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軸承知識
新型托輥無源空間糾偏裝置

孫源 馮宜語

(棗莊科技職業(yè)學院)

0 引言

帶式輸送機跑偏在物料輸送過程中時有發(fā)生,是造成帶式輸送機局部或全線撒料、輸送帶邊緣磨損和撕裂的主要原因。研究證明造成輸送帶跑偏的因素很多,但歸根結(jié)底是輸送帶在運動中受力不平衡,形成了垂直于帶速方向的水平速度[1],F(xiàn)階段,針對不同原因造成的輸送帶跑偏現(xiàn)象采取了不同的糾偏措施,現(xiàn)場經(jīng)常使用的TD75、DTII標準糾偏托輥組是按現(xiàn)行行業(yè)標準設計制作的,經(jīng)過現(xiàn)場驗證能夠?qū)崿F(xiàn)糾偏目的,但在使用過程中存在托輥脫落、轉(zhuǎn)軸斷裂、連桿動作不協(xié)調(diào)、輸送帶磨損嚴重等缺陷。無源空間糾偏裝置在標準調(diào)偏托輥組的基礎上進行關鍵結(jié)構(gòu)優(yōu)化創(chuàng)新,采用多自由度的空間旋轉(zhuǎn)機構(gòu)及可轉(zhuǎn)動立輥組合,從多個方面利用帶式輸送機的糾偏原理進行工作,可較好地解決上述問題。因此,無源空間糾偏裝置的研究意義重大。

1 無源空間糾偏裝置的結(jié)構(gòu)分析

1.1 無源空間糾偏裝置的機械結(jié)構(gòu)

無源空間糾偏裝置由糾偏托輥、糾偏支架、限位板、限位輪、糾偏旋轉(zhuǎn)座、立輥調(diào)節(jié)桿、立輥、固定連桿組成,見圖1。其中糾偏支架設計有三個支承面,三個支承面設計呈凹型,糾偏托輥設置在糾偏支架的支承面上,糾偏支架通過糾偏旋轉(zhuǎn)座連接到固定連桿上,固定連桿固定在輸送機的支架上,立輥通過立輥調(diào)節(jié)桿固定在糾偏支架的一端,限位板設置在固定連桿的一端,限位輪也設置在糾偏支架一端,且限位板和限位輪設置為相切,限位板沿輸送帶運行方向前高后低設置。

1. 糾偏托輥;2. 糾偏支架;3. 固定連桿;4. 糾偏旋轉(zhuǎn)座;5. 限位板;6. 限位輪;7. 立輥調(diào)節(jié)桿;8. 立輥

圖1 無源空間糾偏裝置結(jié)構(gòu)圖

1.2 無源空間糾偏裝置關鍵結(jié)構(gòu)優(yōu)化

普通調(diào)心托輥糾偏支架只能以固定的圓心前后移動[2]。無源空間糾偏裝置采用空間旋轉(zhuǎn)機構(gòu),如圖2。機構(gòu)內(nèi)部使用兩個萬向軸承,糾偏支架有水平和豎直兩個方向的自由度,即可以使糾偏支架以糾偏旋轉(zhuǎn)座為中心同時前后移動和上下移動。裝置中限位板和限位輪為相切關系(見圖1),可較好地控制糾偏支架的運動軌跡。在動作過程中,不僅可實現(xiàn)前后移動糾偏,而且可實現(xiàn)上下移動糾偏,糾偏更加迅速,糾偏力更大。這種結(jié)構(gòu)的改進,改變了原有的標準型糾偏托輥組只能在平面內(nèi)進行糾偏動作的狀況。

標準型糾偏托輥組左右立輥只有一個,無源空間糾偏裝置每一側(cè)使用兩個立輥,這樣使得膠帶觸發(fā)立輥的動作更可靠,反應更靈敏,同時會減少膠帶的磨損。

圖2 糾偏旋轉(zhuǎn)座

2 無源多自由度糾偏裝置的工作原理

帶式輸送機的常用糾偏方式是沿膠帶運行方向,輸送帶往哪側(cè)偏托輥組就相應向前調(diào)整以達到糾偏目的。無源空間糾偏裝置在輸送帶跑偏時,輸送帶給立輥施加作用力,通過立輥調(diào)節(jié)桿使糾偏支架繞糾偏旋轉(zhuǎn)座豎直中心線轉(zhuǎn)動,并推動糾偏托輥沿糾偏旋轉(zhuǎn)座豎直中心線轉(zhuǎn)動,即向輸送帶運行方向旋轉(zhuǎn),使糾偏托輥中心線投影與輸送帶中心線有一定夾角,過程如圖3所示。

圖3 輸送帶跑偏示意

輸送帶向前運行時給托輥一個向前的牽引力Fq,這個牽引力分解為使托輥轉(zhuǎn)動的分力Fz和一個橫向分力Fc,F(xiàn)c使托輥軸向竄動,由于托輥支架的固定限制托輥軸向竄動,它必然就會對膠帶產(chǎn)生一個反作用力Fy,使膠帶向另一側(cè)移動,如圖4所示,從而實現(xiàn)糾偏目的。

圖4 托輥受力分析

在限位板的作用下,限位輪沿限位板的接觸面運動,帶動糾偏支架在多自由度旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的運動極限范圍內(nèi)致跑偏一側(cè)抬高,如圖5所示,在抬高過程中促使糾偏支架在兩個自由度內(nèi)運動。無源空間糾偏裝置在空間上給予跑偏膠帶一組向心力(向帶式輸送機中心線),以達到糾偏目的。限位板角度可調(diào),可根據(jù)需要調(diào)節(jié)抬高值,更便于糾偏。

圖5 糾偏托輥上下運動示意圖

3 總結(jié)

無源空間糾偏裝置是在標準型糾偏托輥組的基礎上優(yōu)化改進而成,該糾偏裝置無動力源、可實現(xiàn)空間糾偏;全機械結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)簡單、安裝維護方便;具有合理的限位機構(gòu),自動調(diào)節(jié),功能可靠;具有更大的糾偏范圍。無源糾偏裝置具有非常大的發(fā)展空間,且具有廣泛的應用前景,推廣價值極高。

(來源:起重運輸機械雜志社)

發(fā)布時間:2023-04-20


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