胶带机无动力自动调偏装置的研制

李 婷

（晋煤集团 金鼎金焰机电公司，山西 晋城 048000）

煤矿胶带机是洗选运输系统中的主要机电设备，被应用于输送煤炭、矿石、沙石等散装物料，其能够在连续装卸条件下实现连续运输，可以在较大程度上提高生产率，减少人力、物力的投入，具有运输量大、工作效率高、适用性强、维护检修工作量小等优点，但由于洗选系统工艺复杂，有多个入料点或卸料点，在运行中容易出现皮带跑偏现象，如不及时调整就可能造成胶带与机架之间的摩擦，直接增加胶带运行的阻力，从而造成损伤胶带、缩短胶带的使用寿命等现象发生，严重制约着工作效率。

1 胶带机运转时跑偏的具体表现形式

1）机械振动造成的跑偏。通常煤矿的地理环境比较特殊，运行过程中产生的机械振动不可避免，并且振动和胶带的运行速度、跑偏次数呈现正比关系，即胶带运行速度越快，振动就会越剧烈，跑偏次数也就越多。

2）托辊造成的跑偏。运行过程中，由于煤炭容易发生物理分解，分解后的碎屑和空气中的水分、灰尘结合成具有黏性的物质，很容易粘在托辊上，导致托辊逐渐变粗，进而使胶带两边产生张力差，这样也会造成胶带跑偏。

3）胶带受力不均造成的跑偏。一般遵照相关要求安装好的胶带运输机，调试后可以直接投入使用的；如果其出现空载运转正常、负载运转跑偏的现象，则说明运输机的胶带受力不均仍需调整。

4）胶带保养不当造成的跑偏。由于胶带长期负荷运行，其张力会有所下降，如果未能够按时进行保养，则会造成胶带的表面变形，进而导致胶带因受力不均产生跑偏。

2 原防胶带跑偏装置存在的问题

目前，采用的防胶带跑偏装置多为普通调偏托辊架，调偏效果不理想。

1）由于受工作环境潮湿、粉尘等不利因素的影响，容易造成转动装置锈蚀，不能够实现调偏功能。

2）在跑偏调整过程中需要人工手动进行辅助操作，存在一定的安全隐患，如果皮带发生跑偏而不能够及时发现并调整，就会造成皮带磨损甚至断带现象发生。

3 胶带机无动力自动调偏装置

现根据胶带机的运行条件、调偏需求以及传统的调偏装置对调偏过程中存在的弊端进行技术改进，并结合使用环境，设计研制出无动力自动调偏装置，代替人工手动操作，提高其运行安全系数。

3.1 主要构成

该胶带机无动力自动调偏装置由牵引调节装置、托辊调偏架装置和推移连接杆等3个独立构件组成，推移杆的两端分别与牵引调节装置和托辊调偏架装置铰接，见图1.

图1 胶带机无动力自动调偏装置安装示意图

3.1.1 牵引调节装置

牵引调节装置示意图见图2，包括底架和安装在底架上的立辊牵引调节架，其中底架为用槽钢制作的横梁，两端通过螺栓将立辊牵引调节装置固定在胶带机机架上。立辊牵引调节架包括U型横梁（由角铁和槽钢焊接而成）和安装在横梁两侧的两个立辊，立辊牵引调节架的横梁通过密封式轴承旋转座支撑在底架横梁的中心位置上，牵引调节架可360°旋转。牵引调节架横梁的一端有推移杆连接销孔，与推移杆连接，从而带动托辊调偏架对皮带进行调偏。

图2 牵引调节装置示意图

3.1.2 托辊调偏装置

上托辊调偏装置示意图见图3，包括底架和安装在支架上的托辊调偏架，其中底架为用槽钢制作的横梁，两端通过螺栓将托辊调偏装置固定在胶带机机架上；上调偏托辊架的3个托辊为V型安装，其中两侧托辊为锥形，下调偏托辊调偏架的两个托辊水平安装；托辊调偏架通过旋转座支撑在底架横梁的中心位置上，可360°旋转；托辊架横梁离中心较近位置有推移杆连接销孔。

图3 上托辊调偏装置示意图

旋转座由密封式活动轴承组成，可有效防止由于锈蚀、煤粉粘接等造成的转动不灵活；上调偏架两侧的调偏托辊修改为锥形托辊，接触面积比较大，容易实现纠偏；推移杆两端的连接孔分别与牵引调节装置和托辊调偏装置铰接，以此带动托辊调偏装置进行旋转纠偏皮带。

3.2 工作原理

该胶带机无动力自动调偏装置采用杠杆原理设计，利用皮带机在运行过程中产生的运行偏差或摩擦力不平衡，促使调偏装置转动达到皮带运行的重新平衡，实现胶带自动调偏的功能。

在托辊调偏装置和牵引调节装置的支架中心处均设有旋转座（密封轴承活动支撑），构成了无动力调偏装置的转动支点；托辊调偏架和调节架均可绕旋转轴转动。当调节架发生一个小的行程时，通过连接杆带动托辊支架转动一个较大的行程，从而实现胶带运行中无动力安全高效实时快速调偏功能。

3.2.1 实施方式

当传送带发生跑偏时，传送带首先对立辊产生横向推力，使立辊牵引调节架沿传送带方向通过旋转座发生旋转，带动推移杆对托辊调节架产生一定拉力，同时托辊调节架绕旋转座也会发生同向旋转，从而调整传送带恢复到正常轨道。

3.2.2 具体工作方式

当胶带机发生皮带跑偏或皮带偏离中心线时，牵引调节装置两端的摩擦力就会失去平衡，使得产生摩擦力大的牵引调节架一端绕密封式活动轴承旋转轴向输送带运行方向产生摆动，其摆动量取决于传送带偏离中心位置的程度，则立辊根据跑偏的程度自行将皮带向恢复到正常的路线上运行；同时牵引调节架上铰接的推移连接杆联动调偏托辊架也会产生一个更大行程的旋转，依靠托辊调偏架与胶带胶面的摩擦力作为调偏动力，迫使皮带回归到中心路径上实现自动调偏；待皮带调整到正常位置，两边的摩擦力相等后，立辊调节架和调偏托辊架回归到各自正常运行位置，皮带继续正常运行。

该胶带机无动力自动调偏装置可根据胶带机宽度自行调整设计，以适应不同型号的需求。在具体应用过程中，由于调偏装置与托辊牵引调节装置的有效铰接使得相互之间的牵引力要适中，如果调节力过大，则会相应产生较大摩擦力，产生皮带磨损加剧；如果调节力过小，则达不到理想效果。而且最关键是要保证托辊与皮带之间的接触面积受力均匀，经过适当调节后，在运行过程中未发现任何异常现象。

4 结 语

煤矿胶带输送机是以胶带兼作牵引机构和承载机构的连续动作式运输设备，一旦发生突发性故障将会影响到矿井生产，甚至有可能造成安全事故；本文针对洗选厂所安装使用的胶带输送机在使用过程中自身引起的跑偏现象，研制出一种结构简单、维护方便、实用性强的无动力自动调偏装置，该装置不需要借助任何外力就能够实现自动纠偏，不仅节省了人力物力，还提高了设备平稳运行的系数，达到安全高效的目的。

［1］ 林福严，李凌风，张晓如，等.煤矿带式输送机故障分析［J］.煤矿机械，2011（02）：12-13.

［2］ 陈 锋，徐 晖.皮带运输机常见故障的分析与处理［J］.科技信息（学术研究），2006（06）：27-28.