回，达到抬升限位时停止回收并保持自锁状态，此时压紧框架离开尾车皮带并保持一定距离，液压缸的抬升限位是堆(堆取)料机的作业前提条件，与作业程序连锁，堆(堆取)料机处于作业状态。

3.5 压紧框架与尾车皮带接触的部位是两个与尾车皮带宽度平行的小直径滚筒，其目的是当压紧框架处于压紧状态即防风状态时，堆(堆取)料机可以进行短距离的行走，使锚固器对准轨道梁上的锚固坑。此时，小直径的滚筒可以随着堆(堆取)料机的行走进行转动，以保护尾车皮带不被损伤。具体的实施方案如图二所示。

图二 使用油缸自动压紧的防风装置

4 使用效果

4.1 无需人工操作，所有固定和解除固定作业完全自动进行。有利于降低大风恶劣天气对安全生产的影响。瞬间大风突起时实现对皮带机的自动锚固，极大地提高了效率，有效降低人员在紧急状态下手忙脚乱，容易发生安全事故的风险。

4.2 堆取料机尾车皮带自动防风装置可以随堆取料机移动，可实现在堆(堆取)料机运行的任意位置进行防风固定作业。

4.3 防风状态的解除与作业程序连锁，解除了设备作业的安全风险。

4.4 提高了现场文明管理水平。用麻绳捆绑皮带，防风绳存在盘放不标准问题，影响现场文明管理水平；实现自动锚固后，防风绳从现场撤走，不存在防风绳文明管理问题。