帶式輸送機跑偏故障綜合治理措施研究

閆 峰

（山西西山煤電集團 屯蘭礦，山西 太原 030052）

0 引言

帶式輸送機是重要的散裝物料運輸設備，其輸送距離遠、效率高、結構簡單、易于維護、設備成本和維護成本低，因此廣泛應用于采煤、選煤、電力等領域。在煤礦企業，帶式輸送機主要安裝在平直或傾斜的井下運輸巷道，或地面的煤炭轉運系統。由于帶式輸送機的輸送距離一般較長，且是煤炭生產和運輸的重要輸送通道，因此其工作穩定性對企業的高效生產意義重大。跑偏是帶式輸送機的常見故障之一，其發生率較高，且發生位置隨機，因此故障的防護和治理難度較大［1－3］。

1 輸送帶跑偏分類及原因

輸送帶距離長、單體設備多，因此跑偏發生位置較多，不同位置的跑偏原因分析如下。

（1）滾筒位置跑偏原因：①滾筒加工的圓柱度差，導致靠近滾筒位置的輸送帶兩側張力不均勻，向直徑較大一側跑偏；②滾筒安裝精度差，與輸送帶中心線不垂直，導致輸送帶向張力較大一側跑偏；③滾筒部件上的軸承等零件損壞，導致滾筒傾斜。

（2）前后滾筒中間位置跑偏原因：①局部的托架支架變形，中心線偏離；②托輥軸承或軸承座損壞，失去承載和導向能力；③托輥缺失或局部基礎沉降，使局部托輥間距增大，誘發跑偏。

（3）卸料點后跑偏原因：卸料點給料偏心，導致輸送帶上的物料在寬度一側偏重或受沖擊。

（4）任意位置跑偏原因：①張緊滾筒未調節到位，輸送帶張緊力偏?。虎诟魍休伡馨惭b精度差，沿輸送帶運行方向忽左忽右；③輸送帶的拼接縫接口質量差或自身質量較差，導致輸送帶張緊后寬度方向呈現一邊緊一邊松狀態，從而向緊邊方向跑偏；④設備安裝后，基礎整體變形較大，向一側傾斜［4－5］。

2 跑偏防治措施

針對上述跑偏原因，具體跑偏防治措施如下。

2.1 滾筒位置跑偏防治

（1）對于滾筒位置跑偏，一方面，應從設計角度對滾筒的圓柱度、軸頭同心度等提出合理要求；另一方面，根據輸送帶“跑大不跑小”的發生規律，可將常規圓柱形滾筒設計為圓弧凸度或雙錐度形滾筒，從而使輸送帶在滾筒寬度兩側分別產生指向滾筒中心的摩擦力，該摩擦力可保證輸送帶在微小擾動下跑偏后的自糾偏，提高滾筒位置輸送帶的抗跑偏能力和運動穩定性。

（2）從加工和檢驗角度，嚴格控制滾筒的加工精度，防止出現較大軸徑偏差；另外，還需注意控制滾筒表面粗糙度的均勻性，防止因局部粗糙表面煤粉層疊導致的軸徑改變。

（3）從安裝角度，應嚴格控制滾筒中心線與輸送帶對稱中心線的垂直度，并使用水平儀測量，保證輸送帶水平誤差小于0.3mm／m。

（4）從設備維護角度，在設備維護期間，應及時清理滾筒和托輥表面的煤粉，對損壞的軸承等部件應及時更換。

2.2 前后滾筒中間位置跑偏防護

（1）對于前后滾筒中間位置跑偏，可采用托輥前傾結構，托輥前傾糾偏原理如圖1所示。托輥前傾是指通過移動安裝支點使兩側托輥的中軸線相對中間托輥向前傾斜一定角度，其糾偏原理如下：假設F為托輥對輸送帶產生的摩擦阻力，將該力分解為兩個方向的分力F1和F2，其中F1與托輥軸線垂直，是使托輥旋轉的驅動力的反作用力；F2與托輥軸線方向平行，使輸送帶受到指向運行中心線的力，且輸送帶兩側的力相互平衡，可有效防止輸送帶跑偏；另外，當跑偏發生時，輸送帶較寬一側的重量大，因此摩擦反力也較大，則該側的糾偏力F2將輸送帶推回中心位置，起到自平衡作用。

但是，需要注意設置合理的托輥傾角，否則過大的傾角容易造成摩擦阻力增大，設備能耗增加，且輸送帶過快磨損。

（2）及時更換損壞、變形的托架支架，保證托架中心與設備中心偏差不超過允許范圍。

（3）注意控制托輥的加工質量，尤其是托輥的圓柱度和直徑尺寸偏差，保證托輥安裝后輸送帶寬度方向左右受力均勻，無偏心力。

（4）在巡檢過程中，注意對托輥軸承座和軸承的檢查，保證軸承座安裝穩固、軸承潤滑充足。

（5）及時修復缺失的托輥，在沉降的托輥支架位置增加墊板，保證托輥水平等安裝精度。

圖1 托輥前傾糾偏原理

2.3 卸料點后跑偏防治

（1）設計過程中，避免使用單側卸料的犁式卸料器，提高卸料過程中煤料覆蓋在輸送帶上的均勻性，且防止輸送帶單側受沖擊作用。

（2）加裝導料板，提高卸料的準確性。

2.4 任意位置跑偏防治

（1）提高輸送帶生產質量，檢查拼接縫是否滿足質量要求，對于由拼接縫歪斜導致的輸送帶跑偏，應重新進行連接；另外，應控制輸送帶生產工藝，保證輸送帶中織物纖維、橡膠等分布均勻，保證各段繩芯長度均勻一致，避免寬度方向彈性伸長不勻。

（2）通過調節張緊滾筒的位置，給輸送帶施加一定的預張緊力，數值大小可根據經驗或傳感器讀數調節。

（3）設備安裝后，應檢查各托輥支架的中心線偏差，做好設備基礎的沉降控制和監測，并進行局部調整。

（4）對于容易發生跑偏或輸送帶跑偏量較大的位置，可采用調心托輥裝置進行糾偏。根據裝置結構調心托輥可分為以下幾種：①帶立輥的調心托輥；②摩擦上調心托輥；③無源液壓糾偏托輥；④有源糾偏托輥。

帶立輥的調心托輥結構如圖2所示。該裝置在常規托輥的基礎上增加了兩側的立輥，且托輥支架可繞中心旋轉，當輸送帶發生跑偏時，跑偏一側的輸送帶與該側的立輥發生接觸，使得立輥所受的力驅動托輥支架繞中心偏轉，偏轉方向與跑偏方向相反，而輸送帶有與托輥中心平行的運動趨勢，因此跑偏后的輸送帶逐漸向相反方向移動，直至輸送帶回到對稱中心。

摩擦上調心托輥是指在兩側托輥的邊部增加一段曲面側輥，且側輥內有摩擦阻尼裝置，其結構如圖3所示。與帶立輥的調心托輥糾偏原理相似，輸送帶跑偏后，與一側的側輥接觸，側輥內產生的阻力使支架繞中心發生偏轉，輸送帶趨向于與托輥中心平行，由此實現糾偏。

帶立輥的調心托輥和摩擦上調心托輥糾偏量有限，對于跑偏發生率較高、跑偏量較大的情況，可采用如圖4所示的無源液壓糾偏托輥結構。該裝置主要由檢驅輥、齒輪泵、復合油缸、調心托輥、底座等組成。正常工作狀態下，輸送帶與其兩側的檢驅輥不發生接觸，兩臺齒輪泵不工作，調心托輥也處于平衡位置；當輸送帶向一側跑偏時，輸送帶與該側的檢驅輥接觸，并使其旋轉，驅動齒輪泵將液壓油由油箱輸入油缸的有桿腔或無桿腔，從而推動油缸桿縮回或伸長，由此使調心托輥偏轉，從而糾正輸送帶的跑偏。

圖2 帶立輥的調心托輥結構

圖3 摩擦上調心托輥結構

圖4 無源液壓糾偏托輥結構

帶立輥的調心托輥、摩擦上調心托輥和無源液壓糾偏托輥均采用了無源自糾偏，而有源糾偏托輥則增加了糾偏動力源。有源糾偏裝置結構如圖5所示，其主要由伺服電機、蝸輪蝸桿裝置、調心托輥、底座、跑偏檢測裝置等組成。當輸送帶發生跑偏時，檢測裝置對跑偏量進行檢測，并實時將信號傳回控制裝置，控制裝置根據程序設定決定是否啟動糾偏，以及具體的糾偏量；糾偏信號發送至伺服電機，從而驅動蝸輪蝸桿裝置，使調心托輥組整體旋轉特定度數。該裝置成本較高，但糾偏能力最強。

圖5 有源糾偏裝置結構

3 結語

本文針對煤礦帶式輸送機的跑偏問題，首先分析了輸送帶的常見跑偏類型和原因，然后分別從滾筒結構改進、托輥前傾、卸料結構、不同類型調心托輥等方面，對不同類型跑偏的防護和糾偏方法進行了廣泛研究，為煤礦帶式輸送機的跑偏治理提供了有益借鑒。