刘夏艳 王传安 万奇才 畅海潮
摘 要：文章从主要介绍了带式输送机跑偏的原因以及危害，分析了常用的调偏方法和调偏原理，并提出锥形自动调偏托辊优化方案，对解决皮带机的跑偏问题具有重要的指导意义。
关键词：带式输送机；跑偏；锥形自动调偏装置；调偏原理
引言
带式输送机在运转中最常见的故障是输送带跑偏。如果处理不及时，跑偏量超过极限值时，输送带边缘就会与托辊架或机架发生剧烈摩擦 ，很快会把输送带边上的覆盖胶磨掉，致使带芯受潮湿气和粉尘的侵蚀而迅速损坏，导致输送带撕裂，甚至造成断带事故。另一方面，输送机向外撒料也多半由于输送带严重跑偏引起。防止和纠正输送带跑偏是带式输送机运行中的重要问题。
1 带式输送机容易跑偏的原因
输送带跑偏主要是由托辊或滚筒安装不正、托辊转动不良、机架弯曲、输送带拉紧不够或受力不均、接头不正、铺设不平直、本身直线度不足、落料点偏心、从一侧刮来大风等原因造成的。皮带向前运行时给托辊一个向前的牵引力Fq，由于皮带中心线和托辊组的轴线不垂直而是成一定的夹角，所以这个牵引力分解为一个使托辊转动的分力Fy和一个横向分力Fx1，这个横向分力使托辊沿轴向窜动；由于托辊支架的固定托辊是无法轴向窜动的，它必然就会对皮带产生一个反作用力Fx2，它使皮带向另一侧移动，从而导致了皮带的跑偏。
2 常用调偏方法及调偏原理
一是通过人工调整滚筒或托辊进行调偏。二是使用TD75标准的回转式槽型调心托辊（上皮带装）或平行调心托辊（下皮带装）进行调偏。当胶带跑偏时，碰撞挡辊，挡辊内有一对滚珠轴承，可以转动，因而可减少胶带边缘的磨损；同时立辊带动回转架转动，使胶带向中心移动，以实现自动调偏。三是使用DTⅡ标准的锥形上/下调心托辊进行调偏。还有别的调偏方法如液压/气压调偏装置、前倾托辊、V型托辊、反V型托辊等。
以上各种调偏方法的调偏原理为：如果输送带跑偏托辊架就会受输送带偏心力的作用而旋转一个角度，这就相当于输送带在一个偏斜托辊上运行一样，这时由于托辊转动圆周速度Vt与输送带运行速度Vd产生一个速度差△V，相当于托辊给输送带一个横向力，推动输送带向与△V相反方向偏移而回复到正常位置。
第一种办法的弊端在于每一条运输线上必须配置专门的检查、维护人员，增加了生产用工量和职工的劳动强度。第二种办法虽然降低了职工的劳动强度，但其价格比较昂贵，另外平行调偏托辊普遍存在注油困难，不便维修，底皮带淤煤较多时运转不良，调偏效果不佳等缺陷。第三种锥形上/下调心托辊的调偏性能虽然可以，但是其滚轮轴极易折断，更换周期短，总体性价比不高。液压/气压调偏装置需配制专用泵站，生产成本大，而且皮带机工作的环境一般比较恶劣，潮湿多尘，液压系统又必须要求环境良好，否则极易发生污染和泄露，因而它们之间存在着不可调和的矛盾。
3 锥形自动调偏托辊的优化设计
锥形自动上调偏托辊的优化设计：
1）锥形自动上调偏托辊中辊的辊径选用其同带宽槽型托辊的辊径，将其边托辊做成锥形，中辊的长度、锥形辊的直径和长度的选用必须保证锥形上调偏托辊的槽角和理论带面与其同带宽的槽型托辊的槽角和理论带面一致。
2）锥形自动上、下调偏托辊的调偏原理。
图5输送带向右跑偏时的受力分析
当输送带正常运行时，输送带上的1点、2点、11点、22点的速度相同。当输送带向右跑偏时，就破坏了1点、2点、11点、22点的速度平衡，由于边锥形辊辊径由小到大，辊的圆周转速相同，所以V1小于V2，使得左边的托辊架向后旋转一个角度，左边辊子的速度Vt向后，其与输送带速度Vd的合力向右，相当于辊子给了输送带一个向左的水平力Fx3。因为连杆的存在，当左边托辊架向后旋转时，右边的托辊架必定向前旋转，因此又得到一个右边辊子给输送带向左的水平力Fx4。水平Fx3、Fx4可平衡掉托辊给输送带的水平力Fx2，并推动输送带向左运动。通过几组这样的锥形调心托辊就可以将输送带调整到正常的运行轨迹。当输送带向左跑偏时，调偏原理同此。
4 结束语
本次优化设计的锥形自动上/下调心托辊是利用锥形辊径的变化和皮带自身的运动做动力源的自动调偏装置，这样便于皮带在跑偏时得到及时的调整且无需动力源装置，无需人工干涉，适合于爆炸环境工作。具有重要的实用意义。
参考文献
[1]董大仟.大型带式输送机动态特性研究及其应用[D].北京：华北电力大学，2008.
[2]贺天才.寺河矿东大巷带式输送机动力学分析及最优控制研究[D].北京：中国矿业大学，2009.
[3]朴香兰.长距离平面转变带式输送机关键设计技术研究[D].吉林大学，2010.
作者简介：刘夏艳（1986-），女，辽宁沈阳，大学本科，沈阳圣佳机械制造有限公司，助理工程师，研究方向：带式输送机和装车机的研发，液压系统、阀块的设计。
