液压调偏装置论文

关于全自动液压调偏装置在胶带输送机上的应用
作者：王振中
摘要：
分析了目前常用的几种胶带机防跑偏装置存在的问题,介绍了新型胶带机全自动液压调偏装置的特点及应用情况。

关键词：
胶带输送机存在的问题全自动液压调偏装置应用无动力源
概述：
胶带输送机是输煤系统的主要设备，它的安全稳定运行直接影响到发电机组的燃煤供应。

胶带输送机在运行过程中的跑偏、打滑、撕裂、堵塞是其四大故障,而跑偏是最常见的一种。

防止胶带输送机跑偏是提高其工作可靠性的主要途径,它对提高劳动生产率,减轻工人的劳动强度,保障安全生产，减少备品备件消耗具有重要意义。

胶带跑偏的现象和原因很多，要根据不同的跑偏现象和原因采取不同的调整方法，才能有效地解决问题。

下面根据多年来生产运行以及设备维护经验,分析了目前C-8号胶带机及2号斗轮机防跑偏装置存在的问题, 对C-8号胶带机及2号斗轮机胶带输送机进行改造，介绍了全新的全自动液压调偏装置在胶带输送机防跑偏领域的应用。

一、胶带输送机运行存在的问题：
C-8号胶带机及2号斗轮机处于我厂室外露天布置，尤其是到了冬季天气寒冷及雨雪天气，整条皮带都是被冻结上或粘接上的煤泥，造成胶带严重跑偏损坏胶带，现有安装的传统调偏器纠偏能力低，不能把跑偏的胶带纠正过来，使整套设备都不能使用，由于胶带跑偏严重被迫停止运行，严重影响机组正常运行。

1、承载托辊组安装位置与输送机中心线的垂直度误差较大,导致胶带在承载段向一侧跑偏。

如下图一所示，胶带向前运行时给托辊一个向前的牵引力Fq，这个牵引力分解为使托辊转动的分力Fz 和一个横向分力Fc，这个横向分力使托辊轴向窜动，由于托辊支架的固定托辊是无法轴向窜动的，它必然就会对胶带产生一个反作用力Fy，它使胶带向另一侧移动，从而导致了跑偏。

2、头部驱动滚筒或尾部改向滚筒的轴线与输送机中心线不垂直，造成胶带在头部滚筒或尾部改向滚筒处跑偏。

如下图2所示，滚筒偏斜时，胶带在滚筒两侧的松紧度不一致，沿宽度方向上所
受的牵引力Fq也就不一致，成递增或递减趋势，这样就会使胶带附加一个向递减方向的移动力Fy，导致胶带向松侧跑偏，即所谓的“跑松不跑紧”。

图1. 承载托辊组安装偏斜时受力分析
图2. 滚筒处跑偏的受力与调整方法
3、滚筒外表面加工误差、粘煤或磨损不均造成直径大小不一，胶带会向直径较大的一侧跑偏。

即所谓的“跑大不跑小”。

其受力情况如图3所示：胶带的牵引力Fq产生一个向直径大侧的移动分力Fy，在分力Fy的作用下，胶带产生偏移。

图3. 滚筒直径大小不一的受力情况
4、转载点处落料位置不正造成胶带跑偏，转载点处物料的落料位置对胶带的跑偏有非常大的影响，尤其在上条输送机与本条输送机在水平面的投影成垂直时影响更大，如图4所示。

通常应当考虑转载点处上下两条皮带机的相对高度。

相对高度越低，物料的水平速度分量越大，对下层皮带的侧向冲击力Fc也越大，同时物料也很难居中。

使在胶带横断面上的物料偏斜，冲击力Fc的水平分力Fy最终导致皮带跑偏。

如果物料偏到右侧，则皮带向左侧跑偏，反之亦然。

图4. 落料点不正时的受力情况
5、胶带本身的问题，如胶带使用时间长，产生老化变形、边缘磨损，或者胶带损坏后重新制作的接头中心不正，这些都会使胶带两侧边所受拉力不一致而导致跑偏。

这种情况胶带全长上会向
一侧跑偏，最大跑偏在不正的接头处。

二、防跑偏装置存在的问题：
四种常用的机械防跑偏装置分别存在的问题
1、带旋转架和挡轮的调心托辊组
其工作原理是:胶带跑偏时,碰到挡轮,产生的摩擦力带动机架沿旋转架中心旋转一个角度,这样,托辊轴与胶带运行方向不垂直,产生一个指向胶带机中心的力,达到调偏作用。

它存在的问题是:
(1) 不能用于可逆胶带机；
(2) 机架旋转时,左右挡轮沿胶带横向距离减少,所以胶带容易碰到挡轮,使旋转架反转,造成
不能调偏或夹带；
(3) 实际生产中存在旋转架不灵活,挡轮易掉落的问题。

2、带旋转架和曲线盘的调心托辊组
其工作原理是:胶带跑偏时,碰到曲线盘,产生的摩擦力带动机架沿旋转架中心旋转一个角度。

这样,托辊轴与胶带运行方向不垂直,产生一个指向胶带机中心的力,达到调偏作用。

它存在的问题是:
(1) 效果不佳,曲线盘沿托辊轴向线速度不一样,越往外速度越大,当曲线盘线速度大于胶带线速度的部位与胶带接触时,机架就会被运行的胶带拉向反转,然后另一侧曲线盘又开始了以上过程。

结果机架来回旋转摆动,根本无效果；
(2) 机架旋转时,左右两个曲线盘沿胶带横向距离减少,所以胶带往往碰到另一个曲线盘,使旋转架反转,结果造成不能调偏或夹带；
(3) 曲线盘较短,轴承密封难以完善,容易进灰。

3、侧托辊前倾2°
其工作原理是: 因两侧托辊前倾2°,它们皆与胶带运行方向不垂直,产生一个指向胶带机中心的力,达到调偏作用。

存在的问题是:
(1) 不能用于可逆胶带机；
(2) 因两侧托辊前倾2°,与胶带运行方向不垂直,所以它们永远对胶带有磨损,增加胶带机的
运行阻力；
(3) 当胶带所运输物料偏载时,正的胶带两侧托辊产生的指向胶带机中心的力不等,重载的一侧较大,会推动胶带跑偏。

4、螺旋托辊
托辊因与胶带速度有滑差,产生一个指向胶带机中心的螺旋力,达到调偏作用。

存在的问题是:
(1) 不能用于可逆胶带机；
(2) 螺旋托辊转动部分质量较大,增加了胶带机运行阻力；
(3) 当胶带所运输物料偏载时,正的胶带螺旋托辊产生的指向胶带机中心的力不等,重载的一
侧较大,会推动胶带跑偏；
(4) 托辊制造成本较高。

5、四种常用的机械防跑偏装置的共有问题：
生产制造工艺要求低，所有运动的部件如立辊、曲线盘（最重要的部件）、转轴都无自动注油装置，在多尘、高温、潮湿等环境中，润滑油干涸、运动件锈蚀、转轴卡死等等现象非常普遍。

其正常工作寿命非常短，通常为六个月至一年，甚至更短。

机械防跑偏装置一般都没有超负荷保护装置，在厚皮带跑偏严重的情况下，立辊连杆机构受到超大的皮带推力而不能卸荷，这个时候机械防跑偏装置寿命会大大小于正常寿命且对皮带边缘造成一定损害。

机械防跑偏装置的灵敏度低，效果不佳，只能按一定的比例限制跑偏，不能完全纠正。

也因为纠正效能低，所以机械防跑偏装置都要求连续密集布置，一般认为是10个固定托辊间距布置一台。

三、新型全自动液压调偏装置的应用
全自动液压调偏装置是由检驱轮、油泵、油缸、液控换向阀阀组、油管、固定支架构成。

全自动液压调偏装置的核心部分为：一组液控换向阀阀组，它是由两个液控换向阀单体组成。

每个液控换向阀分别与一套检驱轮泵组连接，两个液控换向阀共同控制一条油缸，来完成油缸的伸、缩运动，并且两个液控换向阀之间动作互不影响，对油缸的控制迅速，准确。

液控换向阀阀组可以代替电控部分，来完成全自动液压调偏装置所需的逻辑判断。

在机架上安装一组调心托辊，在调心托辊的两侧相同高度垂直安装两只检驱轮，检驱轮转轴与油泵的动力输入轴连接，分别把左右两侧的检驱轮转轴和油泵固定在机架上，调心托辊与左侧固定支架之间设置油缸，油缸的尾部与固定支架绞接，油缸的活塞杆与调心托辊的托辊架转动部分左侧绞接，用油管把油泵的油口与油缸尾部的油口接通。

当皮带运行跑偏时，皮带和检驱轮接触，检驱轮带动油泵旋转，输出压力油通过液控换向阀阀组控制驱动油缸往复运动，带动调心托辊偏转，使调心托辊的线运动方向与皮带的运动方向形成一个夹角，产生的摩擦力驱动皮带居中，使皮带始终在设定的范围内运行，从而避免皮带跑偏造成散
料、皮带与机架摩擦撕带，达到保护皮带机正常运行的目的，如图5所示。

图5. 全自动液压调偏装置的三维效果图
四、全自动液压调偏装置的优点
1、全自动液压调偏装置无需电源（真正的无动力源），可以在皮带需要调整的任意位置安放而不需要考虑电缆的铺设问题；
2、全自动液压调偏装置不受安装环境的限制，可以应用于井下、多粉尘、潮湿、高温、低温等非常恶劣的环境中，全国大部分地区可使用46号抗磨液压油，北方寒冷地区（室外）可使用-10号航空液压油或美孚DTE-15低凝液压油；
3、全自动液压调偏装置具有维护率低、维护周期长的特点。

整套装置很容易实现大负荷情况下卸荷保护，所有运动部件都浸润在液压油中，系统的工作压力仅仅只是设计压力的1/3左右，系统纠偏一次的工作时间仅仅10几秒。

负荷低、润滑良好、工作时间短、磨损基本可以忽略，其运动部件寿命在3 年以上。

液压自动调偏装置更采用了与众不同的检驱轮装置，在皮带发生跑偏严重的情况下，在缓冲支臂作用下，皮带侧边缘会带动检测轮转动并对皮带进行纠正，同时不会对皮带机本身产生影响，皮带边缘也不会造成损伤；
4、全自动液压调偏装置的液控换向阀阀组具有工作可靠性高，动作灵敏、准确的特点。

全自动液压调偏装置可以很方便地调整检测轮来提高灵敏度和对调心托辊的推力。

检测轮检测到皮带跑
偏就开始推动调心托辊，可以达到很大的偏转角，直到皮带不跑偏。

检测轮被调节成轻触式（因为设计有缓冲支臂），很少的摩擦力就能使其工作，即灵敏又对皮带磨损很小（可以忽略不计）。

液压缸的推力能够带动两组以上调心托辊组，其推力更是立辊或摩擦曲线盘结构不能比拟的，因此该装置的纠正效能比较高，无需大量布置；
5、全自动液压调偏装置适用范围广，适用于任何带宽的皮带；
6、全自动液压调偏装置均可双向对皮带装置进行纠偏，具有可逆调偏功能；
7、全自动液压调偏装置集成性高，安装、拆卸方便快捷。

五、改造方案
1、图6为2号门式斗轮机主尾车头尾位置安装方案
（1)皮带头尾部导料槽出口位置各安装1套（计两套）上调偏装置。

（2)上调偏型号：LQ-YTQ-1-S-1400。

（3)单条皮带需安装上调偏2套。

（4）图中△为液压调偏装置安装位置。

图6 斗轮机主尾车安装位置图
图7. C-8胶带机头部安装液压调偏装置图
正反转胶带
2 、在C-8段胶带机实施安装方案
（1）在C-8段胶带机头部安装液压调偏装置（见示意图7），上调偏一套，下调偏一套。

上调偏型号：LQ-YTQ-1-S-1200 下调偏型号：LQ-YTQ-1-X-1200 （2）在C-8段胶带机尾部安装液压调偏装置上调偏一套，下调偏一套。

上调偏型号：LQ-YTQ-1-S-1200 下调偏型号：LQ-YTQ-1-X-1200 （3）在C-8段胶带机胶带穿越2号斗轮机副尾车位置，安装液压调偏装置，上调偏一套，下调偏一套。

上调偏型号：LQ-YTQ-1-S-1200 下调偏型号：LQ-YTQ-1-X-1200
图8. 安装在C-8胶带机上调偏器
图8. 安装在C-8胶带机下调偏器
六、改造效果
（1）全自动液压调偏装置动作灵活，自动检测皮带跑偏的趋势并能随机予以纠正；全自动液压调偏装置正常使用能保证15000小时无渗漏油现象。

液压油缸具有自锁功能。

（2）设备运行的噪声小于GB10595《带式输送机技术条件》的要求，并应符合国家其它有关标准对噪声的要求。

（3）全自动液压调偏装置满足《液压系统通用技术条件》的要求。

（4）全自动液压调偏装置在胶带机上的应用表明,该产品结构简单,安装方便,互换性强,具有较强的实用性,能基本消除跑偏现象,推广应用价值较高,为解决胶带机跑偏提供了成功的经验。

（5）经过一年多的实际应用, 全自动液压调偏装置对于提高胶带机工作运行的安全可靠性,提高劳动生产率,减轻工人劳动强度,减少胶带机备品备件的消耗具有重要意义。

参考文献：（1）《DTⅡ（A）型带式输送机设计手册》冶金工业出版社
（2）《燃料运行与检修》中国电力出版社
（3）《输煤机械检修》中国电力出版社
（4）《卸储煤设备检修》中国电力出版社
（5）《带式输送机技术条件》中国机械工业联合会
（6）《液压系统通用技术条件》中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局作者：
王振中：男，1967年出生，助理工程师，常年从事火力发电厂锅炉、燃料、脱硫、脱硝设备安装及检修工作，多次参加大型火电机组建设中或检修后质量监督和评优工作，对大型火电机组锅炉、燃料、脱硫、脱硝设备技改、节能、创新等方面有独特的技术和见解。

2015年元月编写。