论文部分内容阅读
摘要：针对带式输送机输送带跑偏的问题，详细分析了带式输送机输送带跑偏的原因，同时根据不同的跑偏状况提出了具体的解决方法，并对带式输送机输送带的纠偏发展趋势进行了展望。
关键词：带式输送机；跑偏；纠偏；对策；发展趋势；展望
中图分类号：X752 文献标识码：A 文章编号：
0 引言
带式输送机车作为煤矿选煤厂输送煤炭的主要设备，因其结构简单、成本低廉等特点，广泛用于矿山选煤系统等各个行业，但它也有自己的不足之处，其中带式输送什么的运转过程中输送带跑偏是影响带式输送机正常运转的主要因素之一，输送带跑偏严重时，需要停机处理；输送带有轻度跑偏时，虽然仍可以维持运转，但跑偏了的输送带会产生一种轴向力，在它的作用下，将会导致托辊过早的损坏，滚筒轴承和轴承座损坏，严重时造成输送带拉伤、撕裂，使输送带寿命大大降低，生产率大为降低，生产成本提高，甚至有时发生事故。
1 输送带跑偏的原因及对策
带式输送机输送带跑偏是输送带运输中经常遇到而且有时是很棘手的问题，因此解决好输送带在运输中的跑偏问题对输送带运输的效率和输送带的使用寿命都有重要的积极作用。
输送带机跑偏主要原因：主动滚筒、改向滚筒中心线及中间托辊支架两侧支撑点的连线与带式输送机长度方向的中心线不垂直从而给输送带带来一个侧向的运动的力，使得输送带跑偏。
1.1 带式输送机支架刚度的影响
带式输送机支架刚度对输送带跑偏有一定的影响，因此，在设计带式输送机时，要保证输送带支架有足够的刚度，以防止带式输送机工作时因钢结构受力变形过大而使输送带跑偏。
1.2 带式输送机支架制作精度和安装误差的影响
（1）带式输送机机头、机尾、中间支架等部件的制作精度对输送带跑偏有影响，因此，带式输送机的制作要严格保证符合图纸的制作要求，防止由于支架的精度问题使得滚筒、托辊出现两侧高低不同而造成输送带跑偏。
（2）带式输送机机架的安装精度对输送带跑偏也有极为重要的影响，带式输送机的安装也应严格按照输送机的安装要求进行安装，保证带式输送机机架的上表面水平度、立架竖直度等，防止安装上滚筒或托辊以后由于两边高低不同而使输送带跑偏。
1.3 输送带连接的影响
带式输送机若完成输送工作则需要将输送带连接成一个环形缠绕在滚筒、托辊等旋转体上，当输送带在连接成一个环形封闭带时，带式输送机接口错位或输送带中心线不成一条直线（见图1（ａ）），而是一个小于180°的夹角或错位时，在这种情况下，当输送带拉紧时会使输送带各部分受力不均或一侧拉紧另一侧起拱，进而使得输送带产生跑偏现象。
解决方法：应尽量使得输送带接口处两边的输送带中心线呈一条直线且接口对齐（见图1（ｂ））。
1.4 落料位置及方向对输送带跑偏的影响
落料位置和方向对输送带的跑偏有非常大的影响。如果物料的落料位置相对于输送带的中心线有较大偏差或物料下落方向有侧向分速度，致使输送带受到横向冲击，就会使输送带跑偏，若物料偏到右边或输送带受到向左的横向冲击，则输送带向左跑偏，反之亦然。如果输送带发生跑偏，可以通过调整物料的落料位置和落料方向来调整输送带跑偏，其具体方法可以安装集料器、挡料槽、导料槽或调整导料槽的位置等来实现纠偏。如图2所示。
图2：纠偏方法
1.5 每组托辊组中单侧托辊的转动灵活性对输送带跑偏的影响
若一托辊组中托辊的转动灵活性不同或有较大差别，则在输送带的横向面上受到的摩擦力就不同，对输送带跑偏有一定的影响；若左侧托辊转动不灵活或不转动，则对输送带左侧的摩擦阻力就大，这样输送带就向右侧跑偏。
因此，保证每一托辊组两侧托辊的转动灵活性对防止输送带跑偏也有重大的意义。要解决好托辊的转动灵活性问题，一方面，需要生产出密封性能好、滚动及滑动摩擦小的托辊；另一方面，需要及时有效地清除旋转托辊表面的黏附物。
1.6 自动调偏装置转动不灵活对带式输送机跑偏的影响
受输送料所处环境的限制，当输送机的工作环境很不好或输送料潮湿时，由于灰尘或水分的影响，自动调心托辊的润滑就会受到破坏，致使调心托辊转动不灵活。
在这种情况下：（1）要提高自动调心装置润滑的密封性能，做好保护工作；（2）要经常检查这种装置，在发现有转动不灵活情况发生时做到及时更换或维修；（3）设法改变自动调心装置的工作环境。
1.7 输送带边缘磨损严重对输送带跑偏的影响
输送带边缘磨损严重将会导致两侧所受拉力等，致使输送带向一边跑偏，所以要对输送带的磨损处进行及时地修补。
1.8 输送带表面粘有黏附物对输送带跑偏的影响
输送带表面有黏附物将会变相引起输送带横向拉力不均或横向两侧所受摩擦力不等，进而引起输送带跑偏。在主被动滚筒处安装可调式橡胶刮板清扫器，能有效地将输送带表面上的黏附物除去。另外，对主动轮表面采用人字形或菱形包胶，对被动轮表面采用光面包胶，一方面可以防止黏附物料，另一方面可延长滚动和输送带的使用寿命。
1.9 给料器及清扫器的安装误差对输送带跑偏的影响
由于二者的安装误差使得输送带两侧所受的摩擦阻力差别较大，进而使得输送带在所受的摩擦阻力较小的一侧跑偏，这时就应该重新调整相关部件或拆下重新安装。
1.10驱动滚筒和改向滚筒外圆圆柱度的制造误差对输送带跑偏的影响
因它们的外圆圆柱的误差，当输送带缠绕其上工作时，就会使得输送带横向受力不均匀，进而使得输送带跑偏，具体的输送带跑偏方向为：输送带向受力小的一边跑偏。
解决方法：在制造驱动滚筒和改向滚筒时要尽时使得二者的外圆圆柱度误差较小，以确保在这个环节上减少输送带跑偏的可能性。
1.11 驱动滚筒和改向滚筒与各托辊组在水平方向垂直平分线不平行以及驱动滚筒中心线与机架中心线不垂直对输送带跑偏的影响
由于输送带在机架上盍时之所以跑偏是因为输送带受到某种侧向力的作用，上述原因就会产生这种侧向力使得输送带跑偏。因此，保证上述三者在水平方向的垂直平分线的平等度对输送带的正常运行有很重要的作用。
其纠偏方法为：可调整驱动滚筒和改向滚筒处的丝杠或配重装置进行纠偏以及调整引起跑偏的托辊组的走向。
1.12 输送带松弛引起的跑偏
调整好的输送带在运行一段时间后，由于输送带拉伸产生永久变化，会使输送带的张紧力下降，造成输送带松弛，引起输送带跑偏。在此种情况下要及时发现输送带是否松弛了，发现松弛要及时启动输送带拉紧装置给输送带拉紧。
输送带跑偏的几种典型、具体的处理方法
2.1 机械式纠偏
这种纠偏法是在制作带式输送机时或在发现输送带跑偏后人工对带式输送机纠偏部件的安装、调整以达到纠偏的目的。
2.1.1几种常用的纠偏托辊
（1）立辊
立辊主要是安装在带式输送机的两边，能起到强行阻止输送带跑偏的作用。
（2）摩擦调心托辊
摩擦调心托累的工作原理主要是依靠输送带跑偏后碰到摩擦輪，带动旋转支架实行纠偏，输送带回复直到另一侧摩擦轮碰到带边，旋转支架转动起到反向纠偏作用，这样就形成旋转支架来回晃动，输送带运行不稳定成蛇形运行，给运行带来不安全隐患，使用现场实际使用中经常用铁丝捆绑失去自动调偏作用。
（3）锥形调心托辊
锥形调心托辊通常是以锥形调心托辊组的形式来使用，调心托辊组上面的托辊一般采用锥形、鼓形等形式，以鼓形效果最好，锥形调心托辊组的工作原理是利用托辊支架下放的一个旋转机构来调整带式输送机运行方向的一种机构；当输送带跑偏至任何一侧时，在输送带与锥形调心托辊的小端产生滑动摩擦力的作用下，使托辊组的上横梁旋转，将输送带送正，使输送带正常居中运行，进而达到对带式输送机纠偏的目的。
（4）前倾托辊
它同样常以托辊组的形式使用，该托辊可有效起到防止输送带跑偏的作用，选型时应注意：前倾角不宜太大（α=2~3°），否则会对前倾托辊轴承产生无穷大 的轴向载荷，并使输送机托辊阻力明显加大，进而加大了输送机运输功率。另外，如选用前倾托辊，则应在承载段全部采用承载托辊。
（5）下平行自动调心托辊
该托辊与自动调心托辊所起作用一样，在设计和安装时应注意调心托辊立柱的位置，确保托辊起到调心的作用。
（6）平行梳形托辊
在托辊上固定有11~13个橡胶圈，并且对称分布，可增大输送带的横向运动阻力，进而起到调心作用。
（7）V形前倾托辊
有2个托辊组成的V形槽，槽角一般为5°左右，可增大输送带的横向运动阻力而起到调心作用。
（8）V形梳形倾托辊
它可有效起到防偏、纠偏的作用，但结构复杂、成本较高。
2.1.2托辊具体的使用情况及输送带跑偏调整方法
当带式输送机很短时或是可逆带式输送机时，在输送带支架有足够的刚度且带式输送机机架中心在一条直线上有一定保证的情况下，除了滚筒的调整以外，在输送带的两侧安装立辊即可达到纠偏的目的，具有使用高效的特点。
（1）当带式输送机较短，长度20ｍ以下且为不可逆带式输送机时，当带式输送机输送带发生跑偏，除了滚筒的调整以外，一种方法是在带式输送机承载段安装锥形调心托辊或摩擦调心托辊2～3组，空载段也要至少安装下平行自动调心托辊2～3组，必要时安装立辊，这样就可以很好地解决输送带跑偏问题。
（2）当带式输送机的长度大于20ｍ时，一般在尾部的中间加料段安装自动调心托辊，在承载段通常每间隔8～10组槽型托辊选用一组自动调心托辊，空载段通常每隔8～10组下平行托辊选用一组下平行自动调心托辊。
（3）当带式输送机输送距离很长时，通常综合利用摩擦调心托辊、平等梳形托辊Ｖ形前倾托辊、Ｖ形梳形前倾托辊、锥形调心托辊等中的一种或几种以及联合机头滚筒、改向滚筒及下托辊组的综合调整来实现纠偏的目的，特别是机长在300ｍ以上单向运行的带式输送机上，梳形托辊、前倾托辊的使用更为普遍。
①滚筒的调整
对于头部滚筒如果输送带改向滚筒的右侧跑偏，则右侧的轴承座位应前移动，带式输送机向滚筒的左侧跑偏，则左侧的轴承座位应向前移，相对应的也可以将左侧轴承座位后移或右侧轴承座后移，尾部滚筒的调整方法与头部滚筒刚好相反。
②下托辊的调整
在制造下托辊组的两侧安装孔时一般都制成并排2个或多个托辊支架孔，以有利于当输送带跑偏时来调整。
2.2 机电一体化自动纠偏
机电一体化自动纠偏实现了自动化，能起到实现预控制的作用，发现有跑偏后，應能在跑偏的后方对产生跑偏位置的部件自动进行调整来达到纠偏的目的而无需人工对纠偏零部件的调整，能在源头上解决跑偏的症结，减少了输送带的磨损和撕裂啃边的可能性。
目前，国内外对输送带可自动纠偏的研究可谓是日新月异，品种也很多，但最主要的原理基本上都是由检测机构，信号转换机构，执行机构等组成，检测机构检测到跑偏信号，这种信号被传送到信号转换机构，被转换成执行机构可执行的信号，然后传送到执行机构使执行调整工作，完成一次纠偏工作，这种纠偏工作随输送带的跑偏实时进行着纠偏工作，直到输送带不再跑偏为止才停止工作。根据这一原理和具体实际情况可制成各种各样的自动纠偏装置，由于传统自动调心托辊及装置再使用上的很多缺点，所以，目前，机电一体化自动调偏技术成为广大技术工作者的努力方向，也是纠偏技术的发展方向。
关键词：带式输送机；跑偏；纠偏；对策；发展趋势；展望
中图分类号：X752 文献标识码：A 文章编号：
0 引言
带式输送机车作为煤矿选煤厂输送煤炭的主要设备，因其结构简单、成本低廉等特点，广泛用于矿山选煤系统等各个行业，但它也有自己的不足之处，其中带式输送什么的运转过程中输送带跑偏是影响带式输送机正常运转的主要因素之一，输送带跑偏严重时，需要停机处理；输送带有轻度跑偏时，虽然仍可以维持运转，但跑偏了的输送带会产生一种轴向力，在它的作用下，将会导致托辊过早的损坏，滚筒轴承和轴承座损坏，严重时造成输送带拉伤、撕裂，使输送带寿命大大降低，生产率大为降低，生产成本提高，甚至有时发生事故。
1 输送带跑偏的原因及对策
带式输送机输送带跑偏是输送带运输中经常遇到而且有时是很棘手的问题，因此解决好输送带在运输中的跑偏问题对输送带运输的效率和输送带的使用寿命都有重要的积极作用。
输送带机跑偏主要原因：主动滚筒、改向滚筒中心线及中间托辊支架两侧支撑点的连线与带式输送机长度方向的中心线不垂直从而给输送带带来一个侧向的运动的力，使得输送带跑偏。
1.1 带式输送机支架刚度的影响
带式输送机支架刚度对输送带跑偏有一定的影响，因此，在设计带式输送机时，要保证输送带支架有足够的刚度，以防止带式输送机工作时因钢结构受力变形过大而使输送带跑偏。
1.2 带式输送机支架制作精度和安装误差的影响
（1）带式输送机机头、机尾、中间支架等部件的制作精度对输送带跑偏有影响，因此，带式输送机的制作要严格保证符合图纸的制作要求，防止由于支架的精度问题使得滚筒、托辊出现两侧高低不同而造成输送带跑偏。
（2）带式输送机机架的安装精度对输送带跑偏也有极为重要的影响，带式输送机的安装也应严格按照输送机的安装要求进行安装，保证带式输送机机架的上表面水平度、立架竖直度等，防止安装上滚筒或托辊以后由于两边高低不同而使输送带跑偏。
1.3 输送带连接的影响
带式输送机若完成输送工作则需要将输送带连接成一个环形缠绕在滚筒、托辊等旋转体上，当输送带在连接成一个环形封闭带时，带式输送机接口错位或输送带中心线不成一条直线（见图1（ａ）），而是一个小于180°的夹角或错位时，在这种情况下，当输送带拉紧时会使输送带各部分受力不均或一侧拉紧另一侧起拱，进而使得输送带产生跑偏现象。
解决方法：应尽量使得输送带接口处两边的输送带中心线呈一条直线且接口对齐（见图1（ｂ））。
1.4 落料位置及方向对输送带跑偏的影响
落料位置和方向对输送带的跑偏有非常大的影响。如果物料的落料位置相对于输送带的中心线有较大偏差或物料下落方向有侧向分速度，致使输送带受到横向冲击，就会使输送带跑偏，若物料偏到右边或输送带受到向左的横向冲击，则输送带向左跑偏，反之亦然。如果输送带发生跑偏，可以通过调整物料的落料位置和落料方向来调整输送带跑偏，其具体方法可以安装集料器、挡料槽、导料槽或调整导料槽的位置等来实现纠偏。如图2所示。
图2：纠偏方法
1.5 每组托辊组中单侧托辊的转动灵活性对输送带跑偏的影响
若一托辊组中托辊的转动灵活性不同或有较大差别，则在输送带的横向面上受到的摩擦力就不同，对输送带跑偏有一定的影响；若左侧托辊转动不灵活或不转动，则对输送带左侧的摩擦阻力就大，这样输送带就向右侧跑偏。
因此，保证每一托辊组两侧托辊的转动灵活性对防止输送带跑偏也有重大的意义。要解决好托辊的转动灵活性问题，一方面，需要生产出密封性能好、滚动及滑动摩擦小的托辊；另一方面，需要及时有效地清除旋转托辊表面的黏附物。
1.6 自动调偏装置转动不灵活对带式输送机跑偏的影响
受输送料所处环境的限制，当输送机的工作环境很不好或输送料潮湿时，由于灰尘或水分的影响，自动调心托辊的润滑就会受到破坏，致使调心托辊转动不灵活。
在这种情况下：（1）要提高自动调心装置润滑的密封性能，做好保护工作；（2）要经常检查这种装置，在发现有转动不灵活情况发生时做到及时更换或维修；（3）设法改变自动调心装置的工作环境。
1.7 输送带边缘磨损严重对输送带跑偏的影响
输送带边缘磨损严重将会导致两侧所受拉力等，致使输送带向一边跑偏，所以要对输送带的磨损处进行及时地修补。
1.8 输送带表面粘有黏附物对输送带跑偏的影响
输送带表面有黏附物将会变相引起输送带横向拉力不均或横向两侧所受摩擦力不等，进而引起输送带跑偏。在主被动滚筒处安装可调式橡胶刮板清扫器，能有效地将输送带表面上的黏附物除去。另外，对主动轮表面采用人字形或菱形包胶，对被动轮表面采用光面包胶，一方面可以防止黏附物料，另一方面可延长滚动和输送带的使用寿命。
1.9 给料器及清扫器的安装误差对输送带跑偏的影响
由于二者的安装误差使得输送带两侧所受的摩擦阻力差别较大，进而使得输送带在所受的摩擦阻力较小的一侧跑偏，这时就应该重新调整相关部件或拆下重新安装。
1.10驱动滚筒和改向滚筒外圆圆柱度的制造误差对输送带跑偏的影响
因它们的外圆圆柱的误差，当输送带缠绕其上工作时，就会使得输送带横向受力不均匀，进而使得输送带跑偏，具体的输送带跑偏方向为：输送带向受力小的一边跑偏。
解决方法：在制造驱动滚筒和改向滚筒时要尽时使得二者的外圆圆柱度误差较小，以确保在这个环节上减少输送带跑偏的可能性。
1.11 驱动滚筒和改向滚筒与各托辊组在水平方向垂直平分线不平行以及驱动滚筒中心线与机架中心线不垂直对输送带跑偏的影响
由于输送带在机架上盍时之所以跑偏是因为输送带受到某种侧向力的作用，上述原因就会产生这种侧向力使得输送带跑偏。因此，保证上述三者在水平方向的垂直平分线的平等度对输送带的正常运行有很重要的作用。
其纠偏方法为：可调整驱动滚筒和改向滚筒处的丝杠或配重装置进行纠偏以及调整引起跑偏的托辊组的走向。
1.12 输送带松弛引起的跑偏
调整好的输送带在运行一段时间后，由于输送带拉伸产生永久变化，会使输送带的张紧力下降，造成输送带松弛，引起输送带跑偏。在此种情况下要及时发现输送带是否松弛了，发现松弛要及时启动输送带拉紧装置给输送带拉紧。
输送带跑偏的几种典型、具体的处理方法
2.1 机械式纠偏
这种纠偏法是在制作带式输送机时或在发现输送带跑偏后人工对带式输送机纠偏部件的安装、调整以达到纠偏的目的。
2.1.1几种常用的纠偏托辊
（1）立辊
立辊主要是安装在带式输送机的两边，能起到强行阻止输送带跑偏的作用。
（2）摩擦调心托辊
摩擦调心托累的工作原理主要是依靠输送带跑偏后碰到摩擦輪，带动旋转支架实行纠偏，输送带回复直到另一侧摩擦轮碰到带边，旋转支架转动起到反向纠偏作用，这样就形成旋转支架来回晃动，输送带运行不稳定成蛇形运行，给运行带来不安全隐患，使用现场实际使用中经常用铁丝捆绑失去自动调偏作用。
（3）锥形调心托辊
锥形调心托辊通常是以锥形调心托辊组的形式来使用，调心托辊组上面的托辊一般采用锥形、鼓形等形式，以鼓形效果最好，锥形调心托辊组的工作原理是利用托辊支架下放的一个旋转机构来调整带式输送机运行方向的一种机构；当输送带跑偏至任何一侧时，在输送带与锥形调心托辊的小端产生滑动摩擦力的作用下，使托辊组的上横梁旋转，将输送带送正，使输送带正常居中运行，进而达到对带式输送机纠偏的目的。
（4）前倾托辊
它同样常以托辊组的形式使用，该托辊可有效起到防止输送带跑偏的作用，选型时应注意：前倾角不宜太大（α=2~3°），否则会对前倾托辊轴承产生无穷大 的轴向载荷，并使输送机托辊阻力明显加大，进而加大了输送机运输功率。另外，如选用前倾托辊，则应在承载段全部采用承载托辊。
（5）下平行自动调心托辊
该托辊与自动调心托辊所起作用一样，在设计和安装时应注意调心托辊立柱的位置，确保托辊起到调心的作用。
（6）平行梳形托辊
在托辊上固定有11~13个橡胶圈，并且对称分布，可增大输送带的横向运动阻力，进而起到调心作用。
（7）V形前倾托辊
有2个托辊组成的V形槽，槽角一般为5°左右，可增大输送带的横向运动阻力而起到调心作用。
（8）V形梳形倾托辊
它可有效起到防偏、纠偏的作用，但结构复杂、成本较高。
2.1.2托辊具体的使用情况及输送带跑偏调整方法
当带式输送机很短时或是可逆带式输送机时，在输送带支架有足够的刚度且带式输送机机架中心在一条直线上有一定保证的情况下，除了滚筒的调整以外，在输送带的两侧安装立辊即可达到纠偏的目的，具有使用高效的特点。
（1）当带式输送机较短，长度20ｍ以下且为不可逆带式输送机时，当带式输送机输送带发生跑偏，除了滚筒的调整以外，一种方法是在带式输送机承载段安装锥形调心托辊或摩擦调心托辊2～3组，空载段也要至少安装下平行自动调心托辊2～3组，必要时安装立辊，这样就可以很好地解决输送带跑偏问题。
（2）当带式输送机的长度大于20ｍ时，一般在尾部的中间加料段安装自动调心托辊，在承载段通常每间隔8～10组槽型托辊选用一组自动调心托辊，空载段通常每隔8～10组下平行托辊选用一组下平行自动调心托辊。
（3）当带式输送机输送距离很长时，通常综合利用摩擦调心托辊、平等梳形托辊Ｖ形前倾托辊、Ｖ形梳形前倾托辊、锥形调心托辊等中的一种或几种以及联合机头滚筒、改向滚筒及下托辊组的综合调整来实现纠偏的目的，特别是机长在300ｍ以上单向运行的带式输送机上，梳形托辊、前倾托辊的使用更为普遍。
①滚筒的调整
对于头部滚筒如果输送带改向滚筒的右侧跑偏，则右侧的轴承座位应前移动，带式输送机向滚筒的左侧跑偏，则左侧的轴承座位应向前移，相对应的也可以将左侧轴承座位后移或右侧轴承座后移，尾部滚筒的调整方法与头部滚筒刚好相反。
②下托辊的调整
在制造下托辊组的两侧安装孔时一般都制成并排2个或多个托辊支架孔，以有利于当输送带跑偏时来调整。
2.2 机电一体化自动纠偏
机电一体化自动纠偏实现了自动化，能起到实现预控制的作用，发现有跑偏后，應能在跑偏的后方对产生跑偏位置的部件自动进行调整来达到纠偏的目的而无需人工对纠偏零部件的调整，能在源头上解决跑偏的症结，减少了输送带的磨损和撕裂啃边的可能性。
目前，国内外对输送带可自动纠偏的研究可谓是日新月异，品种也很多，但最主要的原理基本上都是由检测机构，信号转换机构，执行机构等组成，检测机构检测到跑偏信号，这种信号被传送到信号转换机构，被转换成执行机构可执行的信号，然后传送到执行机构使执行调整工作，完成一次纠偏工作，这种纠偏工作随输送带的跑偏实时进行着纠偏工作，直到输送带不再跑偏为止才停止工作。根据这一原理和具体实际情况可制成各种各样的自动纠偏装置，由于传统自动调心托辊及装置再使用上的很多缺点，所以，目前，机电一体化自动调偏技术成为广大技术工作者的努力方向，也是纠偏技术的发展方向。