煤礦皮帶機跑偏故障機理及對策研究

關志鵬

（晉煤集團寺河煤礦二號井，山西 晉城 048000）

引言

隨著社會的發(fā)展，人們生活水平的提高，對煤的需求量也隨之增多，這就對煤礦企業(yè)的安全高效生產(chǎn)提出了更高的要求。而煤礦運輸系統(tǒng)在煤礦的實際生產(chǎn)中占據(jù)著重要地位，它的生產(chǎn)效能會直接影響到煤礦的生產(chǎn)效率。為了提高煤礦運輸系統(tǒng)的安全性與高效性，許多現(xiàn)代化的大型礦井開始大量運用高速皮帶機。但煤礦皮帶機在運行的過程中很容易發(fā)生皮帶跑偏現(xiàn)象，如寺河煤礦二號井97301采面（9號煤，2015年元月）初采期間經(jīng)常發(fā)生常規(guī)性跑偏，和15號煤生產(chǎn)過程中（2014年）煤量大，膠帶運輸大巷上坡區(qū)段皮帶重載及跑偏現(xiàn)象。一旦發(fā)生皮帶跑偏，會嚴重影響到煤礦的運輸速度，甚至會損毀設備導致皮帶機無法正常運轉(zhuǎn)礦井停產(chǎn)。據(jù)有關部門統(tǒng)計，2013年某省各類皮帶運輸機出現(xiàn)跑偏故障嚴重影響到正常生產(chǎn)的就有1 500起，因此對煤礦皮帶機跑偏機理及對策進行研究對煤礦的安全高效生產(chǎn)有著重要的現(xiàn)實意義。

1 煤礦皮帶機跑偏的故障機理及皮帶機優(yōu)點

通過摩擦力工作是皮帶運輸機主要的工作機理，從力學角度分析，導致皮帶工作時跑偏的根本原因是：在皮帶寬度方向上皮帶所受的合外力不為零，或者是給皮帶提供動力的拉應力不均勻?qū)е峦休伝驖L筒產(chǎn)生一個偏向一側的反分力，在此力的作用下導致皮帶偏向一側。

在煤礦的整個運輸系統(tǒng)中皮帶機的作用非常重要，優(yōu)點主要表現(xiàn)在五個方面：皮帶機的輸送量較大，每秒可達數(shù)百噸的運輸量；皮帶機不但能夠運送散碎物料，還可以運送成件物料；能適應大多數(shù)的輸送路線，如水平輸送或傾斜輸送；能夠靈活地調(diào)節(jié)輸送距離，隨時都可以裝卸；由于皮帶輸送機不但具有高效性、穩(wěn)定性且易于安裝和維修。所以，皮帶運輸機在煤礦的運輸系統(tǒng)中廣泛的被采用。

2 煤礦皮帶跑偏原因分析

2.1 皮帶跑偏現(xiàn)象

煤礦皮帶機之所以會發(fā)生皮帶跑偏現(xiàn)象，這主要是由于皮帶在垂直受到了不均勻的載荷或者是在皮帶寬度方向上所受的合力大小不為零，之所以會出現(xiàn)這種情況往往是由于皮帶機的滾筒加工與安裝時的不科學、不合理造成的。

根據(jù)本人多年的實際工作經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)皮帶機皮帶跑偏一般有三個規(guī)律：跑緊不跑松即當皮帶松緊度不一致發(fā)生皮帶跑偏現(xiàn)象時皮帶會向相對緊的一側跑偏；跑后不跑前即安裝托輥支架時，若一端在前，一端在后，皮帶會向后側跑偏；跑高不跑低即若皮帶兩側的高度不一致時，皮帶會向較高的一側跑偏。

2.2 皮帶跑偏故障的原因分析

1）皮帶制造及安裝誤差。

有很多皮帶在設計制造的時候由于質(zhì)量不過關很容易導致表面結構不平整，若把這種皮帶安裝在皮帶機上受力很難均勻，很容易發(fā)生皮帶跑偏現(xiàn)象。對于這種情況，要嚴格把關皮帶的質(zhì)量，并且要及時把一些磨損嚴重的皮帶進行更換，以確保皮帶機的正常工作。除了皮帶的制造質(zhì)量外，皮帶安裝質(zhì)量的好壞也會嚴重影響到皮帶機的正常運行。若皮帶機在安裝時，機架發(fā)生歪斜現(xiàn)象，皮帶機在正常工作時也容易發(fā)生皮帶跑偏現(xiàn)象，這種由于安裝上的誤差造成的皮帶跑偏現(xiàn)象往往很難調(diào)整。一般在安裝皮帶機的托輥時，托輥一定要水平且垂直于皮帶機的中心線，這樣可以使皮帶在正常工作時水平方向上所受的合力為零，跑偏現(xiàn)象不容易發(fā)生。若在安排皮帶機托輥時，托輥軸線沒有完全垂直于皮帶機的中心線，這樣會導致皮帶機在正常工作時水平方向上所受的合力不能為零，造成皮帶的跑偏。機理如圖1所示。

圖1 皮帶托輥安裝不當造成的皮帶跑偏示意圖

圖中V1為皮帶的運行方向，當皮帶機托輥沒有完全垂直于皮帶機的中心線時，根據(jù)物理知識我們可知，V1會分解為垂直于托輥方向的V2分量和平行于托輥方向的V3分量。當皮帶正常工作時，由于V3反方向的摩擦力會作用于皮帶，導致皮帶跑偏向右側。若遇到此種情況我們可以通過調(diào)整托輥使托輥垂直與皮帶中心線，這時V2與V3方向上的速度分量就不存在了，皮帶的運行就可以正常了。

2）機頭、機尾與中間架的中心不在一條直線上。

皮帶機機頭中心、機尾中心、中間架中心沒在同一條直線上時，皮帶也會發(fā)生跑偏現(xiàn)象。安裝時的不科學、不合理也是造成這種現(xiàn)象的主要原因。皮帶機的中間架和機尾要在把皮帶機的驅(qū)動裝置調(diào)試好后再安裝。之所以會造成上述皮帶跑偏現(xiàn)象，主要是由于整個皮帶機沒有調(diào)試好中心線，在調(diào)試皮帶機的中心線時一定要確保托輥中心線的水平，使機架的實際中心線重合于理論中心線。若完全重合實在無法實現(xiàn)，那么也不能超過3 mm的偏差度，這樣可以使皮帶機的這一跑偏現(xiàn)象得到解決。

3）皮帶接頭不正或物料落入皮帶造成皮帶跑偏。

若皮帶機的皮帶接頭發(fā)生了傾斜或偏移等現(xiàn)象，也會導致皮帶機皮在工作時發(fā)生皮帶跑偏現(xiàn)象。機械接頭和硫化接頭是當前皮帶機皮帶接頭的兩種主要形式，為了避免皮帶在正常工作時兩側拉力的不均造成皮帶跑偏現(xiàn)象，無論采用哪種方式連接皮帶機接頭，都要保證接頭處的平整和光滑。此外在往皮帶機上裝物料時若物料的落點偏離皮帶中心線較遠時，物料在重力的作用下會沖擊皮帶，也會造成皮帶機皮帶發(fā)生跑偏。

3 故障處理方法研究

3.1 皮帶跑偏的調(diào)整

1）對于滾筒位置安裝不正確引起的皮帶機皮帶跑偏現(xiàn)象，可以通過滾筒的安裝位置進行改變，使?jié)L筒軸線平行與水平面同時垂直于皮帶中心線，來調(diào)整皮帶跑偏現(xiàn)象。皮帶偏離向哪一側的軸承，則向皮帶方向移動該側軸承即可。

2）對于皮帶機的機頭、機尾、中間架不在同一直線上引起的皮帶跑偏現(xiàn)象，可以通過把三者之間的位置進行調(diào)整使三者在同一直線上來解決此類皮帶跑偏現(xiàn)象。

3）對于皮帶接頭不正造成的皮帶跑偏，可以通過將不正的皮帶接頭切掉重新制造皮帶接頭的方式加以解決。此外為了保證皮帶接頭的性能良好，最好使用皮帶扣（皮帶扣要能隨托輥長度分段）。對于物料落點偏離皮帶中心線造成的皮帶跑偏，可以通過調(diào)整皮帶落料漏斗的落料位置加以解決。

3.2 皮帶跑偏的預防

1）提高皮帶機的安裝質(zhì)量。

在皮帶機的結構已經(jīng)確定的前提下，通過把皮帶機的安裝質(zhì)量提高，可以有效地預防皮帶機皮帶跑偏，在安裝皮帶機時一定要皮帶機的安裝使用說明，一步一步的進行安裝，只有這樣才能使安裝出來的皮帶機更好地為我們服務。

2）安裝自動糾偏裝置。

對于皮帶向某一側跑偏的問題，可以通過安裝限位托輥法來解決。對于皮帶與托輥摩擦發(fā)生的跑偏，可以通過安裝皮帶調(diào)偏托輥的方法加以解決。此外還可以通過給皮帶機安裝自動調(diào)偏托輥來對皮帶機的皮帶跑偏現(xiàn)象進行自動的調(diào)整。

4 結語

在煤礦井下的實際運輸工作中對于皮帶機皮帶的跑偏現(xiàn)象，要依據(jù)實際情況，找出造成皮帶機皮帶跑偏的原因，并根據(jù)這些原因采用一些針對性的調(diào)整方法進行調(diào)整，同時積極采用一些科學、合理的預防措施進行預防，只有這樣才能確保煤礦皮帶機的正常穩(wěn)定運行，提高煤礦安全生產(chǎn)的效率。

［1］ 余敏，李博.淺析煤礦皮帶運輸機皮帶跑偏原因及處理［J］.科技創(chuàng)新與應用，2012（9）：38.

［2］ 自文科.我國輸送帶行業(yè)技術現(xiàn)狀及展望［J］.遼寧化工，2004（3）：173-176.

［3］ 李艷霞.帶式輸送機皮帶跑偏云因分析及調(diào)整［J］.礦業(yè)快報，2008（7）：91-93.

［4］ 雍俊.礦井連續(xù)皮帶輸送機皮帶跑偏原因分析［J］.科技視界，2012（10）：130-131.