帶式輸送機(jī)皮帶糾偏裝置的設(shè)計(jì)

史艷斌

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)地煤公司青磁窯煤礦， 山西 大同 037007）

1 造成帶式輸送機(jī)跑偏的主要原因

1.1 連接輸送帶所產(chǎn)生的影響

當(dāng)帶式輸送機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)該在旋轉(zhuǎn)體中纏繞上輸送帶，進(jìn)而形成了閉環(huán)帶，可是運(yùn)輸?shù)木嚯x比較長，若輸送帶只有1 條，那么其長度不能達(dá)到工作所需要的長度，造成有許多的接口出現(xiàn)在輸送帶中。由于輸送帶的接口處產(chǎn)生夾角，當(dāng)輸送帶開始運(yùn)行之后，夾角就會使與帶寬相同方向的力不均勻，如圖1所示。

圖1 輸送帶接口形式

1.2 托輥支架剛度產(chǎn)生的影響

因?yàn)槠渲Ъ懿煌膭偠葧?dǎo)致輸送帶跑偏，因此在對帶式輸送機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一定要保證支架的剛度充足，避免帶式輸送機(jī)在運(yùn)行時(shí)由于欠缺的剛度而發(fā)生變形，使跑偏出現(xiàn)在輸送帶中。

1.3 配套設(shè)施裝配精度與制造精度產(chǎn)生的影響

中間支架、驅(qū)動裝置、滾簡組、托輥組等構(gòu)成了帶式輸送機(jī)，制作這些部件的精度影響著輸送帶的跑偏，所以，在制作整機(jī)時(shí)，一定要按照圖紙與工藝流程中的所有規(guī)定的條件，避免有個(gè)別部件不精確的制造精度而導(dǎo)致輸送帶的跑偏[1-2]。

在整機(jī)中，所有部件裝配精度影響著輸送帶輸送水平，當(dāng)部件的垂直度與水平度等得到保證時(shí)，避免欠缺的安裝進(jìn)程而導(dǎo)致輸送帶發(fā)生跑偏。

1.4 物料分布產(chǎn)生的影響

當(dāng)帶式輸送機(jī)運(yùn)行處于重載時(shí)，不均勻的分布裝卸物料、本身的質(zhì)量、摩擦力、牽引力等都影響著輸送帶的中心向一邊偏移，圖2 就是物料分布示意圖。

圖2 物料分布示意圖

當(dāng)輸送機(jī)處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，其主要受本身重量作用，若裝配的精度比較高，垂直于皮帶旋轉(zhuǎn)方向的合力是0，跑偏就不會出現(xiàn)在皮帶中。若位于皮帶兩邊的重物是不同質(zhì)量的，那么作用于輸送帶上的力就會不同，就會使平衡點(diǎn)逐漸向中心線處移動，所以就有跑偏發(fā)生。

在輸送帶中，從左到右來放置物料，物料會有力F 作用于皮帶，并且是垂直向下的；并生產(chǎn)2 個(gè)分力，分別是左邊物料作用于皮帶左邊并與其平行的分力F1，右側(cè)物料作用于皮帶右側(cè)并與其平行的分力F2。如果兩個(gè)分力相同就不會有跑偏發(fā)生；若兩個(gè)分力不相同，皮帶發(fā)生跑偏的方向是力大的一邊[3-4]。

2 糾偏裝置設(shè)計(jì)

對帶式輸送機(jī)進(jìn)行糾偏時(shí)，首先要對跑偏量進(jìn)行監(jiān)測，根據(jù)輸送機(jī)運(yùn)輸?shù)膶?shí)際狀況確定安裝監(jiān)測裝置位置，托輥旋轉(zhuǎn)的度數(shù)被監(jiān)測系統(tǒng)所監(jiān)測，跑偏量公式：

式中：L 為跑偏量；a 為軸心距離托輥邊沿延長線的總長度；b 為軸心垂線與托輥延長線的交叉點(diǎn)距離皮帶邊沿的長度；β 為旋轉(zhuǎn)角度。通過試驗(yàn)的次數(shù)比較多，于生產(chǎn)內(nèi)成熟度比較高了。

從下頁圖3 可以看出，把檢測裝置設(shè)置到了傳輸帶的兩邊，在有跑偏發(fā)生時(shí)，立輥就會被帶動而有轉(zhuǎn)動發(fā)生，就會使連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)行，此時(shí)，邊距所產(chǎn)生的所有改變都會被傳感器所檢測，就會開啟糾偏裝置，進(jìn)而使糾偏得以實(shí)現(xiàn)。

圖3 帶式輸送機(jī)糾偏原理圖

3 使用輸送帶糾偏裝置與效果分析

3.1 使用糾偏裝置

1）當(dāng)帶式輸送機(jī)出現(xiàn)跑偏時(shí)，糾偏措施通常有：經(jīng)過對托輥與輸送帶的高低調(diào)整，可以通過預(yù)糾偏調(diào)節(jié)；把擋料板增高能防止跑偏發(fā)生；調(diào)節(jié)輸送帶中的張緊裝置；對托輥的偏移的角度進(jìn)行調(diào)節(jié)來糾偏。

2）經(jīng)過分析處于運(yùn)行狀態(tài)的皮帶，由重物在皮帶的分布決定了皮帶是否發(fā)生跑偏，可是兩邊托輥偏移角度的關(guān)系比較大。若皮帶的跑偏方向是左邊時(shí)，操作人員可以把左側(cè)托輥角度增大，并把右邊托輥的偏移角度減小，進(jìn)而使跑偏的糾偏得以實(shí)現(xiàn)。

3）前傾托輥與調(diào)心托輥構(gòu)成了糾偏裝備，托輥角度的調(diào)整可以由連桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。如果短距離運(yùn)輸時(shí)，對調(diào)心托輥組進(jìn)行安裝；若運(yùn)輸?shù)木嚯x比較長，通過安裝前傾托輥組能使糾偏得以實(shí)現(xiàn)，圖4 就是帶式輸送機(jī)糾偏裝置結(jié)構(gòu)圖。

圖4 帶式輸送機(jī)糾偏裝置結(jié)構(gòu)圖

3.2 使用糾偏裝置的效果

由于要對裝備進(jìn)行驗(yàn)證，糾偏裝置應(yīng)用中現(xiàn)場生產(chǎn)中。由于要確保糾偏的成效，在本文中，設(shè)計(jì)的糾偏裝置布置成“品”形，使控制成效最佳。先試運(yùn)行，然后在進(jìn)行優(yōu)化。

由于要保證優(yōu)化之后的成效，對系統(tǒng)跑偏量的反饋信號與監(jiān)測信號進(jìn)行采集，同時(shí)也進(jìn)行分析。圖5就是跑偏量和執(zhí)行機(jī)構(gòu)信號對比。

圖5 跑偏量和執(zhí)行機(jī)構(gòu)信號對比

從圖5 中發(fā)現(xiàn)，圖中共有3 層曲線，從上到下每層曲線對應(yīng)的為編碼被右邊的檢測裝置所采集的值的曲線、位于右邊輸送帶邊沿的曲線、對托輥進(jìn)行糾偏所獲得信號的曲線，各個(gè)垂直的線段代表的是對應(yīng)實(shí)施的糾偏。經(jīng)過對圖5 的分析，能夠?qū)ζУ臓顟B(tài)進(jìn)行監(jiān)測，通過調(diào)整托輥角度對皮帶跑偏進(jìn)調(diào)整。

4 結(jié)語

1）帶式輸送機(jī)跑偏產(chǎn)生的原因主要是因?yàn)樽饔糜谂c帶寬相同方向的力不均勻；

2）輸送帶產(chǎn)生的跑偏量的監(jiān)測可以由本糾偏裝置來實(shí)現(xiàn)，而且托輥由于伺服電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而產(chǎn)生角度，使糾偏得以實(shí)現(xiàn)。