煤礦井下皮帶輸送機安裝維護對跑偏問題的影響分析

劉 鑫

（晉能控股裝備制造集團大同科大煤機有限公司，山西 大同 037000）

引言

煤炭生產(chǎn)離不開皮帶輸送機，其是井下煤炭輸送至地面的關鍵設備，因具有能耗低、可靠性高、輸送距離遠等優(yōu)勢，得到了極為廣泛的應用及煤炭行業(yè)的認可[1]。跑偏作為皮帶輸送機較為常見的一種故障問題，至今仍然不能夠徹底解決，一直困擾著整個煤炭行業(yè)產(chǎn)能的進一步提升[2]。皮帶輸送機出現(xiàn)跑偏的原因眾多，包括安裝精度、運行維護、服役環(huán)境、工作條件等因素，其中安裝是保證皮帶輸送機后續(xù)穩(wěn)定可靠工作的基礎，運行維護能夠降低皮帶輸送機工作時出現(xiàn)跑偏故障的概率，可見安裝與維護工作對皮帶輸送機跑偏問題具有重要的影響[3]。因此，分析皮帶輸送機安裝維護過程對應用過程中跑偏問題的影響，對于保障皮帶輸送機的穩(wěn)定運行具有重要意義。

1 皮帶輸送機結(jié)構組成及工作原理

某煤炭企業(yè)使用的皮帶輸送機結(jié)構如圖1 所示，其型號為DTL120，是煤炭企業(yè)應用較多的一款。由圖1 可以看出，皮帶輸送機主要結(jié)構包括輸送帶、傳動滾筒、改向滾筒、承載托輥、回程托輥、張緊結(jié)構等。皮帶輸送機工作過程中，傳動滾筒在驅(qū)動裝置的帶動下進行連續(xù)回轉(zhuǎn)，依靠輸送帶與傳動滾筒之間的張緊力產(chǎn)生的摩擦力，驅(qū)動輸送帶連續(xù)運轉(zhuǎn)；為了提供輸送帶的支撐能力，設計了托輥，滿足支撐輸送帶和承載的要求；張緊滾筒和張緊重錘結(jié)構的設置，能夠?qū)崟r為輸送帶提供張緊力，保證輸送帶與傳動滾筒和改向滾筒之間具有足夠的摩擦力，為煤炭的輸送提供穩(wěn)定的動力。皮帶輸送機結(jié)構組成較為簡單，但是整體結(jié)構較為復雜，需要實現(xiàn)遠距離輸送又不跑偏較為困難。

圖1 皮帶輸送機結(jié)構

2 安裝過程對跑偏問題的影響

2.1 機架安裝不正

皮帶輸送機機架的作用是支撐皮帶輸送機其他部件保持相對位置不變及支撐煤炭連續(xù)運輸?shù)闹匾考浒惭b過程中的安裝精度極其重要，需要重點控制機架的安裝誤差，一旦出現(xiàn)因安裝精度不足導致的跑偏問題，將會很難處理。機架安裝重點控制機架的水平起伏和直線度，避免出現(xiàn)機架低凹位置出現(xiàn)輸送帶與托輥分離的情況，這樣就會使輸送帶產(chǎn)生側(cè)向力，發(fā)生跑偏甚至翻轉(zhuǎn)撒料；同時還要控制機架兩側(cè)的高度，避免出現(xiàn)輸送帶兩側(cè)受力不均，就會導致輸送帶跑偏問題。因此，機架安裝精度不足導致跑偏的問題通常需要拆解輸送機進行重裝配。

2.2 滾筒軸線偏斜

皮帶輸送機機架裝完即可安裝滾筒，當滾筒軸線安裝存在偏斜時，就會出現(xiàn)滾筒軸線和輸送帶帶長方向中心線不垂直，會使輸送帶運行過程中出現(xiàn)跑偏。該種跑偏問題出現(xiàn)的原因是輸送帶兩側(cè)承受的張緊力不同，尤其是增加煤炭載荷之后更加明顯，通常跑偏的方向時一定的，傾向于輸送帶較松弛的一側(cè)。滾筒軸線偏斜引起的輸送帶跑偏問題，可以調(diào)整滾筒軸安裝位置進行處理。

2.3 托輥軸線偏斜

托輥作為皮帶輸送機的重要組成部件，安裝時存在誤差時將會出現(xiàn)托輥軸線傾斜，導致輸送帶出現(xiàn)跑偏。托輥軸線偏斜包括以下四種狀態(tài)。

2.3.1 托輥軸線與輸送帶中心水平面不垂直

當皮帶輸送機托輥安裝出現(xiàn)軸線與輸送帶中心線水平面內(nèi)部不垂直情況時，示意圖如下頁圖2 所示，給出了托輥的受力狀態(tài)，可以看出，輸送帶施加給托輥的力將會產(chǎn)生F1徑向力和F2軸向力，前者是托輥驅(qū)動力，后者會使托輥出現(xiàn)軸向移動的趨勢，因其固定不變，就會對與之接觸的輸送帶產(chǎn)生橫向摩擦力導致其跑偏。跑偏的方向趨向于托輥滯后的一側(cè)，就是所謂的跑后不跑前現(xiàn)象。出現(xiàn)該種情況可以通過調(diào)整托輥水平角完成修正。

圖2 托輥軸線不垂直輸送帶中心線受力狀態(tài)

2.3.2 托輥前傾

托輥安裝問題的第二種情況是托輥前傾，即托輥豎直面內(nèi)出現(xiàn)傾角誤差，此時的托輥將會對輸送帶的摩擦力在水平方向出現(xiàn)分力，如圖3 所示。由圖3 托輥的受力分析狀態(tài)可得，摩擦力Ff1和Ff2是托輥作用于輸送帶的力，前傾傾角不一致或者輸送帶承載存在偏差時，均會導致兩個摩擦力數(shù)值不同，進而作用于輸送帶就會導致輸送帶跑偏。此種跑偏可以通過調(diào)整托輥傾角進行消除。

圖3 前傾托輥受力狀態(tài)

2.3.3 托輥后傾

托輥安裝過程中除了會出現(xiàn)托輥前傾問題，還會存在托輥后傾的問題，受力分析過程與托輥前傾一樣，如圖4 所示。由圖4 后傾托輥受力狀態(tài)可以看出，相較于托輥前傾，后傾托輥的受力方向與之相反，作用于輸送帶的力同樣為Ff1和Ff2，后傾傾角不一致或者輸送帶承載存在偏差時，均會導致兩個摩擦了數(shù)值不同，進而作用于輸送帶就會導致輸送帶跑偏。此種跑偏可以通過調(diào)整托輥傾角進行消除。

圖4 后傾托輥受力狀態(tài)

2.3.4 托輥架整體傾斜

托輥安裝會導致輸送帶跑偏的最后一種情況是托輥架整體的偏斜，這種情況較為復雜，需要對托輥架上的三個托輥進行受力分析，結(jié)果如圖5 所示，重力的分解及與摩擦力的合成產(chǎn)生了輸送帶的跑偏力，托輥架整體偏斜時輸送帶的跑偏方向是輸送帶較低側(cè)。這種跑偏也是最難調(diào)整的，出現(xiàn)時需修正機架位置。

圖5 托輥整體傾斜受力

3 維護過程對跑偏問題的影響

3.1 托輥或者滾筒的外表面黏料

皮帶輸送機維護過程中需要及時觀察托輥與滾筒的外表面是否存在黏料的情況，如果出現(xiàn)黏料的情況需要進行清除，否則將會出現(xiàn)托輥或者滾筒與輸送帶接觸面中存在局部變大的直徑，使輸送帶受力不均，出現(xiàn)輸送帶的跑偏。

3.2 輸送帶松弛

皮帶輸送機維護還應該時刻關注輸送帶的張緊程度，確保輸送帶與傳動滾筒之間可靠接觸，保證輸送帶能夠獲得足夠的驅(qū)動力，避免輸送帶張緊力不足或者波動導致輸送帶出現(xiàn)跑偏的情況出現(xiàn)。實際工作時出現(xiàn)該問題可以人工調(diào)整張緊裝置。

3.3 落料位置不居中

皮帶輸送機運行過程維護還要時刻關注轉(zhuǎn)載位置的落料是否均勻集中，因為轉(zhuǎn)載位置的輸送機存在較大的高度差，高位的輸送機落下的煤炭將會沖擊低位的輸送機，且很少會出現(xiàn)落料均勻一致的情況，如圖6 所示，偏載較大時極易出現(xiàn)輸送帶的跑偏。落料位置不居中導致的輸送帶跑偏方向通常趨向于物料較少的一側(cè)。

圖6 落料位置不居中示意圖

皮帶輸送機連續(xù)運行時出現(xiàn)落料位置不居中導致的輸送帶跑偏問題時，需要調(diào)整轉(zhuǎn)載位置輸送機之間的高度差，盡量降低煤炭落料對低位輸送機的沖擊，使落料更均勻可控。

4 結(jié)語

皮帶輸送機安全穩(wěn)定運行不僅與其安裝質(zhì)量相關，還與其日常維護情況息息相關，必須引起高度重視。跑偏作為皮帶輸送機運行過程中難以解決的通病，至今也未給出更好的控制方法，基于此總結(jié)了皮帶輸送機安裝和維護過程中可能引起輸送帶跑偏的情況，并給出了相應的解決措施。皮帶輸送機工作環(huán)境極為惡劣，工作過程中跑偏問題處理耗時耗力，影響煤炭的生產(chǎn)產(chǎn)能和效率，安裝質(zhì)量和維護策略必須引起各個煤炭企業(yè)重視，以此保證皮帶輸送機的安全穩(wěn)定運行。