基于机械传动装置设计对我国带式输送机自动调偏系统的应用与研究

基于机械传动装置设计对我国带式输送机自动调偏系统的应用与研究

王丽

国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心

    摘要：带式输送机胶带跑偏原因很多，有些在采用单一方法来纠偏，其收效是不大的。这时就要对胶带跑偏的具体情况和原因进行，最好采用多种综合方法处理。输送带跑偏是带式输送机常见故障之一，通过对跑偏故障的研究分析，对带式输送机输送带调偏自动控制系统进行了专题研究。分析了带式输送机的基本结构、带式输送机跑偏的原因、带式输送机运煤期间存在的问题、带式输送机的技术改造，以及调整和改造后的效果评价。

    关键词:自动调偏、带式输送机、传动

    引言：

    所谓输送带跑偏，就是输送带的中心线与输送机机架的中心线不在同一平面上而偏向一侧的现象。通过对这些跑偏故障进行研究和细致的分析，并对带式的输送机以及输送带相关的自动控制系统进行必要的研究。我们才能改进结构，解决问题。

    煤炭运输的带式输送机，它是一种挠性带承载物料的连续输送设备，其胶带跑偏也是运转中较为常见的故障。而胶带长期的跑偏，这也会造成胶带边缘严重磨损，以至于撕裂、刮损、拉断等事故。在此分析胶带跑偏的主要原因，并进行及时纠偏，相应提出改进措施。

    1.带式输送机的基本结构

    带式输送机是由一条环形胶带绕在传动滚筒和改向滚筒之上的，并固定于机架，由上下托辊支撑。靠张紧装置拉紧两滚筒之间的胶带，驱动装置带动滚筒转动时，依靠传动滚筒与胶带之间摩擦力带动胶带运行。给料机将物料放至胶带上，通过传动滚筒或卸料机把物料卸出。在传动滚筒底部安装有弹簧清扫器，胶带回程上段一侧安装有清扫器，以便清除胶带两面黏附物料、撒料和浮灰等。

    2.带式输送机跑偏的原因分析

    带式输送机跑偏通常是在运行过程中输送带没有按照输送带架的中心位置左右对称地运行。输送带受主滚筒的动力在三联辊和两联辊上浮动运行，旋转的托辊给输送带一个阻力和导向力，理想状态下输送带架是笔直的、物料在输送带上是居中间位置均匀的、托辊的导向力与运行方向是相同的，此时输送带是不会跑偏的；实际生产中输送带架不可能达到理想状态下，高低也会随着运输走向而变化，运送的物料也不可能是理想状态下的均匀，因此输送带在托辊上的受力是随时在变的，阻力可由动力去克服，而导向力却是影响跑偏的直接原因。托辊挂在横梁上是允许有少量的可调空间，以改变托辊导向力方向。一般维护人员就是不停地改变着托辊的导向力方向实现输送带的调整。输送带因托辊调整不及时依然会出现跑偏，以至造成输送带架两边物料抛洒，这就需要人力去清理了。防跑偏托辊的设计，正是将这导向力进行了质的改变后合理利用的结果，在一定程度上能为胶带跑偏作修正。

    3.带式输送机运煤期间存在的问题

    ①胶带给煤点，有些除机尾定点外，还有其他给煤机为分点给料。像这样的多点不固定式给煤，也使胶带受力不均匀了，调整就频繁了。②运输混煤的皮带机，由于煤泥水较多，加上给料不均衡，使得调心托辊架锈蚀严重，造成胶带调偏不灵活，调偏效果也差或失去调偏作用。③胶带运输过程中，因落煤仓存煤、水分大、拉仓、胶带跑偏、清理卫生等问题，带入的煤泥被底胶带运至机尾滚筒前。一般由机尾前“V”型、“斜一字”型清扫器扫至胶带两侧，落入下方积煤池内，再统一清理。因胶带底部空间较小，加上胶带上的淋水，所形成的煤泥清理困难，积煤过多就造成了胶带跑偏。清扫器因位置靠前、磨损等原因，清扫不彻底也易跑偏；煤块、煤泥进入胶带和机尾滚筒死角处，反复被胶带卷入滚筒内，还会造成胶带硌伤、跑偏等现象，严重时影响正常运行。

    4.带式输送机的技术改造
    1）对胶带跑偏的调整。①下料不正的调整。空转时不跑偏，有负载时跑偏，说明给料在胶带两边分布不均，给料纠正即可。②胶带接头不正的调整。胶带运行总向一边跑偏，恰在接头处，且跑偏位置不固定。说明胶带接头不正，应重新校正接头或更换新接头。③驱动滚筒与尾筒的调整。胶带在机尾或机头处跑偏，应消除头尾部滚筒的平行度误差。另应根据滚筒水平窜动情况，校正前后滚筒水平或平等度误差，及时清理滚筒表面黏物，跑偏会消失。④拉紧装置的调整。胶带空载或重载时向一侧跑动，说明胶带两侧松紧程度不一致，应调整前后滚筒处的丝杆或配重等拉紧装置。⑤托辊组调整。a.自动调整托辊组安装利用胶带跑偏时对托辊组架摩擦力不对称，产生一个附加力矩，使托辊组架绕其垂直轴座回转一个角度，使胶带向输送机中心移动，从而达到自动纠偏的目的。合理安装自动调心托辊，则可起到自动调节带跑偏作用。b.槽形托辊调整把槽形托辊调正，带条就可以正常运行。安装不正托辊有几组难以判断，可根据带条跑偏范围，一组组调正托辊，将带条跑偏方托辊顺带条运行方向前移或将另一侧托辊反移，移动距离以带条跑正为限。c.立辊纠偏法胶带运行时总往一边跑偏，可在胶带跑偏处将托辊竖直安装。d.机架校正胶带运行向同一侧跑偏，并在某位置严重，说明托辊支架或机架扭曲不正，应校正托辊支架或机架的垂直度和水平度，更换扭曲严重的托辊支架或修复机架处理。

    2）对调心托辊架的改造。①可在原托辊架的底部中间加设一个封闭油池，并在两端各加一个油孔。油池中的油利用连通器原理，始终使整个腔体充满润滑油液。一边灌油，一边观察油孔内油面位置，以判断润滑油的多少。旋转轴可利用自我渗透功能，使转动部位的间隙中充满油。②在圆盘轴承上方增设“人”字形盖板密封，以防止煤泥水渗入。
    3）对皮带机尾滚筒清扫器的改造。①胶带机尾滚筒部的重载段底胶带落煤难清扫，可根据机尾坠砣小车式张紧的特点，在机尾滚筒前150mm处安装抽拉式扫煤器。清扫胶带涨紧器密贴机尾滚筒，把卷入滚筒的积煤收集于接料盒内；存煤量多时，随时可操作外围把手，拉出或推回一个行程，即可定期将清入接料槽盒内的积煤清入指定集煤箱内。②该装置主要由清扫煤器、涨紧器、料槽盒、抽拉装置、附属部件组成，见图1(b)。清扫器与常规滚筒清扫器类似，是由扁铁夹压胶带组成，可根据磨损情况来定期更换。而涨紧器用于使清扫煤器与滚筒贴合面时贴紧及固定。料槽盒可焊接制作，以临时存放滚筒上清扫下的积煤。抽拉装置则由槽盒内滑道杆、抽拉把手、清煤板组成，可将煤清理到胶带两侧的接料集煤箱。安装安全护栏和接近开关、安全警示牌等辅件，也可起安全保护。
    5.调整和改造后的效果评价
    ①胶带跑偏有些可以通过调整解决的，不需要改造就搞好了。此类一般多为临时性跑偏，因某种原因导致胶带暂时跑偏。②由于托辊架锈蚀严重，以至较难转动。特别是调整下调心托辊架时，有的用手调不动，需借用其他工具，还容易造成安全事故。如此改造后胶带运输机的自动调偏功能就能恢复了。调偏灵活，节约了人力，又从根本上杜绝了托辊调偏难题，从而保证了连续运输的安全性。③安装抽拉式扫煤器后，这也杜绝了积煤造成的胶带跑偏。对于机尾三面安护栏的，清理时还要拆卸，至少需要两人配合。改后清理工作一人即可完成，解决了机尾处清理的难题，降低了人的劳动强度，保证了安全作业。
    结束语：总之，带式输送机胶带跑偏原因很多，有些在采用单一方法来纠偏，其收效是不大的。这时就要对胶带跑偏的具体情况和原因进行，最好采用多种综合方法处理。必要时就要对某个部位进行改造，以彻底避免胶带跑偏所造成的各种损失，同时也可有效延长胶带的使用寿命，并降低带式输送机运行维护费用，节约成本。
    参考文献：
    [1]朱绍文，张军.带式输送机的技术改造[J].山东煤炭科技，2020，5：35-36.
    [2]王廷进.带式输送机防跑偏托辊的设计[J].煤矿机械，2020，4：4-5.