皮帶輸送機作為一種重要的輸送設備,被廣泛應于冶金、礦山、建筑和化工等行業中。而皮帶跑偏又是皮帶輸送機經常出現的一種問題,防跑偏的重要部件就是調心托輥架組。
1、傳統的調心托輥架組的結構及原理
傳統的調心托輥架組見圖1。調節皮帶跑偏的理論依據是:利用皮帶跑偏對托輥架組摩擦力不對稱,產生一個附加力矩,使托輥架組繞其垂直軸座回轉一個角度,按皮帶在側托輥上的運行規律,使皮帶向輸送機中心移動,從而達到自動調偏的目的。
圖1 傳統的調心托輥架組
傳統的調心托輥調偏效果不理想的根本問題在于,皮帶跑偏時所產生的附加摩擦力矩,遠遠不能克服托輥架組在皮帶和物料的重量作用下繞其垂直軸回轉所需要的阻動力矩,因此自動調偏的效果就不太理想。
2、新型可逆調心托輥架組的結構及原理
(1)結構特點
新型可逆調心托輥架組的結構如圖2所示。新型托輥架組總體上和傳統托輥既有保留繼承,又有更新改造。保留了回轉機構、大梁,但其托輥改成了幾段結構,兩邊的立輥改成了擋輥,且與托輥軸線垂直。 同時,增設了固定擋輥的座叉、托輥端面的擋塊及擋輥下部的橫銷,從結構上可大大增加主動力矩,減少阻動力矩,且輸送帶橫向移動阻力大,縱向移動阻力小,從而使托輥組架在皮帶下轉動靈活,對皮帶調偏效果更佳。
圖2 新型可逆調心托輥架組
(2)工作原理
當皮帶跑偏時,跑偏一側的膠帶推動立擋輥,使座叉偏轉一個角度,橫銷帶動側托輥端面上的擋塊,側托輥即被制動。此時皮帶通過其上側托輥不轉動,皮帶與其產生滑動摩擦,而其他幾只托輥與皮帶之間的是純滾動,皮帶對整個托輥組的摩擦力失去平衡,產生一個附加力矩。這個附加力矩比傳統托輥產生的附加力矩大得多,使得托輥架組繞垂直軸轉動一個角度,按皮帶在側托輥上的運行規律,使皮帶移向中心,達到調心的目的。當皮帶運行正常時,立擋輥不再受皮帶對它的推力,在彈簧作用下復位,對側托輥的制動解除,完成對皮帶調偏的全過程。
皮帶是否跑偏取決于糾偏力F 糾能否克服輸送皮帶橫向移動力F 移和皮帶承載面上料堆變形力F 形。橫向移動需改變皮帶轉折點,而緊靠在皮帶轉折點的料堆也要隨之變形,因此需要很大的力以改變料堆形態。物料越多,改變料堆形態的力越大。 只有當F 糾≥F 移+F 形時,自動調心托輥才能對皮帶起糾偏作用。
皮帶跑偏在力學上可以認為皮帶是受到了一個水平側向力的作用所致。在該力的作用下,輸送皮帶與機架間的力學關系可以簡化如圖3所示。