礦用帶式輸送機彈力調偏托輥設計應用

郭王斌

（晉煤集團寺河煤礦二號井，山西 晉城 048019）

1 概 述

晉煤集團寺河煤礦二號井153208 巷位于井田北部，巷道東部為153304 綜采工作面，南部為盤區大巷，西部為153205 巷，北部為實煤區。

153208 巷設計長度為1400m，巷道斷面規格為寬×高=4.5×3.5m，巷道沿15#煤層底板平行掘進。153208 巷采用EBZ263 型掘進機掘進，采用DSJ80/40/2×40 型帶式輸送機運煤。截至目前153208 巷已掘進340m。

153208 巷安裝的DSJ80/40/2×40 型帶式輸送機最大運輸距離為300m，運輸能力為250t/h，運輸速度為2.1m/s。該輸送機主要由電機、減速機、滾筒（卸載滾筒、卷帶滾筒、尾滾筒等）、阻燃輸送帶、托輥（上托輥、底托輥）、H 架、清帶器、各類保護裝置等部分組成。該輸送機采用雙電機驅動方式，電機功率為40kW，輸送帶為鋼芯阻燃輸送帶，輸送帶寬度為0.8m。

2 巷道掘進前期運輸現狀及問題分析

2.1 工作面運輸現狀

（1）153208 巷掘進期間在巷道內安裝一部DSJ80/40/2×40 型帶式輸送機。輸送機機尾與掘進機轉載搭接，機頭與盤區帶式輸送機搭接，從而進行聯合出煤。

（2）巷道掘進前期工作面煤矸運輸效率相對較差，主要表現在以下幾方面：① 輸送機運輸期間巷道內撒煤現象嚴重，每班需安排兩名專職人員對輸送機兩側巷道進行清理。② 輸送帶磨損現象嚴重，在煤矸運輸時增加了輸送機電機負荷。通過統計在前期巷道掘進時，因電機超負荷現象，發生電機燒毀事故2 起，經濟損失達43 萬元。③DSJ80/40/2×40 型帶式輸送機輸送帶采用機械式對接，掘進前期經常出現輸送帶受力不均現象，造成輸送帶在接頭處斷帶事故4 起。

2.2 問題分析

通過技術研究分析，153208 巷掘進期間出現的運輸問題主要是由于輸送機跑偏現象造成。輸送機在穩定運轉時，輸送帶水平方向、垂直方向受力處于平衡狀態；當輸送機跑偏時，輸送帶出現受力不均現象，輸送帶向受力大的一側跑偏。輸送機出現跑偏原因主要有以下幾方面：

（1）安裝質量差。由于輸送機在安裝時受安裝技術水平、安裝環境等影響，導致輸送機安裝后輸送機頭、尾滾筒中心線不在同一條水平線上，輸送機在運輸時輸送帶產生扭矩，導致輸送帶跑偏。

（2）托輥質量不合格。輸送帶主要通過主副滾筒、托輥摩擦作用進行運轉，由于輸送機安裝距離長，輸送機安裝的托輥數量多，掘進巷道中采用的輸送機相對陳舊，部分托輥出現曲面裂紋、變形等現象，若同一組托輥中出現不合格托輥時，會造成輸送帶兩側托輥斜向上作用力不同，從而造成輸送帶向作用力小的一側跑偏。

（3）調偏裝置效果差。DSJ80/40/2×40 型帶式輸送機主要采用調偏托輥進行輸送帶跑偏調節，傳統的調偏托輥安裝在H 架上，當輸送帶出現跑偏時跑偏托輥對跑偏輸送帶起到阻擋作用，防止跑偏加劇，但是傳統跑偏托輥無法起到微調作用，在輸送機運輸物料時防跑偏效果差。

3 新型彈力調偏托輥設計應用

為了提高帶式輸送機穩定性，防止輸送機跑偏現象，晉煤集團寺河煤礦二號井機電管理部通過技術研究，設計了一套新型彈力調偏托輥，并進行實際應用。

3.1 新型彈力調偏托輥結構

（1）新型彈力調偏托輥總長度為0.8m，托輥直徑為0.25m。該托輥主要由橡膠輥、滾動軸承、強力復位彈簧、骨架密封、中間固定銷、內套、骨架密封、軸承蓋、防塵套、中心軸等部分組成，如圖1 所示。

圖1 新型彈力調偏托輥剖面結構示意圖

（2）中心軸共計兩根且對稱布置，兩根中心軸采用強力復位彈簧連接，彈簧長度為0.25m，彈簧最大允許拉伸長度為0.3m。在彈簧中部安裝一個固定銷，且與內套固定。

（3）內套兩端設有中心軸限位槽，限位槽寬度為0.1m，深度為0.3m，內套外表面通過滾筒軸承與橡膠輥連接。輸送機運行時橡膠輥通過軸承進行轉動。

3.2 新型彈力調偏托輥安裝

新型彈力調偏托輥安裝在輸送帶固定架上，安裝間距為50m，托輥安裝后確保托輥中心面與輸送帶中心面重合，且彈力自動調偏托輥1 中心軸線與輸送帶的中心面垂直。如圖2 所示。

圖2 新型彈力調偏托輥安裝平面示意圖

3.3 工作原理

（1）當輸送機出現跑偏現象時，輸送帶中心面與彈力調偏托輥中心面出現偏差，且在輸送帶帶動下跑偏托輥失去平衡狀態產生擺動，從而使托輥中心軸與橡膠輥不同軸。

（2）當輸送帶跑偏帶動橡膠輥使其與中心軸發生位移，最大位移為0.3m。隨著輸送帶繼續跑偏，在橡膠輥的帶動下強力復位彈簧出現不穩定狀態，并向輸送帶跑偏一側張拉。

（3）當強力彈簧拉伸一定距離后，彈簧及時收縮使彈力自動調偏托輥向相反方向擺動復位，以重新達到平衡狀態，即產生了自動調偏作用。

（4）由于中間的強力復位彈簧的作用，使得帶式輸送機新型彈力自動調偏托輥調偏力增強，從而調偏效果大大提高。在使用過程中中心軸限位槽與定向塊相互作用起到定向和限制偏移距離的目的，從而控制調偏的幅度。

4 新型彈力調偏托輥優缺點及實際應用效果分析

4.1 裝置優缺點

（1）結構簡單。新型彈力調偏托輥結構相對簡單，每根托輥成本費用為120 元，與傳統調偏托輥相比成本費用低，而且該托輥可用于采掘工作面各種型號的帶式輸送機中，實用性強。

（2）調偏效果好。與傳統調偏托輥相比該托輥安裝在輸送帶下方，當輸送帶出現小幅度跑偏時，彈力調偏托輥可及時進行調偏，且調偏作用力強，調偏效果好。

（3）安裝數量少。傳統調偏托輥安裝在皮帶架上，每兩根一組，每隔20m 安裝一組，整個輸送機需安裝10 組。而采用新型彈力調偏托輥時每50m 安裝一根，共計安裝4 根即可，減少了調偏托輥數量，降低了托輥成本費用。

（4）新型彈力調偏托輥在實際使用中還存在一些問題，主要表現在以下幾方面：① 新型彈力調偏托輥中的強力彈簧在長期拉伸、收縮作用下出現失效現象，需定期進行更換；② 由于輸送帶與橡膠輥長期接觸摩擦，導致橡膠輥與輸送帶之間摩擦力減小，從而降低了托輥調偏效果。

4.2 實際應用效果分析

153208 巷掘進至320m 處時安裝第二部DSJ80/40/2×40 型帶式輸送機，機電部對二部輸送機安裝了新型彈力調偏托輥。截至2019 年11 月17日，153208 巷已掘進至580m。通過二部輸送機與頭部輸送機對比分析發現，二部輸送機安裝新型彈力調偏托輥后，帶式輸送機跑偏現象得到有效改善，在后期巷道掘進中二部帶式輸送機未出現因輸送機跑偏造成輸送帶斷帶、電機燒毀等事故，全年可降低輸送機維修費用達40 余萬元。

5 結束語

晉煤集團寺河煤礦二號井機電管理部針對153208 巷安裝的DSJ80/40/2×40 型帶式輸送機跑偏現象，設計了一套新型彈力調偏托輥。通過實際應用效果來看，該新型托輥具有成本低、結構簡單等優點，與傳統防跑偏托輥相比具有較好的防跑偏效果，保證了掘進巷道帶式輸送機安全穩定運行，取得了顯著應用成效，具有很好的推廣意義。