皮帶機跑偏故障分析及防偏技術(shù)研究*

趙云娥

(大同煤礦集團機電裝備公司中央機廠，山西大同 037001)

0 引言

皮帶機是利用傳送系統(tǒng)對物品進行連續(xù)運輸?shù)脑O(shè)備，主要由輸送帶、傳動滾筒、拉緊裝置、托輥、機架、傳動裝置等組成。目前，在井下巷道、礦井地面及選煤廠中應用廣泛，具有運行速度高、運輸能力大、工作阻力小、耗電量低、維護方便等優(yōu)點，但它的主要缺點是在運行過程中易跑偏，又易損壞。因此明確皮帶機的跑偏原因能夠保證工作質(zhì)量，同時還能夠提高生產(chǎn)效率。

1 皮帶機跑偏的故障分析

煤礦井下使用的皮帶機是一種利用牽引系統(tǒng)在膠帶的作用下對煤炭進行承載的運輸機構(gòu)，其跑偏的原因主要有以下幾方面。

(1)皮帶兩側(cè)受力不均［2］

皮帶機兩側(cè)受力不均勻是造成皮帶出現(xiàn)跑偏的直接原因。而導致皮帶兩側(cè)受力不均的原因有以下幾點:①在安裝皮帶機裝置的時候松緊程度產(chǎn)生誤差，這就使皮帶機兩側(cè)的受力不一致，誘發(fā)皮帶跑偏;②輸送帶硫化接頭接歪或是皮帶本來不直而引起的兩側(cè)張力不平衡，這時候的皮帶主要表現(xiàn)為一側(cè)張力較大，很容易出現(xiàn)跑偏;③皮帶在使用時間較長之后會因為拉伸造成老化，使得拉緊力降低，造成皮帶兩側(cè)松緊程度不一致;④ 當煤炭在皮帶兩側(cè)出現(xiàn)不均勻布置的時候，或因各種因素造成的下降位置不準確時也能夠引起皮帶兩側(cè)受力不均;⑤ 由于制作過程中皮帶兩側(cè)形成的內(nèi)應力不均勻，使皮帶機的傳送帶在空轉(zhuǎn)時就會發(fā)生跑偏;⑥由于導料槽兩邊橡膠板的壓力不均勻，會在皮帶兩側(cè)造成不一致的運行阻力，使皮帶發(fā)生跑偏;⑦ 皮帶運行一段時間之后，由于煤沫具有黏性，會粘附在滾筒與托輥上，使?jié)L筒和托輥直徑局部變大，使得皮帶兩邊張力不均，容易引起跑偏。圖1為皮帶兩側(cè)張力不平衡示意圖。

(2)皮帶受到側(cè)向力

在安裝滾筒和托輥的時候沒有明確兩者的安裝位置，使其與機身中心線發(fā)生傾斜或機架兩側(cè)高低不平，這時候皮帶在運行過程中會受到側(cè)向力的影響導致皮帶機出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象，甚至引起機架變形，如圖2。

圖1 皮帶兩側(cè)張力不平衡示意圖

圖2 皮帶受側(cè)向力影響示意圖

(3)皮帶機受到振動［1］

皮帶機在運行的過程中會受到機械振動的影響，運行的速度越快，振動就會越大，振幅的提升會加重皮帶機跑偏現(xiàn)象，而托輥的徑向跳動所引起的振動也是皮帶機出現(xiàn)跑偏的主要原因之一。

總之，影響皮帶機跑偏的因素很多，但最根本的是由于膠帶受到不均勻的橫向力或膠帶所受的外力在寬度方向上的合力不為零造成的。在實踐生產(chǎn)中，通過不斷的探索總結(jié)出了皮帶機跑偏的規(guī)律:偏緊不偏松，偏大不偏小，偏后不偏前，偏高不偏低。

2 皮帶機跑偏的影響與危害

皮帶機的運輸連續(xù)性使皮帶機中的膠帶很容易出現(xiàn)跑偏情況，若不及時處理，會使輸送帶邊緣損壞，影響生產(chǎn)。甚至皮帶將物料翻卷起來，導致皮帶發(fā)生橫向斷裂，造成工作系統(tǒng)的癱瘓。嚴重跑偏時，輸送帶會脫離托輥掉下來，造成重大的安全事故。同時還會因為皮帶機出現(xiàn)跑偏增大運輸壓力，這種不安全情況的出現(xiàn)將會進一步影響到工作人員的人身安全。因此，明確皮帶機發(fā)生跑偏的原因，并采取相應的措施，對提升工作效益，營造安全、穩(wěn)定、高效的生產(chǎn)環(huán)境有著重要的現(xiàn)實意義。

3 防偏技術(shù)研究

分析了皮帶機發(fā)生跑偏的原因，針對這些原因可以從輸送機的設(shè)計、制造、安裝調(diào)試、使用及維護等方面來制定有效的措施從而對皮帶機進行完善。在安裝的過程中引起的跑偏可以利用創(chuàng)新技術(shù)，消除誤差，同時保證皮帶機兩側(cè)受力均勻，并且消除側(cè)向力的影響，避免運輸過程中引起的不必要的振動，對皮帶接頭處進行維修保養(yǎng)，及時更換老化部分等，這些都是防偏技術(shù)提升皮帶機運行質(zhì)量的措施。具體有以下幾方面。

(1)相應性地調(diào)整托輥組的位置。在對皮帶機進行調(diào)整的時候可以將托輥支架兩側(cè)的安裝孔加工成長孔，以便在機架出現(xiàn)偏移情況時，可以通過長孔調(diào)整托輥組位置，這樣能避免皮帶機出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象。具體方法是:皮帶向哪一側(cè)偏，就把那一側(cè)的托輥向前移，或把另一側(cè)向后移。圖3為以皮帶機運行方向為基準，皮帶機向左側(cè)跑偏的調(diào)整方法［1］。

圖3 托輥組調(diào)整方法示意圖

(2)對滾筒的位置進行必要的調(diào)整，這是防止皮帶機發(fā)生跑偏現(xiàn)象的重要措施。因此在安裝滾筒的時候利用滾筒的特點將位置設(shè)置在中軸線垂直于皮帶機方向的中心線處。如果出現(xiàn)偏離中心線就會造成皮帶機跑偏。頭部滾筒的調(diào)整方法如下:皮帶向右跑偏，右軸承座前移或左軸承座向后移;皮帶向左跑偏，左軸承座前移或右軸承座向后移。尾部滾筒則正好相反，直到調(diào)整到合適的位置為止。

(3)針對皮帶機早期運輸過程中發(fā)生的跑偏現(xiàn)象可以安裝調(diào)心托輥組，這是防止事故進一步擴大的主要措施。調(diào)心托輥組防偏原理主要是利用托輥在水平面上的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生橫向附加力，使得托輥組架繞中心軸轉(zhuǎn)動成一個弧度，而根據(jù)皮帶運行時不垂直于托輥的規(guī)律，使皮帶自動移向中心，以此達到調(diào)心目的。

(4)安裝皮帶機防偏開關(guān)也能夠控制跑偏現(xiàn)象，能夠檢測出皮帶跑偏的原因，根據(jù)跑偏情況發(fā)出警報或者是停機信號，以保證皮帶安全有效運行。皮帶機防偏開關(guān)主要有報警和自動停機兩級動作功能。在運行中出現(xiàn)跑偏趨勢時，開關(guān)就會發(fā)出報警信號，如果跑偏趨勢逐漸增大，達到一定程度時，立棍傾斜大于二級動作角度并且會發(fā)出另一組信號。兩組信號主要用于報警和停機。同時在皮帶機復位正常運行之后，立棍自動復位，正常工作。圖4為皮帶機防偏開關(guān)示意圖。

圖4 防偏開關(guān)示意圖

(5)對張緊程度進行調(diào)整能夠避免皮帶機出現(xiàn)跑偏，重錘式張緊和機械式張緊是糾正皮帶機跑偏的兩種主要措施。重錘式張緊又可分為尾部重錘式張緊和中部重錘式張緊，而機械式張緊一般指螺旋張緊。在重錘式張緊中，改向滾筒的軸心線除了要垂直于皮帶長度方向外，還必須垂直于重力垂線，以此確保其軸心線保持水平。而使用螺旋張緊時，不管怎么移動張緊滾筒的軸承座，都要確保滾筒軸線垂直于皮帶的縱向方向。這兩種措施能夠通過螺旋或重錘來拉緊裝置，以調(diào)整尾部滾筒軸承座的位置，從而避免皮帶發(fā)生松弛現(xiàn)象造成皮帶機出現(xiàn)跑偏。

(6)對炭料的下落點進行調(diào)整也可避免皮帶機出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象。在一般情況下，炭料很少能夠落到皮帶機中心部位，炭料在皮帶機上發(fā)生的傾斜情況將會導致皮帶機出現(xiàn)跑偏。針對這種情況，可以采用漏斗和導料槽對炭料進行接收。經(jīng)過試驗證明通常導料槽的寬度為皮帶寬度的2/3時最為合適［3］。同時可以在皮帶機上設(shè)置擋板用于阻擋炭料，這樣也能夠避免皮帶機發(fā)生跑偏現(xiàn)象。

4 結(jié)語

通過以上對皮帶機跑偏故障的分析、研究，提出了各種具體的調(diào)整方案對跑偏現(xiàn)象進行校正，并且在實際生產(chǎn)中得到應用，同時也取得了很好的效果，保障了皮帶機運輸?shù)臅惩胺€(wěn)定性，提高了皮帶機的工作效率，為井下煤炭安全運輸?shù)於嘶A(chǔ)。

［1］ 谷俊婷，霍大勇．帶式輸送機常見故障及對策［J］．煤礦機械，2011，32(4):256－257．

［2］ 劉文亮，張曉偉，董秋艷．連續(xù)皮帶機膠帶跑偏原因與力學分析［J］．水利水電技術(shù)，2012，37(3):26－27．

［3］ 謝錫純．礦山機械與設(shè)備［M］．徐州:中國礦業(yè)大學出版社，2000．