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皮帶輸送機(jī)作為一種重要的輸送設(shè)備，被廣泛應(yīng)于冶金、礦山、建筑和化工等行業(yè)中。而皮帶跑偏又是皮帶輸送機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)的一種問(wèn)題，防跑偏的重要部件就是調(diào)心托輥架組。
1、傳統(tǒng)的調(diào)心托輥架組的結(jié)構(gòu)及原理
傳統(tǒng)的調(diào)心托輥架組見(jiàn)圖1。調(diào)節(jié)皮帶跑偏的理論依據(jù)是：利用皮帶跑偏對(duì)托輥架組摩擦力不對(duì)稱，產(chǎn)生一個(gè)附加力矩，使托輥架組繞其垂直軸座回轉(zhuǎn)一個(gè)角度，按皮帶在側(cè)托輥上的運(yùn)行規(guī)律，使皮帶向輸送機(jī)中心移動(dòng)，從而達(dá)到自動(dòng)調(diào)偏的目的。
圖1 傳統(tǒng)的調(diào)心托輥架組
傳統(tǒng)的調(diào)心托輥調(diào)偏效果不理想的根本問(wèn)題在于，皮帶跑偏時(shí)所產(chǎn)生的附加摩擦力矩，遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(zhuǎn)所需要的阻動(dòng)力矩，因此自動(dòng)調(diào)偏的效果就不太理想。
2、新型可逆調(diào)心托輥架組的結(jié)構(gòu)及原理
(1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
新型可逆調(diào)心托輥架組的結(jié)構(gòu)如圖2所示。新型托輥架組總體上和傳統(tǒng)托輥既有保留繼承，又有更新改造。保留了回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、大梁，但其托輥改成了幾段結(jié)構(gòu)，兩邊的立輥改成了擋輥，且與托輥軸線垂直。 同時(shí)，增設(shè)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(jié)構(gòu)上可大大增加主動(dòng)力矩，減少阻動(dòng)力矩，且輸送帶橫向移動(dòng)阻力大，縱向移動(dòng)阻力小，從而使托輥組架在皮帶下轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，對(duì)皮帶調(diào)偏效果更佳。
圖2 新型可逆調(diào)心托輥架組
(2)工作原理
當(dāng)皮帶跑偏時(shí)，跑偏一側(cè)的膠帶推動(dòng)立擋輥，使座叉偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，橫銷帶動(dòng)側(cè)托輥端面上的擋塊，側(cè)托輥即被制動(dòng)。此時(shí)皮帶通過(guò)其上側(cè)托輥不轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶與其產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦，而其他幾只托輥與皮帶之間的是純滾動(dòng)，皮帶對(duì)整個(gè)托輥組的摩擦力失去平衡，產(chǎn)生一個(gè)附加力矩。這個(gè)附加力矩比傳統(tǒng)托輥產(chǎn)生的附加力矩大得多，使得托輥架組繞垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，按皮帶在側(cè)托輥上的運(yùn)行規(guī)律，使皮帶移向中心，達(dá)到調(diào)心的目的。當(dāng)皮帶運(yùn)行正常時(shí)，立擋輥不再受皮帶對(duì)它的推力，在彈簧作用下復(fù)位，對(duì)側(cè)托輥的制動(dòng)解除，完成對(duì)皮帶調(diào)偏的全過(guò)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(dòng)力F 移和皮帶承載面上料堆變形力F 形。橫向移動(dòng)需改變皮帶轉(zhuǎn)折點(diǎn)，而緊靠在皮帶轉(zhuǎn)折點(diǎn)的料堆也要隨之變形，因此需要很大的力以改變料堆形態(tài)。物料越多，改變料堆形態(tài)的力越大。 只有當(dāng)F 糾≥F 移+F 形時(shí)，自動(dòng)調(diào)心托輥才能對(duì)皮帶起糾偏作用。
皮帶跑偏在力學(xué)上可以認(rèn)為皮帶是受到了一個(gè)水平側(cè)向力的作用所致。在該力的作用下，輸送皮帶與機(jī)架間的力學(xué)關(guān)系可以簡(jiǎn)化如圖3所示。
