皮带输送机纠偏装置发展现状与趋势

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      皮带输送机自1795年发明以来，以其运行成本低、适应性广和输送能力强等优点被广泛用于食品、冶金、矿山及港口等领域，已成为散状物料运输的主要输送设备。输送带跑偏是皮带输送机的常见故障，常会造成物料倾洒或带边磨损，降低输送带的使用寿命，严重时还会造成输送带撕裂、烧焦甚至引起火灾，导致整条输送线停运，影响安全生产，且有可能造成重大经济损失。
      1、跑偏的主要原因
      输送带跑偏是指在皮带输送机运转过程中因输送中心线偏离输送机中心线而出现的输送带运行异常的现象。根据国家相关技术规范要求，皮带输送机运行中允许超出滚筒或拖辊端面左右 +0.05B(B为输送带宽度)。造成输送带跑偏的因素很多，归根结底是由于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。
      2、几种典型的纠偏装置
      目前，国内皮带输送机纠偏装置主要有4种类型，本文将针对每种类型的原理、结构和使用状况进行进一步的说明和分析。
      (1)机械传动式纠偏装置
      机械传动式纠偏装置种类繁多，其原理是当输送带偏离带式输送机理论中心线时，纠偏装置辊子的轴线按相应方向绕旋转中心偏转一定角度，从而在辊子与输送带之间产生一垂直输送带运行方向的横向摩擦力，使输送带回到正确位置。从整体结构上看，机械传动式纠偏装置分为固定式和回转式。
      ①固定式纠偏装置。固定式纠偏装置主要包括侧螺旋托辊、侧边挡辊和槽形下托辊等。当输送带跑偏时，挤压力和滚碾力都集中在立辊与输送带之间的接触点上，依靠硬接触使输送带纠偏。其主要缺点是：结构简单，不能自动调整纠偏力；输送带运行阻力大，磨损严重，应用效果较差。
      ②回转式纠偏装置。回转式纠偏装置主要包括调心托辊及调架式转动托辊等。当输送带跑偏时，就会被侧面的立辊所阻挡，使调心辊架产生旋转趋势，随着辊动摩擦方向的改变，使偏移的输送带得到控制。其优点是：成本低廉；能根据跑偏程度自动调整纠偏力，应用较为广泛。缺点是：工作不稳定，会出现左右摆动现象；输送带运行阻力大，且跑偏严重时还易顺势脱轨。
      (2)液压自动纠偏装置
      液压自动纠偏装置是当今市场上比较流行的纠偏装置，其主要作用在上、下调心托辊上，当输送带跑偏时主动调整纠偏托辊角度，从而达到校正跑偏的目的。液压自动纠偏装置由检驱轮、油缸、油泵、调心托辊和机架等构成。当发生输送带跑偏时，托辊、输送带与检驱轮接触，摩擦产生驱动力，带动油泵加 压，通过阀体程序控制使油路进入油缸，驱动油缸活塞杆伸缩，带动调偏托辊架来调整输送带。此时调偏托辊架的运动方向与输送带运行的方向成一定的角度，调偏托辊与正在跑偏的输送带产生摩擦，使输送带保持居中运行。
      该装置的优点是：反应灵敏，性能稳定；无需动力源；具有调心托辊定位功能，纠正效率高，具有广阔的应用前景。缺点是：初期投资较大，成本高；体 积大，占用空间多；与输送带边沿摩擦，易损伤输送带；液压传动环节复杂，零部件故障率高。
      (3)气动式自动纠偏装置
      气动式自动纠偏装置由2个滚筒、2个微调气缸、2个跑偏传感器、2个电磁阀、固定架及主控制器等部分组成（图1）。2个滚筒固定在固定架上，组成双滚筒纠偏机构，增大输送带与滚筒间的摩擦力；2个微调气缸安装在固定架两侧，分别由2个电磁阀控制；跑偏传感器安装在输送带左右两侧，起到检测输送带跑偏的作用。当输送带跑偏时，跑偏传感器收到信号，经过主控制器处理后驱动电磁阀打开，推动微调气缸动作，产生纠偏力校正输送带跑偏。当输送带脱离跑偏传感器后，开关信号中断，电磁阀关闭，微调气缸停止动作，达到纠正输送带跑偏的目的。

1. 微调气缸  2. 输送带  3, 4. 双纠偏滚筒  5. 跑偏传感器
图1  气动式自动纠偏装置

      该装置的优点是：适应性强，运行稳定可靠；自动化程度高；对输送带无损伤，纠偏效果明显。缺点是：前期投资较大，安装调试较为复杂，运行维护难度大。
      (4)电液组合式纠偏装置
      电液组合式纠偏装置由方向传感器、电控箱、调心托辊、液压装置和电液推杆等组成 。当输送带跑偏时，由方向传感器识别信号并传输至电控箱，通过电控箱识别，使得电液推杆得电，电液推杆油缸伸出，带动调心托辊按设定方向偏转，通过产生的摩擦力驱使输送带校正。当输送带恢复居中位置时，方向传感器信号中断，电液推杆停止工作，从而达到随即自动纠正输送带跑偏的目的。
      该装置的优点是：动力强，识别准，纠偏速度快；可自动监测输送带跑偏趋势并随即予以纠正；纠偏过程中与输送带无接触，使监测过程中输送带无损伤或破坏，适用于高精度运行的大型皮带输送机。缺点是：特殊工况下环境恶劣，传感器精度可能受影响，对环境要求较高。
      通过以上对国内几种皮带输送机纠偏装置的分析可知，机械式纠偏装置造价低廉，结构简单，在一些要求不高的小型皮带输送机上应用广泛；液压纠偏装置是当今市场上的主流，因其无需动力源，可自动监测调整跑偏，推广前景良好；气动式纠偏装置和电液组合式纠偏装置都属于主动式纠偏，纠偏效果较好，适用于运行精度较高的大中型皮带输送机。
      当前国内外皮带输送机的技术发展很快，一个重要的表现就是皮带输送机本身的技术与装备有了巨大的发展，尤其是长距离、大运量、高带速的大型皮带输送机已成为发展的主要方向，其核心技术在于皮带输送机动态分析与监控技术。
      为了适应皮带输送机的发展趋势，提高其运行性能，未来纠偏装置的发展将越来越多地与动态分析技术、机电一体化和计算机监控等技术结合。例如，未来的皮带输送机纠偏装置可能由动态监测系统、计算机控制系统、驱动系统和反馈系统构成。它利用传感器实现带式输送机的动态监测，并实时采集和处理跑偏信号。一旦出现输送带跑偏现象，传感器将跑偏信号发送至计算机控制系统，经计算机分析跑偏程度，然后发出指令控制驱动系统执行纠偏，驱动系统纠偏完毕后，反馈系统将纠偏结果传递给计算机控制系统分析，确认无误完成整个纠偏过程。因此，未来皮带输送机纠偏装置的发展将会呈现自动化、信息化和精确化的发展趋势。