用托輥組防止皮帶輸送機上分支輸送帶跑偏的方法有調心托輥組、前傾托輥組兩種結構形式。
(1)調心托輥組
調心托輥組由托輥、立輥、回轉架和軸承座4部分構成,如圖1所示。
圖1 回轉式槽型調心托輥組
1一立輥; 2一托輥; 3一回轉架; 4一軸承座
立輥垂直布置,其中內設有一對滾珠軸承可以轉動,以便在輸送帶和立輥接觸時減少輸送帶邊緣的磨損。回轉架和立輥固定為一體,通過立輥的帶動,回轉架在一定的角度內可以繞軸承座中心線順時針,逆時針轉動。
調心托輥組防止輸送帶跑偏的原理是,當某種原因產生輸送帶跑偏時,輸送帶中心線O'O'與輸送機中心線O O不再重合。如果輸送機皮帶跑偏到設計允許跑偏量的極限時,會接觸到某一側的立輥(假設接觸到右側立輥),這時輸送帶繼續跑偏,將給立輥以正壓力N和摩擦力N·f,立輥上作用的這兩個力對軸承座中心線產生力矩,由于回轉架和立輥固定為一體,在這兩個力的作用下,通過立輥帶動,回轉架將繞軸承座中心逆時針轉動β角,由于輸送帶運行的方向不變,因而帶給回轉架上的3個托輥與運動方向一致的合力F,這個合力F分解為兩個分力Fr和Fa,分力Fr使托輥繞軸線轉動,分力Fa使托輥軸向移動,由于托輥固定在回轉架上的,無法軸向移動,因而托輥給輸送帶一個反作用力,其大小與Fa相等,方向與Fa相反,這個反作用力將促使輸送帶復位。受力分析如圖2所示。
圖2 受力分析圖
O—O皮帶輸送機中心; O'一O'膠帶中心; O—O'跑偏量
從以上分析可以看出,調心托輥組對防止輸送機皮帶跑偏有一定的效果,但也存在某些缺點。其一,按力學分析,調心托輥組給輸送帶的反作用力大小為
Fa’=Frtanβ
式中:Fa’一托輥給輸送帶的反作用力;
Fr一使托輥繞軸線轉動力;
β一回轉架轉角。
由于Fr的大小等于托輥運行阻力,對單個調心托輥組其數值并不大,而回轉架轉動角度β值一般設計為10°左右,加之調心托輥比普通的托輥結構復雜,成本較高,正常的輸送機設計每隔10-16組普通槽型托輥組才安裝一組調心托輥組,所以Fa’的數值有限,調心效果不太明顯。其二,由于輸送帶沿機架運動時不存在精確的穩定位置,在調心托輥組給輸送帶反作用力下,輸送帶向中心位置偏移,這時輸送帶與立輥就脫離了接觸,輸送帶給立輥的正壓力和摩擦力就不復存在。由于回轉架沒有其它的力使其復位,如果此時引起跑偏的臨時性因素消失。那么輸送帶將在托輥的反作用力作用下繼續向左側立輥移動,直到碰到左立輥引起回轉架J頓時針轉動為止。當回轉架順時針轉動β角,按照回轉架逆時針β角的受力分析方法,輸送帶將在另一個F