一種舊膠帶回收切割纏繞技術(shù)的應(yīng)用

史殿峰，孫 杰

（遼寧鐵煤集團(tuán)，遼寧 鐵嶺 112700）

引言

煤礦井下的生產(chǎn)作業(yè)中，有很多能需要膠帶運(yùn)輸?shù)拈_(kāi)放作業(yè)，如掘進(jìn)工作面用膠帶運(yùn)輸作業(yè)、綜采工作面采煤需要膠帶運(yùn)輸作業(yè)、長(zhǎng)距離巷道運(yùn)輸煤炭需要用膠帶作業(yè)，各種膠帶運(yùn)輸機(jī)有100余部，使用膠帶長(zhǎng)度約1.6萬(wàn)m。煤炭用膠帶輸送過(guò)程中，不斷地產(chǎn)生損壞磨損報(bào)廢的舊膠帶，需要新膠帶投入生產(chǎn)，對(duì)舊品重新修復(fù)加工使用，減少材料成本投入，讓廢品發(fā)揮好工效，為生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和作業(yè)安全奠定基礎(chǔ)。

1 舊膠存在的問(wèn)題

煤礦井下運(yùn)輸使用膠帶規(guī)格為1 200 mm、1 000 mm、800 mm等寬度。主巷道的運(yùn)輸使用的膠帶大多為1 200 mm、1 000 mm膠帶，掘進(jìn)和維修生產(chǎn)作業(yè)使用的膠帶是1 000 mm、800 mm膠帶，這些運(yùn)輸膠帶在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中，因膠帶與托輥之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)膠帶跑偏邊沿磨損撕裂，膠帶兩側(cè)出現(xiàn)毛邊和不均勻磨損局部變薄現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)加劇運(yùn)輸膠帶受力不均，牽引阻力加大，承載效率降低，運(yùn)輸膠帶損壞等現(xiàn)象，影響運(yùn)輸安全，需要更換局部膠帶50～200 m不等。主運(yùn)輸巷道更換下來(lái)的寬規(guī)格運(yùn)輸膠帶，許多膠帶只是兩側(cè)磨損嚴(yán)重，中間部尚未達(dá)到使用壽命極限，可以將這些舊膠帶切割去兩側(cè)磨損部位處理后，作為窄規(guī)格膠帶投入掘進(jìn)運(yùn)輸系統(tǒng)繼續(xù)使用。傳統(tǒng)切割運(yùn)輸膠帶采用人工刀具手動(dòng)進(jìn)行切割，投入人力多，作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大，使用壁紙刀等刀具切割效率低，作業(yè)過(guò)程中易發(fā)生危險(xiǎn)，膠帶切割后人力纏繞成卷費(fèi)時(shí)費(fèi)力，研究自動(dòng)切割膠帶方法勢(shì)在必行。

2 膠帶切割機(jī)的結(jié)構(gòu)

膠帶切割纏繞機(jī)包括電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、主纏繞滾筒、槽鋼結(jié)構(gòu)底座、可調(diào)節(jié)切割刀架、專用切割刀具、膠帶壓輥等構(gòu)件。切割作業(yè)時(shí)將需要切割的膠帶穿入刀架上下兩根槽鋼之間，經(jīng)過(guò)壓帶滾筒下方，與主纏繞滾筒鎖緊孔連接纏繞在主滾筒上。

電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，減速機(jī)傳動(dòng)裝置通過(guò)與減速機(jī)輸出軸相連接的楞拆卸連接盤驅(qū)動(dòng)主滾筒旋轉(zhuǎn)，主滾筒旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)切割下來(lái)的完好膠帶纏繞在主滾筒上，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)纏繞卷帶操作。

改造其底座和傳動(dòng)部分，輸出軸用軸承座支承，研制可拆卸連接盤一對(duì)，將主滾筒與連接盤用銷軸固定到一起，減速機(jī)驅(qū)動(dòng)連接盤帶動(dòng)主滾筒旋轉(zhuǎn)，連接盤為方便主滾筒纏繞完膠帶好吊運(yùn)，設(shè)計(jì)成半圓，內(nèi)徑為Φ165與直徑160 mm鋼管相配合，用Φ20銷軸固定，直徑160 mm的舊鋼管做主滾筒（如圖1中9所示），兩側(cè)鉆孔與Φ20銷軸配合，滾筒中間沿軸線開(kāi)500 mm長(zhǎng)20 mm寬長(zhǎng)方形槽孔，為插入膠帶端頭，滾筒旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)膠帶纏繞在滾筒上，用三根舊槽鋼做成Π型刀架，切割出長(zhǎng)方形孔，安裝刀具，刀架需要能固定牢刀具，讓膠帶能順暢通過(guò)的同時(shí)進(jìn)行切割膠帶，刀具前后不能有障礙，發(fā)生刮卡會(huì)改變膠帶的運(yùn)行方向，造成膠帶切割不整齊，發(fā)生偏斜。為防止膠帶偏斜，讓纏繞更加整齊，在底座上設(shè)計(jì)安裝導(dǎo)向板兩塊，兩塊導(dǎo)向板即防止加工過(guò)程中膠帶容易偏斜現(xiàn)象，又讓纏繞膠帶在主滾筒上整齊標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 膠帶切割纏繞機(jī)

3 膠帶切割纏繞機(jī)操作方法

膠帶切割纏繞機(jī)的操作規(guī)范：將舊膠帶碼放在設(shè)備正前方10 m左右位置，膠帶頭切割成等腰梯形，膠帶經(jīng)刀架、壓膠帶輥理順?biāo)腿胫鳚L筒的中間槽里，根據(jù)切割舊膠帶的寬度和需要新品膠帶寬度，進(jìn)行調(diào)整刀架處二個(gè)刀具的位置，刀具的位置就是新品膠帶切割的寬度，清理人員不能站在舊膠帶上，各旋轉(zhuǎn)部件不能有人員扶持靠近。電機(jī)送電，主滾筒旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)膠帶沿刀具進(jìn)入，進(jìn)行切割作業(yè)，切割成型的新品膠帶纏繞在主滾筒上，兩側(cè)去除的邊緣余料人工進(jìn)行清理，主滾筒的容量約100 m，根據(jù)舊膠帶的質(zhì)量決定卷制長(zhǎng)度切割結(jié)束。電機(jī)停電，斷開(kāi)膠帶，將主滾筒從兩側(cè)軸承座可拆卸聯(lián)接頭的銷軸螺栓松開(kāi)，抽出銷軸，加工后的膠帶裝車待發(fā)放給使用單位入井投入生產(chǎn)，重新安裝備用主滾筒，再進(jìn)行切割作業(yè)。

4 膠帶切割纏繞機(jī)設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)

研制膠帶切割纏繞機(jī)技術(shù)是一種以自動(dòng)化方式替代人工操作的技術(shù)，優(yōu)化現(xiàn)有生產(chǎn)加工過(guò)程，采用自動(dòng)化機(jī)械應(yīng)用技術(shù)，能將報(bào)廢的舊膠帶修復(fù)使用，更快速、更便捷且安全高效。

4.1 機(jī)械加工代替人工作業(yè)

該技術(shù)未完成之前每天要安排7～8人進(jìn)行皮帶切割整形，將一條舊的1 200 mm膠帶，長(zhǎng)100 m，修整為1 000 mm膠帶，需要5 d完成，切割出的膠帶邊緣不規(guī)整，不能滿足安全生產(chǎn)需要。自動(dòng)膠帶切割機(jī)投入生產(chǎn)以來(lái)，每周集中安排人員下午進(jìn)行切割作業(yè)一次，4人作業(yè)，可以切割出200 m膠帶，半天就可以完成以前一周的工作量，減少了人工切割膠帶的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了切割膠帶的質(zhì)量，解決了膠帶卷制不成卷、不規(guī)則、不標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題，消除了人工切割膠帶的安全隱患，為礦山修舊利廢、節(jié)支降耗、安全生產(chǎn)做出了貢獻(xiàn)。

4.2 鐵道改制刀工刀具

切割膠帶使用刀具是關(guān)鍵問(wèn)題，人工切割刀具不能選擇，選用普通木工刨刀，刀身強(qiáng)度與刃口HRC硬度不足，在切割膠帶過(guò)程中，刀刃容易斷裂，卷刃；用報(bào)廢帶鋸條改制刀具，刃口耐磨性較差，易老化造成機(jī)器切割阻力增大，頻繁更換損壞刀具費(fèi)時(shí)費(fèi)力，影響安全生產(chǎn)。根據(jù)刀身與刀架配合的方式，用鐵道改制加工刀具，將設(shè)計(jì)“T形膠帶切割刀”，如圖2所示，鐵道腹板磨削出刀刃，切割出安裝形狀，這樣刀身與刀架配合穩(wěn)固，使用壽命長(zhǎng)，切割時(shí)刀身不出現(xiàn)擺動(dòng)現(xiàn)象，加工的皮帶邊緣成規(guī)律整齊，切割阻力小、速度快，加工質(zhì)量高。

圖2 刀具形狀

圖3為切割刀具刀刃制做特點(diǎn)，刀刃基于兩段式斜角的形態(tài)，其中6是刀身的刃磨角度，腹板厚8 mm刀刃磨到6 mm斜角上去，稱為主刃面；10是刀刃處實(shí)際開(kāi)鋒角長(zhǎng)度到10 mm，稱為副刃面，在切割過(guò)程中，刀身的開(kāi)始受力時(shí)由主刃面處切入并割開(kāi)膠帶動(dòng)作，副刃面平直易于刀身前進(jìn)，此時(shí)刀刃處會(huì)受到微小壓力；接著隨刀刃繼續(xù)前進(jìn)到30處，刀身深入切開(kāi)皮帶，刀身斜面將撐開(kāi)被切膠帶小邊，前進(jìn)運(yùn)行分散到側(cè)邊。這種刀刃切割時(shí)可降低阻力并使切割動(dòng)作非常順暢，并且刃口堅(jiān)固耐用，不易崩斷。

圖3 刀刃形狀

T形刀具設(shè)計(jì)合理，整體式刀身強(qiáng)度高，配合定位銷與刀架堅(jiān)固穩(wěn)定，刃口硬度和韌性好，不容易卷刃，耐磨性增強(qiáng)使用壽命長(zhǎng)，切割斷面平直、毛邊少，切割阻力較低不易卡頓；切割加工的皮帶質(zhì)量好。

5 應(yīng)用效果

膠帶切割纏繞機(jī)用一個(gè)月的時(shí)間加工制體，全部完成，本著修舊利廢、節(jié)支降耗的原則，積極組織開(kāi)展項(xiàng)目實(shí)施的各個(gè)階段性改進(jìn)工作，并對(duì)材料費(fèi)用投入進(jìn)行了合理的分配，使本項(xiàng)目能夠按時(shí)保質(zhì)完成，加工制做人工費(fèi)用，檢修舊設(shè)備，投入材料費(fèi)用共計(jì)產(chǎn)生費(fèi)用為8 000多元。項(xiàng)目投入使用后可降低成本，按市場(chǎng)現(xiàn)行價(jià)格測(cè)，阻燃耐熱輸送帶新品每米270元，每月節(jié)省膠帶新品投入約300 m，舊膠帶按新品的60%成本計(jì)算，全年節(jié)省成本投入費(fèi)用約58.3萬(wàn)元，人工費(fèi)按每工150元計(jì)算，全年節(jié)省人工費(fèi)用15.6萬(wàn)元。去除制做加工成本，每年約節(jié)省投入膠帶費(fèi)用70萬(wàn)元。

6 推廣應(yīng)用前景

本技術(shù)項(xiàng)目通過(guò)在生產(chǎn)車間的實(shí)際應(yīng)用，得到員工的一致好評(píng)，修復(fù)的膠帶投入生產(chǎn)使用效果良好，減少了各單位對(duì)新品膠帶的投入費(fèi)用,為礦山修舊利廢、節(jié)支降耗、安全生產(chǎn)做出了貢獻(xiàn)。該設(shè)備刀具刀架的研制，廣泛適用于礦山企業(yè)各種規(guī)格膠帶切割的作業(yè)中，各種膠帶替換使用，對(duì)舊品膠帶修復(fù)再投入使用。