专利名称：皮带收放装置和皮带收放方法
技术领域：
本发明涉及一种皮带收放装置以及一种皮带收放方法。
背景技术：
西秦岭特长隧道全长28236m，其长度目前在国内尚属前列，采用钻爆法和TBM法相结合的综合施工方法，其TBM掘进总长度15520m，为国内铁路界内最长的TBM施工隧道。隧道地质条件相当复杂，要穿越高地应力千枚岩地层和富水区，采用Φ10. 2m的TBM与钻爆法联合施工，工程规模大。为确保本工程总工期目标，本工程西秦岭隧道TBM掘进采用连续皮带机出碴的方法施工。TBM连续皮带出碴多采用钢丝绳芯阻燃输送带，皮带需要随着TBM的不断推进而不断的连接增长，长距离的皮带从几公里到几十公里，在TBM掘进段完成后如何快速进行 的收卷打包，以及下一阶段的皮带的快速铺设已成为一个很重要的讨论课题。
发明内容
为了弥补现有技术中上述缺陷，本发明提供了一种皮带收放装置，皮带收放装置采用两套相同的卷带车组成，每套卷带车都可单独作业，有自己独立的驱动系统，两套卷带车配合使用更能提高工作效率。本发明的皮带收放装置，一种皮带收放装置，包括三相异步电动机、电磁调速电动机、减速机、第一驱动滚轮、第二驱动滚轮、从动滚轮、第三驱动滚轮、电磁调速电机控制器)、传动链条、链轮、车架底盘、皮带轮、联轴器、主驱动链轮和驱动链轮；三相异步电动机带动电磁调速电动机通过电磁调速电机控制器实现一定范围内的无级调速，电磁调速电动机通过皮带轮传动连接实现减速，经可插拔的联轴器连接主驱动链轮，主驱动链轮由单排轮齿构成，链轮由两排轮齿构成，主驱动链轮和链轮的第一排轮齿之间通过传动链条实现连接，链轮与第一驱动滚轮的一端通过螺纹或键槽固接在一起，实现同步旋转；第一驱动滚轮的另一端和第二驱动滚轮分别与驱动链轮固接在一起，并通过传动链条的连接实现第一驱动滚轮和第二驱动滚轮的同步旋转，驱动链轮由一排轮齿构成，第三驱动滚轮的一端与驱动链轮固接在一起，并通过传动链条与链轮的第二排轮齿连接，从而实现第三驱动滚轮与第一驱动滚轮的同步旋转，第三驱动滚轮的另一端通过滚子轴承与车架底盘连接，在第二驱动滚轮和第三驱动滚轮之间布置有从动滚轮，从动滚轮的两端分别通过滚动轴承与车架底盘连接；连续皮带布置在皮带卷和第一驱动滚轮、第二驱动滚轮、从动滚轮与第三驱动滚轮之间，通过调整皮带卷的轴心位置可方便地改变连续皮带与各滚轮之间的压紧力。在皮带收放装置内侧增设限位滚筒，限位滚筒采用螺栓进行调节。本发明还提供一种皮带收放方法，采用两套相同的皮带收放装置，每套皮带收放装置可单独作业，有各自独立的驱动系统，皮带收放装置可通过机车拖动自由行走；该皮带收放方法包括以下步骤收放皮带时，主驱动首先旋转，拉动洞内的皮带往外送，同时启动第二皮带收放装置收放皮带，收放完成一定长度后，在第一皮带收放装置靠近主驱动一侧用砂轮机切断皮带，把皮带收放在第二皮带收放装置上，然后再同时启动两台皮带收放装置，把皮带从第二皮带收放装置上倒回一定长度到第一皮带收放装置上，由龙门吊分别吊出打包，再由机车拉至堆放位置，完成收放。在本发明中，卷带车可通过机车拖动自由行走，从而使卷带车不仅有收放皮带的功能，同时也可把卷好的皮带运输至指定位置，设计过程中考虑其运输的稳定性，采用胶皮减震。卷带车的电机采用电磁调速,使皮带在收放时，能够低速启动，待皮带成卷运行正常时，可加速旋转，提高了收放过程的安全性，减少因卷带初错误而使皮带无法继续收放的概率。卷带车驱动滚筒采用多滚筒驱动，滚筒呈圆周方向排列，皮带收放的基本原理是通过皮带与滚筒的摩擦提供的动力使皮带旋转，由于皮带在收放的过程其直径是从小到大的过程，其受力也是从小到大的过程，采用多滚筒驱动能够在其不同阶段增大其摩擦力。 由于卷带初期，皮带自重较小，皮带无法与驱动滚筒摩擦相切，无法靠自重自行旋转，故在卷带初期，为确保皮带和驱动滚筒相切，并有外力保障皮带和驱动滚筒的摩擦力，我们在驱动滚筒侧面增加角钢使滚筒能够通过转轴沿角钢使皮带与驱动滚筒相切并旋转。皮带在收放过程由于多种原因会产生跑偏现象，从而使卷成准备打包的皮带参差不齐，为防止跑偏，在卷带机内侧增设限位滚筒防止跑偏，同时为满足不同带宽的需求，皮带限位滚筒采用螺栓可进行调节，由于西秦岭连续皮带采用914_的带宽，我们调节限位滚筒为1000mm,留86mm余量，当然也可根据不同情况适当的增加和减小。本发明具有如下优点西秦岭第一阶段连续皮带总长约16000m(单层)，加上准备调试2天时间，实际共计6天时间完成工作任务，大大提高了工作效率，且极大的减少了人力、物力的使用。
图I皮带收放装置主视图；图2皮带收放装置俯视图；图3皮带收放装置回收皮带作业示意图。图中1_三相异步电动机；2_电磁调速电动机；3_减速机；4_导向辊筒；5-车架；6-续皮带卷；7_可调式限位挡板；8_橡胶减震垫；9_第一驱动滚轮Fl ；10-第二驱动滚轮F2 ;11_从动滚轮B2 ; 12-第三驱动滚轮BI ;13_电控箱；14_电磁调速电机控制器；15_传动链条；16_链轮；17-车架底盘；18-皮带轮；19-行走轮对；20_连续皮带；21_联轴器；22-主驱动链轮；23_驱动链轮；24_限位滚筒；25-TBM尾部滚筒；26_皮带仓；27_主驱动；28-第一皮带收放装置；29_第二皮带收放装置。皮带收放装置设计见图I、图2,由三相异步电动机I带动电磁调速电动机2通过电磁调速电机控制器14实现一定范围内(设计最快线速度vmax = 21m/min)的无级调速，电磁调速电动机2通过皮带轮18传动连接减速机3实现减速，经可插拔的联轴器21连接主驱动链轮22，主驱动链轮22由单排轮齿构成，并实现同步旋转；第一链轮16由两排轮齿构成，主驱动链轮22和第一链轮16的第一排轮齿之间通过传动链条15实现连接，同时第一链轮16与第一驱动滚轮9的一端通过螺纹或键槽等连接方式固接在一起，实现同步旋转；另外第一驱动滚轮9的另一端和第二驱动滚轮10分别与驱动链轮23固接在一起，并通过传动链条的连接实现第一驱动滚轮9和第二驱动滚轮10的同步旋转，其中驱动链轮23由一排轮齿构成；第三驱动滚轮12的一端也与驱动链轮23固接在一起，并通过传动链条15与第一链轮16的第二排轮齿连接，从而实现第三驱动滚轮12与第一驱动滚轮9的同步旋转，第三驱动滚轮12的另一端通过滚子轴承与车架底盘17连接。在第二驱动滚轮10和第三驱动滚轮12之间布置有从动滚轮11，从动滚轮11的两端分别通过滚动轴承与车架底盘17连接，连续皮带20布置在皮带卷6和第一驱动滚轮9、第二驱动滚轮10、从动滚轮11与第三驱动滚轮12之间，通过调整皮带卷6的轴心位置可方便地改变连续皮带20与各滚轮之间的压紧力，进而使各滚轮表面对连续皮带20产生必须的滑动摩擦力，最终推送连续皮带20缠绕在皮带卷6上，实现皮带的回收。为保障皮带的吊装和打包，皮带收放装置必须放置在洞口由洞口门吊配合进行，因此也就要保障皮带主驱动必须反向旋转把十几公里的皮带拉出洞外后再由皮带收放装置进行回收，皮带收放装置回收作业示意图见图3所示。收卷皮带准备工作 I、调整皮带驱动电机(主驱动27的4个电机)相序，使电机反向旋转。此过程特别要注意的是每台减速箱(每台电机配置一台减速箱)上都有反向自锁装置，调整电机相序后，实验启动前，首先需要把每台减速箱上的反向自锁装置取下，并反向安装，如果不安装反向自锁装置，主驱动27在每次收放皮带暂停时，都会产生一个很大的反向冲击力，使卷在皮带收放装置上的皮带迅速回转，使第二皮带收放装置29产生很大的抖动，从而影响皮带收放过程的稳定性。2、调整主驱动变频器频率限制其最高转速。尽量使第二皮带收放装置29在运转时能够跟上主驱动27反向收回皮带的速度，如果主驱动27收回皮带的速度过快，会使皮带在主驱动27和第二皮带收放装置29中间挤压，这样就会引起主驱动滚筒打滑，并可能损坏主驱动滚筒表面防滑胶皮。因此，要根据第二皮带收放装置29的转速，调整主驱动变频器频率,约在13HZ左右。3、为减少主驱动27在回收皮带时所受拉力，必须减少皮带仓26对皮带产生的阻力，首先将皮带仓26内的皮带在适当位置截断，这样可以先收放收入皮带仓内的皮带，从而使剩余皮带收放时不经过皮带仓26，如果去除皮带仓26的阻力后主驱动27仍然受力较大，选择在TBM尾部(或其它适当位置)把皮带切断，分两步收放，先收放下层皮带，再收放上层皮带。皮带收放流程收放皮带时，主驱动27首先旋转，拉动洞内几公里的皮带往外送，同时启动第二皮带收放装置29收放皮带，初始收放时，由于皮带自身重力小，无足够摩擦力使滚筒带动皮带旋转，需要1-3人站在滚筒上提供辅助重力，待皮带收放到足够大时(直径约O. Sm)，皮带靠自重提供的摩擦力就可以旋转，待皮带旋转稳定后，可提高旋转速度。收放完成600m后，在第一皮带收放装置28靠近主驱动侧用砂轮机切断皮带，把皮带收放在第二皮带收放装置29上，然后再同时启动两台皮带收放装置，把皮带从第二皮带收放装置29上倒回300m到第一皮带收放装置28上，如图3所示，收放完成后，由龙门吊分别吊出打包，再由机车拉至堆放位置。
虽然上面已经参考附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以理解，
在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对本发明作出各种不同的修改和变化。因此，应
该理解上述的实施例不是限制，而是各个方面的举例说明。
权利要求
1.一种皮带收放装置，包括三相异步电动机(I)、电磁调速电动机(2)、减速机(3)、第一驱动滚轮(9)、第二驱动滚轮(10)、从动滚轮(11)、第三驱动滚轮(12)、电磁调速电机控制器(14)、传动链条(15)、链轮(16)、车架底盘(17)、皮带轮(18)、联轴器(21)、主驱动链轮(22)和驱动链轮(23);三相异步电动机(I)带动电磁调速电动机(2)通过电磁调速电机控制器(14)实现一定范围内的无级调速，电磁调速电动机(2)通过皮带轮(18)传动连接实现减速，经可插拔的联轴器(21)连接主驱动链轮(22)，主驱动链轮(22)由单排轮齿构成，链轮(16)由两排轮齿构成，主驱动链轮(22)和链轮(16)的第一排轮齿之间通过传动链条(15)实现连接，链轮(16)与第一驱动滚轮(9)的一端通过螺纹或键槽固接在一起，实现同步旋转；第一驱动滚轮(9)的另一端和第二驱动滚轮(10)分别与驱动链轮(23)固接在一起，并通过传动链条(15)的连接实现第一驱动滚轮(9)和第二驱动滚轮(10)的同步旋转，驱动链轮(23)由一排轮齿构成，第三驱动滚轮(12)的一端与驱动链轮(23)固接在一起，并通过传动链条(15)与链轮(16)的第二排轮齿连接，从而实现第三驱动滚轮(12)与第一驱动滚轮(9)的同步旋转，第三驱动滚轮(12)的另一端通过滚子轴承与车架底盘(17)连接，在第二驱动滚轮(10)和第三驱动滚轮(12)之间布置有从动滚轮(11)，从动滚轮(11)的两端分别通过滚动轴承与车架底盘(17)连接；连续皮带(20)布置在皮带卷(6)和第一驱动滚轮(9)、第二驱动滚轮(10)、从动滚轮(11)与第三驱动滚轮(12)之间，通过调整皮带卷出)的轴心位置可方便地改变连续皮带(20)与各滚轮之间的压紧力。
2.根据权利要求I所述的皮带收放装置，其特征在于在皮带收放装置内侧增设限位滚筒(24)，限位滚筒采用螺栓进行调节。
3.一种皮带收放方法，采用两套相同的如权利要求I或2所述的皮带收放装置，每套皮带收放装置可单独作业，有各自独立的驱动系统，皮带收放装置可通过机车拖动自由行走；该皮带收放方法包括以下步骤收放皮带时，主驱动(27)首先旋转，拉动洞内的皮带往外送，同时启动第二皮带收放装置(29)收放皮带，收放完成一定长度后，在第一皮带收放装置(28)靠近主驱动(27) —侧用砂轮机切断皮带，把皮带收放在第二皮带收放装置(29)上，然后再同时启动两台皮带收放装置，把皮带从第二皮带收放装置(29)上倒回一定长度到第一皮带收放装置(28)上，由龙门吊分别吊出打包，再由机车拉至堆放位置，完成收放。
全文摘要
本发明提供了一种皮带收放装置和一种皮带收放方法。该皮带收放装置包括三相异步电动机、电磁调速电动机、减速机、第一驱动滚轮、第二驱动滚轮、从动滚轮、第三驱动滚轮、电磁调速电机控制器、传动链条、链轮、车架底盘、皮带轮、联轴器、主驱动链轮和驱动链轮。该皮带收放装置和皮带收放方法提高了连续皮带铺设和回收的安全可靠性，大大提高了工作效率和减轻了作业人员的劳动强度。
文档编号B65H75/40GK102826416SQ20121020540
公开日2012年12月19日 申请日期2012年6月21日 优先权日2012年6月21日
发明者许金林, 戴润军, 郑孝福, 李明, 周进勉, 王艳波, 强生龙, 徐赞 申请人:中铁隧道集团二处有限公司