皮带输送机输送带跑偏时的速度分析

yuyinsh

        皮带输送机由于具有使用方便、效率高、易实现自动化控制等优点被方法应用与食品、建材、化工、粮食等散货物料的输送。输送带跑偏是皮带输送机作业过程中最常见的故障，不仅会引起输送带边沿磨损破裂而缩短输送带的使用寿命，严重时还会造成输送带瞬间被撕成条状而报废以及输送机整机损坏、人员伤亡等恶性事故的发生。
        对于皮带输送机的跑偏问题众多输送机业内学者进行了分析，但大多都是定性地分析了纠偏能力与托辊、滚筒安装精度之间的关系。由于对机身来说最常用和最有效的方法是采用调心托辊，本文通过运动分析得到了输送带横向运动速度与调心托辊前偏置角、托辊旋转速度及输送带速度之间的定量关系，数值模拟结果为输送带的纠偏防偏提供了理论指导。
        为了分析输送带跑偏时前偏置角α对纠偏能力的影响，图1绘出了输送带绝对速度与纵向夹角随托辊旋转线速度变化曲线图。由图可见，随着托辊旋转速度增大，输送带绝对速度与纵向之间的夹角呈抛物线增大。

图1  输送带绝对速度与纵向夹角随托辊旋转线速度变化曲线图

        由图2可见，随着托辊旋转速度的增大，输送带横向速度线增大，因此，为了使跑偏的输送带尽快恢复到正常轨道上，应使托辊转动灵活。当托辊旋转速度为0时，输送带横向速度为0，即输送带不沿横向运动，也即当托辊不转动时及时托辊前置输送带也不会自动恢复到正常运行轨道，从而使托辊前置也达不到纠偏的目的。

图2  输送带横向速度随托辊旋转速度变化曲线图

        由图3可见，随着托辊前偏置角α的增大，输送带横向速度线性增大。因此，为了使跑偏的输送带尽快恢复到正常轨道上，应增大托辊前偏置角。

图3  输送带横向速度随托辊前偏置角的变化曲线

        由图4可见，输送带横向速度随输送带相对于托辊的速度呈指数变化，当输送带相对于托辊的速度大于3m/s时，输送带横向速度趋于恒定。

图4  输送带横向速度随输送带相对于托辊的速度的变化曲线

        输送带在运行中跑偏是工程中的常见故障，准确掌握其跑偏机理有助于更好地防偏纠偏。通过上面的分析得到如下的主要结论：
        (1)输送带跑偏后回到正常运行轨道的速度受输送带的速度、托辊的旋转能力、托辊前偏置角的影响。
        (2)随着托辊旋转速度的增大，输送带绝对速度与纵向之间的夹角呈抛物线增大。
        (3)随着托辊旋转速度的增大，输送带横向速度线性增大。
        (4)托辊不转动时即使托辊前置输送带也不会自动恢复到正常运行轨道。
        (5)随着托辊前偏置角α的增大，输送带横向速度线性增大。
        (6)输送带横向速度随输送带相对于托辊的速度增大变化缓慢。