带式输送机的防跑偏措施研究

    摘　要：分析了带式输送机运行中的跑偏现象及其危害，介绍了常规防跑偏措施，然后以实例说明了利用托辊组调偏的措施，以期促使输送带跑偏现象得到改善。
 

    关键词：带式输送机；跑偏；防范；调心托辊组
 

    １　带式输送机简介

    带式输送机又称胶带输送机、皮带输送机或皮带机，英文ｂｅｌｔ－ｃｏｎｖｅｙｅｒ，适用于水平和倾斜方向输送散粒物料和成件物品，应用非常广泛，但实际运输中易发生输送带跑偏现象，对此必须予以重视，从设计、制造、安装调试、使用维护等多方面加以防范或纠正，尽可能减少跑偏带来的危害和损失。

    带式输送机主要由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等组成，两端部滚筒之间的上下分支各以若干托辊支承，闭合张紧的输送带作承载和牵引构件，利用驱动滚筒与输送带间的摩擦力牵引输送带实现物料的连续运行（图１）。

    图１　带式输送机简图

    笔者曾供职于生产带式输送机的专业工厂，亲身体验到带式输送机在煤矿、港口、码头、建筑工地、轻工部门等行业的广泛应用，也体会到带式输送机的诸多优点，如结构简单，工作平稳可靠，对物料适应性强，输送距离长、运量大、功耗小，可连续输送且运行可靠，易于实现自动化和集中化控制等，但其有一明显缺点———输送带易跑偏。

    2　输送带跑偏现象及危害

    带式输送机正常运行时，输送带处于托辊组正中位置，物料分布在输送带正中，俗称“对中”（图２）。但受多种因素影响，运行中输送带的中心易偏离输送机中心，即出现跑偏现象。

    跑偏后不能保证物料居中，严重时会导致物料从压低的一边撒出，俗称“撒料”，造成浪费，影响正常的输送效果；还可能导致皮带撕裂，影响输送机的使用寿命；更严重时会发生停机或人员伤亡事故。因此，要寻找输送带跑偏原因，切实防范跑偏事故。

    ３　跑偏的常规防范

    笔者以往所在企业通常采用以下方法来解决或防范跑偏现象：（１）购买由国家确认的合格输送带，定期检查和调整，保证皮带胶接时接口、接头不偏不斜，不留跑偏隐患。（２）严格按照设计要求，保证滚筒、托辊等关键零部件的制造和安装精度。（３）输送机安装结束后要无负荷试运转２ｈ，保证运转中胶带不打滑、不跑偏、运行平稳，各部件都正常后才能带负载运转试机。（４）加强日常维护，及时清除滚筒、托辊上煤尘，调检胶带边缘及接头的磨损情况，发现问题及时修补或更换；必要时，安装胶带跑偏监测装置，及时反馈提醒维修人员采取措施。

    4　利用托辊组调偏的措施

    以上常规措施减少了很多跑偏隐患，但无法进一步避免跑偏现象，还必须采用专门的调偏措施，下面以实例说明。

    实例１：调整承载托辊组的位置。

    笔者曾参与设计广州番禺某港口５００ｍ长度的船用带式输送机，其试运转时出现跑偏现象。通过调整托辊支架，将托辊组支架两侧的安装孔由圆孔改加工成长孔，工人现场操作使托辊组的安装位置由固定式转为可偏移式，顺利解决了跑偏问题。推广此方法如下：皮带偏向哪一侧，托辊组的哪一侧朝皮带前进方向前移或另外一侧后移。如图３所示，皮带向上跑偏，则托辊组的下位处向左移动，托辊组的上位处向右移动。

    图２　物料对中示意图图３　调整承载托辊组位置

    实例２：安装调心托辊组。

    托辊是带式输送机的重要部件之一，用于支承输送带，有上方承载散装物料的槽形托辊、下方支承输送带的平形托辊和受料处缓冲托辊（图４）。为了有效防止跑偏，特设置调心托辊组。

    图４　带式输送机托辊组

    笔者以往所在企业的输送机多用于煤矿井下和地面，是煤炭开采、加工流程中的关键设备，一旦跑偏，危害更大，故对其安全运行有更加特殊的要求。此类长距离、大运量的输送机，由于托辊数量多，若采用调整托辊组安装位置的方法，费时费力费成本，效果很不好，故采用增设调心托辊组的调偏措施。原理是利用托辊支架下方的一个旋转机构，阻挡托辊在水平面内转动或产生横向推力，调整输送机的运行方向，使皮带自动向心，达到调偏目的。如笔者曾设计河北唐山开滦矿务局钱家营煤矿３＃矿井皮带机，整机长度１　２００ｍ，上槽形托辊组间距取１．５ｍ，共约７００组；下托辊组间距取３ｍ，共约３００组；受料处缓冲托辊组排列较密集，间距０．６ｍ，共１０组。调心托辊组每隔１０组设置１组，即间距１５ｍ或３０ｍ，共设上调心托辊组７０组，下调心托辊组３０组。采用立辊式调心托辊组，利用立辊限位阻挡的调偏机理达到防偏、纠偏的向心目的，具有极强的防跑偏能力（图５）。

    此类托辊组调偏能力强，但因立辊单独设置在外侧，零部件多，制造安装麻烦，整机空间尺寸大，对输送带的磨损也较大。为克服以上缺点，笔者在设计安徽淮北矿务局洗煤厂整机长度１　０００ｍ的皮带机时，采用摩擦轮式调心托辊组，在原槽形托辊外侧增加和托辊一起旋转的喇叭形接头，支承、限制、阻挡输送带跑偏，达到向心调偏的目的，整体结构紧凑美观，占用空间减小，安全性也增强（图６）。

    图５　立辊式调心托辊组的应用图６　摩擦轮式调心托辊组的应用

    以上两例中的调心托辊组，其单独的辊子可与普通槽形上托辊互换使用，具有存货方便、效率提高、成本降低等优点。但由于立辊和摩擦轮与输送带边缘经常接触，即使采用结实耐磨的矿用型号输送带，也难免磨损。为克服不足，近年来开始采用锥形调心托辊组。利用托辊支架下方的旋转机构来调整输送机的运行方向，但旋转的辊子采用锥形或鼓形（图７）。

    图７　调心托辊组的其他类型

    从外形上分析，输送带铺设在圆柱形辊面上为全接触，铺设在锥形或鼓形面上为非全接触，这就导致２种跑偏情形明显不同：若输送带跑偏至锥形或鼓形小端处，与辊面无法接触必然自动向大端回位，这种自动对中向心的趋势，非常有利于防止输送带跑偏（图８），故又称为自动调心托辊组。锥形比鼓形制造简单，应用范围更广。

    图８　普通圆柱形托辊与锥形托辊

    从工作原理分析，锥形托辊各点处直径不同，托辊面的线

    速度也不同，因此与输送带的运行就存在速度差。运行中产生的偏差导致带速发生变化，促使调偏装置开始转动来实现输送带运行的重新平衡，从而达到调偏目的。

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    近期，笔者返回以往供职企业调研，了解到该厂正在改进锥形调心托辊组，将其更新为连杆式锥形上自动调心托辊组，简介如下：该托辊组（图９）主要由１个中间托辊、２个锥形侧托辊、托辊中支架、托辊边支架、支撑座、连杆机构及下横梁等组成，最大的变化是由原来３托辊共用１个中心支点变为３支点结构。２个锥形侧托辊与１个中间托辊组成槽角为α的槽形托辊组，各托辊支架均采用带有１套双向推力轴承的回转装置，分别采用４个螺栓组件固定在下横梁上。下横梁主体结构为倒置的槽钢，内设连杆机构。连杆机构通过差动块将３个托辊支架连接成１个调偏器，两侧支撑座各设２个滚轮，结构更稳定，转动更灵活。

    图９　连杆式锥形上自动调心托辊组

    分析其主要调偏特点如下：（１）皮带跑偏时，锥形辊子与皮带接触点处的速度差产生附加推力，使皮带反向运动，从而达到纠偏目的。（２）各托辊支架下方的旋转装置以前为滑动轴承，改为双向推力滚动轴承，大大降低托辊组的旋转阻力，提高调偏的灵敏度。（３）采用连杆机构，保证左右两侧辊子同步转动，调偏效果理想可靠。（４）两侧设有支撑轮机构，保证了支撑的稳定性，且转动灵活，调偏灵敏。（５）连杆机构下置，隐藏在下横梁内，可防止连杆发生碰撞，安全性能更好。

    总之，该类型的调心托辊组具有转动更灵活、安全稳定、密封性好、使用寿命长、纠偏能力强等一系列优点，实属有效的新型改进形式。

    5　结语

    带式输送机的用途越来越广，类型越来越多，防跑偏措施也越来越丰富。实践证明，从制造、安装、维护方面的技术保证，到调整承载托辊组的支架位置，再到调心托辊组的应用，是防跑偏措施不断改进的真实体现；从立辊式调心托辊组到摩擦轮式调心托辊组，再到锥形调心托辊组，其结构改进越来越简单合理，用户反馈其防跑偏效果也越来越明显。

    笔者将继续关注企业对新型调心托辊组的研制及使用情况，关注带式输送机的最新防跑偏措施，不懈提高自身的专业知识技能和理论水平，更好地为中职教学服务。

    ［参考文献］

    ［１］孙大俊．机械基础［Ｍ］．北京：中国劳动和社会保障出版社，２００７