帶式輸送機膠帶跑偏故障分析與解決措施

盧 勇

(大同煤礦集團安全監管五人小組管理部軒煤分部，山西 原平 034100)

0 引言

煤礦帶式輸送機是煤礦中的重要工具之一，隨著煤礦生產機械化程度的提高，輸送機運行正常與否直接影響著煤礦生產。具體來說，在實際運行過程中，煤礦帶式輸送機最常遇到的是跑偏故障，嚴重地影響到了煤炭的運輸速度，甚至造成相關設備毀壞。解決帶式輸送機跑偏故障是設備檢修工面臨的大量基礎性工作。

1 煤礦帶式輸送機

1.1 概述

煤礦帶式輸送機廣泛使用于煤炭采掘、生產、轉運、加工等各個環節。其主要組成部分有運輸帶、托輥、滾筒、驅動、制動裝置、張緊和改向裝置以及裝載、卸載和清掃裝置。其中運輸任務主要是通過運輸帶的運動來實現的。而運輸帶的運動又是通過滾筒與托輥、運輸帶之間的摩擦力的作用實現的，因此滾筒和托輥的安裝位置都需要較高的精準性，即滾筒要與帶式輸送機長度方向中心線相垂直，托輥的橫向中心線與帶式輸送機的縱向中心線重合。

1.2 帶式輸送機膠帶跑偏的形式

煤礦帶式輸送機膠帶跑偏主要有3種表現形式，①煤礦帶式輸送機的運輸帶松緊度不一致時，會逐漸向緊的一側移動；②煤礦帶式輸送機的托輥支架沒有保持在統一水準上的時候，運輸帶會向后移動；③煤礦帶式輸送機的運輸帶兩側沒有在同一高度時，會移動向高側。

煤礦帶式輸送機跑偏故障帶來的直接后果就是運輸帶與輸送機脫離，相關的生產線就會被迫停止，延誤生產。同時也會導致相關的生產設備受到損壞，不僅是帶式輸送機，也會給其它與運輸帶并沒有直接聯系的生產設備造成不正常的磨損。另外，煤礦帶式輸送機跑偏故障的發生也會帶來不小的安全隱患，不僅會使得物料翻卷，使得運輸帶單側受到了過分的力的作用，從而斷裂，危及生產人員的安全，更有甚者會使得皮帶軟化、燒焦、起火。

2 膠帶跑偏故障機理分析

2.1 帶式輸送機自身的問題

煤礦帶式輸送機在制造的時候也會出現質量不過關的問題，使得運輸帶的結構不平整，其所受的力也就會出現不均勻的問題，運輸帶隨即跑偏。其次煤礦皮帶在長久的使用過程中也會由于老化等原因使得皮帶兩側的張力不均，從而導致跑偏故障的發生。另外由于煤礦所開采的礦料都具有一定的粘性，帶式輸送機在運行了一定時間后，其托輥和滾筒就會沾染上這些礦料，這也會使得運輸帶兩側受力不均，使得運輸帶跑偏。

2.2 帶式輸送機安裝時出現問題

煤礦帶式輸送機在安裝時出現的問題主要集中在機架、運輸帶、導料槽兩側的橡膠板等設備上。其中機架的安裝問題主要是安裝時歪斜，使得兩側出現高低傾斜的問題，導致兩側受力不均，運輸帶自然也就跑偏了。而運輸帶的安裝問題則是接頭不平直，導料槽兩側的橡膠板則容易出現受力不均的問題，使得運輸帶兩側所受到的張力和摩擦力出現偏差而跑偏。 另外，托輥和滾筒安裝位置的不準確會使得垂直度的誤差過大，從而加重運輸帶跑偏的現象。

2.3 帶式輸送機運行時出現問題

煤礦帶式輸送機在運行時，相關的工作人員也要按照操作規范嚴格進行操作，才能降低跑偏故障的發生概率。工作人員如果不注意，給料不均勻就會導致礦料的下落方向和下落位置的錯誤，從而使得運輸帶跑偏。另外已經投入使用了一段時間的運輸帶也會出現接頭不平直、毛躁的問題，同時其它設備也會出現或松弛、或老化、或相互之間磨合度下降的問題，這些問題會導致運輸帶的內部應力不均勻，從而導致運輸帶跑偏。

3 基于FTA的膠帶跑偏故障分析

3.1 故障樹的建立

通過前面的分析，結合故障樹分析原理，建立帶式輸送機跑偏故障的故障樹如圖1所示。

圖1 帶式輸送機膠帶跑偏故障樹示意圖

該故障樹由3個中間事件，8個底事件，3個或門以及一個與門組成。圖中各事件的說明見表1。

表1 帶式輸送機膠帶跑偏故障的故障事故樹代號說明

3.2 故障樹分析

對圖1所示的事故樹進行布爾運算，可以得到最小割集的計算公式

T=A1+A2+A3=(x1+…+x7+x7·x8)

(1)

從上式中可以看出，該事故樹的最小割集共有17個，且除了{x7，x8}外均為單獨事件割集。因此，可以判斷該事故樹的可靠性并不是很高。

從故障樹結構中可以看出，或門所占百分比為90.9%，與門數量為9.1%。根據故障樹定量計算方法，可知頂事件的發生概率如式(2)所示

P(A)=P(x1)+P(x2)+…+P(x7)P(x8)

(2)

當已知各事件基本概率時，就可以通過式(2)求得頂事件發生的概率。

4 帶式輸送機膠帶跑偏的解決措施

4.1 安裝調整好托輥及其相關設備

托輥及其相關設備對煤礦帶式輸送機的正常運行有著很重要的作用。因此可以通過安裝調整托輥及其相關設備的方法來預防處理煤礦帶式輸送機的跑偏故障。針對托輥而言，在安裝時，可以對托輥兩側的安裝孔進行加工，使其變成長孔，以方便調整托輥。在調整時就要根據實際情況，將其向運輸帶跑偏方向的反方向且向后調整。而托輥的相關設備，即調心托輥組，主要針對的是煤礦帶式輸送機前期運輸過程中出現的跑偏故障，可以起到有效將事故控制在合理范圍內的作用。這是由托輥組的特殊工作原理造成的。托輥在水平面上轉動時會產生一種橫向附加力，然后圍繞著中心軸托輥組就會轉動成一個弧度。由于運輸帶在運行時與托輥不會出現垂直的狀況，當滿足上述條件時，運輸帶就會自動向中心移動。

4.2 對帶式輸送機的其它設備進行調整

要預防和處理帶式輸送機的跑偏故障，還要對它的其它設備進行調整，主要有滾筒和運輸帶兩方面進行調整。一個輸送機中大概有2～5個數量的滾筒，因此在安裝滾筒時，就要極度小心謹慎，以確保滾筒的安裝位置與輸送機的長度中心線成垂直狀態。當處理跑偏故障時，可以調整驅動滾筒位置和改向滾筒位置，但在調整前，要先對其安裝位置做好固定處理，所調整的方向與運輸帶跑偏的方向也應當相反且向后，然后反復調整直至達到要求即可。另外一個需要調整的設備就是運輸帶，其實主要調整的是運輸帶的緊張程度。①機械式張緊，即螺旋張緊，在使用這種措施時，要確保在張緊滾筒的軸承座移動過程中滾筒的軸線與運輸帶的縱向方向成垂直；②重錘式張緊，這種措施又有2個小的措施，中部重錘式張緊和尾部重錘式張緊。其操作要點是為了確保滾筒軸心線始終處在一個水平上，不僅要使其軸心線垂直于運輸帶的長度方向，更要保證其垂直于重力垂線。

4.3 安裝防偏開關

防偏開關能夠有效地預防處理煤礦帶式輸送機的跑偏故障。防偏開關的功能分為兩級，一是報警，二是自動停機。當煤礦帶式輸送機開始出現跑偏現象時，防偏開關的立棍傾斜到一級動作角度，防偏開關就會發出警示提醒。如果跑偏現象進一步發展，立棍傾斜到二級動作角度，防偏開關就會發出另一組信號，并自動停機。待到煤礦帶式輸送機的跑偏故障被解決后，防偏開關的立棍就會自動回到原來的位置，防偏開關重新開始正常工作。另外，防偏開關還具有檢測煤礦帶式輸送機發生跑偏故障的原因的功能。

4.4 落料位置進行調整

落料位置的不均會導致煤礦帶式輸送機發生跑偏故障，因此對落料的位置進行調整也是預防處理跑偏故障的重要手段。在調整落料位置時，首先要考慮好轉載點處2條運輸帶的相對高度，以在允許的范圍內盡量高為宜。除此之外還要考慮好散料運輸帶式輸送機的導流槽形式和尺寸，確保其在合理范圍之內。

4.5 加強對帶式輸送機的監管

煤礦帶式輸送機是煤礦企業生產線的重要機械，加強對其的監管是很有必要的。具體來說，企業要針對煤礦帶式輸送機的特點，構建相應的、科學的管理體系，將管理責任落實到個人身上，同時還要加強對技術人員的培訓。

5 結語

煤礦帶式輸送機在實際生產過程中發生跑偏的現象，多數是由煤礦帶式輸送機的組件出現了問題和生產人員操作不當等因素引起的。為了改善這種情況，煤礦企業的主要對策就是要調整相關設備設置，安裝防偏開關，對生產人員進行技術培訓，構建監管體系。這樣不僅能有效處理煤礦帶式輸送機跑偏故障，還能進行預防，同時也大大地提高了煤礦企業的生產效率和經濟效益。