皮帶運(yùn)輸機(jī)皮帶跑偏與斷軸分析及處理措施

王偉國(guó)?張忠德

摘 要：皮帶運(yùn)輸機(jī)是一種摩擦驅(qū)動(dòng)以連續(xù)方式運(yùn)輸物料的機(jī)械，可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點(diǎn)到最終的卸料點(diǎn)間形成一種物料的輸送流程。皮帶運(yùn)輸機(jī)既可以進(jìn)行碎散物料的輸送，也可以進(jìn)行成件物品的輸送。除進(jìn)行純粹的物料輸送外，還可以與各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程中的工藝過(guò)程的要求相配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運(yùn)輸線。

關(guān)鍵詞：皮帶運(yùn)輸機(jī);皮帶跑偏;減速機(jī)斷軸;故障分析與處理

1 前言

目前皮帶運(yùn)輸機(jī)廣泛應(yīng)用八鋼煉鐵分公司原料分廠，在實(shí)際工作中皮帶跑偏與減速機(jī)斷軸是常見(jiàn)的故障，本文就是針對(duì)這兩種常見(jiàn)故障加以簡(jiǎn)單分析，并給出一些處理方法。

2 皮帶運(yùn)輸機(jī)皮帶跑偏的處理

皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行時(shí)皮帶跑偏是最常見(jiàn)的故障。為解決這類(lèi)故障重點(diǎn)要注意安裝的尺寸精度與日常的維護(hù)保養(yǎng)。跑偏的現(xiàn)象和原因很多，要根據(jù)不同的跑偏現(xiàn)象和原因采取不同的調(diào)整方法，才能有效地解決問(wèn)題。本文就是利用力學(xué)原理分析與說(shuō)明此類(lèi)故障的原因及處理方法。

2.1 調(diào)整承載托輥組

承載托輥組安裝位置與輸送機(jī)中心線的垂直度誤差較大，導(dǎo)致皮帶在承載段向一則跑偏。第一種方法就是在制造時(shí)托輥組的兩側(cè)安裝孔都加工成長(zhǎng)孔，以便進(jìn)行調(diào)整。具體方法是皮帶偏向哪一側(cè)，托輥組的哪一側(cè)朝皮帶前進(jìn)方向前移，或另外一側(cè)后移。皮帶向上方向跑偏則托輥組的下位處應(yīng)當(dāng)向左移動(dòng)，托輥組的上位處向右移動(dòng)。

2.2 安裝調(diào)心托輥組

安裝調(diào)心托輥組，調(diào)心托輥組有多種類(lèi)型如中間轉(zhuǎn)軸式、四連桿式、立輥式等，其原理是采用阻擋或托輥在水平面內(nèi)方向轉(zhuǎn)動(dòng)阻擋或產(chǎn)生橫向推力使皮帶自動(dòng)向心達(dá)到調(diào)整皮帶跑偏的目的，其受力情況和承載托輥組偏斜受力情況相同。一般在帶式輸送機(jī)總長(zhǎng)度較短時(shí)或帶式輸送機(jī)雙向運(yùn)行時(shí)采用此方法比較合理，原因是較短帶式輸送機(jī)更容易跑偏并且不容易調(diào)整。而長(zhǎng)帶式輸送機(jī)最好不采用此方法，因?yàn)檎{(diào)心托輥組的使用會(huì)對(duì)膠帶的使用壽命產(chǎn)生一定的影響。

2.3 調(diào)整驅(qū)動(dòng)滾筒與改向滾筒位置

驅(qū)動(dòng)滾筒與改向滾筒的調(diào)整是皮帶跑偏調(diào)整的重要環(huán)節(jié)。因?yàn)橐粭l皮帶運(yùn)輸機(jī)至少有2到5個(gè)滾筒，所有滾筒的安裝位置必須垂直于皮帶運(yùn)輸機(jī)長(zhǎng)度方向的中心線，若偏斜過(guò)大必然造成膠帶在頭部滾筒或尾部改向滾筒處跑偏。其調(diào)整方法為：對(duì)于頭部滾筒如膠帶向滾筒的右側(cè)跑偏，則右側(cè)的軸承座應(yīng)當(dāng)向前移動(dòng)，膠帶向滾筒的左側(cè)跑偏，則左側(cè)的軸承座應(yīng)當(dāng)向前移動(dòng)，相對(duì)應(yīng)的也可將左側(cè)軸承座后移或右側(cè)軸承座后移。尾部滾筒的調(diào)整方法與頭部滾筒剛好相反。在調(diào)整驅(qū)動(dòng)或改向滾筒前最好準(zhǔn)確安裝其位置。

2.4 張緊處的調(diào)整

皮帶張緊處的調(diào)整是皮帶運(yùn)輸機(jī)跑偏調(diào)整的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。輸送機(jī)的張緊裝置使膠帶的張緊力不夠，膠帶無(wú)載時(shí)或少量載荷時(shí)不跑偏，當(dāng)載荷稍大時(shí)就會(huì)出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象。對(duì)于使用重錘張緊裝置的帶式運(yùn)輸機(jī)可添加配重來(lái)解決，但不應(yīng)添加過(guò)多，以免使皮帶承受不必要的過(guò)大張力而降低皮帶的使用壽命。對(duì)于使用螺旋張緊或液壓張緊的帶式運(yùn)輸機(jī)可調(diào)整張緊行程來(lái)增大張緊力。但是，有時(shí)張緊行程已不夠，皮帶出現(xiàn)了永久性變形，這時(shí)可將皮帶截去一段重新進(jìn)行膠接。

2.5 皮帶直徑大小不一造成的跑偏

滾筒外表面加工誤差、粘煤或磨損不均造成直徑大小不一，皮帶會(huì)向直徑較大的一側(cè)跑偏。即所謂的“跑大不跑小”。對(duì)于這種情況，解決的方法就是清理干凈滾筒表面粘煤，加工誤差和磨損不均的就要更換下來(lái)重新加工包膠處理。

2.6 轉(zhuǎn)載點(diǎn)處落料位置不正對(duì)造成膠帶跑偏

轉(zhuǎn)載點(diǎn)處物料的落料位置對(duì)皮帶的跑偏有非常大的影響，尤其在兩條皮帶機(jī)在水平面的投影成垂直時(shí)影響更大。通常應(yīng)當(dāng)考慮轉(zhuǎn)載點(diǎn)處上下兩條皮帶機(jī)的相對(duì)高度。相對(duì)高度越低，物料的水平速度分量越大，對(duì)下層皮帶的側(cè)向沖擊力Fc也越大，同時(shí)物料也很難居中。使在皮帶橫斷面上的物料偏斜，沖擊力Fc的水平分力Fy最終導(dǎo)致皮帶跑偏。在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)盡可能地加大兩條皮帶機(jī)的相對(duì)高度。在受空間限制的移動(dòng)散料運(yùn)輸機(jī)械的上下漏斗、導(dǎo)料槽等件的形式與尺寸更應(yīng)認(rèn)真考慮。一般導(dǎo)料槽的的寬度應(yīng)為皮帶寬度的三分之二左右比較合適。為減少或避免皮帶跑偏可增加擋料板阻擋物料，改變物料的下落方向和位置。

2.7 皮帶本身導(dǎo)致的跑偏

皮帶本身的的問(wèn)題，如皮帶使用時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)生老化變形、邊緣磨損，或者皮帶損壞后重新制作的接頭中心不正，這些都會(huì)使皮帶兩側(cè)邊所受拉力不一致而導(dǎo)致跑偏。處理的方法只有對(duì)中心不正的膠接頭重新制作，皮帶老化變形的給予更換處理。

2.8 雙向運(yùn)行皮帶運(yùn)輸機(jī)跑偏的調(diào)整

雙向運(yùn)行的皮帶運(yùn)輸機(jī)皮帶跑偏調(diào)整時(shí)要仔細(xì)觀察皮帶運(yùn)動(dòng)方向與跑偏趨勢(shì)的關(guān)系，逐個(gè)進(jìn)行調(diào)整。重點(diǎn)應(yīng)放在驅(qū)動(dòng)滾筒和改向滾筒的調(diào)整上，其次是托輥的調(diào)整與物料的落料點(diǎn)的調(diào)整。同時(shí)應(yīng)注意皮帶在硫化接頭時(shí)應(yīng)使皮帶斷面長(zhǎng)度方向上的受力均勻，在采用導(dǎo)鏈牽引時(shí)兩側(cè)的受力盡可能地相等。

3 減速機(jī)的斷軸

減速機(jī)斷軸發(fā)生在減速機(jī)高速軸上。最常見(jiàn)的是采用的減速機(jī)第一級(jí)為垂直傘齒輪軸的高速軸。發(fā)生斷軸主要有兩個(gè)原因。

3.1 斷軸的外在主要原因應(yīng)當(dāng)包括如下幾個(gè)方面

1）所選皮帶運(yùn)輸機(jī)的減速機(jī)的承載能力不夠，既皮帶運(yùn)輸機(jī)的驅(qū)動(dòng)減速機(jī)選擇的過(guò)小，當(dāng)減速機(jī)的實(shí)際使用功率超過(guò)減速機(jī)的承載能力后在一定時(shí)間里使皮帶機(jī)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)斷軸;2）在電機(jī)軸和減速機(jī)軸之間通常安裝液力偶合器和制動(dòng)輪，當(dāng)制動(dòng)輪和液力偶合器的動(dòng)平衡不好，偏心嚴(yán)重時(shí)會(huì)使皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生很大的振動(dòng)。當(dāng)振動(dòng)載荷達(dá)到某種程度時(shí)使減速機(jī)輸出軸上的應(yīng)力過(guò)大而斷裂;3）安裝的同心度的偏差過(guò)大。如果在安裝電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)之間的液力偶合器和制動(dòng)輪時(shí)應(yīng)當(dāng)認(rèn)真仔細(xì)的調(diào)整減速機(jī)和電機(jī)軸之間的同心度，如果偏差過(guò)大也會(huì)發(fā)生偶合器和制動(dòng)輪在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生過(guò)大的震動(dòng)而出現(xiàn)斷軸。4）減速機(jī)設(shè)計(jì)本身的缺陷導(dǎo)致輸入軸斷軸。這種情況是發(fā)生在完全按照減速機(jī)供貨商的要求來(lái)設(shè)計(jì)皮帶運(yùn)輸機(jī)而選用減速機(jī)時(shí)。雖然所選減速機(jī)滿(mǎn)足減速機(jī)供貨商的要求，但還是發(fā)生了斷軸現(xiàn)象。

3.2 減速機(jī)斷軸的內(nèi)在因素

1）減速機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)軸斷裂處應(yīng)力過(guò)大;2）減速機(jī)輸入軸處軸肩處未細(xì)致考慮過(guò)渡圓角的曲率半徑和變化曲線使應(yīng)力集中嚴(yán)重發(fā)生疲勞破壞;3）減速機(jī)為垂直軸形式，第一級(jí)輸入軸為傘齒輪軸，在傘齒輪支承軸承處過(guò)渡軸肩處出現(xiàn)較嚴(yán)重的應(yīng)力集中而發(fā)生疲勞破壞;? ? 4）減速機(jī)為硬齒面減速機(jī)，減速機(jī)輸入軸直徑較細(xì)，雖然計(jì)算強(qiáng)度時(shí)通過(guò)，因軸本身很細(xì)，同樣在軸直徑變化處應(yīng)力集中嚴(yán)重并發(fā)生疲勞破壞;5）輸入軸的熱處理質(zhì)量不合格;6）輸入軸的材料選用不當(dāng)。

3.3 避免和減少減速機(jī)軸斷軸的方法和措施

1）修改減速機(jī)的設(shè)計(jì);2）安裝和維修時(shí)注意調(diào)整電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)的同心度，使其達(dá)到常規(guī)的要求;3）能使用平行軸的減速機(jī)時(shí)最好不使用垂直軸的減速機(jī);4）選用減速機(jī)時(shí)考慮或計(jì)算減速機(jī)許可的能夠承受的徑向載荷;5）在選用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)應(yīng)當(dāng)盡可能地選擇六極電機(jī)，既同步轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分的電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，這樣可以減少偶合器、制動(dòng)輪在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)，尤其對(duì)功率較大的皮帶運(yùn)輸機(jī);6）設(shè)法減少或控制液力偶合器和制動(dòng)輪的不平衡力矩的大小。

4 結(jié)語(yǔ)

皮帶運(yùn)輸機(jī)是有撓性牽引構(gòu)件的連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備。由于其運(yùn)輸能力大，運(yùn)行阻力、耗電量低，運(yùn)行平穩(wěn)，運(yùn)行中對(duì)物料的破碎性小，連續(xù)運(yùn)行容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。一種通用機(jī)械設(shè)備，因此在很多工業(yè)方面廣泛應(yīng)用，但它的維護(hù)要經(jīng)常進(jìn)行，遇到故障要及時(shí)解決才能使其使用壽命更長(zhǎng)。