帶式輸送機糾偏裝置優化

蘭 剛

（國能豐城發電有限公司，江西 豐城 331100）

0 引言

輸煤系統帶式輸送機輸送帶跑偏是電煤轉運作業過程中較為常見的故障，跑偏會帶來許多不良的后果，如輸送帶撕裂、灑料、磨損輸送帶邊緣、劃傷輸送帶等，同時還會使滾筒、托輥等部件的軸向受力增大，容易造成損壞。生產時非正常停機等。跑偏嚴重會摩擦側板生熱，產生粉塵燃燒或者爆炸的安全隱患等不良后果。輸送帶成本較高，大約占整臺輸送機成本的 60%左右，因此，預防輸送帶跑偏，對保證正常生產以及設備的正常使用是十分重要的。

1 帶式輸送機輸送帶跑偏的原因分析

1.1 現狀及趨勢

豐城公司輸煤系統帶式輸送機存在的不足主要體現如下：摻燒方式多元化、各轉運站輸送帶間落差大、輸煤系統#1、#2、#7帶式輸送機為帶寬1400mm，出力1500t/h；#3、#4、#5、#6帶式輸送機為帶寬1200mm，出力為1000t/h，造成1500t/h輸煤皮帶與1000t/h上倉皮帶對接時，后續帶式輸送機出力大于標準出力等問題，易產生落煤點不正、滾筒積煤、托輥黏煤卡澀、輸送帶張力不均等一系列問題，造成輸送帶跑偏頻繁[1]。

1.2 現場綜合分析

通過現場跟蹤查看，查閱皮帶機資料信息了解（以#4PB皮帶為例）：#4PB皮帶為單向運行皮帶，中心距178.885m，傾角16°，提升高度50.4m，在頭部位置有5.75m區域是平坦區，其他區域為爬坡區域。其回程段平行托輥36個，其中機械調偏8組，液壓調偏3組，回程段V型托輥17組。工作面機械調偏3組，液壓調偏11組。配重滾筒在機尾中心向前65.75m處，中部采樣機在機尾中心向前60.7m處，皮帶秤在機尾中心向前43.1m處。現場原配置液壓調偏托輥及傳統糾偏托輥2種糾偏裝置，液壓調偏托輥液壓管均存在滲漏，導向輪卡死失效；傳統糾偏托輥采用鐵鏈拉拽，手動調整。出現跑偏時糾偏效果差，且液壓立輥與皮帶邊緣摩擦導致帶邊損壞，皮帶邊緣被立輥及擋邊輪磨損嚴重，已出現皮帶邊緣毛邊的情況，影響皮帶骨架部分和使用壽命；配重位置出現左右跑偏。

1.3 滾筒表面沾積危害

輸送帶的跑偏時糾偏裝置不能有效糾正。導致物料撒落輸送帶空段，造成物料的黏附聚積在帶式輸送機滾筒表面，形成不均勻厚度的硬塊，使滾筒外形發生變化，相當于加大了滾筒局部外徑，運轉中滾筒偏心跳動，引起皮帶兩側受力不均，引起輸送帶的跑偏成度加劇。如圖1所示。

1.4 糾偏裝置失效危害

通過現場查看，現有糾偏裝置（如圖2）不能起到良好的糾正作用，由于其液壓裝置結構因素，導致皮帶邊緣磨損，同時液壓元器件結構復雜，維護成本高；普通的槽形糾偏裝置為單角鋼扣焊支架，因角鋼結構，物料在機架上堆積，造成軸承的運轉受阻，其結構為普通前后擺動式，兩側支撐立向軸承與底托板擺動已失靈，現場用鋼絲、鐵鏈拉拽，整個皮帶邊緣邊部橡膠有非常多的破損，影響皮帶架骨質量，從而會縮短輸送帶的使用壽命。

圖2 現場輸送帶糾偏裝置失效圖

2 帶式輸送機對糾偏裝置改進思路

目前傳統的機械式糾偏裝置和液壓糾偏裝置面臨的最大的挑戰之一就是任何2條輸送系統的設置都不相同。理想狀態下的糾偏裝置必須具有充分的通用性以滿足不同的輸送帶類型和工作環境，并且在潮濕或干燥的工況下都能適用，優秀的糾偏裝置應該具有以下技術要求：1）在干燥和潮濕的工況下都應能夠運行。2）實現糾偏機制所需的力應盡可能小。3）不應依靠輸送帶的邊緣來實現糾偏機制。4）托輥的運轉不能產生震動。5）工作部件應盡可能少，具有持久耐用特性。6）安裝應盡可能簡便，減少維護次數。7）應對皮帶運行有良好的糾正效果。

3 糾偏裝置優化改進實施

3.1 糾偏措施

通過現場長周期跟蹤分析，帶式輸送機空載情況下皮帶跑偏發生概率較少，因此輸送帶重載時糾偏裝置性能不能滿足現場使用需求為重點研究方向，通過對帶式輸送機糾偏裝置優化方案的研究，增強糾偏裝置的可靠性及實用性，延長皮帶壽命的技術可行性，經過多方收資調研，設計一套適合公司輸煤系統的自動糾偏裝置方案，并付諸實施，取得了明顯的效果，方案的主要特點如下。

3.1.1 糾偏裝置改進方向

在改進糾偏裝置時，不僅可以對輸送帶進行自動糾偏，更要保證裝置在糾偏過程中能夠穩定地運行。因此，跑偏機需要在干燥和潮濕的工況下都應能夠正常運行。實現糾偏機制所需的力應盡可能小，不應依靠輸送帶的邊緣來實現糾偏機制，托輥的運轉不能產生震動，工作部件應盡可能少，具有持久耐用特性，安裝應盡可能簡便、免維護的。應對皮帶運行有良好的糾正效果。同時糾偏裝置改進方向不采用人工被動糾偏和液壓調心托輥組糾偏方式。人工被動糾偏有用鋼絲、鐵鏈拉拽形式，不能保證輸送帶回到初始位置，液壓調心托輥組糾偏執行程序煩瑣，由于其液壓裝置結構因素，導致輸送帶邊緣磨損嚴重，同時液壓元器件結構復雜，其維護成本及難度均高[2]。

3.1.2 糾偏裝置改進原理

糾偏裝置須利用輸送帶跑偏的趨勢進行輸送帶超前糾偏，不依賴于傳送帶的邊緣來驅動校正，從而滿足了皮帶的在軌運行和邊緣無磨損的條件。因此糾偏裝置兩側采用特殊錐形部分，類似于冠形滾筒，當輸送帶開始偏離中心時，便會接觸偏離那一側的托輥的錐體部分，托輥的錐體部分和中心部分的圓周速度的差異和摩擦力的變化，引起托輥繞其中心前后擺動，擺動程度取決于輸送帶偏離中心位置的程度。由于托輥不再垂直于輸送帶運行的方向，斜交的托輥就會立即把輸送帶引導回中心位置上，一旦托輥把傳送帶引回中心位置上，兩邊的摩擦力相等，使皮帶能夠正常運行。

3.1.3 糾偏裝置結構改進設置

該裝置采用一種獨特、高效的模塊式組合結構，糾偏托輥在兩側邊緣部分有特殊的錐形結構（類似于冠狀滾筒），從而可以使托輥繞著其內部的一豎直樞軸旋轉。此內部中心樞軸與輸送帶垂直，從而保證糾偏行為始終處于與輸送帶相同的水平面內。軸承安裝于托輥的兩端軸承座內，用于支撐托輥的運轉，同時保證實現同軸向無震動旋轉。每個糾偏托輥均使用軸承以實現內套的軸在內部運動，中心樞軸由一個不銹鋼頭部和固定低碳鋼中心軸組成。增加防咬合的鎳復合物整個單元通過焊接密封，保證使用壽命。糾偏托輥的輥筒表面包覆有天然橡膠，確保了輸送帶和糾偏托輥間的接觸和糾正效果。軸承座的前后端均有良好的迷宮式密封措施，設計糾偏托輥產品系列，確保在苛刻工況下的密封效果。采取可調整式安裝架，可以使糾偏托輥很容易地安裝到大多數輸送帶機架結構上，并適用于單向及雙向運行輸送帶。糾偏裝置具有在線調節功能，能適應不同槽角輸送帶，并且在輸送帶開始偏離中心時能夠立刻進行糾正。因糾偏托輥對輸送帶糾正不是依靠糾偏器和皮帶邊緣的接觸，可避免發生其他類型糾偏系統經常出現的輸送帶邊緣損壞的情況。

3.1.4 錐形結構包膠輥選用

糾偏裝置采用錐形結構包膠輥（類似于冠狀滾筒如圖3），錐形輥不與帶邊90°接觸，利用直輥的聚攏、中央樞軸系統和錐形輥的變徑原理超前糾偏，側錐輥糾偏角度可調，自由靈活，調節效果能保持一致，同時保證膠托輥運行無震動產生。

圖3 糾偏裝置錐形結構包膠輥圖

3.2 糾偏裝置的安裝與調整原則

對安裝改進型糾偏裝置，其使用材料、工具、作業工序、質量控制、調整操作要領，每步均要按要求規范進行，避免因糾偏裝置安裝質量及調整操作不當影響輸送帶的正常運行。1）校準帶式輸送機傳動與尾部、配重改向滾筒中線與輸送機的中心線垂直度。驅動滾筒與各滾筒間距離較遠，采用激光測距儀測量加以校準。校準后糾偏裝置的安裝應特別重視其中心與帶式輸送機傳動與尾部、配重改向滾筒中線一致，否則運轉過程中產生的振動會抵消前面所做糾偏效果。2）確定帶式輸送機糾偏裝置的合理間距，一般來說，目前傳統糾偏器安裝距離不足10m一組，改進型的包膠糾偏托輥糾偏裝置可以控制和糾正50m長度的輸送帶，對總長度更長或者平直運行的輸送帶來說，糾偏的間隔可以增加至100m。3）首個上糾偏裝置安裝在頭部滾筒處過渡式托輥前開始安裝，導料槽下不得安裝，首個下糾偏裝置安裝建議距離大于帶式輸送機尾部滾筒中心3倍帶寬位置。4）適當調整上糾偏裝置的槽型角（如圖4），使單個包膠糾偏托輥增大槽型角既可加大載料的橫端面，又能在一定程度上防止膠帶跑偏。5）通過優化該技術， 我們解決了缺乏糾偏手段的問題，運維人員就要對落煤管、滾筒內的積煤進行清理， 當運行中發現由于落煤點不正引起輸送帶跑偏時，運行人員應采取其他的調偏手段進行調偏。

圖4 上糾偏裝置的槽型角調整圖

4 改進糾偏裝置使用效果

該糾偏裝置結構簡單、性能良好、適應性強，通過生產現場實際運行，糾偏效果較常規糾偏器有明顯改善。1）主要解決了大傾角、荷載大的帶式輸送機輸送帶跑偏問題，彌補了原帶式輸送機中通用的調心裝置不適應大傾角、荷載大、煤種多變造成落煤點變化等工況皮帶跑偏時現有常規糾偏器糾偏力不足的缺點，滿足帶式輸送機跑偏糾正的需求。2）實現帶式輸送機全程自動調節，把運行監護人員從繁重的調偏工作中解脫出來，降低了運行人員勞動強度，提高了皮帶監護質量。3）采用包膠糾偏托輥，增強了帶式輸送機的適應性，性能可靠，使用便捷，免維護，實現了輸送機自動糾偏，保證了輸送設備在惡劣工況下仍能正常運行，同時撒煤及揚塵的減少降低了皮帶輔設備（導料槽、擋煤膠、除塵器、排污泵）的故障率。4）通過對原皮帶調心裝置的換型及設計布局， 采用包膠糾偏托輥， 可以達到自動調整落煤點和皮帶跑偏自動調整的目的 ， 提高了輸煤皮帶運行的可靠性，消除因人工調整不慎造成人身安全事故的安全隱患。5）安裝之后糾偏裝置可通過皮帶跑偏方向實現自我角度調整，完成皮帶糾偏，最終皮帶基本控制在中央，跑偏量小于20mm，如圖5。6）包膠糾偏托輥的應用，改善了輸送帶的摩擦力、承載力，降低跑偏造成輸送帶的損傷率，自2017年1月—2020年1月，公司輸煤系統皮帶硫化修補共發生211次，整體或部分更換19次，其中有97次是由于皮帶跑偏磨損所致，通過優化糾偏裝置，有效地延長了輸送皮帶使用壽命的1/4，每年可節約檢修費用約63萬元。糾偏裝置優化后帶式輸送機上倉平均出力由優化前的650t/h提高到850t/h，有效地縮短了系統運行時間，減少了能耗損失，每年可節約輸煤系統電耗150萬kW·h，按上網電價計算每年結余電費60萬元。同時，通過糾偏裝置的優化極大地降低了因皮帶跑偏導致輸煤沿線撒煤而造成的環境污染，減少人工清理工作量。

5 結語

綜上所述，導致帶式輸送機輸送帶跑偏的原因很多，必須就輸送帶跑偏的具體原因進行分析，以防止因輸送帶跑偏造成各種經濟損失，同時減少帶式輸送機的運維成本，有效延長輸送帶的使用壽命。優化糾偏裝置，加強對輸送帶的預控制。包膠糾偏托輥裝置與其他自動糾偏技術相比具有結構合理、維護量小、糾偏力大、糾偏精度高、工作穩定等優點，能滿足公司現有多元化煤種運行工況的要求，保證帶式輸送機安全穩定運行。