輸送機(jī)輸送帶跑偏原因及優(yōu)化設(shè)計(jì)
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摘要：引起輸送帶跑偏的根本原因是其運(yùn)行時拉應(yīng)力分布不均勻或受到橫向外力的作用，實(shí)際生產(chǎn)時應(yīng)具體問題具體分析，采取合理措施進(jìn)行糾偏，尤其是當(dāng)現(xiàn)實(shí)條件受到限制可預(yù)見輸送帶運(yùn)行時會發(fā)生跑偏現(xiàn)象，則更應(yīng)做好事前控制。本文結(jié)合我公司多年項(xiàng)目建設(shè)和生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)從減小輸送帶張力、減小橫向沖擊力和設(shè)置側(cè)擋輥等三個方面對輸送機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)以控制輸送帶跑偏程度。
關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī)；輸送帶；受力分析；跑偏；優(yōu)化設(shè)計(jì)
帶式輸送機(jī)具有輸送物料范圍廣、線路組合靈活、運(yùn)輸能力大、安裝維護(hù)便易、使用壽命較長以及造價低廉等優(yōu)點(diǎn)，在純堿生產(chǎn)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，用于輸送原鹽、石灰石、焦炭和重堿等物料。然而使用過程中輸送帶跑偏現(xiàn)象時有發(fā)生，輸送帶跑偏不僅會造成沿線撒料浪費(fèi)物料影響生產(chǎn)環(huán)境，還會導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)非正常磨損和損壞降低生產(chǎn)效率，嚴(yán)重時會影響整套設(shè)備的正常運(yùn)行發(fā)生事故。
1輸送帶跑偏的原因分析
造成輸送帶跑偏的根本原因是輸送帶在制造、安裝、使用和維護(hù)過程中所受的外力在寬度方向上的矢量和不為零，或垂直于寬度方向上的拉應(yīng)力不均勻，從而導(dǎo)致托輥或滾筒等部件對輸送帶產(chǎn)生一個偏向一側(cè)的反作用力，致使輸送帶向一側(cè)發(fā)生偏移。輸送帶跑偏具體表現(xiàn)在以下三個方面：一是由于輸送帶老化或接頭不正使輸送帶張力不均衡造成跑偏；二是以驅(qū)動滾筒中心線為基準(zhǔn)，改向滾筒中心線和托輥中心線的平行度以及機(jī)架中心線的垂直度不符合安裝要求，致使?jié)L筒和托輥等部件對輸送帶產(chǎn)生沿寬度方向的反作用力造成跑偏；三是因滾筒、托輥對輸送帶兩側(cè)摩擦力不均衡造成跑偏，這主要是由滾筒外圓圓柱度過大、機(jī)架因安裝或腐蝕發(fā)生傾斜、滾筒和托輥發(fā)生磨損以及傾斜落料等原因引起的［2］。
2輸送帶防跑偏的調(diào)整措施
輸送帶跑偏的規(guī)律可總結(jié)為跑緊不跑松、跑高不跑低、跑大不跑小和跑后不跑前。目前輸送帶防跑偏的調(diào)整措施主要有調(diào)整承載托輥組法和調(diào)整滾筒法［2］。調(diào)整承載托輥組法是指輸送帶在輸送機(jī)的中部跑偏是可調(diào)整托輥組的位置來糾偏，如圖1所示。在制造時托輥組的兩側(cè)安裝孔加工成長孔以便進(jìn)行調(diào)整，具體方式是根據(jù)跑后不跑前的規(guī)律將輸送帶偏移側(cè)的托輥組沿輸送方向向前移動，相對應(yīng)側(cè)的托輥沿輸送方向向后移動。調(diào)整滾筒法是指輸送帶在輸送機(jī)驅(qū)動滾筒或改向滾筒處跑偏可調(diào)節(jié)滾筒位置進(jìn)行糾偏，如圖2所示。對于頭部驅(qū)動滾筒輸送帶偏向那一側(cè)應(yīng)將那一側(cè)的軸承座沿輸送方向前移，相對應(yīng)的也可將相對側(cè)軸承座沿輸送方向后移。尾部改向滾筒的調(diào)整方法與頭部驅(qū)動滾筒的調(diào)整方向剛好相反。此外調(diào)整輸送帶跑偏的措施還有調(diào)心托輥法（也稱限位法）、調(diào)整張緊機(jī)構(gòu)法、清除粘物法、調(diào)整皮帶法、調(diào)整落料重心法等，當(dāng)發(fā)生輸送帶跑偏現(xiàn)象時應(yīng)具體問題具體分析，找出問題原因采取多種措施進(jìn)行糾偏，若因托輥滾筒磨損老化、機(jī)架腐蝕傾斜等原因引起輸送帶跑偏應(yīng)及時更新相關(guān)部件并做好輸送機(jī)的日常維護(hù)保養(yǎng)。
3輸送帶防跑偏的優(yōu)化設(shè)計(jì)
通過分析輸送帶跑偏的原因和目前采取的糾偏措施可知輸送帶跑偏主要是由于輸送帶在傳輸過程中受力不均衡導(dǎo)致的，要想更好地保證輸送機(jī)的可靠度提供生產(chǎn)效率，不僅要在事中和事后采取調(diào)整措施糾偏，更要在事前通過受力分析優(yōu)化設(shè)計(jì)，預(yù)防皮帶跑偏。1）減小輸送帶張力防偏輸送帶在垂直于其寬度方向的拉應(yīng)力F主要表現(xiàn)為輸送帶張力，在輸送機(jī)設(shè)計(jì)時應(yīng)對承載段最小張力點(diǎn)處輸送帶的垂直度進(jìn)行校核，保證允許垂直度所需要的最小張力S滿足公式：為降低拉應(yīng)力F在輸送帶寬度方向上分布不均勻度，就要在保證滿足運(yùn)力的前提下（即q、β不變）降低輸送帶的張力，具體優(yōu)化措施為：適當(dāng)增加上托輥組數(shù)量，減小上托輥組間距。2）減小橫向沖擊力防偏導(dǎo)致輸送帶跑偏的另外一個因素是輸送帶上存在橫向力，除制造、安裝、維護(hù)不當(dāng)外，落料方式和角度是產(chǎn)生橫向力的主要原因，因此沿輸送帶運(yùn)動方向是給料最佳的落料方式和角度，但是在實(shí)際生產(chǎn)時受到各種外在因素的限制，這種落料方式很難實(shí)現(xiàn)。例如我公司“增加重堿6＃皮帶裝置”項(xiàng)目中所有的落料點(diǎn)都是傾斜給料，根據(jù)動能定理可知：給料溜管與輸送帶的夾角越小，物料在輸送帶寬度方向上的分速度就越大，對輸送帶的橫向沖擊力就越大，因此該項(xiàng)目設(shè)計(jì)時在落料點(diǎn)輸送機(jī)導(dǎo)料槽處設(shè)置了圖4所示的可調(diào)節(jié)擋板，根據(jù)物料的流量和流速通過調(diào)節(jié)擋板在倒料槽上的位置降低物料對輸送帶的橫向沖擊力，不僅如此該項(xiàng)目還增設(shè)了圖5所示下料擋板以增大給料溜管與輸送帶間的夾角。3）設(shè)置側(cè)擋輥防偏設(shè)計(jì)時采取預(yù)防輸送帶跑偏措施可大大降低其跑偏概率，但由于制造、安裝誤差和設(shè)備自然磨損是必然存在的，實(shí)際生產(chǎn)中輸送帶跑偏是不可避免的。通過總結(jié)我公司多條輸送帶糾偏經(jīng)驗(yàn)，在標(biāo)準(zhǔn)調(diào)心托輥的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，研發(fā)出一種新式調(diào)偏機(jī)構(gòu)———側(cè)擋輥，如圖6所示，輸送機(jī)在安裝時根據(jù)其長度和跑偏嚴(yán)重程度每隔四五組托輥安裝一組側(cè)擋輥。側(cè)擋輥的安裝傾角α大于標(biāo)準(zhǔn)調(diào)心托輥的安裝傾角，這樣側(cè)擋輥的糾偏能力就會大于調(diào)心托輥，輸送機(jī)運(yùn)行時若跑偏嚴(yán)重，超出調(diào)心托輥的調(diào)節(jié)能力，側(cè)擋輥可進(jìn)一步糾偏，安裝于側(cè)擋輥頭部的翼圓還可限制輸送帶脫落。圖6側(cè)擋輥
4結(jié)論
為降低輸送帶跑偏程度，本文從以下三個方面對輸送機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)：1）增加上托輥組數(shù)量減小上托輥組間距，從而減小輸送帶張力，降低輸送帶拉應(yīng)力分布不均勻風(fēng)險(xiǎn)；2）通過設(shè)置可調(diào)節(jié)擋板和下料擋板減小物料對輸送帶的橫向沖力；3）設(shè)置側(cè)擋輥用以彌補(bǔ)調(diào)心托輥糾偏能力小的問題。通過以上優(yōu)化措施大大減小了輸送帶跑偏的程度，可保證生產(chǎn)平穩(wěn)高效運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
［1］李艷霞．帶式輸送機(jī)皮帶跑偏原因分析及調(diào)整［J］．礦業(yè)快報(bào)，2008（7）：91－93
［2］閆曉棟．皮帶輸送機(jī)膠帶跑偏的原因及控制方法［J］．機(jī)械管理開發(fā)，2018（1）：184－185
作者：耿縣如 張永建 劉忠華 馬甜甜 單位：唐山三友化工股份有限公司