礦用皮帶機跑偏故障分析及治理措施研究

張飛飛

（潞安集團常村煤礦， 山西 長治 046000）

1 輸送帶跑偏分類以及相應的原因

1）在滾筒位置出現跑偏：由于滾筒的加工尺寸不合理，使得在滾筒位置的張力不均勻，其往往朝著內徑較大的方向跑偏；在安裝滾筒時，安裝精度不合理，導致出現輸送帶重心存在不垂直的現象，從而使得皮帶向著張力比較大的位置跑偏。

2）前后滾筒中間位置出現跑偏的現象：由于局部拓架變相，出現中心線偏移的現象，致使皮帶跑偏；托輥軸承破損，從而不能發揮導向作用；托輥缺失，從而導致托輥間距變大，最終出現跑偏的現象。

3）在卸料位置出現跑偏：由于在卸料位置出現偏心的現象，致使在輸送料位置出現皮帶包裹不一致的現象，從而受力不均勻，最終跑偏。

4）任意位置跑偏：對于張緊滾筒而言，并未將其調整合理，張緊力比較小；輸送帶拼接口位置比較差，導致運輸過程中寬度不合理，最終導致跑偏；安裝之后，整體變形，出現向一側偏移的現象。

2 滾筒跑偏防治措施

1）對于滾筒位置的跑偏，首先可以從設計的角度糾正滾筒圓柱度以及相應的軸頭同心度對應的設計參數。其次，依據“跑大不跑小”的發生規律，可以把圓柱形滾筒進行優化，將其改造成為雙錐度形滾筒，這樣能夠在滾筒寬度兩側產生指向滾筒中心的摩擦力，該力能夠有效地起到糾偏的作用，從而極大地能優化滾筒位置輸送帶抗跑偏的能力，進而能夠極大地提高工作效率。

2）從加工的層面分析，在加工滾筒時必須優化其加工精度，從而能夠有效地減低軸徑跑偏的現象。同時相關工作人員必須保證滾筒表面粗糙度的均勻性，這樣能夠有效地防止因粗糙表面煤粉層疊出現軸徑的變化，最終導致跑偏。

3）從安裝的層面出發，必須保證滾筒中心線與輸送帶對稱線保持垂直，同時工作人員安裝時必須使用水平儀進行校準，這樣能夠保證輸送帶在水平位置的偏差不能高于0.3 mm/m。

3 前后滾筒中間位置跑偏防治措施

1）對于前后滾筒中間位置跑偏而言，通常將托輥設置成前傾的結構，圖1為托輥前傾糾偏原理。一般托輥前傾主要是指可以通過移動安裝支點使得兩側的托輥中軸線朝著中間托輥方向傾斜相應的角度，其原理如下：假如F代表托輥與輸送帶之間的產生的摩擦力，同時把其分解為F1和F2，其中F1的方向與托輥軸線之間呈現垂直的關系，即為托輥旋轉的驅動力的反向力。F2的方向與托輥軸線之間呈現平行關系，即為輸送帶受到指向運行中心線的力，同時這樣可以使得兩側的力保持平衡，從而能夠有效地避免輸送帶出現跑偏的現象[1]。同時，假如輸送帶出現跑偏的現象，一般在輸送帶相對較寬的位置重量大，這時F2可以把輸送帶推回中心位置，從而可以發揮平衡的作用。可是，必須設置有效的托輥傾角，反之傾角將會增加摩擦力，從而引起設備的損耗等。

2）必須及時地更換托架支架，同時托架中心以及設備中心偏差必須保證在設定的范圍內。

3）嚴格控制托輥的質量，特別需要保證托輥的圓柱度以及相應的直徑的偏差，保證受力均勻。

4）在進行巡檢時，相關工作人員必須對托輥軸承以及相應的軸承座進行檢查，這樣不僅可以保證軸承座的穩定性，而且能夠保證軸承潤滑充足。

圖1 托輥前傾糾偏原理

4 卸料點后跑偏防治措施

1）在進行設計時，不能使用單側卸料的犁式卸料器，這樣可以避免輸送帶在卸料時傾斜，與此同時能夠防止輸送帶單側受到沖擊。

2）設置相應的導向板，從而能夠有效地優化卸料的準確性。

5 任意位置跑偏防治措施

1）優化輸送帶的生產質量，對輸送帶的拼接位置的質量進行檢測。對于因拼接位置質量不佳導致出現跑偏的現象，必須對其進行維護。同時嚴格控制輸送帶的加工工藝，必須使得織物纖維、橡膠分布合理，以及保證每一段繩芯長度勻稱，從而能夠有效避免因寬度方向彈性不均勻而出現受力不均勻的現象。

2）調整張緊滾筒的位置，這樣可以給輸送帶增加相應的預緊力，相應的數值通常可以借助傳感器的讀數進行相應的調整。

3）在安裝設備完畢之后，相關工作人員必須對每一個托輥支架對應的中心線進行檢查，以及檢測設備的沉降，這樣能夠有效地提高設備的精確性。

4）對于經常出現跑偏的位置，通常可以借助調心托輥實現糾偏。托輥調心有：第一，帶立輥的調心托輥；第二，無源液壓糾偏托輥；第三，有源糾偏托輥；第四，摩擦上調心托輥等。圖2為相應的帶立輥的調心托輥結構。其主要是在傳統裝置上增設兩側立輥，與此同時過輥支架能夠圍繞其中心實現旋轉，假如輸送帶出現跑偏的現象，這時出現跑偏的輸送帶能夠和立輥接觸，這樣立輥受到力的作用，促使托輥支架能夠圍繞中心實現旋轉，由于旋轉方向以及相應的跑偏方向相反[2]，其保證輸送帶能夠逐漸向歸位的方向運送。圖3為摩擦上調心托輥，其主要在兩側托輥的邊部位置設置一個曲面側輥，與此同時在兩側設置相應的摩擦阻尼裝置。其原理類似于帶立輥的調心托輥糾偏原理，當出現跑偏時，皮帶往往能夠和側輥接觸，這時側輥內能夠產生阻力，其使得支架能夠圍繞中心旋轉，皮帶能夠和托輥中心保持平行，從而能夠達到糾偏的效果。圖4所示的無源液壓糾偏托輥結構，通常包括檢驅輥、復合油缸、齒輪泵、調心托輥和底座等。當處于正常的工作狀態時，皮帶與兩側的檢驅輥具有一定的距離，對應的兩個齒輪泵不工作，對應的調心托輥設置在平衡位置。假如出現一側跑偏，這時相應的皮帶與檢驅輥接觸，同時出現旋轉，此刻驅動齒輪泵可以把液壓油從油箱內流傳到油缸的有桿腔內。這樣借助壓力使得油缸桿作往復運動，從而能夠使得調心托輥偏轉，最終達到糾偏的效果。

對于有源糾偏而言，主要在托輥一側增設了糾偏動力源。圖5表示有源糾偏裝置結構，通常包括伺服電機、蝸輪蝸桿裝置、調心托輥、底座、跑偏檢測裝置等。假如出現跑偏，那么這時檢測裝置能夠對跑偏開展相應的檢測，與此同時將檢測結果實時傳輸給控制單元，這樣控制器能夠依據設置的程序判斷是否實施糾偏。需要進行糾偏時，糾偏信號將指令傳輸給伺服電機，進而蝸輪蝸桿裝置動作[3]，這樣可以促使調心托輥組整體旋轉相應的度數。雖然該裝置需要投入較大的成本，可是其具有較強的糾偏能力，因此應用較多。

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

圖5 有源糾偏裝置結構