专利名称：一种用于带式输送机胶带的更换装置及其更换方法
技术领域：
本发明涉及ー种带式输送机胶带的更换装置及其更换方法，具体地说，是ー种用于煤矿井下快速更换带式输送机胶带的更换装置及其更换方法。
背景技术：
煤矿主斜井带式输送机担负着煤炭从井下到地面的运输任务，其使用的胶带为钢丝绳芯胶带，其具有強度高、重量大等特点。但胶带在运输过程中不断与托辊和物料发生摩擦，这将导致胶带发生磨损甚至损坏，为了保证煤矿生产需要，输送机胶带需要不定期进行更换。一般来讲，钢丝绳芯胶带根据使用情况平均在三年左右需要更换一次。对于大倾角、长距离的输送机换带难度大，易发生溜带、断带等事故。因而输送机换带过程风险大，由于换带期间井下作业被迫停产，因此，换带时间的长短直接影响着煤矿的生产与经济效益，缩短换带时间，对提升煤碳行业的经济效益至关重要。公开号为CN201817122U的“一种输送机胶带的更换装置”实用新型专利，其包括主动滚筒、从动滚筒和卷筒，其中所述主动滚筒和从动滚筒的中心轴位于同一水平面上且两者之间同向传动，所述的卷筒设置在所述的主动滚筒和从动滚筒的上方，依靠与主动滚筒和从动滚筒之间的摩擦力与所述主动滚筒反向转动。该专利所提供的胶带更换装置虽然能够实现新胶带的铺设与旧胶带的收卷同步进行，但该装置只适用于短距离输送机的胶带更换，对于大长宽胶带(如长为1000m，宽为1200mm的ST3150阻燃胶带，)在倾角为18°的带式输送机斜面上的分力就有约40t，对于类似于这种长宽胶带的更换，该装置光靠三个滚筒根本无法承受沉重的胶带，而且该种方法，一旦卷够ー卷，更换下ー卷时需要停机更换，影响换带效率，从而影响煤碳行业效益。因此，设计ー种简单易行，且适用于多种エ况条件下的连续快速换带的装置，进ー步缩短换带时间，提高换带效率，是煤矿自动化高效生产需要解决的实际问题。
发明内容
本发明提供一种用于带式输送机胶带的更换装置及其更换方法，用以解决煤矿井下现有换带装置安全性差、效率低、换带速度慢、更换周期长，影响煤矿生产效率的问题。本发明所提供的一种用于带式输送机胶带的更换装置，包括有方形立体机架、夹紧装置、步进油缸和胶带滚筒；其特征是
所述方形立体机架是设置有上下两层，由对应的两根前立柱、两根中立柱和两根后立柱，分别通过两根上横梁导轨、两根下横梁导轨、以及相应的两组六根横梁相连接构成；
在上层设置有第一夹紧装置A与第一夹紧装置B ;下层设置有第二夹紧装置A与第二夹紧装置B ；
所述第一夹紧装置A和第一夹紧装置B分别由相应的第一歩进油缸A和第一歩进油缸B连接在相应的方形立体机架上层前立柱和中立柱上的横梁上；
所述第二夹紧装置A和第二夹紧装置B分别由相应的第二步进油缸A和第二步进油缸B连接在相应的方形立体机架下层前立柱和中立柱上的横梁上；
在方形立体机架的前立柱上安设有相应于上下两层夹紧装置的上胶带滚筒和下胶带滚筒，两滚筒分别与新胶带和旧胶带滚动连接；
所述夹紧装置是底座上设置有两组四连杆皮带夹紧机构，并由销轴通过连接板将夹紧梁I与夹紧梁II连接于底座上，夹紧油缸对称设置于夹紧梁I与夹紧梁II两端。进ー步地，附加技术特征在于
所述第二夹紧装置A和第二夹紧装置B的 方形立体机架后面设置有卷筒。所述第一夹紧装置A和第一夹紧装置B的夹紧面为同一水平面。所述第二夹紧装置A和第二夹紧装置B的夹紧面为同一水平面。本发明上述一种用于带式输送机胶带的更换装置的更换方法，其所述方法如下
(1)首先由胶带夹紧装置将输送机上下胶带夹紧，后在切割点(A)处切割胶带；
(2)将割断的胶带两端(B、C)分别用胶带连接板将其与连接胶带II和连接胶带I连
接;
(3)将连接胶带II绕过方形立体机架的上胶带滚筒，后穿过第一夹紧装置A与第一夹紧装置B的夹紧梁1、夹紧梁II与底座之间的间隙中，再将其与新胶带用胶带连接板连接；
(4)将连接胶带I绕过机架的下胶带滚筒，后穿过下层第二夹紧装置A、第二夹紧装置B的夹紧梁I和夹紧梁II与底座之间的间隙中；
(5)上层的第一夹紧装置A与第一夹紧装置B分别在与各自相连的第一歩进油缸A和第一歩进油缸B的作用下被动送带；
下层的第二夹紧装置A和第二夹紧装置B在与各自连接的第二步进油缸A和第二步进油缸B的作用下主动拉帯；
具体更换方法如下
A、由上层第一夹紧装置A与下层第二夹紧装置B将连接胶带II和连接胶带I夹紧； 第一夹紧装置B与第二夹紧装置A将连接胶带II和连接胶带I放松；
反向启动输送机，使其呈下运式运动，上胶带沿输送机托辊下滑，拉动方形立体机架上层第一夹紧装置A向前运动，此为被动送带过程；
上层第一夹紧装置A向前运动的同时，下层第二夹紧装置B向后运动而拉旧胶带；第一夹紧装置A与第二夹紧装置B运动的同时，第一夹紧装置B向后空行程运动；第二夹紧装置A向前空行程运动。
B、第一夹紧装置B与第二夹紧装置A分别将连接胶带II和连接胶带I夹紧；然后第一夹紧装置A与第二夹紧装置B分别将连接胶带II和连接胶带I放松；
方形立体机架上层第一夹紧装置B在胶带重力作用下被动向前运动而递送新胶带，在其运动的同时，下层第二夹紧装置A向后运动而拉旧胶带，第一夹紧装置B与第二夹紧装置A运动的同时，第一夹紧装置A向后空行程运动，同时，第二夹紧装置B向前空行程运动，各夹紧装置运动完成后，即为ー个换带周期；
不断依次重复步骤一和步骤ニ，直到新胶带完全铺设在输送机上；
C、新胶带铺设在输送机上后，再次用上下胶带夹紧装置夹紧新胶带，切断与新胶带连接的连接胶带II，量好所需新胶带长度后，将其割断，并将割断的新胶带两端硫化接帯，换带结束。
实现本发明所提供的一种用于带式输送机胶带的更换装置及其更换方法，其优点与积极效果如下
与现有技术相比，用本装置换带无需下井，只要设置于井ロ即可完成带式输送机胶带的更换，且无需拆除托辊与机架，而且结构紧凑，占地面积小，大大节省了井口的空间，解决了井口空间小而带来的设备安装难的问题，大大提高了操作过程的简便性与安全性。与现有技术相比，使用本发明更换胶带过程连续，旧胶带收满ー卷，再收卷下ー卷的过程中该换带过程无需任何停顿，因此，使用本发明更换带式输送机胶带可以大大缩短换带时间。以带长1200米的胶带为例，使用传统换带方法，更换时间大约需要个16个小时，采用本发明换带时间仅需不到两个小吋，为煤矿生产节约了大约十四个多小时，如果该装置被广泛采用后，将大大提高了煤炭行业生产的经济效益。与现有技术相比，本发明的突出特点还在于利用液压缸驱动平行四连杆夹紧机构进行夹紧，产生的夹紧力足够夹紧沉重的胶带。而且每个夹紧装置都通过两根平行对称布置的高压步进油缸带动，可以产生很大的拉力，保证了运行过程的连续、平稳、安全，而且解决了换带时拉力不足的问题。与现有技术相比，本发明ー种输送机快速同步更换胶带的装置，全部由液压系统控制，机架上下两层的夹紧装置的夹紧油缸分别采取交叉闭锁动作进行控制，每层的两个夹紧装置总是ー个夹紧另ー个放松，夹紧放松交替进行，这样既可防止溜带，保证了安全，又保证了新胶带的递送与旧胶带的收卷同步、有序、快速地进行。更换过程中即使突然停电，夹紧油缸与步进油缸内的高压油也可以平衡掉胶带重力，将液压缸锁住，避免胶带下溜造成事故。
图1是本发明换带装置的整体布置示意图。图2是本发明换带装置的主视图。图3是本发明换带装置的俯视图。图4是本发明换带装置的左视图。图5是本发明中夹紧装置的主视图。图6是本发明中夹紧装置的左视图。图中1:旧胶带；2 :连接胶带I ; 3 :下胶带滚筒；4 :上胶带滚筒；5 :连接胶带II ;6 :张紧轮；7 :机头驱动滚筒；8 :换带装置；9 :新胶带；10 :卷筒；11 :前立柱；12 :第一步进油缸A ;13 :第一夹紧装置A;14 :第一歩进油缸B ;15 :中立柱；16 :第一夹紧装置B ;17 :上横梁导轨；18 :后立柱；19 :第二夹紧装置A ；20 :第二夹紧装置B ；21 :第二步进油缸A ；22 :下横梁导轨；23 :第二步进油缸B ;24 :横梁；25 :油缸连接件；26 :夹紧油缸；27 :夹紧梁I ;28 :连接板；29 :油缸连接耳；30 :限位块；31 :底座；32 :滚轮；33 :销轴；34 :夹紧梁II。
具体实施例方式下面对本发明的具体实施方式
作出进ー步的说明，本专业技术人员在阅读了本发明的具体实施例后，能够理解和实施本发明。
如图1、图2所示，实施本发明ー种用于带式输送机胶带的更换装置，包括方形立体机架、上胶带滚筒4、下胶带滚筒3、第一歩进油缸A12、第一夹紧装置A13、第一歩进油缸B14、第一夹紧装置B16、第二步进油缸A21、第二夹紧装置A19、第二步进油缸B23和第二夹紧装置B20 ;方形立体机架是由前立柱11、中立柱15、后立柱18、横梁24、上横梁导轨17和下横梁导轨22构成。具体构成关系如下
首先，实施方形立体机架是由前立柱11、中立柱15、后立柱18、上横梁导轨17、下横梁导轨22和横梁24组成。方形立体机架设有两层，先将前立柱11、中立柱15、后立柱18各两根通过螺栓连接件垂直固定在地面上的，构成长方形状，相同立柱之间距离均为横梁24的长度，前立柱与后立柱之间的距离为上横梁导轨17的长度，中立柱15在前后立柱的中间，然后将两根上横梁导轨17通过螺栓连接件分别平行于地面对称地连接在前后三根立柱的上側，然后将三根横梁24的两端分别连接在机架上层的前立柱11、中间立柱15以及后立柱18上，由此组成机架上层；然后同样再将两根下横梁导轨22平行于地面且对称连接在前后三根立柱的下侧，再将三根横梁24的两端分别连接在前立柱11、中间立柱15以及后立柱18的下方，位置在紧挨下横梁导轨22下方，由此组成机架下层。其次，在机架设置完成后，按照图2与图4所示，先将第一夹紧装置A13、第一夹紧装置B16装入机架上层，前者在前，后者在后，使两者的滚轮32嵌入上横梁导轨17的轨道中，它可以在上横梁导轨17中沿轨道滚动，然后将第一歩进油缸A12对称地布置在第一夹紧装置A13底座下方的两侧，活塞杆一端与底座31上的油缸连接耳29相连接，缸筒一端通过油缸连接件25连接在前立柱11上侧的横梁24上；然后同样方法将第一歩进油缸B14对称地布置在第一夹紧装置B16底座下方的两侧，活塞杆一端与底座31上的油缸连接耳29相连接，缸筒一端通过油缸连接件25连接在中立柱15上侧的横梁19上。然后，再将第二夹紧装置A19与第二夹紧装置B20装入机架下层，前者在前，后者在后，使两者的滚轮32嵌入下横梁导轨22的轨道中，它可以在下横梁导轨22中沿轨道滚动，然后将第二步进油缸A21对称地布置在第二夹紧装置A19底座下方的两侧，活塞杆一端与其底座31上的油缸连接耳29相连接，缸筒一端通过油缸连接件25连接在前立柱11下侧的横梁24上；然后同样方法将第二步进油缸B23对称地布置在其底座下方的两侧，活塞杆一端与底座31上的油缸连接耳29相连接，缸筒一端通过油缸连接件25连接在中立柱15下侧的横梁24上。最后，按图2所示，将上胶带滚筒4通过轴承座固定在方形立体机架的前立柱11的上侧，使得该滚筒下部圆弧面的切平面与第一夹紧装置A13、第一夹紧装置B16的夹紧面为同一水平面。同样，将下胶带滚筒3通过轴承座固定在方形立体机架的前立柱11的下侧，使该滚筒下部圆弧面的切平面与第二夹紧装置A19、第二夹紧装置B20的夹紧面为同一水平面
本发明ー种快速更换输送机胶带的装置(换带装置8)是安装于输送机的机头空旷地帯处。如图1，本发明采用“旧胶带I拉动新胶带9的原理”而逐步将新胶带9铺设到带式输送机上而实现胶带的更换。即方形立体机架上层两个夹紧装置相互配合被动向前递送新胶带9，而下层的两个夹紧装置相互配合向后收拉旧胶带1，通过旧胶带I的收卷逐步将新胶带9全部铺设到带式输送机上后，切断与新胶带9连接的连接胶带II 5，量好所需新胶带长度后，将其隔断，然后将新胶带9两端硫化连接，从而完成胶带的更换。
下面对本发明所提供的一种用于带式输送机胶带的更换装置的更换方法作出具体说明如下
首先将所述的用于带式输送机胶带的更换装置设置在井口带式输送机机头正下方靠近机头处的位置。具体更换步骤如下
步骤一，首先利用胶带夹紧装置将输送机上下胶带夹紧，后在切割点A处切割胶带。步骤ニ，将割断的胶带两端B、C分别用胶带连接板将其与连接胶带II 5和连接胶带I 2连接。步骤三，将连接胶带II 5绕过方形立体机架的上胶带滚筒4，后穿过第一夹紧装置A13与第一夹紧装置B16的夹紧梁I 27、夹紧梁II 34与底座31之间的间隙中，再将其与新胶带9用胶带连接板连接。
步骤四，将连接胶带I 2绕过机架的下胶带滚筒3，后穿过下层第二夹紧装置A19、第二夹紧装置B20的夹紧梁I 27和夹紧梁II 34与底座31之间的间隙中。步骤五，换带开始后，第一歩，将方形立体机架上层第一夹紧装置A13的夹紧油缸26与下层第二夹紧装置B20的夹紧油缸26的活塞杆伸出，通过连接板28带动夹紧梁I 27和夹紧梁II 34下移从而将连接胶带II 5和连接胶带I 2夹紧，然后，第一夹紧装置B16与第ニ夹紧装置A19的夹紧油缸26的活塞杆油收回，通过连接板28带动夹紧梁I 27和夹紧梁II 34上移而将连接胶带II 5和连接胶带I 2放松。然后，松开输送机上下胶带夹紧装置，反向缓慢启动输送机，使其呈下运式运动，这时上胶带在重力作用下沿输送机托辊下滑，拉动方形立体机架上层第一夹紧装置A13向前运动，并带动与其连接的第一歩进油缸A12的活塞杆收回，此过程为送带，上层第一夹紧装置A13向前运动的同时，下层第二步进油缸B23的活塞杆伸长，从而带动下层第二夹紧装置B20向后运动而拉旧胶带；第一夹紧装置A13与第二夹紧装置B20运动的同时，第一歩进油缸B14的活塞杆伸长，带动与其相连的第一夹紧装置B16向后空行程运动，而第二步进油缸A21的活塞杆缩回，带动与其相连的第二夹紧装置A19向前空行程运动。第二步，当4个夹紧装置第一次运动完成后，第一夹紧装置B16与第二夹紧装置A19的夹紧油缸26的活塞杆伸出，通过连接板28带动夹紧梁I 27和夹紧梁II 34下移从而分别将连接胶带II 5和连接胶带I 2夹紧；然后第一夹紧装置A13的夹紧油缸26与下层第二夹紧装置B20的夹紧油缸26的活塞杆缩回，通过连接板28带动夹紧梁I 27和夹紧梁II 34上移从而将连接胶带II 5和连接胶带I 2放松，然后，方形立体机架上层第一夹紧装置B16在胶带重力作用下向前运动而被动递送新胶带9，在其运动的同时，下层第二步进油缸A21的活塞杆伸出，带动与其连接的第二夹紧装置A19向后运动而拉旧胶带I ;第一夹紧装置B16与第二夹紧装置A19运动的同时，第一歩进油缸A12活塞杆伸出，带动与其相连的第一夹紧装置A13向后空行程运动，同时，第二步进油缸B23的活塞杆缩回，带动与其相连的第二夹紧装置B20向前空行程运动，各个夹紧装置运动完成后即完成ー个换带周期，以后不断依次重复第一歩和第二步，直到新胶带完全铺设在输送机上。步骤六，当新胶带完全铺设在输送机上吋，再次用上下胶带夹紧装置夹紧新胶带9，切断与其连接的连接胶带II 5，量好所需新胶带长度后，将其割断，然后将割断的新胶带9两端硫化接带,换带结束。
权利要求
1.一种用于带式输送机胶带的更换装置，包括有方形立体机架、夹紧装置、步进油缸和胶带滚筒；其特征是 所述方形立体机架是设置有上下两层，由对应的两根前立柱(11)、两根中立柱(15)和两根后立柱(18)，分别通过两根上横梁导轨(17)、两根下横梁导轨(22)、以及相应的两组六根横梁(24)相连接构成； 在上层设置有第一夹紧装置A (13)与第一夹紧装置B (16);下层设置有第二夹紧装置A (19)与第二夹紧装置B (20)； 所述第一夹紧装置A (13)和第一夹紧装置B (16)分别由相应的第一步进油缸A (12)和第一步进油缸B (14)连接在相应的方形立体机架上层前立柱(11)和中立柱(15)上的横梁(24)上； 所述第二夹紧装置A (19)和第二夹紧装置B (20)分别由相应的第二步进油缸A (21)和第二步进油缸B (23)连接在相应的方形立体机架下层前立柱(11)和中立柱(15)上的横梁(24)上； 在方形立体机架的前立柱(11)上安设有相应于上下两层夹紧装置的上胶带滚筒(4)和下胶带滚筒(3)，两滚筒分别与新胶带(9)和旧胶带(I)滚动连接； 所述夹紧装置是底座(31)上设置有两组四连杆皮带夹紧机构，并由销轴(33)通过连接板(28)将夹紧梁I (27)与夹紧梁II (34)连接于底座(31)上，夹紧油缸(26)对称设置于夹紧梁I (27)与夹紧梁II (34)两端。
2.如权利要求1所述的用于带式输送机胶带的更换装置，其所述第二夹紧装置A(19)和第二夹紧装置B (20)的方形立体机架后面设置有卷筒(10)。
3.如权利要求1所述的用于带式输送机胶带的更换装置，其所述第一夹紧装置A(13)和第一夹紧装置B (16)的夹紧面为同一水平面。
4.如权利要求1所述的用于带式输送机胶带的更换装置，其所述第二夹紧装置A(19)和第二夹紧装置B (20)的夹紧面为同一水平面。
5.一种如权利要求1所述的用于带式输送机胶带的更换装置的更换方法，其所述方法如下 1)首先由胶带夹紧装置将输送机上下胶带夹紧，后在切割点(A)处切割胶带； 2)将割断的胶带两端(B、C)分别用胶带连接板将其与连接胶带II(5)和连接胶带I(2)连接； 3)将连接胶带II(5)绕过方形立体机架的上胶带滚筒(4)，后穿过第一夹紧装置A (13)与第一夹紧装置B (16)的夹紧梁I (27)、夹紧梁II (34)与底座(31)之间的间隙中，再将其与新胶带(9)用胶带连接板连接； 4)将连接胶带I(2)绕过机架的下胶带滚筒(3)，后穿过下层第二夹紧装置A (19)、第二夹紧装置B (20)的夹紧梁I (27)和夹紧梁II (34)与底座(31)之间的间隙中； 5)上层的第一夹紧装置A(13)与第一夹紧装置B (16)分别在与各自相连的第一步进油缸A (12)和第一步进油缸B (14)的作用下被动送带；下层的第二夹紧装置A (19)和第二夹紧装置B (20)在与各自连接的第二步进油缸A (21)和第二步进油缸B (23)的作用下主动拉带； 具体更换方法如下A、由上层第一夹紧装置A (13)与下层第二夹紧装置B (20)将连接胶带II (5)和连接胶带I (2)夹紧；第一夹紧装置B (16)与第二夹紧装置A (19)将连接胶带II (5)和连接胶带I (2)放松；反向启动输送机，使其呈下运式运动，上胶带沿输送机托辊下滑，拉动方形立体机架上层第一夹紧装置A (13)向前运动，此为被动送带过程；上层第一夹紧装置 A (13)向前运动的同时，下层第二夹紧装置B (20)向后运动而拉旧胶带；第一夹紧装置A (13)与第二夹紧装置B (20)运动的同时，第一夹紧装置B (16)向后空行程运动；第二夹紧装置A (19)向前空行程运动；B、 第一夹紧装置B (16)与第二夹紧装置A (19)分别将连接胶带II (5)和连接胶带 I (2)夹紧；然后第一夹紧装置A (13)与第二夹紧装置B (20)分别将连接胶带II (5)和连接胶带I (2)放松；方形立体机架上层第一夹紧装置B (16)在胶带重力作用下被动向前运动而递送新胶带(9)，在其运动的同时，下层第二夹紧装置A (19)向后运动而拉旧胶带(1)， 第一夹紧装置B (16)与第二夹紧装置A (19)运动的同时，第一夹紧装置A (13)向后空行程运动，同时，第二夹紧装置B (20)向前空行程运动，各夹紧装置运行完成后，即为一个换带周期；依次重复，直到新胶带(9)完全铺设在输送机上；C、新胶带(9)铺设在输送机上后，再次用上下胶带夹紧装置夹紧新胶带(9)，切断与新胶带(9)连接的连接胶带II (5)，量好所需新胶带长度后，将其割断，并将割断的新胶带(9) 两端硫化接带，换带结束。
全文摘要
一种用于带式输送机胶带的更换装置及其更换方法，其所述更换装置是由方形立体机架、四个夹紧装置、8根步进油缸和胶带滚筒相互组装而成。方形立体机架设置有两层，在方形立体机架前端的上下两层的前立柱上连接有上下两个胶带滚筒，方形立体机架上下两层各设置有两个夹紧装置，每个夹紧装置都由对应的步进油缸连接在方形立体机架上，输送机胶带由导向滚筒导入到夹紧装置夹紧梁与底座的间隙中而夹紧。其所述更换方法采用旧胶带拉动新胶带逐步将新胶带铺设到带式输送机上而实现胶带的更换，保证了新胶带递送与旧胶带收卷同步、安全、有序进行，而且本发明结构紧凑，占地面积小，安全可靠，操作简单，大大提改了输送机胶带的更换速度。
文档编号B23P19/00GK103009037SQ201210541910
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者寇子明, 寇保福, 秦国栋, 李永红, 陈俊如 申请人:太原理工大学