劉 鑫

（晉能控股裝備制造集團(tuán)大同科大煤機(jī)有限公司，山西 大同 037000）

引言

煤炭生產(chǎn)離不開皮帶輸送機(jī)，其是井下煤炭輸送至地面的關(guān)鍵設(shè)備，因具有能耗低、可靠性高、輸送距離遠(yuǎn)等優(yōu)勢(shì)，得到了極為廣泛的應(yīng)用及煤炭行業(yè)的認(rèn)可[1]。跑偏作為皮帶輸送機(jī)較為常見的一種故障問(wèn)題，至今仍然不能夠徹底解決，一直困擾著整個(gè)煤炭行業(yè)產(chǎn)能的進(jìn)一步提升[2]。皮帶輸送機(jī)出現(xiàn)跑偏的原因眾多，包括安裝精度、運(yùn)行維護(hù)、服役環(huán)境、工作條件等因素，其中安裝是保證皮帶輸送機(jī)后續(xù)穩(wěn)定可靠工作的基礎(chǔ)，運(yùn)行維護(hù)能夠降低皮帶輸送機(jī)工作時(shí)出現(xiàn)跑偏故障的概率，可見安裝與維護(hù)工作對(duì)皮帶輸送機(jī)跑偏問(wèn)題具有重要的影響[3]。因此，分析皮帶輸送機(jī)安裝維護(hù)過(guò)程對(duì)應(yīng)用過(guò)程中跑偏問(wèn)題的影響，對(duì)于保障皮帶輸送機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

1 皮帶輸送機(jī)結(jié)構(gòu)組成及工作原理

某煤炭企業(yè)使用的皮帶輸送機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1 所示，其型號(hào)為DTL120，是煤炭企業(yè)應(yīng)用較多的一款。由圖1 可以看出，皮帶輸送機(jī)主要結(jié)構(gòu)包括輸送帶、傳動(dòng)滾筒、改向滾筒、承載托輥、回程托輥、張緊結(jié)構(gòu)等。皮帶輸送機(jī)工作過(guò)程中，傳動(dòng)滾筒在驅(qū)動(dòng)裝置的帶動(dòng)下進(jìn)行連續(xù)回轉(zhuǎn)，依靠輸送帶與傳動(dòng)滾筒之間的張緊力產(chǎn)生的摩擦力，驅(qū)動(dòng)輸送帶連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；為了提供輸送帶的支撐能力，設(shè)計(jì)了托輥，滿足支撐輸送帶和承載的要求；張緊滾筒和張緊重錘結(jié)構(gòu)的設(shè)置，能夠?qū)崟r(shí)為輸送帶提供張緊力，保證輸送帶與傳動(dòng)滾筒和改向滾筒之間具有足夠的摩擦力，為煤炭的輸送提供穩(wěn)定的動(dòng)力。皮帶輸送機(jī)結(jié)構(gòu)組成較為簡(jiǎn)單，但是整體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，需要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸送又不跑偏較為困難。

圖1 皮帶輸送機(jī)結(jié)構(gòu)

2 安裝過(guò)程對(duì)跑偏問(wèn)題的影響

2.1 機(jī)架安裝不正

皮帶輸送機(jī)機(jī)架的作用是支撐皮帶輸送機(jī)其他部件保持相對(duì)位置不變及支撐煤炭連續(xù)運(yùn)輸?shù)闹匾考?，其安裝過(guò)程中的安裝精度極其重要，需要重點(diǎn)控制機(jī)架的安裝誤差，一旦出現(xiàn)因安裝精度不足導(dǎo)致的跑偏問(wèn)題，將會(huì)很難處理。機(jī)架安裝重點(diǎn)控制機(jī)架的水平起伏和直線度，避免出現(xiàn)機(jī)架低凹位置出現(xiàn)輸送帶與托輥分離的情況，這樣就會(huì)使輸送帶產(chǎn)生側(cè)向力，發(fā)生跑偏甚至翻轉(zhuǎn)撒料；同時(shí)還要控制機(jī)架兩側(cè)的高度，避免出現(xiàn)輸送帶兩側(cè)受力不均，就會(huì)導(dǎo)致輸送帶跑偏問(wèn)題。因此，機(jī)架安裝精度不足導(dǎo)致跑偏的問(wèn)題通常需要拆解輸送機(jī)進(jìn)行重裝配。

2.2 滾筒軸線偏斜

皮帶輸送機(jī)機(jī)架裝完即可安裝滾筒，當(dāng)滾筒軸線安裝存在偏斜時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)滾筒軸線和輸送帶帶長(zhǎng)方向中心線不垂直，會(huì)使輸送帶運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)跑偏。該種跑偏問(wèn)題出現(xiàn)的原因是輸送帶兩側(cè)承受的張緊力不同，尤其是增加煤炭載荷之后更加明顯，通常跑偏的方向時(shí)一定的，傾向于輸送帶較松弛的一側(cè)。滾筒軸線偏斜引起的輸送帶跑偏問(wèn)題，可以調(diào)整滾筒軸安裝位置進(jìn)行處理。

2.3 托輥軸線偏斜

托輥?zhàn)鳛槠л斔蜋C(jī)的重要組成部件，安裝時(shí)存在誤差時(shí)將會(huì)出現(xiàn)托輥軸線傾斜，導(dǎo)致輸送帶出現(xiàn)跑偏。托輥軸線偏斜包括以下四種狀態(tài)。

2.3.1 托輥軸線與輸送帶中心水平面不垂直

當(dāng)皮帶輸送機(jī)托輥安裝出現(xiàn)軸線與輸送帶中心線水平面內(nèi)部不垂直情況時(shí)，示意圖如下頁(yè)圖2 所示，給出了托輥的受力狀態(tài)，可以看出，輸送帶施加給托輥的力將會(huì)產(chǎn)生F1徑向力和F2軸向力，前者是托輥驅(qū)動(dòng)力，后者會(huì)使托輥出現(xiàn)軸向移動(dòng)的趨勢(shì)，因其固定不變，就會(huì)對(duì)與之接觸的輸送帶產(chǎn)生橫向摩擦力導(dǎo)致其跑偏。跑偏的方向趨向于托輥滯后的一側(cè)，就是所謂的跑后不跑前現(xiàn)象。出現(xiàn)該種情況可以通過(guò)調(diào)整托輥水平角完成修正。

圖2 托輥軸線不垂直輸送帶中心線受力狀態(tài)

2.3.2 托輥前傾

托輥安裝問(wèn)題的第二種情況是托輥前傾，即托輥豎直面內(nèi)出現(xiàn)傾角誤差，此時(shí)的托輥將會(huì)對(duì)輸送帶的摩擦力在水平方向出現(xiàn)分力，如圖3 所示。由圖3 托輥的受力分析狀態(tài)可得，摩擦力Ff1和Ff2是托輥?zhàn)饔糜谳斔蛶У牧?，前傾傾角不一致或者輸送帶承載存在偏差時(shí)，均會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)摩擦力數(shù)值不同，進(jìn)而作用于輸送帶就會(huì)導(dǎo)致輸送帶跑偏。此種跑偏可以通過(guò)調(diào)整托輥傾角進(jìn)行消除。

圖3 前傾托輥受力狀態(tài)

2.3.3 托輥后傾

托輥安裝過(guò)程中除了會(huì)出現(xiàn)托輥前傾問(wèn)題，還會(huì)存在托輥后傾的問(wèn)題，受力分析過(guò)程與托輥前傾一樣，如圖4 所示。由圖4 后傾托輥受力狀態(tài)可以看出，相較于托輥前傾，后傾托輥的受力方向與之相反，作用于輸送帶的力同樣為Ff1和Ff2，后傾傾角不一致或者輸送帶承載存在偏差時(shí)，均會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)摩擦了數(shù)值不同，進(jìn)而作用于輸送帶就會(huì)導(dǎo)致輸送帶跑偏。此種跑偏可以通過(guò)調(diào)整托輥傾角進(jìn)行消除。

圖4 后傾托輥受力狀態(tài)

2.3.4 托輥架整體傾斜

托輥安裝會(huì)導(dǎo)致輸送帶跑偏的最后一種情況是托輥架整體的偏斜，這種情況較為復(fù)雜，需要對(duì)托輥架上的三個(gè)托輥進(jìn)行受力分析，結(jié)果如圖5 所示，重力的分解及與摩擦力的合成產(chǎn)生了輸送帶的跑偏力，托輥架整體偏斜時(shí)輸送帶的跑偏方向是輸送帶較低側(cè)。這種跑偏也是最難調(diào)整的，出現(xiàn)時(shí)需修正機(jī)架位置。

圖5 托輥整體傾斜受力

3 維護(hù)過(guò)程對(duì)跑偏問(wèn)題的影響

3.1 托輥或者滾筒的外表面黏料

皮帶輸送機(jī)維護(hù)過(guò)程中需要及時(shí)觀察托輥與滾筒的外表面是否存在黏料的情況，如果出現(xiàn)黏料的情況需要進(jìn)行清除，否則將會(huì)出現(xiàn)托輥或者滾筒與輸送帶接觸面中存在局部變大的直徑，使輸送帶受力不均，出現(xiàn)輸送帶的跑偏。

3.2 輸送帶松弛

皮帶輸送機(jī)維護(hù)還應(yīng)該時(shí)刻關(guān)注輸送帶的張緊程度，確保輸送帶與傳動(dòng)滾筒之間可靠接觸，保證輸送帶能夠獲得足夠的驅(qū)動(dòng)力，避免輸送帶張緊力不足或者波動(dòng)導(dǎo)致輸送帶出現(xiàn)跑偏的情況出現(xiàn)。實(shí)際工作時(shí)出現(xiàn)該問(wèn)題可以人工調(diào)整張緊裝置。

3.3 落料位置不居中

皮帶輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程維護(hù)還要時(shí)刻關(guān)注轉(zhuǎn)載位置的落料是否均勻集中，因?yàn)檗D(zhuǎn)載位置的輸送機(jī)存在較大的高度差，高位的輸送機(jī)落下的煤炭將會(huì)沖擊低位的輸送機(jī)，且很少會(huì)出現(xiàn)落料均勻一致的情況，如圖6 所示，偏載較大時(shí)極易出現(xiàn)輸送帶的跑偏。落料位置不居中導(dǎo)致的輸送帶跑偏方向通常趨向于物料較少的一側(cè)。

圖6 落料位置不居中示意圖

皮帶輸送機(jī)連續(xù)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)落料位置不居中導(dǎo)致的輸送帶跑偏問(wèn)題時(shí)，需要調(diào)整轉(zhuǎn)載位置輸送機(jī)之間的高度差，盡量降低煤炭落料對(duì)低位輸送機(jī)的沖擊，使落料更均勻可控。

4 結(jié)語(yǔ)

皮帶輸送機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行不僅與其安裝質(zhì)量相關(guān)，還與其日常維護(hù)情況息息相關(guān)，必須引起高度重視。跑偏作為皮帶輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程中難以解決的通病，至今也未給出更好的控制方法，基于此總結(jié)了皮帶輸送機(jī)安裝和維護(hù)過(guò)程中可能引起輸送帶跑偏的情況，并給出了相應(yīng)的解決措施。皮帶輸送機(jī)工作環(huán)境極為惡劣，工作過(guò)程中跑偏問(wèn)題處理耗時(shí)耗力，影響煤炭的生產(chǎn)產(chǎn)能和效率，安裝質(zhì)量和維護(hù)策略必須引起各個(gè)煤炭企業(yè)重視，以此保證皮帶輸送機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。