帶式輸送機輸送帶跑偏機理分析

趙亞杰

（西山煤電集團股份有限公司西曲礦， 山西 古交 030200）

引言

帶式輸送機作為物流運輸過程中一種高自動化的機械設(shè)備，在各領(lǐng)域的運輸過程中被廣泛采用。但在輸送物料過程中，輸送帶跑偏是困擾帶式輸送機正常運行，乃至是發(fā)展的一大問題，輸送帶由于其特殊的材料、結(jié)構(gòu)及運行特征，在運行過程中涉及到復(fù)雜的動力學(xué)特性，其跑偏引起的問題一直難以解決[1]。經(jīng)對帶式輸送機事故案例統(tǒng)計分析，帶式輸送機發(fā)生故障甚至引起事故事件的大部分原因是運行過程中跑偏所致，輕則其上物料撒落，重則釀成人員、財產(chǎn)損傷、損失，對企業(yè)正常生產(chǎn)造成巨大的影響。因此，研究輸送帶跑偏機理，找出合適的輸送帶防偏措施或糾偏方法，對減少輸送帶跑偏事故很有必要。

1 帶式輸送機工作原理

帶式輸送機的結(jié)構(gòu)特殊，屬于窄長的運輸設(shè)備，可以分為設(shè)備頭部、設(shè)備尾部以及中間部分。其設(shè)備尾部安裝有物料運輸用的導(dǎo)料槽以及物料裝填時起緩沖作用的緩沖托輥和變向時的作用滾筒等裝置，一般裝填物料就在該機尾。在機尾裝料運輸?shù)綑C頭，在機頭部分開始卸料，設(shè)備頭部安裝有卸料時用的卸料裝置及與動力設(shè)備相連用于傳動的主動滾筒等。中間段主要是鋪設(shè)安裝有一段接一段支撐引導(dǎo)用的托輥。另外，帶式輸送機一般都安裝有用于清掃和輸送帶張緊等的輔助裝置[2]。

輸送帶是輸送機上的一個特殊材料制作而成的閉環(huán)柔性體，是帶式輸送機的承載部分，通過主動滾筒轉(zhuǎn)動帶動其運輸，這種運輸過程主要是輸送帶與滾筒間靠摩擦力作用來傳遞運動的。摩擦作用靠安裝在輸送機上的張緊裝置對輸送帶進行拉緊來保證，足夠的拉緊力使得帶式輸送機能夠連續(xù)不斷地運行。輸送機上帶為載料段，下帶為返回段，下帶也為非載料段。

2 輸送帶跑偏機理

2.1 輸送帶跑偏現(xiàn)象

帶式輸送機在運載物料過程中，由于各種原因使得輸送帶的中心線與帶式輸送機的中心線無法保持原始的固定相對位置而發(fā)生持續(xù)偏離、跑向一側(cè)的現(xiàn)象即為輸送帶跑偏。輸送帶跑偏會導(dǎo)致輸送機無法正常工作，導(dǎo)致物料側(cè)翻、撒落，造成事故等狀況。

2.2 輸送帶跑偏原因

帶式輸送機在運行時，輸送帶保持著閉環(huán)不斷的循環(huán)往復(fù)的運動。根據(jù)傳送位置和方向的不同，一般把上部稱為上行，下部稱為下行。在正常運轉(zhuǎn)過程中，輸送帶處于上下行部分平面及邊線始終處于平行狀態(tài)，而且整條輸送帶上的拉緊力受力相對均衡。但輸送帶發(fā)生跑偏時，其上沿帶寬上的拉應(yīng)力就會無法保持均衡，使得輸送帶受力不相等，造成拉扯，受力變化如圖1所示。受力不均衡就會導(dǎo)致輸送帶在拉扯作用下偏向一邊越來越大，當(dāng)輸送帶完全脫離其下裝置時，導(dǎo)致事故發(fā)生。

2.2.1 靜態(tài)原因

引起帶式輸送機輸送帶跑偏的靜態(tài)原因一般是在帶式輸送機制造及安裝過程的不合理因素遺留問題，具體分為以下幾個方面分析。

圖1 帶寬方向上的拉應(yīng)力分布圖

1）輸送帶本身的質(zhì)量有問題。輸送帶在出廠時存在質(zhì)量問題，如其接頭歪斜，帶的薄厚不一樣，這樣會導(dǎo)致輸送帶在運行時，帶寬上的受力不均衡，逐漸引發(fā)跑偏事故。

2）滾筒的質(zhì)量問題。滾筒在加工時，加工誤差沒有控制在規(guī)定技術(shù)要求范圍內(nèi)，或滾筒發(fā)生磨損時，使得滾筒的直徑偏差較大，在運行時就會在滾筒的軸向方向產(chǎn)生一個側(cè)向作用力，該力作用于輸送帶使其向滾筒一側(cè)發(fā)生跑偏，如圖2所示。

圖2 滾筒不均導(dǎo)致跑偏

3）主動滾筒與從動滾筒在安裝時，位置不合理，兩滾筒中心線不平行，使得輸送帶在運行時出現(xiàn)兩側(cè)松緊不一致，引起其受力不均衡，逐漸偏向較松的一側(cè)。

2.2.2 動態(tài)原因

1）在往帶式輸送機輸送帶上落料時，存在個別較大塊物料，或是物料落料時位置不均勻，輸送帶受力不均衡，造成輸送帶出現(xiàn)變形，從而引起跑偏。

2）沒有按時或定期對滾筒進行清理檢修，對其進行合適的維護保養(yǎng)，使得托輥上有大量煤灰粘結(jié)，使得滾筒托輥直徑變化不平，造成中間段輸送帶運輸過程受力不均衡，引起跑偏。

3）輸送機托輥無法很好地轉(zhuǎn)動，其支架固定不牢固，自動調(diào)偏裝置出現(xiàn)故障等，容易引起跑偏。

帶式輸送機在長期工作過程中，受到周圍環(huán)境因素或其他各種突發(fā)狀況的影響，會發(fā)生輸送帶跑偏現(xiàn)象，難以避免。必須對其做出相應(yīng)的防偏措施或增加糾偏裝置來時刻加以糾正。

2.3 輸送帶跑偏危害

帶式輸送機輸送帶發(fā)生跑偏故障，不僅會造成輸送機停機，影響正常生產(chǎn)作業(yè)，還會導(dǎo)致帶式輸送機損壞，甚至人員損傷，給煤礦帶來較大的損失。輸送帶跑偏事故的危害主要有以下幾個方面。

1）輸送帶脫離正常范圍運行，會造成磨損、拉扯等影響其壽命，造成其損壞的事件發(fā)生。

2）輸送帶脫離輸送機支撐運行，導(dǎo)致物料側(cè)翻、撒散在下方的托輥等其他裝置中，對帶式輸送機的運行造成不良影響。

3）跑偏時，輸送帶會在輸送機機頭、機尾發(fā)生疊壓，使得輸送帶的有效長度變短，造成拉扯力變大，影響其壽命。

4）輸送帶跑偏較為厲害時，可能會發(fā)生脫離托輥架的惡劣事件，進而造成更為嚴(yán)重的機人損傷的情況。

3 故障處理方法分析

3.1 防偏措施

1）對帶式輸機的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。設(shè)備在制造和安裝過程中要嚴(yán)格執(zhí)行相應(yīng)技術(shù)安裝要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，保證整臺輸送機中心成一條直線，機頭、機身和機尾平、直、穩(wěn)，調(diào)整好滾筒、托輥位置，確保滾筒、托輥的軸線與輸送機中心線相互垂直。

2）對存在偏斜的托輥進行糾正調(diào)整，保障其在正常的工作要求范圍內(nèi)，并對托輥進行定期的清理保養(yǎng)檢修。

3）定期對清掃裝置進行維護檢修，及時排除故障。

4）定期對拉緊裝置進行調(diào)整，設(shè)置合適的拉緊力。

3.2 糾偏方法

對帶式輸送機輸送帶跑偏進行糾偏的主要方法就是安裝輸送帶糾偏裝置[3]。

1）調(diào)心托輥調(diào)偏法，如圖3所示。調(diào)心托輥的結(jié)構(gòu)由支撐架、托輥和擋邊輪組成。當(dāng)輸送帶開始跑偏，并持續(xù)偏離到輸送帶邊緣與擋邊輪接觸，此時托輥會在輸送帶力的作用下發(fā)生一定角度的偏轉(zhuǎn)，反作用于輸送帶，促使其恢復(fù)原來的位置，完成調(diào)偏。

圖3 調(diào)心托輥

2）側(cè)托輥前傾調(diào)偏法。該方法原理和調(diào)心托輥調(diào)偏法基本相同，只是結(jié)構(gòu)上略有調(diào)整，在調(diào)偏托輥的兩側(cè)省去了擋邊輪，將兩側(cè)托輥在運行方向上的傾斜角度做出了相應(yīng)的改變。

3）螺旋糾偏法，如圖4所示。螺旋托輥的主要結(jié)構(gòu)原理是在原有的斜形或平形托輥外表面安裝一個螺紋槽鑄膠套，這種膠套的主作用就是能夠?qū)ε芷妮斔蛶нM行糾偏，同時對托輥起到一定的支撐作用。

圖4 螺旋托輥糾偏原理圖

4）吊掛式托輥組糾偏法，如圖5所示。這種結(jié)構(gòu)采用的是柔性的連接方式。采用這種方式使輸送帶及其下托輥組在位置上能夠進行自我補償調(diào)整。當(dāng)輸送帶跑偏時，整個輸送裝置會在自身的重力作用下，重新回到軌道的中心線上，這樣就能保證承載物的重心一直保持在原位置上，實現(xiàn)調(diào)偏。

4 結(jié)語

結(jié)合帶式輸送機的實際工作原理，對輸送帶跑偏機理進行深入的分析研究，認識造成輸送帶跑偏情況發(fā)生的原因。只有分析其原因，有針對性地對其進行處理才能解決問題，才能保障帶式輸送機的使用壽命，保證企業(yè)運輸?shù)陌踩浴?/p>

圖5 吊掛式托輥組