摘 要：带式输送机的胶带跑偏是带式输送机的最常见故障，对其及时准确的处理是其安全稳定运行的保障。跑偏的现象和原因很多，利用力学原理分析与实践经验说明此类故障的原因及调整处理方法。
关键词：带式输送机 胶带跑偏 托辊 限位托辊 滚筒 张紧装置
带式输送机是冶金、煤炭、交通、电力、建材、化工、轻工、粮食和机械等行业输送散装物料和成件物品的主要设备，它的安全稳定运行直接影响到上述行业物料输送和物品供应。而胶带的跑偏是带式输送机的最常见故障，对其及时准确的处理是其安全稳定运行的保障。跑偏的现象和原因很多，要根据不同的跑偏现象和原因采取不同的调整方法，才能有效地解决问题。本文是根据多年设计安装实践，利用力学原理分析与说明此类故障的原因及调整处理方法。
1. 承载托辊组
承载托辊组安装位置与输送机中心线的垂直度误差较大,导致胶带在承载段向一则跑偏。如下图一所示，胶带向前运行时给托辊一个向前的牵引力Fq，这个牵引力分解为使托辊转动的分力Fz和一个横向分力Fc，这个横向分力使托辊轴向窜动，由于托辊支架的固定托辊是无法轴向窜动的，它必然就会对胶带产生一个反作用力Fy，它使胶带向另一侧移动，从而导致了跑偏。搞清楚了承载托辊组安装偏斜时的受力情况，就不难理解胶带跑偏的原因了，调整的方法也就明了了，第一种方法就是在制造时托辊组的两侧安装孔都加工成长孔，以便进行调整。具体方法是皮带偏向哪一侧，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2所示皮带向上方向跑偏则托辊组的上位处应当向左移动，托辊组的下位处向右移动。第二种方法是布置的前倾托辊组，如图三所示托辊组的两侧辊子沿皮带运行方向向前倾ε，ε一般取1 20＇~1 30＇，这样依上述原理两侧辊子都给胶带一个向带式输送机中心运行的力Fy，从而防止了带式输送机的跑偏，在单向运行带式输送机总图设计中布置前倾托辊组调心效果是非常好的，一般在500米以内带式输送机采用全部前倾，而大于500米带式输送机采用间隔布置，这种设计方法可以省去调心托辊组。第三种方法是槽形托辊组的边支柱开3个卡槽，如图四所示，调整方法是皮带偏向哪一侧，托辊组哪一侧的边托辊朝皮带前进方向前移一个卡槽，或另外一侧托辊后移一个卡槽。第四种方法是安装调心托辊组，调心托辊组有多种类型如中间转轴式、四连杆式、立辊式等，其原理是采用阻挡或托辊在水平面内方向转动阻挡或产生横向推力使皮带自动向心达到调整皮带跑偏的目的。他们各有优缺点，如立辊中间转轴式虽然可靠但是容易磨化胶带边缘，且只有皮带跑偏碰倒立棍时中间轴才会转动，此时才具有调整皮带跑偏的功能。摩擦调心托辊也比较可靠但是皮带跑偏碰到蘑菇头时中间轴才会转动，此时才具有调整皮带跑偏的功能，另外蘑菇头加工和安装要求较高，容易出现废品，比如弹簧弹力过大蘑菇头不会转没调心功能。DTⅡ锥形调心托辊为四连杆式机构，其制作加工精度要求非常高，否者四连杆式机构会出现卡死现象，扭断销轴造成事故。现有在DTⅡ锥形调心托辊基础上设计下图五所示锥形调心托辊，其与DTⅡ锥形调心托辊和其它调心托辊相比有以下优点：
（1）其连杆设计由在托架槽钢的下方改为在托架槽钢的上方省去两个连杆，以防连杆机构卡死。
（2）边锥辊架的滚轮由一个改为两个，由装在固定支架上改为装在边锥辊架上，这样边锥辊在扭转过程中不会歪斜避免机构卡死。
（3）此调心托辊依锥形辊子大小头的线速度不同，在胶带摩擦力的作用下在平面内产生一个绕轴向皮带运行方向旋转的力。当胶带中心与带式输送机中心重合的情况下，调心托辊组两侧锥形辊子通过连杆受力平衡，锥形辊子不会向皮带运行方向旋转，没给胶带向带式输送机中心运行的力。当胶带中心不与带式输送机中心重合，跑偏侧锥形辊子就会向皮带运行方向旋转一个角度，通过连杆另一侧锥形辊子就会向皮带运行的相反方向旋转一个角度，这样两侧锥形辊子都给胶带向带式输送机中心运行的力，胶带跑偏越严重，锥辊偏转角度越大，给胶带向带式输送机中心运行的力也越大，从而能够实现实时对胶带跑偏调整。
（4）锥形调心托辊组为2旋转轴设计与中间单旋转轴相比，在跑偏量相同的情况下2旋转轴锥辊偏转角度比中间单旋转轴的大，绕轴的旋转扭矩大，给胶带向带式输送机中心运行的力也大。液压强力调心托辊成本高而液压系统容易泄露可靠性比较低，其结构原理图六，在机架l上一组调心托辊2的两侧相同高度设置两只垂直安装的检驱轮3，检驱轮3转轴与油泵4动力输入轴相连，用两个固定支架5分别把左右两侧的检驱轮3泵4固定在两侧机架l上，调心托辊2与左侧固定支架5之间设置复合油缸6，复合油缸6的尾部与固定支架铰接，复合油缸6的活塞杆与调心托辊2的托辊架转动部分左侧铰接，用油管把油泵4的油口与复合油缸6尾部的油口接通。如图六皮带7运行方向为前方时，当皮带7向左跑偏，触动左侧检驱轮3，左侧油泵迅速输出压力油，通过复合油缸6的油路集成块进入油缸的无杆腔，推动活塞和活塞杆，有杆腔的液压油经油路集成块回复合油缸的油箱中，活塞杆迅速伸出，推动调心托辊2顺时针转动(即调心托辊左侧向前偏转)，驱使皮带7向右跑而居中；当皮带7向右跑偏，触动右侧检驱轮3，右侧油泵输出压力油，通过复合油缸6的油路集成块进入油缸的有杆腔，推动活塞使活塞杆回缩，无杆腔的液压油经过油路集成块回到复合油缸6的油箱中，活塞杆迅速缩回，拉动调心托辊2逆时针转动(即调心托辊左侧向后偏转)，驱使皮带7向左跑而居中。安装调心托辊组的方法一般在带式输送机总长度较短时或带式输送机双向运行时采用此方法比较合理，原因是较短带式输送机更容易跑偏并且不容易调整。而长带式输送机最好不采用此方法，因为调心托辊组的使用会对胶带的使用寿命产生一定的影响。第五种方法是安装限位托辊，顾名思义就是在胶带两侧安装与胶带垂直接触的限位托辊，使胶带强制复位。如上照片所示，此方法会磨坏胶带，减短使用寿命，仅用于胶带成槽不好，左右跑偏情况。
图1
图2
图3
图4
图5
图6
图7
2. 滚筒
头部驱动滚筒或尾部改向滚筒的轴线与输送机中心线不垂直，造成胶带在头部滚筒或尾部改向滚筒处跑偏。如下图七所示，滚筒偏斜时，胶带在滚筒两侧的松紧度不一致，沿宽度方向上所受的牵引力Fq也就不一致，成递增或递减趋势，这样就会使胶带附加一个向递减方向的移动力Fy，导致胶带向松侧跑偏，即所谓的 跑松不跑紧 。其调整方法为：对于DT75型结构头部滚筒如胶带向滚筒的右侧跑偏，则右侧的轴承座应当向前移动，胶带向滚筒的左侧跑偏，则左侧的轴承座应当向前移动，相对应的也可将左侧轴承座后移或右侧轴承座后移；对于DTⅡ型结构头部滚筒如胶带向滚筒的右侧跑偏，则右侧的轴承座应当向上移动，胶带向滚筒的左侧跑偏，则左侧的轴承座应当向上移动，相对应的也可将左侧轴承座下移或右侧轴承座下移。尾部滚筒的调整方法与头部滚筒刚好相反。经过反复调整直到胶带调到较理想的位置。滚筒外表面加工误差、粘煤或磨损不均造成直径大小不一，胶带会向直径较大的一侧跑偏。即所谓的 跑大不跑小 。其受力情况如图八所示：胶带的牵引力Fq产生一个向直径大侧的移动分力Fy，在分力Fy的作用下，胶带产生偏移。对于这种情况，解决的方法就是清理干净滚筒表面粘煤，加工误差和磨损不均的就要更换下来重新加工包胶处理。
图8
图9
3. 落料管和导料槽
落料点处落料位置不正造成胶带跑偏，落料点处物料的落料位置对胶带的跑偏有非常大的影响，尤其在上条输送机与本条输送机在水平面的投影成垂直时影响更大。通常应当考虑落料点处上下两条皮带机的相对高度。相对高度越低，物料的水平速度分量越大，对下层皮带的侧向冲击力Fc也越大，同时物料也很难居中。使在胶带横断面上的物料偏斜，冲击力Fc的水平分力Fy最终导致皮带跑偏。如果物料偏到右侧，则皮带向左侧跑偏，反之亦然。对于这种情况下的跑偏，在设计过程中应尽可能地加大两条输送机的相对高度,在落料管段设计稳流阀和物料调节器，落料管和导料槽应保持落料与胶带运行方向一致并均匀落在胶带上，在落料点用缓冲床代替缓冲托辊，从而防止胶带跑偏和物块冲击损坏胶带。在受空间限制的带式输送机的上下漏斗、导料槽等件的形式与尺寸更应认真考虑，漏斗一定要设计导流挡板来调整物料下落方向，导料槽一般可选用喇叭口和S型结构，其宽度应为皮带宽度的五分之三左右比较合适，在落料口和导料槽处可增加可调挡料板来调整物料的下落方向和位置避免物料落偏。
4. 胶带
胶带本身的的问题，胶带材质不均,展延各异,输送带不直和钢绳芯带横向成槽性能差等，会造成胶带跑偏甚至左右跑偏。胶带缺陷点（如接头不正点）向右跑偏或向左跑偏会沿着胶带运行方向全程向右跑偏或向左跑偏。检测方法是在缺陷点作上标记，沿全程仔细观察，缺陷点是否全程都向一侧跑偏，如果是且缺陷点过后胶带回复正常，说明胶带有问题。整条胶带由多段硫接而成，如果每个接头误差都超过2mm，且有的接头左偏有的接头右偏，会造成胶带有段左侧受力大，有段右侧受力大，在同一点观察胶带左右跑偏。在试机时要仔细观察不跑偏段是否沿全程都不跑偏，跑偏段是否沿全程都跑偏，如果是则可判定胶带质量问题或接头不正。接头质量检测方法：以接头为中心向两端各量3m作为检测长度，用两点一线的方法画出接头每端的中心线，在接头点测量两条中心线的偏差即为接头误差。如果胶带使用时间长，产生老化变形、边缘磨损，或者胶带损坏后重新制作的接头中心不正，这些也会使胶带两侧边所受拉力不一致而导致跑偏。这种情况处理的方法只有对中心不正的胶接头重新制作，更换带边立辊的调心托辊组或安装限位托辊，胶带老化变形严重强度降低的给予更换处理。
5. 张紧装置
输送机的张紧装置使胶带的张紧力不够，胶带无载时或少量载荷时不跑偏，当载荷稍大时就会出现跑偏现象。张紧装置是保证胶带始终保持足够的张紧力的有效装置，张紧力不够，胶带的稳定性就很差，受外力干扰的影响就越大，造成跑偏的方向也不定，严重时还会产生打滑现象。对于使用重锤张紧装置的带式运输机可添加配重来解决，但不应添加过多，以免使皮带承受不必要的过大张力而降低皮带的使用寿命。 对于使用螺旋张紧或液压张紧的带式运输机可调整张紧行程来增大张紧力。但是，当张紧行程已不够，皮带出现了永久性变形，这时可将皮带截去一段重新进行胶接。
6. 凹段的带式输送机
对于设计有凹段的带式输送机，如凹段的曲率半径过小，在启动时如果胶带上没有物料，在凹段区间处胶带就会弹起，遇到大风天气时还会将胶带吹偏，因此，最好在带式输送机的凹段处增设压带轮和反V型托辊来避免胶带的弹起或被风吹偏。卸料车和斗轮堆取料机的上层穿过式胶带在尾车堆料状态时就会产生一个很大的凹段，此处也最容易发生跑偏。因此，在设计阶段应尽可能地采用较大的凹段曲率半径和布置带边立辊的调心托辊来避免此处胶带跑偏。
7. 双向运行带式输送
双向运行带式输送机托辊为非前倾槽形托辊，其胶带跑偏的调整比单向带式输送机跑偏的调整相对要困难许多，对设备部件的制作和安装要求较高，设计时可布置锥形调心托辊来防止胶带跑偏。在空载试车和重载试车时都应先调整某一个方向，然后调整另外一个方向。调整时要仔细观察皮带运动方向与跑偏趋势的关系，逐个进行调整。重点应放在驱动滚筒和改向滚筒的调整上，其次是托辊的调整与物料的落料点的调整。同时应注意皮带在硫化接头时应使皮带断面长度方向上的受力均匀,两侧的受力尽可能地相等。
8. 60 槽角带式输送机
托辊槽角为60 的带式输送机现已作为大倾角带式输送机在煤矿系统广泛应用，其胶带跑偏的调整的方法应特别注意以下方法：1、安装带立辊的调心托辊组，以防胶带跑偏；2、安装带限位托辊的压带装置，以防飘带和跑偏；3、用3卡槽的托辊组使胶带跑偏调整简便；4、用带立辊的断带抓捕器，以防胶带跑偏后与固定架摩擦；5如果选用国产钢绳芯胶带，由于其硬度大成槽不好，60 槽形托辊中间的V形托辊应设计为30 ~35 ，以防飘带。
9. 结语
带式输送机胶带跑偏的原因多，对具体情况要认真观察，分析问题，调整后还应当认真观察，直至胶带恢复正常运行。