張慧江

（山西潞安郭莊煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 長治 046100）

1 帶式輸送機(jī)跑偏原因

帶式輸送機(jī)出現(xiàn)跑偏的主要原因是輸送帶帶寬方向上的受力不均。

1.1 輸送帶連接的影響

帶式輸送機(jī)的運(yùn)行是需要輸送帶纏繞在滾筒、托輥等旋轉(zhuǎn)體上，形成一個(gè)閉環(huán)帶，但是由于長距離運(yùn)輸，一條輸送帶長度無法滿足工作要求，導(dǎo)致整個(gè)輸送帶上有一個(gè)或多個(gè)接口。因接口兩側(cè)輸送帶中心線有夾角時(shí)[1]，輸送帶運(yùn)行拉緊時(shí)會(huì)使帶寬方向受力不均，輸送帶發(fā)生跑偏，見圖1。

圖1 輸送帶接口形式

1.2 輸送帶托輥支架強(qiáng)度的影響

帶式輸送機(jī)由于支架剛度的不同會(huì)對(duì)輸送帶跑偏有一定的影響，所以在設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)時(shí)，要確保輸送帶的支架有足夠的剛度，防止帶式輸送機(jī)工作時(shí)因剛度不夠產(chǎn)生撓曲變形，進(jìn)而使得輸送帶跑偏。

1.3 輸送帶配套設(shè)施的制造精度和裝配精度的影響

帶式輸送機(jī)主要部件包括托輥組、滾筒組、驅(qū)動(dòng)裝置、中間支架等，其部件的制作精度對(duì)輸送帶跑偏有一定的影響，因此，整機(jī)的制作要嚴(yán)格按工藝流程及圖紙上規(guī)定的要求，防止由于各個(gè)部件制造精度不符合要求使得誤差累計(jì)從而造成輸送帶跑偏。

整機(jī)各個(gè)部件的裝配精度對(duì)輸送帶跑偏程度有著重要的影響，所以，整個(gè)裝配要嚴(yán)格遵守安裝要求，確保各部件的水平度、垂直度等，防止因安裝進(jìn)度不足而使輸送帶跑偏。

1.4 物料分布的影響

帶式輸送機(jī)重載運(yùn)行時(shí)，輸送帶除了要承受牽引力、摩擦力以及自身重量，還要承受因物料裝卸分布不均帶來的中心偏移的影響，如圖2 所示。

圖2 物料分布示意圖

輸送機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)自身重力起主要作用，如果裝配精度高，與皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)垂直方向上合力為0，皮帶就不會(huì)發(fā)生跑偏[2]。如果皮帶兩側(cè)重物質(zhì)量不一樣，輸送帶受力平衡點(diǎn)偏移其中心線的位置，就會(huì)發(fā)生跑偏。

物料按左、中、又分布于輸送帶上，它會(huì)垂直向下對(duì)皮帶做一個(gè)力F；左側(cè)物料產(chǎn)生一個(gè)平行于左側(cè)皮帶的分力F1；同理，右側(cè)物料產(chǎn)生分力F2。當(dāng)F1=F2時(shí)不發(fā)生跑偏；當(dāng)F1≠F2時(shí)，皮帶就會(huì)朝力較大的一側(cè)跑偏。

2 糾偏裝置的設(shè)計(jì)

帶式輸送機(jī)要糾偏就得先監(jiān)測(cè)跑偏量，根據(jù)對(duì)輸送機(jī)實(shí)際運(yùn)輸情況分析來確定監(jiān)測(cè)裝置的安裝位置，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)僅需監(jiān)測(cè)托輥的旋轉(zhuǎn)角度即可通過以下公式計(jì)算跑偏量[3]：

式中：L 為跑偏量；a 為軸心到托輥邊緣延長線的長度；b 為托輥延長線和中心軸垂線交點(diǎn)到皮帶邊緣的長度；β 為旋轉(zhuǎn)角度。經(jīng)多次試驗(yàn)，在實(shí)際生產(chǎn)中已比較成熟。

如下頁圖3 所示，在傳輸帶兩側(cè)設(shè)置檢測(cè)立輥，當(dāng)發(fā)生跑偏時(shí)，就會(huì)帶動(dòng)立輥產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿機(jī)構(gòu)就會(huì)開始運(yùn)動(dòng)，這時(shí)傳感器檢測(cè)到邊距發(fā)生變化，糾偏裝置啟動(dòng)進(jìn)行糾偏。

圖3 帶式輸送機(jī)糾偏原理圖

3 輸送帶糾偏裝置的應(yīng)用及效果分析

3.1 糾偏裝置的應(yīng)用

1）帶式輸送機(jī)出現(xiàn)跑偏時(shí)，常見糾偏方式包括：通過調(diào)整輸送帶與中間托輥和兩側(cè)托輥的高低進(jìn)行預(yù)糾偏；增加擋料板預(yù)防跑偏；對(duì)輸送帶上張緊裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)；通過調(diào)節(jié)托輥偏移角對(duì)輸送帶進(jìn)行糾偏[4]。

2）通過對(duì)運(yùn)行的皮帶進(jìn)行受力分析，發(fā)現(xiàn)皮帶跑偏與分布在上邊的重物有關(guān)，但兩側(cè)的托輥角度有非常重要的關(guān)系。當(dāng)皮帶向左跑偏時(shí)，作業(yè)人員能夠通過增大左邊托輥偏移角度，同時(shí)降低右側(cè)偏移角度，以此來達(dá)到跑偏糾偏。

3）糾偏裝備由調(diào)心托輥和前傾托輥組成，再通過連桿機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)托輥角度。若輸距離短，適量安裝調(diào)心托輥組即可；如果是長距離運(yùn)輸，還需加裝前傾托輥組來實(shí)現(xiàn)糾偏，如圖4 所示。

圖4 帶式輸送機(jī)糾偏裝置結(jié)構(gòu)圖

3.2 糾偏裝置的應(yīng)用效果

為了驗(yàn)證裝備的可行性，實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用本文設(shè)計(jì)的糾偏裝置。為了保證糾偏效果，本設(shè)計(jì)中以“品”形布置糾偏裝置，以達(dá)到更好的控制效果。然后進(jìn)行試運(yùn)行，最后進(jìn)一步優(yōu)化。

為確保優(yōu)化后的使用效果，采集系統(tǒng)跑偏量監(jiān)測(cè)信號(hào)和反饋信號(hào)，并進(jìn)行了對(duì)比分析。跑偏量信號(hào)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比如圖5。

圖5 跑偏量和執(zhí)行機(jī)構(gòu)信號(hào)對(duì)比

通過圖5 可以看出：第一層曲線是右側(cè)檢測(cè)裝置采集到的編碼值曲線；第二層曲線是輸送帶右側(cè)邊緣曲線；第三層曲線是糾偏心托輥所的信號(hào)曲線，每一條垂直線段說明是一次糾偏操作。通過分析圖5，可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)皮帶所處的狀態(tài)，當(dāng)皮帶跑偏時(shí)會(huì)及時(shí)調(diào)整托輥角度，消除跑偏現(xiàn)象。

4 結(jié)論

1）帶式輸送機(jī)跑偏的主要原因是由于帶寬方向上受力不均所致；

2）該糾偏裝置對(duì)輸送帶的跑偏量進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過伺服電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，將托輥旋轉(zhuǎn)一定的角以達(dá)到糾偏的目的。