帶式輸送機(jī)調(diào)偏裝置的優(yōu)化設(shè)計

劉夏艷 王傳安 萬奇才 暢海潮

摘 要：文章從主要介紹了帶式輸送機(jī)跑偏的原因以及危害，分析了常用的調(diào)偏方法和調(diào)偏原理，并提出錐形自動調(diào)偏托輥優(yōu)化方案，對解決皮帶機(jī)的跑偏問題具有重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī)；跑偏；錐形自動調(diào)偏裝置；調(diào)偏原理

引言

帶式輸送機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中最常見的故障是輸送帶跑偏。如果處理不及時，跑偏量超過極限值時，輸送帶邊緣就會與托輥架或機(jī)架發(fā)生劇烈摩擦 ，很快會把輸送帶邊上的覆蓋膠磨掉，致使帶芯受潮濕氣和粉塵的侵蝕而迅速損壞，導(dǎo)致輸送帶撕裂，甚至造成斷帶事故。另一方面，輸送機(jī)向外撒料也多半由于輸送帶嚴(yán)重跑偏引起。防止和糾正輸送帶跑偏是帶式輸送機(jī)運(yùn)行中的重要問題。

1 帶式輸送機(jī)容易跑偏的原因

輸送帶跑偏主要是由托輥或滾筒安裝不正、托輥轉(zhuǎn)動不良、機(jī)架彎曲、輸送帶拉緊不夠或受力不均、接頭不正、鋪設(shè)不平直、本身直線度不足、落料點(diǎn)偏心、從一側(cè)刮來大風(fēng)等原因造成的。皮帶向前運(yùn)行時給托輥一個向前的牽引力Fq，由于皮帶中心線和托輥組的軸線不垂直而是成一定的夾角，所以這個牽引力分解為一個使托輥轉(zhuǎn)動的分力Fy和一個橫向分力Fx1，這個橫向分力使托輥沿軸向竄動；由于托輥支架的固定托輥是無法軸向竄動的，它必然就會對皮帶產(chǎn)生一個反作用力Fx2，它使皮帶向另一側(cè)移動，從而導(dǎo)致了皮帶的跑偏。

2 常用調(diào)偏方法及調(diào)偏原理

一是通過人工調(diào)整滾筒或托輥進(jìn)行調(diào)偏。二是使用TD75標(biāo)準(zhǔn)的回轉(zhuǎn)式槽型調(diào)心托輥（上皮帶裝）或平行調(diào)心托輥（下皮帶裝）進(jìn)行調(diào)偏。當(dāng)膠帶跑偏時，碰撞擋輥，擋輥內(nèi)有一對滾珠軸承，可以轉(zhuǎn)動，因而可減少膠帶邊緣的磨損；同時立輥帶動回轉(zhuǎn)架轉(zhuǎn)動，使膠帶向中心移動，以實現(xiàn)自動調(diào)偏。三是使用DTⅡ標(biāo)準(zhǔn)的錐形上/下調(diào)心托輥進(jìn)行調(diào)偏。還有別的調(diào)偏方法如液壓/氣壓調(diào)偏裝置、前傾托輥、V型托輥、反V型托輥等。

以上各種調(diào)偏方法的調(diào)偏原理為：如果輸送帶跑偏托輥架就會受輸送帶偏心力的作用而旋轉(zhuǎn)一個角度，這就相當(dāng)于輸送帶在一個偏斜托輥上運(yùn)行一樣，這時由于托輥轉(zhuǎn)動圓周速度Vt與輸送帶運(yùn)行速度Vd產(chǎn)生一個速度差△V，相當(dāng)于托輥給輸送帶一個橫向力，推動輸送帶向與△V相反方向偏移而回復(fù)到正常位置。

第一種辦法的弊端在于每一條運(yùn)輸線上必須配置專門的檢查、維護(hù)人員，增加了生產(chǎn)用工量和職工的勞動強(qiáng)度。第二種辦法雖然降低了職工的勞動強(qiáng)度，但其價格比較昂貴，另外平行調(diào)偏托輥普遍存在注油困難，不便維修，底皮帶淤煤較多時運(yùn)轉(zhuǎn)不良，調(diào)偏效果不佳等缺陷。第三種錐形上/下調(diào)心托輥的調(diào)偏性能雖然可以，但是其滾輪軸極易折斷，更換周期短，總體性價比不高。液壓/氣壓調(diào)偏裝置需配制專用泵站，生產(chǎn)成本大，而且皮帶機(jī)工作的環(huán)境一般比較惡劣，潮濕多塵，液壓系統(tǒng)又必須要求環(huán)境良好，否則極易發(fā)生污染和泄露，因而它們之間存在著不可調(diào)和的矛盾。

3 錐形自動調(diào)偏托輥的優(yōu)化設(shè)計

錐形自動上調(diào)偏托輥的優(yōu)化設(shè)計：

1）錐形自動上調(diào)偏托輥中輥的輥徑選用其同帶寬槽型托輥的輥徑，將其邊托輥做成錐形，中輥的長度、錐形輥的直徑和長度的選用必須保證錐形上調(diào)偏托輥的槽角和理論帶面與其同帶寬的槽型托輥的槽角和理論帶面一致。

2）錐形自動上、下調(diào)偏托輥的調(diào)偏原理。

圖5輸送帶向右跑偏時的受力分析

當(dāng)輸送帶正常運(yùn)行時，輸送帶上的1點(diǎn)、2點(diǎn)、11點(diǎn)、22點(diǎn)的速度相同。當(dāng)輸送帶向右跑偏時，就破壞了1點(diǎn)、2點(diǎn)、11點(diǎn)、22點(diǎn)的速度平衡，由于邊錐形輥輥徑由小到大，輥的圓周轉(zhuǎn)速相同，所以V1小于V2，使得左邊的托輥架向后旋轉(zhuǎn)一個角度，左邊輥子的速度Vt向后，其與輸送帶速度Vd的合力向右，相當(dāng)于輥子給了輸送帶一個向左的水平力Fx3。因為連桿的存在，當(dāng)左邊托輥架向后旋轉(zhuǎn)時，右邊的托輥架必定向前旋轉(zhuǎn)，因此又得到一個右邊輥子給輸送帶向左的水平力Fx4。水平Fx3、Fx4可平衡掉托輥給輸送帶的水平力Fx2，并推動輸送帶向左運(yùn)動。通過幾組這樣的錐形調(diào)心托輥就可以將輸送帶調(diào)整到正常的運(yùn)行軌跡。當(dāng)輸送帶向左跑偏時，調(diào)偏原理同此。

4 結(jié)束語

本次優(yōu)化設(shè)計的錐形自動上/下調(diào)心托輥是利用錐形輥徑的變化和皮帶自身的運(yùn)動做動力源的自動調(diào)偏裝置，這樣便于皮帶在跑偏時得到及時的調(diào)整且無需動力源裝置，無需人工干涉，適合于爆炸環(huán)境工作。具有重要的實用意義。

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作者簡介：劉夏艷（1986-），女，遼寧沈陽，大學(xué)本科，沈陽圣佳機(jī)械制造有限公司，助理工程師，研究方向：帶式輸送機(jī)和裝車機(jī)的研發(fā)，液壓系統(tǒng)、閥塊的設(shè)計。