CN108545401B - 一种管带机转弯半径可调装置及其快速定位安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管带机转弯半径可调装置及其快速定位安装方法，装置包括桁架单元、转弯段输送带长度调节装置及辅助安装台；桁架单元依次铰接成中部机架；桁架单元上设有若干剖分托辊安装板，剖分托辊安装板包括两安装板，两个安装板的底部铰接，两个安装板相对的侧面上的凹槽能够拼装成两个圆形通孔；两个圆形通孔的外侧分别设有多组托辊安装孔；安装板上安装有两个托辊；转弯段输送带长度调节装置能够调节转弯处输送带的长度及张紧力，辅助安装台能够辅助桁架单元的定位安装。本发明实现了带速、管径、输送倾角、输送带张紧力、物料填充率和物料属性等参数的调节，得到管带机转弯半径与这些参数的函数关系，为优化转弯半径与布局提供参考。

Description

一种管带机转弯半径可调装置及其快速定位安装方法

技术领域

本发明属于管带机测试技术领域，特别是涉及一种管带机转弯半径可调装置及其快速定位安装方法。

背景技术

管带机是一种新型环保高效散料输送装备，具有大负荷、长距离、大运量、连续运转等特点，广泛应用于矿业、冶金、化工、电力、港口等行业，输送过程中无物料输送损失，环保性能高，在复杂环境下输送路线可柔性布置，能够大倾角提升和双向物料输送，占地面积小，基建投资少。管带机常常布置在复杂的地形区域，在实际线路布置遇到障碍物时，不可避免要求管线柔性布局，即一些爬坡、平面或空间转弯工况。在进行管线转弯半径设计时，理论上要求对带速、管径、输送带张紧力、物料填充率及物料属性等因素进行综合考虑，若转弯半径过大，将造成输送管线距离增大，托辊数量增加，从而造成驱动功率增大，造成资源浪费，同时也大大增加了制造成本；若转弯半径过小，转弯处圆管输送带的横向刚度增大，造成托辊与输送带之间的作用载荷增大，降低了输送带及托辊的使用寿命。目前，国内在转弯半径设计时，由于对圆管带式输送机管线转弯半径与带速、管径、填充率、输送倾角、物料属性参数之间的函数关系缺乏了解，故仍主要依照经验公式，采用较大的安全系数，转弯处同一横截面上不同圆周位置处托辊采用与直线相同的布置方式，造成输送管线距离增大，托辊组数量增加，驱动功率增大等一系列资源浪费，有时即使安全系数取得比较大，但因实际工况复杂导致实际运行过程中应转弯半径过小而发生胀管故障，严重时甚至引发输送线停车等严重事故，大大增加了设备维修管理工作强度，还给企业带来严重的经济损失。

目前国内外对管带机的转弯半径的设计及柔性布局做了一部分研究，但在转弯半径与带速、管径、输送带张紧力、物料填充率、物料属性、输送倾角等因素的关系以及优化问题方面的研究还未见报道。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种能够实现转弯半径、带速、管径、输送带张紧力、物料填充率、物料属性和输送倾角等参数的可调，便于得到管带机转弯半径与这些参数的函数关系，能为优化转弯半径与柔性布局提供参考的管带机转弯半径可调装置及其快速定位安装方法。

本发明采用的技术方案是：一种管带机转弯半径可调装置，包括若干桁架单元、转弯段输送带长度调节装置及辅助安装台；若干桁架单元依次铰接组成中部机架，中部机架两端分别与头部机架和尾部机架铰接；所述的桁架单元上设有若干剖分托辊安装板，所述的剖分托辊安装板包括两方形的安装板，两安装板相对的侧面上分别设有两个半圆形凹槽；两个安装板的底部铰接，两个安装板相对的侧面上的凹槽能够拼装成两个圆形通孔；两个圆形通孔的外侧分别设有多组托辊安装孔，每组托辊安装孔设置在同一圆周上；安装板上安装有两个托辊，两个安装板上的托辊对称设置且安装在同一组托辊安装孔上；转弯段输送带长度调节装置能够根据转弯半径调节转弯处输送带的长度以及输送带的张紧力，辅助安装台能够辅助桁架单元的定位安装。

上述的管带机转弯半径可调装置中，所述的头部机架前端、尾部机架后端及中部机架两端分别通过可旋转支座安装在可移动支腿上，可移动支腿底部安装有万向轮。

上述的管带机转弯半径可调装置中，所述转弯段输送带长度调节装置包括滚筒和升降台，所述的滚筒安装在升降台上，升降台安装在头部机架处，管带机的输送带回程段绕在滚筒上，位于滚筒的下方。

上述的管带机转弯半径可调装置中，所述的辅助安装台包括升降台及调节板；所述的调节板的一端与升降台的顶板的一端铰接，调节板的另一端设有滑槽，升降台上另一端铰接有支杆，支杆的上端设有销轴，销轴置于调节板的滑槽内；升降台的底部设有滚轮。

一种上述的管带机转弯半径可调装置的快速定位安装方法，包括如下步骤：1）根据需转弯的半径、测量的中部机架的弦长与中部机架弦到转弯半径形成圆的距离及桁架单元的长度，通过弦长定理计算桁架单元具体个数；2）通过辅助安装台实现桁架单元的精准定位，将若干个桁架单元铰接组成中部机架；3）通过转弯段输送带长度调节装置调节转弯处输送带的长度及输送带的张紧力。

上述的管带机转弯半径可调装置的快速定位安装方法中，步骤1）具体操作如下：根据需转弯的半径R，通过测量可得到桁架单元长度L₁、中部机架的弦长C与中部机架弦长到转弯半径形成圆的距离h，基于弦长定理计算得：

管带机转弯半径为：；

中部机架的弧长: ；

转弯半径为R时所需桁架单元个数：，其中N取整数。

上述的管带机转弯半径可调装置的快速定位安装方法中，步骤2）的具体操作如下：将辅助安装台移动至桁架单元的安装位置，并将桁架单元设置在调节板上；通过手摇手柄带动丝杆转动，从而使调节板的相对位置升高或降低，使桁架单元的一端与中部机架一端等高，再通过支杆控制调节板的倾斜角度，使得桁架单元的另一端与中部机架另外一端平齐。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过控制驱动电机的转速来调整带速，通过剖分托辊安装板调整输送带的管径，通过转弯段输送带长度调节装置调整输送带张紧力，通过漏斗控制物料的进量与填充率及预先选定物料属性来控制各参数，测试不同转弯半径下托辊接触力的变化情况，以此判断转弯半径的最优解，得到转弯半径与带速、管径、张紧力、物料填充率及物料属性的关系，为优化管带机转弯半径与柔性布局提供理论参考依据。

附图说明

图1为本发明的管带机转弯半径可调装置的结构示意图。

图2为本发明的中部机架转弯半径计算原理图。

图3为本发明的基于中部机架正视图。

图4为本发明的桁架单元的连接结构图。

图5为本发明的剖分托辊安装板的截面图。

图6为本发明的管带机转弯半径可调装置的调节示意图。

图7为本发明的辅助安装台的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明的管带机转弯半径可调装置，包括驱动电机1、驱动滚筒2、转弯段输送带长度调节装置3、头部机架4、可移动支腿5、输送带6、转弯半径可调的中部机架7、尾部机架8及改向滚筒9，中部机架7的两端分别与头部机架4、尾部机架8铰接。头部机架4的前端、尾部机架8的后端及中部机架7的两端分别通过可旋转支座安装在可移动支腿5上，可移动支腿5底部设有万向轮。驱动电机1与驱动滚筒2连接，能够控制驱动滚筒2运动。头部机架4处设有两个转弯段输送带长度调节装置3，转弯段输送带长度调节装置3包括滚筒及升降台，输送带6包绕在驱动滚筒2、改向滚筒9及转弯段输送带长度调节装置3的滚筒上，头部机架4处设有两个转弯段输送带长度调节装置3，输送带的回程段位于转弯段输送带长度调节装置3滚筒的下方，通过升降台的上升或下降使得输送带适应不同半径弯度的中部机架7，无需更换输送带6。

如图3-4所示，中部机架7由若干桁架单元10依次通过铰链11铰接而成，中部机架7两端分别用可旋转支座15支撑在可移动支腿5上，通过测试中部机架7的弦长、及弦到弧的距离计算得到中部机架转弯半径和弧长，实现管带机转弯半径的精确调节。桁架单元10上设有若干剖分托辊安装板14，托辊安装板14通过螺栓12与角钢16固定在桁架单元10上。

如图5所示，所述的剖分托辊安装板14包括两个方形的安装板，两个安装板相对的侧面上分别设有两个半圆形凹槽，两个安装板相对的侧面底部通过铰链18铰接，两个安装板相对的侧面上的凹槽能够拼装成两个圆形通孔。两个圆形通孔的外侧分别设有三组托辊安装孔，每组托辊安装孔设置在同一圆周上，三组托辊安装孔17所在的三个圆周同心。安装板上安装有两个托辊13，两个安装板上的托辊13对称设置且安装在同一组托辊安装孔17上。可以通过将托辊13设置在不同的托辊安装孔17上调节输送带的管径大小。

如图6所示，由于中部机架7在转弯过程中，中部机架7位置绕旋转中心20发生相对旋转，故头部机架4与尾部机架8一端用可旋转支座21支撑，其可旋转支座21置于可移动支腿5上，让其随中部机架7一起绕旋转中心19旋转，一端用可移动支腿5支撑，随旋转中心20相对移动，其中虚线表示中部机架弦长到转弯半径形成圆的距离为h时，管带机的相对位置。

如图7所示，所述的辅助安装台，由升降台与角度可调的调节板25组成，所述的调节板25的一端与升降台的顶板的一端铰接，调节板25的另一端设有滑槽；升降台顶板的另一端铰接有支杆22，支杆22的上端设有销轴，销轴置于调节板25的滑槽内；升降台的底部设有滚轮24。

将分桁架单元10置于调节板25上，安装桁架单元10时，通过手摇手柄27带动丝杆26转动，丝杆26带动支撑杆23下端向左移动，上端向右移动；支撑杆23使支杆22往右滑动，从而使调节板25的相对位置升高或降低，使桁架单元10的一端与中部机架7一端等高，在手摇手柄27上设置有刻度值，使调节板25的位移值达到精准调节。然后再通过支杆22控制调节板25的倾斜角度，使得使桁架单元10的另一端与中部机架7另外一端平齐。升降台底部的滚轮24，可使其滑动满足不同位置桁架单元10的安装，从而达到桁架单元10的快速定位安装。

本发明的管带机转弯半径可调装置的快速定位安装方法，包括如下步骤：1）根据需转弯的半径、测量的中部机架7的弦长与中部机架7的弦到转弯半径形成圆的距离及桁架单元10的长度，通过弦长定理计算桁架单元10的具体个数；2）通过辅助安装台实现桁架单元的精准定位，将若干个桁架单元铰接组成中部机架；3）通过转弯段输送带长度调节装置调节转弯处输送带的长度及输送带的张紧力。

步骤1）的具体操作如下：通过测量可得到中部机架的弦长C与中部机架弦到转弯半径形成圆的距离h，桁架单元的长度L₁，基于弦长定理计算得到：

管带机转弯半径为： ；

中部机架的弧长: ；

转弯半径为R时所需桁架单元个数：，其中N取整数，根据计算得到的桁架单元个数N实现转弯半径的精确调节。

步骤2）的具体操作如下：将辅助安装台移动至桁架单元10的安装位置，并将桁架单元10设置在调节板25上；通过手摇手柄27带动丝杆26转动，从而使调节板25的相对位置升高或降低，使桁架单元10的一端与中部机架7一端等高，再通过支杆22控制调节板25的倾斜角度，使得桁架单元10的另一端与中部机架7另外一端平齐。

本发明通过控制驱动电机1的转速来调整输送带6的带速，通过剖分托辊安装板14调整输送带6的管径，通过转弯段输送带长度调节装置3调整输送带6的张紧力，通过漏斗控制物料的进量与填充率及预先选定物料属性来控制各参数，测试不同转弯半径下托辊接触力的变化情况，以此判断转弯半径的最优解，得到转弯半径与带速、管径、张紧力、物料填充率及物料属性的关系，为优化管带机转弯半径与柔性布局提供理论参考依据。

Claims (7)

1.一种管带机转弯半径可调装置，其特征是：包括若干桁架单元、转弯段输送带长度调节装置及辅助安装台；若干桁架单元依次铰接组成中部机架，中部机架两端分别与头部机架和尾部机架铰接；所述的桁架单元上设有若干剖分托辊安装板，剖分托辊安装板通过螺栓与角钢固定在桁架单元上；所述的剖分托辊安装板包括两方形的安装板，两安装板相对的侧面上分别设有两个半圆形凹槽；两个安装板的底部铰接，两个安装板相对的侧面上的凹槽能够拼装成两个圆形通孔；两个圆形通孔的外侧分别设有多组托辊安装孔，每组托辊安装孔设置在同一圆周上；安装板上安装有两个托辊，两个安装板上的托辊对称设置且安装在同一组托辊安装孔上；转弯段输送带长度调节装置能够根据转弯半径调节转弯处输送带的长度及输送带的张紧力，辅助安装台能够辅助桁架单元的定位安装。

2.根据权利要求1所述的管带机转弯半径可调装置，其特征是：所述的头部机架前端、尾部机架后端及中部机架两端分别通过可旋转支座安装在可移动支腿上，可移动支腿底部安装有万向轮。

3.根据权利要求1或2所述的管带机转弯半径可调装置，其特征是：所述转弯段输送带长度调节装置包括滚筒和升降台，所述的滚筒安装在升降台上，升降台安装在头部机架处，管带机的输送带回程段绕在滚筒上，位于滚筒的下方。

4.根据权利要求3所述的管带机转弯半径可调装置，其特征是：所述的辅助安装台包括升降台及调节板；所述的调节板的一端与升降台的顶板的一端铰接，调节板的另一端设有滑槽，升降台上另一端铰接有支杆，支杆的上端设有销轴，销轴置于调节板的滑槽内；升降台的底部设有滚轮。

5.一种权利要求1-4中任一权利要求所述的管带机转弯半径可调装置的快速定位安装方法，包括如下步骤：1）根据需转弯的半径、测量的中部机架的弦长与中部机架弦到转弯半径形成圆的距离及桁架单元的长度，通过弦长定理计算桁架单元具体个数；2）通过辅助安装台实现桁架单元的精准定位，将若干个桁架单元铰接组成中部机架；3）通过转弯段输送带长度调节装置调节转弯处输送带的长度以及输送带的张紧力。

6.根据权利要求5所述的管带机转弯半径可调装置的快速定位安装方法，步骤1）具体操作如下：根据需转弯的半径R，通过测量可得到桁架单元长度L₁、中部机架的弦长C与中部机架弦长到转弯半径形成圆的距离h，基于弦长定理计算得：

管带机转弯半径为：；

中部机架的弧长:；

转弯半径为R时所需桁架单元个数：，其中N取整数。

7.根据权利要求5或6所述的管带机转弯半径可调装置的快速定位安装方法，步骤2）的具体操作如下：将辅助安装台移动至桁架单元的安装位置，并将桁架单元设置在调节板上；通过手摇手柄带动丝杆转动，从而使调节板的相对位置升高或降低，使桁架单元的一端与中部机架一端等高，再通过支杆控制调节板的倾斜角度，使得桁架单元的另一端与中部机架另外一端平齐。