淺析煤礦帶式輸送機(jī)托輥損壞的原因及解決方案

郭自愿

（河南煤業(yè)化工集團(tuán)鶴煤三礦機(jī)運(yùn)科 河南 鶴壁 458000）

0 前言

隨著煤礦開采工藝的進(jìn)步和機(jī)械化程度的不斷提高,從井上到井下，從采掘到輔助，不管是通風(fēng)系統(tǒng)，排水系統(tǒng)，運(yùn)輸提升系統(tǒng)，還是采煤工作面的采掘系統(tǒng)，乃至通訊監(jiān)控系統(tǒng)。哪一個(gè)環(huán)節(jié)在機(jī)電方面出現(xiàn)故障，都會(huì)不同程度的給部分或全局的生產(chǎn)造成影響，從而為煤礦機(jī)電管理工作提出了更高的要求。本文就當(dāng)前我國(guó)煤礦帶式輸送機(jī)托輥存在的一些問題進(jìn)行研究、分析,并提出解決方案，以供參考。

托輥是一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的部件，如果制造精度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，軸承不被污染，長(zhǎng)期在良好的潤(rùn)滑狀態(tài)下工作，使用壽命應(yīng)該達(dá)到10-15萬(wàn)小時(shí)。但是目前在礦山惡劣的環(huán)境下，托輥的磨損非常嚴(yán)重。

1 煤礦機(jī)帶式輸送機(jī)托輥存在的主要問題

1.1 托輥的密封性能差，軸承被淋水或粉塵污染

目前，國(guó)內(nèi)外所有的迷宮式密封結(jié)構(gòu)，都不能阻止淋水和粉塵對(duì)軸承的污染。眾所周知，迷宮式密封的間隙大時(shí)，密封的效果不好。迷宮式密封的間隙小，只能有所減緩淋水和粉塵的污染速度，遠(yuǎn)不能達(dá)到理想的效果。并且，迷宮式密封腔內(nèi)填充的潤(rùn)滑脂，又大幅度增加了托輥的旋轉(zhuǎn)阻力。因此，國(guó)內(nèi)外所有的托輥，在淋水或粉塵等惡劣環(huán)境中，使用壽命最長(zhǎng)不超過1萬(wàn)小時(shí)，最短的只有2000小時(shí)左右，軸承被污染失效的周期根本無法預(yù)期。損壞現(xiàn)象有兩種：（1）旋轉(zhuǎn)阻力增大后，管體圓周快速被磨透；（2）軸承卡死管體被磨出一個(gè)口子。

1.2 托輥兩端軸承同心度超差，軸承強(qiáng)行旋轉(zhuǎn)而早期損壞

由于機(jī)械加工的累計(jì)誤差和焊接變形，造成托輥兩端軸承位置的不同軸度超出了軸承允許的精度范圍，不但使托輥的旋轉(zhuǎn)阻力增大，加速管體和膠帶之間的磨損，耗費(fèi)電力，軸承的壽命也會(huì)大打折扣。

1.3 調(diào)心支架上托輥的快速損壞

調(diào)心支架的原本作用是，當(dāng)膠帶上的物料偏載跑偏時(shí)作調(diào)心之用。可是，很多皮帶機(jī)由于安裝調(diào)試經(jīng)驗(yàn)不足，致使膠帶成為“先天性”跑偏，完全依靠調(diào)心支架托輥與膠帶之間的摩擦力進(jìn)行糾偏。這種現(xiàn)象不但造成了運(yùn)行阻力增加后的電力損耗加大，托輥和膠帶也同時(shí)快速磨損，并且也嚴(yán)重影響滾筒、減速機(jī)、電動(dòng)機(jī)等部件的壽命。還有很多企業(yè)的膠帶跑偏嚴(yán)重，干脆用鐵絲將調(diào)心支架強(qiáng)行固定一個(gè)很大的角度，致使托輥管體1個(gè)月甚至更短的時(shí)間即被磨穿。

1.4 V形前傾支架托輥損壞的也比較快

V形前傾支架上安裝的托輥，與膠帶之間始終在摩擦中運(yùn)行，雖然前傾的角度很小，但根據(jù)實(shí)踐觀察，管體磨損量是固定支架上托輥的2倍左右，使用壽命自然低1倍左右。

1.5 緩沖托輥的短期損壞原因有兩個(gè)

（1）由于落料點(diǎn)的粉塵大，緩沖托輥密封性能差時(shí)極易被污染造成軸承的損壞；

（2）緩沖膠圈基本都是采用再生橡膠生產(chǎn)的，不但彈性差，耐磨性、耐撕裂性、耐老化性都很差，沖擊力小時(shí)，使用壽命僅為1年左右，沖擊力大時(shí)，十幾天就會(huì)斷裂脫落，對(duì)膠帶產(chǎn)生嚴(yán)重傷害。在無可奈何的情況下，很多皮帶機(jī)開始選用價(jià)格昂貴的緩沖床。

1.6 支架變形造成托輥管體磨穿

由于材料選擇錯(cuò)誤或者偷工減料，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，支架的剛性不足、托輥?zhàn)枇^大或者意外事故等原因造成的支架變形，托輥與膠帶之間呈不垂直運(yùn)行，不但管體和膠帶的磨損得很嚴(yán)重，阻力同時(shí)增大，能源損耗增加。

1.7 稀煤泥類污染物對(duì)托輥的污染

煤礦井下的水大時(shí)，膠帶上粘附的煤泥，掉落到托輥兩端面的支架和托輥軸上。先掉下來的變硬后堆積起來，直至將托輥的端面完全封住。繼續(xù)掉落的煤泥即與迷宮式密封腔形成高度差。在壓差的作用下，煤泥很容易進(jìn)入迷宮式密封污染軸承。

1.8 托輥被埋在物料中造成的損壞

帶式輸送機(jī)出現(xiàn)撒料后，得不到及時(shí)的清理，托輥被埋在物料中運(yùn)行，物料與托輥的摩擦使阻力大幅度增加，造成托輥管體和膠帶的加速磨損；托輥端面的顆粒物料還會(huì)將托輥的密封圈磨爛后污染軸承，發(fā)生卡死的異常損壞。

1.9 搬運(yùn)時(shí)重摔造成的損壞

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，托輥的軸向載荷和軸向竄動(dòng)指標(biāo)足以滿足托輥運(yùn)行時(shí)的工況。但是，有些人錯(cuò)誤的認(rèn)為托輥是金屬材料，不怕摔扔，搬運(yùn)時(shí)1－2米遠(yuǎn)的距離直接拋扔，造成托輥軸軸向竄動(dòng)，旋轉(zhuǎn)阻力大幅度增加，運(yùn)行時(shí)管體很快被磨穿。這里著重說明，管體厚度越大，耐磨周期越長(zhǎng)。可是重量越大，慣量也就越大，就越是容易被扔壞。

1.10 塊狀顆粒磨損破壞托輥端面密封

在很多場(chǎng)合，膠帶上的塊狀物料掉落在下托輥吊耳的槽中時(shí)被卡住，這塊物料就會(huì)與托輥端面的尼龍密封一直在強(qiáng)行摩擦，很快把密封破壞，軸承污染造成托輥損壞。

1.11 軸承質(zhì)量

如果托輥軸承既沒有污染，靈活度很好，載荷也不大，軸承早期失效的原因就屬于軸承本身的質(zhì)量問題了。

2 解決方案

2.1 必須保證軸承永遠(yuǎn)不被污染。更換為防淋水和粉塵的迷宮式密封，這樣防淋水和粉塵永遠(yuǎn)不能通過最外側(cè)第一道密封的迷宮式密封結(jié)構(gòu)，使軸承能夠長(zhǎng)期在良好的潤(rùn)滑狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到10萬(wàn)小時(shí)以上的正常使用壽命。

2.2 改進(jìn)托輥生產(chǎn)工藝，使托輥的旋轉(zhuǎn)阻力平均≤1N。我們公司研制成功的托輥管體不加工大過盈裝配工藝，避免了因機(jī)械加工或焊接變形過程中產(chǎn)生的誤差，保證了托輥兩端軸承位置的不同軸度≤0.05mm，旋轉(zhuǎn)阻力平均≤1N，從而保證軸承的使用壽命達(dá)到15萬(wàn)小時(shí)。

2.3 重新調(diào)整皮帶機(jī)，必須達(dá)到空載運(yùn)行時(shí)，調(diào)心支架不起作用的狀態(tài)。也可以不安裝調(diào)心支架，在固定支架上安裝擋

本文總結(jié)出上述托輥損壞的原因及解決方案，供各位仁人志士參考。并以此拋磚引玉，對(duì)煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)做出貢獻(xiàn)。扎扎實(shí)實(shí)地搞好機(jī)電運(yùn)輸管理工作,確保礦井機(jī)電系統(tǒng)安全、可靠、高效。邊托輥，既防止膠帶跑偏，又不增加阻力，托輥和膠帶都不異常磨損。

2.4 解決方法與調(diào)心支架相同，重新調(diào)整皮帶機(jī)，必須達(dá)到空載運(yùn)行時(shí)，調(diào)心支架不起作用的狀態(tài)。也可以不安裝前傾支架，在固定支架上安裝擋邊托輥，既防止膠帶跑偏，又不增加阻力，托輥和膠帶都不異常磨損。

2.5 新的迷宮式密封保證軸承永遠(yuǎn)不被污染，軸承壽命達(dá)到10萬(wàn)小時(shí)以上；膠圈更換為新型阻燃型汽車輪胎橡膠，使緩沖托輥的使用壽命提高20倍，比緩沖床的經(jīng)濟(jì)效益高10倍。

2.6 更換合格的支架。

2.7 在旋轉(zhuǎn)的密封蓋上做一個(gè)凸起的“清除器”，既對(duì)托輥的阻力沒有影響，又可以及時(shí)將掉落的稀泥清除下來，阻止稀泥在托輥的端面堆積，不產(chǎn)生壓力差，從而達(dá)到稀泥不進(jìn)入密封的效果。

2.8 及時(shí)清理灑落的物料，不能阻礙托輥的正常轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.9 搬運(yùn)時(shí)注意不要讓托輥軸受到?jīng)_擊是最好的辦法。

2.10 改變下托輥吊耳的結(jié)構(gòu)，使塊狀物料不能在托輥端面滯留，或者適當(dāng)縮短托輥管體的長(zhǎng)度（大約20mm），使吊耳與托輥端面的間距大于掉落的塊狀物料即可。

2.11 選用大廠家（質(zhì)量過硬、信譽(yù)度過高的企業(yè)）的軸承。

3 結(jié)束語(yǔ)

［1］張振普.煤礦安全生產(chǎn)管理與技術(shù)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2008.

［2］夏祥春，等.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2009.

［3］張尊敬，汪甦.DTⅡ(A)型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2003.