帶式輸送機跑偏機理分析與糾偏方法研究

＊薛金國

（山西潞安集團左權(quán)阜生煤業(yè)有限公司 山西 032600）

引言

煤炭作為不可再生資源，在我國的日常消耗中，比例重大，在井下開采完成后，就需要輸送到地面，在此過程中，就有一個非常重要的問題：輸送問題。帶式輸送機作為一個重要的運輸方式，其輸送距離長，輸送量大，易于輸送顆粒、粉狀、小塊狀的物料，同時其具備結(jié)構(gòu)簡單、噪音小，所需能量小，便于維護的優(yōu)點。

1.跑偏機理及影響因素分析

(1)跑偏機理

皮帶輸送機是通過摩擦受力的相互作用來實現(xiàn)輸送物料的，是最基本的牽引結(jié)構(gòu)。如果摩擦方向與運行方向不一致，就會出現(xiàn)皮帶跑偏現(xiàn)象，從而使物料運輸出現(xiàn)異常。連續(xù)長時間的跑偏運行不僅使膠帶嚴(yán)重磨損，降低其使用壽命，甚至?xí)霈F(xiàn)膠帶撕裂等突發(fā)性事故，造成物料運輸?shù)耐龃筮\輸成本。跑偏的規(guī)律主要體現(xiàn)在以下幾個方面如圖1所示。

圖1 膠帶跑偏示意圖

①偏緊不偏松：在運輸過程中，由于時刻承載大量的物料，導(dǎo)致皮帶一直處于緊繃狀態(tài)。如果皮帶兩側(cè)的張力不一致，就會造成皮帶中心線的偏移，導(dǎo)致向一側(cè)跑偏。

②偏高不偏低：支承托輥與膠帶運行方向出現(xiàn)偏差，而是一頭高一頭低，則膠帶就會向高的一端跑偏；皮帶輸送機在運轉(zhuǎn)過程中受摩擦力和壓力的作用，皮帶兩側(cè)難以在同一水平面上，其會跑偏于較高的一端，影響皮帶輸送機的正常運行。

③偏后不偏前：在運行時，由于運行方向的相對性，導(dǎo)致滾筒和托輥沒有處于運行方向的垂直截面上，屬于一側(cè)前一側(cè)后，易造成皮帶輸送機出現(xiàn)跑偏情況。

(2)跑偏影響因素

輸送機膠帶跑偏的影響因素可分為以下幾類∶

①糾偏性能不足，便會引起皮帶側(cè)邊與機架磨損，甚至皮帶翻卷等情況，給皮帶壽命及其穩(wěn)定性帶來極大的影響。因此，便需要了解盡可能多的措施，針對不同的情況來進行糾偏處理。

②輸送機的組成部分的中心不在一條直線上所引起的皮帶跑偏，這種原因通常是在安裝機器的時候沒有將中心調(diào)節(jié)好，從而造成輸送皮帶受力不均勻，引起磨損，不但降低了使用質(zhì)量，也容易引起跑偏現(xiàn)象，嚴(yán)重時還會引起皮帶斷裂。

③煤炭在輸送帶上的不均勻放置引發(fā)的皮帶偏移，從而導(dǎo)致傳送帶的壓力分布不均勻，一側(cè)壓力過大就會導(dǎo)致皮帶發(fā)生偏移。

④在運行過程中振動引發(fā)偏移，設(shè)備的運行不可避免的產(chǎn)生振動，振動越大，造成的皮帶跑偏也越大。在皮帶機中，托輥的徑向跳動引起的振動對皮帶跑偏影響最大。

⑤輸送帶的質(zhì)量破損、老化等引發(fā)的偏移，輸送物品時容易發(fā)生摩擦使輸送帶發(fā)生破損，長時間的使用，同樣會引起老化，這樣自然就會使輸送帶發(fā)生偏移。

2.膠帶糾偏方法

根據(jù)實際的生產(chǎn)需求，總結(jié)出以下幾種糾偏方法：

（1）托輥調(diào)偏法，當(dāng)出現(xiàn)略微跑偏時，可以通過托輥來進行自行調(diào)整。利用摩擦力的因素，順著膠帶運行方向向前，另一側(cè)則向后相對進行運動，促使托輥回到正常位置，立輥自糾偏裝置如圖2所示。

圖2 立輥自糾偏裝置

（2）重力調(diào)偏法，將容易跑偏的滾筒和托輥支架增加的一定的高度，這樣就會擁有一定的重力，物料通過本身的重力，有利于垂直運動，加大落差產(chǎn)生阻止跑偏的分力，自動糾正位置。該方法最為可靠，糾偏效果最佳。

（3）墊高調(diào)偏法，當(dāng)膠帶空轉(zhuǎn)時，最容易向一側(cè)跑偏，這樣可以將另一側(cè)托輥支架適當(dāng)?shù)脑龈撸偈箖蓚?cè)出現(xiàn)一定的高度差，這樣可以相對的增加一側(cè)的摩擦力，以保證滾筒軸線與皮帶縱向方向垂直，膠帶跑偏就會消失。

（4）增加導(dǎo)條減緩跑偏，跑偏都是有一定趨勢的，可以在不同的方向上增加皮帶導(dǎo)條，對各個部分逐個進行調(diào)整。重點增加驅(qū)動滾筒和改向滾筒方向上的皮帶導(dǎo)條，其次是對托輥的調(diào)整與物料的落料點的調(diào)整，通過雙向運行皮帶線適當(dāng)增加皮帶導(dǎo)條來減緩皮帶跑偏。

3.設(shè)計糾偏系統(tǒng)

安裝實際工作中存在問題，經(jīng)過研究設(shè)計出以下糾偏系統(tǒng)如圖3。

圖3 糾偏系統(tǒng)的工作示意圖

工作原理為：當(dāng)跑偏檢測裝置檢測出跑偏現(xiàn)象時，由系統(tǒng)控制器進行精確測量，然后將信息傳輸給液壓控制器，然后推動油缸做好糾偏指令，做好糾偏動作。但是當(dāng)輸送帶兩側(cè)出現(xiàn)問題時，需手動調(diào)節(jié)絲桿，調(diào)節(jié)緊張力。

(1)偏移檢測裝置設(shè)計

為了正確的糾偏，就需要準(zhǔn)確的偏移檢測裝置，準(zhǔn)確的檢測跑偏量和跑偏速度，立輥與膠帶的側(cè)面成90°角，與位移傳感器相連。跑偏時，就會推動連桿轉(zhuǎn)動，位移傳感器與信號板的距離改變，因此測出相應(yīng)的位移，再計算出偏移量。

圖4 偏移檢測裝置設(shè)計圖

(2)跑偏量及跑偏速度的計算

立輥中心與固定支點間的距離為I1，垂直距離為S1，位移傳感器至固定支點間的水平距離為I2，垂直距離為S2。夾角為θ，跑偏量計算公式：

跑偏速度計算公式：

4.驗證糾偏系統(tǒng)

通過在煤礦現(xiàn)場的實際應(yīng)用，根據(jù)現(xiàn)場使用效果及測量表明：跑偏現(xiàn)象有了明顯的好轉(zhuǎn)，輸送帶的磨損也有了明顯的降低，減少了在輸送過程中物料的灑落，提高了傳輸效率。充分證明了本糾偏系統(tǒng)的實際功效，提高了整個傳送系統(tǒng)的工作性能。