堆取料機尾車皮帶空載自動防風裝置的設計

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引言

堆(堆取)料機的尾車位置的皮帶是由軌道梁上的地面皮帶通過尾車來進行抬高的，下層穿過式皮帶在尾車處會產生一個很大的凹陷，皮帶的承載面有很大的迎風面積，風力較大時會給其一個橫向的推動力，如果皮帶上沒有物料，在凹段處皮帶遇到大風天氣時將會將其吹偏，甚至會造成皮帶的翻轉，因此，堆(堆取)料機的防風和錨固作業(yè)的一項重要內容就是對尾車皮帶的固定工作。我們致力于尋找一種高效經濟省力省時方便快捷的錨固方式。

1 目前狀況

目前的尾車皮帶防風固定通常是以麻繩捆綁的方式，防止大風刮翻。這種方式存在操作麻煩、防風繩不好管理、不適合瞬間大風的防風錨固等問題。

(1)對尾車皮帶的捆綁需要兩人同時進行，一人將一端固定的防風繩從尾車皮帶上方拋至機架對面，另一側的人員接住防風繩，將其拉緊并在機架上進行固定。費時、費力，單人無法完成，作業(yè)效率很低。

(2)防風繩是以組的形式布置的，單根的防風繩強度不足以固定尾車皮帶，一般每組防風繩至少需要四根，完全固定好或是完全解除均需花費較長的時間。

(3)防風繩需事先在地面機架上固定好，位置固定，無法隨堆(堆取)料機移動，不能實現任意位置的防風錨固要求。

(4)瞬間大風突起時，司機一方面要聯(lián)系管理人員停止生產，另一方面要錨固大機，捆綁防風繩，時間短、任務重，很容易造成人員和設備傷害。

(5)作業(yè)前，需對尾車防風繩是否處于解除狀態(tài)進行檢查，確認所有防風繩全部松開后才能啟動皮帶機運行，否則會造成皮帶損傷事故，存在一定的作業(yè)風險。傳統(tǒng)尾車皮帶的防風方式如圖一所示。

圖一 傳統(tǒng)尾車皮帶的防風方式

2 設計目的

設計安裝一種堆(堆取)料機尾車皮帶的自動防風裝置，能夠在需要的時候自動將尾車皮帶固定好，具體要求是:

2.1 使用機械裝置代替防風繩，并保證其有足夠的強度固定堆(堆取)料機的尾車皮帶。

2.2 無需人工操作，所有固定和解除固定作業(yè)完全自動進行。

2.3 可實現在堆(堆取)料機運行的任意位置進行防風固定作業(yè)。

2.4 使用傳感器檢測防風裝置的實際狀態(tài)，固定和解除固定狀態(tài)與堆(堆取)料機的運行和錨固狀態(tài)聯(lián)動，實現連鎖功能。

3 具體設計實施方案

3.1 在堆(堆取)料機的尾車和地面皮帶機的過渡段，即尾車皮帶的爬坡初始段設立一個門架型的框架，框架的高度高于尾車皮帶。框架的兩側設置支撐輪，并將框架與堆(堆取)料機的行走結構連接，以實現該框架與堆(堆取)料機行走裝置的同步運行。

3.2 在該框架的門架橫梁中心位置設置一個垂直動作的液壓缸，該液壓缸由單獨的液壓站提供動力，液壓站設置在堆(堆取)料機上。

3.3 在該液壓缸的下方，設置一個尾車皮帶壓緊框架，該框架與液壓缸的活塞連接。當液壓缸的活塞伸出時，向下推動該框架壓緊尾車皮帶，實現以往防風繩的捆綁作用，起到防風的效果。當液壓缸的活塞收回時，向上拉動壓緊框架離開尾車皮帶，解除防風狀態(tài)，堆(堆取)料機的尾車皮帶可以轉動。

3.4 液壓缸的動作由堆(堆取)料機的PLC控制器通過程序自動控制。

3.4.1 當切斷堆(堆取)料機的主令控制時，液壓缸的伸出電磁閥得電，控制液壓缸伸出，達到設定壓力后停止伸出并保持自鎖狀態(tài)，此時壓緊框架壓緊尾車皮帶并保持一定壓力，堆(堆取)料機處于防風狀態(tài)。

3.4.2 當需要啟動堆(堆取)料機的皮帶機時，按下啟動按鈕，液壓缸的收回電磁閥得電，控制液壓缸收回，達到抬升限位時停止回收并保持自鎖狀態(tài)，此時壓緊框架離開尾車皮帶并保持一定距離，液壓缸的抬升限位是堆(堆取)料機的作業(yè)前提條件，與作業(yè)程序連鎖，堆(堆取)料機處于作業(yè)狀態(tài)。

3.5 壓緊框架與尾車皮帶接觸的部位是兩個與尾車皮帶寬度平行的小直徑滾筒，其目的是當壓緊框架處于壓緊狀態(tài)即防風狀態(tài)時，堆(堆取)料機可以進行短距離的行走，使錨固器對準軌道梁上的錨固坑。此時，小直徑的滾筒可以隨著堆(堆取)料機的行走進行轉動，以保護尾車皮帶不被損傷。具體的實施方案如圖二所示。

圖二 使用油缸自動壓緊的防風裝置

4 使用效果

4.1 無需人工操作，所有固定和解除固定作業(yè)完全自動進行。有利于降低大風惡劣天氣對安全生產的影響。瞬間大風突起時實現對皮帶機的自動錨固，極大地提高了效率，有效降低人員在緊急狀態(tài)下手忙腳亂，容易發(fā)生安全事故的風險。

4.2 堆取料機尾車皮帶自動防風裝置可以隨堆取料機移動，可實現在堆(堆取)料機運行的任意位置進行防風固定作業(yè)。

4.3 防風狀態(tài)的解除與作業(yè)程序連鎖，解除了設備作業(yè)的安全風險。

4.4 提高了現場文明管理水平。用麻繩捆綁皮帶，防風繩存在盤放不標準問題，影響現場文明管理水平；實現自動錨固后，防風繩從現場撤走，不存在防風繩文明管理問題。