带式输送机的防跑偏措施研究

查锦艳

（东莞市机电工程学校，广东 东莞523846）

1 带式输送机简介

带式输送机又称胶带输送机、皮带输送机或皮带机，英文belt－conveyer，适用于水平和倾斜方向输送散粒物料和成件物品，应用非常广泛，但实际运输中易发生输送带跑偏现象，对此必须予以重视，从设计、制造、安装调试、使用维护等多方面加以防范或纠正，尽可能减少跑偏带来的危害和损失。

带式输送机主要由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等组成，两端部滚筒之间的上下分支各以若干托辊支承，闭合张紧的输送带作承载和牵引构件，利用驱动滚筒与输送带间的摩擦力牵引输送带实现物料的连续运行（图1）。

图1 带式输送机简图

笔者曾供职于生产带式输送机的专业工厂，亲身体验到带式输送机在煤矿、港口、码头、建筑工地、轻工部门等行业的广泛应用，也体会到带式输送机的诸多优点，如结构简单，工作平稳可靠，对物料适应性强，输送距离长、运量大、功耗小，可连续输送且运行可靠，易于实现自动化和集中化控制等，但其有一明显缺点——输送带易跑偏。

2 输送带跑偏现象及危害

带式输送机正常运行时，输送带处于托辊组正中位置，物料分布在输送带正中，俗称“对中”（图2）。但受多种因素影响，运行中输送带的中心易偏离输送机中心，即出现跑偏现象。

跑偏后不能保证物料居中，严重时会导致物料从压低的一边撒出，俗称“撒料”，造成浪费，影响正常的输送效果；还可能导致皮带撕裂，影响输送机的使用寿命；更严重时会发生停机或人员伤亡事故。因此，要寻找输送带跑偏原因，切实防范跑偏事故。

3 跑偏的常规防范

笔者以往所在企业通常采用以下方法来解决或防范跑偏现象：（1）购买由国家确认的合格输送带，定期检查和调整，保证皮带胶接时接口、接头不偏不斜，不留跑偏隐患。（2）严格按照设计要求，保证滚筒、托辊等关键零部件的制造和安装精度。（3）输送机安装结束后要无负荷试运转2 h，保证运转中胶带不打滑、不跑偏、运行平稳，各部件都正常后才能带负载运转试机。（4）加强日常维护，及时清除滚筒、托辊上煤尘，调检胶带边缘及接头的磨损情况，发现问题及时修补或更换；必要时，安装胶带跑偏监测装置，及时反馈提醒维修人员采取措施。

4 利用托辊组调偏的措施

以上常规措施减少了很多跑偏隐患，但无法进一步避免跑偏现象，还必须采用专门的调偏措施，下面以实例说明。

实例1：调整承载托辊组的位置。

笔者曾参与设计广州番禺某港口500 m长度的船用带式输送机，其试运转时出现跑偏现象。通过调整托辊支架，将托辊组支架两侧的安装孔由圆孔改加工成长孔，工人现场操作使托辊组的安装位置由固定式转为可偏移式，顺利解决了跑偏问题。推广此方法如下：皮带偏向哪一侧，托辊组的哪一侧朝皮带前进方向前移或另外一侧后移。如图3所示，皮带向上跑偏，则托辊组的下位处向左移动，托辊组的上位处向右移动。

图2 物料对中示意图

图3 调整承载托辊组位置

实例2：安装调心托辊组。

托辊是带式输送机的重要部件之一，用于支承输送带，有上方承载散装物料的槽形托辊、下方支承输送带的平形托辊和受料处缓冲托辊（图4）。为了有效防止跑偏，特设置调心托辊组。

图4 带式输送机托辊组

笔者以往所在企业的输送机多用于煤矿井下和地面，是煤炭开采、加工流程中的关键设备，一旦跑偏，危害更大，故对其安全运行有更加特殊的要求。此类长距离、大运量的输送机，由于托辊数量多，若采用调整托辊组安装位置的方法，费时费力费成本，效果很不好，故采用增设调心托辊组的调偏措施。原理是利用托辊支架下方的一个旋转机构，阻挡托辊在水平面内转动或产生横向推力，调整输送机的运行方向，使皮带自动向心，达到调偏目的。如笔者曾设计河北唐山开滦矿务局钱家营煤矿3＃矿井皮带机，整机长度1 200 m，上槽形托辊组间距取1.5 m，共约700组；下托辊组间距取3 m，共约300组；受料处缓冲托辊组排列较密集，间距0.6 m，共10组。调心托辊组每隔10组设置1组，即间距15 m或30 m，共设上调心托辊组70组，下调心托辊组30组。采用立辊式调心托辊组，利用立辊限位阻挡的调偏机理达到防偏、纠偏的向心目的，具有极强的防跑偏能力（图5）。

此类托辊组调偏能力强，但因立辊单独设置在外侧，零部件多，制造安装麻烦，整机空间尺寸大，对输送带的磨损也较大。为克服以上缺点，笔者在设计安徽淮北矿务局洗煤厂整机长度1 000 m的皮带机时，采用摩擦轮式调心托辊组，在原槽形托辊外侧增加和托辊一起旋转的喇叭形接头，支承、限制、阻挡输送带跑偏，达到向心调偏的目的，整体结构紧凑美观，占用空间减小，安全性也增强（图6）。

图5 立辊式调心托辊组的应用

图6 摩擦轮式调心托辊组的应用

以上两例中的调心托辊组，其单独的辊子可与普通槽形上托辊互换使用，具有存货方便、效率提高、成本降低等优点。但由于立辊和摩擦轮与输送带边缘经常接触，即使采用结实耐磨的矿用型号输送带，也难免磨损。为克服不足，近年来开始采用锥形调心托辊组。利用托辊支架下方的旋转机构来调整输送机的运行方向，但旋转的辊子采用锥形或鼓形（图7）。

图7 调心托辊组的其他类型

从外形上分析，输送带铺设在圆柱形辊面上为全接触，铺设在锥形或鼓形面上为非全接触，这就导致2种跑偏情形明显不同：若输送带跑偏至锥形或鼓形小端处，与辊面无法接触必然自动向大端回位，这种自动对中向心的趋势，非常有利于防止输送带跑偏（图8），故又称为自动调心托辊组。锥形比鼓形制造简单，应用范围更广。

图8 普通圆柱形托辊与锥形托辊

从工作原理分析，锥形托辊各点处直径不同，托辊面的线速度也不同，因此与输送带的运行就存在速度差。运行中产生的偏差导致带速发生变化，促使调偏装置开始转动来实现输送带运行的重新平衡，从而达到调偏目的。

近期，笔者返回以往供职企业调研，了解到该厂正在改进锥形调心托辊组，将其更新为连杆式锥形上自动调心托辊组，简介如下：该托辊组（图9）主要由1个中间托辊、2个锥形侧托辊、托辊中支架、托辊边支架、支撑座、连杆机构及下横梁等组成，最大的变化是由原来3托辊共用1个中心支点变为3支点结构。2个锥形侧托辊与1个中间托辊组成槽角为α的槽形托辊组，各托辊支架均采用带有1套双向推力轴承的回转装置，分别采用4个螺栓组件固定在下横梁上。下横梁主体结构为倒置的槽钢，内设连杆机构。连杆机构通过差动块将3个托辊支架连接成1个调偏器，两侧支撑座各设2个滚轮，结构更稳定，转动更灵活。

图9 连杆式锥形上自动调心托辊组

分析其主要调偏特点如下：（1）皮带跑偏时，锥形辊子与皮带接触点处的速度差产生附加推力，使皮带反向运动，从而达到纠偏目的。（2）各托辊支架下方的旋转装置以前为滑动轴承，改为双向推力滚动轴承，大大降低托辊组的旋转阻力，提高调偏的灵敏度。（3）采用连杆机构，保证左右两侧辊子同步转动，调偏效果理想可靠。（4）两侧设有支撑轮机构，保证了支撑的稳定性，且转动灵活，调偏灵敏。（5）连杆机构下置，隐藏在下横梁内，可防止连杆发生碰撞，安全性能更好。

总之，该类型的调心托辊组具有转动更灵活、安全稳定、密封性好、使用寿命长、纠偏能力强等一系列优点，实属有效的新型改进形式。

5 结语

带式输送机的用途越来越广，类型越来越多，防跑偏措施也越来越丰富。实践证明，从制造、安装、维护方面的技术保证，到调整承载托辊组的支架位置，再到调心托辊组的应用，是防跑偏措施不断改进的真实体现；从立辊式调心托辊组到摩擦轮式调心托辊组，再到锥形调心托辊组，其结构改进越来越简单合理，用户反馈其防跑偏效果也越来越明显。

笔者将继续关注企业对新型调心托辊组的研制及使用情况，关注带式输送机的最新防跑偏措施，不懈提高自身的专业知识技能和理论水平，更好地为中职教学服务。

［1］孙大俊.机械基础［M］.北京：中国劳动和社会保障出版社，2007