皮带机系统的制作方法

本发明涉及盾构施工技术领域，具体而言，涉及一种皮带机系统。

背景技术：

在地铁隧道施工过程中，盾构法由于其机械化程度高、施工安全、适应性好得到广泛应用，其中常见的盾构方式是采用盾构机进行盾构掘进。

盾构机掘进过程中，通常在盾构机的始发位置处设置皮带机，以将盾构机挖掘隧道过程中产生的渣土及时运出隧洞，现有的皮带机的结构设置不合理，导致皮带机无法将隧洞内的渣土高效快捷地运出隧洞，降低了皮带机的工作效率，延长了盾构施工的工期，提高了盾构施工的成本。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种皮带机系统，以解决现有技术中的皮带机的结构设置不合理，导致皮带机无法将隧洞内的渣土高效快捷地运出隧洞，降低了皮带机的工作效率，延长了盾构施工的工期，提高了盾构施工的成本的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种皮带机系统，在盾构法地铁施工中，用于测试对渣土的运送性能，包括机头架、机尾架、第一转辊、第二转辊和输送皮带，其中，机头架和机尾架在水平方向间隔设置，且机尾架高于机头架；第一转辊可转动地设置在机头架上，第二转辊可转动地设置在机尾架上；输送皮带绕设在第一转辊和第二转辊上，以在两者的滚动驱动作用下循环移动，其中，输送皮带与水平方向的倾斜夹角大于等于13度且小于等于15度。

进一步地，皮带机系统还包括承载斜板和多个支撑架，承载斜板连接机头架和机尾架，多个支撑架支撑在地面与承载斜板的下表面之间，且多个支撑架沿承载斜板的长度方向间隔设置。

进一步地，输送皮带包括呈环形连接的上部段和下部段；皮带机系统还包括皮带支撑组件，皮带支撑组件包括框架和上部托辊组件，其中，框架设置在承载斜板的上表面上；上部托辊组件设置在框架上，上部段搭接在上部托辊组件上，下部段由上部托辊组件和承载斜板之间的间隙穿过。

进一步地，上部托辊组件包括沿输送皮带的宽度方向依次滚动设置的第一边缘托辊、中央托辊和第二边缘托辊，其中，中央托辊沿水平方向设置，第一边缘托辊和第二边缘托辊倾斜于水平方向设置并对称设置在中央托辊的两端。

进一步地，第一边缘托辊和第二边缘托辊的倾斜角度大于等于20度且小于等于40度。

进一步地，皮带支撑组件还包括底部托辊，底部托辊可转动地设置在框架上并位于上部托辊组件的下方，下部段搭接在底部托辊上。

进一步地，皮带支撑组件为多个，多个皮带支撑组件沿承载斜板的长度方向等间隔设置。

进一步地，机头架、机尾架和支撑架均由筋板和/或槽钢制成。

进一步地，第一转辊和第二转辊之间的距离大于等于25m且小于度等于35m，输送皮带的移动速度大于等于2.5m/min且小于等于3.5m/min。

进一步地，输送皮带与水平方向的倾斜夹角为14.3度，第一转辊和第二转辊之间的距离为23m；输送皮带的移动速度为3.15m/min。

为了确保皮带机系统投入使用之后能够高效快捷地将隧洞内的渣土运出隧洞，在皮带机系统投入使用之前，先测试皮带机系统对渣土的运送性能。

应用本发明的技术方案，通过优化皮带机系统的输送皮带与水平方向的倾斜夹角的角度范围，既能够使得皮带机系统占用地铁隧道内的横向空间尽可能小，有利于皮带机系统的小型化设计，提高地铁系统的空间利用率；此外，当输送皮带在第一转辊和第二转辊的滚动驱动作用下运送渣土时，输送皮带的角度在合理的数值范围，还能够确保输送皮带上的渣土在被运送的过程中受到足够大的静摩擦力，避免渣土在重力作用下沿输送皮带的斜面下滑，从而保证输送皮带能够将隧洞内的渣土高效快捷地全部运出隧洞，提高了皮带机系统的工作可靠性，从而加快了盾构施工的进度，进而缩短盾构施工的工期，提升了盾构施工的经济性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的一种可选实施例的皮带机系统的整体结构示意图；

图2示出了图1中的皮带机系统的皮带支撑组件、承载斜板和支撑架的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、机头架；20、机尾架；30、第一转辊；40、第二转辊；50、输送皮带；51、上部段；52、下部段；60、承载斜板；70、皮带支撑组件；71、框架；72、上部托辊组件；721、第一边缘托辊；722、中央托辊；723、第二边缘托辊；73、底部托辊；80、支撑架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决现有技术中的皮带机的整体结构设置不合理，导致皮带机无法将隧洞内的渣土及时运出隧洞，降低了皮带机的工作效率，延长了盾构施工的工期，提高了盾构施工的成本的问题，本发明提供了一种皮带机系统，在盾构法地铁施工中，用于测试对渣土的运送性能，如图1所示，皮带机系统包括机头架10、机尾架20、第一转辊30、第二转辊40和输送皮带50，其中，机头架10和机尾架20在水平方向间隔设置，且机尾架20高于机头架10；第一转辊30可转动地设置在机头架10上，第二转辊40可转动地设置在机尾架20上；输送皮带50绕设在第一转辊30和第二转辊40上，以在两者的滚动驱动作用下循环移动，其中，输送皮带50与水平方向的倾斜夹角大于等于13度且小于等于15度。

通过优化皮带机系统的输送皮带50与水平方向的倾斜夹角的角度范围，既能够使得皮带机系统占用地铁隧道内的横向空间尽可能小，有利于皮带机系统的小型化设计，提高地铁系统的空间利用率；此外，当输送皮带50在第一转辊30和第二转辊40的滚动驱动作用下运送渣土时，输送皮带50的角度在合理的数值范围，还能够确保输送皮带50上的渣土在被运送的过程中受到足够大的静摩擦力，避免渣土在重力作用下沿输送皮带50的斜面下滑，从而保证输送皮带50能够将隧洞内的渣土高效快捷地全部运出隧洞，提高了皮带机系统的工作可靠性，从而加快了盾构施工的进度，进而缩短盾构施工的工期，提升了盾构施工的经济性。

如图1所示，皮带机系统还包括承载斜板60和多个支撑架80，承载斜板60连接机头架10和机尾架20，多个支撑架80支撑在地面与承载斜板60的下表面之间，且多个支撑架80沿承载斜板60的长度方向间隔设置。这样，机头架10和机尾架20通过承载斜板60连接，提高了机头架10和机尾架20的连接稳定性，确保输送皮带50能够在机头架10上的第一转辊30和机尾架20上的第二转辊40之间平稳地循环移动，提高了皮带机系统运送渣土的平稳性；此外，将多个支撑架80支撑在地面与承载斜板60的下表面之间，且多个支撑架80沿承载斜板60的长度方向间隔设置，确保机头架10和机尾架20之间的承载斜板60能够始终保持在同一平面内，避免机头架10和机尾架20之间的承载斜板60处于悬空状态而发生晃动，进而影响皮带机系统对渣土运送的稳定性，因此，上述结构的皮带机系统有利于具有良好的工作可靠性。

如图1和图2所示，输送皮带50包括呈环形连接的上部段51和下部段52；皮带机系统还包括皮带支撑组件70，皮带支撑组件70包括框架71和上部托辊组件72，其中，框架71设置在承载斜板60的上表面上；上部托辊组件72设置在框架71上，上部段51搭接在上部托辊组件72上，下部段52由上部托辊组件72和承载斜板60之间的间隙穿过。这样，通过将输送皮带50设置成包括呈环形连接的上部段51和下部段52的结构形式，确保输送皮带50能够在第一转辊30和第二转辊40的滚动驱动作用下循环移动；此外，通过在承载斜板60的上表面上设置框架71，并将上部托辊组件72设置在框架71上，便于优化输送皮带50在皮带支撑组件70上的安装位置，具体而言，输送皮带50的上部段51搭接在上部托辊组件72上，同时输送皮带50的下部段52由上部托辊组件72和承载斜板60之间的间隙穿过，当输送皮带50在第一转辊30和第二转辊40的滚动驱动作用下循环移动过程中，确保上部段51和下部段52互不干涉，提高了皮带机系统的工作可靠性。

如图2所示，上部托辊组件72包括沿输送皮带50的宽度方向依次滚动设置的第一边缘托辊721、中央托辊722和第二边缘托辊723，其中，中央托辊722沿水平方向设置，第一边缘托辊721和第二边缘托辊723倾斜于水平方向设置并对称设置在中央托辊722的两端。这样，通过将中央托辊722沿水平方向设置，第一边缘托辊721和第二边缘托辊723倾斜于水平方向设置并对称设置在中央托辊722的两端，上部段51搭接在上部托辊组件72上后会适配性地沿上部托辊组件72的表面贴附，从而增大了上部托辊组件72与输送皮带50的上部段51的接触面积，提高了上部托辊组件72对上部段51的传送稳定性，确保输送皮带50能够平稳地运送渣土，提高了皮带机系统的工作可靠性。

需要说明的是，在本申请中，第一边缘托辊721和第二边缘托辊723的倾斜角度大于等于20度且小于等于40度。这样，通过优化第一边缘托辊721和第二边缘托辊723的倾斜角度的角度范围，在皮带机系统运送渣土过程中，确保输送皮带50的上部段51能够承载足够量的渣土，进而提高了皮带机系统的工作效率。

如图2所示，皮带支撑组件70还包括底部托辊73，底部托辊73可转动地设置在框架71上并位于上部托辊组件72的下方，下部段52搭接在底部托辊73上。这样，底部托辊73能够起到对下部段52的支撑作用，当输送皮带50在第一转辊30和第二转辊40的滚动驱动作用下循环移动的过程中，避免下部段52在自重下过度下坠，从而确保下部段52的运动平稳性，避免输送皮带50在运送渣土过程中出现跳动现象。

如图1所示，皮带支撑组件70为多个，多个皮带支撑组件70沿承载斜板60的长度方向等间隔设置。这样，通过沿承载斜板60的长度方向等间隔设置多个皮带支撑组件70，增大了输送皮带50与皮带支撑组件70的接触面积，从而提高了皮带支撑组件70对输送皮带50的支撑稳定性。

可选地，机头架10、机尾架20和支撑架80均由筋板制成，筋板重量轻有利于皮带机系统的轻量化，同时筋板的承载力高、抗弯能力强，确保机头架10、机尾架20和支撑架80具有足够的强度，从而提高皮带机系统的整体结构强度。

可选地，机头架10、机尾架20和支撑架80均由槽钢制成，由于槽钢是截面为凹槽形的长条钢材，便于减轻由槽钢制成的机头架10、机尾架20和支撑架80的重量，有利于皮带机系统的轻量化。

可选地，第一转辊30和第二转辊40之间的距离大于等于25m且小于度等于35m，输送皮带50的移动速度大于等于2.5m/min且小于等于3.5m/min。这样，通过优化第一转辊30和第二转辊40之间的距离以及输送皮带50的移动速度，确保皮带机系统能够平稳地运送渣土的同时提高皮带机系统的工作效率，从而提高了皮带机系统的工作可靠性。

需要说明的是，在本申请中，在确保皮带机系统能够正常运送渣土的前提下，为了提高皮带机系统的结构紧凑性，优选地，输送皮带50与水平方向的倾斜夹角为14.3度，第一转辊30和第二转辊40之间的距离为23m；输送皮带50的移动速度为3.15m/min。

可选地，当第一转辊30的直径小于第二转辊40的直径时，第一转辊30的转速大于第二转辊40的转速，使得皮带机系统处于差速转动状态，且当第二转辊40为主动轮时，通过调节第二转辊40的直径，有利于提高第二转辊40对输送皮带50的驱动扭矩，从而有利于提升对输送皮带50的稳定驱动效果，而第二转辊40和第一转辊30处于差速转动状态能够避免出现输送皮带50出现打滑现象，有利于皮带机系统的稳定运行。

可选地，当第一转辊30的直径等于第二转辊40的直径时，第一转辊30的转速等于第二转辊40的转速，使得皮带机系统处于同速转动状态，这样，便于对第一转辊30和第二转辊40的控制，且能够将两者均作为主动驱动轮，以提升皮带机系统的动力输出，且能够确保皮带机系统的传动平稳性，从而保证皮带机系统能够将渣土高效地、平稳地运出隧洞。

优选地，第一转辊30的直径为400mm，第二转辊40的直径为500mm，这样，分别对第一转辊30和第二转辊40的直径进行了优化，在皮带机系统运送渣土过程中，避免了因第一转辊30的直径过小而出现打滑现象，确保输送皮带50能够平稳地运送渣土，提高了皮带机系统的工作可靠性。

需要说明的是，在本申请中，皮带机系统还包括驱动部，可选地，当驱动部与第一转辊30驱动连接时，这样，便于皮带机系统通过驱动部驱动第一转辊30转动，从而使得第一转辊30带动第二转辊40转动，进而使得输送皮带50在第一转辊30和第二转辊40的滚动驱动作用下循环移动，提高了皮带机系统的自动化。

可选地，当驱动部与第二转辊40驱动连接时，这样，便于皮带机系统通过驱动部驱动第二转辊40转动，从而使得第二转辊40带动第一转辊30转动，进而使得输送皮带50在第一转辊30和第二转辊40的滚动驱动作用下循环移动，提高了皮带机系统的自动化。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。