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【摘 要】针对胶带输送机输送带跑偏的问题，从力学角度分析了胶带输送机输送带跑偏的原因，同时根据不同的跑偏状况提出了具体的解决方法，并对胶带运输机常见的故障提出维护措施。
【关键词】胶带输送机；力学分析；跑偏；处理方法
胶带输送机是煤矿井下煤炭运输的重要设备，它的运转情况极大的影响着整个煤矿生产系统。在常见的胶带输送机故障中，胶带跑偏所占的比例很大，而且此类故障的原因很多。本文主要以胶带的跑偏为对象，利用力学原理分析说明各类故障的原因及处理方法。
一、胶带跑偏的原因分类和处理方法
（一）检修引起的胶带跑偏
1、输送带接头不平直
造成皮带两边张力不均匀，皮带始终往张紧力大的一边跑偏，针对这种情况，可以通过调整传动滚筒或改向滚筒的两边的张紧力来消除，对调整不过来的就必须对皮带接头重接。
2、机架歪斜
机架歪斜包括机架中心线歪斜和机架两边高低倾斜，这两种情况都会造成严重跑偏，并且很难调整，对机架重新进行安装才解决问题。
3、导料槽两侧的胶皮压力不均匀
造成皮带两边运行阻力不一致，引起皮带跑偏，这种情况的处理相对较容易，只要重新调整两侧橡胶板压力。
（二）运行中引起的皮带跑偏
1、滚筒、托辊粘料引起的跑偏
皮带机在运行一段时间后，由于泥煤具有一定的粘性，部分煤粉会粘在滚筒和托辊上，使得滚筒或托辊局部直径变大，引起皮带两侧张紧力不均匀，造成皮带跑偏。
2、皮带松弛引起的跑偏
调整好的皮带在运行一段时间后，由于皮带拉伸产生永久变形或老化，会使皮带的张紧力下降，造成皮带松弛，引起皮带跑偏。
3、煤在皮带上分布不均匀引起的跑偏
如果皮带空转时不跑偏，重负荷运转就跑偏，说明煤在皮带两边分布不均匀。主要是煤下落方向和位置不正确引起的。
4、运行中振动引起的跑偏
在皮带机中，滚筒、托辊的径向跳动引起的振动对皮带跑偏影响最大。
二、胶带跑偏的几种典型情况及力学分析和对策
（一）运行中托辊中心线的实际位置和胶带中心线的垂直度偏差较大，从而使胶带在运料时发生跑偏。如图1所示，胶带输送机运行时托辊受到胶带的牵引力Fq，在平面内Fq可以分解为使托辊横向移动的力Fc和自身转动的力Fz，由于托辊是固定在胶带支架上，它会对胶带产生反作用力Fy，胶带就会向相反的方向移动，导致胶带跑偏。
图1 托辊位置安装角度不当运行时的受力
调整方法：第一种方法是托辊组两侧的安装孔在加工时制作成长孔，以便对输送带跑偏进行调整。调整方法如图2所示，详细的方法是胶带向哪一侧跑偏，托辊组哪一侧就向胶带运行的方向前移，或者后移托辊组的另外一侧。由图2所示胶带如果向上方跑偏，托辊组的下部位置应该向左移动，而托辊组的上部位置应该向右移动。
图2 胶带在运行中的调整方法
第二种方法是调心托辊组调偏，胶带输送机的调心托辊组类型有四连杆式、中间转轴式等，工作原理是在运行中胶带跑偏时产生的摩擦力带动调心托辊组的偏转，托辊组受力后会产生反作用力拉动胶带恢复到平衡位置，实现胶带的自动纠偏。调心托辊组调偏主要适用于全长较短或双向运行时的胶带输送机。总长较大的胶带运输机调偏一般不用此方法，因为在调偏过程中托辊组会对胶带产生很大的摩擦力，胶带会产生磨损和撕裂。
（二）胶带输送机头部驱动滚筒或尾部改向滚筒与胶带的中心线垂直度偏差过大，导致胶带在这两处跑偏。如图3所示，滚筒在运行时由于偏斜胶带两侧受力将不平衡，其与胶带中心线垂直方向将会产生递增或递减的牵引力Fq，胶带所受力的递减方向产生分力Fy，使胶带向受力较小的方向跑偏，所谓“跑松不跑紧”。
图3 滚筒处胶带跑偏的调整方法
调整方法：运行中对于改向滚筒，胶带如向右侧发生跑偏，则向后移动右侧的轴承座，胶带如向左跑偏，则向后移动左侧的轴承座。对于输送机的尾部滚筒与头部滚筒的调整方法相反。
（三）滚筒的表面加工误差过大、粘煤或由于磨损严重造成的直径大小不一，导致胶带将向滚筒直径较大的一侧跑偏，所谓“跑大不跑小”。如图4所示，运行中胶带所受牵引力Fq将产生一个指向滚筒直径较大一侧的分力Fy，在力Fy的作用下，胶带将跑偏。
图4 滚筒或托辊局部直径不同时的受力分析
调整方法：首先清除掉滚筒表面的煤尘，如果是滚筒加工误差过大或由于磨损严重导致的直径不均就必须更换滚筒或重新加工包胶处理。
（四）胶带运料过程中在转载点处落料的位置不当导致的胶带跑偏。当上下部胶带相对高度较小时，物料在运输过程中的水平速度分量很大，在物料转载下落过程中对下部皮带的侧向冲击力Fc也就越大，物料将积聚在胶带的一侧。胶带两侧受力不平衡导致偏斜，其受到Fc的水平分力Fy作用胶带将朝物料积聚的另一侧跑偏。如图5所示，胶带将向左侧跑偏，反之则向右跑偏。
图5 物料下落方向和位置不正确时受力情况
调整方法：当胶带输送机安装到转载点处时，尽可能将上下两部胶带的相对高度加大。在安装空间有限时，提前设计相关部件尺寸和形式。例如导料槽的宽度应选用胶带宽度的五分之三左右。调偏的措施还有增加挡料板，改变物料在转载点下落到胶带上的位置和方向，使得物料尽可能的降低对胶带侧向的冲击。
（五）胶带的质量不好导致跑偏。胶带使用时间过长时，边缘会磨损出现毛边、变形老化，或者在安装维修后的胶带时，接头中心线不正都会使胶带发生跑偏。调整方法：不合格的胶带接头拆除重新制作，如果胶带已经变形老化就更换新胶带。
（六）由于输送机中的张紧装置使得胶带松弛，无载荷或载荷较小时不会跑偏，但胶带在运料过程中载荷稍大就会跑偏。只有胶带张紧力适中，运行才能平稳，如胶带张紧力过小严重时会发生打滑。 （七）当胶带输送机安装地点有爬坡段，且爬坡段的曲率半径过小，爬坡段内的胶带空载运行时就会由于自身弹性而弹起，导致胶带跑偏。处理方法是在爬坡区间安装压带轮，此段的胶带与托辊的接触受承载量的作用，有时胶带会悬空在支架上，胶带上的物料稍微偏离中心线，胶带就跑偏。
（八）双向运行胶带输送机跑偏时的处理方法是：先调整胶带的一个方向，然后调整胶带的另一个方向。调整时观察胶带运动方向，先调整驱动滚筒和改向滚筒，然后是调整托辊和物料的落料点。胶带往不同方向运转时，胶带的受力点会发生改变，将朝不同方向跑偏，调整时需顾忌两边。
（九）胶带因受下料方式的影响，胶带将出现周期性的跑偏。既然是由于物料落点的变化导致胶带的跑偏，一方面可以改变下料口的形状和尺寸减小物料变化的幅度，另一方面可以改变胶带的位置，始终保持物料在胶带的中心线上。胶带跑偏最常用的调整方法就是调节尾轮的张紧丝杆，但长胶带尾部一般都没有设置张紧丝杆（尾轮受力大），只有通过靠近尾轮的下调心托辊来代替（非张紧面）。胶带通过靠近尾轮的下调心托辊改变胶带在下料口的位置十分有效，现场要根据物料落点偏移方向及时向反方向调整皮带的位置，使物料落在胶带的中心线上，就可以避免胶带在爬坡段的大幅度跑偏现象的发生。现场调整下调心托辊时要以“小幅度，常观察”的原则进行，防止发生胶带方向调反或幅度过大造成胶带更为严重的跑偏，出现大面积跑料或胶带损伤事故的发生。
三、结束语
通过上述对胶带跑偏的分析，了解了胶带跑偏的原因，并提出了具体的调整方法。经过在现场大量的安装调试经验的总结，对胶带跑偏调整的效果非常好，从而使胶带跑偏现象大大减少。对胶带跑偏的有效控制，提高了胶带的使用寿命，降低设备的故障率，设备运行的稳定性和胶带运料量也得到极大提高，为企业节约维护保养费用，创造了经济效益。
【参考文献】
[1]宋伟刚.通用带式输送机设计[M].北京：机械工业出版社，2006.
[2]僧东恒.带式输送机跑偏的分析和治理措施[J].水利电力机械，2007（8）：92-94.
[3]刘文亮，张晓伟，董晓艳.连续带式输送机带跑偏原因与力学分析[J].水利水电技术，2006（3）：26-27.
[4]洪晓华.矿井运输提升[M].北京：中国矿业大学出版社，2003.
【关键词】胶带输送机；力学分析；跑偏；处理方法
胶带输送机是煤矿井下煤炭运输的重要设备，它的运转情况极大的影响着整个煤矿生产系统。在常见的胶带输送机故障中，胶带跑偏所占的比例很大，而且此类故障的原因很多。本文主要以胶带的跑偏为对象，利用力学原理分析说明各类故障的原因及处理方法。
一、胶带跑偏的原因分类和处理方法
（一）检修引起的胶带跑偏
1、输送带接头不平直
造成皮带两边张力不均匀，皮带始终往张紧力大的一边跑偏，针对这种情况，可以通过调整传动滚筒或改向滚筒的两边的张紧力来消除，对调整不过来的就必须对皮带接头重接。
2、机架歪斜
机架歪斜包括机架中心线歪斜和机架两边高低倾斜，这两种情况都会造成严重跑偏，并且很难调整，对机架重新进行安装才解决问题。
3、导料槽两侧的胶皮压力不均匀
造成皮带两边运行阻力不一致，引起皮带跑偏，这种情况的处理相对较容易，只要重新调整两侧橡胶板压力。
（二）运行中引起的皮带跑偏
1、滚筒、托辊粘料引起的跑偏
皮带机在运行一段时间后，由于泥煤具有一定的粘性，部分煤粉会粘在滚筒和托辊上，使得滚筒或托辊局部直径变大，引起皮带两侧张紧力不均匀，造成皮带跑偏。
2、皮带松弛引起的跑偏
调整好的皮带在运行一段时间后，由于皮带拉伸产生永久变形或老化，会使皮带的张紧力下降，造成皮带松弛，引起皮带跑偏。
3、煤在皮带上分布不均匀引起的跑偏
如果皮带空转时不跑偏，重负荷运转就跑偏，说明煤在皮带两边分布不均匀。主要是煤下落方向和位置不正确引起的。
4、运行中振动引起的跑偏
在皮带机中，滚筒、托辊的径向跳动引起的振动对皮带跑偏影响最大。
二、胶带跑偏的几种典型情况及力学分析和对策
（一）运行中托辊中心线的实际位置和胶带中心线的垂直度偏差较大，从而使胶带在运料时发生跑偏。如图1所示，胶带输送机运行时托辊受到胶带的牵引力Fq，在平面内Fq可以分解为使托辊横向移动的力Fc和自身转动的力Fz，由于托辊是固定在胶带支架上，它会对胶带产生反作用力Fy，胶带就会向相反的方向移动，导致胶带跑偏。
图1 托辊位置安装角度不当运行时的受力
调整方法：第一种方法是托辊组两侧的安装孔在加工时制作成长孔，以便对输送带跑偏进行调整。调整方法如图2所示，详细的方法是胶带向哪一侧跑偏，托辊组哪一侧就向胶带运行的方向前移，或者后移托辊组的另外一侧。由图2所示胶带如果向上方跑偏，托辊组的下部位置应该向左移动，而托辊组的上部位置应该向右移动。
图2 胶带在运行中的调整方法
第二种方法是调心托辊组调偏，胶带输送机的调心托辊组类型有四连杆式、中间转轴式等，工作原理是在运行中胶带跑偏时产生的摩擦力带动调心托辊组的偏转，托辊组受力后会产生反作用力拉动胶带恢复到平衡位置，实现胶带的自动纠偏。调心托辊组调偏主要适用于全长较短或双向运行时的胶带输送机。总长较大的胶带运输机调偏一般不用此方法，因为在调偏过程中托辊组会对胶带产生很大的摩擦力，胶带会产生磨损和撕裂。
（二）胶带输送机头部驱动滚筒或尾部改向滚筒与胶带的中心线垂直度偏差过大，导致胶带在这两处跑偏。如图3所示，滚筒在运行时由于偏斜胶带两侧受力将不平衡，其与胶带中心线垂直方向将会产生递增或递减的牵引力Fq，胶带所受力的递减方向产生分力Fy，使胶带向受力较小的方向跑偏，所谓“跑松不跑紧”。
图3 滚筒处胶带跑偏的调整方法
调整方法：运行中对于改向滚筒，胶带如向右侧发生跑偏，则向后移动右侧的轴承座，胶带如向左跑偏，则向后移动左侧的轴承座。对于输送机的尾部滚筒与头部滚筒的调整方法相反。
（三）滚筒的表面加工误差过大、粘煤或由于磨损严重造成的直径大小不一，导致胶带将向滚筒直径较大的一侧跑偏，所谓“跑大不跑小”。如图4所示，运行中胶带所受牵引力Fq将产生一个指向滚筒直径较大一侧的分力Fy，在力Fy的作用下，胶带将跑偏。
图4 滚筒或托辊局部直径不同时的受力分析
调整方法：首先清除掉滚筒表面的煤尘，如果是滚筒加工误差过大或由于磨损严重导致的直径不均就必须更换滚筒或重新加工包胶处理。
（四）胶带运料过程中在转载点处落料的位置不当导致的胶带跑偏。当上下部胶带相对高度较小时，物料在运输过程中的水平速度分量很大，在物料转载下落过程中对下部皮带的侧向冲击力Fc也就越大，物料将积聚在胶带的一侧。胶带两侧受力不平衡导致偏斜，其受到Fc的水平分力Fy作用胶带将朝物料积聚的另一侧跑偏。如图5所示，胶带将向左侧跑偏，反之则向右跑偏。
图5 物料下落方向和位置不正确时受力情况
调整方法：当胶带输送机安装到转载点处时，尽可能将上下两部胶带的相对高度加大。在安装空间有限时，提前设计相关部件尺寸和形式。例如导料槽的宽度应选用胶带宽度的五分之三左右。调偏的措施还有增加挡料板，改变物料在转载点下落到胶带上的位置和方向，使得物料尽可能的降低对胶带侧向的冲击。
（五）胶带的质量不好导致跑偏。胶带使用时间过长时，边缘会磨损出现毛边、变形老化，或者在安装维修后的胶带时，接头中心线不正都会使胶带发生跑偏。调整方法：不合格的胶带接头拆除重新制作，如果胶带已经变形老化就更换新胶带。
（六）由于输送机中的张紧装置使得胶带松弛，无载荷或载荷较小时不会跑偏，但胶带在运料过程中载荷稍大就会跑偏。只有胶带张紧力适中，运行才能平稳，如胶带张紧力过小严重时会发生打滑。 （七）当胶带输送机安装地点有爬坡段，且爬坡段的曲率半径过小，爬坡段内的胶带空载运行时就会由于自身弹性而弹起，导致胶带跑偏。处理方法是在爬坡区间安装压带轮，此段的胶带与托辊的接触受承载量的作用，有时胶带会悬空在支架上，胶带上的物料稍微偏离中心线，胶带就跑偏。
（八）双向运行胶带输送机跑偏时的处理方法是：先调整胶带的一个方向，然后调整胶带的另一个方向。调整时观察胶带运动方向，先调整驱动滚筒和改向滚筒，然后是调整托辊和物料的落料点。胶带往不同方向运转时，胶带的受力点会发生改变，将朝不同方向跑偏，调整时需顾忌两边。
（九）胶带因受下料方式的影响，胶带将出现周期性的跑偏。既然是由于物料落点的变化导致胶带的跑偏，一方面可以改变下料口的形状和尺寸减小物料变化的幅度，另一方面可以改变胶带的位置，始终保持物料在胶带的中心线上。胶带跑偏最常用的调整方法就是调节尾轮的张紧丝杆，但长胶带尾部一般都没有设置张紧丝杆（尾轮受力大），只有通过靠近尾轮的下调心托辊来代替（非张紧面）。胶带通过靠近尾轮的下调心托辊改变胶带在下料口的位置十分有效，现场要根据物料落点偏移方向及时向反方向调整皮带的位置，使物料落在胶带的中心线上，就可以避免胶带在爬坡段的大幅度跑偏现象的发生。现场调整下调心托辊时要以“小幅度，常观察”的原则进行，防止发生胶带方向调反或幅度过大造成胶带更为严重的跑偏，出现大面积跑料或胶带损伤事故的发生。
三、结束语
通过上述对胶带跑偏的分析，了解了胶带跑偏的原因，并提出了具体的调整方法。经过在现场大量的安装调试经验的总结，对胶带跑偏调整的效果非常好，从而使胶带跑偏现象大大减少。对胶带跑偏的有效控制，提高了胶带的使用寿命，降低设备的故障率，设备运行的稳定性和胶带运料量也得到极大提高，为企业节约维护保养费用，创造了经济效益。
【参考文献】
[1]宋伟刚.通用带式输送机设计[M].北京：机械工业出版社，2006.
[2]僧东恒.带式输送机跑偏的分析和治理措施[J].水利电力机械，2007（8）：92-94.
[3]刘文亮，张晓伟，董晓艳.连续带式输送机带跑偏原因与力学分析[J].水利水电技术，2006（3）：26-27.
[4]洪晓华.矿井运输提升[M].北京：中国矿业大学出版社，2003.