带式输送机新胶带的安装和胶带磨损后的更换，要求快速高效和安全可靠。胶带的安装与更换，过去往往是用人力或人力绞车拖放，这种传统操作方法不仅存在不安全因素，而且效率极低、操作强度大，需要多人协同作业，因此，迫切需要一种高效的、自动化程度高的换带装置。
换带装置集机电于一体，采用行星减速机构、夹带夹具和电磁制动控制，半自动化作业，实现了胶带安装与更换过程的安全、高效。
1、换带装置的特点
1)本装置采用机电一体化的设计理念，其驱动部分为整体式，采用行星齿轮加摆线的减速机构，保证卷筒安全低速运转；电机及电磁制动器采用特殊绝缘材料制成，且具有过载保护功能，确保胶带的安装和更换过程安全可靠。
2)换带装置的控制采用就地控制和遥控2种方式，在0 ~200 m范围内，可有效遥控启动、正／反向、停止，操作过程方便快捷。
3)换带装置可装在带式输送机的机架上、远程胶带下方的基础上及滚筒支架处，也可根据使用情况采取其他安装形式。
4)胶带夹具采取特殊结构设计，确保与胶带的连接快捷、牢固和可靠。
5)对于管状带式输送机胶带的安装和更换，装置更具优越性，可使更换时间缩短10倍以上。
2、参数确定和设计要求
2.1参数确定
1)牵引力的确定
因ST胶带在所有胶带中密度最大，故以ST胶带为例。从表1中可以看出，100 m胶带质量最大为18 200 kg，卷成圆直径约1.8-2.0 m。因此，在确定换带装置的牵引力时，以克服质量18 200 kg所产生的摩擦阻力为准。对于胶带质量小于9 000 kg以下，为避免大马拖小车的能源浪费现象，进行输入功率分级，换带装置形成系列产品。
2)换带装置钢丝绳长度的确定
钢丝绳长度取决于胶带的长度，胶带长度受交通运输的制约，一般情况下，带宽为1.4 m以上时，胶带适宜长度为100 m左右；带宽为1.4 m以下时，胶带长度以150 - 200 m为宜，因此，设计钢丝绳的长度最长为200 m。
2.2设计要求
1)能够双向运行更换胶带时，需先将旧带卸下，然后换上新带，整个动作过程需要正反2方向运行，因此要求装置能够双向运行。
2)牵引绳索与胶带的连接换带装置上钢丝绳与胶带的连接必须安全可靠。
3)运行过程中的安全保护 倾斜带式输送机更换胶带时，在异常停电或停车情况下，为防止胶带在自重作用下产生下滑，换带装置内应设失电制动器。
4)牵引绳索自动排列 为防止换带装置在工作过程中钢丝绳缠绕不规则，应设计排线导向器，保证钢丝绳排列有序、整齐。
5)电器安全保护 电器控制箱应有用电安全保护、驱动电机的过载和短路保护。
6)操作便捷为方便工人操作，在工作有效区间内任何位置都可以操作设备。
3、技术参数及工作原理
电机功率：4 kW、7.5 kW，牵引力：39 kN、73 kN，钢丝绳有效长度：100 m、200 m，卷简直径：350 mm，胶带牵引速度：0.1m/s，机械效率：>0. 92，制动力矩：50 Nm、100 Nm，噪声：<70 dB。
电能通过电动机转换成机械能，机械能由二级行星减速传至圆柱筒体上，钢丝绳与圆柱简体固为一体，圆柱筒体旋转，钢丝绳沿着设计好的导线槽有序地缠绕在圆柱简体上。电动机正向旋转牵引胶带，反向旋转释放钢丝绳，以便绳索与胶带联接。高速轴上安装了失电电磁制动器，当换带装置通电工作时，电磁制动器打开，装置可以动作；反之电磁制动器闭合，换带装置停止动作，可靠地制动，保证了更换胶带工作全程的安全。使用时将钢丝绳一端与固定在胶带上的夹板连接，另一端与固定在滚筒上的钢丝压板连接。
4、结构设计
1)整机结构紧凑，电动机、电磁制动器和减速器均置于密闭的圆柱筒体内，筒体直径为+350 mm，长度为750 mm。
2)电动机和电磁制动器完全密封，不得有冷却润滑液渗透，减速器润滑充分。
3)减速器采用二级行星传动减速，总传动比大。
4)圆柱筒体两端应有挡板，挡住缠绕的钢丝绳，防止乱绳。在圆柱筒体上设计有螺旋导绳槽，使钢丝绳的缠绕规则有序。
5)钢丝绳与筒体采用特殊结构可靠连接，确保钢丝绳牢固地固定在滚筒体上。
6)扭矩直接通过齿圈传递至筒体上，结构简洁，效果好。
7)采取高速轴制动，制动力矩小，结构紧凑。
5、电气设计
1)电动机控制线路设计成可正、反2个方向运行。
2)电磁制动器与电动机连锁控制，电磁制动器打开时，电动机才能开始工作；电动机停止运行时，电磁制动器应立即制动。
3)控制部分应有面板操作和遥控操作2种控制方式。
4)电气线路中应设计过载保护。
5)控制器的防护等级为IP54。
换带装置电气原理见图2。
6、换带装置的应用
6.1 倾斜带式输送机逐段更换胶带流程
此种方法适用于倾斜、较长的带式输送机，不可能一次性更换整条胶带的更换作业，见图3。
1)将需要更换的胶带段运转至上方无障碍物区段间，分上下固定需更换的胶带段；
2)将被固定的旧胶带上端剖开，使用换带装置提供的附件夹具固定旧胶带的上端剖口；
3)启动遥控器或电气控制箱面板上的上行或下行按钮，利用胶带自身的重力，将更换的胶带缓缓送下；
4)卸下旧胶带后，利用已到带式输送机尾部的夹板夹住新胶带，启动遥控器或电气控制箱面板上的上行或下行按钮，将新胶带拖至需要接驳胶带工作区段内；
5)用夹板夹住新胶带的两端，进行接驳，完成换带过程。
6.2水平带式输送机逐段更换胶带流程
此种方法适用于水平且较长的带式输送机的胶带更换作业，见图4。
1)将需要更换的胶带运行至上方无障碍物的区段内，分头尾固定需要更换的胶带段；
2)在头部或尾部设置固定支架及滑轮，将换带装置的钢丝绳穿过滑轮迂回至工作区段；
3)将被固定的旧胶带剖开，使用换带装置提供的附件夹具固定旧胶带的中段；
4)启动遥控器或电气控制箱面板上的上行或下行按钮，将被更换的胶带缓缓送下：
5)卸下旧胶带后，将钢丝绳从滑轮中敢出，利用专用夹具夹住新胶带，启动遥控器或电气控制箱面板上的上行或下行按钮，将新胶带拖至需要接驳胶带的工作区段内；
6)用夹板夹住新胶带的两端进行接驳，完成更换胶带的过程。
6.3整条胶带换带过程
此种方法适用于较短的带式输送机、一次性即可更换整条胶带的换带作业，见图5。
1)用固定夹板夹住带式输送机头部，将换带装置上的钢丝绳及夹具拉至带式输送机头部，使换带装置提供的附件夹具固定旧胶带的上端剖开；
2)将旧胶带由带式输送机尾部断开，其中下行接口与新胶带做简易联接；
3)启动遥控器或电气控制箱面板上的上行或下行按钮，将被更换的胶带及其下部牵引的新胶带一同拖动；
4)继续重复步骤；
5)启动遥控器或电气控制箱面板上的上行或下行按钮，将被更换的胶带及其下部牵引的新胶带一同拖动，直至将所有旧胶带换下、新胶带换上，完成换带的过程。
7、结束语
换带装置投入市场后，深受用户的好评，解决了更换胶带时效率低、劳动强度大、安全性差等问题。换带装置投放市场已达2000多台，产值近3 000万元。具有一定的经济效益和社会效益。
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