帶式輸送機輸送帶跑偏原因分析及優化設計

付振興 李志濤

北方重工集團有限公司 遼寧 沈陽 110000

目前，由于井下環境惡劣、設備超負荷作業、運行時間過長等原因，導致礦用帶式輸送機在使用中出現各類運行故障，給煤礦企業的煤礦開采及經濟收入造成了重大影響。掌握帶式輸送機使用程中的動態變化特性，對提高其設備的運行效率和安全型至關重要。因此，以帶式輸送機靜特性、動特性為理論基礎，通過分析其使用中存在問題，采用soliworks和adams軟件，建立了帶式輸送機的仿真模型，開展了其起動及制動時的加速度變化動態特性變化分析，由此掌握了其啟動及制動過程的加速度變化規律，這對提高礦用帶式輸送機的作業效率及安全具有重要意義[1]。

1 輸送帶跑偏的原因分析

造成輸送帶跑偏的根本原因是輸送帶在制造、安裝、使用和維護過程中所受的外力在寬度方向上的矢量和不為零，或垂直于寬度方向上的拉應力不均勻，從而導致托輥或滾筒等部件對輸送帶產生一個偏向一側的反作用力，致使輸送帶向一側發生偏移。輸送帶跑偏具體表現在以下三個方面：一是由于輸送帶老化或接頭不正使輸送帶張力不均衡造成跑偏；二是以驅動滾筒中心線為基準，改向滾筒中心線和托輥中心線的平行度以及機架中心線的垂直度不符合安裝要求，致使滾筒和托輥等部件對輸送帶產生沿寬度方向的反作用力造成跑偏；三是因滾筒、托輥對輸送帶兩側摩擦力不均衡造成跑偏，這主要是由滾筒外圓圓柱度過大、機架因安裝或腐蝕發生傾斜、滾筒和托輥發生磨損以及傾斜落料等原因引起的。

2 跑偏故障的應對措施

2.1 基礎應對措施

①根據皮帶跑偏位置的不同，可以將調整方法分為2種。如果皮帶輸送機的頭部或尾部發生皮帶跑偏，應當調整跑偏一側的驅動滾筒或是轉向滾筒，使與皮帶的中軸線對齊，幫助皮帶回到正常方向。如果皮帶輸送機的中部發生皮帶跑偏，應當將皮帶跑偏方向的托輥前移，反方向的托輥后移，使皮帶回到正常運行方向。②對于皮帶張緊力失調引起的皮帶跑偏故障，需要加強檢修工作，定期對皮帶的張緊力進行校正，使皮帶輸送機處于合適的運行狀態。對于由皮帶的雜物引起的皮帶跑偏故障，應當加強皮帶清掃工作，如在皮帶輸送機上安裝清掃裝置，在開啟皮帶輸送機的同時啟動清掃裝置，并安排清理人員定期對皮帶進行清理，避免由清掃裝置無法清除的雜物附著在皮帶上，導致皮帶輸送機跑偏。③與單向皮帶輸送機相比，雙向皮帶輸送機的組成結構和運行原理更加復雜，如果發生皮帶跑偏故障，不能使用單向皮帶輸送機跑偏的應對措施進行處理。當雙向皮帶輸送機發生皮帶跑偏故障時，應當重點對雙向輸送機以及驅動滾筒、改向滾筒進行調整，先將一個方向調整至正常狀態，再對另一個方向進行調整，使皮帶恢復到正常運行位置[2]。

2.2 減小橫向沖擊力防偏

導致輸送帶跑偏的另外一個因素是輸送帶上存在橫向力，除制造、安裝、維護不當外，落料方式和角度是產生橫向力的主要原因，因此沿輸送帶運動方向是給料最佳的落料方式和角度，但是在實際生產時受到各種外在因素的限制，這種落料方式很難實現。例如我公司“增加重堿6#皮帶裝置”項目中所有的落料點都是傾斜給料，根據動能定理可知：給料溜管與輸送帶的夾角越小，物料在輸送帶寬度方向上的分速度就越大，對輸送帶的橫向沖擊力就越大，因此該項目設計時在落料點輸送機導料槽處設置了可調節擋板，根據物料的流量和流速通過調節擋板在倒料槽上的位置降低物料對輸送帶的橫向沖擊力，不僅如此該項目還增設了下料擋板以增大給料溜管與輸送帶間的夾角。

2.3 設置側擋輥防偏

設計時采取預防輸送帶跑偏措施可大大降低其跑偏概率，但由于制造、安裝誤差和設備自然磨損是必然存在的，實際生產中輸送帶跑偏是不可避免的。通過總結我公司多條輸送帶糾偏經驗，在標準調心托輥的基礎上進行改造，研發出一種新式調偏機構——側擋輥，輸送機在安裝時根據其長度和跑偏嚴重程度每隔四五組托輥安裝一組側擋輥。側擋輥的安裝傾角α大于標準調心托輥的安裝傾角，這樣側擋輥的糾偏能力就會大于調心托輥，輸送機運行時若跑偏嚴重，超出調心托輥的調節能力，側擋輥可進一步糾偏，安裝于側擋輥頭部的翼圓還可限制輸送帶脫落[3]。

2.4 選擇防跑偏新型帶式輸送機

防跑偏新型帶式輸送機主要由底座、支撐板、支撐架、轉軸、固定環、防脫板、移動輥、傳動輪、傳動帶、主動輪、驅動電機、固定架、支撐臺、支腳、橡膠墊、傳輸皮帶等部分組成。底座的上端固定有支撐臺與兩個對稱設置的第一支撐架，第一支撐架之間設有轉軸并貫穿套設有第一傳動輥；支撐臺的外側壁上固定有固定架，驅動電機安裝在固定架與支撐臺之間；傳動帶安裝在主動輪與傳動輪之間，主要用于動力傳輸作用；支撐桿之間安裝轉動桿及移動輥。

3 結語

綜上所述，皮帶輸送機跑偏故障是大部分機場、港口和工程必須面對的難題。皮帶輸送機使用單位應當充分了解皮帶輸送機的組成結構和運行原理，針對引發皮帶輸送機故障的不同原因采取相應的應對措施，將新技術應用到皮帶輸送機的優化升級中，保證運輸系統的穩定運行。