皮帶運輸機跑偏原因分析及防跑偏措施研究

盧俊杰

（云廈白龍礦建分公司， 山西 霍州 031400）

引言

在皮帶運輸機的工作過程中，最可能發生的故障就是皮帶出現跑偏現象，而在實際工作環境中，礦井開采工藝不斷精進，開采深度也在逐步增加，從而對皮帶運輸設備的型號和皮帶運輸長度的要求也越來越高，那么在運行過程中，皮帶出現跑偏的可能性也隨著皮帶長度的增加而增大。一旦皮帶出現跑偏等故障，整個生產線將會受到影響甚至是叫停。因此，為保證生產過程中皮帶運輸的安全穩定，該研究針對皮帶跑偏現象進行分析，找出可能造成皮帶跑偏的原因，并針對具體原因提出相應改進措施[1]。

1 皮帶運輸機皮帶跑偏原因分析

皮帶運輸機在運行過程中，較為常見的故障就是皮帶出現跑偏，如果跑偏現象不及時制止，則會造成機器使用壽命縮短、影響生產效率和產生安全隱患等不良后果。本研究基于霍州煤電集團中某項目常見的皮帶跑偏現象，找到跑偏原因并展開研究，經總結分析發現，造成皮帶經常跑偏的原因主要分為內外兩大類，一是皮帶運輸機在設計上存在缺陷，另一方面則是外界環境所帶來的影響[2]。

分析內部設計發現機身有兩處容易出現設計上的失誤：一是皮帶運輸路線的問題，要想實現皮帶不偏離原軌道，則須保證運輸路線為嚴格意義上的直線，即機頭、托架中心和機尾符合三點一線的原則。如有一點出現微小的偏差，必然會使得直線軌道發生改變從而產生皮帶跑偏現象；二是皮帶接頭部位的問題，皮帶接頭處所有部位受力均勻是保證皮帶正常運行的根本前提，如果出現不均勻的受力，則會產生側向力對皮帶進行拉伸從而發生跑偏，因此，對于皮帶接頭處應密切關注，按時檢查以防止跑偏現象發生。

對于外部環境分析發現，主要是物料和機器運行這兩方面存在問題：一是在重力和慣性的影響下，物料落入皮帶的位置會不同，如果落入位置不在皮帶的中心線上，那么皮帶中心線兩邊會受到不同大小摩擦力的作用，在這作用的不斷影響下，皮帶運輸會慢慢發生偏移最終跑偏；其次，物料在皮帶機托輥或滾筒上的殘留以及托輥或滾筒的磨損，都會改變其直徑而造成中心線發生偏離，從而造成皮帶跑偏，在機器運行方面，如果運行時間過長，機器必然會遭遇損耗，尤其是皮帶長期遭遇磨損，如果中心線兩邊受到的磨損程度不一樣時，會直接影響皮帶兩側的拉伸率，當兩側的拉伸率之間相差越來越大時，會對兩側的拉伸量造成最為直接的改變，這種拉伸量的不一致就會造成皮帶跑偏。

通過以上對皮帶運輸機跑偏的內、外兩方面原因及影響方式進行分析，可以得出最終影響的根本機制均在于，驅動滾筒和張緊滾筒之間的軸線無法保持同一直線，從而導致皮帶兩側受力不均而造成偏移現象的發生[3]。

2 皮帶運輸機防跑偏措施

2.1 皮帶運輸機軸線的檢測與調整

皮帶運輸機在實際運行過程中會受到各種外界因素的影響，很難保持驅動和張緊兩滾筒的軸線處于同一直線上，雖然機器在出廠時的平行度滿足要求，但在設備運行過程中也無法避免驅動和張緊滾筒的軸線偏移。因此，考慮到現有技術的發展，提出在實際生產過程中加入激光測距儀對軸線進行實時檢測，當檢測到的偏移量超出閾值時，則立馬對設備進行糾偏調整，確保設備一直處于穩定運行。

2.2 皮帶運輸機滾筒的改造

對皮帶運輸機跑偏進行分析發現，拉伸率也是影響皮帶跑偏的一個重要因素，哪側拉伸率更高，皮帶就會往該側偏移。針對該現象提出的解決措施是，用直徑較大的鼓形滾筒來替代原有的標準圓柱滾筒。鼓形滾筒示意圖如圖1所示。與傳統的圓柱形滾筒相比，鼓形滾筒的對中特性在一定程度上可以改善偏移情況，但其在直徑設計上要求會更嚴格，工作效果會受到物料重量和皮帶質量等因素的影響，因此直徑的設計需要結合具體工作環境來進行處理。因此，考慮到陽煤集團某項目現場的實際環境，并經過多次試驗和設計改進，研究出最為合適的鼓形滾筒直徑設置為：中間直徑-兩端直徑=兩端直徑×2%。

圖1 鼓型滾筒示意圖

2.3 隨動式斜坡擋板的應用

當皮帶兩側受力不均時，會出現一個側向的力使得皮帶發生跑偏。那么為了消除這個側向的跑偏力，則應考慮給予一個外力來中和這個跑偏力，從而使皮帶兩側在運輸過程中受力均衡而保持穩定。增設的擋板就作為這個外力的角色，皮帶的偏移會給擋板帶來力的作用，同時這個力也會反作用給皮帶，以抵消原來的跑偏力，使皮帶達到穩定。另外，為了盡可能地避免擋板在摩擦皮帶的過程中磨損皮帶，擋板在設計形式上要進行改進，保證擋板與滾筒運行角速度一致。擋板示意圖如圖2所示，在設計擋板時考慮到擋板給皮帶產生的反作用力會形成擠壓效果從而不利于機器良好運行，因此將直接接觸的那側采取坡度形狀處理。而坡度的選擇又是一個新的難題，不可過小或過大，過小則無法產生與跑偏力相匹敵的中和力，過大則會使皮帶向中間擠壓帶來過度損耗。因此，坡度的設計與選擇需要考慮到施工現場的實際生產條件，結合陽煤某礦的實地情況，對皮帶在運行過程中的跑偏力進行測量與計算處理，最終得出擋板坡度在10°～20°時效果最好。

圖2 鼓形滾筒及擋板示意圖

3 現場實際應用

將以上提出的皮帶運輸機防跑偏措施應用于霍州煤電集團中某項目，首先用鼓形滾筒替代原有的圓柱形滾筒，并添加可隨動性擋板，然后將激光測距儀投入使用，實施監測滾筒中心線的偏移量，旨在通過這三種有效措施的共同作用，來保證皮帶運輸機的安全穩定運行。通過對該試運行進行長期跟蹤和監測，發現在防跑偏措施的影響下，皮帶運輸機的穩定性得到了很大的提升，不僅驅動滾筒和張緊滾筒的軸線偏移量在可接受范圍內，而且在這段監測過程中沒有皮帶跑偏的現象發生，說明經過防跑偏改進后的皮帶運輸機更加穩定可靠，改進效果良好。