帶式輸送機跑偏原因分析及糾偏措施

申建偉

（山西煤炭運銷集團四明山煤業有限公司，山西 晉城 048400）

1 概述

山西煤炭運銷集團四明山煤業有限公司9103綜采工作面采用SGZ764/500 型刮板輸送機、DSJ100/100/2×200 帶式輸送機聯合運煤，帶式輸送機安裝長度為970 m，具體技術參數見表1。

表1 DSJ100/100/2×200 型帶式輸送機技術參數表

受帶式輸送機安裝工藝、管理維護水平以及輸送機自動化水平限制，9103 綜采工作面在前400 m回采過程中共計發生8 起輸送機跑偏事故，主要包括斷帶事故3 起、電機燒毀事故1 起、撕帶事故4起（撕帶總長度為312 m），導致工作面停產6.5 d，經濟損失達124.6 萬元，嚴重制約著工作面安全高效回采。

2 帶式輸送機跑偏機理分析

通過對9103 工作面帶式輸送機跑偏位置、跑偏量、跑偏長度等參數統計記錄，并進行分析，確定帶式輸送機發生跑偏原因主要有以下幾方面。

（1）輸送帶受力不均跑偏。由于9103 工作面輸送機運輸距離長、輸送機在安裝過程中安裝質量差以及部分托輥長期受力變形等，導致輸送帶在橫向、徑向產生作用力Fx和Fy。當Fx＞Fx'（摩擦力）時，輸送帶向受力大的一側跑偏；而輸送帶在徑向方向產生的拉應力Fy成不均勻分布趨勢時，輸送帶向拉應力大的一側跑偏，如圖1。

（2）輸送帶接頭不合格。DSJ 型帶式輸送機內部為鋼芯結構，外部為阻燃橡膠材質，9103 工作面帶式輸送機輸送帶主要采用機械對接方式，對接后在接頭處進行冷補，由于在對接過程中很難保證接頭處平直性，使得接頭前后0.5 m 范圍內輸送帶邊緣軸向長度存在偏差，在運輸物料過程中受驅動滾筒摩擦作用力下接頭處皮帶兩側受力不均勻，從而導致跑偏現象。

（3）輸送帶張緊不合理。9103 工作面帶式輸送機主要采用游動車自動張緊裝置進行輸送帶張緊力調整，但是受輸送帶運輸物料的重量以及輸送帶黏彈性特性影響，輸送帶張緊力調整后存在一定偏差。當輸送帶松弛時，輸送帶與滾筒摩擦力降低，在橫向產生橫向震動從而出現跑偏現象。

圖1 帶式輸送機受力不均跑偏示意圖

3 紅外線智能自動調偏系統應用分析

為了解決9103 工作面帶式輸送機跑偏現象，通過技術研究決定對帶式輸送機安裝一套紅外線智能自動調偏系統。

3.1 調偏系統結構組成

紅外線智能自動調偏系統主要由紅外線監測系統和糾偏系統等部分組成。

（1）紅外線監測系統主要由紅外線發射器、控制器兩部分組成。紅外線發射器主要分為發射端子和接收端子，該裝置安裝在H 架上且兩個端子距上皮帶間距為5 mm。紅外線發射器能夠發出連續穩定的紅外線光帶，光帶寬度為0.3 m。

（2）糾偏系統主要由蝸桿傳動機構、調偏托輥、位置檢測元件、PLC 控制器等組成，如圖2。蝸桿傳動機構安裝在調偏托輥下部，通過功率為5.5 kW電機驅動實現調偏托輥左右旋轉。

圖2 糾偏系統結構示意圖

（3）9103 工作面帶式輸送機共計安裝4 套紅外線智能自動調偏系統，安裝間距為300 m，每一套調偏系統中紅外線監測系統安裝在糾偏系統后1～2.0 m 范圍內。

3.2 工作原理

當帶式輸送機正常運行時，紅外線監測系統中紅外線發射器發出均勻連續的紅外線，且被接收端子完全接收，此時糾偏系統不會進行糾偏保護動作；當帶式輸送機發生跑偏時，跑偏輸送帶會擋住部分紅外光束，此時接收端子根據接收光束的寬度判斷出輸送帶跑偏位移量，并將接收的數據信號傳送至PLC 控制器，控制器接收信號后對蝸桿傳動系統發出調整信號，糾偏系統作出防跑偏保護動作，同時發出警報。在調整過程中系統實時對輸送帶跑偏量進行監控，直至輸送帶穩定運行。

3.3 系統優缺點

（1）結構簡單。該裝置結構相對簡單，在實際應用中便于操作維護，而且該系統成本費用低，可適用于采掘工作面不同型號的帶式輸送機上。

（2）自動化水平高。該系統主要利用紅外線監測輸送帶跑偏量，利用PLC 控制器進行數據傳輸、指令發送等，與傳統糾偏托輥相比自動化水平高，降低了輸送帶糾偏勞動作業強度。

（3）應用效果好。當輸送帶跑偏量達5 mm 時該系統立即進行保護動作，動作執行時間為1～3 s范圍內，可有效阻止輸送帶跑偏現象，起到很好的防跑偏效果。

（4）該系統在實際應用中還存在一些不足，主要表現在以下幾方面：① 該系統中PLC 為電控元件，運輸巷道內設備高次諧波、噪音以及設備震動對PLC 控制器干擾大，出現保護動作誤執行現象；② 通過實踐應用觀察發現，該系統對跑偏量在0.3～0.5 m 的帶式輸送機應用效果好，當輸送帶出現竄跳或跑偏量大于0.5 m 時糾偏效果較差。

4 結語

2019 年4 月21 日對9103 工作面帶式輸送機安裝4 套紅外線智能自動調偏系統，截至2019 年10月通過6 個月實際應用效果觀察發現，該系統在應用過程中故障率低，糾偏效果好，共計攔截34 次輸送機跑偏現象，跑偏控制時間在5～10 min，在此期間未發生一起因輸送機跑偏導致撕帶、斷帶等事故，可降低輸送機維修費用達60 余萬元，保證了帶式輸送機安全高效運行，取得了顯著應用成效。