皮带机跑偏研究

抽水员

胶带输送机跑偏分析与研究
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        摘要    论述胶带输送机在使用过程中跑偏的原因，分析跑偏的基本规律，提出防止跑偏的预防措施及处理方法。
8 h: j* e7 n7 M7 X- P/ A. `9 J6 h0 {2 e        关键词    胶带输送机       跑偏        分析与研究
1．概述
胶带输送机（以下简称皮带机）是煤矿井下主要的运输工具，掘进及采煤工作面采出的煤碳，都要依靠皮带机运到井底煤仓，由煤仓提至井上。因此可以说，皮带机是煤矿生产的“动脉”与“咽喉”。若在生产运输过程中一旦发生皮带跑偏，将会导致皮带运行阻力增大，一方面造成卷带 、扯带、断带及电机烧坏等事故直接影响生产；另一方面当使用非阻燃皮带时，因长时间跑偏促使皮带摩擦发热，引起皮带着火，造成设备损坏及人员伤亡事故。因此，结合我矿的使用状况及多年的工作经验，针对皮带跑偏事故进行分析研究和总结，从中找出规律，真对性地进行调整和预防，更好地为矿井生产服务。
2、胶带跑偏分析与规律研究
2．1  胶带在传动滚筒或托辊处的跑偏分析
实践证明，机头、机尾不平行时胶带跑紧边不跑松边；安装不水平时，跑高处不跑低处；安装下托辊不与中线垂直时，胶带跑后不跑前。所以，一般以托辊的稳定系数来衡量胶带跑偏的纠正能力。
: \" d$ z6 d( T. o% T' ^7 d（1）        托辊的稳定系数
# @1 U) x) r7 X3 h3 z: b# Q/ |6 p托辊的稳定系数：§=F1/F0
式中：§——稳定系数
, I' `) M" _+ d5 Y9 iF1——胶带在托辊上产生跑偏所需的横向力（N）
F0——托辊组允许的横向力（N）
托辊的稳定系数列表如下：
托辊状态        水平        上坡        下坡
承
载
+ r4 T: M5 l1 X段        刚性托辊        1        1        1
" |; q7 F# d5 ?1 L- ]        刚性连接的悬挂托辊        刚性悬挂时        0.9        0.9        0.9
                在垂直和水平面内铰接        ＜0        ＜0        1.2
7 j3 C% [1 {) e; h! {4 h7 F# N        托辊垂直和水平移动时的铰接或悬挂         1.6        ＜0        0.75
; [3 S4 H& K* H空
. C# R; H6 q, `/ X# I1 H- S载
段        平托辊        1        1        1
( A& Y' z4 V. ~. k4 ?        刚性二节10°托辊        7        7        7
2 A7 V2 ?% n' S        铰接二节10°托辊        0        12        0
注：表中“＜0”表示本身能产生横向偏移力
（2）        横向复位力
  g9 _: q6 P, \) ^如果胶带重负荷运行时总向一边跑偏，可将胶带跑偏侧的滚筒和托辊支架适当垫高，使胶带上的物料重量G产生一个使胶带复原的分力Gx,直到胶带恢复正常位置。
在刚性托辊上，物料引起胶带横向复位力为：
9 F5 y# i, k  NF=2b1cosλ²sin(λ+а)a0 dρg /cosσ
8 u" ?2 N5 ~+ H8 Q4 j- D5 z+ I! R式中：F—— 横向复位力
      b1 ——侧托辊与胶带接触部分的长度
8 O0 [+ v; ~# r7 C4 ~7 \     λ——槽角
/ ?' V% z, ^* h- O: {% kа——物料在胶带上的动安息角
, ~5 ?. }0 F+ ma0 ——托辊组间距
d——胶带跑偏量
ρ——物料松散密度
6 H; o6 Z/ p2 \3 W3 a& `g——重力加速度
σ——机身倾角
胶带在空载段的两节刚性托辊上的横向复位力：
% C3 D1 Q8 }6 R6 u! z( EF=2qB Q0cosλsinλdg cosσ/B
2 E7 {  K) l# W; [式中：B——胶带宽
qB————胶带单位质量
: w: h  q5 x: l对上面两式求微积分，当∂F(λ)/ ∂λ=0时，F有极大值，前者λ=41°
（φ=15°），后者=45°，由此可见，防跑偏应采用大槽角，而悬挂式铰接托辊稳定性最大。
2．2        侧托辊向胶带运行方向前倾角度调偏法
这种方法就是将两个侧托辊向胶带运行方向前倾一个角度，一般为2°-3°。
3、吊挂式托辊组防偏机理
2 x+ q6 O' P8 h; _吊挂式托辊组的托辊为柔性连接，承载重量自动落入胶带中心线上。当胶带跑偏时，托辊中心也随之移动，使胶带和负载又自动返回中心线上。
" @( s7 M. p% n3 G" ^吊挂式托辊组可适应不同宽度的带式熟送机，可用4-6节，而且节数愈多，柔性愈好，槽角愈大，防跑偏效果愈显著。
6 B4 d/ W6 H& k# q/ s9 \吊挂式托辊组有利于胶带运行。在充分利用弹性托辊可垂直移动的情况下，托辊组可以适应任何载荷，特别是一侧的载荷。即使地面不平，使支架出现横向倾斜，这种托辊组也得到平衡，对防跑偏有利。
吊挂式托辊组大大降低了胶带的噪音。由于它是挠性连接，震动和冲击都被吸收，而且运行平稳。
. s6 Z6 @4 n$ S托辊的选用方法举例如下：
& d7 Q5 R: |% D& v（1）上托辊的选用，按照DT-Ⅱ标准，选用φ89mm x 305mm的托辊，现设计一种新型托辊组。侧托辊选用φ89mm x 305mm的托辊，但在它外面加一个锥型橡胶套，小端直径为φ108mm，中托辊尺寸采用φ108mm x 305mm，采用这样的托辊组优点是：侧托辊带有螺旋，而且外径大于内端直径，形成了倾角，对防跑偏十分有用。
7 U" U+ y; b! |, y) ~# b7 e6 o2 [    （2）下托辊的选用，采用φ89mm x 465mm两节V型托辊并于水平成10°，这种“V”型托辊对下分支胶带具有对中作用。可防止跑偏，长距离带式输送机更适用。
（3）钢丝绳芯托辊的选用。钢丝绳芯托辊具有自成弧形的优点，又克服了现有托辊的结构复杂、成本高、密封差等特点，这种托辊由钢丝绳、芯轴、橡胶托辊、回转机构等组成。芯轴与钢丝绳紧密结合成一挠性芯轴，有凹凸沟槽的橡胶托辊紧密包在钢丝绳外，两端装有轴承，轴承同连接抓手相连，抓手再挂在钢丝绳上，这种结构可用在上、下托辊上。
目前，研究跑偏的方法很多，如稳定性原理分析法，但一般分析过程和结果较复杂，不太实用。对于带式输送机的跑偏不外乎在机头、机尾和中间部分，所以针对易发生的地方，我们采取措施，加强安全管理，针对这种情况下面简单介绍一种新方法。
) f7 o& O1 ^4 v  J. q8 v, T胶带在运行中的对中性是表示带式输送机系统技术先进性的重要参数。在输送机系统的设计阶段，这个参数是很难预测的，通过对输送带跑偏试验研究，认为影响胶带动态对中性的因素，有以下几个方面：
（1)输送机滚筒轴线的安装偏差，输送带两边的张力不等，均能使输送带合成张力的中心线偏离胶带中心线，胶带会跑偏。
(2)胶带的制造质量不好。
(3)钢丝绳芯胶带使用后损坏、修补及帆布芯胶带的帆布层折叠，都会使张力合成中心线偏离胶带的几何中心线，也是引起胶带跑偏的一个原因。
3 W$ K) T" L  i8 t4 v- ]; A(4)在承载胶带上，由于装料偏心或物料在输送过程中向一侧倾斜，胶带沿线各个截面的张力合成中心偏离几何中心线，所以胶带沿输送线跑偏是由于胶带的张力合成中心偏离几何中心线引起的。
（5）温度变化引起胶带跑偏。
经过上述分析，我们总结出带式输送机跑偏的规律是：（1）滚筒与托辊两侧直径大小不一 时，胶带运行过程中就会向大的一侧跑偏。即：偏大不偏小 （2）滚筒与托辊安装不平时，胶带运行过程中就会向高的一侧跑偏。即：偏高不偏底。（3）以运行方向为准，滚筒或托辊的表面不与运行方向垂直时，即一侧后一侧前，则胶带便会向偏后的一侧跑偏。既：偏后不偏前。（4）胶带两侧的松紧程度不一样时，胶带运行时则向紧的一侧跑偏。即：偏紧不偏松。