帶式輸送機新膠帶的安裝和膠帶磨損后的更換，要求快速高效和安全可靠。膠帶的安裝與更換，過去往往是用人力或人力絞車拖放，這種傳統操作方法不僅存在不安全因素，而且效率極低、操作強度大，需要多人協同作業，因此，迫切需要一種高效的、自動化程度高的換帶裝置。
換帶裝置集機電于一體，采用行星減速機構、夾帶夾具和電磁制動控制，半自動化作業，實現了膠帶安裝與更換過程的安全、高效。
1、換帶裝置的特點
1)本裝置采用機電一體化的設計理念，其驅動部分為整體式，采用行星齒輪加擺線的減速機構，保證卷筒安全低速運轉；電機及電磁制動器采用特殊絕緣材料制成，且具有過載保護功能，確保膠帶的安裝和更換過程安全可靠。
2)換帶裝置的控制采用就地控制和遙控2種方式，在0 ~200 m范圍內，可有效遙控啟動、正／反向、停止，操作過程方便快捷。
3)換帶裝置可裝在帶式輸送機的機架上、遠程膠帶下方的基礎上及滾筒支架處，也可根據使用情況采取其他安裝形式。
4)膠帶夾具采取特殊結構設計，確保與膠帶的連接快捷、牢固和可靠。
5)對于管狀帶式輸送機膠帶的安裝和更換，裝置更具優越性，可使更換時間縮短10倍以上。
2、參數確定和設計要求
2.1參數確定
1)牽引力的確定
因ST膠帶在所有膠帶中密度最大，故以ST膠帶為例。從表1中可以看出，100 m膠帶質量最大為18 200 kg，卷成圓直徑約1.8-2.0 m。因此，在確定換帶裝置的牽引力時，以克服質量18 200 kg所產生的摩擦阻力為準。對于膠帶質量小于9 000 kg以下，為避免大馬拖小車的能源浪費現象，進行輸入功率分級，換帶裝置形成系列產品。
2)換帶裝置鋼絲繩長度的確定
鋼絲繩長度取決于膠帶的長度，膠帶長度受交通運輸的制約，一般情況下，帶寬為1.4 m以上時，膠帶適宜長度為100 m左右；帶寬為1.4 m以下時，膠帶長度以150 - 200 m為宜，因此，設計鋼絲繩的長度最長為200 m。
2.2設計要求
1)能夠雙向運行更換膠帶時，需先將舊帶卸下，然后換上新帶，整個動作過程需要正反2方向運行，因此要求裝置能夠雙向運行。
2)牽引繩索與膠帶的連接換帶裝置上鋼絲繩與膠帶的連接必須安全可靠。
3)運行過程中的安全保護 傾斜帶式輸送機更換膠帶時，在異常停電或停車情況下，為防止膠帶在自重作用下產生下滑，換帶裝置內應設失電制動器。
4)牽引繩索自動排列 為防止換帶裝置在工作過程中鋼絲繩纏繞不規則，應設計排線導向器，保證鋼絲繩排列有序、整齊。
5)電器安全保護 電器控制箱應有用電安全保護、驅動電機的過載和短路保護。
6)操作便捷為方便工人操作，在工作有效區間內任何位置都可以操作設備。
3、技術參數及工作原理
電機功率：4 kW、7.5 kW，牽引力：39 kN、73 kN，鋼絲繩有效長度：100 m、200 m，卷簡直徑：350 mm，膠帶牽引速度：0.1m/s，機械效率：>0. 92，制動力矩：50 Nm、100 Nm，噪聲：<70 dB。
電能通過電動機轉換成機械能，機械能由二級行星減速傳至圓柱筒體上，鋼絲繩與圓柱簡體固為一體，圓柱筒體旋轉，鋼絲繩沿著設計好的導線槽有序地纏繞在圓柱簡體上。電動機正向旋轉牽引膠帶，反向旋轉釋放鋼絲繩，以便繩索與膠帶聯接。高速軸上安裝了失電電磁制動器，當換帶裝置通電工作時，電磁制動器打開，裝置可以動作；反之電磁制動器閉合，換帶裝置停止動作，可靠地制動，保證了更換膠帶工作全程的安全。使用時將鋼絲繩一端與固定在膠帶上的夾板連接，另一端與固定在滾筒上的鋼絲壓板連接。
4、結構設計
1)整機結構緊湊，電動機、電磁制動器和減速器均置于密閉的圓柱筒體內，筒體直徑為+350 mm，長度為750 mm。
2)電動機和電磁制動器完全密封，不得有冷卻潤滑液滲透，減速器潤滑充分。
3)減速器采用二級行星傳動減速，總傳動比大。
4)圓柱筒體兩端應有擋板，擋住纏繞的鋼絲繩，防止亂繩。在圓柱筒體上設計有螺旋導繩槽，使鋼絲繩的纏繞規則有序。
5)鋼絲繩與筒體采用特殊結構可靠連接，確保鋼絲繩牢固地固定在滾筒體上。
6)扭矩直接通過齒圈傳遞至筒體上，結構簡潔，效果好。
7)采取高速軸制動，制動力矩小，結構緊湊。
5、電氣設計
1)電動機控制線路設計成可正、反2個方向運行。
2)電磁制動器與電動機連鎖控制，電磁制動器打開時，電動機才能開始工作；電動機停止運行時，電磁制動器應立即制動。
3)控制部分應有面板操作和遙控操作2種控制方式。
4)電氣線路中應設計過載保護。
5)控制器的防護等級為IP54。
換帶裝置電氣原理見圖2。
6、換帶裝置的應用
6.1 傾斜帶式輸送機逐段更換膠帶流程
此種方法適用于傾斜、較長的帶式輸送機，不可能一次性更換整條膠帶的更換作業，見圖3。
1)將需要更換的膠帶段運轉至上方無障礙物區段間，分上下固定需更換的膠帶段；
2)將被固定的舊膠帶上端剖開，使用換帶裝置提供的附件夾具固定舊膠帶的上端剖口；
3)啟動遙控器或電氣控制箱面板上的上行或下行按鈕，利用膠帶自身的重力，將更換的膠帶緩緩送下；
4)卸下舊膠帶后，利用已到帶式輸送機尾部的夾板夾住新膠帶，啟動遙控器或電氣控制箱面板上的上行或下行按鈕，將新膠帶拖至需要接駁膠帶工作區段內；
5)用夾板夾住新膠帶的兩端，進行接駁，完成換帶過程。
6.2水平帶式輸送機逐段更換膠帶流程
此種方法適用于水平且較長的帶式輸送機的膠帶更換作業，見圖4。
1)將需要更換的膠帶運行至上方無障礙物的區段內，分頭尾固定需要更換的膠帶段；
2)在頭部或尾部設置固定支架及滑輪，將換帶裝置的鋼絲繩穿過滑輪迂回至工作區段；
3)將被固定的舊膠帶剖開，使用換帶裝置提供的附件夾具固定舊膠帶的中段；
4)啟動遙控器或電氣控制箱面板上的上行或下行按鈕，將被更換的膠帶緩緩送下：
5)卸下舊膠帶后，將鋼絲繩從滑輪中敢出，利用專用夾具夾住新膠帶，啟動遙控器或電氣控制箱面板上的上行或下行按鈕，將新膠帶拖至需要接駁膠帶的工作區段內；
6)用夾板夾住新膠帶的兩端進行接駁，完成更換膠帶的過程。
6.3整條膠帶換帶過程
此種方法適用于較短的帶式輸送機、一次性即可更換整條膠帶的換帶作業，見圖5。
1)用固定夾板夾住帶式輸送機頭部，將換帶裝置上的鋼絲繩及夾具拉至帶式輸送機頭部，使換帶裝置提供的附件夾具固定舊膠帶的上端剖開；
2)將舊膠帶由帶式輸送機尾部斷開，其中下行接口與新膠帶做簡易聯接；
3)啟動遙控器或電氣控制箱面板上的上行或下行按鈕，將被更換的膠帶及其下部牽引的新膠帶一同拖動；
4)繼續重復步驟；
5)啟動遙控器或電氣控制箱面板上的上行或下行按鈕，將被更換的膠帶及其下部牽引的新膠帶一同拖動，直至將所有舊膠帶換下、新膠帶換上，完成換帶的過程。
7、結束語
換帶裝置投入市場后，深受用戶的好評，解決了更換膠帶時效率低、勞動強度大、安全性差等問題。換帶裝置投放市場已達2000多臺，產值近3 000萬元。具有一定的經濟效益和社會效益。
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