膠帶輸送機跑偏原因分析與治理研究

（陜西咸陽化學工業有限公司，陜西 咸陽 712000）

膠帶輸送機具有運行距離遠、運輸能力大等特點。膠帶輸送機屬于摩擦型驅動，是連續式物料運輸式的機械。根據膠帶的輸送能力可以分為兩種，一種是用于運輸大宗礦石、物料的重型膠帶運輸機，另一種是用于流水線生產的輕型膠帶機。膠帶輸送機主要牽引力運用傳給滾筒及膠帶間的摩擦力進行傳遞。膠帶及物料都在托輥上運動，膠帶是牽引機構，同時也是承載機構。

由于膠帶輸送機運動是閉合循環運動，因此，上下行部分膠帶輸送機中心線要確保平行，或者是處在同個平面之內，使運行速度保持平穩，膠帶輸送機寬度方向偏移量為帶寬度的5%，如果處于該范圍內則屬于偏移正常，這時膠帶受到的拉力與帶寬方向也是等同的。但是，如果膠帶輸送機偏移量超過5%則認為是出現跑偏現象。膠帶跑偏是輸送機運轉過程中極易出現的故障，若是膠帶輸送機跑偏，則中心線處在同個平面之內，則相應的膠帶會沿著帶寬跑偏方向拉力加大。

膠帶跑偏是隨著寬帶跑偏方向拉力的不斷加大，長時間的跑偏可引發膠帶磨損、撒煤、縮短膠帶的使用壽命、影響環境衛生、增加設備維護等問題，給工作帶來大量負擔。所以膠帶出現跑偏現象，必須予以防止和調整。處理故障時需要根據不同的原因，對其故障進行合理分析，有利于膠帶輸送機安全穩定地運行，提高工作效率。跑偏是輸送機運轉過程中極易出現的故障。

一、膠帶輸送機的工作原理

膠帶運輸機的工作原理主要包括 2 個滾筒和 1 條輸送帶。滾筒的作用，主要是為使輸送帶轉動的驅動滾筒和改變輸送帶輸送方向的改向滾筒。

膠帶運輸機主要是由運輸帶、裝載裝置、卸載裝置、張緊裝置、改向裝置、清掃裝置、制動裝置、驅動裝置、滾筒、托輥組成。輸送帶是閉合緊套滾筒的。輸送帶繞過兩端的滾筒，使用膠帶卡子或通過硫化，將兩端接好，形成一個閉環的結構。尤其是通過運輸帶來完成運輸，而運輸帶又經過滾筒、托輥、運輸帶間的摩擦來完成運行，這對托輥和滾筒的安裝位置要求極為嚴格，即滾筒垂直帶式輸送機長度方向中心線，托輥橫向中心線重合帶式輸送機的縱向中心線。具體分析一下運輸膠帶和驅動設備。

（一）運輸膠帶：運輸膠帶是該設備的牽引裝置和承重裝置，因此對于運輸膠帶來說，它必須有一定的負荷沖擊承受能力和拉伸強度。基于此，膠帶輸送機通常會選擇擁有一定寬度的柔性帶芯，使用邊緣防護層和上覆蓋層對帶芯進行防護。就目前而言，我國煤礦企業的膠帶輸送機通常采用兩種材質膠帶，即鋼絲繩芯橡膠膠帶和分層式織物芯橡膠膠帶。

（二）驅動設備：為了讓運輸膠帶能夠正常進行，膠帶輸送機是使用驅動設備把電動機的機械力傳送到膠帶輸送機中。一般情況下，如果膠帶輸送機驅動功率不是很大，就可以使用電動機、軟啟動器和減速器共同作為驅動設備直接進行帶動。如果膠帶輸送機驅動功率相對較高，則必須要使用變頻電機和減速器共同進行驅動。所以安裝的驅動設備必須要擁有兩種功能，即過載保護與速度可調式這兩種功能，這樣可以實現在短時間內進行多次的啟動。在多部電動機設備運轉的同時，驅動需要保障每臺電動機也都是同步啟動的。因此，在正常生產的過程中，每臺電動機的功率也需要是大致相同的。

二、膠帶跑偏原因分析

對于膠帶輸送機在運行中出現膠帶跑偏的問題，應當從膠帶跑偏的原因出發，對膠帶的受力進行分析，尋找解決的原因。

膠帶跑偏的根本原因是膠帶在運行過程中受到不均衡的橫向力，導致膠帶縱向兩側拉力不同，引起膠帶總是向張力偏小的一側跑偏。從受力分析的角度分為一下三種情況：

（一）膠帶兩側張力不平衡導致膠帶跑偏。

膠帶兩側張力不平衡主要是發生在膠帶膠結時，當膠帶本身縱向不直時或是硫化接頭接偏時，會出現膠帶單側應力集中的情況，使得膠帶在運行過程中，在接頭和膠帶不直處發生跑偏現象。另外，單邊磨損或者是膠帶老化時會造成內部應力分布不均的情況，也會出現膠帶兩側張力不平衡的現象。

（二）滾筒、托輥與皮帶中心線產生偏斜的側向力。

當滾筒、托輥與皮帶中心線產生偏斜時，三者不在同一軸線上，會產生側向力。如當尾部是車式拉緊裝置膠帶機，其改向滾筒安裝位置是浮動的，產生跑偏現象且調整困難；當上、下托輥兩側支架不在同一水平線上，輸送機膠帶會經常出現 “跑高不跑低、跑后不跑前”的現象。

（三）滾筒、托輥對皮帶兩側摩擦力不平衡。

當滾筒、托輥對皮帶兩側摩擦力不平衡是，會出現輸送機膠帶跑偏現象。如膠帶機受料不均勻或是落料點不對中，造成受料處的緩沖托輥兩端受力不均，引起膠帶兩側摩擦力不平衡，造成跑偏現象；再如皮帶機中間架支腿老化、失修，造成中間架沉降變形也會導致膠帶兩側摩擦力不平衡，造成跑偏現象。

膠帶輸送機發生跑偏后，最先會導致運輸帶和輸送機發生脫離，然后與其相關的生產線就得停止。另外，也會損壞相關設備，不僅僅會損壞膠帶輸送機，與其相聯的設備也會受到不同程度的磨損。最為關鍵的是，膠帶輸送機發生跑偏會引發安全事故，翻卷物料，或者是因為受力不均導致膠帶斷裂，對工作人員造成一定的安全威脅，如果情況嚴重，還會導致皮帶起火、軟化、燒焦等現象發生，帶來更大的經濟財產損失。

三、膠帶跑偏處理方法

點檢人員應首先就對出現膠帶跑偏的原因進行查找，對膠帶的整體受力情況進行檢測分析。在確定膠帶跑偏的原因之后，點檢人員便需要根據故障發生的種類有針對性地進行故障排除。

一般情況下，膠帶跑偏故障的發生一般隱含有三種模式：第一種模式，是緊跑松不跑，換句話說就是在膠帶輸送機當中，兩側膠帶的松緊程度存在一定差異，膠帶會朝著更緊的一方偏移；第二種模式，是后跑前不跑，也就是托輥支架沒有和膠帶的運輸方向在豎直方向的統一平面時，膠帶便會朝著后方的一段跑偏；第三種模式，是高跑低不跑，它是膠帶在運輸的過程中高低位置存在著一定的差異，則膠帶通常會朝著更高的一端跑偏。

如果是緊跑松不跑的跑偏現象，膠帶在空載過程中便會發生跑偏現象，通常在膠帶運輸時便能夠得到有效的改善，但是因為張力過大，膠帶過緊也會出現跑偏的可能，在發生這一狀況時，需要放松拉緊設備或者降低重錘塊的重量來對膠帶進行糾正。如果是后跑前不跑的跑偏現象，膠帶在空載的過程中是不會跑偏的，但是一添加物料便會跑偏，物料在水平方向上的運動速度、物料的分量對膠帶側面產生沖擊，導致物料不能在膠帶上聚合，會朝著左右兩邊跑偏。在這樣的狀況下，需要變更落料的傾斜角，降低落料的速度或變化落料的位置。如果是高跑低不跑的膠帶跑偏，點檢人員可以調試承載托輥的位置。簡單地說，就是根據膠帶的偏移特征，把托輥朝著膠帶的偏離方向進行前移。

膠帶在穿入過程中要自動旋轉，將其內部應力釋放，防止在安裝過程中造成膠帶單邊拉傷，產生變形。針對出現的問題，進行跑偏處理，主要分析以下兩種情況。

（一）膠帶在頭部傳動滾筒位置跑偏。

對輸送機膠帶傳動滾筒安裝位置都是固定的，對電機和減速機都要進行驅動。在設備安裝的期間，傳動滾筒與膠帶帶機中間架中軸線進行了調整。要通過觀察，發現膠帶是在哪組上托輥處開始發生跑偏，要檢查該托輥組是否有損壞、變形等現象是否出現，如果有缺陷要及時進行處理。調整如圖1所示：

（二）膠帶在皮帶機中間位置跑。

膠帶在皮帶機中間位置發生跑偏時，要相應的調整上下托輥組。承載段跑偏要調整上托輥組，膠帶向哪一測偏移，就將跑偏的一測托輥組單邊向前移動20～50mm，要看跑偏跨度的大小，相應的調整3～5組即可。回程段跑偏要調整下托輥組，調整方向要與上托輥組相反，將膠帶的單邊應力進行釋放。

四、非接觸式膠帶機跑偏保護裝置的研制

當膠帶發生跑偏時，膠帶碰到跑偏開關的探桿，并帶動探桿軸旋轉，當探桿偏轉到動作角度時，使其內部的行程開關動作，發出跑偏信號。盡管如此，仍然會出現現場作業人員因檢查、維護不到位等原因，因跑偏保護裝置失靈而引發的膠帶機跑偏故障。鑒于此種現象，研制了一種故障率極低的非接觸式的膠帶機跑偏保護裝置，并應用于生產實際中，取得良好效果。

針對膠帶機跑偏保護現有技術中存在的問題，研制了一種膠帶機非接觸跑偏保護裝置，利用光電開關紅外檢測原理和自制可調式支架組裝而成的一種故障率極低的非接觸式的膠帶機跑偏保護裝置，特別適用于潮濕、有腐蝕性的工作環境。

（一）非接觸式跑偏裝置構造

非接觸式膠帶機跑偏裝置結構示意圖如圖 2所示，此裝置包括兩組結構相同的檢測裝置，在膠帶機的兩側有兩組檢測裝置對稱設置，其檢測裝置主要包括基礎支座、水平調節支架、垂直調節支架、光電開關 1、光電開關 2 和控制單元。

（二）非接觸式跑偏裝置工作方式

非接觸式跑偏裝置控制單元為 PLC 控制器。在控制單元處連接了報警器和緊急停車裝置。當帶面處于輕微跑偏狀態時，控制單元將會執行報警功能；當帶面處于嚴重跑偏狀態時，控制單元將會執行緊急停車功能。

（三）非接觸式膠帶機跑偏保護裝置的應用效果

非接觸式膠帶機跑偏保護裝置作為輸送機的重要保護裝置之一，通過在生產中運用，收到了很好的效果。其靈敏可靠的跑偏保護裝置對于延長膠帶機帶面的使用壽命是相當重要，能夠及時發現設備異常，即時進行維修糾偏。另外，在保證安全生產的同時，也可以有效提高經濟效益和社會效益。

五、結束語

膠帶輸送機是煤礦生產中的主要裝備，保持膠帶輸送機的正常運轉關系到煤企的安全生產。膠帶輸送機發生跑偏情況是不可避免，主要是因為其組件和人員操作等因素引起，為避免上述情況的發生，煤企主要就是針對其原理來對相關設備進行調整，加強人員培訓，安裝防偏保護，建立監管體系，通過多管齊下來及時解決膠帶跑偏故障，提高煤企效益。