谢翔宇 庄天祥 周淑芳
青岛黄海学院 山东 青岛266427
摘要：因为矿井的生产条件较其他情况而言比较特殊，在矿井中地压大、岩石较软，极易造成巷道的严重变形，它表现为：支护型材料底部变形严重，造成巷道开裂形变；巷道顶板下沉，造成锚固金属性线材的断裂，支护钢架结构扭曲变形严重会造成断裂.。巷道发生严重变形后会导致巷道的断面不断减小、工作的设备无法运输，影响矿井的正常生产工作。当巷道发生倾斜后，在巷道顶层的挡板就会不稳定从而发生掉落，这严重影响了正常矿井生产和工作人员的生命安全。因此，支护性材料的使用非常关键，但是支护性材料在使用一段时间后会形成不同程度的变形，如果重新更换新的支护性材料就会大大增加成本。基于这些情况本文进行了一种新型双向双钢带调直装置结构设计，旨在通过调直装置将这些变形的支护性材料重新利用起来，从而减少成本。
关键词：钢带调直，压辊尺寸可调，双向双钢带调直
1 引言
随着矿业现代化的不断发展，在矿井下应用的设备不断增多，效率也不断加快，而能保证这些的前提就是矿井的稳定性与安全性，因此支护性材料尤为重要，它们的大量使用也带来了诸多问题，其中就包括支护性材料的变形问题，工作人员长期以来一直处于变形带来的安全隐患与更换新的支护性材料会增加成本的两难之境，因此支护性材料的重复利用迫在眉睫，钢带调直机也应运而生。
2 应用前景
钢带调直装置可以使已经发生变形的支护性材料恢复原状，提高其强度，达到重复利用的效果，使用者不需要重新更换新的支护性材料，从而大大的减少了投入的成本，摆脱了两难之境。不同于现已有的调直设备，本新型双向双钢带调直装置可以同时调直两根钢带，这样大大加快了调直的效率。同时压辊尺寸可调决定了它可适用于多种尺寸的钢带，应用范围广，更大程度上的节省了买多种尺寸钢带调直机的成本，其拥有广阔的市场前景。
3结构设计
3.1双钢带输送结构
在钢带调直过程中，调直的速度要适中，过快会导致调直的的效果不佳，过慢又会增加调直时间，降低效率。因此为了解决这个问题，另辟蹊径，设计出了双钢带输送结构，不同于常规的钢带调直机的是它拥有两个钢带输送口，可以同时进行两条钢带的调直，在不影响调直效果和调直成本的前提下，将效率翻倍。
3.2上旋转压辊组的设计
上旋转压辊组置于上部分矩形机架和下部分矩形机架中，它包括三角形压辊架、压辊与齿轮三部分。将压辊架做成三角形的形状，是考虑到在调直过程中会受到非常大的压力，而三角形是受力最强的一种形状，拥有良好的抗压性。三角形压辊架三个凸出端通过轴连接压辊，一组三角形压辊架可以安装三种不同尺寸的压辊，需要哪一种尺寸的压辊可以直接更换，不需要拆卸，方便快捷。齿轮与外部矩形齿条相连，齿条的转动会带动齿轮的转动。当需要更换另一种尺寸的压辊时，只需要打开开关，外部矩形齿条转动带动齿轮转动，从而使三角形压辊架转动，使另一种压辊旋转到工作位置，完成压辊的更换。 在上下部分矩形机架中有若干个上旋转压辊组，这些压辊组的运作也是同步的，一次钢带的调直过程会依次经过这些压辊组的调直，从而使钢带调直效果达到最佳。
.png)
3.3下旋转压辊组的设计
下旋转压辊组置于中部矩形机架中，且呈线性排列。下旋转压辊组包括两个相对设置的矩形压辊架，压辊架的中心设有连接轴连接中部分矩形机架侧方支架，矩形压辊架两端通过轴连接压辊。在下旋转压辊组中，电机带动矩形压辊架转动，矩形压辊架中心轴与中部分矩形机架相连，当电机转动带动矩形压辊架以中心轴转动，使得矩形压辊架转动，矩形压辊架竖起则为使用状态，横置则为非使用状态。此时中部分矩形机架下方的齿轮将沿下部分矩形机架上部的齿条转动，使中部分矩形机架可以前后移动，从而使竖起的下旋转压辊组与上旋转压辊组在同一工作平面内，从而实现所有压辊组压辊的转换。
.png)
3.4双方向设计
在钢带调直过程中可能会出现一次调直无法恢复的情况，如若人工再将钢带搬回输送口就会大大增加劳动力，降低调直效率。考虑到这种情况，在设计这款新型双向双钢带调直装置过程中采用了双向设计，“入口即出口”。当出现钢带在一次调直依然无法恢复到最佳形状的情况时，可调整输送装置的旋转方向，从而改变钢带的输送方向，无需人工搬运，方便进行二次调直。
3.5总体设计
新型双向双钢带调直装置整体由上部分矩形机架、中部分矩形机架和下部分矩形机架组成。上部分矩形机架和下部分矩形机架内部都是若干个上旋转压辊组，而中部分矩形机架内部是若干个下旋转压辊组。此新型双向双钢带调直装置的工作原理是通过上旋转压辊组与下旋转压辊组共同配合来完成对一条钢带的调直。它有两个工作区，一是由上部分机架与中部分机架内部装置组成，二是由下部分机架与中部分机架内部装置组成，这两个工作区的工作原理是相同的，这两个工作区决定了它能够进行双钢带的调直。
.png)
4创新点
（1）创新地采用了双钢带输送结构，使同一个钢带调直机可以同时调直多个钢带，大大提高了钢带调直的效率。
（2）创新地采用了双方向设计，使同一条钢带在一次调直中可以来回多次调直，当出现一次调直无法将钢带恢复的情况时，就可以通过这种方式进行多次调直，使钢带调直恢复更加标准，而且钢带调直机自动调转方向，不需要工作人员搬运钢带，也不需要去刻意注意钢带调直机的入口或出口方向，方便快捷，提高工作效率。
（3）创新地采用了可调节压辊设计，使一种钢带调直机不在居于一种尺寸的钢带调直，也不需要人工拆卸更换压辊，提高了工作效率。当需要更换另一种压辊时，只需要打开开关，齿条传动带动齿轮，三角形压辊架进行旋转，从而使与三角形压辊架相连的三个压辊进行旋转，直到需要的压辊旋转到工作位置即可停止。
（4）创新的采用了两种压辊旋转方式，并使两者相互配合使用，而在下旋转压辊组的设计中，创新性的采用了齿条转动，使中部分矩形机架可以前后移动，从而使竖起的下旋转压辊组与上旋转压辊组在同一工作平面内，从而实现所有压辊组压辊的转换，上下旋转压辊组相互配合使用，它们也都可以各自转换自己的尺寸，灵活性大大增强。
参考文献：
[1]郑 义，马玉华，于艳杰，等． 基于辊式调直理论的钢带调直影响因素分析［J］． 机电工程，2019，36( 12) : 1294 － 1297．
[2]周新院,郑义.基于Solidworks钢带快速修复形变的研究[J].科技视界,2016(25):152+139.
[3]陈士忠,白云飞,刘子金,侯爱山,王永华,贾千业.平行辊式钢筋调直机调直过程受力分析与仿真[J].建筑机械化,2019,40(08):30-32.
[4]陈士忠,王永华,吴玉厚.钢筋调直机调直辊设计与分析[J].建筑机械化,2015,36(03):76-79.
[5]许艳霞,郭俊杰,冯宪琴.煤矿用全液压坑道钻机的设计[J].煤矿机械,2014,35(07):21-23.
作者简介：
谢翔宇，男，汉族，籍贯：山东省潍坊市临朐县，生于：2000-11，职称：无，研究方向：工业设计。
基金项目：本成果是青岛黄海学院国家级大学生创新创业项目《基于辊式调直理论钢带调直机结构设计与研究》的阶段性研究成果