煤礦皮帶機跑偏故障機理及防跑偏裝置的設計分析

高 霞

（山西焦煤集團有限責任公司杜兒坪煤礦， 山西 太原 030053）

引言

皮帶機是一種被廣泛應用于煤礦井下的運輸設備。然而由于受安裝及運行條件的限制，皮帶在運行過程中不可避免出現跑偏的情況，皮帶跑偏輕則造成皮帶邊緣與機架相互摩擦，進而造成皮帶邊緣和機架磨損，重則造成皮帶撕裂、膠帶機停機事故發生。現有技術中，當皮帶發生跑偏時，工作人員會采用棍棒等工具矯正皮帶的位置，這種方式需要人工不定時查看皮帶的狀態并及時進行矯正，若不及時矯正則易出現皮帶撕裂事故，因此需研制一種能夠防止皮帶跑偏的裝置。

1 皮帶機跑偏的故障機理分析

1.1 皮帶兩側受力不均

皮帶兩側受力不均容易導致皮帶跑偏故障出現，主要的原因有：

1）皮帶安裝后各部位沒有進行細致調整，皮帶架高低情況存在嚴重的誤差，在皮帶漲緊后皮帶兩側就會出現受力不一樣的情況，從而跑偏；

2）皮帶鋪設時采用皮帶卡連接，相鄰皮帶卡打得不正時就會導致皮帶兩側出現受力不一樣的情況，從而跑偏[1]；

3）皮帶運行時間過長，發生老化后拉伸力會出現不均勻的情況，導致皮帶跑偏；

4）運輸轉載點落煤時，落煤點不正和煤炭在皮帶上分布不均勻，也會導致兩側出現受力不一樣的情況從而跑偏。

1.2 皮帶機相對安裝位置不正

在進行皮帶機安裝時，要充分利用好中線和水平儀，用中線將大架兩側分勻，用水平儀將大架兩側高低調平。安裝滾筒和托輥架時就能避免因大架中心存在偏差和大架兩側高低不平所造成的皮帶兩側受力不均而引起的皮帶跑偏現象出現[2-3]。

1.3 皮帶機整體安裝質量不達標

在安裝皮帶機過程中要嚴格按照標準執行，皮帶機安裝質量的好壞對皮帶跑偏的影響非常大，由安裝時不達標出現較大誤差引起的跑偏很難處理，整機安裝不標準，穿上皮帶后，皮帶兩側受到的張力不均勻，導致皮帶跑偏，這樣的跑偏調整起來難度非常大。

1.4 皮帶運行過程中振動大

井下工作面開采出來的原煤，要經多個工序轉載才能到達洗煤廠，原煤在各個轉載點下落在皮帶上時，因各種因素會對皮帶產生非常大的沖擊力，這會導致皮帶在運行過程中也伴隨著振動，這種振動會直接引起皮帶本身的徑向跳動，結果導致皮帶兩側的受力會不均衡，從而發生皮帶跑偏現象[4]。

2 新型皮帶機皮帶防跑偏裝置的研制

根據皮帶機皮帶跑偏故障機理，設計了一款新型的皮帶防跑偏裝置（如下頁圖1所示）。主要包括固定架、第一防偏托輥、第二防偏托輥等結構，其中固定架包括固定連接的安裝部和連接部，連接部適于與帶式輸送機的H架的架腳連接。第一防偏托輥設置于安裝部的下部，垂直并緊挨所述帶式輸送機的下皮帶邊緣。第二防偏托輥設置于安裝部的上部，垂直并緊挨所述帶式輸送機的上皮帶邊緣。

皮帶輸送機的結構如下頁圖2所示，其中H架呈H形，H架的兩側為架腳，上方的兩側設置有兩根橫梁，橫梁之間設置有上托輥組，在上托輥組的下方設置有平托輥，上皮帶沿上托輥運行，而下皮帶沿平托輥運行。皮帶防跑偏裝置安裝如下頁圖3所示。

皮帶機皮帶防跑偏裝置中，固定架的連接部用于將固定架的安裝部固定于皮帶機的H架上，而第一防偏托輥和第二防偏托輥均固定于安裝部上，第一防偏托輥可用于限制下皮帶的偏移，以防止下皮帶跑偏，第二防偏托輥可用于限制上皮帶的偏移，以防止上皮帶跑偏。因此通過上述裝置能夠限制皮帶機的皮帶跑偏，防止了皮帶撕裂事故的產生。

圖1 皮帶機皮帶防跑偏裝置結構示意圖

圖2 皮帶防跑偏裝置的安裝位置的結構示意圖

圖3 皮帶防跑偏裝置的安裝結構示意圖

具體地，固定板通過連接部固定于H架上，且固定板垂直于下皮帶的邊緣。第一安裝板和第二安裝板均垂直于固定板上，第一防偏托輥的第一端與第一安裝板12連接，第一防偏托輥的第二端與第二安裝板連接。頂板的第一端與固定板的頂端固定連接，且頂板垂直于上皮帶的邊緣。固定板的頂端為一個相對概念，即當固定板豎直固定時，固定板10最頂部的端面為頂端。第三安裝板和第四安裝板均垂直固定于頂板上，第二防偏托輥的第一端與第三安裝板固定連接，第二防偏托輥的第二端與第四安裝板連接。

另外，第一安裝板、第二安裝板、第三安裝板和第四安裝板上均成型有通孔，第一防偏托輥的第一端設置于第一安裝板的卡槽中，第一防偏托輥的第二端設置于第二安裝板的卡槽中，第二防偏托輥的第一端設置于第三安裝板的卡槽中，第二防偏托輥的第二端設置于第四安裝板的卡槽中。第一鎖定銷與第一安裝板可拆卸連接，且位于第一安裝板的卡槽的開口處，以防止第一防偏托輥的第一端脫出卡槽。第一鎖定銷、第二鎖定銷的設置能夠穩定固定第一防偏托輥，且同時便于第一防偏托輥的更換，第三鎖定銷和第四鎖定銷的設計能夠穩定固定第二防偏托輥，且同時便于第二防偏托輥的更換。

上述方案中，固定板和頂板可選用鐵板，采用焊接連接。第一安裝板和第二安裝板與固定板焊接連接，第三安裝板和第四安裝板焊接連接。

3 結語

在本文設計一種新型的皮帶防跑偏裝置中，固定架的連接部用于將固定架的安裝部固定于帶式輸送機的H架上，而第一防偏托輥和第二防偏托輥均固定于安裝部上，其中第一防偏托輥可用于限制下皮帶的偏移，以防止下皮帶跑偏，第二防偏托輥可用于限制上皮帶的偏移，以防止上皮帶跑偏。該皮帶防跑偏裝置結構簡單，操作便利，省時省力，防跑偏效果明顯。