蘭 剛

（國(guó)能豐城發(fā)電有限公司，江西 豐城 331100）

0 引言

輸煤系統(tǒng)帶式輸送機(jī)輸送帶跑偏是電煤轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)過(guò)程中較為常見(jiàn)的故障，跑偏會(huì)帶來(lái)許多不良的后果，如輸送帶撕裂、灑料、磨損輸送帶邊緣、劃傷輸送帶等，同時(shí)還會(huì)使?jié)L筒、托輥等部件的軸向受力增大，容易造成損壞。生產(chǎn)時(shí)非正常停機(jī)等。跑偏嚴(yán)重會(huì)摩擦側(cè)板生熱，產(chǎn)生粉塵燃燒或者爆炸的安全隱患等不良后果。輸送帶成本較高，大約占整臺(tái)輸送機(jī)成本的 60%左右，因此，預(yù)防輸送帶跑偏，對(duì)保證正常生產(chǎn)以及設(shè)備的正常使用是十分重要的。

1 帶式輸送機(jī)輸送帶跑偏的原因分析

1.1 現(xiàn)狀及趨勢(shì)

豐城公司輸煤系統(tǒng)帶式輸送機(jī)存在的不足主要體現(xiàn)如下：摻燒方式多元化、各轉(zhuǎn)運(yùn)站輸送帶間落差大、輸煤系統(tǒng)#1、#2、#7帶式輸送機(jī)為帶寬1400mm，出力1500t/h；#3、#4、#5、#6帶式輸送機(jī)為帶寬1200mm，出力為1000t/h，造成1500t/h輸煤皮帶與1000t/h上倉(cāng)皮帶對(duì)接時(shí)，后續(xù)帶式輸送機(jī)出力大于標(biāo)準(zhǔn)出力等問(wèn)題，易產(chǎn)生落煤點(diǎn)不正、滾筒積煤、托輥黏煤卡澀、輸送帶張力不均等一系列問(wèn)題，造成輸送帶跑偏頻繁[1]。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)綜合分析

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤查看，查閱皮帶機(jī)資料信息了解（以#4PB皮帶為例）：#4PB皮帶為單向運(yùn)行皮帶，中心距178.885m，傾角16°，提升高度50.4m，在頭部位置有5.75m區(qū)域是平坦區(qū)，其他區(qū)域?yàn)榕榔聟^(qū)域。其回程段平行托輥36個(gè)，其中機(jī)械調(diào)偏8組，液壓調(diào)偏3組，回程段V型托輥17組。工作面機(jī)械調(diào)偏3組，液壓調(diào)偏11組。配重滾筒在機(jī)尾中心向前65.75m處，中部采樣機(jī)在機(jī)尾中心向前60.7m處，皮帶秤在機(jī)尾中心向前43.1m處?，F(xiàn)場(chǎng)原配置液壓調(diào)偏托輥及傳統(tǒng)糾偏托輥2種糾偏裝置，液壓調(diào)偏托輥液壓管均存在滲漏，導(dǎo)向輪卡死失效；傳統(tǒng)糾偏托輥采用鐵鏈拉拽，手動(dòng)調(diào)整。出現(xiàn)跑偏時(shí)糾偏效果差，且液壓立輥與皮帶邊緣摩擦導(dǎo)致帶邊損壞，皮帶邊緣被立輥及擋邊輪磨損嚴(yán)重，已出現(xiàn)皮帶邊緣毛邊的情況，影響皮帶骨架部分和使用壽命；配重位置出現(xiàn)左右跑偏。

1.3 滾筒表面沾積危害

輸送帶的跑偏時(shí)糾偏裝置不能有效糾正。導(dǎo)致物料撒落輸送帶空段，造成物料的黏附聚積在帶式輸送機(jī)滾筒表面，形成不均勻厚度的硬塊，使?jié)L筒外形發(fā)生變化，相當(dāng)于加大了滾筒局部外徑，運(yùn)轉(zhuǎn)中滾筒偏心跳動(dòng)，引起皮帶兩側(cè)受力不均，引起輸送帶的跑偏成度加劇。如圖1所示。

1.4 糾偏裝置失效危害

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查看，現(xiàn)有糾偏裝置（如圖2）不能起到良好的糾正作用，由于其液壓裝置結(jié)構(gòu)因素，導(dǎo)致皮帶邊緣磨損，同時(shí)液壓元器件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)成本高；普通的槽形糾偏裝置為單角鋼扣焊支架，因角鋼結(jié)構(gòu)，物料在機(jī)架上堆積，造成軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)受阻，其結(jié)構(gòu)為普通前后擺動(dòng)式，兩側(cè)支撐立向軸承與底托板擺動(dòng)已失靈，現(xiàn)場(chǎng)用鋼絲、鐵鏈拉拽，整個(gè)皮帶邊緣邊部橡膠有非常多的破損，影響皮帶架骨質(zhì)量，從而會(huì)縮短輸送帶的使用壽命。

圖2 現(xiàn)場(chǎng)輸送帶糾偏裝置失效圖

2 帶式輸送機(jī)對(duì)糾偏裝置改進(jìn)思路

目前傳統(tǒng)的機(jī)械式糾偏裝置和液壓糾偏裝置面臨的最大的挑戰(zhàn)之一就是任何2條輸送系統(tǒng)的設(shè)置都不相同。理想狀態(tài)下的糾偏裝置必須具有充分的通用性以滿足不同的輸送帶類型和工作環(huán)境，并且在潮濕或干燥的工況下都能適用，優(yōu)秀的糾偏裝置應(yīng)該具有以下技術(shù)要求：1）在干燥和潮濕的工況下都應(yīng)能夠運(yùn)行。2）實(shí)現(xiàn)糾偏機(jī)制所需的力應(yīng)盡可能小。3）不應(yīng)依靠輸送帶的邊緣來(lái)實(shí)現(xiàn)糾偏機(jī)制。4）托輥的運(yùn)轉(zhuǎn)不能產(chǎn)生震動(dòng)。5）工作部件應(yīng)盡可能少，具有持久耐用特性。6）安裝應(yīng)盡可能簡(jiǎn)便，減少維護(hù)次數(shù)。7）應(yīng)對(duì)皮帶運(yùn)行有良好的糾正效果。

3 糾偏裝置優(yōu)化改進(jìn)實(shí)施

3.1 糾偏措施

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)周期跟蹤分析，帶式輸送機(jī)空載情況下皮帶跑偏發(fā)生概率較少，因此輸送帶重載時(shí)糾偏裝置性能不能滿足現(xiàn)場(chǎng)使用需求為重點(diǎn)研究方向，通過(guò)對(duì)帶式輸送機(jī)糾偏裝置優(yōu)化方案的研究，增強(qiáng)糾偏裝置的可靠性及實(shí)用性，延長(zhǎng)皮帶壽命的技術(shù)可行性，經(jīng)過(guò)多方收資調(diào)研，設(shè)計(jì)一套適合公司輸煤系統(tǒng)的自動(dòng)糾偏裝置方案，并付諸實(shí)施，取得了明顯的效果，方案的主要特點(diǎn)如下。

3.1.1 糾偏裝置改進(jìn)方向

在改進(jìn)糾偏裝置時(shí)，不僅可以對(duì)輸送帶進(jìn)行自動(dòng)糾偏，更要保證裝置在糾偏過(guò)程中能夠穩(wěn)定地運(yùn)行。因此，跑偏機(jī)需要在干燥和潮濕的工況下都應(yīng)能夠正常運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)糾偏機(jī)制所需的力應(yīng)盡可能小，不應(yīng)依靠輸送帶的邊緣來(lái)實(shí)現(xiàn)糾偏機(jī)制，托輥的運(yùn)轉(zhuǎn)不能產(chǎn)生震動(dòng)，工作部件應(yīng)盡可能少，具有持久耐用特性，安裝應(yīng)盡可能簡(jiǎn)便、免維護(hù)的。應(yīng)對(duì)皮帶運(yùn)行有良好的糾正效果。同時(shí)糾偏裝置改進(jìn)方向不采用人工被動(dòng)糾偏和液壓調(diào)心托輥組糾偏方式。人工被動(dòng)糾偏有用鋼絲、鐵鏈拉拽形式，不能保證輸送帶回到初始位置，液壓調(diào)心托輥組糾偏執(zhí)行程序煩瑣，由于其液壓裝置結(jié)構(gòu)因素，導(dǎo)致輸送帶邊緣磨損嚴(yán)重，同時(shí)液壓元器件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其維護(hù)成本及難度均高[2]。

3.1.2 糾偏裝置改進(jìn)原理

糾偏裝置須利用輸送帶跑偏的趨勢(shì)進(jìn)行輸送帶超前糾偏，不依賴于傳送帶的邊緣來(lái)驅(qū)動(dòng)校正，從而滿足了皮帶的在軌運(yùn)行和邊緣無(wú)磨損的條件。因此糾偏裝置兩側(cè)采用特殊錐形部分，類似于冠形滾筒，當(dāng)輸送帶開(kāi)始偏離中心時(shí)，便會(huì)接觸偏離那一側(cè)的托輥的錐體部分，托輥的錐體部分和中心部分的圓周速度的差異和摩擦力的變化，引起托輥繞其中心前后擺動(dòng)，擺動(dòng)程度取決于輸送帶偏離中心位置的程度。由于托輥不再垂直于輸送帶運(yùn)行的方向，斜交的托輥就會(huì)立即把輸送帶引導(dǎo)回中心位置上，一旦托輥把傳送帶引回中心位置上，兩邊的摩擦力相等，使皮帶能夠正常運(yùn)行。

3.1.3 糾偏裝置結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)置

該裝置采用一種獨(dú)特、高效的模塊式組合結(jié)構(gòu)，糾偏托輥在兩側(cè)邊緣部分有特殊的錐形結(jié)構(gòu)（類似于冠狀滾筒），從而可以使托輥繞著其內(nèi)部的一豎直樞軸旋轉(zhuǎn)。此內(nèi)部中心樞軸與輸送帶垂直，從而保證糾偏行為始終處于與輸送帶相同的水平面內(nèi)。軸承安裝于托輥的兩端軸承座內(nèi)，用于支撐托輥的運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)保證實(shí)現(xiàn)同軸向無(wú)震動(dòng)旋轉(zhuǎn)。每個(gè)糾偏托輥均使用軸承以實(shí)現(xiàn)內(nèi)套的軸在內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，中心樞軸由一個(gè)不銹鋼頭部和固定低碳鋼中心軸組成。增加防咬合的鎳復(fù)合物整個(gè)單元通過(guò)焊接密封，保證使用壽命。糾偏托輥的輥筒表面包覆有天然橡膠，確保了輸送帶和糾偏托輥間的接觸和糾正效果。軸承座的前后端均有良好的迷宮式密封措施，設(shè)計(jì)糾偏托輥產(chǎn)品系列，確保在苛刻工況下的密封效果。采取可調(diào)整式安裝架，可以使糾偏托輥很容易地安裝到大多數(shù)輸送帶機(jī)架結(jié)構(gòu)上，并適用于單向及雙向運(yùn)行輸送帶。糾偏裝置具有在線調(diào)節(jié)功能，能適應(yīng)不同槽角輸送帶，并且在輸送帶開(kāi)始偏離中心時(shí)能夠立刻進(jìn)行糾正。因糾偏托輥對(duì)輸送帶糾正不是依靠糾偏器和皮帶邊緣的接觸，可避免發(fā)生其他類型糾偏系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的輸送帶邊緣損壞的情況。

3.1.4 錐形結(jié)構(gòu)包膠輥選用

糾偏裝置采用錐形結(jié)構(gòu)包膠輥（類似于冠狀滾筒如圖3），錐形輥不與帶邊90°接觸，利用直輥的聚攏、中央樞軸系統(tǒng)和錐形輥的變徑原理超前糾偏，側(cè)錐輥糾偏角度可調(diào)，自由靈活，調(diào)節(jié)效果能保持一致，同時(shí)保證膠托輥運(yùn)行無(wú)震動(dòng)產(chǎn)生。

圖3 糾偏裝置錐形結(jié)構(gòu)包膠輥圖

3.2 糾偏裝置的安裝與調(diào)整原則

對(duì)安裝改進(jìn)型糾偏裝置，其使用材料、工具、作業(yè)工序、質(zhì)量控制、調(diào)整操作要領(lǐng)，每步均要按要求規(guī)范進(jìn)行，避免因糾偏裝置安裝質(zhì)量及調(diào)整操作不當(dāng)影響輸送帶的正常運(yùn)行。1）校準(zhǔn)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)與尾部、配重改向滾筒中線與輸送機(jī)的中心線垂直度。驅(qū)動(dòng)滾筒與各滾筒間距離較遠(yuǎn)，采用激光測(cè)距儀測(cè)量加以校準(zhǔn)。校準(zhǔn)后糾偏裝置的安裝應(yīng)特別重視其中心與帶式輸送機(jī)傳動(dòng)與尾部、配重改向滾筒中線一致，否則運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)會(huì)抵消前面所做糾偏效果。2）確定帶式輸送機(jī)糾偏裝置的合理間距，一般來(lái)說(shuō)，目前傳統(tǒng)糾偏器安裝距離不足10m一組，改進(jìn)型的包膠糾偏托輥糾偏裝置可以控制和糾正50m長(zhǎng)度的輸送帶，對(duì)總長(zhǎng)度更長(zhǎng)或者平直運(yùn)行的輸送帶來(lái)說(shuō)，糾偏的間隔可以增加至100m。3）首個(gè)上糾偏裝置安裝在頭部滾筒處過(guò)渡式托輥前開(kāi)始安裝，導(dǎo)料槽下不得安裝，首個(gè)下糾偏裝置安裝建議距離大于帶式輸送機(jī)尾部滾筒中心3倍帶寬位置。4）適當(dāng)調(diào)整上糾偏裝置的槽型角（如圖4），使單個(gè)包膠糾偏托輥增大槽型角既可加大載料的橫端面，又能在一定程度上防止膠帶跑偏。5）通過(guò)優(yōu)化該技術(shù)， 我們解決了缺乏糾偏手段的問(wèn)題，運(yùn)維人員就要對(duì)落煤管、滾筒內(nèi)的積煤進(jìn)行清理， 當(dāng)運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)由于落煤點(diǎn)不正引起輸送帶跑偏時(shí)，運(yùn)行人員應(yīng)采取其他的調(diào)偏手段進(jìn)行調(diào)偏。

圖4 上糾偏裝置的槽型角調(diào)整圖

4 改進(jìn)糾偏裝置使用效果

該糾偏裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能良好、適應(yīng)性強(qiáng)，通過(guò)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行，糾偏效果較常規(guī)糾偏器有明顯改善。1）主要解決了大傾角、荷載大的帶式輸送機(jī)輸送帶跑偏問(wèn)題，彌補(bǔ)了原帶式輸送機(jī)中通用的調(diào)心裝置不適應(yīng)大傾角、荷載大、煤種多變?cè)斐陕涿狐c(diǎn)變化等工況皮帶跑偏時(shí)現(xiàn)有常規(guī)糾偏器糾偏力不足的缺點(diǎn)，滿足帶式輸送機(jī)跑偏糾正的需求。2）實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)全程自動(dòng)調(diào)節(jié)，把運(yùn)行監(jiān)護(hù)人員從繁重的調(diào)偏工作中解脫出來(lái)，降低了運(yùn)行人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了皮帶監(jiān)護(hù)質(zhì)量。3）采用包膠糾偏托輥，增強(qiáng)了帶式輸送機(jī)的適應(yīng)性，性能可靠，使用便捷，免維護(hù)，實(shí)現(xiàn)了輸送機(jī)自動(dòng)糾偏，保證了輸送設(shè)備在惡劣工況下仍能正常運(yùn)行，同時(shí)撒煤及揚(yáng)塵的減少降低了皮帶輔設(shè)備（導(dǎo)料槽、擋煤膠、除塵器、排污泵）的故障率。4）通過(guò)對(duì)原皮帶調(diào)心裝置的換型及設(shè)計(jì)布局， 采用包膠糾偏托輥， 可以達(dá)到自動(dòng)調(diào)整落煤點(diǎn)和皮帶跑偏自動(dòng)調(diào)整的目的 ， 提高了輸煤皮帶運(yùn)行的可靠性，消除因人工調(diào)整不慎造成人身安全事故的安全隱患。5）安裝之后糾偏裝置可通過(guò)皮帶跑偏方向?qū)崿F(xiàn)自我角度調(diào)整，完成皮帶糾偏，最終皮帶基本控制在中央，跑偏量小于20mm，如圖5。6）包膠糾偏托輥的應(yīng)用，改善了輸送帶的摩擦力、承載力，降低跑偏造成輸送帶的損傷率，自2017年1月—2020年1月，公司輸煤系統(tǒng)皮帶硫化修補(bǔ)共發(fā)生211次，整體或部分更換19次，其中有97次是由于皮帶跑偏磨損所致，通過(guò)優(yōu)化糾偏裝置，有效地延長(zhǎng)了輸送皮帶使用壽命的1/4，每年可節(jié)約檢修費(fèi)用約63萬(wàn)元。糾偏裝置優(yōu)化后帶式輸送機(jī)上倉(cāng)平均出力由優(yōu)化前的650t/h提高到850t/h，有效地縮短了系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間，減少了能耗損失，每年可節(jié)約輸煤系統(tǒng)電耗150萬(wàn)kW·h，按上網(wǎng)電價(jià)計(jì)算每年結(jié)余電費(fèi)60萬(wàn)元。同時(shí)，通過(guò)糾偏裝置的優(yōu)化極大地降低了因皮帶跑偏導(dǎo)致輸煤沿線撒煤而造成的環(huán)境污染，減少人工清理工作量。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，導(dǎo)致帶式輸送機(jī)輸送帶跑偏的原因很多，必須就輸送帶跑偏的具體原因進(jìn)行分析，以防止因輸送帶跑偏造成各種經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)減少帶式輸送機(jī)的運(yùn)維成本，有效延長(zhǎng)輸送帶的使用壽命。優(yōu)化糾偏裝置，加強(qiáng)對(duì)輸送帶的預(yù)控制。包膠糾偏托輥裝置與其他自動(dòng)糾偏技術(shù)相比具有結(jié)構(gòu)合理、維護(hù)量小、糾偏力大、糾偏精度高、工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，能滿足公司現(xiàn)有多元化煤種運(yùn)行工況的要求，保證帶式輸送機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行。