煤礦皮帶輸送機滾筒調偏裝置設計

劉 濤

（山西中招招標代理有限公司，山西太原 030053）

0 引言

采煤時，煤礦工人需要將煤礦從井下挖出并運輸。傳統(tǒng)礦區(qū)基本依靠皮帶輸送機傳送，皮帶輸送的優(yōu)點是可以連續(xù)傳輸且輸送距離遠?，F(xiàn)有的煤礦輸送結構包括：主動及從動滾筒、2個固定板及輸送皮帶。2個固定板分別安裝在機架的兩側，輸送皮帶設在主動及從動滾筒上，主動及從動滾筒的轉軸設置在對應的固定板上。工作時，主動及從動滾筒轉動帶動輸送皮帶移動；工作一段時間后，輸送皮帶在主動及從動滾筒上會出現(xiàn)走偏的現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)輸送皮帶走偏，需調整從動滾筒的位置，久而久之，輸送皮帶會變形，影響輸送皮帶的運行[1]。本文通過對皮帶式輸送機跑偏的原因及危害進行分析，提出一種能夠自動對跑偏的皮帶進行糾正的調偏裝置。通過該裝置可將采出的煤以及產生的煤矸石快速運輸，增強快速反應能力的同時確保生產效率，提高設備安全性。

1 跑偏原因分析

當輸送帶有接頭的一端存在質量缺陷、維護不當、貨物堆積過重時，會引起輸送機的皮帶跑偏；此外，運輸煤礦或煤矸石的過程中，若輸送皮帶安裝不當，持續(xù)使用一段時間后，皮帶很容易跑偏，即皮帶不按照原來的路線行走。皮帶跑偏會給該輸送機帶來很大影響，比如會增大輸送機的負荷，或者加速輸送帶的磨損程度，影響輸送帶的使用壽命，進而導致輸送機不能正常工作[2]。因此需要操作工人停機查修，調整輸送機的支撐輥高度，同時還要檢修皮帶行走軌跡，把輸送機的皮帶引導至正確的軌道中。在實際生產過程中，由于輸送帶跑偏導致的停機、維修，影響生產效率，增加人工成本，耗費大量材料，并降低了輸送機的使用壽命。

2 調偏裝置的初期設計

項目初期，選用鋼板作為下支撐架，鋼板的厚度為15 mm，寬度裁剪為80 mm，長度為1 000 mm，選用厚度為5 mm，寬度為50 mm，將其兩端向下折彎，略呈U型；選用?50 mm、長度為180 mm的支撐輥作為下支撐輥，這種支撐輥也稱作托輥，其具有中間軸；選用厚度為15 mm，寬度為65 mm，長度為200 mm的鋼板作為側支撐輥安裝架，鋼板的上端向上向外折彎110°，鋼板的下端固定安裝在輸送機側壁上；側支撐輥架與下支撐輥架選用的鋼板相同，側支撐輥與下支撐輥選用相同的材質、大小一樣，便于零件的更換和采購；將側支撐輥安裝在側支撐輥安裝架上，后側支撐輥的軸線與皮帶平面的夾角為70°，并將2套同樣的機構安裝在輸送機的兩側，并對稱設置，就完成了該設備的雛形。

圖1 初期設置的輸送機滾筒調偏裝置

將該裝置在輸送機上每隔4 m裝配1套，2個下支撐輥托住上皮帶，側托輥與輸送帶側邊緣接觸，用于防止輸送帶跑偏，當輸送帶由于受力不均向一側移動時，側支撐輥會阻擋相應側的皮帶跑偏，轉動設置的側支撐輥不會與皮帶側邊產生很大的摩擦，避免由于輸送帶跑偏造成的頻繁停機維修而對生產帶來的不利影響。其能夠有效減低皮帶跑偏的情況，減少停機檢修時間[2]。

3 調偏裝置的改進

項目后期經過完善，設置的調偏裝置效果更佳。調偏支架可往復移動地安裝在固定架上；調偏托輥可轉動地安裝在調偏支架上，調偏托輥的頂部用于支撐輸送帶；驅動機構與調偏支架連接并能夠驅動調偏支架在輸送帶的厚度方向以及寬度方向上進行調偏，而不影響輸送帶的往復移動。調偏支架的底部和側部分別通過底彈簧和側彈簧安裝在固定架上，從而將調偏支架可復位地安裝在固定架上，并使得調偏支架能夠在輸送帶的厚度方向以及寬度方向上往復移動[3]。調偏支架沿輸送帶的輸送方向的前端部和后端部安裝有限位裝置，限位裝置包括安裝在固定架的限位槽和抵接在限位槽中的限位輪，用于限制調偏支架在皮帶的輸送方向的移動。

調偏支架具有彼此相對的第一側和第二側，驅動機構包括分別設置在調偏支架的左邊和右邊的左偏心凸輪件和右偏心凸輪件，以及分別對應與左偏心凸輪件和右偏心凸輪件傳動連接的左驅動件。左驅動件可以包括左電機和左減速機，右驅動件可以包括右電機和右減速機，調偏支架的左邊設置有分別與左偏心凸輪件的外周面和端面抵接的左周面抵接從動輪和左端面抵接從動輪；調偏支架的右邊設置有分別與右偏心凸輪件的外周面和端面抵接的右周面抵接從動輪和右端面抵接從動輪。左偏心凸輪件的與右端面抵接從動輪抵接的端面具有高度差，右偏心凸輪件的與右端面抵接從動輪抵接的端面具有高度差，從而能夠分別應對皮帶的不同朝向的偏移通過左驅動件和右驅動件驅動左偏心凸輪件和右偏心凸輪件旋轉；使得左周面抵接從動輪、左端面抵接從動輪和右周面抵接從動輪、右端面抵接從動輪分別跟隨左偏心凸輪件和右偏心凸輪件而相應移動，進而驅動調偏支架在皮帶的厚度方向以及寬度方向上進行調偏輸送帶的往復移動而實現(xiàn)糾偏[4]。

此外，當左驅動件驅動左偏心凸輪件旋轉時，調偏支架的左驅動件往復依次地向上、向左邊的外側、向下、向左邊的內側移動或者往復依次地向上、向左邊的內側、向下、向左邊的外側移動；當右驅動件驅動右偏心凸輪件旋轉時，調偏支架的右邊往復依次地向上、向右邊的外側、向下、向右邊的內側移動或者往復依次地向上、向右邊的內側、向下、向右邊的外側移動。調偏支架向上走動的目的是增大調偏支撐輥與皮帶之間的摩擦力，進而使得調偏支架在向外側移動的過程中，皮帶具有不同的位移量，進而實現(xiàn)糾正。

4 調偏裝置的優(yōu)化

優(yōu)化方案：煤礦皮帶輸送機滾筒調偏裝置還包括控制器以及分別安裝在調偏支架的左邊和右邊的輸送帶跑偏檢測裝置[5]。驅動機構、左右輸送帶跑偏檢測裝置分別與控制器電連接；如果左邊輸送帶跑偏檢測裝置檢測到輸送帶發(fā)生跑偏時，控制器向右邊驅動件發(fā)出啟動信號，使得右驅動件驅動右偏心凸輪件旋轉，右偏心凸輪件的旋轉使得調偏支架的右邊往復依次地向上、向右邊的內側、向下、向右邊的外側移動，由此現(xiàn)實輸送帶的調偏；如果右邊輸送帶跑偏檢測裝置檢測到皮帶發(fā)生跑偏時，設置的控制器向左邊驅動件發(fā)出信號，使得左驅動件驅動左偏心凸輪件旋轉，左偏心凸輪件的旋轉使得調偏支架的左邊，往復依次地向上、向左邊的內側、向下、向左邊的外側移動，由此現(xiàn)實輸送機滾筒的調偏[6]。

圖2 改進后的煤礦皮帶輸送機滾筒調偏裝置

5 結束語

皮帶輸送機是煤礦生產的主要運輸機器設備，耗資較大。本文設計的煤礦皮帶輸送機滾筒調偏裝置能夠有效防止皮帶跑偏現(xiàn)象發(fā)生，減少停機檢修時間，提高生產效率[7]，增加了輸送機使用壽命，有著可觀的經濟效益和社會效益。通過該裝置可將采出的煤以及產生的煤矸石快速運輸，在增強快速反應能力的同時確保生產效率，使企業(yè)在國內外市場的競爭中占據(jù)有利位置，為企業(yè)進一步發(fā)展奠定良好基礎。