皮帶機在連續秸稈粉碎機中的應用

陳嘯宇

摘 要 連續秸稈粉碎機是生物質能源開發應用中的關鍵機械，本文從連續秸稈粉碎機的給料皮帶的改良現狀出發，對于該皮帶機的進一步改進進行了分析，并提出了改進方案。

關鍵詞 皮帶機 連續秸稈粉碎機 改進方案

中圖分類號：S2 文獻標識碼：A

連續供料機制在目前的加工行業中的應用越來越普遍。而基于皮帶機的連續供料機制，在秸稈粉碎打包機中的應用也已經形成了基本配置。我們使用兩部皮帶機，其中一部皮帶機負責將秸稈進行整理并喂進料斗，而另一部皮帶機將壓縮成塊的壓縮快運出機械工作區。

1 皮帶機的針對性改良

最初我們使用800mmV型皮帶負責進料工作，但是，實踐證明，V型皮帶并不能完全適應秸稈物料的給進。因為僅經過了預粉碎的物料，很多尺度都達到了200mm以上，且多為細桿狀結構。所以，在V型皮帶中，常常出現長桿狀橫搭導致過于蓬松，物料給進密度和速率難以控制的情況。而且，V型皮帶在卸載時，因為大部分物料集中在皮帶機中軸部分，所以容易出現在料斗中卡死的情況，如果連續粉碎機出現了料斗卡料的情況，就必須停機處理，嚴禁使用工具或者用手在機器運行的情況下處理料斗卡料。而連續粉碎機一但停機，就需要將中間物料拆出，導致廢品率上升，也影響正常運行時間。

所以，我們對于進料皮帶機的改良，首先是使用高密度直滾筒代替V型滾筒，使用秸稈預整理處理器，使得物料均勻的分布在整個皮帶上。這種狀態可以讓絕大部分物料均勻的攤鋪在皮帶機皮帶上，且進入料斗后，不會出現成團進入的情況，可以有效防止出現料斗卡滯的情況。

2皮帶的針對性改良

因為秸稈連續粉碎機的給料皮帶屬于輕載皮帶，但是，因為秸稈物料的特殊性，以往使用傳統尼龍皮帶時，經常出現卸載不干凈，滾筒將秸稈物料帶進張緊機構導致張緊機構軸承損壞的情況。同時，秸稈物料含有很多尖銳棱角，這些尖銳棱角很容易劃傷皮帶，所以，縱向劈裂的皮帶報廢狀態在秸稈連續粉碎機中經常使用。這種皮帶損傷在出現卸載不干凈故障時，因為秸稈直接進入張緊滾筒中與皮帶機擠壓，這就更加增加了皮帶的損傷。同時，秸稈物料往往帶有很多液體析出物或者一部分在秸稈生長過程中的化學藥品等殘留物，都可能對皮帶帶來腐蝕。

所以，我們使用PVC貼膜的情況來保證皮帶的卸載率。使得秸稈與皮帶的接觸阻力和粘滯力達到最小。同時，在卸載滾筒之下，我們安裝了皮帶清理裝置，使用合適的PVC刮板，將皮帶機上的污垢和未卸載干凈的物料清理干凈。

3目前連續皮帶機在連續秸稈粉碎機中應用的問題

雖然目前的技術改良使得連續秸稈粉碎機的整體運行效率得到了較明顯的提升，但是，目前的皮帶機在連續秸稈粉碎機中的應用仍然有一些問題：

3.1 皮帶壽命難以保證

雖然我們采用了PVC保護膜等措施對皮帶的有效卸載率提供保障，但是，仍然會有一部分回頭物料進入張緊機構對皮帶造成損傷。同時，在物料裝載和攤鋪等過程中，以及滾筒清理環節中，都可能對皮帶帶來損傷。

所以，目前我們很難將皮帶的運行壽命提升到1500小時以上，而實施上，皮帶的經濟運行時間越長，我們的單位成本也就越低。如何提升皮帶的運行壽命，是當前研究連續秸稈粉碎機的重要技改方向。

3.2 維修成本高昂

貼膜皮帶的成本是普通尼龍皮帶的數倍，且為了保持貼膜不受影響，我們使用V型粘合法，而不是皮帶扣的縫接法。這種粘合法的施工過程也會增加皮帶機的維修成本。

而因為目前的皮帶壽命較短的現狀下，維修成本的高昂加劇了連續秸稈粉碎機的運行成本。或者說，雖然我們可以通過之前技改保證皮帶機的運行時間，但是，仍然沒有解決秸稈粉碎壓塊的成本問題。這是生物質能源應用中的最大問題。

3.3 跑偏問題有待解決

造成皮帶機皮帶在表面處理完好的情況下仍然容易撕裂損壞的關鍵，是滾筒安裝工藝不良造成的皮帶受力不均的問題。現在我們在皮帶機安裝和調試過程中，仍然采用的是手工安裝和目測定位的方式。這種方式的安裝誤差甚至超過了5mm，特別是卸載滾筒、張緊滾筒、尾端滾筒等關鍵受力滾筒的大誤差安裝，是造成皮帶機跑偏的最直接原因。

4 整改方向

第一代防跑偏系統，是基于彈簧軸支架的防跑偏系統。將關鍵滾筒的軸支架使用多維彈簧防跑偏軸支架代替。這種柔性支持的狀態下，可以直接對于5mm以內的安裝誤差給予平衡。

第二代防跑偏系統，是在彈簧軸支架防跑偏系統的基礎上，使用張力可調的彈簧代替固定式的彈簧。這就從被動平衡安裝誤差變為主動調整安裝誤差。

但是，這兩代防跑偏系統，都存在一個共同的問題，就是僅僅是使用彈簧系統在相對穩定的狀態下對跑偏力進行固定狀態的調整。這種狀態相比較皮帶受到的復雜力學環境形成一對矛盾。我們如何根據整個皮帶機的運行狀態對所有關鍵滾筒的位置進行調整。

首先，采用基于壓敏電阻的傳感器采集各個彈簧的受力狀態，同時，使用步進馬達調整對應彈簧的張緊力，使得滾筒的多個彈簧處于平衡受力狀態。實時證明，只要所有滾筒的受力均趨于動態平衡的狀態下，皮帶的跑偏就可以得到有效的緩解。系統因為計算較為簡單，所以，采用PLC進行合并控制即可。

5 結束語

通過合理的對皮帶機的軸支架進行改進，可以使得皮帶機運行在動態平衡的狀態下，這種過程可以有效的防止皮帶機跑偏，進而防止皮帶的損壞，降低皮帶機的運行成本和秸稈壓塊的生產成本。

參考文獻

[1] 劉華能.尼龍皮帶機防跑偏技術應用[D].中國科技大學碩士論文，2012.

[2] 胡麗穎.生物質能源開發技術關鍵設備研究[D].東南大學碩士論文，2013.