煤礦井下帶式輸送機(jī)輸送帶跑偏研究

張麗娟

（同煤集團(tuán)同家梁礦， 山西 大同 037003）

引言

在煤礦井下的實(shí)際運(yùn)輸過程中，帶式輸送機(jī)輸送帶發(fā)生跑偏故障是影響正常生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)闹饕蛩刂籟1]。經(jīng)過對帶式輸送機(jī)的故障進(jìn)行統(tǒng)計分析得出，60%左右的帶式輸送機(jī)故障主要由輸送帶跑偏引起，而由輸送帶跑偏造成的輸送帶損壞及輸送帶磨損導(dǎo)致輸送帶壽命降低，不僅影響著煤礦井下正常的生產(chǎn)運(yùn)輸，同時也帶來了高額的維護(hù)和維修保養(yǎng)費(fèi)用。因此，對煤礦井下帶式輸送機(jī)輸送帶跑偏機(jī)理進(jìn)行研究，并提出相應(yīng)的調(diào)整措施，對煤礦的安全高效生產(chǎn)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 輸送帶跑偏機(jī)理

帶式輸送機(jī)輸送帶的運(yùn)行過程是一個始終處于平衡狀態(tài)下的閉合環(huán)繞式的循環(huán)運(yùn)行過程，通常將其位于滾筒以上部分稱為上行部分，位于滾筒之下的部分稱為下行部分。在帶式輸送機(jī)正常運(yùn)行過程中，上行與下行輸送帶的中線一直處于一個平面內(nèi)。當(dāng)輸送帶由于一些外力因素的影響，導(dǎo)致其上行與下行部分沿帶寬方向受到的拉力發(fā)生變化，造成上下輸送帶的中心線不處于同一平面內(nèi)時，輸送帶就會向一側(cè)逐漸偏移。當(dāng)偏移量達(dá)到帶寬的5%以上時，就會導(dǎo)致輸送帶跑偏[2]。

1.1 輸送帶空載受力及跑偏原因分析

根據(jù)帶式輸送機(jī)傳輸運(yùn)行原理對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化，如圖1 所示為帶式輸送機(jī)簡化后的結(jié)構(gòu)布置原理圖。帶式輸送機(jī)輸送帶的驅(qū)動和改向主要依靠驅(qū)動與改向滾筒的作用來完成，位于滾筒之間的輸送帶安裝托輥來支撐，托輥的一般結(jié)構(gòu)布置如圖2 所示。首先對輸送機(jī)在空載狀態(tài)下輸送帶的受力情況進(jìn)行分析，輸送帶在空載運(yùn)行過程受力主要包括重力、牽引力和摩擦力。輸送帶運(yùn)行的理想狀態(tài)是輸送帶始終處于居中位置運(yùn)行，該狀態(tài)下輸送帶的承載能力最大，運(yùn)行最穩(wěn)定[3]。

圖1 帶式輸送機(jī)傳輸結(jié)構(gòu)布置原理示意圖

圖2 輸送帶托輥布置示意圖

輸送帶若要一直保持在理想狀態(tài)下工作，需要滿足以下幾個條件：輸送帶的重心需要一直保持處于托輥支撐結(jié)構(gòu)以及滾筒的中心線上；輸送帶受到驅(qū)動牽引力與托輥架以及滾筒沿運(yùn)行方向的中心線保持一致，且與托輥軸的軸線保持垂直關(guān)系；輸送帶受到的摩擦與驅(qū)動牽引力處于一條直線，且與驅(qū)動牽引力方向相反，則輸送帶的受力情況如下頁圖3所示。其中F 為驅(qū)動牽引力，f 為摩擦力，G 為重力。

輸送帶在運(yùn)行過程中，為防止發(fā)生跑偏，則其中心線必須一直處于托輥與滾筒的中心線上[4]。因此，根據(jù)輸送帶的受力情況可知，帶式輸送機(jī)在空載狀態(tài)下運(yùn)行時，輸送帶受力平衡，且重心始終處在托輥和滾筒中線上，輸送帶將保持動態(tài)居中狀態(tài)運(yùn)行，否則就會發(fā)生跑偏現(xiàn)象。

1.2 輸送帶重載受力及跑偏原因分析

當(dāng)輸送帶在空載狀態(tài)下運(yùn)行，輸送帶保持居中狀態(tài)，且能夠長期平穩(wěn)運(yùn)行，分析輸送帶在重載物料的狀態(tài)下，當(dāng)物料堆放在輸送帶不均勻，重心位置偏左或偏右時，輸送帶的受力情況，如圖4 所示。

圖3 皮帶受合力示意圖

圖4 物料在不同位置皮帶產(chǎn)生的壓力示意圖

當(dāng)物料堆放偏向左側(cè)時，從圖4 的受力示意圖可以看出，物料會對輸送帶施加一個向右側(cè)方向的推力，輸送帶在該推力的作用下會偏離原來位置，出現(xiàn)向右偏移，如果出現(xiàn)持續(xù)偏移現(xiàn)象，當(dāng)偏移量超過5%時，就會發(fā)生跑偏；當(dāng)物料堆放重心偏右時同理。一般情況下，當(dāng)物料剛堆放在輸送帶上時，由于堆放不均勻以及起始堆放時造成的沖擊，都會造成輸送帶出現(xiàn)偏移，但是否最終會造成跑偏故障，取決于運(yùn)行一定時間后平穩(wěn)狀態(tài)下物料與輸送帶的中線及物料與托輥支撐中線的相對位置。因此，在空載運(yùn)行平穩(wěn)的前提下，帶式輸送機(jī)在重載狀態(tài)下運(yùn)行，物料重心與輸送帶能夠持續(xù)保持居中狀態(tài)，就不會發(fā)生跑偏故障[5]。

2 輸送帶跑偏預(yù)防措施

1）嚴(yán)格控制帶式輸送機(jī)在設(shè)計、生產(chǎn)制造和安裝等各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量。在設(shè)計階段，要選用截面性能均勻性比較好的輸送帶，在設(shè)計結(jié)構(gòu)時，要設(shè)計合理的托輥槽角與間距，托輥槽角在一定的范圍內(nèi)，其值越大，輸送帶就越難發(fā)生偏移。在生產(chǎn)制造及安裝階段，要嚴(yán)格按照相應(yīng)的技術(shù)要求及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，保證輸送機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行，調(diào)整好滾筒、托輥的位置，保證輸送帶中心線與滾筒、托輥軸線的垂直度[6]。

2）在帶式輸送機(jī)上安裝相應(yīng)的自動調(diào)偏裝置。

3 輸送帶跑偏調(diào)整方法

1）在輸送帶跑偏發(fā)生在遠(yuǎn)離兩端滾筒的中部位置時，則應(yīng)調(diào)整相應(yīng)的托輥支撐，通過調(diào)整相應(yīng)的托輥支撐，使輸送帶恢復(fù)到居中狀態(tài)下運(yùn)行，達(dá)到預(yù)防跑偏的效果；

2）當(dāng)輸送帶跑偏發(fā)生的位置在兩邊的滾筒上時，根據(jù)輸送帶的跑偏方向進(jìn)行判斷，通過調(diào)節(jié)滾筒軸座上的調(diào)節(jié)螺栓，對輸送帶進(jìn)行調(diào)緊或調(diào)松處理。

4 結(jié)語

帶式輸送機(jī)在煤礦生產(chǎn)運(yùn)輸過程占有著重要的地位，有著不可替代的作用，輸送帶作為帶式輸送機(jī)運(yùn)輸過程的主要傳輸部件，其維護(hù)、更換成本占著非常大的比重，輸送帶的跑偏問題被煤礦企業(yè)高度重視。帶式輸送機(jī)輸送帶發(fā)生跑偏問題一般是由多方面的因素造成的，應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行全方位分析，深入研究輸送帶跑偏機(jī)理, 并從設(shè)計、安裝、使用和維護(hù)等各個環(huán)節(jié)綜合考慮，選用合理有效的預(yù)防及調(diào)偏措施，防止跑偏發(fā)生，延長設(shè)備使用壽命。