带式输送机皮带跑偏分析与预防

2014-04-16汪海斌

机械工程师 2014年4期

关键词：托辊中心线带式

汪海斌

（神东煤炭集团大柳塔煤矿，陕西神木719315）

带式输送机皮带跑偏分析与预防

汪海斌

（神东煤炭集团大柳塔煤矿，陕西神木719315）

带式输送机皮带的跑偏会造成严重的经济损失，文中详细叙述了带式输送机皮带跑偏的原因，其原因是多种多样的，并针对其原因提出了与之相对应的解决方法。

带式输送机；跑偏；措施

0 引言

带式输送机自发明以来，经过长时间的发展，已被水电、粮食、化工、烟草、船舶、煤炭、矿山、冶金、港口等各行各业广泛采用［1］。这是由于带式输送机具有结构简单，使用成本低，便于维护，能耗较小，运行可靠，输送距离长、运量大、连续输送，易于实现工业自动化等优点。在煤炭行业中应用更为广泛，已是煤矿最理想的高效连续运输设备。矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中，现已成为煤炭开采一体化的关键设备。如在这些场合出现故障或者停机，其损失是巨大的［2］。

带式输送机作为煤炭行业中的关键性设备，在其使用过程中也常常会出现故障，皮带跑偏、打滑、断带经常发生。皮带跑偏是带式输送机运转中最常见的故障，跑偏是指皮带中心线偏离输送机中心线。当跑偏量达到皮带宽度的5%时，按规定必须进行纠偏，否则皮带会越跑越偏，以至于造成带边磨损，缩短皮带的使用寿命，甚至造成局部或全程洒料，更甚者还会造成卷带、撕带、断带、皮带脱落等，引起设备停机，严重影响生产，造成巨大的经济损失［3］。因此解决皮带的跑偏问题对于煤炭行业是必要的，有利于实现煤炭开采的一体化作业。

1 产生皮带跑偏的原因

造成输送机皮带跑偏的原因是多种多样的，最根本的原因是皮带受垂直于皮带中心线的力，致使皮带发生偏离。其原因有以下几个方面：

1.1 制造、安装误差引起的跑偏

1）皮带自身制造误差引起的跑偏。如皮带自身质量不合格，薄厚不均，内应力分布不均，接头接偏等都会引起皮带跑偏。

2）机架的制造和安装误差引起的跑偏。首先机架要满足使用刚度要求，这就需要在设计时增大安全系数，以满足重载时的要求；其次机架要安装得当，安装不当会导致机架中心线和皮带中心线发生大的偏离，导致皮带跑偏。

3）滚筒的制造和安装误差引起的跑偏。驱动滚筒和改向滚筒尺寸不统一会引起皮带的跑偏；两滚筒安装时的中心线要平行（在误差范围以内），否则会出现皮带两侧受力不均匀，产生皮带的跑偏；两滚筒安装时其中心线要和机架的中心线垂直（在误差范围以内），否则也会产生皮带的跑偏。

4）托辊的制造和安装误差引起的跑偏。托辊的尺寸要统一，误差在允许范围以内，否则会使皮带受力不均引起皮带的跑偏；托辊的中心线和皮带中心线不垂直，安装时在误差范围以内，否则也会引起皮带的跑偏。

5）预紧装置的安装误差引起的跑偏。安装皮带时，预紧装置要对皮带预加合适的预紧力，预紧力不足处出现打滑现象，在较大载荷时会出现卷带、跑偏等现象；如预紧安装不当，会出现皮带两侧受力不均匀，也会导致皮带跑偏。

1.2 滚筒、托辊对皮带两侧摩擦力不均引起的跑偏

1）物料不均引起的跑偏。由于煤炭的落点不在皮带中间，致使皮带两边的张力不同，造成了皮带的跑偏。客观上讲，实际落煤很难按规律落在皮带中间，这将使得皮带横断面上的物料出现不规律的偏斜。为了解决落煤引起的跑偏现象，可以根据实际情况调节工作中落煤口的位置，使得煤的落点能分布在皮带的中间；此外，张雪峰等［2］在落煤口处增加落煤平整机构。落煤平整机构位于落煤口后方，通过其自身的重力及配重使煤炭均匀分布在皮带的中间，从而使皮带两边张力相同，达到防止皮带跑偏的目的。

2）托辊和滚筒粘料引起的跑偏。带式输送机在运行一段时间后，由于采煤机采下来的物料具有一定的黏性，如果清理不及时，部分物料会粘在滚筒和托辊上，致使局部筒径变大，引起皮带两侧张紧力不均匀，造成皮带跑偏。

1.3 皮带老化引起的跑偏

皮带在运行一段时间后，由于滚筒对皮带的拉伸和托辊对皮带的摩擦，使皮带产生塑性变形或老化，这不仅使得皮带的预紧力下降，皮带变得松弛，引起皮带内部应力分布不均匀，也会引起跑偏。

1.4 机械振动引起的跑偏

带式输送机在运行时会产生不同程度的机械振动。当皮带运行速度越快时，产生的机械振动越大，噪声越大，造成皮带跑偏的可能性也越大。陈艳等［4］对皮带跑偏时的速度进行了分析研究，得到了皮带垂直于中心线的速度与托辊的旋转速度、角度及皮带速度之间的关系。

1.5 其它原因引起的跑偏

煤尘进入滚筒或托辊的轴承内，使得托辊或滚筒不转动或者转动不灵活，致使皮带受力不均，引起皮带的跑偏；掉落下来的物料含有水分、油性物质以及其它一些腐蚀性的杂质，会粘附在皮带、滚筒、托辊上，损伤皮带，同时也降低了皮带与托辊之间的摩擦力，致使出现部分打滑现象，也会引起皮带的跑偏；有的地质条件复杂，井下巷道高低不平，容易造成飘带现象，从而引起跑偏。

综上所述，产生皮带跑偏的原因是多种多样的，其根本的问题就是皮带受过大的侧向力，引起皮带的跑偏。

2 皮带跑偏的预防

1）选用合格产品，避免由产品制造精度不够而引起皮带跑偏事故。选用产品时，要看产品使用时的主要结构参数，如滚筒要注意驱动滚筒和转向滚筒圆柱度要一致。同一个机架上尽量选用同批次的托辊。选用皮带时，不仅要看接头的平直性，还要看皮带的拉伸强度；在设计安装机架时，要考虑到机架的刚性要求；选择产品还要考虑到当地的地质条件和煤岩特性。

2）装配过程中要注重装配尺寸精度。装配时应注意滚筒的水平度和平等度，滚筒、托辊中心与皮带中心线的垂直度，托辊的倾角，泄煤斗的位置等等。

3）安装皮带跑偏的监测装置。当皮带发生跑偏时，检测装置就发出报警信号，以便提醒维修人员采取措施进行维修防护。

4）安装自动纠偏装置。史回京［5］使用了一种新型的气动自动纠偏方法；王春奇等［6］使用了一种新型双向可逆自动纠偏装置。

5）加强日常维护。为了保证带式输送机高效可靠地运转，要加强日常的管理与维护，及时发现和排除可能发生的故障。定时清理滚筒、托辊以及皮带上的残渣，定期检查清扫装置，定期检修输送机。