煤矿皮带机跑偏故障机理及对策研究

关志鹏

（晋煤集团寺河煤矿二号井，山西 晋城 048000）

引言

随着社会的发展，人们生活水平的提高，对煤的需求量也随之增多，这就对煤矿企业的安全高效生产提出了更高的要求。而煤矿运输系统在煤矿的实际生产中占据着重要地位，它的生产效能会直接影响到煤矿的生产效率。为了提高煤矿运输系统的安全性与高效性，许多现代化的大型矿井开始大量运用高速皮带机。但煤矿皮带机在运行的过程中很容易发生皮带跑偏现象，如寺河煤矿二号井97301采面（9号煤，2015年元月）初采期间经常发生常规性跑偏，和15号煤生产过程中（2014年）煤量大，胶带运输大巷上坡区段皮带重载及跑偏现象。一旦发生皮带跑偏，会严重影响到煤矿的运输速度，甚至会损毁设备导致皮带机无法正常运转矿井停产。据有关部门统计，2013年某省各类皮带运输机出现跑偏故障严重影响到正常生产的就有1 500起，因此对煤矿皮带机跑偏机理及对策进行研究对煤矿的安全高效生产有着重要的现实意义。

1 煤矿皮带机跑偏的故障机理及皮带机优点

通过摩擦力工作是皮带运输机主要的工作机理，从力学角度分析，导致皮带工作时跑偏的根本原因是：在皮带宽度方向上皮带所受的合外力不为零，或者是给皮带提供动力的拉应力不均匀导致托辊或滚筒产生一个偏向一侧的反分力，在此力的作用下导致皮带偏向一侧。

在煤矿的整个运输系统中皮带机的作用非常重要，优点主要表现在五个方面：皮带机的输送量较大，每秒可达数百吨的运输量；皮带机不但能够运送散碎物料，还可以运送成件物料；能适应大多数的输送路线，如水平输送或倾斜输送；能够灵活地调节输送距离，随时都可以装卸；由于皮带输送机不但具有高效性、稳定性且易于安装和维修。所以，皮带运输机在煤矿的运输系统中广泛的被采用。

2 煤矿皮带跑偏原因分析

2.1 皮带跑偏现象

煤矿皮带机之所以会发生皮带跑偏现象，这主要是由于皮带在垂直受到了不均匀的载荷或者是在皮带宽度方向上所受的合力大小不为零，之所以会出现这种情况往往是由于皮带机的滚筒加工与安装时的不科学、不合理造成的。

根据本人多年的实际工作经验发现皮带机皮带跑偏一般有三个规律：跑紧不跑松即当皮带松紧度不一致发生皮带跑偏现象时皮带会向相对紧的一侧跑偏；跑后不跑前即安装托辊支架时，若一端在前，一端在后，皮带会向后侧跑偏；跑高不跑低即若皮带两侧的高度不一致时，皮带会向较高的一侧跑偏。

2.2 皮带跑偏故障的原因分析

1）皮带制造及安装误差。

有很多皮带在设计制造的时候由于质量不过关很容易导致表面结构不平整，若把这种皮带安装在皮带机上受力很难均匀，很容易发生皮带跑偏现象。对于这种情况，要严格把关皮带的质量，并且要及时把一些磨损严重的皮带进行更换，以确保皮带机的正常工作。除了皮带的制造质量外，皮带安装质量的好坏也会严重影响到皮带机的正常运行。若皮带机在安装时，机架发生歪斜现象，皮带机在正常工作时也容易发生皮带跑偏现象，这种由于安装上的误差造成的皮带跑偏现象往往很难调整。一般在安装皮带机的托辊时，托辊一定要水平且垂直于皮带机的中心线，这样可以使皮带在正常工作时水平方向上所受的合力为零，跑偏现象不容易发生。若在安排皮带机托辊时，托辊轴线没有完全垂直于皮带机的中心线，这样会导致皮带机在正常工作时水平方向上所受的合力不能为零，造成皮带的跑偏。机理如图1所示。

图1 皮带托辊安装不当造成的皮带跑偏示意图

图中V1为皮带的运行方向，当皮带机托辊没有完全垂直于皮带机的中心线时，根据物理知识我们可知，V1会分解为垂直于托辊方向的V2分量和平行于托辊方向的V3分量。当皮带正常工作时，由于V3反方向的摩擦力会作用于皮带，导致皮带跑偏向右侧。若遇到此种情况我们可以通过调整托辊使托辊垂直与皮带中心线，这时V2与V3方向上的速度分量就不存在了，皮带的运行就可以正常了。

2）机头、机尾与中间架的中心不在一条直线上。

皮带机机头中心、机尾中心、中间架中心没在同一条直线上时，皮带也会发生跑偏现象。安装时的不科学、不合理也是造成这种现象的主要原因。皮带机的中间架和机尾要在把皮带机的驱动装置调试好后再安装。之所以会造成上述皮带跑偏现象，主要是由于整个皮带机没有调试好中心线，在调试皮带机的中心线时一定要确保托辊中心线的水平，使机架的实际中心线重合于理论中心线。若完全重合实在无法实现，那么也不能超过3 mm的偏差度，这样可以使皮带机的这一跑偏现象得到解决。

3）皮带接头不正或物料落入皮带造成皮带跑偏。

若皮带机的皮带接头发生了倾斜或偏移等现象，也会导致皮带机皮在工作时发生皮带跑偏现象。机械接头和硫化接头是当前皮带机皮带接头的两种主要形式，为了避免皮带在正常工作时两侧拉力的不均造成皮带跑偏现象，无论采用哪种方式连接皮带机接头，都要保证接头处的平整和光滑。此外在往皮带机上装物料时若物料的落点偏离皮带中心线较远时，物料在重力的作用下会冲击皮带，也会造成皮带机皮带发生跑偏。

3 故障处理方法研究

3.1 皮带跑偏的调整

1）对于滚筒位置安装不正确引起的皮带机皮带跑偏现象，可以通过滚筒的安装位置进行改变，使滚筒轴线平行与水平面同时垂直于皮带中心线，来调整皮带跑偏现象。皮带偏离向哪一侧的轴承，则向皮带方向移动该侧轴承即可。

2）对于皮带机的机头、机尾、中间架不在同一直线上引起的皮带跑偏现象，可以通过把三者之间的位置进行调整使三者在同一直线上来解决此类皮带跑偏现象。

3）对于皮带接头不正造成的皮带跑偏，可以通过将不正的皮带接头切掉重新制造皮带接头的方式加以解决。此外为了保证皮带接头的性能良好，最好使用皮带扣（皮带扣要能随托辊长度分段）。对于物料落点偏离皮带中心线造成的皮带跑偏，可以通过调整皮带落料漏斗的落料位置加以解决。

3.2 皮带跑偏的预防

1）提高皮带机的安装质量。

在皮带机的结构已经确定的前提下，通过把皮带机的安装质量提高，可以有效地预防皮带机皮带跑偏，在安装皮带机时一定要皮带机的安装使用说明，一步一步的进行安装，只有这样才能使安装出来的皮带机更好地为我们服务。

2）安装自动纠偏装置。

对于皮带向某一侧跑偏的问题，可以通过安装限位托辊法来解决。对于皮带与托辊摩擦发生的跑偏，可以通过安装皮带调偏托辊的方法加以解决。此外还可以通过给皮带机安装自动调偏托辊来对皮带机的皮带跑偏现象进行自动的调整。

4 结语

在煤矿井下的实际运输工作中对于皮带机皮带的跑偏现象，要依据实际情况，找出造成皮带机皮带跑偏的原因，并根据这些原因采用一些针对性的调整方法进行调整，同时积极采用一些科学、合理的预防措施进行预防，只有这样才能确保煤矿皮带机的正常稳定运行，提高煤矿安全生产的效率。

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