淺析皮帶輸送機毛刷結構優化設計改進思路探討研究

張建軍

（山東山礦機械有限公司，山東 濟寧 272041）

在工業生產踐行自動化發展趨勢的過程中，煤炭、石化等相關行業領域對皮帶輸送機的應用更加普遍與廣泛。皮帶輸送機作為重要的物料傳輸裝置，在進行物料傳輸的過程中，傳輸帶表面難以避免會產生一定的灰塵或遺落料渣，若不及時清掃導致灰塵雜質大量累積，勢必會對皮帶傳輸機的正常應用產生極為不良的影響。現階段國產皮帶輸送機清掃結構以毛刷輥為主，毛刷直接以黏結的方式與尼龍筒固定，通過毛刷輥與皮帶面直接接觸的方式完成清掃。但隨著相關應用經驗的累積，發現這種模式長期應用下毛刷表面會形成污垢，清洗難度大，且可能因皮帶結垢等一系列因素影響，導致傳輸物料品質下降。因此，如何對皮帶輸送機毛刷結構設計方案進行合理優化，成為業內人士高度重視的一項課題。

1 皮帶輸送機毛刷結構工作原理

在物料傳輸過程中，對皮帶輸送機的合理應用是非常重要的一項內容。相關行業生產作業實踐中，應用皮帶輸送機對各類介質進行傳輸體現出了連續性、規模性的優勢，同時可滿足大傾角傳輸需求，基于可靠且高效的結構方案，皮帶輸送機表現出了物料傳輸安全、操作簡便以及成本低廉等一系列優勢，對人力物力耗用有良好的控制效果。當前技術條件支持下，礦山、石化等相關行業領域中應用較為廣泛的皮帶輸送機以隔板型輸送機為主。通過沿輸送帶表面水平方向設置專用擋板的方式進行傳輸作業。但這種方案下皮帶輸送機實際應用效果并不理想，輸送帶傳輸物品常存在擺放不均勻、間隙較大以及美觀性較差的問題，在傳輸期間需要對物料進行二次梳理，不但導致人力以及時間大量浪費，同時工作效率偏低，對皮帶輸送機的高效應用是非常不利的。因此，為提高皮帶輸送機的物料傳輸效率，必須嘗試對毛刷結構進行優化設計與改良，確保輸送機能夠在正常運行狀態下借助傳動鏈條與主鏈輪以及從動鏈輪的有效配合，確保往復絲桿槽輥與刷錕保持同向轉動關系，利用刷輥刷毛對皮帶輸送機傳輸皮帶上存在的灰塵進行有效清掃，刷毛上存在雜物或結垢可以通過應用梳毛機構配備刷毛的方式進行進一步清掃，以達到促進刷毛利用效率提升的目的。

2 毛刷結構優化設計改進思路

（1）毛刷結構優化設計。皮帶輸送機結構組成中，毛刷結構位于刷輥外表面環繞式安裝固定板上。固定板一側與刷板進行卡接固定，且刷板一端面配備有刷毛，對應固定板位置設置有卡塊，而固定板另一端與卡塊對應位置設置有專門的卡槽。卡槽內側壁以及刷板表面兩端均配備有專門的定位孔。在這一結構構成方案中，所涉及的卡塊以及卡槽均選用T 字形結構，并且兩者與固定板保持良好的適配關系。刷板表面所設置定位孔在安裝時與卡槽內壁定位孔保持水平關系。同時，考慮結構優化設計需求，通過卡槽與卡塊進行卡合固定的方式實現刷板與固定板的連接。同時，在定位孔的輔助下，刷板與螺栓有效固定連接，在卡合完成后，通過螺栓與定位孔的積極配合，妥善固定刷板以及固定板卡合兩端。通過這種方式，一方面能夠確保固定板與刷板的卡合質量，另一方面還能夠有效避免皮帶輸送機在正常運行過程中刷板由固定板滑出的問題。除此以外，該結構設計方案下對毛刷結構整體拆卸的難度大大降低，拆裝流程簡便，對于后續毛刷結構對刷毛的更換與拆卸有良好的適應性。

（2）梳毛結構優化設計。在皮帶輸送機基礎結構體系中，梳毛機構包括往復絲桿槽輥表面實現滑動連接的連接基座、基座外側對應槽輥刷輥部位往復滑座、連接座外側連接板等構成要素。在對皮帶輸送機毛刷結構進行優化設計的過程中，連接板一側開設插槽，且插槽為自上至下不貫穿插槽，毛梳釘一側與插板進行連接。在此過程中，為確保毛刷結構的正常運行，所配備插板以及插槽均選取T 字形結果，且兩者有良好適配關系。在此基礎上，連接座通過插板以及插槽卡合固定的方式實現與毛梳釘的有效固定，同時連接座還可以通過往復式滑座的方式實現與往復絲桿槽輥的滑動連接。在皮帶輸送機正常運行條件下，往復絲桿槽輥正常進行運轉，連接座內側所對應往復滑座在滑動槽的帶動作用下進行滑動動作，并驅動梳毛釘在槽輥上進行往復式運動。通過此種方式，確保毛梳釘能夠對刷輥上毛刷進行清理，且清理過程中呈橫向往復狀態。并且由于連接基座與毛梳釘之間的連接是通過插板與插槽進行插合固定的方式所實現的，因此能夠方便皮帶輸送機操作人員考慮毛刷不同，對配套梳毛釘進行合理選擇，整個操作過程簡便且高效。經優化后的毛刷結構如圖1 所示。

圖1 經優化后毛刷結構示意圖

（3）驅動結構優化設計。在皮帶輸送機毛刷結構運轉過程中，驅動結構由貫穿刷輥中心的轉輥、往復絲桿槽輥以及轉輥兩端連接帶座軸承等構成。在實際運行中，轉輥一側搭載帶座軸承實現與主鏈輪的有效連接。在兩端所配備帶座軸承下方安裝有對應基座，同時可通過對轉輥進行轉動的方式實現刷輥與帶座軸承的有效連接。在毛刷結構進行清掃操作的過程中，往復絲桿槽輥的一端連接有從動鏈輪，往復絲桿槽輥的兩端分別與兩個機座通過轉軸轉動連接，且往復絲桿槽輥的一端貫穿其中一個機座與從動鏈輪固定連接，往復絲桿槽輥的表面開設有往復滑動槽，在主鏈輪和從動鏈輪之間通過傳動鏈條進行帶動。同時，主鏈輪一端配備有專門的驅動電機裝置，在電機所提供驅動作用力的影響下實現主鏈輪的轉動，并聯動實現往復絲桿槽輥的轉動。通過上述結構設計方案，在實現主鏈輪轉動要求的前提下，帶動往復絲桿槽輥與刷輥保持同向轉動關系，從而為毛刷結構以及梳毛裝置的正常運行提供動力。

（4）接料結構優化設計。在皮帶輸送機毛刷結構中，接料機構位于刷毛與刷輥交際誒部位下方接料斗中，同時也包括接料斗后方側面底端橫管。與橫管相對應基座內部位置配備有專門的風機，同時橫管內側面與接料斗對應位置設置多個抽氣管，通過抽氣管一側與接料斗內部進行連接的方式，滿足接料要求。在對接料結構進行優化設計的過程中，可以嘗試在接料斗內部底端設置專門格柵板，在風機抽氣端與橫管一端進行連接的過程中，應用梳毛釘對刷毛上所存在的結垢與雜質進行有效清理。在此過程中，接料斗能夠對刷毛結構所清理雜質灰塵進行集中收集，方便后續處理。同時，在結構設計方案中于接料斗內測增設抽氣管，通過風機運轉的方式形成一定抽風力度，確保刷毛所清理結垢直接收集至接料斗內，避免清理的結垢過小或過輕，在下落時偏離接料斗而掉落至其他位置。除此以外，沿抽氣管的抽氣口處設置有專門濾網，能夠有效避免接料斗內結垢被吸入橫管內而誘發堵塞問題，對提高操作可靠性也有重要意義。

3 毛刷結構優化設計成效

在利用皮帶輸送機所配備刷輥對輸送帶表面存在灰塵以及雜質進行清掃的過程中，可借助連接座一端所配備梳毛釘對刷毛進行垂直方向的清掃。在此過程中，往復絲桿槽輥連接座進行往復式運動，并為梳毛釘往復式運動提供驅動作用力。受此因素影響，垂直方向梳毛釘與水平方向所設置毛刷在往復運動過程中產生交錯關系，刷毛內存在灰塵雜物或結垢可以通過梳毛釘的往復式運動進行有效清掃，一方面，能夠促進刷毛清潔度的提升；另一方面，能夠最大限度地確保皮帶在刷毛作用下得到有效的清掃。同時，在對刷毛結構進行優化設計的過程中，將連接座以及梳毛釘均設置為可拆卸模式，通過插板配合插槽的方式，方便后期運維人員根據刷毛使用情況對梳毛釘進行拆卸與更換。同時，在T 字形卡槽與卡塊的相互配合過程中，實現刷板與固定板的有效結合，卡合完成后，通過對螺栓以及定位孔的合理應用，實現刷板與固定板卡合兩端的妥善固定。在這一優化設計方案下，能夠避免皮帶輸送機傳輸帶正常工作時刷板自固定板上滑出。從該結構設計方案實踐應用的角度上來看，不但使結構整體具備良好的穩定性，同時還簡化了梳毛機構的拆卸步驟，方便毛刷的更換。因此，整套設計方案的應用在提高刷毛清潔度的同時，促進了對傳輸皮帶的清潔效果。與結構優化設計前設備運行模式相比，梳毛釘與配備刷毛支持快速拆卸，極大地節約了拆卸時間（自傳統方案下70min 左右拆卸時間節約至25min左右），同時不會導致維修費用的增加。

4 結語

本研究上述分析中對皮帶輸送機毛刷結構的優化設計問題進行系統分析，經結構優化設計改良后的毛刷清掃裝置配備具有良好可拆卸性特點的梳毛機構以及毛刷，在清掃過程中，對毛刷結構以及灰塵的清掃效果良好。并且在系統往復絲桿槽輥的引導下梳毛釘可進行水平方向的往復式運動，毛刷的水平向設置與梳毛釘垂直方向設置相配合，形成交錯關系，對清掃效果的提升有積極作用。同時，通過對一系列優化設計措施的應用，能夠驅動梳毛釘沿往復絲桿槽輥進行運動，實現對刷板毛刷的往復式清掃，達到提高皮帶輸送機傳輸帶清理效果的目的。同時，整套方案優化設計改良后，能夠支持刷毛操作的自動化實現，促進清掃效率的提升，并基于所配備梳毛釘以及刷板的良好拆卸功能，為皮帶輸送機運維人員對設備的拆卸維※護提供方便，具有突出的綜合價值，值得在皮帶輸送機運行實踐中進行推廣應用。