淺談膠帶運輸機膠帶跑偏的預防措施及強力校正裝置

（北方重工集團有限公司輸送設備分公司，遼寧 沈陽 110027)

1 概述

隨著我國現代化建設事業的迅猛發展，膠帶運輸機以其運行成本低、適應性廣、生產能力大等優點愈來愈受到人們的重視，廣泛應用于各種工礦企業，成為運送散狀物料的主要設備。因此，解決膠帶運輸機在設計和運轉中出現的問題，提高設備的安全可靠性，具有重大的經濟效益和社會效益。

膠帶運輸機在使用過程中經常出現的問題是膠帶跑偏，據有關資料介紹，煤礦井下膠帶運輸機出現的事故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向位移，由于膠帶運輸機的工作條件差，運行中出現膠帶跑偏現象是比較常見的。

2 膠帶跑偏的原因分析

引起輸送機膠帶跑偏的原因很多，現分析如下：

2.1 輸送機膠帶本身質量有缺陷；其表現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，則膠帶運行時就會產生垂直于膠帶運行方向的側向推力，這個力使膠帶產生相反方向的偏移。

2.4 托輥轉動不靈活引起的跑偏；以三托輥為例，并設兩個側托輥轉動時所承受的阻力不同，特別是當其中一個托輥不轉時，則膠帶將受到一個轉矩的作用，從而產生一個跑偏量。

2.5 環境因素的影響；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重。

實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角度的分析。

3 膠帶跑偏的預防措施

預防膠帶跑偏應當從以下幾方面入手：

3.1 提高設計、加工和安裝質量，在設計階段應對膠帶側向運動進行估算，提出對單個托輥轉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膠帶的成槽性而定，在受料處要正確的選擇給料方式；對設備安裝、調試也應有嚴格的要求。

3.2 要加強設備維護；調試和試運轉穩定性較好的運輸機，在正式工作一段時間后，很可能出現嚴重的膠帶跑偏現象，這就應在維護過程予以解決，及時更換轉動不靈活的托輥、調整或更換清掃器、糾正機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 在設計階段應選用合理的調偏方式和機構，目前常用的調偏方法有：

3.3.1 托輥前傾：沿運輸機線路，槽型側托輥前傾一個角度 θ，一般情況下 θ=2°～3°，這種方式調偏能力差，還引起較大的運行阻力，其調偏力可按如下公式計算：

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

3.3.2 錐形雙向調心托輥（如圖1所示），托輥的調偏力可按下式近似計算：

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，這種托輥調偏效果好，但對膠帶的磨損較大。

3.3.3 立輥式自動調心托輥，這種托輥是應用最廣泛的一種自定心托輥，結構原理如圖2所示，其產生推力可近似的按下式計算：

這里G為作用在調心托輥組上物料的重量，其余符號同前，這種調心托輥最大的問題是容易引起膠左右振蕩。

3.3.4 曲線回旋體側托輥自動調心托輥組，其結構原理如圖3所示，這種調心托輥工作原理是當膠帶向左跑偏時，左側曲線立輥與膠帶接觸,產生旋轉力矩：M=F·b,使調心托輥組繞轉軸轉動，式中F是曲線立輥的阻尼摩擦力，b是F到轉軸的距離，其計算方法與立輥式自動調心托輥組相同，這種調心托輥的缺點同立輥式調心托輥。

4 膠帶跑偏強力校正裝置

上述列及的幾種調心托輥結構，在很多場合獲得了應用，但對于有些尚未應用這些結構的現場，特別是一些服務年限已經很長的大、中型礦山，進行大規模技術改造的難度比較大；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。該自動調偏及保護裝置采用了電動機作為動力源，由側偏立輥機構實現膠帶跑偏的自動跟蹤，伺服機構實現了膠帶跑偏量與膠帶調心托輥轉角的對應；當膠帶向右跑偏時，膠帶邊緣推動調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點轉動，推動伺服桿向左移動，移動的距離為：

如果δ1>Δ，則觸點使電控系統的左路接通，電機接通，電動機正轉，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，使觸點同控制盒內左控制電路斷開，電動機停轉，調心托輥架順時針轉動一個角度Φ=δ0，實現調偏，當膠帶恢復到中心位置時，在彈簧的作用下，立輥軸向反向轉動，帶動伺服桿向右移動，觸點接通控制盒內右電路，電機反轉，使調心托輥組回到原來的平衡位置，避免出現調心力的滯后。

結語

膠帶跑偏的根本性解決方法應該當從設計→加工→制作→安裝調試→運轉維護幾個方面同時著手。設計階段應當對膠帶機運行中的側向運動有充分的認識，并對加工制作、安裝調試提出合理的技術要求，高質量的安裝和精心的日常維護更為重要。膠帶跑偏強力校正裝置，首次將動力引入調偏機構，調偏能力強，是大有發展前途的產品。

[1]毛軍，解本銘.膠帶輸送機動態設計理論與應用[M].遼寧科學技術出版社.

[2]康清良譯.在水平彎曲段使用索環托輥[J].連續輸送技術，1990.