閆 峰

（山西西山煤電集團(tuán) 屯蘭礦，山西 太原 030052）

0 引言

帶式輸送機(jī)是重要的散裝物料運(yùn)輸設(shè)備，其輸送距離遠(yuǎn)、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、易于維護(hù)、設(shè)備成本和維護(hù)成本低，因此廣泛應(yīng)用于采煤、選煤、電力等領(lǐng)域。在煤礦企業(yè)，帶式輸送機(jī)主要安裝在平直或傾斜的井下運(yùn)輸巷道，或地面的煤炭轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)。由于帶式輸送機(jī)的輸送距離一般較長，且是煤炭生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)闹匾斔屯ǖ?，因此其工作穩(wěn)定性對企業(yè)的高效生產(chǎn)意義重大。跑偏是帶式輸送機(jī)的常見故障之一，其發(fā)生率較高，且發(fā)生位置隨機(jī)，因此故障的防護(hù)和治理難度較大［1－3］。

1 輸送帶跑偏分類及原因

輸送帶距離長、單體設(shè)備多，因此跑偏發(fā)生位置較多，不同位置的跑偏原因分析如下。

（1）滾筒位置跑偏原因：①滾筒加工的圓柱度差，導(dǎo)致靠近滾筒位置的輸送帶兩側(cè)張力不均勻，向直徑較大一側(cè)跑偏；②滾筒安裝精度差，與輸送帶中心線不垂直，導(dǎo)致輸送帶向張力較大一側(cè)跑偏；③滾筒部件上的軸承等零件損壞，導(dǎo)致滾筒傾斜。

（2）前后滾筒中間位置跑偏原因：①局部的托架支架變形，中心線偏離；②托輥軸承或軸承座損壞，失去承載和導(dǎo)向能力；③托輥缺失或局部基礎(chǔ)沉降，使局部托輥間距增大，誘發(fā)跑偏。

（3）卸料點(diǎn)后跑偏原因：卸料點(diǎn)給料偏心，導(dǎo)致輸送帶上的物料在寬度一側(cè)偏重或受沖擊。

（4）任意位置跑偏原因：①張緊滾筒未調(diào)節(jié)到位，輸送帶張緊力偏??；②各托輥架安裝精度差，沿輸送帶運(yùn)行方向忽左忽右；③輸送帶的拼接縫接口質(zhì)量差或自身質(zhì)量較差，導(dǎo)致輸送帶張緊后寬度方向呈現(xiàn)一邊緊一邊松狀態(tài)，從而向緊邊方向跑偏；④設(shè)備安裝后，基礎(chǔ)整體變形較大，向一側(cè)傾斜［4－5］。

2 跑偏防治措施

針對上述跑偏原因，具體跑偏防治措施如下。

2.1 滾筒位置跑偏防治

（1）對于滾筒位置跑偏，一方面，應(yīng)從設(shè)計(jì)角度對滾筒的圓柱度、軸頭同心度等提出合理要求；另一方面，根據(jù)輸送帶“跑大不跑小”的發(fā)生規(guī)律，可將常規(guī)圓柱形滾筒設(shè)計(jì)為圓弧凸度或雙錐度形滾筒，從而使輸送帶在滾筒寬度兩側(cè)分別產(chǎn)生指向滾筒中心的摩擦力，該摩擦力可保證輸送帶在微小擾動下跑偏后的自糾偏，提高滾筒位置輸送帶的抗跑偏能力和運(yùn)動穩(wěn)定性。

（2）從加工和檢驗(yàn)角度，嚴(yán)格控制滾筒的加工精度，防止出現(xiàn)較大軸徑偏差；另外，還需注意控制滾筒表面粗糙度的均勻性，防止因局部粗糙表面煤粉層疊導(dǎo)致的軸徑改變。

（3）從安裝角度，應(yīng)嚴(yán)格控制滾筒中心線與輸送帶對稱中心線的垂直度，并使用水平儀測量，保證輸送帶水平誤差小于0.3mm／m。

（4）從設(shè)備維護(hù)角度，在設(shè)備維護(hù)期間，應(yīng)及時(shí)清理滾筒和托輥表面的煤粉，對損壞的軸承等部件應(yīng)及時(shí)更換。

2.2 前后滾筒中間位置跑偏防護(hù)

（1）對于前后滾筒中間位置跑偏，可采用托輥前傾結(jié)構(gòu)，托輥前傾糾偏原理如圖1所示。托輥前傾是指通過移動安裝支點(diǎn)使兩側(cè)托輥的中軸線相對中間托輥向前傾斜一定角度，其糾偏原理如下：假設(shè)F為托輥對輸送帶產(chǎn)生的摩擦阻力，將該力分解為兩個(gè)方向的分力F1和F2，其中F1與托輥軸線垂直，是使托輥旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動力的反作用力；F2與托輥軸線方向平行，使輸送帶受到指向運(yùn)行中心線的力，且輸送帶兩側(cè)的力相互平衡，可有效防止輸送帶跑偏；另外，當(dāng)跑偏發(fā)生時(shí)，輸送帶較寬一側(cè)的重量大，因此摩擦反力也較大，則該側(cè)的糾偏力F2將輸送帶推回中心位置，起到自平衡作用。

但是，需要注意設(shè)置合理的托輥傾角，否則過大的傾角容易造成摩擦阻力增大，設(shè)備能耗增加，且輸送帶過快磨損。

（2）及時(shí)更換損壞、變形的托架支架，保證托架中心與設(shè)備中心偏差不超過允許范圍。

（3）注意控制托輥的加工質(zhì)量，尤其是托輥的圓柱度和直徑尺寸偏差，保證托輥安裝后輸送帶寬度方向左右受力均勻，無偏心力。

（4）在巡檢過程中，注意對托輥軸承座和軸承的檢查，保證軸承座安裝穩(wěn)固、軸承潤滑充足。

（5）及時(shí)修復(fù)缺失的托輥，在沉降的托輥支架位置增加墊板，保證托輥水平等安裝精度。

圖1 托輥前傾糾偏原理

2.3 卸料點(diǎn)后跑偏防治

（1）設(shè)計(jì)過程中，避免使用單側(cè)卸料的犁式卸料器，提高卸料過程中煤料覆蓋在輸送帶上的均勻性，且防止輸送帶單側(cè)受沖擊作用。

（2）加裝導(dǎo)料板，提高卸料的準(zhǔn)確性。

2.4 任意位置跑偏防治

（1）提高輸送帶生產(chǎn)質(zhì)量，檢查拼接縫是否滿足質(zhì)量要求，對于由拼接縫歪斜導(dǎo)致的輸送帶跑偏，應(yīng)重新進(jìn)行連接；另外，應(yīng)控制輸送帶生產(chǎn)工藝，保證輸送帶中織物纖維、橡膠等分布均勻，保證各段繩芯長度均勻一致，避免寬度方向彈性伸長不勻。

（2）通過調(diào)節(jié)張緊滾筒的位置，給輸送帶施加一定的預(yù)張緊力，數(shù)值大小可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或傳感器讀數(shù)調(diào)節(jié)。

（3）設(shè)備安裝后，應(yīng)檢查各托輥支架的中心線偏差，做好設(shè)備基礎(chǔ)的沉降控制和監(jiān)測，并進(jìn)行局部調(diào)整。

（4）對于容易發(fā)生跑偏或輸送帶跑偏量較大的位置，可采用調(diào)心托輥裝置進(jìn)行糾偏。根據(jù)裝置結(jié)構(gòu)調(diào)心托輥可分為以下幾種：①帶立輥的調(diào)心托輥；②摩擦上調(diào)心托輥；③無源液壓糾偏托輥；④有源糾偏托輥。

帶立輥的調(diào)心托輥結(jié)構(gòu)如圖2所示。該裝置在常規(guī)托輥的基礎(chǔ)上增加了兩側(cè)的立輥，且托輥支架可繞中心旋轉(zhuǎn)，當(dāng)輸送帶發(fā)生跑偏時(shí)，跑偏一側(cè)的輸送帶與該側(cè)的立輥發(fā)生接觸，使得立輥所受的力驅(qū)動托輥支架繞中心偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)方向與跑偏方向相反，而輸送帶有與托輥中心平行的運(yùn)動趨勢，因此跑偏后的輸送帶逐漸向相反方向移動，直至輸送帶回到對稱中心。

摩擦上調(diào)心托輥是指在兩側(cè)托輥的邊部增加一段曲面?zhèn)容?，且?cè)輥內(nèi)有摩擦阻尼裝置，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。與帶立輥的調(diào)心托輥糾偏原理相似，輸送帶跑偏后，與一側(cè)的側(cè)輥接觸，側(cè)輥內(nèi)產(chǎn)生的阻力使支架繞中心發(fā)生偏轉(zhuǎn)，輸送帶趨向于與托輥中心平行，由此實(shí)現(xiàn)糾偏。

帶立輥的調(diào)心托輥和摩擦上調(diào)心托輥糾偏量有限，對于跑偏發(fā)生率較高、跑偏量較大的情況，可采用如圖4所示的無源液壓糾偏托輥結(jié)構(gòu)。該裝置主要由檢驅(qū)輥、齒輪泵、復(fù)合油缸、調(diào)心托輥、底座等組成。正常工作狀態(tài)下，輸送帶與其兩側(cè)的檢驅(qū)輥不發(fā)生接觸，兩臺齒輪泵不工作，調(diào)心托輥也處于平衡位置；當(dāng)輸送帶向一側(cè)跑偏時(shí)，輸送帶與該側(cè)的檢驅(qū)輥接觸，并使其旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動齒輪泵將液壓油由油箱輸入油缸的有桿腔或無桿腔，從而推動油缸桿縮回或伸長，由此使調(diào)心托輥偏轉(zhuǎn)，從而糾正輸送帶的跑偏。

圖2 帶立輥的調(diào)心托輥結(jié)構(gòu)

圖3 摩擦上調(diào)心托輥結(jié)構(gòu)

圖4 無源液壓糾偏托輥結(jié)構(gòu)

帶立輥的調(diào)心托輥、摩擦上調(diào)心托輥和無源液壓糾偏托輥均采用了無源自糾偏，而有源糾偏托輥則增加了糾偏動力源。有源糾偏裝置結(jié)構(gòu)如圖5所示，其主要由伺服電機(jī)、蝸輪蝸桿裝置、調(diào)心托輥、底座、跑偏檢測裝置等組成。當(dāng)輸送帶發(fā)生跑偏時(shí)，檢測裝置對跑偏量進(jìn)行檢測，并實(shí)時(shí)將信號傳回控制裝置，控制裝置根據(jù)程序設(shè)定決定是否啟動糾偏，以及具體的糾偏量；糾偏信號發(fā)送至伺服電機(jī)，從而驅(qū)動蝸輪蝸桿裝置，使調(diào)心托輥組整體旋轉(zhuǎn)特定度數(shù)。該裝置成本較高，但糾偏能力最強(qiáng)。

圖5 有源糾偏裝置結(jié)構(gòu)

3 結(jié)語

本文針對煤礦帶式輸送機(jī)的跑偏問題，首先分析了輸送帶的常見跑偏類型和原因，然后分別從滾筒結(jié)構(gòu)改進(jìn)、托輥前傾、卸料結(jié)構(gòu)、不同類型調(diào)心托輥等方面，對不同類型跑偏的防護(hù)和糾偏方法進(jìn)行了廣泛研究，為煤礦帶式輸送機(jī)的跑偏治理提供了有益借鑒。