鄯振華

（華陽新材料科技集團有限公司，山西 陽泉 045000）

1 概 況

帶式輸送機是煤礦常見的運輸裝置之一，電動機提供原動力，運用滾筒和皮帶間摩擦力實現(xiàn)物料輸送。帶式輸送機具有結(jié)構(gòu)簡單、輸送距離遠、物料運輸能力強、維運簡單等特點，廣泛應用于井下煤炭運輸。但實際運行過程中，當滾筒和皮帶接觸面的摩擦力不足或承載物料過重時，經(jīng)常會出現(xiàn)皮帶打滑、跑偏等現(xiàn)象，影響輸送機正常工作。為保障帶式輸送機運行平穩(wěn)，張緊裝置是不可或缺的部件之一，可有效避免這些問題。本文以華陽集團開元礦15401 工作面的帶式輸送機為例，針對存在的跑偏現(xiàn)象，在分析常用的帶式輸送機張緊方式后，根據(jù)15401 工作面具體情況，將原有的皮帶張緊裝置改為機尾拉伸式張緊方式。

2 張緊方式改造優(yōu)化

2.1 帶式輸送機常用張緊方式

2.1.1 螺桿式張緊類型

螺桿式張緊裝置一般固定在帶式輸送機尾端支架上，通過調(diào)整螺桿螺紋伸縮量，完成對張緊滾筒位移和皮帶松緊度的調(diào)整。其結(jié)構(gòu)如圖1 所示。該張緊裝置結(jié)構(gòu)簡單、造價低。然而，隨著運行時間的推移，皮帶張力下降，皮帶松弛，導致張緊效果降低。因此，螺桿式張緊裝置適用于對張緊要求不高、張緊力要求較小、短時運行的帶式輸送機。

圖1 螺桿式張緊裝置Fig.1 Screwtension device

2.1.2 水平拉伸式張緊裝置

水平拉伸式張緊裝置通常布置在可移動小車上，外設載荷經(jīng)過定滑輪與小車有效連接，保證張緊力的大小和方向可以維持不變，其張緊力的大小和載荷重量成正比關(guān)系，結(jié)構(gòu)如圖2 所示。帶式輸送機拉伸式張緊裝置結(jié)構(gòu)簡單，維護量少，但是占空間較多，調(diào)試繁雜，適用于長時運行、遠距離輸送、承載能力較強的帶式輸送機。

圖2 拉伸式張緊裝置Fig.2 Tensile tension device

2.1.3 垂直拉伸式張緊裝置

垂直拉伸式張緊裝置同樣需要通過外設載荷拉伸張緊滾筒實現(xiàn)對輸送帶的張緊，結(jié)構(gòu)如圖3 所示，該裝置與水平拉伸式張緊裝置區(qū)別在于它不依靠移動小車，而是通過2 個支撐滾筒對皮帶運轉(zhuǎn)方向進行改變，將水平運轉(zhuǎn)改為垂直運轉(zhuǎn)，然后通過載荷（配重） 對張緊滾筒進行拉伸，從而為輸送帶提供張緊力。該裝置相對于水平張緊裝置而言，占用空間較小，但需要長時間對張緊滾筒施加外載荷，設備耗損率大，降低了輸送帶壽命，成本也有所提升。

圖3 豎直拉伸式張緊裝置Fig.3 Vertical tension device

2.1.4 絞車式張緊裝置

絞車式張緊裝置主要構(gòu)成部件有速度控制器、停車器、鋼絲繩、滾筒等，在帶式輸送機上布置張力傳感器，對輸送帶張緊度進行監(jiān)測。當張緊度超出設定標準范圍時，反饋至絞車張緊控制系統(tǒng)，對工況進行辨識，調(diào)整輸送帶張力，確保帶式輸送機正常工作。該張緊裝置可根據(jù)實時工況對輸送帶張力進行調(diào)整，且占地空間小，是當前較為理想的張緊裝置。但該裝置受傳感器可靠性、信號傳輸速度等因素的影響較大，可能會出現(xiàn)誤動作，導致輸送帶張緊效果欠佳，影響物料輸送，而且輸送帶在物料輸送過程中產(chǎn)生的彈性變形和塑性變形不能及時補償，有時需要人工輔助進行調(diào)整。

2.1.5 液壓張緊裝置

液壓張緊裝置利用液壓能作為張緊力的源動力，能夠按照帶式輸送機的負載變化而進行調(diào)整，結(jié)構(gòu)如圖4 所示。該張緊裝置響應迅速，能有效防止輸送帶在啟動和運行中的打滑現(xiàn)象，張緊度能高水平保持。另外，該裝置還可實現(xiàn)遠程控制，可無級調(diào)速，同等功率條件下，體積小、質(zhì)量輕、慣性小、結(jié)構(gòu)緊湊、性能平穩(wěn)、自潤滑、易于實現(xiàn)自動化。

圖4 液壓張緊類型Fig.4 Types of hydraulic tension

2.2 張緊裝置的優(yōu)化應用

2.2.1 原有張緊裝置的問題

開元礦15401 工作面帶式輸送機主要部件有驅(qū)動裝置、滾筒、皮帶支架、輸送帶、張緊裝置及其它保護裝置，運輸能力6 000 t/h，地面傾角12°，帶寬1.8 m，帶速設定值4.3 m/s，輸送距離170 m，輸送帶長度370 m。帶式輸送機在運行作業(yè)中存在一定的慣性，因此在實施輸送帶張緊控制中必須充分考慮物料重量，確保輸送過程中輸送帶張力有效。輸送帶安全系數(shù)m 的計算公式如下：

式中：P為帶式輸送機的荷載量，t/h；L為輸送帶的寬度，mm；F為輸送帶的最大承載力。代入數(shù)據(jù)計算得，輸送帶安全系數(shù)為0.95。

15401 工作面帶式輸送機設計初期考慮空間因素，輸送機中部采用垂直張緊裝置，結(jié)構(gòu)如圖5 所示，張緊滾筒布置在輸送帶機架上，將輸送帶機架和外加載荷進行連接，輸送帶機架在支撐滾筒的支護下，在外加載荷的作用下沿著垂直軌道直線運動，保障帶式輸送機具有一定的張緊力。

圖5 15401 工作面帶式輸送機張緊裝置Fig.5 Belt conveyor tensioning device No.15401 Face

開元礦15401 工作面帶式輸送機實際運行中，發(fā)生3 了次機電設備事故，嚴重制約了工作面安全高效生產(chǎn)。通過分析研究，確定具體存在的問題。

（1） 張緊裝置維護工作量大。該裝置需配備3 個貫通，其中1 個作為張緊滾筒，另2 個作為支撐滾筒，導致設備檢修及后期維護保養(yǎng)工作量大。

（2） 張緊裝置維護難度大。外加載荷位于張緊裝置的下方，此位置通常會有物料灑落，工作環(huán)境較差，且張緊滾筒的軸承位于半空中，不利于維護保養(yǎng)，檢修作業(yè)時須攀爬，存在安全隱患。

（3） 張緊裝置故障率較多。因維護保養(yǎng)難度系數(shù)高，導致對設備的定期維護保養(yǎng)不達標的情況時有發(fā)生，特別是潤滑工作欠佳，造成設備事故。張緊滾筒所處位置工況惡劣，灑落粉塵會造成軸承損害，給設備運行埋下隱患。滾筒與導軌兩端存在一定的間隙，帶式輸送機高負荷運行時，張緊滾筒可能會出現(xiàn)擺動，導致輸送帶跑偏。此外，該間隙易于積攢粉塵，未及時清理會加速輸送帶磨損，降低輸送帶的使用壽命，設備維護成本加大。

2.2.2 機尾拉伸式張緊裝置

為解決該張緊裝置與工作面工況不匹配的問題，根據(jù)生產(chǎn)情況，并結(jié)合巷道布置情況，決定將帶式輸送機的張緊裝置改為機尾拉伸式張緊裝置。對現(xiàn)有張緊裝置進行拆除，并在帶式輸送機機尾增設張緊裝置，即在尾部增加可移動小車，與末端滾筒進行固定連接，并在小車下方布置軌道，運用鋼絲繩將小車、3 組滑輪及外加荷載進行連接，外載荷的重力牽引下，保障張力的穩(wěn)定性，提高帶式輸送機的運行可靠性。

3 結(jié) 語

開元礦15401 工作面的帶式輸送機張緊裝置優(yōu)化實裝后，運行6 個月，未發(fā)生機電設備事故可靠性顯著提升。具體表現(xiàn)為，滾筒數(shù)量減少為3 個，輸送帶彎曲轉(zhuǎn)向次數(shù)減少，輸送帶使用壽命提高，有效降低了生產(chǎn)投入；設備維護檢修工作量顯著減少，提高了設備運轉(zhuǎn)率，降低了維運人員的工作強度；滾筒破損率下降，軸承故障率降低，設備運行平穩(wěn)，輸送帶跑偏問題得到有效解決。