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幾乎所有的皮帶輸送機(jī)都存在皮帶跑偏的問題。為防止皮帶跑偏，人們采取了各種各樣的措施，在皮帶輸送機(jī)上安裝前傾托輥是其中的一種。前傾托輥因結(jié)構(gòu)簡單(和正常托輥幾乎完全相同)，造價(jià)低廉，使用者越來越多。但是近幾年來，隨著輸送機(jī)運(yùn)量的增大，皮帶輸送機(jī)帶速越來越高，前傾托輥?zhàn)陨泶嬖诘娜毕菥驮絹碓矫黠@，最突出的是對(duì)輸送帶和托輥輥?zhàn)釉斐闪藝?yán)重磨損，大大降低了輸送帶和托輥輥?zhàn)拥氖褂脡勖?。本文通過對(duì)前傾托輥的運(yùn)行機(jī)理進(jìn)行分析，找出前傾托輥輥?zhàn)雍推p的原因。
1、前傾托輥的糾偏原理
圖1 前傾托輥糾偏原理圖
如圖1所示，前傾托輥的兩個(gè)側(cè)輥的軸線與中輥的軸線不在同一直線上，側(cè)輥的軸線沿皮帶運(yùn)行方向相對(duì)中輥軸線旋轉(zhuǎn)Φ度，即側(cè)輥斜置Φ度，通常稱之為前傾角度。根據(jù)速度合成定理，皮帶的絕對(duì)運(yùn)行速度Va是牽連速度側(cè)輥的表面線速度Ve和皮帶與側(cè)輥表面的相對(duì)速度Vr的合成，即Va = Ve + Vr。Ve方向與側(cè)輥的軸線垂直，Vr則與側(cè)輥軸線平行，二者的夾角為側(cè)輥的前傾角度Φ。由于皮帶與側(cè)輥?zhàn)又g有相對(duì)速度Vr，因此輸送帶與側(cè)輥之間將產(chǎn)生方向與Vr相反的滑動(dòng)摩擦力，可分解成與皮帶運(yùn)行方向相反的軸向分力Ft和與皮帶運(yùn)行方向垂直的橫向分力Fa， Ft是輥?zhàn)訉?duì)皮帶產(chǎn)生的附加運(yùn)行阻力Fa，則阻止皮帶偏離輸送機(jī)的中心線，防止皮帶跑偏。
2、結(jié)論
(1)前傾托輥能夠預(yù)防皮帶跑偏，但對(duì)皮帶的糾偏能力有限。
從前面的分析可以看出，側(cè)輥與膠帶之間有滑動(dòng)摩擦力，兩個(gè)側(cè)輥滑動(dòng)摩擦力的橫向分力方向相反，始終都指向皮帶的軸向(輸送帶運(yùn)行方向)中心線。在輸送機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，兩個(gè)側(cè)輥的橫向分力都阻止皮帶偏離中心線，當(dāng)皮帶已經(jīng)跑偏時(shí)，皮帶偏向側(cè)側(cè)輥對(duì)皮帶的摩擦力的橫向分力的方向與皮帶跑偏方向相反，仍然阻止皮帶偏離中心線。但偏離側(cè)側(cè)輥的橫向分力的方向卻與皮帶跑偏的方向相同，不但阻止不了皮帶跑偏，反而會(huì)加劇皮帶的跑偏。即當(dāng)皮帶跑偏時(shí)，兩個(gè)側(cè)輥?zhàn)柚蛊芷牧Σ皇窍嗷クB加，而是相互抵消的。因此，當(dāng)皮帶已經(jīng)跑偏時(shí)，前傾托輥能起到的防跑偏效果非常有限。
(2)托輥前傾，將加劇輥?zhàn)雍推У哪p。
非前傾安裝的托輥輥?zhàn)?，由于輥?zhàn)虞S線垂直于輸送帶的運(yùn)行方向，輥?zhàn)颖砻娴木€速度與皮帶的運(yùn)行速度大小、方向均相同，輥?zhàn)优c皮帶之間沒有相對(duì)滑動(dòng)，也就沒有相互摩擦。前傾托輥則不同，由于側(cè)輥前傾，側(cè)輥與皮帶之間始終存在相對(duì)滑動(dòng)和滑動(dòng)摩擦力。由于存在滑動(dòng)摩擦力，不但產(chǎn)生了附加運(yùn)行阻力，還勢必對(duì)托輥輥皮和皮帶表面產(chǎn)生嚴(yán)重磨損。通常情況下，磨損程度取決于兩個(gè)因素：相對(duì)滑動(dòng)速度和滑動(dòng)表面之間的摩擦力，帶速高、前傾角度大、載荷重則皮帶和輥皮的磨損程度嚴(yán)重。因此，前傾托輥只適宜在帶速、運(yùn)輸能力都相對(duì)較小的皮帶輸送機(jī)上使用，對(duì)高帶速、大運(yùn)量的大型皮帶輸送機(jī)，選用前傾托輥則應(yīng)謹(jǐn)慎考慮。
