具有防跑偏功能礦用帶式輸送機(jī)的分析與應(yīng)用

曹 瓊

（霍州煤電集團(tuán)辛置煤礦， 山西 霍州 031412）

引言

帶式輸送機(jī)在使用過程中表現(xiàn)出很多優(yōu)勢，比如運(yùn)輸距離長、裝載能力高、適應(yīng)性強(qiáng)等，在很多行業(yè)都得到了非常廣泛的應(yīng)用[1-2]。煤礦生產(chǎn)中，帶式輸送機(jī)是其中非常主要的器械設(shè)備。礦用帶式輸送機(jī)共有四大構(gòu)成部分，分別為承載部分、傳送部分、卸載部分和驅(qū)動部分[3]。其基本工作原理就是在電動機(jī)驅(qū)動力的作用下，輸送皮帶無限循環(huán)轉(zhuǎn)動，將煤礦物料從一個地點運(yùn)送到另一個地點[4]。與普通運(yùn)輸工具相比較而言，該種運(yùn)輸設(shè)備效率高、成本低，能夠顯著提升運(yùn)載經(jīng)濟(jì)效益。然而在煤礦生產(chǎn)中，每天需要運(yùn)載的煤礦量相對很大，且整體運(yùn)輸距離非常長，導(dǎo)致礦用帶式輸送機(jī)在日常工作中出現(xiàn)超負(fù)荷、長時間運(yùn)轉(zhuǎn)情況，再加上煤礦生產(chǎn)環(huán)境惡劣，對機(jī)械設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)力度不足，使得帶式輸送機(jī)在工作過程中經(jīng)常出現(xiàn)故障問題，其中最常見的就是打滑和跑偏[5-6]。一旦出現(xiàn)類似故障問題，小則影響設(shè)備的生產(chǎn)效率，嚴(yán)重時可能引發(fā)煤礦生產(chǎn)安全事故?；诖?，有必要針對礦用帶式輸送機(jī)的跑偏問題開展針對性研究，并提出預(yù)防跑偏的措施。

1 礦用帶式輸送機(jī)的跑偏問題

辛置礦工作面回采煤層的厚度平均值為3.3 m，工作面的設(shè)計走向長度以及傾向長度分別為450 m和150 m，本礦井利用綜合機(jī)械化回采工藝，經(jīng)過長時間工作，本工作面已經(jīng)完成回采170 m。本礦井同時利用刮板輸送機(jī)和帶式輸送機(jī)工作實現(xiàn)采煤，其中刮板輸送機(jī)為SGZ-800/750 型號，帶式輸送機(jī)為DTL 型號。因為本文所述的工作面在120～130 m 范圍內(nèi)總共揭露正斷層14 條，使得在這個范圍內(nèi)回采巷道高差不均勻，在通過帶式輸送機(jī)運(yùn)輸煤礦物料時，經(jīng)常發(fā)生打滑、皮帶跑偏等問題，進(jìn)而可能引發(fā)皮帶斷裂故障，對設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)行造成了嚴(yán)重威脅。經(jīng)過實踐統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，該工作面的帶式輸送機(jī)在1 年時間內(nèi)至少出現(xiàn)了4 次斷帶故障，這些事故的出現(xiàn)共計造成直接經(jīng)濟(jì)損失超過40 萬元，給煤礦的正常生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。同時，給設(shè)備和工作人員的安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。

2 礦用帶式輸送機(jī)防跑偏機(jī)構(gòu)的分析

2.1 礦用帶式輸送機(jī)防跑偏機(jī)構(gòu)的基本組成

從圖1 中可以看出，整個帶式輸送機(jī)共由21 個構(gòu)成部分。該結(jié)構(gòu)的特點在于，帶式輸送機(jī)的尾部、頭部和中部相關(guān)結(jié)構(gòu)件全部直接安裝在底座上面，呈現(xiàn)出一體化的特點，為整個機(jī)器的穩(wěn)定運(yùn)行提供了堅實的保障。

在底座上面安裝固定有兩個第一支撐架和支撐臺，其中兩個支撐架呈現(xiàn)對稱分布。在左側(cè)的兩個第一支撐架之間設(shè)計轉(zhuǎn)軸以及第一傳動輥。位于右側(cè)的支撐臺外側(cè)壁上設(shè)置了固定架，在固定架和支撐臺中間安裝有驅(qū)動電機(jī)，主動輪和從動輪通過皮帶傳遞動力。在中間位置還設(shè)置了轉(zhuǎn)動桿和移動棍。

2.2 礦用帶式輸送機(jī)防跑偏機(jī)構(gòu)的基本原理

圖1 具有防跑偏機(jī)構(gòu)的礦用帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計示意圖

煤礦在采煤過程中，帶式輸送機(jī)正常工作，在傳動帶的作用下利用驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動主動輪進(jìn)而帶動傳動輪轉(zhuǎn)動。傳動輪與第二轉(zhuǎn)軸和第二轉(zhuǎn)動輥通過鍵連接在一起，傳動輪轉(zhuǎn)動就會帶動后兩者一起轉(zhuǎn)動，在傳輸皮帶的作用下又使得第一傳動輥和第一轉(zhuǎn)軸發(fā)生轉(zhuǎn)動。在上述的動力傳輸過程中，實現(xiàn)了傳輸皮帶的無限循環(huán)轉(zhuǎn)動，將煤礦物料放置在傳輸皮帶上實現(xiàn)傳輸煤礦的作用。

帶式輸送機(jī)在長時間重載荷條件下進(jìn)行工作時，其傳輸皮帶不可避免地會出現(xiàn)松弛問題，這是導(dǎo)致傳輸皮帶發(fā)生跑偏問題的根本原因所在。在本文所述的防跑偏機(jī)構(gòu)中，一旦出現(xiàn)了傳輸皮帶松弛問題，可以將鎖定螺釘進(jìn)行擰松處理，此時第二支撐板就能夠以螺釘為軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動，其在轉(zhuǎn)動過程中會使得移動輥隨之一起發(fā)生移動，從而實現(xiàn)張緊傳輸皮帶的目的。然后再將鎖緊螺釘擰緊。一旦傳輸皮帶得到張緊，其與最上端和最下端的傳動輥之間的摩擦力增加，能夠有效防止發(fā)生跑偏現(xiàn)象。

2.3 礦用帶式輸送機(jī)防跑偏機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點分析

2.3.1 優(yōu)點

1）本文所述的礦用帶式輸送機(jī)防跑偏機(jī)構(gòu)只是在傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一些簡單的改進(jìn)。整體上結(jié)構(gòu)相對簡單，改造成本也很低。本設(shè)備利用傳送皮帶就完成了輸送機(jī)的軟啟動工作，如果輸送距離不是非常遠(yuǎn)，不需要專門設(shè)置減速機(jī)，這樣就在很大程度上節(jié)省了設(shè)備的資金投入，減少了設(shè)備成本。

2）整個輸送裝置安裝過程簡單方便，并且安裝結(jié)果較為牢固。從圖1 可以看出，帶式輸送機(jī)有一個完整的底座，本文所述的輸送機(jī)頭部位置、尾部位置和中部位置相關(guān)的零部件都直接安裝固定在底座上，確保了整個皮帶輸送機(jī)的一體化。將其投入工作時只需要將底座牢牢固定在地面上即可，安裝過程簡單方便。傳統(tǒng)的帶式輸送機(jī)在完成安裝工作后還需要進(jìn)行調(diào)偏處理，而本機(jī)器不需要該工序，且降低了很多H 架安裝數(shù)量。

3）具有良好的防跑偏效果。該新型帶式輸送機(jī)在正常工作過程中，一旦發(fā)現(xiàn)傳輸皮帶存在松弛現(xiàn)象，可馬上將鎖緊螺釘松開，然后旋轉(zhuǎn)第二支撐板，通過移動輥實現(xiàn)傳輸皮帶的張緊，進(jìn)而防止傳輸皮帶發(fā)生打滑或者跑偏的問題。整個調(diào)整過程非常簡單，且能夠取得較好的防跑偏效果。

4）能夠適應(yīng)各種工作環(huán)境。本文所述的新型帶式輸送機(jī)防跑偏機(jī)構(gòu)不僅可以用在本案例的工作環(huán)境，還可以將其應(yīng)用到更加復(fù)雜的工作環(huán)境中，或者具有很大彎度的巷道中。傳輸距離也可以根據(jù)實際需要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。可見，本文所述的帶有防跑偏機(jī)構(gòu)的帶式輸送機(jī)能夠適應(yīng)各種工作環(huán)境，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。

2.3.2 缺點

雖然本文所述的防跑偏功能的帶式輸送機(jī)具有上述的很多優(yōu)勢和好處，但不得承認(rèn)，其在使用過程中仍然存在一些問題，需要進(jìn)一步完善改進(jìn)。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，最大的缺陷就是其運(yùn)輸長度不能太長，在實踐應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，該新型帶式傳輸機(jī)構(gòu)傳輸距離應(yīng)該控制在200 m 范圍內(nèi)，該問題在一定程度上限制了其運(yùn)輸效率的提升。第二，如果通過一臺電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，有時會出現(xiàn)驅(qū)動動力不足的現(xiàn)象，基于此，特殊情況下需要通過兩臺電機(jī)進(jìn)行同時驅(qū)動才能夠滿足實際使用需要。第三，該新型帶式輸送機(jī)防跑偏的基本原理是通過增加皮帶的張緊力，由于傳送皮帶長時間處于大張力狀態(tài)下工作，長此以往皮帶必然容易出現(xiàn)疲勞損傷問題，這在一定程度上縮短了皮帶的使用壽命，每間隔一段時間就需要更換傳輸皮帶，如果不及時更換就存在斷帶的風(fēng)險。

3 應(yīng)用效果分析

辛置礦采集工作面使用的傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)經(jīng)常發(fā)生打滑和跑偏問題，為了避免該問題，將本文所述的具有防跑偏功能的帶式輸送機(jī)應(yīng)用到辛置礦工作面中，替換傳統(tǒng)的帶式輸送機(jī)進(jìn)行工作。該新型帶式輸送機(jī)于2019 年3 月21 日被正式投入使用并正常運(yùn)行半年后分析其使用效果，發(fā)現(xiàn)新型帶式輸送機(jī)能夠有效地防止輸送皮帶出現(xiàn)打滑和跑偏現(xiàn)象，整個輸送機(jī)的傳輸效率得到顯著提升。此外還保證了機(jī)器的安全穩(wěn)定運(yùn)行，為工作人員的生命財產(chǎn)安全提供了有效保障，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益?？梢?，本文所述的防跑偏機(jī)構(gòu)的帶式輸送機(jī)具有進(jìn)一步推廣使用的價值。

4 結(jié)論

新型的具有防跑偏機(jī)構(gòu)的帶式輸送機(jī)，與傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)相比，能夠很好地防止跑偏和打滑問題。實踐證明，新型帶式輸送機(jī)的應(yīng)用取得了良好的效果，值得進(jìn)一步推廣使用。