DTL型皮帶輸送機常見故障分析及改進優化研究

胡 敏

（晉能控股煤業集團同忻煤礦<山西>有限公司，山西 大同 037000）

在煤礦生產中，最關鍵的設備就是皮帶輸送機，超前的運載能力、較足的動力、較長的運距等是皮帶輸送機所具有的優點，并普遍使用到了煤礦中。按照功率的大小與運輸距離長短的真實要求，選取雙速或單速的皮帶輸送機來調控，可操控性比較高，進而使運煤出矸過程中的運行更加穩定。可是，因為在平常維護與檢修中沒有到位，或安裝的標準不高，就造成皮帶正常運行過程中有過載、打滑、跑偏、斷帶等問題出現，特別是嚴重磨損了托輥，就造成有毛邊出現在皮帶的兩邊，對使用期限有很大的影響[1-4]。所以，就分析了存在于DTL 型礦用皮帶輸送機結構中機理的不足，并將改進方法提出來了。

1 皮帶輸送機的應用和機械結構

過流保護、過載、超溫、斷帶、輔助脹拉絞車與壓帶裝置、冷卻水包、減速機、驅動電機、機尾滾筒、機頭等構成了皮帶輸送機。圖1就是DTL 型礦用皮帶輸送機的結構圖。

圖1 DTL型礦用皮帶輸送機結構

由于持續延伸了掘進的進尺，經過使用掐接皮帶來對接口進行選擇，然后在對皮帶扣進行砸釘，進而來連接新皮帶，繼而延長端就形成了，在選取點帶措施來使皮帶運行，經過壓帶倉張拉絞車來收緊新皮帶，且壓帶倉張拉絞車位于皮帶底部，進而使皮帶的鋪設與延伸得以實現。由于巷道的不斷掘進，需要將皮帶向前移動時，能夠適當將皮帶釋放，使其延伸，且皮帶位于壓帶倉內，一直延伸至延長完成。

2 分析故障

2.1 托輥發生損壞的因素

在皮帶運行時，主要是憑借托輥來使承載負荷與向前傳輸得以實現，托輥所安裝的位置是支架。由于要將作用到皮帶上的阻力降低，就對托輥進行了分類，分別是直托輥、兩聯輥與三聯輥，任意一節托輥都能夠單獨旋轉。因為使用的時間比較長，就不可避免的有煤泥滲入到托輥與托輥的連接位置，或者有毛邊出現在皮帶時，由于跑偏，就會有毛邊線在托輥的連接軸處纏繞，就造成托輥無法自主轉動，就會有抱死狀況發生，皮帶正常運轉過程中，在其阻力比承載能力大時，就會有斷開出現在托輥中。持此之外，由于有落差發生在皮帶的搭接位置，在將矸石進行輸送并下落之后，而且矸石的塊比較大，矸石的重量和下落的加速度就會直接將托輥砸斷，將托輥損壞，就不能輸送皮帶[5-7]。

2.2 減速器斷軸的因素

當皮帶正常運行，且運行時間比較長時，連接減速機和電機的軸承，因為磨損比較嚴重，因此就有過載斷軸出現。經過觀察斷開處的裂痕和斷軸處得知，斷裂點一般會在軸承中間位置出現，而且，裂痕所呈現的形狀是最具代表性的疲勞斷裂。當減速機進行變速時，由于不小的拉伸應力對軸承進行作用，就會有偏心出現在減速軸上，因為旋轉剪應力的不斷作用而導致無法在一個軸線中進行運動，就會疊加應力作用到軸承，繼而有斷裂產生。

2.3 皮帶跑偏的因素

由于前、后驅動滾筒有不同的拉力，跑偏就會出現在皮帶輸送機中。當對皮帶的延伸進行鋪設時，從動裝置就是機尾滾筒，只是安裝了機尾滾筒并沒有進行調試，造成皮帶運行之前與之后的軸心線不同，而且由于巷道的高度不同，當開機進行運行之后，由于有不同的張力進行作用，并且皮帶的從動滾筒與主動滾動造成有差異存在于帶速中，導致跑偏發生；當對托輥進行安裝時，如果發生皮帶的輸送面和托輥的支撐面的角度不是90°時，跑偏依然會發生[8-10]。

3 優化措施

3.1 優化托輥設計

以托輥的基本結構和其工作原理為基礎，來把該裝置之前就存在的圓柱托輥進行改進，且改進的裝置能夠伸縮、彈簧、圓柱體，該裝置能夠支撐皮帶，當皮帶是重載時，還可以通過彈簧所具有的伸縮性與其抗拉來平衡緩沖皮帶，經過對彈簧所對應的彈力系統進行利用，可以防止有跑偏灑煤漏矸出現，進而來保護皮帶。圖2就是皮帶彈簧托輥的改進圖。

圖2 皮帶彈簧托輥改進

3.2 改進安裝減速器——電機軸銷的工藝

（1）保證中線準確度的要求。當對電機聯軸與減速機進行安裝時，可以選用激光來將軸對準，確保電機主軸、聯軸節、液力耦合器、減速機主軸可以在相同的中心線與水平高度上，使由于偏軸而產生的震動進而引發斷軸的幾率下降。

（2）將液力藕合器安裝到電機輸出端的軸承中，就會使電機所提供的所有主動力會經過傳遞直接傳輸到減速機軸承中，保證受力分布是均勻的，防止由于受力分布的不均勻而發生失衡，將發生斷軸的幾率降低。

（3）定期檢修減速機上的換擋軸，要及時將噪聲增大、抖動異常等故障的原因發現，經過整改與排查，保證皮帶所具有的張緊力逐漸平穩，將比較大的波動減少，對運行的穩定性有很大的影響。圖3就是其對比圖。

圖3 減速器一電機軸銷改進前后皮帶張緊力對比

從圖3 得知：在未改進減速器一電機軸銷時，當皮帶制動與啟動時會有沖擊波動產生，且沖擊波動比較大，張緊力所表現的曲線是密集的，且是曲線是波動曲線，這就表示在這個期間，皮帶因為受力而有變化發生，在停機與開機時，不能保證皮帶啟停的穩定性，當負荷比較大時進行轉動，就極易導致有折損發生在軸銷中。在進行改進之后，如圖3（b）可以得知，在制動、啟動時，張緊力沒有太大波動，波動的比較平緩，不會影響連接軸銷。所以，當進行啟停時，因為受力不大，進而就把部件所發生的磨損降低了，使電機聯軸與減速機的使用期限延長[11]。

3.3 設計自動糾偏

對糾偏夾與糾偏托輥相組合的裝置進行設計與安裝。經過對DTL 型礦用皮帶進行結構與設計的改進、優化，將托輥底座加裝到之前托輥上，托輥支撐架、蝸輪轉軸、蝸輪、蝸桿支撐架、蝸桿等構成了托輥底座，在有非常顯著的跑偏出現在皮帶中之后，發生跑偏的那一側上的載荷要比沒有發生跑偏的那側的載荷要高，就會有離心出現在托輥、皮帶的中心線中。由于蝸桿的不斷調解，就會激發轉軸與渦輪調向，在將支撐力進行施加，且此支撐力與蝸桿調解方向是相反的，進而就可以對偏轉載荷上的重力進行平衡，推動皮帶主動運行至之前的中線處，使其自動糾偏得以實現，保證運行的正常性。圖4就是其改進圖。

圖4 自動糾偏托輥改進

4 分析使用效果

通過對結構、設計進行改進與優化之后，DTL型皮帶輸送機就被晉能控股煤業集團某礦在現場進行了試驗。就托輥進行更換這方面來說，在未優化時，1 個月平均就更換17條托輥，在優化之后，需要更換的托輥是6 條，且托輥都是損壞的。就維修的次數來說，比之前的檢修次數降低了大概60%以上，在運行過程中，皮帶的噪聲也降低了很多。通過使用糾偏裝置，降低了皮帶的落矸灑煤量，降低了工人的勞動量，而且皮帶也沒有在由于跑偏而有毛邊發生，沒有線繩纏繞到托輥上，當更換了減速機與電機的連接軸以后，將使用周期延長了，使設備的維護與投入成本降低了。

5 結束語

（1）經過優化托輥的設計之后，會使皮帶的啟停期間的運行更加穩定，使皮帶的張緊力變化幅度降低，防止皮帶在啟停時由于受力過載而有拉斷發生。

（2）集中改進防跑偏與托輥裝置，對結構設計進行優化，將皮帶正常運行時所發生的超限跑偏降低，造成灑煤漏矸現象的發生，于此同時，還將作用到皮帶上的方向不同的力平衡了，盡可能地進行了保護。

（3）在保護了電機與減速機的連接軸銷之后，會使皮帶的傳動系統更加安全，保證皮帶運行的更加穩定與安全，使維護成本下降。