胡 敏

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)同忻煤礦<山西>有限公司，山西 大同 037000）

在煤礦生產(chǎn)中，最關(guān)鍵的設(shè)備就是皮帶輸送機(jī)，超前的運(yùn)載能力、較足的動(dòng)力、較長(zhǎng)的運(yùn)距等是皮帶輸送機(jī)所具有的優(yōu)點(diǎn)，并普遍使用到了煤礦中。按照功率的大小與運(yùn)輸距離長(zhǎng)短的真實(shí)要求，選取雙速或單速的皮帶輸送機(jī)來(lái)調(diào)控，可操控性比較高，進(jìn)而使運(yùn)煤出矸過(guò)程中的運(yùn)行更加穩(wěn)定?？墒?，因?yàn)樵谄匠＞S護(hù)與檢修中沒(méi)有到位，或安裝的標(biāo)準(zhǔn)不高，就造成皮帶正常運(yùn)行過(guò)程中有過(guò)載、打滑、跑偏、斷帶等問(wèn)題出現(xiàn)，特別是嚴(yán)重磨損了托輥，就造成有毛邊出現(xiàn)在皮帶的兩邊，對(duì)使用期限有很大的影響[1-4]。所以，就分析了存在于DTL 型礦用皮帶輸送機(jī)結(jié)構(gòu)中機(jī)理的不足，并將改進(jìn)方法提出來(lái)了。

1 皮帶輸送機(jī)的應(yīng)用和機(jī)械結(jié)構(gòu)

過(guò)流保護(hù)、過(guò)載、超溫、斷帶、輔助脹拉絞車與壓帶裝置、冷卻水包、減速機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、機(jī)尾滾筒、機(jī)頭等構(gòu)成了皮帶輸送機(jī)。圖1就是DTL 型礦用皮帶輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。

圖1 DTL型礦用皮帶輸送機(jī)結(jié)構(gòu)

由于持續(xù)延伸了掘進(jìn)的進(jìn)尺，經(jīng)過(guò)使用掐接皮帶來(lái)對(duì)接口進(jìn)行選擇，然后在對(duì)皮帶扣進(jìn)行砸釘，進(jìn)而來(lái)連接新皮帶，繼而延長(zhǎng)端就形成了，在選取點(diǎn)帶措施來(lái)使皮帶運(yùn)行，經(jīng)過(guò)壓帶倉(cāng)張拉絞車來(lái)收緊新皮帶，且壓帶倉(cāng)張拉絞車位于皮帶底部，進(jìn)而使皮帶的鋪設(shè)與延伸得以實(shí)現(xiàn)。由于巷道的不斷掘進(jìn)，需要將皮帶向前移動(dòng)時(shí)，能夠適當(dāng)將皮帶釋放，使其延伸，且皮帶位于壓帶倉(cāng)內(nèi)，一直延伸至延長(zhǎng)完成。

2 分析故障

2.1 托輥發(fā)生損壞的因素

在皮帶運(yùn)行時(shí)，主要是憑借托輥來(lái)使承載負(fù)荷與向前傳輸?shù)靡詫?shí)現(xiàn)，托輥所安裝的位置是支架。由于要將作用到皮帶上的阻力降低，就對(duì)托輥進(jìn)行了分類，分別是直托輥、兩聯(lián)輥與三聯(lián)輥，任意一節(jié)托輥都能夠單獨(dú)旋轉(zhuǎn)。因?yàn)槭褂玫臅r(shí)間比較長(zhǎng)，就不可避免的有煤泥滲入到托輥與托輥的連接位置，或者有毛邊出現(xiàn)在皮帶時(shí)，由于跑偏，就會(huì)有毛邊線在托輥的連接軸處纏繞，就造成托輥無(wú)法自主轉(zhuǎn)動(dòng)，就會(huì)有抱死狀況發(fā)生，皮帶正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，在其阻力比承載能力大時(shí)，就會(huì)有斷開出現(xiàn)在托輥中。持此之外，由于有落差發(fā)生在皮帶的搭接位置，在將矸石進(jìn)行輸送并下落之后，而且矸石的塊比較大，矸石的重量和下落的加速度就會(huì)直接將托輥砸斷，將托輥損壞，就不能輸送皮帶[5-7]。

2.2 減速器斷軸的因素

當(dāng)皮帶正常運(yùn)行，且運(yùn)行時(shí)間比較長(zhǎng)時(shí)，連接減速機(jī)和電機(jī)的軸承，因?yàn)槟p比較嚴(yán)重，因此就有過(guò)載斷軸出現(xiàn)。經(jīng)過(guò)觀察斷開處的裂痕和斷軸處得知，斷裂點(diǎn)一般會(huì)在軸承中間位置出現(xiàn)，而且，裂痕所呈現(xiàn)的形狀是最具代表性的疲勞斷裂。當(dāng)減速機(jī)進(jìn)行變速時(shí)，由于不小的拉伸應(yīng)力對(duì)軸承進(jìn)行作用，就會(huì)有偏心出現(xiàn)在減速軸上，因?yàn)樾D(zhuǎn)剪應(yīng)力的不斷作用而導(dǎo)致無(wú)法在一個(gè)軸線中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，就會(huì)疊加應(yīng)力作用到軸承，繼而有斷裂產(chǎn)生。

2.3 皮帶跑偏的因素

由于前、后驅(qū)動(dòng)滾筒有不同的拉力，跑偏就會(huì)出現(xiàn)在皮帶輸送機(jī)中。當(dāng)對(duì)皮帶的延伸進(jìn)行鋪設(shè)時(shí)，從動(dòng)裝置就是機(jī)尾滾筒，只是安裝了機(jī)尾滾筒并沒(méi)有進(jìn)行調(diào)試，造成皮帶運(yùn)行之前與之后的軸心線不同，而且由于巷道的高度不同，當(dāng)開機(jī)進(jìn)行運(yùn)行之后，由于有不同的張力進(jìn)行作用，并且皮帶的從動(dòng)滾筒與主動(dòng)滾動(dòng)造成有差異存在于帶速中，導(dǎo)致跑偏發(fā)生；當(dāng)對(duì)托輥進(jìn)行安裝時(shí)，如果發(fā)生皮帶的輸送面和托輥的支撐面的角度不是90°時(shí)，跑偏依然會(huì)發(fā)生[8-10]。

3 優(yōu)化措施

3.1 優(yōu)化托輥設(shè)計(jì)

以托輥的基本結(jié)構(gòu)和其工作原理為基礎(chǔ)，來(lái)把該裝置之前就存在的圓柱托輥進(jìn)行改進(jìn)，且改進(jìn)的裝置能夠伸縮、彈簧、圓柱體，該裝置能夠支撐皮帶，當(dāng)皮帶是重載時(shí)，還可以通過(guò)彈簧所具有的伸縮性與其抗拉來(lái)平衡緩沖皮帶，經(jīng)過(guò)對(duì)彈簧所對(duì)應(yīng)的彈力系統(tǒng)進(jìn)行利用，可以防止有跑偏灑煤漏矸出現(xiàn)，進(jìn)而來(lái)保護(hù)皮帶。圖2就是皮帶彈簧托輥的改進(jìn)圖。

圖2 皮帶彈簧托輥改進(jìn)

3.2 改進(jìn)安裝減速器——電機(jī)軸銷的工藝

（1）保證中線準(zhǔn)確度的要求。當(dāng)對(duì)電機(jī)聯(lián)軸與減速機(jī)進(jìn)行安裝時(shí)，可以選用激光來(lái)將軸對(duì)準(zhǔn)，確保電機(jī)主軸、聯(lián)軸節(jié)、液力耦合器、減速機(jī)主軸可以在相同的中心線與水平高度上，使由于偏軸而產(chǎn)生的震動(dòng)進(jìn)而引發(fā)斷軸的幾率下降。

（2）將液力藕合器安裝到電機(jī)輸出端的軸承中，就會(huì)使電機(jī)所提供的所有主動(dòng)力會(huì)經(jīng)過(guò)傳遞直接傳輸?shù)綔p速機(jī)軸承中，保證受力分布是均勻的，防止由于受力分布的不均勻而發(fā)生失衡，將發(fā)生斷軸的幾率降低。

（3）定期檢修減速機(jī)上的換擋軸，要及時(shí)將噪聲增大、抖動(dòng)異常等故障的原因發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)整改與排查，保證皮帶所具有的張緊力逐漸平穩(wěn)，將比較大的波動(dòng)減少，對(duì)運(yùn)行的穩(wěn)定性有很大的影響。圖3就是其對(duì)比圖。

圖3 減速器一電機(jī)軸銷改進(jìn)前后皮帶張緊力對(duì)比

從圖3 得知：在未改進(jìn)減速器一電機(jī)軸銷時(shí)，當(dāng)皮帶制動(dòng)與啟動(dòng)時(shí)會(huì)有沖擊波動(dòng)產(chǎn)生，且沖擊波動(dòng)比較大，張緊力所表現(xiàn)的曲線是密集的，且是曲線是波動(dòng)曲線，這就表示在這個(gè)期間，皮帶因?yàn)槭芰Χ凶兓l(fā)生，在停機(jī)與開機(jī)時(shí)，不能保證皮帶啟停的穩(wěn)定性，當(dāng)負(fù)荷比較大時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，就極易導(dǎo)致有折損發(fā)生在軸銷中。在進(jìn)行改進(jìn)之后，如圖3（b）可以得知，在制動(dòng)、啟動(dòng)時(shí)，張緊力沒(méi)有太大波動(dòng)，波動(dòng)的比較平緩，不會(huì)影響連接軸銷。所以，當(dāng)進(jìn)行啟停時(shí)，因?yàn)槭芰Σ淮螅M(jìn)而就把部件所發(fā)生的磨損降低了，使電機(jī)聯(lián)軸與減速機(jī)的使用期限延長(zhǎng)[11]。

3.3 設(shè)計(jì)自動(dòng)糾偏

對(duì)糾偏夾與糾偏托輥相組合的裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)與安裝。經(jīng)過(guò)對(duì)DTL 型礦用皮帶進(jìn)行結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)的改進(jìn)、優(yōu)化，將托輥底座加裝到之前托輥上，托輥支撐架、蝸輪轉(zhuǎn)軸、蝸輪、蝸桿支撐架、蝸桿等構(gòu)成了托輥底座，在有非常顯著的跑偏出現(xiàn)在皮帶中之后，發(fā)生跑偏的那一側(cè)上的載荷要比沒(méi)有發(fā)生跑偏的那側(cè)的載荷要高，就會(huì)有離心出現(xiàn)在托輥、皮帶的中心線中。由于蝸桿的不斷調(diào)解，就會(huì)激發(fā)轉(zhuǎn)軸與渦輪調(diào)向，在將支撐力進(jìn)行施加，且此支撐力與蝸桿調(diào)解方向是相反的，進(jìn)而就可以對(duì)偏轉(zhuǎn)載荷上的重力進(jìn)行平衡，推動(dòng)皮帶主動(dòng)運(yùn)行至之前的中線處，使其自動(dòng)糾偏得以實(shí)現(xiàn)，保證運(yùn)行的正常性。圖4就是其改進(jìn)圖。

圖4 自動(dòng)糾偏托輥改進(jìn)

4 分析使用效果

通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化之后，DTL型皮帶輸送機(jī)就被晉能控股煤業(yè)集團(tuán)某礦在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了試驗(yàn)。就托輥進(jìn)行更換這方面來(lái)說(shuō)，在未優(yōu)化時(shí)，1 個(gè)月平均就更換17條托輥，在優(yōu)化之后，需要更換的托輥是6 條，且托輥都是損壞的。就維修的次數(shù)來(lái)說(shuō)，比之前的檢修次數(shù)降低了大概60%以上，在運(yùn)行過(guò)程中，皮帶的噪聲也降低了很多。通過(guò)使用糾偏裝置，降低了皮帶的落矸灑煤量，降低了工人的勞動(dòng)量，而且皮帶也沒(méi)有在由于跑偏而有毛邊發(fā)生，沒(méi)有線繩纏繞到托輥上，當(dāng)更換了減速機(jī)與電機(jī)的連接軸以后，將使用周期延長(zhǎng)了，使設(shè)備的維護(hù)與投入成本降低了。

5 結(jié)束語(yǔ)

（1）經(jīng)過(guò)優(yōu)化托輥的設(shè)計(jì)之后，會(huì)使皮帶的啟停期間的運(yùn)行更加穩(wěn)定，使皮帶的張緊力變化幅度降低，防止皮帶在啟停時(shí)由于受力過(guò)載而有拉斷發(fā)生。

（2）集中改進(jìn)防跑偏與托輥裝置，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，將皮帶正常運(yùn)行時(shí)所發(fā)生的超限跑偏降低，造成灑煤漏矸現(xiàn)象的發(fā)生，于此同時(shí)，還將作用到皮帶上的方向不同的力平衡了，盡可能地進(jìn)行了保護(hù)。

（3）在保護(hù)了電機(jī)與減速機(jī)的連接軸銷之后，會(huì)使皮帶的傳動(dòng)系統(tǒng)更加安全，保證皮帶運(yùn)行的更加穩(wěn)定與安全，使維護(hù)成本下降。