一种带式输送机胶带自动纠偏装置的制作方法

1.本发明涉及技术输送设备技术领域，尤其涉及一种带式输送机胶带自动纠偏装置。


背景技术：

2.目前，胶带跑偏是带式输送机运行中的一个非常普遍，并且很不容易克服的问题。由于胶带跑偏造成的危害十分严重，因此，几乎所有带式输送机都配备有一定数量的胶带跑偏纠正装置。同时输送机还必须配备胶带跑偏检测与报警装置。胶带跑偏可分为承载分支胶带跑偏与回程分支胶带跑偏。所谓“纠偏”就是带式输送机运行中，无论是承载分支，还是回程分支，当胶带的中心线偏离带式输送机的安装中心线时，通过采用某种措施，使胶带中心线与输送机的安装中心线重新回到一致。
3.就纠偏的方法而言，总体上分为两类，即前倾托辊组方式纠偏与调心托辊组（或纠偏装置）方式纠偏。前倾托辊组是通过托辊的前倾布置所产生前倾阻力（阻碍胶带跑偏）对胶带跑偏进行纠正；调心托辊组（或纠偏装置）是采用各种机械装置对跑偏的胶带实施阻力，使胶带恢复对中。无论那种纠偏方式都有其的优点，也有其不足。而所有纠偏方式都有一个共同的特点，即纠偏措施会增加胶带的运行阻力，同时也加大胶带的磨损。
4.造成胶带跑偏的原因是各种各样的，各种纠偏装置也是应运而生，纠偏效果千差万别，纠偏装置的名称更是五花八门。可以说，当今安装在输送机上的纠偏装置有相当一部分效果不理想，有些甚至是形同虚设。
5.纠偏装置的基本要求是：首先，能够灵敏地感知道到胶带的跑偏，无论胶带是向左，还是向右（胶带的前进方向）跑偏，纠偏装置都应该能够自动地感知到；其次，纠偏机构应能够及时响应，只要胶带一出现跑偏，纠偏机构就立即动作。一个优良的纠偏装置应该是动作反应灵敏，纠偏效果显著，结构简洁可靠，且对胶带的附加阻力与磨损都很小，总之就是：“跑偏即纠正，对中即停止，左右自动纠偏，无需人为干扰”。
6.目前最多使用的纠偏装置有：摩擦辊子式、锥形辊子式、四连杆式以及液压式纠偏装置等。这些种类的纠偏装置普遍存在以下几个问题：1） 单侧纠偏（或左，或右）。输送机胶带的跑偏往往是忽左忽右，但有些纠偏装置虽然表面上具备左、右侧纠偏的功能，但实际不能起到双侧纠偏的作用。
7.2） 纠偏响应不及时，纠偏效果不理想。很多纠偏装置的动作必须要等到胶带跑偏到一定程度后，胶带触碰到阻挡装置后，纠偏装置才起动作。这类产品不仅动作反应慢，而且纠偏机构不灵活，因此纠偏效果比较差。然而，这类装置在增加胶带阻力和磨损上的作用却十分显著。
8.3） 纠偏装置结构复杂，易出故障，而且造价不低。
9.人们在选用纠偏装置时，会是在投资成本与使用效果之间进行权衡。往往价格低廉的调心托辊组成为首选。一般情况下，调心托辊组的效果大都不理想，但很多企业只要生产能够正常继续，业主是不会花费更多的资金去解决胶带的跑偏问题，因此胶带的跑偏现
象也就司空见惯。


技术实现要素：

10.本发明的目的是提供一种带式输送机胶带自动纠偏装置，能够快速响应自动纠偏，且成本低廉，效果好。
11.本发明采用的技术方案为：一种带式输送机胶带自动纠偏装置，包括摇摆式托辊和安装支架，所述的安装支架包括调节支座和轴承座，所述的摇摆式托辊包括中空的辊体，辊体内设置有固定套管、摆动轴、轴套和辊轴，所述的固定套管套设在辊体内中间位置，且与辊体的内壁焊接固定，所述的摆动轴的两端分别固定设置在固定套管内壁上，且与固定套管的轴向垂直，所述的摆动轴外设置有轴套，所述的辊轴通过轴套与摆动轴垂直设置，所述的辊轴两端分别通过轴承座与调节支座连接，调节支座的上端用于安装在带式输送机中间架上；所述的摇摆式托辊设置在输送机的回程输送带非承载侧的底部，且二者对中设置。
12.还包括有限位部，所述的限位部用于限制辊轴和辊体的摆动幅度，避免辊轴和辊体摆动时接触。
13.所述的限位部为具有相同厚度的两个环状套管，二者对称固定设置在固定套管两端的内壁上，且当辊轴与环状套环接触时，辊轴的端部与固定套管的端部间隙设置。
14.辊体外设置有包胶层。
15.所述的摇摆式托辊安装在输送机回程输送带的非凸弧与凹弧段以及转弯位置。
16.所述的摇摆式托辊与输送机的回程输送带底部接触设置。
17.所述固定套管的宽度为650mm，800mm，1000mm，1200mm，1400mm，1600mm及以上规格。
18.所述固定套管的直径为：d133，d159，d194与d219等标准直径。
19.本发明通过采用可以上下进行摆动的托辊，设置在回程的输送机输送带的底部，从而未跑偏时，由于受力的平衡，其可以进行正常的平稳输送，当出现跑偏想象时，由于其紧贴输送带的底部设置，则输送带自身的左右不均衡带动托辊的上下摇摆，而通过托辊的上下摇摆，使回程侧跑偏处的胶带形成“颠摆”运动，胶带被上下不断的“颠摆”的同时，在胶带自身重力的作用下，胶带的跑偏得以纠正。本发明不增加胶带的运行阻力，更不增加胶带的磨损，机构简单可靠，制作要求不高，成本与普通下调心托辊组相近。而且便于安装与调试，适合在任何带式输送机上使用。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明的结构示意图；图2为本发明所述输送带跑偏时摇摆式托辊的受力状态示意图；图3为本发明安装位置的侧面示意图。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.如图1 、2和3所示，本发明包摇摆式托辊和安装支架，所述的安装支架包括调节支座2和轴承座3，所述的摇摆式托辊包括中空的辊体1，辊体1内设置有固定套管6、摆动轴7、轴套8和辊轴5，所述的固定套管6套设在辊体1内中间位置，且与辊体1的内壁焊接固定，所述的摆动轴7的两端分别固定设置在固定套管6内壁上，且与固定套管6的轴向垂直，所述的摆动轴7外设置有轴套8，所述的辊轴5通过轴套7与摆动轴7垂直设置，所述的辊轴5两端分别通过轴承座3与调节支座2连接，调节支座2的上端用于安装在带式输送机中间架4上。中间架4将调节支座2固定在输送带回程胶带的底部，再将摇摆式纠偏托辊1通过轴承座3固 定在调节支座2上。调节支座2上的竖直与水平螺栓，使摇摆式纠偏托辊纵向中心线与带式输送机回程胶带的中心线保持一致。带式输送机启动运行后，摇摆式托辊将自动检测，并且同时通过托辊的摇摆对回程胶带11的跑偏进行及时的纠正。当胶带（回程侧）恢复对中运行时，摇摆式托辊停止摇摆，纠偏也同时停止。
24.还包括有限位部10，所述的限位部10用于限制辊轴5和辊体1的摆动幅度，避免辊轴5和辊体1摆动时接触。采用限位部可以避免摆动辊的损耗，大大增强其使用寿命。
25.所述的限位部10为具有相同厚度的两个环状套管，二者对称固定设置在固定套管两端的内壁上，且当辊轴与环状套环接触时，辊轴的端部与固定套管的端部间隙设置。实际使用时也可以采用限位杆，四个限位杆在其摆动的行程上设置，也可以起到上述作用，其它能实现上述作用的结构在此不再一一赘述。
26.辊体外设置有包胶层9。设置包胶层可以增加摩擦，防止摇摆托辊与胶带之间打滑。如果托辊打滑，摇摆减少，调偏效果会降低。
27.本发明的工作原理：当胶带11（回程侧）由于某种原因跑偏时，胶带重心产生横向偏移，偏移的胶带使摇摆式托辊2绕其摇摆中心倾斜。胶带11的运动使托辊保持不停地转动，但此时，摇摆式托辊外圆的运动轨迹是一个偏心圆周运动的轨迹（类似凸轮的转动）。随着托辊不停的转动，托辊辊体就会形成上下反复摇摆。与此同时，托辊上面运行的胶带会产生一种类似于“颠摆”的运动。通过反复的“颠摆”与胶带的重力作用，就可使跑偏的胶带恢复对中。
28.用“颠摆”运动使胶带纠偏也可以用最小势能原理来解释。最小势能原理指出，当一个体系的势能最小时，系统会处于稳定平衡状态；反之，如果其势能未达到最小，它总要设法达到最小的势能位置。当胶带处于对中状态时，胶带的重心最低，因此重力势能最小，状态最稳定；而当胶带跑偏时，由于托辊的偏心圆周运动，跑偏处胶带的重心相对较高，因此胶带重心有向会向低处运动的趋势。如图2所示，其中g为胶带的重力，f为摇摆托辊对胶带作用力，n为摇摆托辊的转速（1/s）d为摇摆托辊直径。摇摆托辊对胶带的作用力可以分解为：。其中，垂直分量作为对胶带重力的支撑力，并提供胶带重心升降的惯性力；而水平分量则是使胶带恢复对中的动力，胶带在的不断作用下逐渐对中。究其
根本是托辊的摇摆，托辊摇摆造成了胶带的倾斜，从而产生x方向上的作用力，即一个使胶带对中的作用力。
29.需要说明的是，摇摆托辊对胶带的作用力f的大小与方向都是随着托辊的摇摆变化的。由于托辊的周期性摇摆，其对中作用力也同时按周期性变化。如前所述，摇摆托辊的摆动是由于托辊的偏心转动造成的，因此摆动的频率与转动的速度是一致的，即托辊每转动一周，随之辊体就上下摆动一次，同时也就会对胶带产生一次对中的作用力。当胶带处于水平状态时，对中作用力为零。
30.摇摆式托辊的转速，同时也是该托辊的摆动速率可以表示为每秒n次，即：以胶带速度v = 2.5 m/s，摇摆托辊直径d = 159 mm为例，其摆动速率n = 5次/s。或者说，跑偏的胶带将会受到一个断续式的对中作用力，这个作用力的频率是每秒5次。胶带就是在这种脉冲式的对中力作用下恢复对中的。摇摆式纠偏托辊对跑偏的反应是敏感的，只要胶带发生跑偏，胶带的重心偏移就会使托辊倾斜，随着托辊的转动立即产生摇摆，纠偏随即自动开始，直到胶带对中，摇摆结束。
31.本发明与当前绝大多数的纠偏装置不同的是，摇摆托辊纠偏依靠的是托辊对胶带产生的周期性变化作用力，这种作用方式既不对胶带运行产生额外的附加阻力，也不会增加胶带的磨损或伤害胶带。而当前市面上的纠偏装置大都采用的增大跑偏侧的摩擦阻力，或在胶带的边缘施加阻挡。这些方式既增加了运行阻力，也增加了胶带边缘的磨损，对胶带的伤害很大。另一个不同之处是，摇摆托辊的纠偏作用力是非连续性的，与传统的阻挡式或摩擦式纠偏相比，这种脉冲式的非连续作用力的纠偏效果更好。此外，在对胶带跑偏的敏感程度与纠偏的响应速度上，传统纠偏装置都是无法与摇摆托辊纠偏装置相比拟的。
32.本发明的核心是摇摆式托辊。摇摆式托辊与普通平行下托辊的区别在于：普通平行式下托辊仅能转动，而摇摆式托辊除了转动之外，还可以绕其中心转轴进行上下、左右摇摆。托辊摇摆是由于胶带跑偏而自动产生的；即只要胶带发生跑偏，就会使托辊不停的自动摇摆。特别注意的是，这种摇摆既是自动产生的，也是自动停止的。托辊每转动一周，摇摆就进行一次。托辊的每一次摇摆，都会对胶带产生一个“对中作用力”。通过托辊不停的自动摇摆，直到胶带逐渐恢复对中运行。胶带对中运行后，托辊自动停止摆动。
33.本发明结构简单，构思巧妙。摇摆式纠偏托辊自动感知到胶带（回程侧）的跑偏，同时立刻进行纠正。无论胶带是向左，还是向右跑偏；也无论是轻微的跑偏、还是较为严重的跑偏，都可以得到及时地自动纠正，且纠偏效果明显优于其他类型的调偏式回程托辊。本装置可替代当前常用的摩擦式下调心托辊，或锥形下调心托辊。
34.实际应用中，摇摆式托辊的设计与规格如下：摇摆式托辊类似一个改向滚筒，其轴承安装在托辊的辊体之外，并通过轴承座固定在调节支座上。摇摆式托辊的内部中心装有摇摆转轴，摇摆转轴通过固定套管与辊体连接成为一体。摇摆托辊的辊体与轴与普通托辊无异，为普通碳钢。摆动轴穿过托辊的转动轴，与固定套管连成一体，固定套管连接在托辊内侧。工作时，辊体带动固定套管，固定套管带动摆动轴，摆动轴带动托辊轴共同转动，同时辊体可绕摆动轴转动。摆动轴与托辊轴之间装有含油轴套，以方便辊体的灵活摆动。为防止摇摆托辊与胶带之间打滑，在托辊的表面需
要包胶。
35.按照带式输送机的标准，摇摆式托辊按胶带宽度设计成：650mm，800mm，1000mm，1200mm，1400mm，1600mm及以上规格。托辊直径为：d133，d159，d194与d219等标准直径。
36.实际应用中，摇摆式纠偏托辊装置的安装使用如下：与普通回程托辊的安装相同，摇摆式纠偏托辊装置无需特殊安装要求，只需在普通输送机中间架上按照调节支架的要求开相应的安装孔，再将调节支座，轴承座与摇摆托辊按照在胶带的下方即可。通过调节螺栓调整托辊与胶带的位置，使摇摆托辊位于输送机的中心线上，托辊水平并与胶带表面保持良好接触。摇摆式纠偏托辊装置不能安装在输送机的凸弧与凹弧段，也不能安装在转弯输送机的转弯位置。可在每10组左右的回程托辊内安装一组摇摆式纠偏托辊装置。需要注意的是，摇摆托辊是靠胶带的重心偏移感知到跑偏的，又是通过摇摆进行纠偏的，因此必须确保摇摆托辊的对中状态，以及托辊与胶带的接触，使摇摆托辊始终保持转动与摆动灵活自由，才能起到良好的纠偏作用。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语
“ꢀ
中心”，
“ꢀ
横向”、
“ꢀ
纵向”、
“ꢀ
长度”、
“ꢀ
宽度”、
“ꢀ
厚度”、
“ꢀ
上”、
“ꢀ
下”、
“ꢀ
前”、
“ꢀ
后”、
“ꢀ
左”、
“ꢀ
右”、 竖直”、
“ꢀ
水平”、
“ꢀ
顶”、
“ꢀ
底”、
“ꢀ
内”、
“ꢀ
外”、
“ꢀ
顺时针”、
“ꢀ
逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。
38.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书中的术语
“ꢀ
包括”和
“ꢀ
具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
39.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行较详细的说明，但本发明不限于这里所述的特定实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等有效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。