主斜井帶式輸送機調偏托輥設計應用

(山西焦煤山煤國際長春興煤業有限公司，山西 大同 037101)

1 概述

某礦主斜井帶式輸送機由寧夏天地西北煤機有限公司設計施工，巷道斷面規格為寬×高=4.5 m×3.8 m，設計總長度為2400 m。巷道內安裝了一部DTC120/650/3×630大傾角帶式輸送機，輸送機采用鋼絲繩芯膠帶，內含76根鋼絲繩，帶寬1200 mm，帶厚25 mm。

DTC120/650/3×630大傾角帶式輸送機最大運輸距離為2500 m，運輸能力為400 t/h，運輸速度為2.0 m/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40 kW；輸送帶為塑料面織物整芯阻燃輸送帶，輸送帶寬度為0.8 m。

主斜井在掘進過程中對帶式輸送機安裝調偏托輥防止輸送機跑偏，傳統調偏托輥安裝在H架兩側，當輸送機發生跑偏時調偏托輥給跑偏輸送帶相反的作用力，從而阻止跑偏，但是傳統跑偏托輥自動化水平低、調偏效果差[1]，導致主斜井在前期掘進時出現三次因輸送帶跑偏導致皮帶撕裂現象，撕帶總長度為218 m，經濟損失達52萬元。

2 新型彈力調偏托輥設計應用

為了解決傳統帶式輸送機調偏托輥主要存在的問題，某礦通過技術研究，對原調偏托輥進行優化改進，設計了一套新型彈力調偏托輥。

2.1 新型調偏托輥結構組成

(1)新型調偏托輥主要由兩根中心軸、橡膠外套、兩組強力復位彈簧、活動軸承、彈簧固定銷、限位裝置、固定座等部分組成，如圖1所示。

(2)新型調偏托管總長度為1.0 m，直徑為0.4 m，其中每根中心軸長度為0.2 m，每組復位彈簧長度為0.3 m，兩根中心軸兩端分別與固定架固定，另一端安裝一組強力復位彈簧；兩組彈簧之間采用固定銷連接[2]。

(3)在中心軸與復位彈簧外部安裝內套，固定銷可在內套上移動，中間固定銷兩端分別與活動軸承連接，活動軸承外部安裝橡膠托輥，橡膠托輥成凹型，與輸送帶彎曲弧度一致。

(4)橡膠托輥與滾筒軸承采用限位裝置固定安裝，限位距離為0.10 m，每組強力復位彈簧最大張拉行程為0.3 m。

圖1 彈力調偏托輥結構示意圖

2.2 彈力調偏托輥安裝要求

新型強力調偏托輥安裝在帶式輸送機上輸送帶下方，通過固定架固定在H架兩側，帶式輸送機每隔80 m安裝一個，調偏托輥安裝后保證調偏托輥軸線與輸送帶中心線垂直，托輥中心線與輸送帶中心線水平投影重合，且托輥與輸送帶安裝間距為0.1 m，如圖2所示。

圖2 新型彈力調偏托輥安裝平面示意圖

2.3 工作原理

(1)當帶式輸送機出現跑偏現象時，輸送帶在跑偏過程中與橡膠托輥接觸，并帶動橡膠托輥向跑偏一側移動，當帶式輸送機左右跑偏量在0.1 m范圍內，調偏托輥不進行防跑偏保護動作，即橡膠托輥通過活動軸承左右擺動。

(2)當輸送帶跑偏量大于0.1 m時，橡膠托輥通過限位塊限位作用無法繼續移動，此時橡膠托輥帶動活動軸承繼續向跑偏方向移動，此時固定在活動軸承上的彈簧固定銷同時移動。

(3)固定銷在移動過程中拉伸非跑偏側彈簧，并壓縮跑偏側彈簧，當帶式輸送機跑偏量達0.3 m時，復位彈簧已張拉至最大行程時兩組彈簧在彈力作用下向非跑偏側復位，在復位過程中帶動固定銷移動，固定銷移動過程中促使橡膠托輥向非跑偏側移動，從而實現阻止輸送帶跑偏的目的。

3 優缺點及實際應用效果分析

3.1 裝置優點

(1)結構簡單、成本費用低：新型調偏托輥結構相對簡單，在使用過程中故障率低，托輥配件成本費用低，每套調偏托輥成本不足0.2萬元；而且可根據不同型號的帶式輸送機設計不同規格，實用性強，應用區域廣[3]。

(2)防跑偏效果好：傳統調偏托輥通過對跑偏輸送帶進行擠壓作用防止跑偏，但是在擠壓過程中無法實現輸送帶完全復位的目的，只能控制跑偏范圍擴大；而強力調偏托輥通過彈簧張拉作用使輸送帶跑偏復位，輸送帶跑偏范圍越大，調偏效果越好[4]；而且傳統調偏托輥調偏精度在0.3～0.5 m范圍內，而彈力調偏托輥一旦輸送帶跑偏范圍達0.1 m時即可進行防調偏保護動作，調偏效果好。

(3)減少調偏裝置安裝數量：采用傳統調偏托輥時，輸送帶每隔20 m安裝一組，整部輸送機共計需安裝120組，而采用彈力調偏托輥時每隔80 m安裝一個即可，整部輸送機安裝30個即可，減少了調偏裝置安裝數量，降低了成本費用[5]。

3.2 實際應用效果分析

2020年12月某礦對主斜井DTC120/650/3×630大傾角帶式輸送機調偏托輥進行優化改進，共計安裝了30套彈力調偏托輥，截止2021年6月，通過6個月實際應用效果來看，在此期間調偏托輥共計更換2套，與傳統調偏托輥相比故障率降低了87.5%，同時輸送機安裝彈力調偏托輥后輸送機在后期運輸過程中未發生一起因輸送機跑偏，導致輸送帶斷帶、撕帶事故，全年可減少設備維修費用達50余萬元，有效保證了帶式輸送機安全高效運輸。

4 結束語

某礦對主斜井DTC120/650/3×630大傾角帶式輸送機調偏托輥進行優化改進，設計了一套新型彈力調偏托輥，通過實際應用效果來看，該托輥整體結構相對簡單，便于操作維護，相比傳統調偏托輥具有更好的調偏效果以及實用性，能夠滿足煤礦井下采掘工作面帶式輸送機安全高效運輸需求，具有很強的實際應用效果，可進行推廣應用。