帶式輸送機的防跑偏措施研究

查錦艷

（東莞市機電工程學(xué)校，廣東 東莞523846）

1 帶式輸送機簡介

帶式輸送機又稱膠帶輸送機、皮帶輸送機或皮帶機，英文belt－conveyer，適用于水平和傾斜方向輸送散粒物料和成件物品，應(yīng)用非常廣泛，但實際運輸中易發(fā)生輸送帶跑偏現(xiàn)象，對此必須予以重視，從設(shè)計、制造、安裝調(diào)試、使用維護等多方面加以防范或糾正，盡可能減少跑偏帶來的危害和損失。

帶式輸送機主要由機架、輸送帶、托輥、滾筒、張緊裝置、傳動裝置等組成，兩端部滾筒之間的上下分支各以若干托輥支承，閉合張緊的輸送帶作承載和牽引構(gòu)件，利用驅(qū)動滾筒與輸送帶間的摩擦力牽引輸送帶實現(xiàn)物料的連續(xù)運行（圖1）。

圖1 帶式輸送機簡圖

筆者曾供職于生產(chǎn)帶式輸送機的專業(yè)工廠，親身體驗到帶式輸送機在煤礦、港口、碼頭、建筑工地、輕工部門等行業(yè)的廣泛應(yīng)用，也體會到帶式輸送機的諸多優(yōu)點，如結(jié)構(gòu)簡單，工作平穩(wěn)可靠，對物料適應(yīng)性強，輸送距離長、運量大、功耗小，可連續(xù)輸送且運行可靠，易于實現(xiàn)自動化和集中化控制等，但其有一明顯缺點——輸送帶易跑偏。

2 輸送帶跑偏現(xiàn)象及危害

帶式輸送機正常運行時，輸送帶處于托輥組正中位置，物料分布在輸送帶正中，俗稱“對中”（圖2）。但受多種因素影響，運行中輸送帶的中心易偏離輸送機中心，即出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象。

跑偏后不能保證物料居中，嚴(yán)重時會導(dǎo)致物料從壓低的一邊撒出，俗稱“撒料”，造成浪費，影響正常的輸送效果；還可能導(dǎo)致皮帶撕裂，影響輸送機的使用壽命；更嚴(yán)重時會發(fā)生停機或人員傷亡事故。因此，要尋找輸送帶跑偏原因，切實防范跑偏事故。

3 跑偏的常規(guī)防范

筆者以往所在企業(yè)通常采用以下方法來解決或防范跑偏現(xiàn)象：（1）購買由國家確認(rèn)的合格輸送帶，定期檢查和調(diào)整，保證皮帶膠接時接口、接頭不偏不斜，不留跑偏隱患。（2）嚴(yán)格按照設(shè)計要求，保證滾筒、托輥等關(guān)鍵零部件的制造和安裝精度。（3）輸送機安裝結(jié)束后要無負(fù)荷試運轉(zhuǎn)2 h，保證運轉(zhuǎn)中膠帶不打滑、不跑偏、運行平穩(wěn)，各部件都正常后才能帶負(fù)載運轉(zhuǎn)試機。（4）加強日常維護，及時清除滾筒、托輥上煤塵，調(diào)檢膠帶邊緣及接頭的磨損情況，發(fā)現(xiàn)問題及時修補或更換；必要時，安裝膠帶跑偏監(jiān)測裝置，及時反饋提醒維修人員采取措施。

4 利用托輥組調(diào)偏的措施

以上常規(guī)措施減少了很多跑偏隱患，但無法進一步避免跑偏現(xiàn)象，還必須采用專門的調(diào)偏措施，下面以實例說明。

實例1：調(diào)整承載托輥組的位置。

筆者曾參與設(shè)計廣州番禺某港口500 m長度的船用帶式輸送機，其試運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象。通過調(diào)整托輥支架，將托輥組支架兩側(cè)的安裝孔由圓孔改加工成長孔，工人現(xiàn)場操作使托輥組的安裝位置由固定式轉(zhuǎn)為可偏移式，順利解決了跑偏問題。推廣此方法如下：皮帶偏向哪一側(cè)，托輥組的哪一側(cè)朝皮帶前進方向前移或另外一側(cè)后移。如圖3所示，皮帶向上跑偏，則托輥組的下位處向左移動，托輥組的上位處向右移動。

圖2 物料對中示意圖

圖3 調(diào)整承載托輥組位置

實例2：安裝調(diào)心托輥組。

托輥是帶式輸送機的重要部件之一，用于支承輸送帶，有上方承載散裝物料的槽形托輥、下方支承輸送帶的平形托輥和受料處緩沖托輥（圖4）。為了有效防止跑偏，特設(shè)置調(diào)心托輥組。

圖4 帶式輸送機托輥組

筆者以往所在企業(yè)的輸送機多用于煤礦井下和地面，是煤炭開采、加工流程中的關(guān)鍵設(shè)備，一旦跑偏，危害更大，故對其安全運行有更加特殊的要求。此類長距離、大運量的輸送機，由于托輥數(shù)量多，若采用調(diào)整托輥組安裝位置的方法，費時費力費成本，效果很不好，故采用增設(shè)調(diào)心托輥組的調(diào)偏措施。原理是利用托輥支架下方的一個旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，阻擋托輥在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動或產(chǎn)生橫向推力，調(diào)整輸送機的運行方向，使皮帶自動向心，達到調(diào)偏目的。如筆者曾設(shè)計河北唐山開灤礦務(wù)局錢家營煤礦3＃礦井皮帶機，整機長度1 200 m，上槽形托輥組間距取1.5 m，共約700組；下托輥組間距取3 m，共約300組；受料處緩沖托輥組排列較密集，間距0.6 m，共10組。調(diào)心托輥組每隔10組設(shè)置1組，即間距15 m或30 m，共設(shè)上調(diào)心托輥組70組，下調(diào)心托輥組30組。采用立輥式調(diào)心托輥組，利用立輥限位阻擋的調(diào)偏機理達到防偏、糾偏的向心目的，具有極強的防跑偏能力（圖5）。

此類托輥組調(diào)偏能力強，但因立輥單獨設(shè)置在外側(cè)，零部件多，制造安裝麻煩，整機空間尺寸大，對輸送帶的磨損也較大。為克服以上缺點，筆者在設(shè)計安徽淮北礦務(wù)局洗煤廠整機長度1 000 m的皮帶機時，采用摩擦輪式調(diào)心托輥組，在原槽形托輥外側(cè)增加和托輥一起旋轉(zhuǎn)的喇叭形接頭，支承、限制、阻擋輸送帶跑偏，達到向心調(diào)偏的目的，整體結(jié)構(gòu)緊湊美觀，占用空間減小，安全性也增強（圖6）。

圖5 立輥式調(diào)心托輥組的應(yīng)用

圖6 摩擦輪式調(diào)心托輥組的應(yīng)用

以上兩例中的調(diào)心托輥組，其單獨的輥子可與普通槽形上托輥互換使用，具有存貨方便、效率提高、成本降低等優(yōu)點。但由于立輥和摩擦輪與輸送帶邊緣經(jīng)常接觸，即使采用結(jié)實耐磨的礦用型號輸送帶，也難免磨損。為克服不足，近年來開始采用錐形調(diào)心托輥組。利用托輥支架下方的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)來調(diào)整輸送機的運行方向，但旋轉(zhuǎn)的輥子采用錐形或鼓形（圖7）。

圖7 調(diào)心托輥組的其他類型

從外形上分析，輸送帶鋪設(shè)在圓柱形輥面上為全接觸，鋪設(shè)在錐形或鼓形面上為非全接觸，這就導(dǎo)致2種跑偏情形明顯不同：若輸送帶跑偏至錐形或鼓形小端處，與輥面無法接觸必然自動向大端回位，這種自動對中向心的趨勢，非常有利于防止輸送帶跑偏（圖8），故又稱為自動調(diào)心托輥組。錐形比鼓形制造簡單，應(yīng)用范圍更廣。

圖8 普通圓柱形托輥與錐形托輥

從工作原理分析，錐形托輥各點處直徑不同，托輥面的線速度也不同，因此與輸送帶的運行就存在速度差。運行中產(chǎn)生的偏差導(dǎo)致帶速發(fā)生變化，促使調(diào)偏裝置開始轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)輸送帶運行的重新平衡，從而達到調(diào)偏目的。

近期，筆者返回以往供職企業(yè)調(diào)研，了解到該廠正在改進錐形調(diào)心托輥組，將其更新為連桿式錐形上自動調(diào)心托輥組，簡介如下：該托輥組（圖9）主要由1個中間托輥、2個錐形側(cè)托輥、托輥中支架、托輥邊支架、支撐座、連桿機構(gòu)及下橫梁等組成，最大的變化是由原來3托輥共用1個中心支點變?yōu)?支點結(jié)構(gòu)。2個錐形側(cè)托輥與1個中間托輥組成槽角為α的槽形托輥組，各托輥支架均采用帶有1套雙向推力軸承的回轉(zhuǎn)裝置，分別采用4個螺栓組件固定在下橫梁上。下橫梁主體結(jié)構(gòu)為倒置的槽鋼，內(nèi)設(shè)連桿機構(gòu)。連桿機構(gòu)通過差動塊將3個托輥支架連接成1個調(diào)偏器，兩側(cè)支撐座各設(shè)2個滾輪，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，轉(zhuǎn)動更靈活。

圖9 連桿式錐形上自動調(diào)心托輥組

分析其主要調(diào)偏特點如下：（1）皮帶跑偏時，錐形輥子與皮帶接觸點處的速度差產(chǎn)生附加推力，使皮帶反向運動，從而達到糾偏目的。（2）各托輥支架下方的旋轉(zhuǎn)裝置以前為滑動軸承，改為雙向推力滾動軸承，大大降低托輥組的旋轉(zhuǎn)阻力，提高調(diào)偏的靈敏度。（3）采用連桿機構(gòu)，保證左右兩側(cè)輥子同步轉(zhuǎn)動，調(diào)偏效果理想可靠。（4）兩側(cè)設(shè)有支撐輪機構(gòu)，保證了支撐的穩(wěn)定性，且轉(zhuǎn)動靈活，調(diào)偏靈敏。（5）連桿機構(gòu)下置，隱藏在下橫梁內(nèi)，可防止連桿發(fā)生碰撞，安全性能更好。

總之，該類型的調(diào)心托輥組具有轉(zhuǎn)動更靈活、安全穩(wěn)定、密封性好、使用壽命長、糾偏能力強等一系列優(yōu)點，實屬有效的新型改進形式。

5 結(jié)語

帶式輸送機的用途越來越廣，類型越來越多，防跑偏措施也越來越豐富。實踐證明，從制造、安裝、維護方面的技術(shù)保證，到調(diào)整承載托輥組的支架位置，再到調(diào)心托輥組的應(yīng)用，是防跑偏措施不斷改進的真實體現(xiàn)；從立輥式調(diào)心托輥組到摩擦輪式調(diào)心托輥組，再到錐形調(diào)心托輥組，其結(jié)構(gòu)改進越來越簡單合理，用戶反饋其防跑偏效果也越來越明顯。

筆者將繼續(xù)關(guān)注企業(yè)對新型調(diào)心托輥組的研制及使用情況，關(guān)注帶式輸送機的最新防跑偏措施，不懈提高自身的專業(yè)知識技能和理論水平，更好地為中職教學(xué)服務(wù)。

［1］孫大俊.機械基礎(chǔ)［M］.北京：中國勞動和社會保障出版社，2007