趙云娥

(大同煤礦集團(tuán)機(jī)電裝備公司中央機(jī)廠，山西大同 037001)

0 引言

皮帶機(jī)是利用傳送系統(tǒng)對(duì)物品進(jìn)行連續(xù)運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備，主要由輸送帶、傳動(dòng)滾筒、拉緊裝置、托輥、機(jī)架、傳動(dòng)裝置等組成。目前，在井下巷道、礦井地面及選煤廠中應(yīng)用廣泛，具有運(yùn)行速度高、運(yùn)輸能力大、工作阻力小、耗電量低、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，但它的主要缺點(diǎn)是在運(yùn)行過(guò)程中易跑偏，又易損壞。因此明確皮帶機(jī)的跑偏原因能夠保證工作質(zhì)量，同時(shí)還能夠提高生產(chǎn)效率。

1 皮帶機(jī)跑偏的故障分析

煤礦井下使用的皮帶機(jī)是一種利用牽引系統(tǒng)在膠帶的作用下對(duì)煤炭進(jìn)行承載的運(yùn)輸機(jī)構(gòu)，其跑偏的原因主要有以下幾方面。

(1)皮帶兩側(cè)受力不均［2］

皮帶機(jī)兩側(cè)受力不均勻是造成皮帶出現(xiàn)跑偏的直接原因。而導(dǎo)致皮帶兩側(cè)受力不均的原因有以下幾點(diǎn):①在安裝皮帶機(jī)裝置的時(shí)候松緊程度產(chǎn)生誤差，這就使皮帶機(jī)兩側(cè)的受力不一致，誘發(fā)皮帶跑偏;②輸送帶硫化接頭接歪或是皮帶本來(lái)不直而引起的兩側(cè)張力不平衡，這時(shí)候的皮帶主要表現(xiàn)為一側(cè)張力較大，很容易出現(xiàn)跑偏;③皮帶在使用時(shí)間較長(zhǎng)之后會(huì)因?yàn)槔煸斐衫匣?，使得拉緊力降低，造成皮帶兩側(cè)松緊程度不一致;④ 當(dāng)煤炭在皮帶兩側(cè)出現(xiàn)不均勻布置的時(shí)候，或因各種因素造成的下降位置不準(zhǔn)確時(shí)也能夠引起皮帶兩側(cè)受力不均;⑤ 由于制作過(guò)程中皮帶兩側(cè)形成的內(nèi)應(yīng)力不均勻，使皮帶機(jī)的傳送帶在空轉(zhuǎn)時(shí)就會(huì)發(fā)生跑偏;⑥由于導(dǎo)料槽兩邊橡膠板的壓力不均勻，會(huì)在皮帶兩側(cè)造成不一致的運(yùn)行阻力，使皮帶發(fā)生跑偏;⑦ 皮帶運(yùn)行一段時(shí)間之后，由于煤沫具有黏性，會(huì)粘附在滾筒與托輥上，使?jié)L筒和托輥直徑局部變大，使得皮帶兩邊張力不均，容易引起跑偏。圖1為皮帶兩側(cè)張力不平衡示意圖。

(2)皮帶受到側(cè)向力

在安裝滾筒和托輥的時(shí)候沒(méi)有明確兩者的安裝位置，使其與機(jī)身中心線(xiàn)發(fā)生傾斜或機(jī)架兩側(cè)高低不平，這時(shí)候皮帶在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)受到側(cè)向力的影響導(dǎo)致皮帶機(jī)出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象，甚至引起機(jī)架變形，如圖2。

圖1 皮帶兩側(cè)張力不平衡示意圖

圖2 皮帶受側(cè)向力影響示意圖

(3)皮帶機(jī)受到振動(dòng)［1］

皮帶機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)受到機(jī)械振動(dòng)的影響，運(yùn)行的速度越快，振動(dòng)就會(huì)越大，振幅的提升會(huì)加重皮帶機(jī)跑偏現(xiàn)象，而托輥的徑向跳動(dòng)所引起的振動(dòng)也是皮帶機(jī)出現(xiàn)跑偏的主要原因之一。

總之，影響皮帶機(jī)跑偏的因素很多，但最根本的是由于膠帶受到不均勻的橫向力或膠帶所受的外力在寬度方向上的合力不為零造成的。在實(shí)踐生產(chǎn)中，通過(guò)不斷的探索總結(jié)出了皮帶機(jī)跑偏的規(guī)律:偏緊不偏松，偏大不偏小，偏后不偏前，偏高不偏低。

2 皮帶機(jī)跑偏的影響與危害

皮帶機(jī)的運(yùn)輸連續(xù)性使皮帶機(jī)中的膠帶很容易出現(xiàn)跑偏情況，若不及時(shí)處理，會(huì)使輸送帶邊緣損壞，影響生產(chǎn)。甚至皮帶將物料翻卷起來(lái)，導(dǎo)致皮帶發(fā)生橫向斷裂，造成工作系統(tǒng)的癱瘓。嚴(yán)重跑偏時(shí)，輸送帶會(huì)脫離托輥掉下來(lái)，造成重大的安全事故。同時(shí)還會(huì)因?yàn)槠C(jī)出現(xiàn)跑偏增大運(yùn)輸壓力，這種不安全情況的出現(xiàn)將會(huì)進(jìn)一步影響到工作人員的人身安全。因此，明確皮帶機(jī)發(fā)生跑偏的原因，并采取相應(yīng)的措施，對(duì)提升工作效益，營(yíng)造安全、穩(wěn)定、高效的生產(chǎn)環(huán)境有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3 防偏技術(shù)研究

分析了皮帶機(jī)發(fā)生跑偏的原因，針對(duì)這些原因可以從輸送機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、安裝調(diào)試、使用及維護(hù)等方面來(lái)制定有效的措施從而對(duì)皮帶機(jī)進(jìn)行完善。在安裝的過(guò)程中引起的跑偏可以利用創(chuàng)新技術(shù)，消除誤差，同時(shí)保證皮帶機(jī)兩側(cè)受力均勻，并且消除側(cè)向力的影響，避免運(yùn)輸過(guò)程中引起的不必要的振動(dòng)，對(duì)皮帶接頭處進(jìn)行維修保養(yǎng)，及時(shí)更換老化部分等，這些都是防偏技術(shù)提升皮帶機(jī)運(yùn)行質(zhì)量的措施。具體有以下幾方面。

(1)相應(yīng)性地調(diào)整托輥組的位置。在對(duì)皮帶機(jī)進(jìn)行調(diào)整的時(shí)候可以將托輥支架兩側(cè)的安裝孔加工成長(zhǎng)孔，以便在機(jī)架出現(xiàn)偏移情況時(shí)，可以通過(guò)長(zhǎng)孔調(diào)整托輥組位置，這樣能避免皮帶機(jī)出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象。具體方法是:皮帶向哪一側(cè)偏，就把那一側(cè)的托輥向前移，或把另一側(cè)向后移。圖3為以皮帶機(jī)運(yùn)行方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，皮帶機(jī)向左側(cè)跑偏的調(diào)整方法［1］。

圖3 托輥組調(diào)整方法示意圖

(2)對(duì)滾筒的位置進(jìn)行必要的調(diào)整，這是防止皮帶機(jī)發(fā)生跑偏現(xiàn)象的重要措施。因此在安裝滾筒的時(shí)候利用滾筒的特點(diǎn)將位置設(shè)置在中軸線(xiàn)垂直于皮帶機(jī)方向的中心線(xiàn)處。如果出現(xiàn)偏離中心線(xiàn)就會(huì)造成皮帶機(jī)跑偏。頭部滾筒的調(diào)整方法如下:皮帶向右跑偏，右軸承座前移或左軸承座向后移;皮帶向左跑偏，左軸承座前移或右軸承座向后移。尾部滾筒則正好相反，直到調(diào)整到合適的位置為止。

(3)針對(duì)皮帶機(jī)早期運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生的跑偏現(xiàn)象可以安裝調(diào)心托輥組，這是防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大的主要措施。調(diào)心托輥組防偏原理主要是利用托輥在水平面上的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生橫向附加力，使得托輥組架繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)成一個(gè)弧度，而根據(jù)皮帶運(yùn)行時(shí)不垂直于托輥的規(guī)律，使皮帶自動(dòng)移向中心，以此達(dá)到調(diào)心目的。

(4)安裝皮帶機(jī)防偏開(kāi)關(guān)也能夠控制跑偏現(xiàn)象，能夠檢測(cè)出皮帶跑偏的原因，根據(jù)跑偏情況發(fā)出警報(bào)或者是停機(jī)信號(hào)，以保證皮帶安全有效運(yùn)行。皮帶機(jī)防偏開(kāi)關(guān)主要有報(bào)警和自動(dòng)停機(jī)兩級(jí)動(dòng)作功能。在運(yùn)行中出現(xiàn)跑偏趨勢(shì)時(shí)，開(kāi)關(guān)就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，如果跑偏趨勢(shì)逐漸增大，達(dá)到一定程度時(shí)，立棍傾斜大于二級(jí)動(dòng)作角度并且會(huì)發(fā)出另一組信號(hào)。兩組信號(hào)主要用于報(bào)警和停機(jī)。同時(shí)在皮帶機(jī)復(fù)位正常運(yùn)行之后，立棍自動(dòng)復(fù)位，正常工作。圖4為皮帶機(jī)防偏開(kāi)關(guān)示意圖。

圖4 防偏開(kāi)關(guān)示意圖

(5)對(duì)張緊程度進(jìn)行調(diào)整能夠避免皮帶機(jī)出現(xiàn)跑偏，重錘式張緊和機(jī)械式張緊是糾正皮帶機(jī)跑偏的兩種主要措施。重錘式張緊又可分為尾部重錘式張緊和中部重錘式張緊，而機(jī)械式張緊一般指螺旋張緊。在重錘式張緊中，改向滾筒的軸心線(xiàn)除了要垂直于皮帶長(zhǎng)度方向外，還必須垂直于重力垂線(xiàn)，以此確保其軸心線(xiàn)保持水平。而使用螺旋張緊時(shí)，不管怎么移動(dòng)張緊滾筒的軸承座，都要確保滾筒軸線(xiàn)垂直于皮帶的縱向方向。這兩種措施能夠通過(guò)螺旋或重錘來(lái)拉緊裝置，以調(diào)整尾部滾筒軸承座的位置，從而避免皮帶發(fā)生松弛現(xiàn)象造成皮帶機(jī)出現(xiàn)跑偏。

(6)對(duì)炭料的下落點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整也可避免皮帶機(jī)出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象。在一般情況下，炭料很少能夠落到皮帶機(jī)中心部位，炭料在皮帶機(jī)上發(fā)生的傾斜情況將會(huì)導(dǎo)致皮帶機(jī)出現(xiàn)跑偏。針對(duì)這種情況，可以采用漏斗和導(dǎo)料槽對(duì)炭料進(jìn)行接收。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明通常導(dǎo)料槽的寬度為皮帶寬度的2/3時(shí)最為合適［3］。同時(shí)可以在皮帶機(jī)上設(shè)置擋板用于阻擋炭料，這樣也能夠避免皮帶機(jī)發(fā)生跑偏現(xiàn)象。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上對(duì)皮帶機(jī)跑偏故障的分析、研究，提出了各種具體的調(diào)整方案對(duì)跑偏現(xiàn)象進(jìn)行校正，并且在實(shí)際生產(chǎn)中得到應(yīng)用，同時(shí)也取得了很好的效果，保障了皮帶機(jī)運(yùn)輸?shù)臅惩胺€(wěn)定性，提高了皮帶機(jī)的工作效率，為井下煤炭安全運(yùn)輸?shù)於嘶A(chǔ)。

［1］ 谷俊婷，霍大勇．帶式輸送機(jī)常見(jiàn)故障及對(duì)策［J］．煤礦機(jī)械，2011，32(4):256－257．

［2］ 劉文亮，張曉偉，董秋艷．連續(xù)皮帶機(jī)膠帶跑偏原因與力學(xué)分析［J］．水利水電技術(shù)，2012，37(3):26－27．

［3］ 謝錫純．礦山機(jī)械與設(shè)備［M］．徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2000．