淺談膠帶運(yùn)輸機(jī)膠帶跑偏的預(yù)防措施及強(qiáng)力校正裝置

（北方重工集團(tuán)有限公司輸送設(shè)備分公司，遼寧 沈陽 110027)

1 概述

隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)的迅猛發(fā)展，膠帶運(yùn)輸機(jī)以其運(yùn)行成本低、適應(yīng)性廣、生產(chǎn)能力大等優(yōu)點(diǎn)愈來愈受到人們的重視，廣泛應(yīng)用于各種工礦企業(yè)，成為運(yùn)送散狀物料的主要設(shè)備。因此，解決膠帶運(yùn)輸機(jī)在設(shè)計(jì)和運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的問題，提高設(shè)備的安全可靠性，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

膠帶運(yùn)輸機(jī)在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題是膠帶跑偏，據(jù)有關(guān)資料介紹，煤礦井下膠帶運(yùn)輸機(jī)出現(xiàn)的事故70%～80%是由膠帶跑偏引起的；這里所說的膠帶跑偏就是膠帶的側(cè)向位移，由于膠帶運(yùn)輸機(jī)的工作條件差，運(yùn)行中出現(xiàn)膠帶跑偏現(xiàn)象是比較常見的。

2 膠帶跑偏的原因分析

引起輸送機(jī)膠帶跑偏的原因很多，現(xiàn)分析如下：

2.1 輸送機(jī)膠帶本身質(zhì)量有缺陷；其表現(xiàn)為在膠帶截面上張力分布不均，對膠帶的中心線有彎矩作用。

2.2 物料偏斜引起膠帶跑偏；這是由于膠帶上物料的質(zhì)心位置偏離中間托輥的中間位置，則在物料重力的作用下，膠帶產(chǎn)生相反方向的偏移。

2.3 托輥偏斜引起的膠帶跑偏；在安裝中，如果托輥的軸線不與膠帶中心線垂直，則膠帶運(yùn)行時就會產(chǎn)生垂直于膠帶運(yùn)行方向的側(cè)向推力，這個力使膠帶產(chǎn)生相反方向的偏移。

2.4 托輥轉(zhuǎn)動不靈活引起的跑偏；以三托輥為例，并設(shè)兩個側(cè)托輥轉(zhuǎn)動時所承受的阻力不同，特別是當(dāng)其中一個托輥不轉(zhuǎn)時，則膠帶將受到一個轉(zhuǎn)矩的作用，從而產(chǎn)生一個跑偏量。

2.5 環(huán)境因素的影響；如果托輥表面粘有不均勻料屑，則亦會引起膠帶跑偏，這種情況在井下尤為嚴(yán)重。

實(shí)際上引起膠帶跑偏的因素還有許多，上述所及的幾種膠帶跑偏因素僅限于靜態(tài)角度的分析。

3 膠帶跑偏的預(yù)防措施

預(yù)防膠帶跑偏應(yīng)當(dāng)從以下幾方面入手：

3.1 提高設(shè)計(jì)、加工和安裝質(zhì)量，在設(shè)計(jì)階段應(yīng)對膠帶側(cè)向運(yùn)動進(jìn)行估算，提出對單個托輥轉(zhuǎn)動阻力均方差的限制；對膠帶截面性能均勻性提出要求，正確的選擇托輥槽角和托輥間距，理論上講托輥槽角越大，越不易跑偏，但在空載段，托輥槽角選擇要依據(jù)膠帶的成槽性而定，在受料處要正確的選擇給料方式；對設(shè)備安裝、調(diào)試也應(yīng)有嚴(yán)格的要求。

3.2 要加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)；調(diào)試和試運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性較好的運(yùn)輸機(jī)，在正式工作一段時間后，很可能出現(xiàn)嚴(yán)重的膠帶跑偏現(xiàn)象，這就應(yīng)在維護(hù)過程予以解決，及時更換轉(zhuǎn)動不靈活的托輥、調(diào)整或更換清掃器、糾正機(jī)架或托輥的偏斜角度等，這是防止膠帶跑偏的有效方法。

3.3 在設(shè)計(jì)階段應(yīng)選用合理的調(diào)偏方式和機(jī)構(gòu)，目前常用的調(diào)偏方法有：

3.3.1 托輥前傾：沿運(yùn)輸機(jī)線路，槽型側(cè)托輥前傾一個角度 θ，一般情況下 θ=2°～3°，這種方式調(diào)偏能力差，還引起較大的運(yùn)行阻力，其調(diào)偏力可按如下公式計(jì)算：

這里G′和G″分別為作用在兩側(cè)托輥上物料及膠帶的重量，μ。為摩擦系數(shù)，β為膠帶跑偏后托輥線與水平線的夾角，α為運(yùn)輸機(jī)線路傾角，φ為槽型角。

3.3.2 錐形雙向調(diào)心托輥（如圖1所示），托輥的調(diào)偏力可按下式近似計(jì)算：

這里G1和G2分別為作用在兩托輥上物料及膠帶的重量，其余符號同前，這種托輥調(diào)偏效果好，但對膠帶的磨損較大。

3.3.3 立輥式自動調(diào)心托輥，這種托輥是應(yīng)用最廣泛的一種自定心托輥，結(jié)構(gòu)原理如圖2所示，其產(chǎn)生推力可近似的按下式計(jì)算：

這里G為作用在調(diào)心托輥組上物料的重量，其余符號同前，這種調(diào)心托輥?zhàn)畲蟮膯栴}是容易引起膠左右振蕩。

3.3.4 曲線回旋體側(cè)托輥?zhàn)詣诱{(diào)心托輥組，其結(jié)構(gòu)原理如圖3所示，這種調(diào)心托輥工作原理是當(dāng)膠帶向左跑偏時，左側(cè)曲線立輥與膠帶接觸,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩：M=F·b,使調(diào)心托輥組繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，式中F是曲線立輥的阻尼摩擦力，b是F到轉(zhuǎn)軸的距離，其計(jì)算方法與立輥式自動調(diào)心托輥組相同，這種調(diào)心托輥的缺點(diǎn)同立輥式調(diào)心托輥。

4 膠帶跑偏強(qiáng)力校正裝置

上述列及的幾種調(diào)心托輥結(jié)構(gòu)，在很多場合獲得了應(yīng)用，但對于有些尚未應(yīng)用這些結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場，特別是一些服務(wù)年限已經(jīng)很長的大、中型礦山，進(jìn)行大規(guī)模技術(shù)改造的難度比較大；這種情況下，糾正膠帶跑偏的問題就顯得尤為突出。因此，下面我們介紹一種膠帶跑偏的強(qiáng)力校正裝置（電動式自動定心托輥組），其工作原理如圖4所示。該自動調(diào)偏及保護(hù)裝置采用了電動機(jī)作為動力源，由側(cè)偏立輥機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)膠帶跑偏的自動跟蹤，伺服機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了膠帶跑偏量與膠帶調(diào)心托輥轉(zhuǎn)角的對應(yīng)；當(dāng)膠帶向右跑偏時，膠帶邊緣推動調(diào)偏裝置的立輥向右移動一個相同的距離，立輥在彈簧的作用下始終與膠帶邊緣接觸，立輥軸繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動，推動伺服桿向左移動，移動的距離為：

如果δ1>Δ，則觸點(diǎn)使電控系統(tǒng)的左路接通，電機(jī)接通，電動機(jī)正轉(zhuǎn)，使螺母向左移動一個δ1距離，由于控制盒固定在螺母上，因而也一起向左移動，使觸點(diǎn)同控制盒內(nèi)左控制電路斷開，電動機(jī)停轉(zhuǎn)，調(diào)心托輥架順時針轉(zhuǎn)動一個角度Φ=δ0，實(shí)現(xiàn)調(diào)偏，當(dāng)膠帶恢復(fù)到中心位置時，在彈簧的作用下，立輥軸向反向轉(zhuǎn)動，帶動伺服桿向右移動，觸點(diǎn)接通控制盒內(nèi)右電路，電機(jī)反轉(zhuǎn)，使調(diào)心托輥組回到原來的平衡位置，避免出現(xiàn)調(diào)心力的滯后。

結(jié)語

膠帶跑偏的根本性解決方法應(yīng)該當(dāng)從設(shè)計(jì)→加工→制作→安裝調(diào)試→運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)幾個方面同時著手。設(shè)計(jì)階段應(yīng)當(dāng)對膠帶機(jī)運(yùn)行中的側(cè)向運(yùn)動有充分的認(rèn)識，并對加工制作、安裝調(diào)試提出合理的技術(shù)要求，高質(zhì)量的安裝和精心的日常維護(hù)更為重要。膠帶跑偏強(qiáng)力校正裝置，首次將動力引入調(diào)偏機(jī)構(gòu)，調(diào)偏能力強(qiáng)，是大有發(fā)展前途的產(chǎn)品。

[1]毛軍，解本銘.膠帶輸送機(jī)動態(tài)設(shè)計(jì)理論與應(yīng)用[M].遼寧科學(xué)技術(shù)出版社.

[2]康清良譯.在水平彎曲段使用索環(huán)托輥[J].連續(xù)輸送技術(shù)，1990.