皮带输送机自动纠偏装置研究与应用

作者：特乐斯特机械（上海）有限公司 史回京    来源：雅式工业专网

欢迎访问e展厅 展厅 3 输送设备/机器人展厅 输送机, 螺旋输送机, 管链输送机, 输送带, 斗式提升机, ... 随着国民经济的不断快速发展，带式输送机已经成为各行各业中物料输送系统的最主要的设备。输送带（又称为皮带）跑偏现像是带式输送机最常见的故障之一。在此主要针对橡胶轮胎设备中挤出机上料用的供胶运输带。 常见运输带跑偏的主要因素 1. 滚筒加工制造误差和安装偏差。1) 驱动滚筒和改向滚筒外圆圆柱度制造误差过大，使滚筒两头大小不一，皮带运行时受到一个侧向力，出现跑偏。2) 驱动滚筒与改向滚筒中心线安装不平行，使皮带两边受力不均，产生一边紧、一边松，皮带发生扭曲变形，使得皮带向紧边一侧跑偏。3) 驱动滚筒或改向滚筒中心线与运输机机架中心线不垂直，滚筒偏斜会使皮带跑偏变得越来越严重。 2. 机架加工制造误差和安装偏差。1) 由于皮带机机架制造和安装的误差会导致皮带机中心线与理论中心线出现较大偏差，使得滚筒和皮带安装出现偏差，造成皮带运行跑偏。2) 运输机机架设计刚度较差时，机架产生变形，特别是在较重载荷运行时，皮带发生跑偏。 3. 皮带制造和接头的质量产生几何尺寸（不直、厚度不均）误差。1) 皮带硫化接头接偏或不直会造成皮带两边张力大小不同，皮带会往张力大的一边跑偏。2) 皮带本身不直或皮带两边不平行或皮带宽度方向厚度相差较大，都会产生皮带跑偏现象。3) 皮带产生老化变形、边缘严重磨损，也会造成皮带内部应力分布不均匀，发生运行时跑偏。 4. 托辊制造误差和安装偏差。1) 托辊的外圆圆柱度偏差过大，托辊不直（直线度超差），转动不灵活等也会造成皮带跑偏。2) 托辊中心线安装与皮带中心线不垂直、托辊中心线安装不水平也会引起皮带跑偏。 5. 皮带机张紧装置的安装误差以及输送带两侧张力调节不适当，也会引起皮带跑偏。 6. 带式输送机来料方向、落料位置不适当，会对皮带跑偏产生影响。 7. 设计时没有考虑采用纠偏装置或纠偏装置效果不佳。 造成皮带输送机皮带跑偏的因素很多，但归根结底都是输送带在运行过程中受力不平衡，存在一个垂直于输送带运动方向的侧向分力造成的。 传统的皮带跑偏控制及纠偏方法 依据皮带跑偏的3个常用基本规律：“跑紧不跑松”、“跑高不跑低”、“跑后不跑前”，即如果皮带两侧的松紧度（张力）不一样，则运行中皮带会向紧的（张力大的）一侧移动；如果皮带两侧的高低不一样，则运行中皮带会向高的一侧移动；如果托辊支架装置没有安装在与皮带运行方向的垂直截面上，而是一端在前，一端在后，则运行中皮带会向后端一侧移动。目前普遍采用的预防跑偏方法有下列几种： 1）提高皮带运输机的驱动滚筒、改向滚筒、托辊支架以及机架的加工制造精度和安装精度。 2）选用质量好的输送带，即皮带薄厚均匀、长度一致、平整不松边、并采用多层阶梯斜接口粘接（硫化）良好的皮带。 3）依据皮带“跑紧不跑松”的规律，可将皮带机驱动滚筒和改向滚筒设计成鼓形，一方面可以起到滚筒在皮带张力作用下发生弯曲变形时的补偿作用，另一方面使皮带在运行中具有一定自找中心能力，从而更有效的预防了皮带跑偏。尽量把皮带跑偏控制在允许的范围内。 4）调整张紧机构法一般分为重力配重式张紧法（多用在输送机尾部和中部），以及机械螺杆或丝杆式张紧法。可以实现皮带两边张力分别调整和不停机调整。 5）调整滚筒法。可以将安装滚筒的轴承座高低或前后位置的孔做成长孔，分别调整滚筒两端的高低或前后位置，从而调整皮带跑偏方向。 6）调整托辊支架（或机架）法。可以通过调整托辊中心线与皮带运行方向的水平夹角略大于90度、或略小于90度来改变皮带跑偏的方向，从而实现皮带纠偏的目的。还可以通过调整托辊两端的高度差或机架两边的高度差，依据皮带“跑高不跑低”的基本规律对皮带进行纠偏。 7）清除粘物法。带式输送机如果在较为恶劣的工作环境下长期连续运行，务必要做到定期对驱动滚筒、改向滚筒、托辊以及皮带两面及时进行清理，去除粘结物，防止皮带跑偏。 8）调整上料或落料位置和高度，尽可能减小皮带所受的外来侧向力，防止皮带运行跑偏。 以上这些防止跑偏、调偏、纠偏方法的共同缺点是：1）皮带输送机运行中皮带跑偏，必须及时发现，及时处理，否则必然造成物料外泄，皮带边缘磨损，严重时甚至造成生产停止或设备损坏。2）大多数方法只能停机手工进行调偏，严重影响生产线的生产进度和生产效率。调偏效率低，费时费力，必须反复进行调试。3）对操作人员和维修人员的工作经验及技术培训等要求较高。4）对滚筒、托辊、机架的加工和安装精度要求高，加工制造成本高。 一种新型皮带输送机气动自动纠偏方法 采用气动自动纠偏方法要达到的目的 1）适当降低皮带运输机滚筒、托辊、机架和其它零部件的加工、安装精度，提高加工工艺性和设备制造的经济性。2）对皮带机运行中跑偏的输送带做到不停机、自动检测、自动识别跑偏状况，并自动纠偏。提高生产效率，降低因停机调偏而造成的损失。3）可以适当降低对于操作人员和维修人员的高培训要求。4）纠偏要快速可靠。5）纠偏精度要高。 气动自动纠偏装置的组成 这种气动自动纠偏装置一般由1或2组纠偏托辊装置（每组中有一套铰接形式的固定端装置、一套带有气缸推动的调整端装置、一套纠偏托辊）和1组皮带跑偏位置检控器组成。 通常在靠近皮带运输机驱动滚筒和改向滚筒处，各安装一组纠偏托辊装置；靠近驱动滚筒、紧邻纠偏托辊固定端安装一组皮带跑偏位置检测控制器。纠偏托辊在纠偏托辊固定端处与安装在机架上的支承板铰接，使纠偏托辊在调整端气缸的推动下，可以围绕固定端上的铰接点旋转一个角度。从而实现纠偏托辊调整端在气缸的作用下控制纠偏托辊轴线与皮带运行方向的夹角变化（大于90度或小于90度），按照皮带“跑后不跑前”的运行规律，达到对皮带在运行中进行纠偏的目的。纠偏托辊的长度尺寸根据运输机的宽度确定。 纠偏原理和动作过程 当皮带运输机接通气源、电源开始启动工作时，二位五通电磁阀（y5）处于失电状态，皮带运输机的皮带按供料方向向前运转，皮带跑偏位置检测控制器上的导轮还没有与皮带边缘接触，在拉力弹簧的作用下，控制器处于初始位置（图一），控制器上的杠杆气路换向阀（E12）处于压缩阀芯状态，纠偏托辊活动端上的气缸活塞杆处于右端位置。使纠偏托辊轴线与皮带运行方向成91.1度左右的夹角（图一），按照“跑后不跑前”的规律，此时的皮带只会向皮带跑偏位置检测控制器上的导轮方向移动，并推动导轮带动连杆以A点为中心，逆时针旋转一个角度，从而使机械杠杆气路换向阀(E12)在阀内置弹簧的作用下阀芯复位，实现气路自动换向，使两气缸活塞杆向左端位置运动，从而使纠偏托辊轴线与皮带运行方向成88.9度左右的夹角（图二）。同样按照“跑后不跑前”的规律，此时的皮带会向远离皮带跑偏位置检测控制器导轮方向移动，当皮带边缘与控制器导轮接近于脱离时，在拉力弹簧的作用下，连杆会重新压缩换向阀的阀芯，使机械杠杆气路换向阀(E12)实现气路换向，并推动气缸活塞，再次向右端运动，使纠偏托辊轴线与皮带运行方向的夹角重新回到91.1度左右，从而实现皮带跑偏方向的返回。正是在导轮反复被皮带边缘推动或松开，机械杠杆阀交替被压缩或释放，气路换向阀交替实现换向推动二个气缸的活塞往复运动，带动了纠偏托辊的摆动，使纠偏托辊轴线与皮带运行方向的夹角在88.9度到91.1度范围内的变化，实现皮带的实时动态自动连续纠偏。 纠偏效果 自2004年该自动纠偏装置应用在笔者公司的各种皮带运输机设备中以来，纠偏效果特别理想，多年来从未发生过皮带运输机因跑偏而影响设备正常运行的情况发生。该项技术已获得国家实用新型发明专利。(end)

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