带式输送机输送带跑偏的原因与力学分析

马茹祥 许丙彩 钟丹丹

摘要：带式输送机其结构简单，运行平衡，运转可靠，能耗低，对环境污染小，便于集中控制和实现自动化，管理维护方便，在连续装载条件下可实现连续运输，尤其是长距离，高速度和大运量的输送机已是运输成件货物与散状物料的理想工具。但带式输送机输送带跑偏的问题一直影响着带式输送机在实际应用中的使用，本文通过对带式输送机其输送带跑偏原因利用力学原理加以分析，为其提出了相应的处理方法。

关键词：带式输送机 输送带 跑偏

0 引言

在输送能力方面，带式输送机可以说是最大的，并且是能够进行连续输送的机械之一，通常情况下，在运输能力和输送距离方面，其他输送机设备都难以企及。带式输送机的特点主要表现为：结构简单、运行平稳，运转安全可靠，并且耗能低，对环境构成的污染小等，并且在一定程度上便于集中控制，同时容易实现自动化控制，更重要的是管理维护比较方便，通常情况下，在进行连续装载时，往往能够实现连续不间断的运输。随着科学技术的不断发展，带式输送机呈现出长距离、大运量、高速度、集中控制的发展趋势。在一定程度上通过与其他运输设备相比，一方面具有运输距离远、运量大，同时可以进行连续运输的特点，另一方面运行安全可靠，在一定程度上容易实现自动化和集中化控制，与公路汽运等方式相比，带式输送机运行维护费用要低很多，其生产时间通常情况先只要超过5年，与其他如公路汽运相比，这种输送方式的总投资要小得多。因此长距离，高速度和大运量的输送机是运输成件货物与散状物料的理想工具。但带式输送机输送带跑偏的问题一直影响着带式输送机在实际应用中的使用，故对带式输送机其输送带跑偏原因利用力学原理加以分析解决意义重大。

1 带式输送机的概述

随着科学技术的发展，长距离、大运量、高速度、集中控制等在一定程度上逐渐成为带式输送机的最新发展方向。在运输大宗散料的过程中，在经济效益方面，长距离皮带机的效果非常的显著，近年来，为减少输送散物料费用，通常情况下通过增加带式输送机的运输长度可以有效地改善，通过增加运输长度，一方面减少了带式输送的成本，另一方面改进了输送机的性能。进而在一定程度上设计出性能更加可靠、寿命更长、投资更低、高强度的长距离带式输送机，成为改革输送机技术的新方向。

在我国，不管是品种，还是类型，生产制造的带式输送机都比较少。国家在“八五”期间，实施“日产万吨综采设备”项目，带式输送机的技术水平在一定程度上突飞猛进。在煤矿井下施工过程中，使用的大功率、长距离的带式输送机，无论是对关键技术进行研究，还是研发新的产品等，在一定程度上都取得了很大的进步。大倾角、长距离带式输送机最为典型，同时在一定程度上高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机还填补了国内相关领域的空白，同时在带式输送机减低关键技术方面，以及主要元部件方面，都进行了深入的理论研究和产品的开发。目前，我国煤矿井下用带式输送机的主要技术特征指标如表1所示。

表1 国内带式输送机的主要技术指标

■

近年来，通过引进、消化和吸收国外先进的带式输送机技术，在国内专家、学者，以及广大科研技术人员的共同努力下，在长距离、大运量带式输送机的设计和制造方面，国内的水平不断提升，进而在一定程度上满足了国内市场的需求，但是，需要对一些关键技术进行深入的研究。

2 输送带跑偏的原因

带式输送机作为输送设备，对于带式输送机来说，其最常见的故障主要表现为：输送带的跑偏，导致带式输送机跑偏的原因很多，为了确保其安全稳定运行，通常情况下需要对其进行及时准确的处理。

2.1 承载段跑偏 通常情况下，安装承载托辊组的位置与输送机中心线的垂直度，如果两者之间误差较大，进而在一定程度上导致胶带在承载段向一侧跑偏。向前运行过程中，胶带给托辊一个向前的牵引力，这个牵引力被分解为：一个是使托辊转动的分力另一个是横向的分力，通常情况下，这个横向分力使托辊轴向窜动，托辊支架的固定托辊由于是无法轴向窜动的，进而在一定程度上对胶带产生一个反作用力，进而使胶带移动到另一侧，出现跑偏。

2.2 改向滚筒处跑偏 对于头部改向滚筒或尾部改向滚筒来说，由于轴线与输送机中心线之间不垂直，在头部滚筒或尾部改向滚筒处导致胶带跑偏。滚筒出现偏斜时，在滚筒两侧由于胶带的松紧度存在差异，进而导致沿宽度方向上受到异样的牵引力，进而在一定程度上出现递增或递减的趋势，在这种情况下，会使胶带附加一个向递减方向的移动力，进一步造成胶带向松侧跑偏。

2.3 滚筒直径不一导致跑偏 由于加工误差、粘煤或磨损等，在一定程度上导致滚筒外表面直径大小不一，进一步使得胶带向直径较大的一侧偏移。

2.4 胶带本身的问题 通常情况下，如果胶带使用时间过长，进一步导致胶带出现老化变形、边缘磨损等，或者胶带损坏后重新制作接头，进一步造成中心不正，这些都会在一定程度上影响胶带两侧边的拉力情况，当两侧的拉力不一致，就会出现跑偏。

2.5 输送机张紧力太小导致跑偏 胶带的张紧力受输送机张紧装置的影响出现不够，在无载时或少量载荷时，胶带不发生跑偏，但是当载荷稍大时，就会导致胶带出现跑偏。

2.6 带式输送机凹段皮带的跑偏 对于带式输送机来说，如果设计有凹段，当凹段的曲率半径比较小时，在启动过程中，如果皮带上没有物料，处于凹段区间的皮带就会弹起，遇到大风天气会吹偏皮带。

3 输送带跑偏的力学分析

通常情况下，造成带式输送机输送带跑偏的原因比较很多，需要根据跑偏现象的实际情况，选择相应的调整方法，进而在一定程度上解决跑偏问题。本文通过力学原理，进一步阐述故障的原因及处理方法。

3.1 承载段跑偏 第一种方法在制造过程中，通常情况下将托辊组的两侧安装孔加工成长孔，进而在一定程度上进行调整。具体方法：皮带向哪一侧偏，那么托辊组的哪一侧就朝皮带前进方向前移。第二种方法安装调心托辊组，通常情况下，调心托辊组主要包括：中间转轴式、四连杆式等，其工作原理是：在水平面内方向，通过阻挡或托辊转动阻挡或产生横向推力，进而在一定程度上使皮带自动向心，进一步调整皮带跑偏。

3.2 改向滚筒处跑偏 对于头部滚筒来说，如果胶带向滚筒的右侧发生跑偏，那么右侧的轴承座，通常情况下需要向前移动，如果胶带向滚筒的左侧发生跑偏，那么左侧的轴承座需要向前移动。

3.3 滚筒直径不一导致跑偏 通常情况下，通过清理干净滚筒表面粘煤的方式，解决此类的跑偏，如果加工误差和磨损不均，在这种情况下需要进行重新加工。

3.4 胶带本身的问题导致跑偏 在胶带全长上，这种情况往往会向一侧跑偏，在不正的接头处出现最大跑偏，通常情况下，通过重新制作中心不正的胶接头，或者更换老化变形的胶带的方式处理该类跑偏。

3.5 输送机张紧力太小导致跑偏 对于带式运输机来说，如果使用重锤张紧装置，通过添加配重的方式解决跑偏问题，但是添加的配重要适当，进而在一定程度上防止皮带承受不必要的张力，进一步降低皮带的使用寿命。

3.6 带式输送机凹段皮带的跑偏 为了避免皮带的弹起或被风吹偏，通常情况下需要在皮带运输机的凹段处增设压带轮。因此，在设计阶段，为了避免发生此类情况，通常采用较大的凹段曲率半径来处理。

3.7 双向运行皮带运输机跑偏 调整双向运行皮带运输机跑偏，与调整单向皮带运输机跑偏相比，对双向运行的皮带运输机皮带跑偏进行调整，要困难许多，在调整过程中，先对某一个方向进行调整，然后对另外一个方向进行调整。

4 结论

输送带的跑偏是输送机经常遇到的故障问题，且跑偏的现象和原因很多，本文从承载段跑偏，改向滚筒处跑偏，滚筒直径不一导致跑偏，胶带本身的的问题导致跑偏，输送机张紧力太小导致跑偏，带式输送机凹段皮带的跑偏，双向运行皮带运输机跑偏等方面加以分析，并提出了相应的解决办法。

参考文献：

[1]于岩，李维坚.运输机设计[M].徐州：中国矿业大学出版社，1998（1）：1-72.

[2]张媛，周满山，于岩.长距离带式输送机动态特性仿真分析[J].矿山机械，2005，33（8）：81-83.

[3]王锡法.长运距、大运量带式输送机软起动技术的应用[J].煤矿机械，2006，27（10）：163-164.

[4]毛君，王晶.简述带式输送机的拉紧装置[J].煤矿机械，2006，27（1）：116-117.

作者简介：马茹祥（1990-），男，山东滕州人，助理工程师，机械制造。